生物碱

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生物碱

（二）离子交换树脂法
1、酸水液通过磺酸型阳离子交换树脂 2、碱水润湿树脂 3、有机溶剂洗脱 4、回收溶剂 5、得总生物碱
1、有喹啉类生物碱与丫啶酮类生物碱。 2、代表物质：代表物质：
O
OH
N
OH
冉特可林酮
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和酪氨酸
R=H 苯丙氨酸 R=OH 酪氨酸
NH 2
ph-CH2 CH2 COCOOH
COOH
NR
NR'
R-CH=O
NH2
ph-CH=O
NR
Me
N
NH2
conssine
2、环孕甾烷（C24）生物碱、环孕甾烷（
NHMe O OH
H2 N HO
环氧黄杨木己素
3、胆甾烷（C27）生物碱、胆甾烷（
NH
H OH
N
HO
HO
维藜芦胺
茄次碱
H
H
N
HO
HO
藜芦胺
生物碱的理化性质
一、性状 1、组成元素：C、H、O、N等、组成元素：、、、等 2、状态：多为固体、状态： 3、熔点：固定、熔点： 4、色泽：多数无色、色泽： 5、挥发性：少数有升华现象、挥发性：
4.4 生物碱的鉴定
• 4.4.1 生物碱沉淀试剂
（2）反应机理
4.5 碱性
4.5.3 碱性与分子结构的关系
第五节
（一）溶剂法
生物碱的提取分离
一、总生物碱的提取 1、酸水提取法
①原理：生物碱的盐类易溶于水，游离的生原理：生物碱的盐类易溶于水，物碱溶于有机溶剂。物碱溶于有机溶剂。方法：水或1%酸水溶液（ 1%酸水溶液 15倍量 ② 方法：水或1%酸水溶液（7—15倍量） 15倍量）

中药化学10生物碱

一、物理性质
（一）性状
多数为结晶形固体，少数为非晶形粉末；少数为液体——烟碱、毒芹碱、槟榔碱等。
多数无色或白色，少数有颜色生物碱有挥发性——麻黄碱、烟碱。
（二）旋光性
大多数生物碱有旋光性，多呈左旋。
（三）溶解性
1、游离生物碱
亲脂性生物碱（叔胺碱、仲胺碱）——易溶于亲脂性有机溶剂、酸水，难溶于水。
（一）总碱的提取
1、水或酸水提取法可直接用水（提取盐、季铵碱）或
用0.5%~1%的酸水提取。 • 常用酸：盐酸、硫酸、醋酸、酒石酸 • 方法：渗漉、浸渍 • 缺点：提取液体积大、杂质多，需净化
净化方法：
（1）阳离子交换树脂法
用强酸型阳离子交换树脂，多为磺酸型。交联度4%~8%。
先用中性水洗脱杂质，再用酸水或盐水洗脱生物碱；也可先将树脂用氨水碱化（PH10左右），再用有机溶剂回流提取生物碱。
NH2 10.64
环己胺
NH2 4.58
苯胺
（3）立体效应
氮原子的周围取代基的构型、构象等立体
因素，如果阻碍氮原子与质子的结合，则使其
碱性降低。
CH CH CH3
CH CH CH3
OH NHCH3
OH N CH3
pKa
9.58
9.30 CH3
麻黄碱
甲基麻黄碱
（4）氢键效应
生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基并可与氮上的氢形成分子内氢键，使质子不易离去，从而碱性增强。
H
CH3O
OCH3
罂粟碱
O OCH3
粉防己碱（汉防己甲素）
7、吲哚类
N
H 吲哚
N
H 靛青苷
O Glc
N
O

生物碱

9
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
10
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。
24
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。
7
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。
3
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

