第十章生物碱_PPT幻灯片

CHO +HN+
-OHC
CCHN
曼 尼 希 碱
卞基异喹啉和吲哚生物碱的生物合成的 一级环合都是通过曼尼希反应生成。
曼尼希(Mannich)氨甲基化反应
COOH
N
H NH2
+
H
色氨酸
O H3C COOH
四、命名规则
1. 类型的命名 1）基核的化学结构，如吡啶、 喹啉、萜类等；
2）以来源植物命名， 如石蒜科生物碱等。
四、命名规则
2.单体成分的命名
1）以植物来源的属、种的名称命名如: 一叶萩碱
2）也有以生理活性或药效命名，如： 吗啡(使睡眠)
3）以人名命名的;如:pelletierine
五、生物碱的生物合成
生物碱在植物体内分布特点
• 含生物碱的植物很少只含有一种生物碱，多数是数种 或数十种生物碱共存，如长春花已知含70多种生物碱。 由于同一植物中的生物碱往往来源于同一个前体，因此它 们的化学结构往往类似，同科同属植物中的生物碱也往往 属同一结构类型。了解此点，对寻找新的药用植物资源及 化合物的鉴别和推定结构都是非常有意义的。
• 1810年西班牙医生Gomes从金鸡 纳树皮中分得结晶，以后证明主 要是奎宁和辛可宁
1917年发现士的宁、吐根碱
•
1819年发现马钱子碱、胡椒碱、咖啡碱
1820年发现奎宁、秋水仙碱
• 我国赵学敏在《本草 纲目拾遗》中记载， 17世纪初《白猴经》 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。这比欧 洲科学家发现的生物 碱要早二百年左右。
第一节 概述
•
生物碱，长期来一般是指来源于植物界的一类含氮
有机化合物，大多具有较复杂的氮杂环结构，并具有生理
活性和碱性。
• 现在，人们从海洋生物、微生物及昆虫的代谢产物中 亦发现含有不少类似的有机含氮化合物，有时也称它们为 生物碱。因此，从产义的范围讲,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。
• 【目的要求】 • 1、了解生物碱的分布、存在。 • 2、熟悉生物碱的生源途径。 • 3、掌握生物碱的含义、结构分类、理化性质 • 4、掌握生物碱的提取分离和检识方法
主要内容
• 第一节 概述 • 第二节 生物碱的结构分类 • 第三节 生物碱的理化性质 • 第四节 生物碱的提取分离 • 第五节 生物碱的检识 • 第六节 生物碱的结构研究 • 第七节 含生物碱中药实例
二、生物碱生理活性
• 生物碱类化合物大多具有生理活性，往往是许多中草药及 药用植物的有效成分。
• 如从鸦片中分得的吗啡具有强烈的镇痛作用；可待因具有 止咳作用；罂粟碱具有松弛平滑肌作；
• 麻黄中的麻黄碱具有平喘作用 • 黄连、黄柏中的小檗碱具有抗茵消炎作用； • 曼陀罗、天仙子、颠茄中的莨菪碱具有解痉和解有机磷中
• 单子叶植物中分布较少，如百合科、石蒜 科和兰科等。裸子植物中更少，如麻黄科、红 豆杉科、三尖杉科的少数目植物中。
• 低等植物中的地衣类和苔藓类未发现生物 碱，蕨类及菌类只有极个别的植物中存在生物 碱，如麦角菌含有麦角生物碱类。
在不同组织和器官中的分布
生物碱在植物体的各种器官和组织都可能 存在，但对生某种植物来说，往往是集中在某 一器官。例如，麻黄生物碱在麻黄的髓部含量 高，防己生物碱在防己的根部较多，黄柏生物 碱主要存在于树皮部分，具抗癌活性的三尖杉 酯碱则在三尖杉植物的枝、叶、根、种子各部
1.环合反应
1）希夫碱形成反应
氨基和羰基脱水加成形成希夫碱
HH
H
R N+C R' -H2O R N C R'
HO
希夫碱形成反应
H O COOH NH2
N COOH
O
H O NH CH3
N CH3
N
CH3
CH3 COOH
吡咯、莨菪烷、蒎啶、喹诺里西啶类 都涉及希夫碱的形成
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环合反应
2）曼尼希(Mannich)氨甲基化反应 醛、胺和负碳离子发生缩合的反应为曼尼 希氨甲基化反应。
• 由于生物碱结构较为复杂，虽然19世纪初提出不少生 物碱，但当时并未确定结构式，直到1870年才首次搞清 较为简单的毒芹碱结构式。
• 对于复杂结构生物碱结构式的确定多数是在20世纪， 如士的宁直到1946年才得到正确的结构式等。现在由于 提取分离手段及波谱法用于结构式的测定得到较快地发展， 生物碱的种类和数量都增加很快，有人统计已达万种。
毒的作用等等。 • 目前临床应用的生物碱就有80多种。
•
当前除了提取分离生物体中大量和微量的生物碱并测
定它们的结构式外，生物碱的全合成和半合成工作也是重
要的研究领域，而且发展的速度很快。1889年首次全合
成了毒芹碱。近年来自美登木中提取鉴定的具有抗癌活性
的极微量生物碱美登木碱为化学结构复杂的含氮大环化合
♦生物碱的生物合成途径是通过 氨基酸途径
♦存在于植物界的上万种生物碱，仅 来源于有限的前体氨基酸、甲戊二 羟酸和醋酸酯等。
生物碱的生物合成
合成生物碱的氨基酸主要有: 鸟氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨 酸、邻氨基苯甲酸、组氨酸等
上述这些氨基酸的骨架大部分保留在 所合成的生物碱中
（一）生物合成的主要化学反应
物，经过短短的数年已有全合成的报道。
• 此外，通过对生物碱构效关系的研究，进行结构改造， 寻找疗效更高，结构更为简单，并且便于大量生产的新型 药物，也是一个重要的研究领域。
三、生物碱在自然界的分布
• 生物碱在植物界分布较广，但主要分布在高 等植物中，尤其是双子叶植物中的毛茛科、防 己科、婴粟科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆 科等100多科的植物中。
分都有存在，但以叶和种子中含量高。
在不同植物中的分布
•
植物中生物碱含量的多少差异极大，如金鸡纳树
皮中生物碱含量在1.5％以上，而长春花中长春新碱
含量仅百万分之一，美登木中美登木碱含量仅千万分
之二。
• 一般植物中含生物碱量达到千分之一以上就算比 较高了。
影响生物碱含量的因素
• 同科同属植物，甚至同种植物中，生物碱的有无及含 量高低还受生长环境、季节等因素的影响。如欧洲产的麻 黄，麻黄碱的含量很低，而我国产的则含量较高。而产于 山西大同附近的麻黄又较其他地区为高，可达1.6％，并 且以秋末冬初采收的含量最高。