生物碱氨基化反应优秀课件

麻黄碱的生源途径
• 生源前体： L-苯丙氨酸 • 特点：
– 碳原子和氮原子骨架与苯丙氨酸的相同 – 苯丙氨酸只提供了七个碳原子，即C6C1片段
二磷酸硫胺 素参与的反
应机制
卡西酮的生成 羰基还原反应 N-甲基化
二磷酸硫胺素参与的反应机制
伪麻黄碱（pseudoephedrine）
• 在治疗咳嗽和感冒的复方制剂中发挥缓解充血作用
• 药用麻黄碱和伪麻黄碱合成
– 商业化的合成方法：用啤酒酵母对苯甲醛进行发酵，最初生成 醇，然后产物再与甲胺发生缩合再还原生成具有高度立体选择 性的（-）-麻黄碱。
• 发酵反应与前述过程相似，连接在二磷酸硫胺素上的活 化乙醛是由酵母通过对丙酮酸的脱羧作用生成的，然后 此乙醛单元再经类醛醇缩合反应立体特异性地连接到苯 甲醛上。
麻黄
• 麻黄是最古老的药材之一，在中国至少已经使用了5000 年。
• 麻黄中的生物碱含量为0.5-2.0%，
– （-）-麻黄碱（30-90%的总生物碱）。 – （+）-伪麻黄碱（非对映异构体） – （-）-去甲伪麻黄碱 – （+）-去甲伪麻黄碱
辣椒碱（capsaicin）
• 辣椒中的具有产生强烈刺激性的成分， • 应用：
生物碱氨基化反应
氨基化反应生成的生物碱
• 大多数生物碱：生源前体是氨基酸，并入氮原子和氨基酸 碳骨架或骨架的大部分
• 部分生物碱：由非氨基酸前体合成，氮原子是在相对较晚 的生物合成阶段被引入到结构中
– 结构常常以萜或甾体为基本骨架 – 一些非常简单的生物碱通过类似的后氨基化过程而来 – 大多数情况下，氨基酸是通过与适当的醛或酮发生转氨基反应来
– 聚-β-酮酸的两种折叠方式及其年生草本植物 • 常见的有毒植物，它光滑的带有紫色斑点的茎可
将其与大多数其它伞形科植物区分开来。
– 未成熟果实中的生物碱含量最高（达到1.6%）。 – 欧毒芹的主要生物碱成分（约90%）是挥发性液体毒芹
碱 – 结构相关的哌啶类生物碱，如N-甲基毒芹碱和γ-烯毒芹
提供氮原子。
分类
• 6.8.1 来源于乙酸的生物碱 • 6.8.2 苯丙氨酸衍生的生物碱 • 6.8.3 萜类生物碱 • 6.8.4 甾体生物碱
6.8.1 来源于乙酸的生物碱
• 简单哌啶类生物碱
– 毒芹碱（coniine） – γ-烯毒芹碱（γ-coniceine）
• 此类生物碱的生源前体与赖氨酸无关
麻黄碱（ephedrine）
• 分布于麻黄（麻黄科）
• 拟交感活性，与去甲肾上腺素作用相似
– 缺少儿茶酚胺中的酚羟基，对肾上腺素受体只有微弱的作用 – 能将神经末梢储藏小囊中的去甲肾上腺素置换出来，然后去甲肾
上腺素作用于受体发挥作用。
• 麻黄碱口服有效，作用持续时间长于去甲肾上腺素 • 具有支气管扩张作用，可用于缓解哮喘 • 具有收缩粘膜血管的作用，用于治疗鼻粘膜充血
香草胺
辣椒碱
卡塔叶
• 埃塞俄比亚茶，阿拉伯茶树的新鲜树叶 • 作用与应用
