天然药物化学生物碱课件.ppt

1、 2生物碱的概念及其在植物界中分布规律。生物碱的主要物理化学性质，碱性强弱的影响因素及判断方法、游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程及C-N键的裂解反应。生物碱的提取分离方法原理。利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。UV、IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。基本内容基本内容3基本要求基本要求掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理；熟悉生物碱成盐过程特点。了解生物碱的结构鉴定方法。第第9 9章章 生物碱生物碱生物碱概述生物碱概述生物碱

2、的分布生物碱的分布生物碱的分类生物碱的分类生物碱的性质生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7一、生物碱概述十九世纪德国学者十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出从鸦片中分离出吗啡碱吗啡碱(morphine)现从自然界中分离得到约现从自然界中分离得到约10000种种全国医药产品大全全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达中收载的药物及其制剂达六十余种六十余种植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性如：植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性如：鸦片中的鸦片中的吗啡吗啡镇痛作用

3、镇痛作用 麻黄中的麻黄中的麻黄碱麻黄碱止喘作用止喘作用 长春花中的长春花中的长春碱长春碱抗癌活性抗癌活性 黄连中的黄连中的小檗碱小檗碱抗菌消炎作用抗菌消炎作用 山莨菪碱山莨菪碱抗中毒性休克作用抗中毒性休克作用生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：一、生物碱概述莨菪lng dng天仙子即茛菪。藏语称“茛菪泽”。一年或二年生草本植物。生于林边、田野、路旁等处，有少量栽培。干燥的成熟种子可入药，于夏、秋间采摘炮制。其性温，味苦辛，入心、胃、肝三经，有毒，具有定痫、止痛的功效，常用于治疗癫狂、风痹厥痛、喘咳、胃痛、久痢、脱肛、痈肿、恶疮等症。植物古

4、柯中的有效成分古柯碱（植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有）虽有很强的局部麻醉作用，但是很强的局部麻醉作用，但是毒性较大毒性较大，久用易成瘾，久用易成瘾NOOC2H5C2H5NH2普鲁卡因普鲁卡因procaine(合成品合成品)局麻药局麻药NCH3HCOOCH3OO古柯碱古柯碱cocaine（可卡因）（可卡因）一、生物碱概述9 鸦片又称鸦片又称“阿片阿片”，俗称，俗称“大烟大烟”、“鸦鸦片烟片烟”、“烟土烟土”等，是英文名等，是英文名OpiumOpium的音译，的音译，来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片

5、内含有鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有3030多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为10-10-15%15%，此外还含有少量的罂粟碱，此外还含有少量的罂粟碱(约约1%)1%)、可待、可待因因(约约1%)1%)、蒂巴因、蒂巴因(约约0.2%)0.2%)及那可汀及那可汀(约约3%)3%)等。等。植物中的生植物中的生物碱物碱10草麻黄草麻黄木贼麻黄木贼麻黄中麻黄中麻黄麻黄麻黄 麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在我国北方干旱地区。我国北方干旱地区。麻黄麻黄作为一种传作为一种传统中

6、药材，至今已有四千多年的应用统中药材，至今已有四千多年的应用历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入我国二类精神药物品进行管制。我国二类精神药物品进行管制。麻黄素是制造冰毒的前体，冰毒是国麻黄素是制造冰毒的前体，冰毒是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，又称甲基安非他明、去氧即甲基苯丙胺，又称甲基安非他明、去氧麻黄素，为纯白色晶体，晶莹剔透，外观麻黄素，为纯白色晶体，晶莹剔透，外观似冰，俗称似

7、冰，俗称“冰毒冰毒”。11 长春花，又名日日长春花，又名日日春、天天开等，夹竹桃春、天天开等，夹竹桃科植物。原产西印度，科植物。原产西印度，早在宋代以前就传入我早在宋代以前就传入我国。国。长春花长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含5555种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药是目前国际上应用最多的抗癌植

8、物药源。源。12 黄连黄连是著名的中药，是著名的中药，神农本草经神农本草经列之列之为上品。根茎味极苦，苦味在于它所含多种生为上品。根茎味极苦，苦味在于它所含多种生物碱，主要为小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅物碱，主要为小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成片剂或针剂，对菌痢有显著疗效。片剂或针剂，对菌痢有显著疗效。黄连生活条件要求较高，生长慢，产量少，黄连生活条件要求较高

