第九章 生物碱

1817年-1827年间，法国药学家派勒蒂埃（Pelletier）和药师卡云
图（Caventou）分离出多种生物碱
如：吐根碱、马钱子碱、士的宁、金鸡纳碱、奎宁、秋水仙碱、 毒芹碱、蒂巴因等
1819年，德国药学家卡尔·梅斯内尔（Carl Meissner）提出生物碱的概念
最初的生物碱定义：
来源于植物的、有药理学活性的含氮 碱性分子。
罂粟
割、渗、晒
鸦片
提取
吗啡
乙酰化
海洛因
合成镇痛剂
杜冷丁（Dolantin) 美沙酮(Methadone) 芬他尼(Fontanyl)
4、原小檗碱和小檗碱类生物碱
黄连
小檗碱又名黄连素，存在于小檗属植物黄柏、黄连和三颗针中。有较强的
抗菌作用，在临床上常用盐酸黄连素治疗菌痢、胃肠炎等疾病。
（三）苄基苯乙胺类生物碱
第九章 生物碱
吗啡
罂粟
一、生物碱的定义和基本特点
生物碱是指一类来自于生物的含氮有机化合物； 具有碱性或者中性且能和酸结合生成盐； 多数有较强的生理活性。 分子量不超过1500 D。
下列含氮有机化合物除外： 低分子胺类：如甲胺、乙胺；
其它：氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核苷酸、核酸、 卟啉类、维生素。
四氢异喹啉
苄基
1、简单苄基四氢异喹啉类
厚朴
具有抗微生物、抗血小板、细胞毒、血管舒张、降血压、松弛横纹肌等 作用。
2、双苄基四氢异喹啉类生物碱
唐松草 对葡萄球菌、粪链球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌、绿脓杆菌、败血杆菌、 痢疾杆菌、变形杆菌、鼠伤寒菌、白色念珠菌和鸡沙门氏菌具有抑制作 用
3、吗啡烷类生物碱
（二）吲哚里西丁类生物碱
一叶萩 一叶萩碱能兴奋脊髓，增强反射及肌肉紧张度。
（三）喹诺里西丁类生物碱
羽扇豆
羽扇豆碱具有食用毒性，家畜食用后可引起中毒。
三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱
邻氨基苯甲酸
（一）来源于邻氨基苯甲酸的喹啉类生物碱
奇曼碱B
具有抗疟活性
（二）、吖啶酮类生物碱
芸香科植物山油柑 能抑制细胞的有丝分裂，对癌细胞有一定的杀伤作用。
三、生物碱在植物生命活动中的作用
参与植物化学防御过程 很多种生物碱对昆虫有毒，或者对食草动物有毒,可以作 拒食剂。
低浓度的咖啡因可以杀死天蛾幼虫
羽扇豆碱具有拒食活性
四、生物碱的生理活性
1、抗肿瘤活性：喜树碱、长春花碱等 2、降血压、降血脂作用：蛇根碱、利血平、苦参碱等 3、对中枢神经系统的作用：吗啡、咖啡因等
二、存在与分布 生物碱多数存在于植物体内，少数存在于动物体内。
存在于植物体内的生物碱称为植物碱。
存在于动物体的生物碱称为动物碱。
蟾蜍皮肤含有生物碱
生物碱在植物中的分布： 裸子植物： 红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属 单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科 双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科，防己科， 罂粟科， 芸香科
Carl Meissner