生物碱的名词解释是什么意思

生物碱的名词解释是什么意思生物碱是指一类含有碱性氮元素的有机化合物，它们存在于自然界中的许多生物体内，包括植物、动物和微生物。

生物碱具有多样的结构和功能，广泛应用于医药、农业和环境保护等领域。

1. 生物碱的特点与分类生物碱的特点是分子中含有至少一个带正电荷的氮原子，这使得它们具有碱性。

另外，生物碱通常由芳香环和一个或多个氮原子组成，这种结构赋予了它们独特的化学性质和生物活性。

生物碱按照来源可以分为植物碱、动物碱和微生物碱三类。

植物碱主要存在于植物的根、茎、叶和果实等部位，其中著名的植物碱有吗啡、可卡因等。

动物碱则存在于动物体内，如蟾蜍皮肤中的海洛因和人类脑内的多巴胺等。

微生物碱是由微生物合成的，常见的有链霉素和酰胺醇等。

2. 生物碱的生物活性与应用生物碱具有丰富的生物活性，它们能够与生物体内的分子相互作用，发挥药理学上的效应。

许多生物碱被发现具有抗肿瘤、抗感染和镇痛等药理活性，因此在药物研究和临床应用上具有重要价值。

碱性的生物碱能够与离子通道相互作用，影响神经传导和肌肉收缩等生理过程。

例如，某些植物碱可以作为止痛药或镇静剂用于治疗疼痛和焦虑症等神经系统疾病。

此外，一些生物碱还具有抗菌作用，被广泛应用于农业领域来控制农作物病虫害。

3. 生物碱在药物研究中的重要性生物碱在药物研究和开发中扮演着重要角色。

许多重要的药物原料以及世界上第一种合成药物都是从生物碱中发现的。

例如，从金鸡纳树中提取出的喷他佐辛是一种有效的抗癫痫药物。

此外，生物碱还为发现新药物提供了重要的药物模板和药效团。

生物碱在药物研究过程中通常需要通过生物大数据和计算模拟来进行筛选和优化。

这一过程利用现代计算机技术和生物信息学方法，可以提高药物研究的效率和准确性。

4. 生物碱的环境保护应用生物碱在环境保护领域也具有一定的应用。

例如，某些生物碱具有高效降解有机污染物的能力，可以被用于处理废水和土壤中的有机污染物。

此外，一些生物碱还可以作为生物杀虫剂，用于有机农业中的害虫防治。

9.生物碱

莨菪碱与东莨菪碱/CHCl3 pH 6.5缓冲液萃取
水层（莨菪碱） CHCl3（东莨菪碱）
（二）特定生物碱的分离 1.利用ALK碱性差异进行分离：pH梯度萃取法未知ALK碱性，缓冲纸色谱选择条件
缓冲液 pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH8
C B A
水饱和氯仿展开改良KBiI4 显色
五、ALK的化学性质和反应 ⑷各种强度生物碱的pKa范围 pKa值 pKa＜2 pKa 2~7 碱度结构特征极弱碱酰胺类、部分杂环弱碱芳香胺、芳杂胺
pKa 7~12 中强碱脂肪胺、脂杂胺、季铵 pKa 12 强碱季铵、胍类
五、ALK的化学性质和反应
2.碱性与分子结构的关系： ⑴杂化度 ⑵诱导效应 ⑶诱导-场效应 ⑷共轭效应 ⑸空间效应 ⑹氢键效应
H2O
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐
R1 R2 N H C OR + HX OH (OR ) R2 － R1 H N C X
+
H2O ( HOR )
如：小檗碱成盐
五、ALK的化学性质和反应
（二）成盐
3.氮杂缩醛类生物碱成盐——亚胺盐如：小檗碱成盐
O O N OH O
（一）简单吲哚类生物碱：利血平等
MeO
N H H H MeOOC
N H
20 19
OMe O O C OMe OMe
OMe
六、来源于萜类生物碱
（一）单萜类生物碱：猕猴桃碱、秦艽碱甲
CH3
N
O O
N
猕猴桃碱
秦艽碱甲
六、来源于萜类生物碱
（二）倍半萜类生物碱：石斛碱、萍逢定

