天然产物化学全套 - 生物碱的分类、生源关系及其分布
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天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱
1.1生物碱定义
▪ 生物碱（广义）： 天然产的含氮有机化合物。
下列除外： 低分子胺类如甲胺、乙胺；氨基酸、氨基
糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、 维生素；
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7
第一节、生物碱概述
生物碱（多数教材）：
1.多数由C、H、 O、N组成。
生物碱的含义 和特点
（含N有机化合物的总称） 2.大部分为杂环化合物，Ｎ多在 环上；少数在环外。
3. 大多具碱性，可与酸成盐。
4. 多具显著的生理活性。
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下列除外： 低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素；
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9
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
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维生素B6
10
1.1 生物碱的定义
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11
1.1 生物碱的定义
年龄含量增加。 3）同一种植物多含有同一母核的生物碱，复杂 生物碱分布窄。
如茄科的颠茄属(Atropa)、曼陀罗属 (Datura)、莨菪属(Hyoscyamus)、东莨菪属 (Scopolia)等属的植物都含有莨菪碱 (hyoscyamine)
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25
1.4 生物碱的分布
4）生物碱可存在于植物体内各器官中，同种植 物中所含生物碱常不止一种，有的可含数种至 数十种，如罂粟约含25种生物碱，长春花中 含70余种生物碱。
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1
第九章 生物碱
Chapter 9 Alkaloids
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2
生物碱
一3 生物碱概述 二 生物碱的分类和生源关系 三3 生物碱的理化性质 四 生物碱的提取和分离 五3 生物碱的结构鉴定
天然药物化学第九章生物碱
NH
生源关系
MeO NMe H HO NMe H O-P MeO HO NMe
H
MeO O
MeO
苄基四氢异喹啉
MeO N CH2 H OH OMe HO
OH
吗啡二烯酮
N H OH
O
H
HO
NMe
原小檗碱
OCH3
吗啡碱
可待因或蒂巴因
再芳香化
O MeO
1) 烯醇式-芳香化
HO MeO
NMe H
NMe H
HO
OH
米格列醇(miglitol) a-葡萄糖苷酶抑制剂 治疗Ⅱ型糖尿病
HO
N
swainsonine
3、来源于邻氨基苯甲酸 ① 喹啉类 ② 丫啶酮类
O
N
N
4、来源于苯丙氨酸/酪氨酸
COOH R NH2
种类、数量多
① 苯丙胺类
麻黄碱
② 四氢异喹啉类
NH
③ 苄基四氢异喹啉类
a. 苄基四氢异喹啉类 b. 阿朴菲类 c. 双苄基四氢异喹啉类 d. 吗啡烷类 e. 原小檗碱和小檗碱类 f. 普罗托品类 g. 苯菲啶类
珙桐科植物喜树 (Camptotheca acuminata)
N4 O
R = H 喜树碱 (camptothecine) R = OH 10-羟基喜树碱 (hydroxycamptothecine)
N
1
治疗多种恶性肿瘤:骨癌、 肝癌、膀胱癌和白血病 副作用: 骨髓抑制、呕吐和 腹泻 水溶性差
O
20
O
Cordell et al., Phytother. Res. 15, 183 (2001)
O O N OH
MeO
生源关系
MeO NMe H HO NMe H O-P MeO HO NMe
H
MeO O
MeO
苄基四氢异喹啉
MeO N CH2 H OH OMe HO
OH
吗啡二烯酮
N H OH
O
H
HO
NMe
原小檗碱
OCH3
吗啡碱
可待因或蒂巴因
再芳香化
O MeO
1) 烯醇式-芳香化
HO MeO
NMe H
NMe H
HO
OH
米格列醇(miglitol) a-葡萄糖苷酶抑制剂 治疗Ⅱ型糖尿病
HO
N
swainsonine
3、来源于邻氨基苯甲酸 ① 喹啉类 ② 丫啶酮类
O
N
N
4、来源于苯丙氨酸/酪氨酸
COOH R NH2
种类、数量多
① 苯丙胺类
麻黄碱
② 四氢异喹啉类
NH
