生物碱-6.3-烟酸来源
烟酸生产工艺
烟酸生产工艺烟酸,又称维生素B3,是一种重要的维生素,它对人体的健康具有重要作用。
烟酸广泛用于医药、保健品和食品添加剂等领域。
下面我们来介绍一下烟酸的生产工艺。
烟酸的生产工艺主要分为合成法和发酵法两种。
合成法是通过化学反应合成烟酸。
首先,将甲酰氯和3-氨基吡咯反应得到甲酸烟酰脲,再将甲酸烟酰脲水解得到烟酸。
合成法的优点是工艺简单,产率较高,但由于使用的化学试剂较多,工艺过程涉及一些有机合成反应,存在一定的环境污染和安全风险。
发酵法是利用微生物代谢产生烟酸。
目前,主要采用的是经典曲霉菌(Aspergillus niger)发酵烟酸的工艺。
具体步骤如下:首先,将玉米粉、糖料、硫酸氨、尿素等原料混合,制成培养基;将经消毒处理的发酵罐加入培养基,经高温蒸汽灭菌;然后,添加经纯化的经典曲霉菌种子,开始发酵;在适宜的生长条件下,曲霉菌利用培养基中的碳源、氮源等营养物质进行生长代谢,产生烟酸;发酵过程一般需要持续3-5天,发酵完成后,用酸等方法将烟酸提取出来;最后,经过过滤、结晶、干燥等步骤,得到烟酸成品。
发酵法的优点是相对环保,生产过程中无化学试剂,不产生污染物。
另外,这种方法对原料要求较低,容易获得较高纯度的烟酸。
但有时也会面临微生物污染、产量波动等问题,需要加强对发酵条件的控制。
无论是合成法还是发酵法,烟酸的生产都需要进行后处理,以获得纯度高的烟酸产品。
一般来说,后处理工艺包括结晶、过滤、干燥等步骤,以去除杂质,获得粉末状的烟酸成品。
此外,对于一些特殊用途的烟酸产品,还需要经过进一步的加工,如制成烟酸片、烟酸胶囊等。
总之,烟酸的生产工艺主要包括合成法和发酵法两种,合成法工艺简单,产率高,但环境污染和安全风险较大;发酵法工艺相对环保,要求低,但需要控制发酵条件,并面临微生物污染问题。
无论采用哪种工艺,都需要经过后处理才能得到高纯度的烟酸产品。
烟酸的生产工艺不断得到改进和优化,将为满足人们对烟酸的需求提供更好的产品。
生物碱
2.极性溶剂 极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲 醇、乙醇、酸水(常用0.1%-1%盐酸、硫酸、乙酸 、酒石酸等)以及缓冲液等进行提取,这方法较 简便,但提出的杂质较多,需进一步净化。 3.混合溶剂
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生物碱的提取方法,常用的有冷浸、渗漉、 超声波振荡、索氏提取、热回流提取。 在含量测定中常用的提取方法为超声波振荡提 取,大部分待测的有效成分能够被提出。
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3)比色法测定总碱含量是最重要的方法之一,它是 根据生物碱的颜色、官能团与特定试剂发生反应产生的 颜色,或生物碱与酸性染料在一定条件所成的复合物颜 色等,按比色法完成总碱的测定的。 4)大多数生物碱分子结构中含有双键,在紫外区有吸 收,因此,可按紫外分光光度法于特定波长处测定吸收 系数相近的总碱含量。同理,有荧光的生物碱也可用荧 光分光光度法测定。 以上均属测定总碱的好方法,但测定指定成分的含量, 就有一定的困难。
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5.沉淀反应
生物碱在酸性水溶液或酸性稀醇(<50%)中能与生物 碱沉淀试剂生成难溶性沉淀。 沉淀反应的阳性结果,往往并不可靠,但阴性反应却 可以证实其不含生物碱。检查时常需用3种以上灵敏的沉 淀试剂对照观察。 生物碱沉淀一般都是试剂分子的阴离子,与生物碱阳 离子形成难溶络盐而产生沉淀(沉淀剂多为重金属盐类 或分子量较大的复盐)。 常用的生物碱试剂有:碘-碘化钾(Wagner试剂)、碘 化铋钾(Dragendorff试剂)、碘化汞钾(Mayer试剂)、 硅钨酸(Bertrand试剂)等。
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生物碱类型
序号 类型 1 吡咯啶衍生物类 2 吡啶衍生物类 3 喹啉衍生物类 4 异喹啉衍生物类 5 吲哚衍生物类 6 咪唑衍生物类 7 喹唑酮衍生物类 8 嘌呤衍生物类 9 甾体生物碱类 10 莨菪烷衍生物类 11 无环生物碱类 12 其它