生物碱

能与生物碱形成沉淀的试剂有丹宁、苦味酸、磷钨酸、磷钼酸，碘化汞钾（HgI2+KI）等。他们可以使生物碱从水溶液中沉淀出来。能与生物碱产生颜色反应的有硫酸、硝酸、甲醛及氨水能。
生物碱常根据其基本骨架或杂环来分类，而根据它所来源的植物命名。
烟碱颠茄碱麻黄碱金鸡纳碱喜树碱吗啡碱小柴碱咖啡碱
麻黄碱的性质及应用：
麻黄碱为无色结晶，易溶于水和氯仿、乙醇、乙醚等有机溶剂。麻黄碱的生物作用也与肾上腺素相似，有兴奋交感神经、增高血压、扩张器官的作用，可用于支气管哮喘症。
4、金鸡纳碱
金鸡纳碱俗称奎宁，是存在于金鸡纳树皮中的一种主要生物碱，分子中含有喹啉环，属于喹啉族生物碱。
CH
HO
CH3O
3、麻黄碱
麻黄碱是含于草药麻黄中的一种生物碱，又叫麻黄素。它是一个仲胺，不具含氮杂环，结构与肾上腺素相似。
CH3 H NHCH3 H OH
（—）—麻黄碱
CH3 H NHCH3 HO H
（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）—假麻黄碱
麻黄碱分子中含两个不相同手性碳原子，应有两对对映异构体，其中一对叫麻黄碱，一对叫假麻黄碱，天然存在的是（—）—麻黄碱和（+）—假麻黄碱。前者的生理作用最强。我国出产的麻黄含（—）—麻黄碱最多，质量最好。
CH
CH2
N CH
N HO CH3O N CH N
CH2
金鸡纳碱的性质及应用：
奎宁是无色结晶，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。奎宁能抑制分辨疟原虫的繁殖并有退热作用，早在300多年前人们就知道金鸡纳树皮医治治疟疾。奎宁对恶性疟原虫无效，并有引起耳聋的副作用。
5、喜树碱
喜树碱是由我国的喜树中提出的喹啉族生物碱，自然界存在的是右旋体。喜树碱为黄色结晶，在紫外线光照射下显蓝色荧光，有抗白血病及抗癌的作用。

生物碱(天然药物化学课件)

（二）碳-氮键裂解反应
1.霍夫曼降解
胺与CH3I生成季铵盐，与碱加热发生β-H消除，生成水、烯和胺
O
N O
H
O O O
Me N
O
O
O
11
第一节
概述
Ssummary
2.冯布劳恩三级胺降解
三级胺与溴化氢，生成溴代烷和二取代氨基氰化物
O Me
N O
O O
O
NMe
O MeO
O O
天然药物化学
生物碱分类及生源途径
glc O
N
H
靛青苷
32
分类和第二节生源关系
Classification and resource
（二）色胺吲哚类
分子中残存色胺部分
NH2 N H
色胺
N
O
N H
N H3C
吴茱萸碱
33
分类和第二节生源关系
Classification and resource
（三）半萜吲哚类
色胺吲哚基础上连接异戊二烯
OH
1
2 CH3
HN CH3
,H2SO4
NH2
麻黄碱（1R,2S）
伪麻黄碱 (1S,2S)
CH3
HN CH3
40
分类和第二节生源关系
Classification and resource
（二）萜类生物碱
1.单萜生物碱
环烯醚萜生物合成而来
O O
N
龙胆碱
41
分类和第二节生源关系
Classification and resource
N
苦参碱
22
分类和第二节生源关系

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。

生物碱

4 5 6 7 1 3
O
2
O O OH HO CH2OH OH
O N H
glc
N H
N H
吲哚
大青素B
靛苷
2. β-卡波林类
N
N H
3. 半萜吲哚类生物碱
O H NR C N H CH3 CH3 OH
N H
H N
H N
麦角新碱
4. 单萜吲哚类生物碱
MeO N H H H MeOOC OMe OMe N H
生物碱在植物体内的器官分布
古柯碱金鸡纳碱防己碱延胡索乙素番木鳖碱罂粟碱贝母碱、石蒜碱麻黄碱叶树皮根种子果实球茎茎
含生物碱的植物药
罂粟：
具敛肺止咳、涩肠、定痛之功效。乳汁（鸦片）对中枢神经有兴奋、镇痛、镇咳和催眠作用,有效成分是吗啡碱。
HO OH O N HO CH3
二、旋光性
1.多数生物碱左旋,一般左旋体活性强如左旋莨菪碱散瞳作用是右旋100倍去甲乌药碱仅左旋体有强心作用 2. 生物碱旋光性受溶剂与pH影响
三、溶解性
类别
溶剂
亲脂性非酚亲脂性酚 N→O 性ALK 性ALK
水溶性ALK ALK盐－季铵
EtOH 水酸水碱水 CHCl3
结晶
C、H、O、N
粉末
C、H、O、N
液体
C、H、N C、H、O、N
较大多数
较大多数
较小＜200 烟碱槟榔碱
液体生物碱
O COCH3 N N CH3 N N H N CH3
烟碱（尼古丁）
毒蕈碱
槟榔碱
一、性状
色味：多数味苦，小檗碱极苦，个别甜味，甜菜碱颜色：多数无色，少数有色，如小檗碱挥发性：麻黄碱升华性：咖啡因