9、，生长慢，产量少，因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱，如黄栌许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱，如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等，它们可代木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等，它们可代替黄连，提取小檗碱，制造黄连素。替黄连，提取小檗碱，制造黄连素。毛莨科植物黄连的根茎。毛莨科植物黄连的根茎。根茎多集聚成簇，形如根茎多集聚成簇，形如鸡爪鸡爪 ，又称鸡爪黄连。，又称鸡爪黄连。13 颠茄颠茄含颠茄生物碱，主要有效成分为莨菪含颠茄生物碱，主要有效成分为莨菪碱碱(Hyoscyamine)(Hyoscyamine)，此外

10、还有微量东莨菪碱等。，此外还有微量东莨菪碱等。一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病，等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆绞痛等。肠胃道、肾胆绞痛等。颠茄，俗名颠茄，俗名“野山茄野山茄”，为茄，为茄科，颠茄属多年生草本植物，全草科，颠茄属多年生草本植物，全草入药。入药。原产欧洲地中海地区和小亚细亚，原产欧洲地中海地区和小亚细亚，2020世纪世纪3030年代引入我国。年代引入我国。生物碱生物碱 一般是指存在于植物体内的一类

11、含氮有一般是指存在于植物体内的一类含氮有机化合物（蛋白质、氨基酸、肽类以及维生机化合物（蛋白质、氨基酸、肽类以及维生素素B 等除外）。等除外）。含负氧化态氮原子，存在于生物有机体含负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的非初级代谢产物的一类化合物。中的非初级代谢产物的一类化合物。绝大多数生物碱的英文名称均以绝大多数生物碱的英文名称均以-ine结尾。结尾。一、生物碱概述一、生物碱概述 （含（含N有机化合物的总称）有机化合物的总称）1.多数由多数由C、H、O、N组成。组成。2.多在环上，少数在环外。多在环上，少数在环外。3.大多具碱性，可与酸成盐。大多具碱性，可与酸成盐。4.多具显著的生理活性。多具显

12、著的生理活性。生物碱的含义和特点生物碱的含义和特点 结构中至少含有一个氮原子，一般不包括分子量大于1500的肽类具有碱性和中性氮原子源于氨基酸或嘌呤母核或甾体与萜类的氨基化排除上述简单定义中所有例外的化合物。共识生物碱至少应具备以下几个特点共识生物碱至少应具备以下几个特点命名规则命名规则1.类型的命名类型的命名基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；基核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。2.单体成分的命名单体成分的命名以植物来源的属、种的名称命名；如以植物来源的属、种的名称命名；如 一叶萩碱一叶萩碱也有以生理活性或药效命名，如：

13、吗啡也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠使睡眠)以人名命名的；如：以人名命名的；如：pelletierine分类方法分类方法1.按植物来源分类；按植物来源分类；如：石蒜生物碱，长春花生物碱；如：石蒜生物碱，长春花生物碱；2.按化学结构分类；按化学结构分类；如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；3.按生源结合化学分类；按生源结合化学分类；如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。1.游离碱游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成成 盐盐：有机酸有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸特殊的酸类类：

14、乌头酸、绿原酸等：乌头酸、绿原酸等无机酸无机酸：硫酸、盐酸等。：硫酸、盐酸等。3.苷苷 类类：以苷的形式存在于植物中；：以苷的形式存在于植物中；4.N-氧化物氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。：植物体中的氮氧化物约一百余种。5.氮杂缩醛类：氮杂缩醛类：6.酯酯 类类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。形式存在。存在形式存在形式羧酸中的羟基被氨基（或胺基）取代而生成的化合物，也可看成是氨（或胺）的氢被酰基取代的衍生物。含有R-COOR 酯基的物质叫做酯类物质R R可以相同也可以不同生物碱概述生物碱概述生物碱的分布生物碱的分布生物碱的分类生

15、物碱的分类生物碱的性质生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7第第9 9章章 生物碱生物碱 主要分布于植物界，在动物中发现得很少。主要分布于植物界，在动物中发现得很少。双子叶植物：双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科，防己科，小檗科，毛茛科，木兰科，防己科，罂粟科，罂粟科，芸香科芸香科裸子植物：裸子植物：红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属属，麻黄属单子叶植物：单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科石蒜科，百部科，百合科 二、生物碱的分布二、生物碱的分布