③ 苄基四氢异喹啉类
a. 苄基四氢异喹啉类 b. 阿朴菲类 c. 双苄基四氢异喹啉类 d. 吗啡烷类 e. 原小檗碱和小檗碱类 f. 普罗托品类 g. 苯菲啶类
珙桐科植物喜树 (Camptotheca acuminata)
N4 O
R = H 喜树碱 (camptothecine) R = OH 10-羟基喜树碱 (hydroxycamptothecine)
N
1
治疗多种恶性肿瘤:骨癌、 肝癌、膀胱癌和白血病 副作用: 骨髓抑制、呕吐和 腹泻 水溶性差
O
20
O
Cordell et al., Phytother. Res. 15, 183 (2001)
O O N OH
MeO
天然产物化学课件全套pdf
天然产物化学课件全套PDF天然产物化学是一门研究自然界中有机化合物的来源、结构、性质、提取、分离、鉴定和应用的科学。
本课件全套PDF旨在为读者提供全面、系统的天然产物化学知识，使读者能够深入理解天然产物化学的基本原理和实际应用。
第一部分：引言天然产物化学是化学的一个重要分支，涉及天然有机化合物的提取、分离、鉴定和应用。
自然界中存在着丰富的有机化合物，其中许多具有独特的生物活性和药理作用。
因此，天然产物化学在药物研发、食品添加剂、化妆品等领域具有重要的应用价值。
第二部分：天然产物的来源和分类1. 来源天然产物主要来源于植物、动物和微生物。
植物是自然界中最丰富的天然产物来源，其中包括了草本植物、灌木、树木等。
动物来源的天然产物包括海洋生物、昆虫、哺乳动物等。
微生物包括真菌、细菌等。
2. 分类天然产物可以根据其化学结构和生物活性进行分类。
化学结构分类包括糖类、脂类、蛋白质、核酸、生物碱、酚类等。
生物活性分类包括抗生素、抗肿瘤、抗炎、抗氧化等。
第三部分：天然产物的提取和分离1. 提取提取是天然产物化学研究的基础步骤，目的是从天然原料中提取出目标化合物。
常用的提取方法包括溶剂提取、超声波提取、微波提取等。
2. 分离分离是将提取液中的目标化合物与其他杂质分离开来的过程。
常用的分离方法包括柱层析、薄层色谱、高效液相色谱等。
第四部分：天然产物的鉴定鉴定是对分离得到的化合物进行结构分析和生物活性测试的过程。
常用的鉴定方法包括质谱、核磁共振、红外光谱、紫外光谱等。
第五部分：天然产物的应用天然产物在药物研发、食品添加剂、化妆品等领域具有重要的应用价值。
例如，许多抗生素、抗肿瘤药物、抗炎药物都是从天然产物中提取得到的。
此外，天然产物还可以用于食品添加剂、化妆品等方面。
第六部分：展望随着科学技术的不断发展，天然产物化学的研究将更加深入和广泛。
未来，天然产物化学的研究将更加注重于化合物的生物活性、作用机制和应用前景。
同时，新技术、新方法的应用也将为天然产物化学研究带来更多的机遇和挑战。
天然药物化学教学资料 天然药化9 生物碱-1 117页PPT文档
胡椒碱piperine 咖啡碱caffeine 1820年 秋水仙碱colchicine 1870年 毒芹碱confine 结构式 1946年 马钱子碱brucine 结构式 伍德沃德 现状：130000个
1.3 生物碱的活性
“佗曰：此乃弩箭所伤，其中 有乌头之药，直透入骨； 若不早治，此臂无用矣。 ”
神经酰胺： 保湿
1.2 生物碱的研究简史
1803年 那可汀narcotine Derosne 鸦片 1806年 吗啡morphine Serturner 鸦片 1810年 金鸡宁cinchonine Gomes 金鸡纳树皮 1817年 士的宁strychnine
吐根碱emetine 1819年 马钱子碱brucine
第一节 概述
1.1 定义 1.2 简史 1.3 活性 1.4 分布 1.5 存在形式
1.1 生物碱的定义
O
O
N OH
e?
OC H3 OC H3
H CH 3 C CH
OH N
H
CH 3
Ephedrine
CH 3 N
CH 3O
HO
O
OH
Morphine
N CH 3 Atropine
5）生物碱在植物体内各部分中分布是不相等的， 往往集中于某一器官或某一部分中。如乌头 （根）、黄连（根茎）、黄柏（树皮）、颠茄 （叶）、麻黄（地上茎）、洋地黄（花）、吴 茱萸（果实）、马钱子（种子）等。
在同一植物的不同部分，不但生物碱的含量 有差异，而且生物碱的种类也可能不同。
1.4 生物碱的分布
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
维生素B6
1.1 生物碱的定义
1.1 生物碱的定义
1.3 生物碱的活性
“佗曰：此乃弩箭所伤，其中 有乌头之药，直透入骨； 若不早治，此臂无用矣。 ”
神经酰胺： 保湿
1.2 生物碱的研究简史
1803年 那可汀narcotine Derosne 鸦片 1806年 吗啡morphine Serturner 鸦片 1810年 金鸡宁cinchonine Gomes 金鸡纳树皮 1817年 士的宁strychnine
吐根碱emetine 1819年 马钱子碱brucine
第一节 概述
1.1 定义 1.2 简史 1.3 活性 1.4 分布 1.5 存在形式
1.1 生物碱的定义
O
O
N OH
e?