烟酸知识——精选推荐
烟酸知识⼀、烟酸简介烟酸(niacin)⼜名尼克酸、维⽣素PP或称抗癞⽪病维⽣素,属B族维⽣素,是具有⽣物学活性的全部吡啶-3-羧酸及其衍⽣物的总称。
为了充分发挥动物的⽣产潜能,⽇粮中必需额外添加烟酸。
⼆、烟酸营养研究历史简介早在⼆百多年前在意⼤利⽶兰⾸次发现糙⽪病,其症状表现为⽪炎、腹泻和精神障碍,直到1915年才认识到糙⽪病为⼀种营养性缺乏症。
1918年Goldberger发现糙⽪病与⼈们⼤量⾷⽤⽟⽶有关,1926年⽤酵母治疗糙⽪病获得成功。
1937年Elven jem发现烟酸是糙⽪病的防治因⼦。
虽然⽟⽶中烟酸含量⾼于⼤⽶,但⾷⽤⼤⽶者并不引起糙⽪病,原来是⼤⽶中的⾊氨酸含量⽐⽟⽶⾼。
1945年Krehl发现⽟⽶中⾊氨酸缺乏是抑制⼤⿏⽣长的⼜⼀个重要原因,1946年Krehl发现⾊氨酸是合成烟酸的前体,⾊氨酸转化为烟酸的⽐率为60:1。
经发现,原来⽟⽶中的烟酸乃是以结合态存在,不能被⼈和动物直接利⽤(Nut ration reviews,1957),经碱等加⼯⽅法可使结合态的烟酸释放出来为⼈和动物机体所利⽤。
1965年Belarcly发现⽟⽶和⾼粱中亮氨酸含量过⾼也是导致糙⽪病的⼀个原因,有⼈认为亮氨酸含量过⾼会抑制⾊氨酸转化为烟酸过程中所需酶的活性;60—70年代发现烟酸对⼈类具有明显的降⾎脂作⽤,并对精神病有⼀定疗效(Nut ration reviews,1961)。
1970年Hansen发现在⽇粮中添加200mg/kg烟酸,可防⽌产蛋鸡发⽣歇斯底⾥症(hysteria)。
⼀般认为反刍动物能在瘤胃中合成烟酸,⽇粮中不必另外添加,但最近研究发现⾼产奶⽜每⽇补饲4-8g烟酸可提⾼产奶量并可降低酮⾎病和脂肪肝的发病率(Hutjens,1987)。
三、烟酸的命名、结构及理化特性烟酸的化学式为C6H5NO2;分⼦量为123.11;形态:⽩⾊到微黄⾊粒状物;含量:≥99.5%;熔点:≥234℃;⼲燥失重≤0.3%(4⼩时105℃);灰分≤0.1%。
生物碱知识点总结
生物碱知识点总结一、生物碱的分类生物碱是一类具有碱性的有机化合物,通常可以根据其化学结构和来源进行分类。
1. 植物生物碱植物生物碱是植物体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由植物通过生物合成途径合成。
植物生物碱的来源非常广泛,包括但不限于各类植物的根、茎、叶和果实等部位。
植物生物碱的种类非常丰富,包括吗啡类生物碱、喜树碱类生物碱、喜马拉雅星状体碱类生物碱、喍得卡碱类生物碱等。
2. 真菌生物碱真菌生物碱是真菌体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由真菌通过生物合成途径合成。
真菌生物碱的来源主要包括但不限于霉菌、放线菌、酵母菌等。
真菌生物碱具有非常多样的化学结构和生物活性,包括但不限于环毛霉素、紫杉醇、青霉素、链霉素等。
3. 动物生物碱动物生物碱是动物体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由动物通过生物合成途径合成。
动物生物碱的来源主要包括但不限于两栖动物、昆虫、海洋生物等。
动物生物碱具有非常多样的化学结构和生物活性,包括但不限于腺苷、肾上腺素、组胺、乙酰胆碱等。
二、生物碱的合成生物碱的合成是指通过化学合成或生物合成的方法获得生物碱化合物。
生物碱的合成途径主要包括天然合成、半合成和全合成。
1. 天然合成天然合成是指生物体内通过生物代谢途径合成生物碱化合物。
天然合成通常由生物体内的酶或酶系催化一系列化学反应生成生物碱化合物。
天然合成的生物碱通常具有高度的立体选择性、反应特异性和效率性。
2. 半合成半合成是指通过对天然生物碱进行结构改造和功能调整而获得新的生物碱化合物。
半合成通常通过化学合成和生物技术手段对天然生物碱进行修饰和改造,以获得更具有药物活性和生物效应的化合物。
3. 全合成全合成是指通过合成化学方法获得生物碱化合物。
全合成通常通过有机合成化学的手段构建生物碱的骨架结构,再通过适当的官能团化学修饰和官能团保护,最终获得目标生物碱化合物。