16、动物界也有存在，但种类少。动物界也有存在，但种类少。肾上腺素肾上腺素蟾酥碱蟾酥碱二、生物碱的分布二、生物碱的分布 蟾蜍毒汁中的色胺蟾蜍毒汁中的色胺海绵中含溴的生物碱，海绵中含溴的生物碱，具有很强的细胞毒作用具有很强的细胞毒作用二、生物碱的分布二、生物碱的分布 海绵动物是怎样获得食物的呢？它的捕食方法十分奇特，是用一种滤食方式。单体海绵很像一个花瓶，瓶壁上的每一个小孔都是一张“嘴巴”。海绵动物通过不断振动体壁的鞭毛，使含有食饵的海水不断从这些小孔渗入瓶腔，进入体内。生物碱的分布（1）在系统发育较低级的类群（如藻类、菌类、地衣类、蕨类植物等）中，生物碱分布较少 或无；（2）生物碱集中地分布在系统发

17、育较高级的植物 类群（裸子植物、尤其是被子植物）中；（3）生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物 类群中；（4）越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群 （5）含生物碱的植物中很少只含有一种生物碱、多数是数种或数十种生物碱共存。生物碱在植物体的各种器官和组织中均有可能存在，对于某一植物通常主要富集在某一器官就越窄。生物碱的生物合成 生物合成的研究表明存在于植物界的上万种生物碱，仅来源于有限的前体氨基酸、甲戊二羟酸和醋酸酯等。与生物碱生物合成有关的主要氨基酸有鸟氨酸、脯氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、组氨酸和烟酸等。生物碱的生物合成 生物碱的生物合成涉及环合反应、生物碱的生物

18、合成涉及环合反应、C-NC-N键和键和C-CC-C键的裂解反应以及某些重排、取代键的裂解反应以及某些重排、取代基的形成、增减、消除、转化等。基的形成、增减、消除、转化等。生物碱骨架类型的形成与转化的生物化生物碱骨架类型的形成与转化的生物化学本质是生物体在其本身存在的酶的参与下学本质是生物体在其本身存在的酶的参与下所发生的所发生的C-CC-C键、键、C-NC-N键、键、C-OC-O键的形成与裂键的形成与裂解。解。生物碱概述生物碱概述生物碱的分布生物碱的分布生物碱的分类生物碱的分类生物碱的性质生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例生物碱

19、的提取分离实例243 13 33 563 7第第9 9章章 生物碱生物碱按植物来源分按植物来源分类类如长春花生物如长春花生物碱、石蒜生物碱、石蒜生物碱等）碱等）按生源结合化按生源结合化学骨架分类学骨架分类基于生物碱合基于生物碱合成前体物的来成前体物的来源源 按化学骨架分类按化学骨架分类（本教材选用）（本教材选用）按含基核类型：如吲哚、喹啉等按含基核类型：如吲哚、喹啉等 按整个母核类型：如萜类、甾类等按整个母核类型：如萜类、甾类等分类方法分类方法三、生物碱的分类三、生物碱的分类 结构特点结构特点 氮原子不结合在环内的一类生物碱。氮原子不结合在环内的一类生物碱。CHCHOHCH3NHCH3CHCH

20、OHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine三、生物碱的分类（一）有机胺类生物碱（一）有机胺类生物碱1.代表化合物代表化合物麻黄碱、伪麻黄碱麻黄碱、伪麻黄碱互为立体异构体，区别在于互为立体异构体，区别在于C1的构型不同。的构型不同。麻黄碱麻黄碱 R=H,R=CH3 伪麻黄碱伪麻黄碱 (ephedrine)（pseudoephedrine）三、生物碱的分类三、生物碱的分类 2.代表化合物代表化合物 秋水仙碱秋水仙碱秋水仙碱秋水仙碱(colchicine)秋水仙胺秋水仙胺(colchamine)抑制有丝分裂，毒性大抑制有丝分裂，毒性

21、大与秋水仙碱作用相同，与秋水仙碱作用相同，毒性为其毒性为其1/301/40。三、生物碱的分类三、生物碱的分类 秋水仙酰胺秋水仙酰胺(秋裂胺，秋裂胺，colchicinamide)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 1.简单吡咯烷类简单吡咯烷类2.双稠吡咯烷类双稠吡咯烷类 3.吡咯里西定类吡咯里西定类（二）吡咯烷类（二）吡咯烷类红古豆碱红古豆碱(cuscohygrine)野百合碱野百合碱(monocrotaline)一叶萩碱一叶萩碱(securinine)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吡咯衍生物简单的吡咯衍生物简单的吡咯衍生物NNOMeMeNNMeMeOOOCOMe红古豆碱红古豆碱cuscoh

