第三章 生物碱

2、 四四四四苯 、 四
CH3O CH3O O H NH CH3
哌哌哌(Pellotine)
3、苄基四氢异喹啉类，常见的有：P51 、苄基四氢异喹啉类，常见的有： 小糪碱、原小糪碱类 原小糪 苄基异喹啉类 双苄基异喹啉类 吗啡烷类
R=CH3 汉防己甲素 R=H 汉防己乙素
五、来源于色氨酸的生物碱： 来源于色氨酸的生物碱：
第九章 生物碱 （ALKALOIDS） ）
一类含氮的天然产物
本章内容包括： 本章内容包括：
1、生物碱的概述 、 2、生物碱的结构与分类 、 3、 3、生物碱的理化性质 4、生物碱的提取分离 、 5、生物碱的检识 、
第一节
概 述
生物碱是一类重要的、 生物碱是一类重要的、也是科学家们研究最早的 有生物活性的天然有机化合物。在我国早在1765 有生物活性的天然有机化合物。在我国早在1765 本草纲目拾遗》 赵学敏）中记载，17世纪 年《本草纲目拾遗》（赵学敏）中记载，17世纪 白猿记》 初《白猿记》即记述了从乌头中提炼出糖样物质 作剑毒用，虽未对该物质起名称， 作剑毒用，虽未对该物质起名称，实际上它应该 是乌头碱粗品。 1806年 是乌头碱粗品。在1806年，德国科学 F.W.Sertuner首次从鸦片中分得吗啡 首次从鸦片中分得吗啡， F.W.Sertuner首次从鸦片中分得吗啡，至今已从 自然界分离得到约1万余种生物碱。 自然界分离得到约1万余种生物碱。
补充说明： 补充说明： 生物碱盐的水溶液加碱至碱性有能析出游离 的生物碱； 的生物碱； 碱性极弱的生物碱和酸不易成盐， 碱性极弱的生物碱和酸不易成盐 ， 难溶于酸 水； 季胺碱盐酸盐和氢碘酸盐水溶性小， 季胺碱盐酸盐和氢碘酸盐水溶性小 ， 常可从 水中析出，利用此性质用盐析法分离季胺碱。 水中析出，利用此性质用盐析法分离季胺碱。
胡 (Piperine) 胡 莨 哌 苯 哌 (Piperidines)
三、邻氨基苯甲酸来源的生物碱： 邻氨基苯甲酸来源的生物碱：
四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱： 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙氨酸 酪氨酸
H O
1、 苯苯苯苯 、
Ph H
C 3 H H N C 3 H H
麻麻莨(Ephedrine
罂粟、鸦片、吗啡、海洛因、 罂粟、鸦片、吗啡、海洛因、白粉
罂粟：是罂粟科植物， 罂粟：是罂粟科植物，是制取 鸦片的主要原料， 鸦片的主要原料，现在以印度与 土耳其为两大主要产地； 土耳其为两大主要产地；亚洲方 面，以中国、泰国、缅甸边境的 以中国、泰国、 金三角为主要非法种植地 为主要非法种植地。 金三角为主要非法种植地。 罂粟的未成熟果实用利刀 割破果皮， 割破果皮，待流出的浆液稍 凝固后，将其刮下，阴干， 凝固后，将其刮下，阴干， 即成为鸦片。 即成为鸦片。
生物碱盐类对水的溶解度因成盐的酸不同而异。 生物碱盐类对水的溶解度因成盐的酸不同而异 。 一般 情况下： 情况下： 有机酸盐； ①无机盐的水溶性 > 有机酸盐； 卤代酸盐； ②无机盐中含氧酸盐 > 卤代酸盐； 卤代酸盐中，以盐酸盐的水溶性最大， ③卤代酸盐中，以盐酸盐的水溶性最大，氢碘酸盐水 溶性最小； 溶性最小； 大分子有机酸盐（多难溶于） ④小分子有机酸盐 > 大分子有机酸盐（多难溶于）。