OC H3 OC H3
H CH 3 C CH
OH N
H
CH 3
Ephedrine
CH 3 N
CH 3O
HO
O
OH
Morphine
N CH 3 Atropine
5）生物碱在植物体内各部分中分布是不相等的， 往往集中于某一器官或某一部分中。如乌头 （根）、黄连（根茎）、黄柏（树皮）、颠茄 （叶）、麻黄（地上茎）、洋地黄（花）、吴 茱萸（果实）、马钱子（种子）等。
在同一植物的不同部分，不但生物碱的含量 有差异，而且生物碱的种类也可能不同。
1.4 生物碱的分布
生物碱定义
维生素B1 维生素B12
维生素B2
维生素B6
1.1 生物碱的定义
1.1 生物碱的定义
天然产物化学之生物碱
（沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同）
（ 2）
直接对中药酸提液进行沉淀反应，则
阳性结果——不能判定Alk的存在
阴性结果可判断无Alk存在
中草药醇提液
H+ / CHCl3萃取
CHCl3
H2O
生物碱沉淀试剂
+
OH- / CHCl3萃取
H2O
生物碱沉淀试剂
CHCl3
H+
+
H2O
CHCl3
第二节
理化性质
五、显色反应
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
第二节
一、性 状
1. 形 态
理化性质
多为结晶固体，少为粉末；有一定熔点；
少数常温下为Biblioteka 体；2. 3.味觉——多具苦味。
挥发性
一、性 状
4.
O O + N OMe Zn
第二节
理化性质
颜色——多为无色或白色。
O O H2SO4 N OMe
小檗碱 （黄色）
OMe
四氢小檗碱 （无色）
OMe
第二节
理化性质
二、 旋光性
多为左旋光性；
有的产生变旋现象；
如：烟碱
中性溶液——左旋光性
酸性溶液——右旋光性
多数左旋体呈显著生理活性。
如：去甲乌头碱 左旋——强心作用 右旋——无强心作用
第二节
理化性质
三、溶解度
1、 游离碱
（1） 多数叔胺和仲胺生物碱具有亲脂性;
pka = 1.76
N1
pka = 7.88
Me Me
六、碱性
N
N
（ 2）
直接对中药酸提液进行沉淀反应，则
阳性结果——不能判定Alk的存在
阴性结果可判断无Alk存在
中草药醇提液
H+ / CHCl3萃取
CHCl3
H2O
生物碱沉淀试剂
+
OH- / CHCl3萃取
H2O
生物碱沉淀试剂
CHCl3
H+
+
H2O
CHCl3
第二节
理化性质
五、显色反应
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
第二节
一、性 状
1. 形 态
理化性质
多为结晶固体，少为粉末；有一定熔点；
少数常温下为Biblioteka 体；2. 3.味觉——多具苦味。
挥发性
一、性 状
4.