生物碱

生物碱（alkaloids）是一类来源于生物的含氮的有机化合物，有碱性，能和酸成盐。多数生物碱有复杂的环状结构，且氮原子多在环内。
不包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、维生素等。
生物碱在生物界广泛存在，特别是高等植物罂粟科、茄科、毛莨科、防已科、小檗科、豆科、芸香科等植物中分布较多。
降压作用：利血平
抗疟作用：奎宁
神经麻痹：一叶秋碱
抗癌作用：紫杉醇、长春碱、喜树碱
生物碱因其氮原子有孤对电子而显碱性。
◆碱性表示方法：常用PKa表示，PKa大，碱性大。
◆碱性与结构的关系
1. 季铵碱碱性最强 (Pka>10)
2 .写出吡咯、吡啶、莨菪烷、喹啉、异喹啉、吲哚、吗啡烷、嘌呤和甾的结构。
1.答案
一、有机胺类（organic amines）
氮原子不在环内的生物碱
二、吡咯（吡咯啶）类（pyrrolidine）
三、吡啶类（pyridine）
四、莨菪烷类（托品烷类，tropane）
五、喹啉类（quinoline）
2. 碘化铋钾试剂（Dragendorff’s reagent）:
橙色沉淀（B:BiI3.HI）
3. 改良碘化铋钾试剂：用于TLC或PC显色。
有些物质可与碘化铋钾试剂产生假阳性反应，如蛋白、多糖、鞣质、某些苷及有共轭双键的羰基化合物。
总生物碱的提取
提取方法：多用溶剂法；冷浸，渗漉或回流。
1. 酸水提取法
用0.1-1%HCl、H2SO4为溶剂，采用浸渍法或
渗漉法提取。
该法安全、便宜。
但带入许多亲水性杂质，而且提取液体积大，水沸点高，且为酸水，回收溶剂困难，所以需用特珠方法处理进一步纯化。

生物碱课件

P-π共轭
共振稳定性类似无机碱（无双键）
（有双键）
碱性强弱与pKa大小关系：
pKa > 11 强碱（胍、季铵碱） pKa 7 ~ 11 中强碱（脂肪胺、 N-烷杂环） pKa 2 ~ 7 弱碱（芳香胺、 N-芳杂环—吡啶） pKa < 2 极弱碱（酰胺、吡咯）
碱性总结
❖ 1、氮原子的杂化方式：SP3 >SP2> SP ❖ 2、诱导效应：
（2）大分子酸
❖ 苦味酸：黄色结晶④
❖ 磷钼酸：白色或黄褐色沉淀
❖ 硅钨酸：淡黄或灰白色沉淀
（3）重金属盐氯化金、氯化铂
③①④②
（4）其他：硫氰酸铬钾（雷氏铵盐）红色沉淀
❖ 2、注意事项：方法：
氯仿层沉淀反应（+）含生物碱
*2）假阴性：少数生物碱（麻黄碱、伪麻黄碱）不反应。
❖ 例外（1）不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐）（2）溶于氯仿（盐酸奎宁）（3）极弱碱（酰胺碱）的盐不稳定，酸水液用氯仿萃取，
转溶于氯仿。
水亲脂性碱 — 亲水性碱 + 生物碱盐 +
溶解性总结
酸水 +
碱水甲（乙）醇
—
+
苯 /乙醚 /CHCl3 +
+
+
+
—
+
—
+
—
•+ 示易溶或可溶
- 示不溶或难溶。
N H
吲哚
O glc
N H
靛青苷
（二）色胺吲哚型：
N
NH2
H
色胺
NO N H
N H3C
吴茱萸碱
（三）半萜吲哚型：色胺接1个异戊二烯单位