（ 1）某些情况下 ， 生物碱的旋光度易受 、 溶剂的影 ） 某些情况下，生物碱的旋光度易受pH、 响。 烟碱、 左旋， 如：烟碱、北美黄连 pH=7 左旋， 麻黄碱 CHCl3 左旋 pH〈7 右旋 H2O 右旋 〈 （2）有时，游离碱和盐态碱的旋光性不同。 ）有时，游离碱和盐态碱的旋光性不同。 如： 在CHCl3 中 吐根碱 左旋 吐根碱盐酸盐 右旋 （3） 生物碱的生理活性与旋光性密切相关。 ） 生物碱的生理活性与旋光性密切相关。 一般左旋体呈显著生理活性，右旋体无或很弱。 一般左旋体呈显著生理活性，右旋体无或很弱。 莨菪碱散瞳作用〉 莨菪碱 莨菪碱100倍 如： l-莨菪碱散瞳作用〉d-莨菪碱 倍， 莨菪碱散瞳作用 例外： 古柯碱的局部麻醉作用 古柯碱的局部麻醉作用>l-古柯碱 例外：d-古柯碱的局部麻醉作用 古柯碱
生物碱的生物合成 第二节 生物碱的生物合成
生物合成研究表明， 生物合成研究表明，存在于植物界的上万种生物 是从生物体初生代谢产物氨基酸通过生物合 碱，是从生物体初生代谢产物氨基酸通过生物合 成途径生成的。 形成生物碱的氨基酸大多数是 成途径生成的 。 氨基酸， 赖氨酸、 鸟氨酸、 苯丙氨酸、 α- 氨基酸 ， 如 ： 赖氨酸 、 鸟氨酸 、 苯丙氨酸 、 酪氨酸、色氨酸、组氨酸等。 酪氨酸、色氨酸、组氨酸等。这些氨基酸的骨架 大部分保留在所产生的生物碱中。 大部分保留在所产生的生物碱中。
（2）水溶性生物碱： 水溶性生物碱：
范围：季胺碱类，某些含N 范围：季胺碱类，某些含N → O化物 性能： 性能： 可溶于水、醇； 可溶于水、 难溶于极性较低有机溶剂的Et2O、Ben、卤 难溶于极性较低有机溶剂的Et Ben、 代烷类等。 代烷类等。
（3）生物碱盐： 生物碱盐：
性能：一般易溶于水，难溶于极性较低有机溶剂， 性能：一般易溶于水，难溶于极性较低有机溶剂， 可溶于甲、乙醇。 可溶于甲、乙醇。
HO
吗啡： 吗啡：鸦片中起镇痛 作用的主要成分
O NMe HO
海洛因: 海洛因: 为二乙酰吗 啡碱， 啡碱，纯度很高的俗称 白粉
生物碱的药理作用
鸦片中提出的吗啡是很好的镇痛药，可卡因是 鸦片中提出的吗啡是很好的镇痛药，可卡因是 吗啡是很好的镇痛药 为血管扩张药， 镇咳药，罂粟碱为血管扩张药 镇咳药，罂粟碱为血管扩张药， 从麻黄中提出的麻黄碱为平喘药， 从麻黄中提出的麻黄碱为平喘药， 麻黄碱为平喘药 从萝芙木中提出的利血平为降压药, 从萝芙木中提出的利血平为降压药, 利血平为降压药 长春新碱、羟基喜树碱、美登木碱、 长春新碱、羟基喜树碱、美登木碱、三尖杉酯 紫杉醇抗癌作用等 抗癌作用等。 碱、紫杉醇抗癌作用等。
O H OH OBz OAc
关关关关(guanfu base A)
紫紫紫(Taxol)
第四节 理化性质
一、性状
（1）形态： ）形态： 大多数由C、 、 、 元素组成 少数尚含Cl、 元素组成， 大多数由 、H、O、N元素组成，少数尚含 、 S。多数呈结晶形固体，有 些为非结晶形粉末， 些为非结晶形粉末， 。多数呈结晶形固体， 少数是液体（分子中多无O原子或分子量较小 原子或分子量较小） 少数是液体 （ 分子中多无 原子或分子量较小 ） 。 液体生物碱（除槟榔碱外） 液体生物碱（除槟榔碱外）和某些具有挥发性的 固体生物碱（ 麻黄碱） 固体生物碱（如，麻黄碱）常压下可随水蒸气蒸 馏而逸出。 馏而逸出。 少数生物碱有升华性， 咖啡因（ 少数生物碱有升华性，如：咖啡因（caffeine） ）