O O + N OMe Zn
第二节
理化性质
颜色——多为无色或白色。
O O H2SO4 N OMe
小檗碱 （黄色）
OMe
四氢小檗碱 （无色）
OMe
第二节
理化性质
二、 旋光性
多为左旋光性；
有的产生变旋现象；
如：烟碱
中性溶液——左旋光性
酸性溶液——右旋光性
多数左旋体呈显著生理活性。
如：去甲乌头碱 左旋——强心作用 右旋——无强心作用
第二节
理化性质
三、溶解度
1、 游离碱
（1） 多数叔胺和仲胺生物碱具有亲脂性;
pka = 1.76
N1
pka = 7.88
Me Me
六、碱性
N
N
天然药物化学第九章生物碱-精品文档
O
O
黄嘌啉
O
HN
NH
H 3C N N
CH3
N H
N
咖啡因
O N CH3 N
五、其它类生物碱 （四）萜类衍生物：
单萜类生物碱：猕猴桃碱、龙胆碱（龙胆科） 倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛） 二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子） 三萜类生物碱：少
五、其它类生物碱 （五）甾体类生物碱：
百合科植物多含此类生物碱，如贝母碱（贝母）
二、吡啶类生物碱
（一）哌啶和吡啶类：
哌啶
N H
毒芹碱
N H CH3
吡啶
N
N
N CH3
烟碱（烟草）
COOCH3
槟榔碱（槟榔）
N CH3
二、吡啶类生物碱
（二）吲哚里西啶类：
O
N
H
吲哚里西啶
O
N
一叶萩碱
二、吡啶类生物碱
（二）喹喏里西啶类：
O N
N
苦参碱
N
喹喏里西啶
O
N
氧化苦参碱
N O
三、 莨菪烷类生物碱
主要分布于植物界
特别是高等植物的双子叶植物
如：毛茛科、防己科、罂粟科、茄科等
单子叶植物中较少
如：百合科、石蒜科等
裸子植物和低等植物中个别存在
二、生物碱的存在方式
多以生物碱盐存在
多与有机酸成盐
少数与无机酸成盐
有游离生物碱
少以酯、苷、氮氧化物存在
第二节 结构和分类
四、异喹啉类生物碱
（五）吗啡烷型
CH3 R N
C H3 N
O MeO OH OMe
吗啡烷
青藤碱
天然药物化学课件 第九章 生物碱
• 裸子植物中，在紫杉科红豆杉属
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
天然产物化学(第九章)生物碱
_
C： -OH
C CH N
曼尼希碱
在生物碱中，尤其是苄基异喹啉和吲哚生物碱的生物 合成中，许多一级环合都是通过曼尼希反应生成的。
天然产物化学
陕西理工学院生工院
⑶酚的氧化偶联反应 为次级环化反应。 反应过程为含酚羟基化合物在植物体内经酶作用形
成自由基，两个自由基经偶联，形成新键。如在由苄基 四氢异喹啉形成各类异喹啉生物碱中，则是由酚的氧化 偶联反应生成的。 2.碳-氮键的裂解 较重要的裂解为Hofmann降解和von Braun（冯·布劳恩）降解。
一叶萩碱为淡黄色，是因为氮原子上孤电子对与共轭 系统形成跨环共轭。
天然产物化学
陕西理工学院生工院
4.挥发性与升华性 少数液体状态及个别小分子固体生物碱如麻黄碱、烟碱
等具挥发性，可用水蒸汽蒸馏提取。咖啡因等个别生物碱具 有升华性。 （二）旋光性
生物碱结构中如有手性碳原子或本身为手性分子即有旋 光性。
CH3
N
HO
吗啡
O
CH3
N
HO
可待因
天然产物化学
陕西理工学院生工院
四、色氨酸系生物碱2012/12/7 第十四周 化学
本类生物碱也称吲哚类生物碱，是类型较多、结构较 复杂、化合物数目最多的一类生物碱。主要分布于马钱科、 夹竹桃科、茜草科等几十个科中。
（一）简单吲哚类 结构特点为只有吲哚母核，而无其 它杂环。代表化合物如存在于蓼蓝中的靛青苷。
1.胆甾烷碱类 2.异胆甾烷碱类
N
H
H
OH
H
HH
HH
HO H OH
浙贝甲素 verticine
天然产物化学
陕西理工学院生工院
本类生物碱都具有甾体母核，但氮原子均不在甾体母核内。
天然产物课件第四章【2024版】
二、生物碱的分布
③少数单子叶植物如石蒜科，百部科 (Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分 布。在低等植物中，生物碱分布少，而且结构一般为 简单。生物碱在生物体中的存在部位和含量往往差别 很大，一般来说，含量在千分之一以上即为高含量。
三、生物碱的分类
按氮原子是否结合在环上可分为两大类： 有机胺类和氮杂环类：
• 酰胺型：P—π共轭，氮原子周围电子云密度下降， 碱性降低。
• 胍基型： 供电基和氮原子上未共享电子对共轭， 碱性增强（共轭酸的高度共振稳定性,使共轭酸稳 定，Ka小，则pKa大，碱性强）。