– 提神，用于缓解饥饿和疲劳，产生舒适感。 – 服用卡塔叶会使人变得高兴、健谈 – 长期服用卡塔叶会导致高血压、失眠甚至躁狂。 – 引起精神依赖性，但通常不会造成身体依赖性。 – 新鲜树叶效果更佳。
卡塔叶
• 干燥树叶中
– （+）-去甲伪麻黄碱的含量可达到1%
碱
• 未成熟干燥果实曾用作镇痛药和镇静剂。 • 使肌肉逐渐麻痹引起抽搐，最后因呼吸麻痹而死
欧毒芹
6.8.2 苯丙氨酸衍生的生物碱
• L-酪氨酸：非常重要的生物碱合成前体 • L-苯丙氨酸：不常用
– 通常只提供碳原子，如C6C3、C6C2或C6C1单元， 而其氨基并不提供氮原子（秋水仙碱，洛贝林等）
• 生源途径的研究很少 • 单萜生物碱的结构主要与环烯醚萜有关，其含
氧杂环被含氮原子的环结构取代
单萜生物碱
• 环烯醚萜马钱素是萜类吲哚类生物碱和吐根生物碱的生物 合成过程中重要中间体，但并不是合成萜类生物碱的前体。
缬草
• 败酱科 • 含有：
– 缬草生物碱 – 环烯醚萜化合物
– 此生物碱可能是猕猴桃碱的N-烃基化产物。
• 在新鲜的嫩树叶中
– 含有主要中枢神经系兴奋剂（-）-卡西酮
• 卡西酮与合成中枢神经系统兴奋剂（+）苯丙胺/右苯丙胺（安非他命/右旋安非他命） 有相似的药理学特性及效价
– 通过诱导儿茶酚胺的释放来发挥作用
• 安非他命
– 可经口服、鼻吸入或注射给药来实现长效的中枢神经兴奋作用（几小 时至几天）。
– 一般可通过服用镇静药（酒精、巴比妥类、类罂粟碱）来终止其中枢 神经兴奋作用。
幻觉作用的成分。
– MDMA摇头丸为非法药品，它是一种合成类苯丙胺兴奋剂。
– 有时服用摇头丸会导致死亡，这是由其诱发的中暑和机体脱水引起。
（+）-去甲伪麻黄碱
（-）-卡西酮 （+）-苯丙胺
3-甲氧基-4，5-亚甲二氧苯丙胺
6.8.3萜类生物碱
• 含有单萜、倍半萜、二萜和三萜骨架的生物碱
– 分布于乌头或附子草和翠雀属植物中的萜类生物碱
– 但是，服用安非它命后会迅速产生依赖性和耐受，且停用后会引起严 重的抑郁症。
– 在英国，尽管现在去甲伪麻黄碱和卡西酮是受管制药物，但卡塔叶的 使用并没有受到限制。
• MMDA和MDMA是著名的类安非他命衍生物
– MMDA被认为是机体摄入肉豆蔻（肉豆蔻；肉豆蔻科）后通过对肉
豆蔻醚的胺基化过程生成的，它应是导致肉豆蔻具有欣快感作用和致
– 用于烹调 – 制成的乳膏剂，缓解由疱疹感染引起的神经痛和其
它局部疼痛。 – 辣椒碱起初的烧灼感可影响痛觉感受器，降低其敏
感性。
麻黄碱的生源途径
• 芳香部分来源于苯丙氨酸，
– 苯丙氨酸——阿魏酸——香草醛——香草胺 – 酸部分来源于聚酮
• 脂肪酰基辅酶A支链是由异丁酰辅酶A延伸碳链形成， 起始单元来源于缬氨酸
毒芹碱的生物合成过程
• 辛酸经连续氧化和还原反应转化成酮醛 • 与L-丙氨酸发生转氨基反应 • 形成亚胺—γ-烯毒芹碱 • 还原反应生成毒芹碱（coniine）
丙二酸
辛酸
（+）-毒芹碱
γ-烯毒芹碱
丙酮酸
松里汀（Pinidine）
• 分布于松类植物 • 具有相似的醋酸生源过程，其前体是聚-β-酮酸。 • 生源途径中有一步脱羧