三、生物碱的生物活性生物碱具有多种生物活性,通常具有显著的药用价值和生物效应。
烟酸工艺流程
烟酸工艺流程
烟酸,也称烟碱酸或烟碱素,是一种维生素B3,也是一种重要的生物碱。
烟酸在医学和工业上有着广泛的用途,因此其生产工艺流程也备受关注。
下面将介绍烟酸的生产工艺流程。
1. 原料准备
烟酸的生产原料主要是煤焦油中的吡啶和烯烃。
首先需要对煤焦油进行精制,去除杂质和有害物质,得到纯净的吡啶和烯烃作为生产烟酸的原料。
2. 吡啶氧化
首先将吡啶与空气或氧气在催化剂的作用下进行氧化反应,生成吡啶-N-氧化物。
这一步是烟酸生产的关键步骤,需要控制好反应条件和催化剂的选择,以提高产率和产品纯度。
3. 吡啶-N-氧化物水解
吡啶-N-氧化物经过水解反应,生成烟酸。
水解反应一般在碱性
条件下进行,可以使用氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂。
水解反应后,通过蒸馏和结晶等工艺步骤,可以得到纯净的烟酸产品。
4. 精制和包装
得到的烟酸产品需要经过精制处理,去除杂质和溶剂残留。
然后进行包装,通常采用铝箔袋或塑料桶等密封包装,以保证产品的质量和稳定性。
以上就是烟酸的生产工艺流程。
在实际生产中,还需要严格控制各个环节的操作条件和参数,以确保产品的质量和产量。
同时,还需要做好废水处理和废气处理等环保工作,确保生产过程对环境的影响最小化。
随着技术的不断进步,烟酸的生产工艺也在不断优化和改进,以满足市场对高品质烟酸产品的需求。
植物次生代谢通路
植物次生代谢通路植物次生代谢是指植物在生长发育过程中,除了进行基本的生物合成以外,还合成一些与生长发育无直接关系的化合物。
这些化合物通常具有特定的生物活性,能够帮助植物适应环境的变化、抵御外界的伤害以及吸引传粉者等。
植物次生代谢通路是指植物合成这些次生代谢产物的一系列化学反应步骤。
植物次生代谢通路可以分为三大类:异烟酸途径、黄酮途径和生物碱途径。
1. 异烟酸途径异烟酸途径是植物合成维生素B3(烟酸和烟酰胺)的重要途径。
这个途径的起始物质是鸟嘌呤核苷酸(NAD+和NADP+),经过一系列的反应,最终合成烟酸和烟酰胺。
异烟酸在植物中具有抗氧化、抗逆境和抗病等多种生物活性,对植物的生长发育和适应环境起着重要作用。
2. 黄酮途径黄酮途径是植物合成黄酮类化合物的途径。
黄酮类化合物是一类具有广泛生物活性的次生代谢产物,包括黄酮、异黄酮、黄酮醇等。
在植物中,黄酮类化合物参与植物的防御机制、抗氧化反应以及花色的形成等。
黄酮途径的起始物质是苯丙氨酸,经过一系列酶催化反应,最终合成黄酮类化合物。
3. 生物碱途径生物碱途径是植物合成生物碱类化合物的途径。
生物碱是一类具有广泛生物活性的次生代谢产物,包括吗啡、生物碱生物碱、生物碱生物碱等。
在植物中,生物碱起到防御捕食者、抗逆境和抗病等多种生物活性。
生物碱途径的起始物质是酪氨酸,经过一系列酶催化反应,最终合成生物碱类化合物。
总结起来,植物次生代谢通路是植物合成一些与生长发育无直接关系的化合物的途径。
这些化合物具有特定的生物活性,能够帮助植物适应环境的变化、抵御外界的伤害以及吸引传粉者等。
植物次生代谢通路可以分为异烟酸途径、黄酮途径和生物碱途径,每个途径都有特定的起始物质和一系列酶催化反应。
研究植物次生代谢通路有助于我们深入了解植物的生长发育和适应机制,为植物的应用研究提供理论指导和技术支持。
生物碱的定义
生物碱的定义生物碱是一类含有氮原子的天然有机化合物,通常具有碱性,常见于植物、真菌和动物体内。
它们的化学结构多样,但通常包含一个或多个氮原子,与一个或多个芳香族环或脂肪族环相连。
生物碱具有广泛的生物活性,包括抗癌、抗菌、镇痛、神经调节等作用,是药物研究和开发的重要来源之一。
生物碱的分类根据化学结构和来源,生物碱可分为多种类型。
以下是一些常见的生物碱分类。
1. 吲哚生物碱吲哚生物碱是含有吲哚环结构的生物碱,通常具有抗癌、抗病毒、抗菌等生物活性。
常见的吲哚生物碱包括紫杉醇、长春碱、阿霉素等。
2. 喹啉生物碱喹啉生物碱是含有喹啉环结构的生物碱,通常具有抗疟、抗菌、抗癌等生物活性。
常见的喹啉生物碱包括喹啉、喹诺酮类抗生素、樟脑碱等。
3. 生物碱生物碱生物碱生物碱是由植物合成的生物碱,通常具有镇痛、催眠、神经调节等生物活性。