四、生物碱的性质
（4）、空间效应：阻碍质子靠近氮原子，使碱性降
低（莨菪碱和东莨菪碱）。
CH3 N
H CH2OH
羧基生物碱（槟榔次碱）NaHCO3 • 内酯型生物碱(喜树碱)： 热NaOH
皂化）
+ （碱水解、
• 内酰胺生物碱（苦参碱）： 碱水解
四、生物碱的性质
（3）生物碱的盐（离子型、极性大）：
+
+
-
+
-
• 在水中的溶解度与酸有关： • 无机酸盐的水溶度大于有机酸盐的水溶度。 • 无机酸盐中，含氧酸盐的水溶度大于卤代酸盐。 • 卤代酸盐中，盐酸盐的水溶度最大，氢碘酸盐
四、生物碱的性质 影响碱性强弱的因素：
（1）．氮原子的杂化方式： SP3 > SP2 > SP
NH RC N
N
四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）
异喹啉（SP2 pKa5.4）
氰类（SP 中性 ） 电效应
四、生物碱的性质
（2）、诱导效应：
供电诱导效应（烷基）：可使氮原子周围电子云密度 增加，碱性增强。 吸电诱导效应（含氧基团，双键，苯环）：电子云密 度降低，碱性减弱。
生物碱
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
3
4 5 6
7
吗啡(morphine)
小檗碱（berberine）
麻黄碱（phedrine）
一、生物碱概述
1.多数由C、H、 O、N组成 生物碱的含义和特点
（含N有机化合物的总称）
麻黄
生物碱的比较确切表达：
生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物有机 体的环状化合物。 负氧化态氮原子 胺（-3），氮氧化合物（-1），酰胺（-3）
环状化合物 排除小分子的胺类，非环的多胺和酰胺
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
H3C
N
+
COOCH3
益 母 草
水苏碱
2．吡咯里西啶类
结构特征为两分子吡咯共用一个氮原子的稠环化合物，多与 有机酸以双内酯形式缩合。如具有抗高血压活性的阔叶千里 光碱；农吉利中的抗肿瘤有效成分一野百合碱。
H3C HC C CH2 CH3 C
CH3 C OH C O CH2 N O
N
吡咯里西啶
O
C O
第六章
生物碱
1 2 生物碱概述 生物碱的分布 生物碱的分类 生物碱的性质 生物碱的提取和分离 生物碱的结构鉴定 生物碱的提取分离实例
3
4 5 6
7
二、生物碱的分类
按植物来源分 类 按生源结合化 学分类
如长春花生物 碱、石蒜生物 碱等）
分类方法
基于生物碱合 成前体物的来 源
天然药物化学 第十章 生物碱
O O OCH3
R=CH3汉防己甲素；R=H汉防己乙素
（治疗风湿性关节疼痛、神经疼痛）
汉防己乙素的隐性酚羟基，使极性较大，冷苯中不溶，汉防 己甲素的甲氧基，极性较小，溶于冷苯（用于分离）
4.吗啡烷类生物碱
吗啡（morphine） (镇痛药，酚性生物碱，具有酸碱两性)
可待因 (Codeine) (镇咳药)
H OH O O C C OH
山莨菪碱
樟柳碱
1.阿托品（外消旋体）无旋光 ，其它均有旋光。 2.碱性： 莨菪碱（pka 9.65）>山菪碱>东菪碱（6.20）和樟柳碱
3.鉴别反应 (1) Vitali反应(针对莨菪酸部分) （深紫--暗红--消失）
COOR CHCH2OH HNO3 O2N COOR CHCH2OH NO2 KOH C2H5OH O2N COOR C CH2OH NO2
OH CHCH2NHCH3
HO CH2CH2N(CH3)2
OH OH
N H
肾上腺素
蟾酥碱
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：
1.游离碱：少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可定
2.盐类：绝大多数。形成盐的酸：草酸、柠檬酸、盐
酸、硫酸与硝酸等 3.酰胺类：秋水仙碱、喜树碱 4.N-氧化物：吡咯里西丁类（如野百合碱等） 5.氮杂缩醛类：如阿马林等 6.其他如亚胺（C=N）、烯胺等
R N N R N
吡咯类
托品烷类
吡咯里西丁类
（一）吡咯类生物碱
由吡咯或四氢吡咯衍生。结构简单，数目比较 少，生理活性不太显著。
O N CH3 红古豆碱
红古豆碱与苦杏仁酸形成的酯（简称701），临床用于降压。
天然药物化学-生物碱
02
在动物中，生物碱主要存在于昆虫、蛇类、海洋生物等有毒物
种中，作为防御性物质。
微生物中的生物碱主要与微生物的代谢活动相关，具有抗菌、
03
抗病毒等活性。