生物碱的名词解释

生物碱的名词解释生物碱，也称为植物碱或生理碱，是一类天然存在于动植物体内的含氮有机化合物。

生物碱具有碱性化学性质和多种生物活性，通常具有显著的药理活性和毒理作用。

生物碱可以分为多个类别，包括吲哚生物碱、卤生物碱、萜类生物碱和喹啉生物碱等。

吲哚生物碱是最常见的一类生物碱，主要存在于植物体内。

典型的吲哚生物碱包括吡啶、喹啉、喹乙啉和吡哆啉等，它们具有很强的生物活性，可以用作植物的防御物质，抑制害虫的食欲和生长。

卤生物碱是另一类重要的生物碱，主要存在于海洋生物和海藻中。

常见的卤生物碱包括溴生物碱、碘生物碱和氯生物碱等，它们具有多样的生物活性和药理作用，包括抗菌、抗病毒和抗肿瘤等。

生物碱具有多种生物活性，主要是通过与生物分子相互作用而发挥作用。

它们可以与蛋白质、核酸和细胞膜等相互作用，改变其结构和功能，从而影响生物体的生理过程和代谢途径。

生物碱还可以干扰神经传导、抑制酶的活性、抑制细胞分裂和增殖等，以达到治疗疾病或控制有害生物的目的。

生物碱广泛存在于自然界中的许多物种中，包括植物、昆虫、微生物和动物等。

它们在植物中具有多种功能，包括抗菌、防御、授粉、色素和调节等。

生物碱也被广泛用于药物研发、农业生产和化学合成等领域。

许多重要的药物和抗癌药物都是从生物碱中提取和合成的，包括可卡因、阿托品、喹硫平和哌嗪等。

然而，生物碱不仅具有药理活性，还常常具有毒理作用。

一些生物碱具有强烈的毒性，可以对生物体造成伤害。

比如，毒蕈碱是一种存在于毒蘑菇中的生物碱，可以引起食用者中毒，严重时甚至导致死亡。

因此，在使用生物碱时需要十分谨慎，确保安全性和有效性。

综上所述，生物碱是一类天然存在于动植物体内的含氮有机化合物，具有碱性化学性质和多种生物活性，包括吲哚生物碱、卤生物碱和萜类生物碱等。

生物碱具有广泛的生物活性和药理作用，可以用于治疗疾病和控制有害生物。

然而，使用生物碱时需要注意其毒理作用，确保安全使用。

第三章生物碱

碱性基团 pKa值顺序季铵
+ N OH > N H > NH2
>
N
> Ar-NH2 > 芳胺
仲胺
伯胺
叔胺
N H
酰胺
2.碱性强弱的表示方法
• 生物碱的碱性强度一般用pKa表示，为生物碱共轭酸的解度常数。 • pKa =PKW-pKb=14-pKb • PKW：为水的解离常数
• PKa大、生物碱的碱性强 • -CONH ，Ar-NH2 哪个碱性强些呢？
三、理化性质（一）一般性质
3.味觉——多具苦味。
•4.挥发性——多无挥发性，少数具挥发性（液体生物碱:有哪些★）极少数生物碱具有升华性，如咖啡因 5.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。
四、生物碱的性质
（三）生物碱的溶解性亲脂性水
二、生物碱的分布
动物界也有存在，但种类少。
肾上腺素
蟾酥碱
二、生物碱的分布
海绵中含溴的生物碱，具有很强的细胞毒作用
蟾蜍毒汁中的色胺
一、概述
㈢存在形式
1.游离碱：（可在水溶液或熔融状态下完全电离成离子
的碱）以游离碱的形式存在。
2.成
3.苷 4.酯
盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的
类：以苷的形式存在于植物中；类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以
含氧酸盐（SO4）的水溶性往往较大。
与大分子有机酸所形成的盐水溶性差与小分子有机酸（如CH3COOH醋酸）或无机酸成盐水溶性较好。
（二）生物碱类化合物的理化性质
性状
形态味颜色