1870年，毒芹碱化学结构确定，并且在1886年体外合成成功
德国化学家拉登堡
1925年，英国化学家罗宾逊确定吗啡结构
罗宾逊
吗啡
目前：
人们已经在植物中分离得到1872个骨架，21120个生物
碱。 人们已经阐明部分生物碱的酶促合成途径。 人们已经利用化学合成和细胞培养的方法来生产一些 生物碱。 许多生物碱药理机制得到比较深入的研究。
喹唑酮衍生物类--常山碱
嘌呤衍生物类-- 茶碱 异喹啉衍生物类--小檗碱
……
有机胺类
N N H
咪唑
N H
N
吡唑
吡咯
N H
吡啶
N
N N
N
嘧啶
N
吡嗪
N H
吲哚
N N
N N H
嘌呤
N
喹啉
一、来源于鸟氨酸的生物碱
吡咯烷
鸟氨酸
（一）吡咯类生物碱
吡咯烷
古柯
红古豆碱有中枢镇静作用和外周抗胆碱作用，尚有扩张外周血管、增 加冠脉流量的作用。
石蒜（曼珠沙华 ）
石蒜碱有较显著的催吐作用，毒性较小；也有祛痰作用。
小结：
简单苄基四氢 异喹啉类 双苄基四氢异 喹啉类 吗啡烷类
1、苯丙胺类生物碱 来源于苯丙氨 酸和酪氨酸的 生物碱
2、苄基四氢异喹啉 类生物碱 3、苄基苯乙胺类生 物碱
原小檗碱和小 檗碱类
五、来源于色氨酸的生物碱
来自于色氨酸的生物碱是最复杂的，
吗啡
罂粟
吗啡通过激活阿片受体，具有极快的镇痛效力，是医药上常用的局部 麻醉剂，但易成瘾。
痛觉的传递与抑制
痛感 刺激
吗啡
吗啡可以通过激活阿片受体，阻碍痛觉的传递，因此具有镇痛作用。
RO O N CH3 R'O
R=R’=H R=CH3,R’=H
吗啡 可待因
R=R’=-COCH3
海洛因
海洛因镇痛作用较大。并产生欣快和幸福的虚假感觉，但 毒性和成瘾性极大，过量能致死。因此被列为禁止制造和出售 的毒品。
生物碱来源
来源于鸟氨酸 来源于赖氨酸
来源于氨基酸
来源于邻氨基苯甲酸 来源于苯丙氨酸/酪氨酸
生物碱
来源于色氨酸 来源于萜类
来源于异戊二烯
来源于甾体
生物碱结构 以氮原子是否结合在环上，生物碱可分为氮杂环类和有
机胺类
羽扇豆碱
氮杂环类
有机胺类
吡啶衍生物类--一叶萩碱、苦参碱 喹啉衍生物类--喜树碱
含源自文库杂环类
喜树碱 珙(gǒng)桐科植物喜树 喜树碱是DNA拓扑异构酶I抑制剂，具有抗肿瘤活性，临床上用于治疗 胃癌、膀胱癌、白血病等。
六、来源于萜类的生物碱
萜类氨基化形成生物碱
生物碱来源
（一）单萜类生物碱
龙胆科植物秦艽（qiú） 秦艽碱具有中枢神经刺激作用，且毒性比较低。
（二）倍半萜类生物碱
兰科植物石斛（hú）
长春花碱 夹竹桃科植物长春花
长春花碱能与微管蛋白相结合，抑制微管的聚合，使分裂的细胞不能 形成纺锤体而终止分裂，从而可以抑制肿瘤细胞增殖。
（三）、色氨酸衍生的喹啉类生物碱
奎宁
茜草科植物金鸡纳树
奎宁能与疟原虫的DNA结合，形成复合物，抑制DNA的复制和RNA的转 录，从而抑制原虫的蛋白合成，达到杀死疟原虫的目的。
（二）托品类生物碱（莨菪烷类）
莨菪
莨菪碱是副交感神经抑制剂，但毒性较大，临床应用较少。也有止痛解 痉功能，有时也用于治疗癫痫、晕船等。
（三）吡咯里西丁类生物碱
野百合碱对皮肤病有较好的疗效，但毒性较大，剂量过大可引起昏迷 而造成死亡。
二、来源于赖氨酸的生物碱
△’哌啶
赖氨酸
（一）哌啶类生物碱
槟榔 槟榔碱为拟胆碱药，可兴奋乙酰胆碱受体。
公元前1000年，印度人开始使用蛇根木