02 生物碱的提取与分离
CHAPTER
生物碱的提取
溶剂提取法
利用有机溶剂如乙醇、氯仿 等从植物中提取生物碱，根 据不同溶剂的极性选择合适 的提取方法。
CHAPTER
新药研发中的生物碱
01
02
03
抗癌药物
生物碱具有抑制肿瘤细胞 生长和扩散的作用，是抗 癌药物研发的重要来源。
抗病毒药物
一些生物碱具有抑制病毒 复制和传播的作用，为抗 病毒药物的研发提供了新 的思路。
抗炎药物
一些生物碱具有抗炎作用， 可用于抗炎药物的研发。
生物碱的资源保护与可持续利用
谢谢
THANKS
利用生物碱在不同溶剂中的溶 解度差异，通过多次萃取将生
物碱与其他成分分离。
沉淀法
利用生物碱的酸碱性或与其他 试剂的反应，生成难溶于水的 沉淀物，从而实现分离。
色谱法
利用色谱技术的原理，如薄层 色谱、柱色谱等，将生物碱与 其他成分进行分离。
膜分离法
利用膜的选择透过性，将生物 碱与其他成分进行分离，常用
抗病毒作用
生物碱能够抑制病毒的复制过程，降低病毒的致病力，对多种病毒 性疾病具有治疗作用。
代表性药物
黄连素、麻黄碱等。
抗炎作用
抗炎机制
生物碱通过抑制炎症介质的产生和释放，减轻炎症反应，同时还能够抑制免疫 反应，缓解过敏症状。
代表性药物
水杨酸、穿心莲内酯等。
其他药理作用
心血管系统作用
生物碱能够扩张血管、降低血压、 抗心律失常等，对心血管系统具 有保护作用。
天然药物化学第十章：生物碱
用药指导
根据生物碱的药效和毒性特点，制定 合理的用药方案。
风险控制
采取必要的风险控制措施，如规定适 应症、限制剂量和使用期限，以降低 药物的不良反应和潜在风险。
06
生物碱的开发与应用前景
生物碱在中药及民族药中的应用
中药中的生物碱
许多中药中都含有生物碱，如黄连、麻黄等。这些生物碱具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等药理作用，被广 泛应用于临床治疗。
抗炎药物
一些生物碱具有抗炎作用，可以用于治疗炎症相 关疾病，如类风湿性关节炎等。
生物碱在其他领域的应用前景
农业领域
一些生物碱具有杀虫、杀菌作用，可以用于开发新型 的农药。
食品工业
某些生物碱具有抗氧化、防腐等特性，可以用于食品 添加剂的开发。
化妆品工业
一些生物碱具有美白、保湿等功效，可以用于化妆品 的研发。
有的药效。
04
生物碱的生理活性与药理 作用
抗肿瘤作用
抑制肿瘤细胞增殖
生物碱可通过抑制肿瘤细胞DNA 和RNA的合成，阻止肿瘤细胞增 殖，从而达到抗肿瘤效果。
诱导肿瘤细胞凋亡
一些生物碱可通过诱导肿瘤细胞 凋亡，加速肿瘤细胞的死亡，从 而抑制肿瘤的生长。
抑制肿瘤血ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成
生物碱可抑制肿瘤血管的生成， 切断肿瘤的营养供给，使肿瘤无 法生长。
民族药中的生物碱
一些民族药如藏药、蒙药中也含有丰富的生物碱，这些生物碱在治疗某些特殊疾病方面具有独特疗效 。
生物碱在新药研发中的潜力
抗肿瘤药物
一些生物碱具有显著的抗肿瘤活性，如长春碱、 喜树碱等，是当前新药研发的重要方向。
抗病毒药物
某些生物碱如金刚烷胺对流感病毒有抑制作用， 为抗病毒药物研发提供了新的思路。
第二章天然产物化学成分的分类及理化性质
12
2 . 赖氨酸系生物碱
（1）哌啶类：胡椒碱（胡椒）、槟榔碱、槟榔次碱（槟榔）
N
H 哌啶 （六氢吡啶 ）
COO CH3
O
N
O
C H3
槟榔碱
O N
胡椒碱
13
（2）喹诺里西丁类
N
喹诺里西啶
N O
NH
金雀花碱
O N
N
苦参碱
O N
N O
氧化苦参碱
14
（3）吲哚里西丁类
H 3CO OH
N
HO
OCH 3
吲哚里西啶类 (娃 儿 藤 定 碱 )
C HO H
N CH 2
O
O
O NH
N
N
喹喏里西啶类
(苦 参 一碱 ) 叶萩碱
15
16
17
18
哌劳亭
萨苏啉
19
20
厚朴碱
罂粟碱
去甲乌头碱
21
NM e 阿朴菲
22
23
吗啡
24
25
与小檗碱和原小檗碱的区别是C-N键裂 解成三环体系，且多具14-酮基。
N H
吡咯
NH
N
咪唑
N H
四氢吡咯
N H
吲哚
N
吡咯里西啶
N
吲哚里西啶
43
N H
蒎啶
N
吡啶
N
N
吡嗪
N
喹喏里西啶
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
NN H
嘌呤类
44
N
N
噻嗪类
O
N
丫啶酮类
N 喹啉
异喹啉
N
2 . 赖氨酸系生物碱
（1）哌啶类：胡椒碱（胡椒）、槟榔碱、槟榔次碱（槟榔）
N
H 哌啶 （六氢吡啶 ）
COO CH3
O
N
O