常见的生物碱生物碱包括阿托品、可待因、麻黄碱等。
4. 茶碱类生物碱茶碱类生物碱是含有茶碱结构的生物碱,通常具有兴奋神经系统、扩张血管等生物活性。
常见的茶碱类生物碱包括咖啡因、茶碱、可可碱等。
生物碱的生物活性生物碱具有广泛的生物活性,包括抗癌、抗菌、抗病毒、镇痛、神经调节等作用。
以下是一些常见的生物活性。
1. 抗癌作用许多生物碱具有抗癌作用,如紫杉醇、长春碱等。
这些生物碱可以抑制癌细胞的生长和分裂,从而阻止癌症的发展。
2. 抗菌作用许多生物碱具有抗菌作用,如喹啉、喹诺酮类抗生素等。
这些生物碱可以杀死或抑制细菌的生长,从而治疗感染性疾病。
3. 抗病毒作用许多生物碱具有抗病毒作用,如黄连素、洋地黄素等。
这些生物碱可以抑制病毒的生长和复制,从而阻止病毒感染的发展。
4. 镇痛作用许多生物碱具有镇痛作用,如可待因、吗啡等。
这些生物碱可以减轻疼痛,从而改善患者的生活质量。
5. 神经调节作用许多生物碱具有神经调节作用,如阿托品、麻黄碱等。
这些生物碱可以调节神经系统的功能,从而治疗神经系统疾病。
结语生物碱是一类具有广泛生物活性的天然有机化合物,是药物研究和开发的重要来源之一。
生物碱——精选推荐
生物碱百科名片生物碱分子生物碱(alkaloid)是存在于自然界(主要为植物,但有的也存在于动物)中的一类含氮的碱性有机化合物,有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。
大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的生物活性,是中草药中重要的有效成分之一。
具有光学活性。
有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物,有明显的生物活性,故仍包括在生物碱的范围内。
而有些来源于天然的含氮有机化合物,如某些维生素、氨基酸、肽类,习惯上又不属于“生物碱"。
目录种类形态类型颜色味感酸碱溶解度展开种类形态类型颜色味感酸碱溶解度展开编辑本段种类已知生物碱种类很多,约在10,000种左右,有一些结构式还没有完全确定。
它们结构比较复杂,可分为59种类型。
随着新的生物碱的发现,分类也将随之而更新。
由于生物碱的种类很多,各具有不同的结构式,因此彼此间的性质会有所差异。
但生物碱均为含氮的有机化合物,总有些相似的性质,因为在其生物合成的途径中氨基酸是起始物,主要有鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、色氨酸等,主要经历两种反应类类型:环合反应和碳——氮键的裂解,所以总有些性质相似。
生物碱具环状结构,难溶于水,与酸可以形成盐,有一定的旋光性和吸收光谱,大多有苦味。
呈无色结晶状,少数为液体。
生物碱有几千种,由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而来,是次级代谢物之一,对生物机体有毒性或强烈的生理作用。
编辑本段形态大多数生物碱是结晶形固体;有些是非结晶形粉末;还有少数在常温时为液体,如烟碱(Nicotine)毒芹碱(Coniine)等。
编辑本段类型按照生物碱的基本结构,已可分为60类左右[1]。
下面介绍一些主要类型:有机胺类(麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱)、吡咯烷类(古豆碱、千里光碱、野百合碱)、吡啶类(菸碱、槟榔碱、半边莲碱)、异喹啉类(小檗碱、吗啡、粉防己碱)、吲哚类(利血平、长春新碱、麦角新碱)、莨菪烷类(阿托品、东莨菪碱)、咪唑类(毛果芸香碱)、喹唑酮类(常山碱)、嘌呤类(咖啡碱、茶碱)、甾体类(茄碱、浙贝母碱、澳洲茄碱)、二萜类(乌头碱、飞燕草碱)、其它类(加兰他敏、雷公藤碱)。
第三章-生物碱
H
H
OH H
C
C
CH3
C
C
CH3
OH NHCH3
H
NHCH3
麻黄碱
伪麻黄碱
碱 ④分子内氢键 ⑤分子内氢键
性
理化性质
Me Me H O H H2 H1 H2 O H H H1 NHMe
+
+
NHMe
麻黄碱
伪麻黄碱
碱 ④分子内氢键 ⑤分子内氢键
性
理化性质
Me
Me H O H H2 H2 H1 NHMe
