第4章-生物碱PPT课件

连接供电基团使碱性增强。
.
56
氮原连子接附吸近电若基有团吸使电碱基性团减，弱碱性减弱。
COOCH3 H
N CH3 OC O
可卡因
p K a = 8 .3 1
H NCH3
OC O
托哌可卡因
p K a = 9 .8 8
.
57
（c）立体因素
NH3
Me NH2
MeNMe MeNMe
H
Me
胺 伯 胺 仲 胺
pK a 10~ 5~6
0~1
N
吡啶
N H
胡椒啶
p k a = 5 .2 (S P 2 ) p k a = 1 1 .2 (S P 3 )
.
55
（b）诱导效应
NH3
Me NH2
MeNMe MeNMe
H
Me
胺 伯 胺 仲 胺
叔 胺
p k a 9 . 3 1 0 . 6 1 0 . 7 9 . 7 4
石斛碱石斛石斛碱解热镇痛38ochoh乌头碱主治关节炎人口服02mg即可引起中毒致死量为25mg39环常绿黄杨碱d黄七来源于甾体的生物碱适用于冠心病心绞痛心功能不全浙贝甲素浙贝母碱镇咳作用41常见氮杂环类生物碱基本母核类型吡咯四氢吡咯咪唑吡咯里西啶吲哚里西啶吲哚嘌呤类quinolones丫啶酮类喹啉异喹啉吗啡烷类苄基异喹啉mecoochdlanabasine菸碱nicotine槟榔碱arecoline43生物碱的性质omeomeomeomezn黄色无色47一叶萩碱成盐后则无色
R'O
N CH 3
R=R’=H R=CH3,R’=H R=R’=-COCH3
吗啡 可待因 海洛因
吗啡属于异喹啉族生物碱，是微溶于水的结晶，味苦。
它对中枢神经有麻醉作用，有极快的镇痛效力，是医药上 常用的局部麻醉剂，但易成瘾。可待因是吗啡的甲基醚， 与吗啡有同样的生理作用，成瘾性较吗啡差，用于镇咳。 存在于大麻中的毒品海洛因是吗啡的二乙酰基衍生物。
O OMe
3 4
N
O
Me
山油柑碱
具有显著抗癌作用，抗瘤谱 较广，现已有人工合成品。
.
21
四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
（一）苯丙胺类：麻黄碱（麻黄）
OH
CH CH CH3 OH NHCH3
CH CH CH3
NHCH3
麻黄碱
(1R,2S)
伪麻黄碱
(1S,2S)
收缩血管，治疗鼻炎
.
22
（二）异喹啉类
NH2
HO
NH2
来源于色氨酸：吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类
来源于异戊烯
COOH
N
NH2
来源于萜类：单萜类 倍半萜类 二萜类 三萜类
来源于甾体：孕甾烷（C21） 环孕甾烷（C24） 胆甾 烷（C27）
.
10
一、来源于鸟氨酸的生物碱 （2,5-二氨基戊酸）
（一）吡咯烷类：水苏碱（益母草）
N H
N COO
用途：鉴别——试管、TLC或PC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 3.反应条件 4.结果判断
.
60
沉淀试剂金属盐类 :
用的生物碱沉淀剂种类很多，通常是一些重金属盐类
或分子量较大的复盐，以及特殊的无机酸或有机酸的
溶液，常用的沉淀剂如下：
(1)碘化铋钾试剂(Dragendoff试剂，BiI3·KI)： 在酸性溶液中与生物碱反应生成桔红色沉淀
.
6
jǔ yuán
➢柠檬酸: 又称枸橼酸, 2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸 ➢酒石酸: 2,3-二羟基丁二酸 ➢乌头酸: 1,2,3-丙烯三羧酸
.
7
➢绿原酸: 是由咖啡酸与奎尼酸（1-羟基六氢没食 子酸）生成的缩酚酸，异名咖啡鞣酸，系统名: 1,3,4,5-四羟基环己烷羧酸-(3,4-二羟基肉桂酸酯)
C H2 O H Me
麦角新碱 子宫收缩药
.
34
（四）单萜吲哚：利血平（萝芙木）
MeO
N
N
HH
H
H H3COOC
OCO OMe
利血平 治疗高血压
.