22、ygrine红古豆苦杏仁酸酯红古豆苦杏仁酸酯（无活性）（有活性）似阿托品药物的散瞳等作用散瞳是在应用药物使眼睛的睫状肌完全麻痹，使之失去调节作用的情况下进行的验光。这主要是因为青少年眼睛的调节力较强，验光时如果不散大瞳孔，睫状肌的调节作用可使晶状体变凸，屈光力增强，不能把调节性近视即所谓假性近视成分除去，而影响结果的准确性。所以青少年近视患者，散瞳验光是很有必要的。吡咯衍生物NOONMeMeMeHOHOHOO野百合碱monocrotaline（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶（吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物）衍生物三、三、哌啶类生物碱哌啶类生物碱 吡啶吡啶 哌啶哌啶 吲哚里西啶

23、吲哚里西啶 喹诺里西啶喹诺里西啶吡啶衍生物吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）NN吡啶喹诺里西啶三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吡啶类生物碱吡啶类生物碱结构新颖的胆碱酯酶抑制剂。最结构新颖的胆碱酯酶抑制剂。最初被用于重症肌无力和小儿麻痹初被用于重症肌无力和小儿麻痹症，症，19961996年被成功开发为治疗老年被成功开发为治疗老年性痴呆的新药。年性痴呆的新药。石杉碱甲石杉碱甲(huperzine A)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吡啶衍生物吡啶衍生物NMeMeNOOMeCNMeNNHO猕猴桃碱蓖麻碱金雀花碱actinidine

24、ricininecytisine三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吲哚里西啶（吲哚里西啶（indolizidine）衍生物）衍生物NNOO吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱securinine吲哚吲哚是吡咯与苯并联的化合物是吡咯与苯并联的化合物一叶秋苦参碱苦参碱 氧化苦参碱氧化苦参碱matrine oxymatrine三、生物碱的分类三、生物碱的分类 喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大 多属于此类多属于此类（四）托品类生物碱（四）托品类生物碱阿托品阿托品(atropine)R=H（dl）莨菪碱莨菪碱(hyoscyamine)R=H（l）山莨菪碱

25、山莨菪碱(anisodamine)R=OH东莨菪碱东莨菪碱(scopolamine)樟柳碱樟柳碱(anisodine)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。曼陀罗50莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物）衍生物 由由吡咯啶吡咯啶和和哌啶哌啶骈合而成的杂环。骈合而成的杂环。分：分：颠茄生物碱颠茄生物碱（belladonna alkaloids）如：莨菪碱如：莨菪碱 古柯生物碱古柯生物碱（coca alkaloids）如：古柯碱如：古柯碱51颠茄颠茄古柯生物碱（coca alkaloids）NCH3HOHCOOH爱康宁ecgonine古柯碱

26、cocaineNCH3HCOOCH3OCO奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有效成分，含量高达效成分，含量高达3）奎尼丁奎尼丁（五）喹啉类生物碱（五）喹啉类生物碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吖啶酮吖啶酮山油柑碱山油柑碱（六）吖啶类生物碱（六）吖啶类生物碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类 8a5a4a9aNOMeOOMe山油柑碱山油柑碱acronycine来自于芸香科山油柑属植物，来自于芸香科山油柑属植物，具有显著抗癌作用，抗瘤谱具有显著抗癌作用，抗瘤谱较广，现已有人工合成品。较广，现已有人工合成品。沙塘木沙塘木Acronychia pedunculata N吖啶酮（吖啶酮

27、（acridone）衍生物）衍生物 吖啶酮吖啶酮NHO 吖啶吖啶（七）异喹啉衍生物（七）异喹啉衍生物分：1-苯甲基异喹啉型 双苯甲基异喹啉型 原小檗碱型 阿朴啡型 原阿朴啡型 吗啡烷型 原托品碱型N67123458异喹啉isoquinoline三、生物碱的分类三、生物碱的分类 喹啉isoquinoline简单异喹啉类简单异喹啉类罂粟属卞基四氢异喹啉类卞基四氢异喹啉类基本母核1位连有苄基N67123458异喹啉isoquinolineN1-苯甲基异喹啉1-benzyl-isoquinoline 1-苯甲基异喹啉型OONOOMeOOMeOMeMeH那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇咳作用