公元前399年，苏格拉底被毒芹碱杀死。
公元前一世纪，古埃及女王克丽奥佩托拉使用阿托品扩瞳
1806年，德国药学家弗里德里希·色吐纳尔（Friedrich Sertü rner）从
罂粟中分离出吗啡
Friedrich Sertü rner
吗啡(Morphine)
夹竹桃科植物罗芙木 利血平是肾上腺素受体抑制剂，具有镇静作用，可以减慢心率，减少 心输出量，以此达到降血压的效果。但是也容易导致抑郁。
肾上腺素一般作用是使心脏收缩力上升；心脏、 肝、和筋骨的血管扩张和皮肤、粘膜的血管缩小。
士的宁 马钱科植物马钱子
士的宁又名番木鳖碱，是由马钱子中提取的一种生物碱，具有强烈的中枢 神经刺激作用，毒性极大，作为一种毒药在历史上臭名昭著。
四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
苯丙氨酸
酪氨酸
（一）、苯丙胺类生物碱
麻黄
麻黄碱的功效
1、麻黄碱使心脏收缩有力，心输出量增加（增压作用）。
2、麻黄碱具有中枢神经兴奋作用，可引起失眠、神经过敏、不安等
症状。
3、麻黄碱可引起支气管扩张，用于治疗支气管哮喘病。
（二）苄基四氢异喹啉类生物碱
喹啉
异喹啉
4、抗疟作用：奎宁等
五、生物碱的副作用
吸食鸦片 吗啡、海洛因、可卡因等作为毒品，容易上瘾，产生依赖性。
本章内容 第一节：人类利用和研究生物碱的历史 第二节：生物碱的生源合成途径 第三节：生物碱的分类及功能
第一节：人类利用和研究生物碱的历史
至少在公元前1200年以前，地中海地区的人们使用罂粟
石斛碱具有止痛、解热作用，可降低心率、血压。
（三）二萜类生物碱
乌头碱 毛莨科植物草乌
乌头碱具有镇痛作用，临床上用于缓解癌痛；外用时能麻痹周围神经末
梢，产生局部麻醉和镇痛作用；本品剧毒，3-5mg可致死。
生物碱总结
1、生物碱的概念以及特点 2、生物碱的历史
3、生物碱的生物合成来源以及分类
复习思考题： 吗啡属于哪一类生物碱？它镇痛的机制是什么？
也是数量最多的一类生物碱。约占
已知生物碱的1/4。
色氨酸
生物碱来源
（一）简单吲哚类生物碱
N H
CH2CHCOOH NHCH3
相思豆碱
含羞草科植物相思豆（海红豆）
相思豆碱作用于中枢神经会产生狂躁、精神错乱。
（二）单萜吲哚类
单萜吲哚类生物碱的前体是由单萜类骨架与色胺缩合形成的， 目前发现2000多个
经得到阐明。
黄连素的合成途径
第三节：生物碱的分类及功能
生物碱的分类方法
植物来源分类法：按照植物来源分类
如：石蒜生物碱，长春花生物碱；
化学分类法：按照化学结构分类
如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
生源结合化学分类法：首先立足生源，然后考虑结构
如：红古豆碱是来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
本课程用的是生源结合化学分类法
第二节：生物碱的生源合成途径
生物碱合成来源复杂
来源于鸟氨酸 来源于赖氨酸
来源于氨基酸
来源于邻氨基苯甲酸
来源于苯丙氨酸/酪氨酸
生物碱
来源于色氨酸
来源于萜类
来源于异戊二烯
来源于甾体
只有部分生物碱的酶促合成途径得到阐明
由于生物碱代谢慢，产量低，参与代谢过程的酶含量低，因此
难以阐明其生源合成途径。但是有部分的生物碱的合成途径已