1819年:发现马钱子碱 (brucine)、胡椒碱 (piperine)、
咖啡碱 (caffeine) 1820年:发现奎宁、秋水仙碱 (colchicine)等 1870年: 确定第一个生物碱毒芹碱的结构式
我国赵学敏 《本草纲目拾遗》记载: 17世纪初《白猿经》一书中即记述了从乌头中提炼出砂 糖样毒物作箭毒用,用现代的观点分析,该物质应是乌头 碱(aconitine)。这比欧洲科学家发现的生物碱要早二百年左 右。
多数具有碱性且能和酸结合生成盐;
多数有较强的生理活性。
分布:
主要存在于植物界,如:茄科、防己科、罂粟科毛
茛科等植物中。
基本知识
结 构
理化性质
提 取
分
鉴
离
定
结 构
有机胺类生物碱
吡啶类生物碱
生 物 碱
莨菪烷类生物碱 异喹啉类生物碱
吲哚类生物碱
其他类生物碱
有机胺类生物碱
结 构
结构特点:氮原子不结合在环内的一类生物碱。
一、概述 植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine)虽有很 强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用容易成瘾
生物碱
生物碱(alkaloid)是一类存在于生物界(主要是植物)中,大多具显著生物活性的含氮的碱性化合物。
氮通常在环中。
分子中含有碳、氢、氧和氮四种元素,极少不含氧原子。
生物碱广泛分布于植物界约100余科的植物中,其中以双子叶植物为多,其次为单子叶植物、裸子植物与蕨类植物。
在地衣类和苔藓类植物中,尚未发现生物碱。
少数真菌中也有生物碱。
蛙类、蟾蜍、某些昆虫、加拿大海狸等动物中也存在生物碱。
含生物碱较多的科有粗榧科、毛莨科、小檗科、防已科、罂粟科、豆科、马钱科、夹竹桃科、茄科、菊科、百合科和石蒜科等。
有些科几乎全科植物均含生物碱,如罂粟科。
同一科属或亲缘关系相近的植物中往往含有相同或相似的生物碱,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)。
同一种生物碱也可分布于不同科中,如在毛莨科、小檗科、防已科与芸香科的一些植物中都有小檗碱。
生物碱可存在于植物体内各个器官中,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。
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。
生药中生物碱的含量大多低于1%,有少数含量特别低,如长春花中长春新碱含量为百万分之一,美登木中美登木素含量为千万分之一;也有些含量特别高,如黄连中小檗碱含量可达9%、金鸡纳皮中奎宁含量高达15%。
在植物体内,生物碱一般与有机酸(苹果酸、枸橼酸、酒石酸等酸和鞣酸等)结合成盐类,呈溶解状态存在于液泡中,有些是与糖结合成甙而存在,更有少数生物碱是呈游离状存在的,如咖啡碱(caffeine)与秋水仙碱(colchicine)等。
各种生物碱的提取方法
O
H2N
OCH2CH2N(C2H5)2·HCl
procaine,普 鲁 卡 因
H3C(H2C)3HN
COOCH2CH2N(CH3)2·HCl
潘妥卡因
3.麻黄碱——中草药麻黄中的一种生物碱,又叫麻黄素
OH OH
C* C* HH
NHCH3
兴奋交感神经,增高血压,扩强气管作用,用于支气管哮喘症
4.吗啡碱
COOH
*
H2SO4
N
N
H
N
CH3
烟酸
烟碱为无色有旋光性液体,剧毒。1支香烟含6mg尼古丁。吸1支烟约有 0.6mg尼古丁进入人体。尼古丁少量能刺激中枢神经系统,增高血压;大 量则能掏中枢神经系统,使呼吸停止,心脏麻痹。
烟碱也可以用作农业杀虫剂,能杀灭蚜虫、蓟马、木虱。
2.颠茄碱
1)阿 托 品 H3C N
5.小蘖碱——存在于黄柏、黄连中的一种异喹啉族生物碱,又名黄连素。
O
+N OH-
O
OCH3 OCH3
西药中使用的黄连素的盐酸盐,为黄色结晶,味极苦,是抑制痢疾杆菌、 链球菌及葡萄球菌等抗菌药物。
1)有机溶剂提取法
植 物 细 粉 10%NH3 拌 匀 研 磨 Na2CO3
氯仿
浓缩
析出游离生物碱
氯仿 析出生物碱
苯
浸泡 1~2%HCl
通 NH3 浓 缩 加 热 生 物 碱 盐 溶 于 水
冷却
结晶