28、与可待因相似，但无成瘾性，可替代可待因。N1-苯甲基异喹啉1-benzyl-isoquinoline厚朴厚朴（2）双苯甲基异喹啉型-醚氧键相连形成二聚体或多聚体NMeOMeOMeOMeHNHOMeOMeOMeMeOMeO唐松草碱thalicarpine （3）阿朴啡型NMeNHCH3OOHCH3O阿朴啡aporphine土藤碱tuduranineN67123458异喹啉isoquinoline 异阿朴啡类蒽核（6）吗啡烷型N12345678910111213141516吗啡烷morphinaneOHONCH3OHNCH3OOHMeOOMe吗啡碱morphine青藤碱sinomenine含饱和菲

29、核含饱和菲核 （5）原小檗碱型NOOOONMeOMeOOMeOMe四氢黄连碱tetrahydrocoptisine延胡索乙素Corydalis BC原小檗碱型 protoberberineNNOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine (6)普罗托品类NOOOOOCH3原托品碱protopine69(7)菲啶（菲啶（phenanthridine）衍生物）衍生物属异喹啉类衍生物，重要的类型有：属异喹啉类衍生物，重要的类型有：苯骈菲啶类苯骈菲啶类吡咯骈菲啶类吡咯骈菲啶类NN苯骈菲啶苯骈菲啶benzo-phenanthr

30、idine菲啶菲啶70菲啶（菲啶（phenanthridine）衍生物）衍生物白屈菜碱白屈菜碱chelidonine石蒜碱石蒜碱lycorineNOOOOHOCH3NOOOHHO 苯骈菲啶类苯骈菲啶类 吡咯骈菲啶类吡咯骈菲啶类 713.3.苯乙基四氢异喹啉类苯乙基四氢异喹啉类三尖杉酯碱对白血病治疗有好的作用。724 4 吐根碱类吐根碱类八、吲哚（八、吲哚（yinduo）衍生物）衍生物NH1234567吲哚NHNHCONHMeMeCH2OH麦角新碱ergonovineergometrine三、生物碱的分类三、生物碱的分类 747576番木鳖番木鳖-种子种子77(十一十一)嘌呤（嘌呤（purine

31、）衍生物）衍生物NNNN123456789嘌呤NNNNNH2HOHOHHCOOH香菇嘌呤eritadenine具降脂作用三、生物碱的分类三、生物碱的分类 叶和种子可以药用，治疖毒红肿；因树冠及叶柄美丽，亦可庭院栽培观赏。该物种为中国植物图谱数据库收录的有毒植物，其毒性为树皮有毒，煎汁可作驱虫药，动物食后可致死。（十三）甾体生物碱（十三）甾体生物碱浙贝甲素浙贝甲素三、生物碱的分类三、生物碱的分类 孕甾烷孕甾烷(十五十五)大环生物碱类大环生物碱类ClNMeOOONMeOMeHMeNHOOMeOOMeHMeOHMeOMe美登碱maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分三、生物碱的分类三、

32、生物碱的分类(十六十六)其他类型生物碱其他类型生物碱NNMeMeMeMeOOHClOMeONOMeOMeMeONCH3CH3OCH3OOOHHNH四甲基吡嗪（川芎嗪）tetramethylpyrazine莲氏花烷hasubanane间千金藤碱metaphanine短防已碱acutumine三、生物碱的分类三、生物碱的分类 生物碱概述生物碱概述生物碱的分布生物碱的分布生物碱的分类生物碱的分类生物碱的性质生物碱的性质生物碱的提取和分离生物碱的提取和分离生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定生物碱的提取分离实例生物碱的提取分离实例243 13 33 563 7第第9 9章章 生物碱生物碱（一）（一）生物碱

33、的性状生物碱的性状 组成组成多数含有多数含有C、H、O、N，少数含有，少数含有S、Cl 形态形态 多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液体体(如烟碱、槟榔碱如烟碱、槟榔碱)味道味道 多具苦味多具苦味(盐酸小檗碱盐酸小檗碱)，少数呈辛辣味，少数呈辛辣味 颜色颜色 一般无色或白色；少数具有长链共轭体系的具有一般无色或白色；少数具有长链共轭体系的具有一定颜色。如，小檗碱：黄色；小檗红碱：红色一定颜色。如，小檗碱：黄色；小檗红碱：红色；一叶萩碱：淡黄色；一叶萩碱：淡黄色 挥发性与挥发性与升华性升华性 少数液体及个别小分子生物碱具挥发性少数液体及个别小分子生