生物碱

第九章生物碱第一节概述生物碱是一类重要的天然含氮类化合物。

1．定义：生物碱是指一类来源于生物界（以植物为主）的含氮的有机物，多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，且氮原子在环状结构内，大多呈碱性，一般具有生物活性。

含氮的有机化合物有很多，但低分子胺类（如甲胺、乙胺等）、非环甜菜因类、氨基酸、氨基糖、肽类（肽类生物碱除外）、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素类等。

比较确切的表述：生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物体中的环状化合物。

负氧化态氮：包括胺（-3）、氮氧化物（-1）、酰胺（-3）；排除含硝基（+3）、亚硝基（+1）的化合物。

环状结构：排除了小分子的胺类、非环的多胺和酰胺。

（实际上有些非环的胺类或酰胺是属于生物碱范畴的，如麻黄碱）2．分布：低等植物（蕨类、菌类）、高等植物（单子叶植物、双子叶植物）；同科同属植物可能含有相同结构类型的生物碱；在植物体内各个器官和组织都可能有分布，但对于一种植物来说，生物碱往往在植物的某种器官含量较高。

3．存在形式：（1）根据氮原子在分子中所处的状态，主要分为六类：①游离碱②盐类③酰胺类④N-氧化物⑤氮杂缩醛类⑥其它如亚胺、烯胺等。

在植物体内，除以酰胺形式存在的生物碱外，少数碱性极弱的生物碱以游离的形式存在，绝大多数以盐的形式存在；个别生物碱则以氮氧化物的形式存在，如氧化苦参碱。

第二节生物碱生物合成的基本原理（一）环合反应1．一级反环合应（1）内酰胺形式：该反应主要限于肽类生物碱等的生物合成。

（2）希夫碱形式：含氨基（伯胺或仲胺）和羰基的化合物易加成-脱水形成希夫碱。

（3）曼尼希氨甲基化反应：醛、胺（一级胺或二级胺或氨）和负碳离子（含活泼氢的化合物）发生缩合反应，结果是活泼氢被氨甲基所取代，得到曼尼希碱。

（4）加成反应：所谓加成反应是特指一亲核氨基与芳香或醌类体系中亲电中心的加成反应。

综上所述，氨基和羰基反应体是生物碱生物合成中最重要的形成N-杂环体系的前体物。

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。

生物碱

生物碱是生物界除生物体必须的含氮化合物（如氨基酸、蛋白质和B族维生素等）之外的所有含氮有机化合物，因其结构中氮原子上的未共享电子对而大多具有碱性。

生物碱绝大多数具有显著的生物活性，且活性是多方面的，因此中药制剂中有含有生物碱类成分的中药时，常选择该中药含有的生物碱成分作为定性定量的依据。

结构特征生物碱大多由C、H、N、O元素组成，极少数分子中尚含有其他元素；大多结构复杂，结构类型较多，主要有杂环类、大环类、萜类、甾类及有机胺类等。

结构中的氮原子有多种形式：脂氮、芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位键形式存在的。

此外，结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。

理化性质--物理性状多数生物碱为结晶型固体，少数为无定型粉末，还有一些小分子生物碱为液体，例如槟榔碱、菸碱等；液体状的生物碱及个别小分子生物碱尚有挥发性甚至升华性，如麻黄碱具有挥发性、咖啡因具有升华性等。

一般生物碱为无色或白色，但结构中具有较长共轭体系，并有助色团的，可显不同颜色。

生物碱结构中如有手性碳原子或为手性分子的具有旋光性，并大多与生物碱的生理活性有关，通常左旋体比右旋体生理活性强。

理化性质--溶解性由于生物碱结构复杂，生物碱的溶解性也是多样化。

大多数生物碱成分极性较小，游离状态下难溶于水，易溶氯仿、乙醚、乙醇、丙酮及苯等有机溶剂，与酸结合生成生物碱盐后水溶性增加，但与生物碱结合的酸不同，生成的盐水溶性也有差异，一般含氧无机酸及小分子有机酸的生物碱盐水溶性较大。

季铵型生物碱、有氮氧配位键的生物碱易溶于水，液体生物碱及一些小分子固体生物碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。

