第三章 生物碱

NH 3 Me NH 2 Me N Me H Me N Me Me
胺
pka 9.3
伯胺
10.6
仲胺
10.7
叔胺
9.74
连接供电基团则使碱性增强。
三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应
N H
N CH 3
N H
N CH 3
A
pKa：10.1
B
11.2
a
10.4
b
11.3
三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应 氮原子附近若有吸电基团（含氧基团、芳环、
一、概述 ㈤分类方法 1.按植物来源分类； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱； 2.按化学结构分类； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
本章内容
二、分类 从化学结构入手，生物碱可分为
1.杂环衍生物：指氮原子处于杂环上的
2.有机胺类：氮原子不处于环状结构上； 3.肽类生物碱：结构中含有两个以上的酰胺基，并 且大多属于大环结构，不同于生物体中的肽类成分， 因为组成的氨基酸多是不常见氨基酸，如：劳纳灵、 后马林等。
形式存在。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
一、概述 ㈣命名规则 1. 类型的命名 ⑴基本母核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等； ⑵以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。 2.单体成分的命名 ⑴以植物来源的属、种的名称命名；如一叶萩碱 ⑵也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠)
⑶以人名命名的；如：pelletierine
㈡分布
存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、
罂粟科、毛茛科等植物中。
一、概述
㈢存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。 2.成 盐：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、
绿原酸等; 无机酸：硫酸、盐酸等。 3.苷 4.酯 类：以苷的形式存在于植物中； 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯
O
C
O
O
R
O
酰胺结构
胡椒碱 （pKa=1.42）
咖啡因 （ pKa=1.22）
三、理化性质（二）碱性 比较碱性强弱：
3
Me
H
N CONHCH CH2OH
2
N Me
1
N
H
麦角新碱 ergonovine
C 2>1>3
三、理化性质
（三）沉淀反应: 生物碱在酸性水或酸性稀醇中与某
些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的反应。
半极性 中等水溶 脂溶性 水溶性
两性: Ar-OH 较弱 -COOH 强 *酸、碱均为1%。
三、理化性质（一）一般性质 6.溶解度 (1)游离碱
少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。
如：
OMe Me N MeO N O O OMe Me
OH
Ar-OH
由于空间位阻且能 形成分子内氢键 所以不溶于碱水
去甲基粉防已碱
三、理化性质（一）一般性质 6.溶解度 (2)成盐Alk 多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。
含氧酸盐的水溶性往往较大。
与大分子有机酸所形成的盐水溶性差
与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。
三、理化性质（二）碱性 （二）碱性 1.碱性的来源
N:
+ + H
+ N:H
生物碱
2.碱性强弱的表示方法
生物碱盐
BH+
B
+
+ H3O
Ka
[B] [H3O]+ [BH+]
三、理化性质（二）碱性 2.碱性强弱的表示方法
[B] pKa pH
— —
游离碱浓度 成盐碱浓度
lg
[BH ]
+
生物碱的碱性大小统一用pKa值表示， pKa越大，碱 性越强。
pKa: < 2 极弱碱
2~7 弱 碱
7 ~ 11 中强碱
> 11 强碱
二、分类
劳纳灵
（一）肽类生物碱
后马林
二、分类 （二）有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）
结构特点
氮原子不结合在环内的一类生物碱。
OH
CH OH
CH CH 3 NHCH 3
CH CH
CH3
NHCH3
麻黄碱
(1R,2S)
伪麻黄碱
(1S,2S)
ephedrine