34、物碱具挥发性(麻黄碱麻黄碱)，少数具升华性，少数具升华性(咖啡因咖啡因)四、生物碱的性质四、生物碱的性质 颜色颜色多为无色或白色，少数有色。NOOOMeOMeNOOOMeOMeZnH2SO4+小檗碱四氢小檗碱（黄色）（黄色）（无色）一叶萩碱成盐后则无色。NOO一叶萩碱（黄色）产生条件产生条件 具有手性碳原子或手性分子具有手性碳原子或手性分子 影响因素影响因素 A.手性碳的构型手性碳的构型 B.测定溶液测定溶液 C.pH值值 D.浓度浓度研究意义研究意义 生理活性与旋光性密切相关。一般情况下生理活性与旋光性密切相关。一般情况下，左旋体的活性比右旋体活性强。如，左旋体的活性比右旋体活性强。如，L-

35、L-莨菪碱的散瞳作用比莨菪碱的散瞳作用比D-D-莨菪碱大莨菪碱大100100倍。倍。（二）（二）生物碱的旋光性生物碱的旋光性 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 游离游离生物碱生物碱亲脂性亲脂性叔胺碱和仲胺碱，溶于有机溶剂，溶于酸叔胺碱和仲胺碱，溶于有机溶剂，溶于酸水水亲水性亲水性主要指季胺碱和某些含主要指季胺碱和某些含N-氧化物生物碱；氧化物生物碱；液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水。如液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水。如东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、麻黄碱。东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、麻黄碱。具特殊具特殊官能团官能团两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔次碱）两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔次碱）：可溶于

36、酸水及碱水，：可溶于酸水及碱水，pH89产生沉淀产生沉淀内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱，但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水，但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水，加酸又复原。，加酸又复原。（三）（三）生物碱的溶解性生物碱的溶解性 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 生物生物碱盐碱盐一般易溶于水，可溶于醇一般易溶于水，可溶于醇无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐溶解性溶解性特殊的特殊的化合物化合物吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水吗啡为酸

37、性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水四、生物碱的性质四、生物碱的性质 碱性的来源碱性的来源N:N:H+H+生物碱生物碱盐碱性强弱的表示方法碱性强弱的表示方法BHH3O+B+KaB H3OBH +四、生物碱的性质四、生物碱的性质（四）生物碱的碱性（四）生物碱的碱性 产生原因产生原因N原子具有孤对电子，

38、能接受质子或给出原子具有孤对电子，能接受质子或给出电子而显碱性电子而显碱性理论依据理论依据表示方法表示方法pKa碱性大小与碱性大小与pKa关系关系pKa2为极弱碱，为极弱碱，pKa27为弱碱为弱碱pKa711为中强碱，为中强碱，pKa11以上为强碱以上为强碱碱性基团碱性基团pKa值顺序值顺序胍基季胺碱胍基季胺碱N-烷杂环脂肪胺芳香烷杂环脂肪胺芳香胺胺N-芳杂环酰胺芳杂环酰胺吡咯吡咯（四）生物碱的碱性（四）生物碱的碱性 1.共轭酸碱概念及强度表示共轭酸碱概念及强度表示 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 杂化方式杂化方式电子效应电子效应立体因素立体因素氢键效应氢键效应分子内互变异分子内互变异构构

39、2.碱性与分碱性与分子结构的关系子结构的关系四、生物碱的性质四、生物碱的性质（1）杂化方式N-NCCNSP3 ()SP2 ()SP()pKa 10 5 6 0 1NNH吡啶胡椒啶pka=5.2(SP2)pka=11.2(SP3)碱性碱性 类型类型杂化杂化举例举例脂肪胺脂肪胺脂氮环脂氮环sp3 11.3 11.2 9.5 芳杂环芳杂环sp2 0.4 5.17 4.94 5.14氰基氰基spCN四、生物碱的性质四、生物碱的性质 1）杂化方式）杂化方式 1052）电子效应）电子效应连接供电基团则使碱性增强。连接供电基团则使碱性增强。胺胺伯胺伯胺仲胺仲胺叔胺叔胺 pKa:9.3 10.6 10.7 9