2)稀酸提取法
植 物 细 粉 1%H2SO4 浸 泡
水 离 溶 子 液 交 经 换 过 树 阳 脂
结晶
生物碱的提取方法
1)有机溶剂提取法 2)稀酸提取法 麻黄碱吗啡碱
执业中药师考试--中药化学总结 第二章:生物碱
第二章 生物碱第一节 基本内容一、生物碱的定义生物碱(Alkaloids )指来源于生物界的一类含氮有机化合物。
大多有较复杂的环状结构,氮原子结合在环内(特例:有机胺类生物碱N 原子不在环内);多呈碱性,可与酸成盐;多具有显著的生理活性。
一般来说,除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸以及含氮维生素等动、植物体必需的含氮有机化合物外,其他含氮有机化合物均可视为生物碱。
二、生物碱的分布植 物 类 型 科 属双子叶植物(多见,已知有50多个科的120多个属)如毛茛科(黄连属黄连,乌头属乌头、附子)、防己科(汉防己、北豆根)、罂粟科(罂粟、延胡索)、茄科(曼陀罗属洋金花、颠茄属颠茄、莨菪属莨菪)、马钱科(马钱子)、小檗科(三棵针)、豆科(苦参属苦参、槐属苦豆子)、芸香科吴茱萸属(吴茱萸)等单子叶植物 如石蒜科、百合科(贝母属的川贝母、浙贝母)、兰科等裸子植物 如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科和松柏科等低等植物 如烟碱存在于蕨类植物中,麦角生物碱存在于菌类植物中地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。
藻类、水生类植物中未发现生物碱。
宝马别逗罂粟(毛茛科、马钱科、茄科、豆科、罂粟科)防己终于小破(防己科、吴茱萸属、小檗科)存在形式:①酰胺形式;②游离形式:少数极弱碱,如那可丁;③有机酸盐形式:绝大多数生物碱,如柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐等;④无机酸盐形式:少数盐酸生物碱,如盐酸小檗碱、硫酸吗啡等;⑤极少数以N-氧化物、生物碱苷等形式存在。
三、生物碱的分类及结构特征(一)吡啶类生物碱此类生物碱多来源于赖氨酸,是由吡啶或哌啶衍生的生物碱,其结构简单,数量较少,主要有两种类型。
1.简单吡啶类此类生物碱分子较小,结构简单,很多呈液态。
如槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱,烟草中的烟碱,胡椒中的胡椒碱等。
2.双稠哌啶类由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成的杂环,具喹喏里西啶的基本母核。
主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。
烟酸知识
一、烟酸简介烟酸(niacin)又名尼克酸、维生素PP或称抗癞皮病维生素,属B族维生素,是具有生物学活性的全部吡啶-3-羧酸及其衍生物的总称。
为了充分发挥动物的生产潜能,日粮中必需额外添加烟酸。
二、烟酸营养研究历史简介早在二百多年前在意大利米兰首次发现糙皮病,其症状表现为皮炎、腹泻和精神障碍,直到1915年才认识到糙皮病为一种营养性缺乏症。
1918年Goldberger发现糙皮病与人们大量食用玉米有关,1926年用酵母治疗糙皮病获得成功。
1937年Elven jem发现烟酸是糙皮病的防治因子。
虽然玉米中烟酸含量高于大米,但食用大米者并不引起糙皮病,原来是大米中的色氨酸含量比玉米高。
1945年Krehl发现玉米中色氨酸缺乏是抑制大鼠生长的又一个重要原因,1946年Krehl发现色氨酸是合成烟酸的前体,色氨酸转化为烟酸的比率为60:1。
经发现,原来玉米中的烟酸乃是以结合态存在,不能被人和动物直接利用(Nut ration reviews,1957),经碱等加工方法可使结合态的烟酸释放出来为人和动物机体所利用。
1965年Belarcly发现玉米和高粱中亮氨酸含量过高也是导致糙皮病的一个原因,有人认为亮氨酸含量过高会抑制色氨酸转化为烟酸过程中所需酶的活性;60—70年代发现烟酸对人类具有明显的降血脂作用,并对精神病有一定疗效(Nut ration reviews,1961)。