OMe OMe
OMe
35
六、来源于萜类的生物碱
（一）单萜类生物碱：龙胆碱（龙胆科）
O
O
N
[jiāo]
龙胆碱（秦艽碱甲）
抗炎镇痛
.
36
（二）倍半萜类生物碱：石斛碱 （石斛）
➢ 多数左旋体呈显著生理活性。
.
49
(3) 溶解度 游离碱
类别
极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH-
一般（非酚性） 较弱 脂溶性 - + + -
季铵碱
强 水溶性 +
氮氧化物 半极性 中等水溶 +
— ++ ± ++
两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 -COOH 强 水溶性 +
+ ++ - ++
HO
CH3O
NH CH3
鹿尾草碱 扩血管，降血压 镇静
CH3O
CH3O
NH CH3
鹿尾草定
.
23
（三）苄基异喹啉类
（1）苄基异喹啉类：罂粟碱（罂粟）
MeO
N
N
MeO
MeO O Me
.
罂粟碱 舒张血管 治疗脑血管痉挛
24
[biàn]
（2）双苄基异喹啉类
H3C N H
OMe MeO OMe MeO
N CH3 H
[AlK·HI·(HgI2)n]。 (4)硅钨酸试剂(Bertrand试剂，SiO2·I2WO3)：在酸性 溶液中与生物碱反应生成灰白色沉淀。
东莨菪碱
.
13
（三）吡咯里西啶类 (pyrroslizldine)
HH HO
N
N
CH2 H
O O
H3C
CH3
大叶千里光碱，抗炎，镇痛
.
14
二、来源于赖氨酸的生物碱
（2,6-二氨基己酸）
NH2
+
H3N
CH2CH2CH2CH2 CH
CO2-
（一）哌啶类
O
O
N
N
O
H
胡椒碱（胡椒），镇静安神、解毒、舒筋活血
O H3 C
N CH3 O C H3
石斛碱 解热镇痛
.
37
（三）二萜类生物碱
OH OCH3
OCH3 OC
O
CH3CH2
N
HO
OCH3
OC
O OCH3
OH CH3
乌头碱，主治关节炎 人口服0.2mg即可引起中毒，致死量为2～5mg
.
38
七、来源于甾体的生物碱
环常绿黄杨碱D（黄 杨科）
适用于冠心病心绞痛 心功能不全
.
52
（4）酸碱性
1. 碱性的来源
N: + H+
生物碱
+ N:H
生物碱盐
.
53
2. 碱性强弱的表示方法
BH+
B+H3O+
p K a : < 2 2~ 7 7~ 1 1 > 1 1 极 弱 碱 弱 碱 中 强 碱 强 碱
.
54
3. 影响碱性强弱的因素
（a）杂化方式
SP3(N)>SP2-(NC)>SPC ( N)
H3C
CH3
水苏碱，活血调经，利尿消肿
.
11
（二）莨菪烷（托品）类：莨菪碱（洋金花）
H NCH3
H
莨 菪 烷
NCH3
H3CN
H H
H H
.
12
H N CH3
OCO
CH2OH C H
HO
H N CH3
OCO
CH2OH C H
山莨菪碱
莨菪碱 （阿托品:消旋莨菪碱） O
H N CH3
OCO
CH2OH C H
叔 胺
p k a 9 . 3 1 0 . 6 1 0 . 7 9 . 7 4
.
58
（d）分子内氢键
Me H
O
H
H2
+NHMe
H1
麻黄碱
Me
H1
H2
+
NHMe
OH
H
伪麻黄碱
伪麻黄碱（9.74）的共轭酸与 C2-OH形成分子内氢 键稳定性大于麻黄碱（9.58），所以伪麻黄碱的碱 性强于麻黄碱。
.
59
（5）沉淀反应
§ 4. 生物碱
§ 4.1 概述
➢ 生物碱： ➢ 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。
.
1
例如：
➢ 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
.
2
生物碱作为先导化合物
➢ 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索 ➢ 例如：植物古柯中的有效成分古柯碱（可卡因， cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大， 久用容易成瘾；但对它的研究发展了莨菪类生物碱 的研究，并导致局部麻醉药普鲁卡因的产生。
.
3
生物碱作为先导化合物
可卡因，可使中枢神经兴奋
.
15
COO CH3 N C H3
COOH N C H3
槟榔碱
槟榔次碱
治疗青光眼，驱绦虫作用
.