40、.74NH3NH2MeNHMeMeNMeMeMe106 2）电子效应）电子效应氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。NCH3HCOOCH3OCON CH3HOCO可卡因托哌可卡因pKa=8.31pKa=9.88107 2）电子效应）电子效应氮原子孤电子对处于氮原子孤电子对处于P共轭体系时，碱性减弱。共轭体系时，碱性减弱。NCOR.酰胺结构OONONNONNMeMeOMe胡椒碱咖啡因（pKa=1.22）（pKa=1.42）胡椒碱胡椒碱 咖啡因咖啡因pKa=1.42 pKa=1.22 酰胺结构酰胺结构108二二 碱性碱性 3.影响碱性强弱的因素影响碱性强弱的因素（2）

41、电子效应）电子效应诱导诱导场效应：碱性降低。场效应：碱性降低。NNMe12NMeNpKa=5.2pKa=10.4pKa N1=8.2pKa N2=3.4甲基甲基苯环苯环2）电子效应）电子效应 氨基氨基其他烷基其他烷基酰基酰基,双键双键羟基羟基,醚氧醚氧供电子基供电子基吸电子基吸电子基碱性碱性增强增强碱性碱性减弱减弱四、生物碱的性质四、生物碱的性质 苯胺型苯胺型 酰胺型酰胺型 烯胺型烯胺型 N原子上孤对电子形成原子上孤对电子形成p-共轭时，碱性减弱共轭时，碱性减弱四、生物碱的性质四、生物碱的性质 3）电子效应（诱导效应）电子效应（诱导效应）稀胺型特例：稀胺型特例：N原子原子,-位有双键可能转化为

42、季铵位有双键可能转化为季铵 蛇根碱蛇根碱 （serpentine）pka 10.8四、生物碱的性质四、生物碱的性质 pka 8.2pka 5.6pka 3.8strychnine pseudostrychnine neostrychnineN:处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对处在桥头，为刚性结构，不发生未共用电子对的转移，故不形成季铵碱。的转移，故不形成季铵碱。四、生物碱的性质四、生物碱的性质 3）立体因素）立体因素 1133）立体因素）立体因素NOCH3HOCO CHCH2OH 如在东莨菪碱中，由于三元氧环的存在，对如在东莨菪碱中，由于三元氧环的存在，对氮原子上的孤对电子产生显著的立

43、体效应，使氮原子上的孤对电子产生显著的立体效应，使N原原子不容易给出电子，所以碱性减弱。子不容易给出电子，所以碱性减弱。1143）立体因素）立体因素 一般叔胺分子一般叔胺分子碱性降低碱性降低但：但：苦参碱苦参碱使碱性增强。其中一个氮原子处使碱性增强。其中一个氮原子处于酰胺态，碱性极弱，而另一个氮原子三个键均于酰胺态，碱性极弱，而另一个氮原子三个键均在环上，其立体结构易于接受质子，碱性较强。在环上，其立体结构易于接受质子，碱性较强。NNO161苦参碱N.生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分子内氢键（生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分子内氢键（与含氧基团），则碱性增强。与含氧基团），则碱性增强。和钩藤碱

44、和钩藤碱 pka 6.32 异和钩藤碱异和钩藤碱 pka 5.20 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 4）氢键效应）氢键效应 4）分子内氢键 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）CCHOHHCH3NHCH3CCOHHCH3HNHCH3麻黄碱伪麻黄碱OHNHMeH2MeHH1H1OHNHMeH2MeH+伪麻黄碱麻黄碱OHNHMeH2MeHH1H1OHNHMeH2MeH+伪麻黄碱麻黄碱pKa=9.74pKa=9.581195）分子内互变异构）分子内互变异构 NNOMe

45、MeOOCOMeMeOOCNN+_14蛇根碱异构化异构化异构化蛇根碱蛇根碱120NOHOCH3OCH3OONOCH3OCH3OO+OH-5）分子内互变异构）分子内互变异构 异构化异构化醇胺型醇胺型季胺型季胺型小糪碱小糪碱 pKa=11.531215）分子内互变异构）分子内互变异构 NN:OO新番木鳖碱pKa=3.8NNMeOHOHHpKa=8.15阿马林碱N原子处在稠环的原子处在稠环的“桥头桥头”张力较大张力较大新番木鳖碱新番木鳖碱 pKa=3.8阿马林碱阿马林碱 pKa=8.151225）分子内互变异构）分子内互变异构 互变异构的条件：互变异构的条件：环叔胺分子，氮原子的环叔胺分子，氮原子的