1970年Hansen发现在日粮中添加200mg/kg烟酸,可防止产蛋鸡发生歇斯底里症(hysteria)。
一般认为反刍动物能在瘤胃中合成烟酸,日粮中不必另外添加,但最近研究发现高产奶牛每日补饲4-8g烟酸可提高产奶量并可降低酮血病和脂肪肝的发病率(Hutjens,1987)。
三、烟酸的命名、结构及理化特性烟酸的化学式为C6H5NO2;分子量为123.11;形态:白色到微黄色粒状物;含量:≥99.5%;熔点:≥234℃;干燥失重≤0.3%(4小时105℃);灰分≤0.1%。
天然药物化学第九章--生物碱
MeO
OMe MeO
N Me H
Me N
OMe MeO
O
OMe
OMe
厚果唐松草碱
4、吗啡烷类生物碱
HO
MeO
MeO
O HNR
HO
HNMeO MeO
O HNMe
HO
HNMe
吗啡烷 吗啡碱
帝巴因 可待因
5、原小檗碱型和小檗碱
原小檗碱型;四氢巴马丁。小檗碱型;巴马
丁,小檗碱,药根碱。
MeO
R2O
MeO
O
NN R CH3
N CH3
CH3N+CHC 3OO-
红古豆碱
水苏碱
2、咯里西啶类
由一个三价氮原子形成稠合的两个吡咯啶
环,故又称双稠吡咯啶,此类生物碱数目较多,
己发现的有200多种,如:来自农吉利(百合科)
的野百合碱等。
N
O
CH3CH3OH O H OH CH3 O
OH
野百合碱
N
具有抗癌活性。
(二) 莨菪烷类生物碱(托品烷类)
二、生物碱在植物界的分布
生物碱主要分布在植物界,动物 中很少,一般主要分布在高等植物中, 如:裸子植物,紫杉属,松属,云杉 属,三尖杉等。少数被子植物叶中, 金合欢科,石蒜科,木兰科等。
三、生物碱在植物体中存在形式
1、主要以盐类形式存在,与生物碱成盐的酸, 常见的有草酸,柠檬酸,硫酸,盐酸,硝酸 等。少数以其它形式存在。
(五)苄基苯乙胺类
O
OH
MeO
O
NMe O
OH HO
N
加兰他敏
石蒜碱
(六) 吐根碱类
MeO
MeO
N
生物碱
七、吲哚类生物碱
CH3HNCOO N CH3
N H
N
CH3 CH3
八、萜类生物碱
CH3 H N
MeN O O C H H
OHC
单萜
倍半萜
CH3COO O OH H H HO O OCOCH3
O H
H H O O OH
C N C C C
OCOC6H5
二萜类
九、甾体生物碱
CH3 N H H (CH3)2N H CH3 H
橙黄色
士的宁 蓝紫色~ 红色 — 黄棕色 棕绿色 黄色 乌头碱 小檗碱 秋水仙碱
Marqui s试剂
浓硫酸 浓硫酸 氨水 黎芦碱显红色
橙色~ 紫色
洋红! 黄棕色
黄色 黄色 红棕色 黄色
红色
生物活性:
鸦片----吗啡----镇痛作用 ----可待因(codeine)----止咳作用 ----罂粟碱(papavehne)----松弛平滑肌作用 麻黄----麻黄碱(ephedrine)----平喘作用、抗哮喘
1820年发现奎宁、秋水仙碱(colchicine)等
200年,上万种生物碱 分布: 植物:鸦片、麻黄、金鸡纳、番木鳖、汉防己、莨菪、 苦参、秋水仙、长春花、三尖杉、乌头等 海洋生物、微生物及昆虫的代谢产物 从广义的范围讲,生物界除去生物体必须的含氮化合物,如氨基 酸、多肽、蛋白质和B族维生素等外,其他所有的含氮有机化合 物都可视为生物碱。
沉淀法
小檗根粗粉 0.5% H2SO4冷浸
O
酸水溶液 加石灰乳至PH 7 沉淀 CaSO4 及 其他杂质 沉淀 盐酸小檗碱
OCH3 CH3O H3C N H OCH3 O O OH N CH3
1806年德国学者F.W.Serturner 从鸦片中分出吗啡碱 (morphine)
烟酸(niacin)名称由来与氧化还原辅酶
烟酸(niacin)名称由来与氧化还原辅酶烟酸的名称是很有故事的。
烟酸原来的英文名称是nicotinic acid,中文音译为尼克酸,意译为烟酸或烟碱酸,如果直译的话,就是尼古丁酸。
这是因为,烟酸最初是从尼古丁得到的。
1873年,化学家Hugo Weidel在研究尼古丁的时候,用硝酸氧化尼古丁得到了烟酸。
其实,烟酸与尼古丁在化学结构上差别很大,只是在硝酸这种强氧化剂作用下,尼古丁的吡咯烷部分容易氧化,而吡啶部分具有芳香性,所以在硝酸中“幸存”下来而已。
至于生理功能,二者更是截然不同。