16
qiū
（二）吲哚里西啶类：一叶萩碱（一叶楸）
O
O H
N
N
一叶楸碱，穴位注射治疗小儿麻痹后遗 症，面神经麻痹
.
17
（三） 喹诺里西啶类
O
O
N
N
N
N
N
O
苦参碱
氧化苦参碱
治疗慢性肝炎
.
18
三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱
（一）喹啉类
N
HOCH N
C H C H2
C H3O
N 奎宁（金鸡钠碱） 存在于金鸡钠树皮中，有抗疟疾疗效
.
19
8
10
R
7
5
N
O
N
3
1
14
16 17
18
20 21 O
19
HO O
喜树碱 R=H 羟基喜树碱 R=OH
具有抗癌活性
.
20
（二）丫啶酮类：三油柑碱（鲍氏三油柑）
8
9
7
6
N
5
10
丫啶
1 2
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 NH2CH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
来源于氨基酸
来源于邻氨基苯丙氨酸/酪氨酸：苯丙胺类 异喹啉类 苄基异喹啉类 苯乙基异喹啉类 苄基苯乙胺类 吐根碱类
生
物
CH2CH2COOH
CH2CH2COOH
碱
.
4
生物碱作为先导化合物
NC H3 C H2 O H
O C O C H
làng dàng
莨菪碱
抗胆碱药，解痉
NC H3 O
C H2 O H
O C O C H
东莨菪碱
.
5
存在形式
➢ 游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在 ➢ 成盐：有机酸有：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。 ➢ 苷类：以苷的形式存在于植物中； ➢ 酯类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常 以甲酯形式存在 ➢ N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
嘌呤类
42
N
N
噻嗪类
O
N
丫啶酮类
N
喹啉
N
异喹啉
.
43
吗啡烷类
N CH3
苄基异喹啉
N
N
原小檗碱型
N
小檗碱型
.
44
§ 4.3 生物碱的性质 (1) 性状：少数为液体
N H N
毒藜碱 dl-anabasine
N Me N
菸碱 nicotine
.
COOCH3 N Me
槟榔碱 arecoline
45
➢ 颜色：多为无色或白色，少数有色。
*酸、碱均为1%。
.
50
➢ 少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。
Me N
OMe MeO
OH O O
OMe
去甲基粉防已碱
N Me Ar-OH 由于空间位阻且能 形成分子内氢键
所以不溶于碱水
.
51
成盐生物碱
➢ 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。
CH=CHCOOH OH
OH HO
O CH=CHC- O
COOH
OH
咖啡酸
OH
OH
OH
绿原酸
.
8
§ 4.2 生物碱的分类
➢ 按植物来源分类； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱；
➢ 按化学结构分类； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
➢ 按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
.
9
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 NH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH
Polygonum
（一） 简单吲哚类：靛青苷（蓼蓝） tinctorium
4 5
6 7
3 1 N2 H
吲哚
O glc
N H
靛青苷（靛苷） 治疗白血病
.
32
（二）色胺吲哚类
N
NH2
H
NO N H
N H3 C
吴茱萸碱 治疗高脂血症
.
33
（三）半萜吲哚类： 麦角新碱（麦角菌类）
H CONH
N Me
N H
[Alk·KI·(BiI3)n，为一种络盐，Alk表示生物碱，下
同]。此反应很灵敏。
.
61
反应原理：生成更大多分子复盐和络盐
NH+ +KBiI4 生 物 碱 盐碘 化 铋 钾
NO2
NH+ +
O2N
NO2
OH
生物碱盐
苦味酸
.
+-
NHBiI4
+K+
O2N
+-
NHO
O2N
NO2
62
(2)碘-碘化钾试剂(Wagner试剂，I2·KI)：在酸性溶液 中与生物碱反应生成棕红色沉淀(Alk·HI·In)。 (3)碘化汞钾试剂(Mayer试剂，HgI2·KI)：在酸性溶液 中与生物碱反应生成白色或黄白色沉淀
.
28
吗啡碱A,D环类似物—杜冷丁，盐酸哌替啶
N
O
HCl
O
镇痛作用约为吗啡的1/8 ~ 1/6
.
29
（4）原小檗碱类和小檗碱类
N+
N
小檗碱类
原小檗碱类
.
30
O
HO
O
N+OH-
MeO
OMe
OMe
小檗碱（黄连素） 治疗胃肠炎、细菌性痢疾