pseudoephedrine
二、分类 （二）有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）
一、概述
鸦片中的吗啡——镇痛作用 麻黄中的麻黄碱——止喘作用 长春花中的长春碱——抗癌活性
黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用
山莨菪碱——抗中毒性休克作用
一、概述 ㈠生物碱的含义 指天然产的一类含氮的有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐；
大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；
多数有较强的生理活性。
COOCH3 N H N N N Me N Me
毒藜碱 dl-anabasine
菸碱 nicotine
槟榔碱 arecoline
三、理化性质（一）一般性质 2.颜色——多为无色或白色，少数有色。
O O + N OMe Zn
O O H2SO4 N OMe
小檗碱 （黄色）
OMe
四氢小檗碱 （无色）
OMe
N CH3 OCO HO
CH2 OH C H
莨菪碱 hyoscyamine
山莨菪碱 anisodamine
H
CH2 OH C H
H O N CH3 OCO
O
N CH3 OCO
CH2 OH
东莨菪碱 scopolamine
樟柳碱 anisodine
OH
二、分类 4、喹啉衍生物
5 6 7 8
O N N OH O O
异喹啉类
吲哚类 吖啶酮类 喹唑啉类 其它：咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等
二、分类 1、吡咯衍生物（鸟氨酸系生物碱） 由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。
N H
N H
吡咯
四氢吡咯
重要的成分：简单的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶） 吲哚里西啶衍生物
二、分类 1、吡咯衍生物 简单的吡咯衍生物
4 3 N 1 2
喹 啉
内酯结构 碱化开环
成盐溶于水
喜树碱 camptothecine 治白血病和直肠癌
二、分类 5、异喹啉衍生物
5 4 3 N 2 8 1
分：苄基异喹啉型
6 7
双苄基异喹啉型
原小檗碱型
吗啡烷型
异喹啉 isoquinoline
二、分类 5、异喹啉衍生物
O O OMe N Me H
二、分类 1、吡咯衍生物 吲哚里西啶（indolizidine）衍生物
O O N N
吲哚里西啶 indolizidine
一叶萩碱 securinine
二、分类 2、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）
N
N
吡啶
喹诺里西啶
二、分类 2、吡啶衍生物
二、分类 8、咪唑（imidazole）衍生物
N N
O
O
N N Me
咪唑 毛果芸香碱 pilocarpine 治疗青光眼
二、分类 9、喹唑酮（quinazolidone）衍生物
O N
O N N O HN
OH
N
喹唑酮
常山碱 -dichroine febrifugine
抗疟作用
二、分类 10、嘌呤（purine）衍生物
MeO NHCOCH3 MeO OMe O OMe
Me NH HO MeO COO(CH2 )4 NH NH2
秋水仙碱 colchicine
治疗急性痛风，并有 抑制癌细胞生长的作用
益母草碱 leonurine 对动物子宫有增加其 紧张性与节律性的作用
（三）杂环衍生物
吡咯衍生物 吡啶衍生物
莨宕烷类
喹啉类
H 3C
N
H H H
H
莨菪烷
二、分类 莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：
H N CH3 OH
CH2 OH
+ 缩合
H
HOOC
C H
莨菪醇
莨菪酸
N CH3 OCO
CH2 OH C H
莨菪碱（阿托品）
二、分类
H N CH3 OCO
H
CH2 OH C H
1-苯甲基异喹啉型
N
MeO OMe O
O
1-苯甲基异喹啉
1-benzyl-isoquinoline
那可丁 narcotine
存在于鸦片中，具有镇 咳作用与可待因相似， 但无成瘾性，可替代可 待因。
二、分类 双苄基异喹啉型
OMe Me N H OMe
MeO N Me MeO H
MeO MeO OMe O
OMe CN Me Me N N N Me O O NH
猕猴桃碱 actinidine
蓖麻碱 ricinine
金雀花碱 cytisine
二、分类 2、吡啶衍生物
O N
O N
N
N O
苦参碱 matrine
氧化苦参碱 oxymatrine
二、分类
3、莨菪烷（tropane）衍生物
N CH 3
H N CH3 H
用途：
鉴别——试管、TCL或PPC显色剂；
提取分离——检查是否提取完全。
主要内容： 1. 沉淀试剂
2. 反应原理