C H3
槟榔碱
O N
胡椒碱
13
（2）喹诺里西丁类
N
喹诺里西啶
N O
NH
金雀花碱
O N
N
苦参碱
O N
N O
氧化苦参碱
14
（3）吲哚里西丁类
H 3CO OH
N
HO
OCH 3
吲哚里西啶类 (娃 儿 藤 定 碱 )
C HO H
N CH 2
O
O
O NH
N
N
喹喏里西啶类
(苦 参 一碱 ) 叶萩碱
15
16
17
18
哌劳亭
萨苏啉
19
20
厚朴碱
罂粟碱
去甲乌头碱
21
NM e 阿朴菲
22
23
吗啡
24
25
与小檗碱和原小檗碱的区别是C-N键裂 解成三环体系，且多具14-酮基。
N H
吡咯
NH
N
咪唑
N H
四氢吡咯
N H
吲哚
N
吡咯里西啶
N
吲哚里西啶
43
N H
蒎啶
N
吡啶
N
N
吡嗪
N
喹喏里西啶
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
NN H
嘌呤类
44
N
N
噻嗪类
O
N
丫啶酮类
N 喹啉
异喹啉
N
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OMe OMe OMe
OMe
麦角新碱
麦角胺
OMe
H
3
N H N
15
H N O H H
16
N
21
N
3 21 20 14 18
O
HO MeOOC
士的宁
20
N H
17 16
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
来源于萜类的生物碱
MeN H O O H H N O O
19、单萜类生物碱
环烯醚萜衍生而来
CH3 N
+ A +
NR' R R
CH2CH2COCOOH
R
CHO
CO2H NH2
D +
CHO
ห้องสมุดไป่ตู้R N
E
12、苯乙基四氢异喹啉类(D) 13、苄基苯乙胺类(E) 14、吐根碱类(F)
C F
O
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
HO NMe NHCOCH3 O OH MeO MeO HO
HO
MeO
H
来源于色氨酸的生物碱
2、 托品类或颠茄烷类生物碱(tropanes, B)
3、 吡咯里西丁类或吡咯丁类生物碱(pyrrolizidines, C)
O N
CH3 R H O O CH3 N CH3 H O O C C OH OH C OH CH N
N CH 3
A
B
N
N R
CH3 O
N
CH 3
红古豆碱
H O O C OHH 3C CH
NR
N
NR
H3C
COOCH3 H O O OOC CH3 OH CH3 H OH CH3 O H
8 1
+ N
COO CH3
COOCH 3 H OOC Ph H
可卡因
O
N
9
7 6
野百合碱
C
H
N
2
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
来源于赖氨酸的生物碱 4、哌啶类或胡椒啶类生物碱(piperidines, A) 5、吲哚里西丁类或吲哚联啶类生物碱(indolizidines，B) 6、喹诺里西丁类或喹诺联啶类生物碱(quinolizidines，C)
关附甲素 藜芦胺茄次碱
26
HO
27 25
介藜芦碱
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
其他类型的生物碱
肽类生物碱 大环并含有两个以上的酰胺 键
咪唑衍生物类生物碱
喹唑酮衍生物类生物碱
嘌呤衍生物类生物碱 吡嗪类生物碱等
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
1．吡咯类 来源于鸟氨酸 2．吡咯里西丁类 3．托品烷类 4. 哌啶类 来源于赖氨酸 5. 吲哚里西丁类 6. 喹诺里西丁类 7. 喹啉类 来源于邻氨基苯甲酸 来源于氨基酸 生 8. 吖啶酮类 9. 简单苯丙胺类 10. 四氢异喹啉类 来源于苯丙氨酸/酪氨酸－ 11. 苄基四氢异喹啉类生物碱 12. 苯乙基四氢异喹啉类生物碱 13. 苄基苯乙胺类生物碱 14. 吐根碱类生物碱 物 来源于色氨酸 15. 简单吲哚碱类 16. 简单β -卡波林类 17. 半萜吲哚碱类 18. 单萜吲哚碱类 19. 单萜生物碱 20. 倍半萜生物碱 碱 来源于异戊烯 来源于甾体 来源于萜类 21. 二萜生物碱 22. 三萜生物碱 23. 孕甾烷(C21)生物碱 24．环孕甾烷(C24)生物碱 25．胆甾烷(C27)生物碱
(0)
O
2
OH
CH3COOH N H OH
N H
O
29
冉特可林酮
喹啉类生物碱