46、、位有双键；位有双键；环叔胺分子，氮原子的环叔胺分子，氮原子的位有位有-OH；处于稠环桥头的处于稠环桥头的N，不能异构化。，不能异构化。123碱性强弱顺序碱性强弱顺序：Ar-NH2N+OHN HNH2NONH季铵季铵仲胺仲胺伯胺伯胺叔胺叔胺芳胺芳胺酰胺酰胺-结构中有结构中有-COOH、Ar-OH基团，则为两性生物碱基团，则为两性生物碱 氨氨供电供电 碱性碱性 共轭、诱导吸电共轭、诱导吸电 碱性碱性 生成不溶性盐类生成不溶性盐类:硅钨酸、苦味酸、磷钼硅钨酸、苦味酸、磷钼 酸试剂等酸试剂等生成疏松的配合物生成疏松的配合物:碘碘-碘化钾试剂碘化钾试剂 生成不溶性加成物：生成不溶性加成物：碘化铋钾、碘

47、化汞钾等碘化铋钾、碘化汞钾等 重金属盐类重金属盐类 沉淀试剂沉淀试剂（五）生物碱的检识（五）生物碱的检识 1.沉淀反应沉淀反应 与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应。与某些试剂生成难溶于水的复盐或配合物的反应。四、生物碱的性质四、生物碱的性质 试剂名称试剂名称组成组成 反应特征反应特征 碘化物复盐类：碘化物复盐类：碘碘-碘化钾试剂碘化钾试剂 KI I2 红棕色沉淀红棕色沉淀碘化汞钾试剂碘化汞钾试剂 K2HgI4类白色沉淀类白色沉淀碘化铋钾试剂碘化铋钾试剂 KBiI4黄至橘红色沉淀黄至橘红色沉淀重金属盐类：重金属盐类：硅钨酸试剂硅钨酸试剂 SiO2 12WO3 nH2O淡黄或灰白色沉淀淡黄

48、或灰白色沉淀 磷钼酸试剂磷钼酸试剂H3PO4 12MO3 2H2 O白色或黄褐色沉淀白色或黄褐色沉淀四、生物碱的性质四、生物碱的性质 126四四 沉淀反应沉淀反应NH+KBiI4NH BiI4+K+反应原理：生成更大多分子复盐和络盐反应原理：生成更大多分子复盐和络盐生物碱盐生物碱盐碘化铋钾碘化铋钾红棕色沉淀红棕色沉淀NO2O2NNO2OHNH+NO2O2NO2NONH+生物碱盐生物碱盐苦味酸苦味酸黄色沉淀黄色沉淀127 沉淀反应条件沉淀反应条件（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）（若在碱性条件下则试剂本身

49、将产生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量50%；（当醇含量（当醇含量50%时可使沉淀溶解）时可使沉淀溶解）（3）沉淀试剂不易加入多量。）沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）四四 沉淀反应沉淀反应128四四 沉淀反应沉淀反应 结果的判断结果的判断（1 1）鉴别时每种鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂需采用三种以上沉淀试剂；（沉淀试剂对各种（沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同）的灵敏度不同）（2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，直接对中药酸提液进行沉淀反应，则则 阳性结果阳性结果不能判定不能判

50、定Alk的存在的存在 阴性结果可判断无阴性结果可判断无Alk存在存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等+沉淀试剂沉淀试剂沉淀沉淀试剂名称试剂名称 组成组成 反应特征反应特征大分子酸类：大分子酸类：苦味酸试剂苦味酸试剂 黄色结晶黄色结晶苦酮酸试剂苦酮酸试剂 黄色结晶黄色结晶其它：其它：雷氏铵盐试剂雷氏铵盐试剂 NH4Cr(NH3)2(SCN)4 红色沉淀或结晶红色沉淀或结晶四、生物碱的性质四、生物碱的性质 1234个别生物个别生物碱如碱如麻黄麻黄碱、咖啡碱、咖啡碱碱不反应不反应多在多在酸性酸性溶液溶液中反中反应，个别应，个别在在中性条中性条件，如苦件，如苦味酸。味酸。一般三