H3CO
OH CH3 H3CH2N
NHCOCH3 H3CO OCH3 O OCH3
麻黄碱
秋水仙碱
定义二
生物碱是含负氧化态氮原子、 生物碱是含负氧化态氮原子、存在与生物有机体中 的环状化合物。 的环状化合物。
注意： 注意： 环状结构排除小分子的胺类、非环的多胺和酰胺。 ①环状结构排除小分子的胺类、非环的多胺和酰胺。 负氧化态氮原子排除了含硝基(+ 和亚硝基（ (+3 ②负氧化态氮原子排除了含硝基(+3)和亚硝基（+1）的化 合物如：马兜铃酸等。 合物如：马兜铃酸等。 此定义包括了经典定义中被排除的大多数化合物如： 此定义包括了经典定义中被排除的大多数化合物如：秋水 仙碱、胡椒碱、苯丙胺类（麻黄碱）和嘌呤类（咖啡因） 仙碱、胡椒碱、苯丙胺类（麻黄碱）和嘌呤类（咖啡因） 等。
莨菪烷
N O
吡咯里西啶
OH
OH
红红红莨(Cuskohygrine) 吡吡苯（Pyrrolines)
O C CH Ph O
东莨莨莨(Scopolamine
托托苯(Tropanes)
二、来源于赖氨酸的生物碱： 来源于赖氨酸的生物碱：
包括： 包括：
N H
哌啶
奎喏里西啶
O
吲哚里西啶
O HO
O O
N
N H 一 叶 碱 (Securinine)M O e
MeO N R'
OH OAc COOM e
R
长长莨(Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长长长莨(Vincristine, VCR), R'=CHO
六、萜类来源生物碱： 萜类来源生物碱：
二二
HO AcO N OH Ph OH NHBz O O OAc OAc O OH
（2）颜色： 颜色： 大多无色， 大多无色，少数具有高度共轭体系的生物碱 有色。 有色。 如： 小檗碱（黄色） 小檗碱（黄色） 小檗红碱（红色） 小檗红碱（红色） 蛇根碱（黄色） 蛇根碱（黄色） 小檗碱（黄色） 小檗碱（黄色）
二、 旋光性
生物碱分子多具有旋光性，且为左旋。 生物碱分子多具有旋光性，且为左旋。
（1）脂溶性生物碱： 脂溶性生物碱：
范围：绝大多数仲胺、 范围：绝大多数仲胺、叔胺生物碱 性能：溶于MeOH EtOH、 MeOH、 CO； 性能 ： 溶于 MeOH 、 EtOH 、 Me2CO； 易溶于 极性较低有机溶剂的Et2O 、 Ben、 Ben、 卤代 极性较低有机溶剂的 Et Ben 、 Ben 、 烷类，尤其是CHCl 烷类，尤其是CHCl3中 （∵生物碱中N的未共用电子对与H形成氢键） 生物碱中N的未共用电子对与H形成氢键） 难溶于或不溶于H 及碱水。 难溶于或不溶于H2O及碱水。
三、生物碱的存在形式
根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类： 根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类： 1、 游离碱 2、 盐类 3、 酰胺碱 4、 N-氧化物 氮杂缩醛类（ 5、 氮杂缩醛类（ ） N O R 其他如：亚胺（C=N）、烯胺（ 其他如：亚胺（C=N）、烯胺（ ）、烯胺