含有酸性官能团或酯键的生物碱还可溶于一些碱液或热苛性碱液。

此外一些液体状态的生物碱和分子量较小的固体生物碱，如麻黄碱等具有挥发性。

理化性质--沉淀反应大多数生物碱在酸性水溶液中可以与某些试剂生成不溶于水的复盐或分子复合物，这些试剂称生物碱沉淀试剂。

生物碱

第十章生物碱
第一节生物碱概述
生物碱的含义: 生物碱的含义:
是指来源于生物界（主要是植物界）是指来源于生物界（主要是植物界）的一生物活性的含氮有机化合物类具有生物活性的含氮有机化合物。类具有生物活性的含氮有机化合物。多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内； ★ 多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多呈碱性，可与酸成盐； ★ 多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 ★ 多具有显著的生理活性。注意：生物界的含氮有机化合物还有氨基酸、注意：生物界的含氮有机化合物还有氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸及含氮维生素等。维生素等。
生物碱的生物活性：生物碱的生物活性：
镇痛：吗啡、红古豆碱、古柯碱、镇痛：吗啡、红古豆碱、古柯碱、延胡索乙素（颅通定）、乌头碱、茛菪碱、东茛菪碱颅通定）、乌头碱、茛菪碱、）、乌头碱止咳平喘：麻黄碱、可待因、止咳平喘：麻黄碱、可待因、贝母碱抗菌消炎：小檗碱抗菌消炎：解痉：阿托品、茛菪碱、东茛菪碱解痉：阿托品、茛菪碱、治类风湿关节炎：青藤碱、治类风湿关节炎：青藤碱、雷公藤碱及雷公藤次碱降血压：利血平、降血压：利血平、猕猴桃碱
生物碱的生物活性：生物碱的生物活性：
降血糖：降血糖：长春花碱兴奋中枢神经：咖啡因、一叶秋碱（兴奋中枢神经：咖啡因、一叶秋碱（治小儿麻痹后遗症）遗症）抗肿瘤：长春碱、长春新碱、喜树碱、苦参碱、娃抗肿瘤：长春碱、长春新碱、喜树碱、苦参碱、儿藤碱、秋水仙碱、野百合碱（治皮肤癌）儿藤碱、秋水仙碱、野百合碱（治皮肤癌）驱虫（绦虫）：槟榔碱；驱虫（绦虫）：槟榔碱；烟碱可作农业杀虫剂）：槟榔碱抗心律失常：鹰爪豆碱；降血脂：香菇嘌呤；抗心律失常：鹰爪豆碱；降血脂：香菇嘌呤；治疗白细胞减少：白细胞减少：千金藤碱

生物碱

生物碱摘要生物碱（Alkaloid）为一类含氮的有机化合物，存在于自然界（一般指植物，但有的也存在于动物）。

有似碱的性质，所以过去又称为赝碱。

大多数生物碱均有复杂的环状结构，氮素多包括在环内，具有光学活性。

但也有少数生物碱例外。

如麻黄碱是有机胺衍生物，氮原子不在环内；咖啡因虽为含氮的杂环衍生物，但碱性非常弱，或基本上没有碱性；秋水仙碱几乎完全没有碱性，氮原子也不在环内……等。

由于它们均来源于植物的含氮有机化合物，而又有明显的生物活性，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"，所以"生物碱"一词到现在还未有严格而确切的定义。

目录1分类按照生物碱的基本结构，已可分为60类左右。

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)。

2) 颜色：一般为无色。

只有少数带有颜色，例如小碱（Berberine）、木兰花碱（Magnoflorine）、蛇根碱（Serpentine）等均为黄色。

3）味感：不论生物碱本身或其盐类，多具苦味，有些味极苦而辛辣，还有些刺激唇舌的焦灼感。

4）酸碱反应：大多呈碱性反应。

但也有呈中性反应的，如秋水仙碱；也有呈酸性反应的，如茶碱和可可豆碱；也有呈两性反应的，如吗啡（Morphine）和槟榔碱（Arecaadine）。

5）溶解度：大多数生物碱均几乎不溶或难溶于水。

能溶于氯仿、乙醚、酒精、丙酮、苯等有机溶剂。

也能溶于稀酸的的水溶液而成盐类。

生物碱的盐类大多溶于水。

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。