不幸的是,nicotinic acid的名称已然确定下来,直到多年以后,才得以更改。
尼古丁(左)与烟酸(右)Weidel的发现比艾克曼发现米糠可以治愈脚气病(1894年)还要早,但可惜他并没有发现其生理功能。
1911年Funk从米糠中提取到了烟酸,但他误以为是抗脚气病的硫胺素,并命名为vitamine。
结果他与两种维生素擦肩而过,仅仅留下vitamin一词。
而在1906年至1940年间,超过300万美国人受到糙皮病的影响,死亡人数超过10万。
直到1937年,生物化学家Conrad Elvehjem从肝脏中提取出烟酸,不久Tom Spies发现烟酸可以治愈糙皮病,才把这种可怕的疾病控制住。
所以,烟酸也称为维生素PP,即抗糙皮病(pellagra-prevention)之意。
它是人类发现的第三个B族维生素,所以也称为维生素B3。
烟酸结构模型英文nicotinic acid确实很容易引起误会,以至于在1942年,当美国开始在面粉中添加烟酸进行强化时,大众媒体的头条新闻竟然是“你的面包里有烟草”。
因此,美国医学协会的食品和营养委员会批准了新名称“niacin”。
这个词来自“ni cotinic ac id + vitam in”烟酸是吡啶-3-甲酸,其酰胺形式称为烟酰胺(niacinamide),二者在体内都可以转化为氧化还原辅酶:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD 或辅酶Ⅰ)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP或辅酶Ⅱ)。
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维生素B3(烟酸、尼克酸)
尼古丁的生物合成
去甲烟碱
8
毒藜碱的生物合成
9
安西他滨的生物合成
• 烟草生物碱安西他滨合成有些不同
10
烟草
• 烟叶是烟草经过处理的干燥叶子 • 生物碱(-)-尼古丁为油状物,易挥发,0.6%-9%, 少量毒藜碱和去甲烟碱 • 在烟叶中,生物碱以苹果酸或柠檬酸盐的形式存 在 • 小剂量呼吸兴奋,大剂量呼吸抑制 • 未完全燃烧而形成强致癌物质 • 尼古丁可以用于有吸烟习惯者戒烟
第六章 生物碱 ALKALOIDS
6.3来源于烟酸的生物碱
1
• 吡啶类生物碱
– 维生素B3 – 烟草 – 槟榔
2
葫芦巴碱
尼古丁
去甲烟碱
毒藜碱
• 烟草中生物碱包括尼古丁和毒藜碱,前者吡咯环 来源于鸟氨酸,后者哌啶环来源于赖氨酸,两者 共同的吡啶环来源于烟酸(维生素B3,尼克酸), 它是辅酶NAD+和NADP+的主要组成成分。
13
槟榔(Areca catechu)
• 棕榈科植物槟榔 • 槟榔碱(arecoline) ,达到0.2%,兴奋作用 • 其余生物碱成分(总数约为0.45%)都含有相关吡 啶环被还原的结构,如槟榔次碱、去甲槟榔次碱 (四氢烟酸)和去甲槟榔碱
槟榔次碱
去甲槟榔碱
去甲槟榔次碱
14
• 尽管与乙酰胆碱相比酯链结构颠倒,但槟榔碱也 是毒蕈碱乙酰胆碱受体激动剂。 • 槟榔碱在兽医领域中用作杀蠕虫药
3
• 烟酸的生物合成途径在动物和植物体内不同, 但最终都经过喹啉酸脱羧成烟酸
4
动物体内的烟酸生物合成
N-甲酰犬尿氨酸
L-犬尿素
2-吡啶甲酸
3-羟基-2-氨基苯甲酸
-磷酸甘油醛
6
• 水溶性维生素 • 广泛分布于食物当中(肉、肝脏、鱼、麦芽胚和酵 母) • 玉米中VB3以结合态存在,不易被吸收,因此以玉 米为主食会导致VB3缺乏 • 烟酸和烟酰胺可相互转化,烟酸的N-甲基衍生物葫 芦巴碱可分解成烟酸。 • 在氧化还原反应中,烟酰胺以辅酶NAD+和NADP + 的形式发挥重要作用。 • 大量烟酸具有降血脂作用。
槟榔次碱
去甲槟榔碱
去甲槟榔次碱
15
11
• 尼古丁作用于烟碱乙酰胆碱受体,对神经系统产 生影响,表现出毒性。 • 尼古丁与乙酰胆碱结构具有相似性,通过促进神 经脉冲来的传递来改善记忆力,这也是吸烟者中 阿尔茨海默并发病率低的原因 • 但吸烟诱发心脏、肺和呼吸系统疾病危险性超过 对身体带来的益处
槟榔碱
12
• 烟酸为合成其他生物碱提供基本骨架 • 蓖麻碱具有3-吡啶酮结构并含有氰基,由烟酰胺 衍生物脱水形成 • 蓖麻碱是蓖麻种子的毒性成分