丫啶酮类生物碱
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
来源于苯丙氨酸和酪氨酸酸的生物碱 9、苯丙胺类(A) 10、四氢异喹啉类(B) 11、苄基四氢异喹啉类(C)
次级环合 C-N裂解 C-C裂解
B + +
NR N NR CH2COCOOH NR NH2
MeO
O R
N Me
15、简单吲哚碱类生物碱
O N O R
MeO
4 5 6
O C OH
3 7 1 O N H 2
OMe
2
OH HO H O H O N
16、简单β-卡波林碱类生物碱类
H
COOH N H NH2 N H NH CH3 COOH
C
CH2C
(CH2) n CH(CH3)
RO
OMe
CH3O N H
N CH3
哈满尼
17、半萜吲哚类生物碱 7
MeO MeO N
9
C OR
B H
A
12
N MVA酸+色氨酸一级环合而成 H
H C
3
NMe
N
21
MeO H
20 19 18
R
HN
OMe
MeOOC
22
18、单萜吲哚类生物碱类
吲哚核+裂环环烯醚萜
OMe
17
NH
H N O R=NH N N H HH NHC C6H5 H N O O 20 CH2OH O H H C6H5 19 O C MeOOC H
Chemistry of Natural Medicine
第九章
生 物 碱
（Alkaloids）
天然药化教研室 主讲教师：华会明
本 章 内 容
第一节 概述
F
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
生物碱合成的基本原理 生物碱的结构分类 生物碱的理化性质 生物碱的提取与分离 生物碱的结构鉴定
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
H2N H HO HO 环氧黄杨木己碱 Me N
21 20 22 17
H2N
25、胆甾烷(C27)生物碱
H
HO
H N
25 27
澳洲茄胺
H H N
AcO
21 12
园维茄次碱
OH
13 17 20
HO
H H N
22 26
H
O
N
OH H2N
AcO
HO
O
OH
N
14
H 2N
HO
HO HO
H
康斯生
维藜芦胺
H
辣茄碱
生物碱的分类方法主要有三种： (1). 来源分类，如鸦片生物碱、麦角生物碱等； (2). 化学分类，如托品烷生物碱、异喹啉生物碱等；
(3). 生源结合化学分类，如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱等。
生源结合化学分类反映生物碱的生源和化学本质及其相互 关系。
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
来源于鸟氨酸的生物碱 1、吡咯类生物碱 (pyrrolidines , A)
乌头碱 R
B(C22)
R11 R2
=R3=OH
R3
R2=Bz
H NHMe OH
O
O
O OAc N
A(C8) H 2N HO H
交让木碱
环氧黄杨木己碱
O
O
B(C22) O OAc N OH
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
A(C8) H 来源于甾体类的生物碱（与萜类生物碱统称伪生物碱） H 2N HO
交让木碱
环氧黄杨木己碱
21
23、孕甾烷(C21)生物碱
H 2N
Me N
20
H N
22
AcO
25
HO
27
OH N
H O
H H N
17
AcO
OH H2N
OH HO
HO
24、环孕甾烷(C24)生物碱
O O OAc A(C8)
O
B(C22)
康斯生
H
维藜芦胺
O
NHMe 关附甲素
H OH N O
辣茄碱
O O
N
交让木碱
O O
N
H
20、倍半萜类生物碱
O CH3 N O
猕猴桃碱
MeN N H
秦艽碱甲
H O O H H
石斛碱
N O
OCH3 萍蓬定 O R4 OMe N OH
萍蓬定
O
猕猴桃碱 21、二萜生物碱
CH3O
OH 秦艽碱甲
OCH3
石斛碱
CH3O
OR2 N R1 OAc OCH3 R3 N
OH
22、三萜生物碱
O
OCH3
H2N
H2N
COOH
A
O
O O O N
N R
N
N
B
O H N
O N H H
C
胡椒碱
一叶秋碱
H
H
H N
氧化苦参碱
第三节 生物碱的分类、生源关系及其分布
来源于临氨基苯甲酸的生物碱
7、喹啉类生物碱 (quinolides)
8、丫啶酮类生物碱
OH
邻氨基苯甲酸 1
CH3COOH OH
3
CH3COOH N OH