第三章1生物碱..
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第3章
生物碱（Alkaloids）
2018/10/5
© SOUTHERN MEDICAL UNIVERSITY
zqh@smu.edu.cn
教学内容 第1节 第2节 第3节 第4节 概述 生物碱的生物合成 生物碱的分类 生物碱在植物体中的存在形式
第5节
第6节 第7节 第8节 第9节
生物碱的理化性质
生物碱的提取与分离 生物碱的色谱检识 生物碱的结构测定 含生物碱中药实例
CH3O
OH N H CH3
CH3 N CH3O N H O HO O Morphine OH H3COOC OCH3 Reserpine OCH3 O C OCH3 OCH3 N
4.分布
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9
生物碱的有无或含量受生长条件与气候等因素的影响。一 般普遍存在植物的各个部位，但往往是集中在某一部位。 含量：差异大，1% - 0.0001%，0.1%含量较高。 同属植物、同种植物中往往含有多种结构类型相同的生物 碱，也有一些科属的植物亲缘关系不相近，但可能含有相 同的生物碱。 积累：主要在生长活跃的组织如子房、心皮等。 储藏：主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中进行。
第 1节
概述
发展历史
生理活性
定义
分布
© SOUTHERN MEDICAL UNIVERSITY
zqh@smu.edu.cn
4
1.发展历史
1803年，第一个生物碱那可汀（narcotine）
1806年，吗啡（morphine）
1810年，奎宁（quinine）和辛可宁（cinchonine） …… 1819年，Weissner认为：从植物中得到的具有碱性的化 合物统称为生物碱。 我国17世纪《白猿经》记载：从乌头中出砂糖样毒物作 箭毒用，可能是乌头碱（aconitine），比欧洲的发现早 二百年左右。（清· 赵学敏《本草纲目拾遗》） 生理活性、化学结构、全合成与半合成研究
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11
1.生物合成
一次代谢：维持植物机体生命活动的代谢过程。主要 有糖类、蛋白质、脂肪、核酸。是植物的营养物质，也 是人类赖以生存的物质基础。 二次代谢：以一次代谢产物为前体，经不同途径进一 步合成的过程。是产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽 多姿的化学物质。维持植物的特性与特征，活性强。
氧化态：化学物质中某个原子氧化程度的量度。
如氮氧化合物，N为-1；季铵，N为-3
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7
O O N OH OCH3 OCH3 Berberine? H C CH3 C H CH3O OCH3 O Ephedrine OCH3 Colchicine Atropine H N CH3 O C O O NH C CH3 CH2OH C
转移：往往发生甲基化、氧化、去甲基化等次级结构修饰。
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10
第2节 生物碱的生物合成（Biosynthesis）
生物合成 生物合成的途径 生物合成的意义 生物碱的生物合成
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目前用于临床的生物碱有近80多种
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6
3.定义
多数认为：生物碱是来源于植物界的含氮有机化合物（N 多在环内），有生理活性和碱性，能与酸成盐。 广义认为：生物界中所有的含氮有机化合物（除去生物体 必须的含氮化合物，如氨基酸、多肽、蛋白质、B族维生 素等）。 Pellertier认为：生物碱是生物有机体产生(植物、动物、 微生物)、含有负氧化态氮的环状化合物。
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12
CO2
H2 O
hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A （TCA） 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 脂肪族氨基酸 赤藻糖4-磷酸 苯丙素类
芳香族氨基酸
嘌呤、嘧啶
甲戊二羟酸
卟啉类 醌 类
胡萝卜素类
植物二次代谢与生物合成过程
2. 生物碱的生物合成
生物合成途径 （1）氨基酸途径：主要有鸟氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪 氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、组氨酸、烟酸等。 （2）甲戊二羟酸途径：萜和甾体类。
生物合成原理（化学反应）
（1）Schiff碱形成反应 （2）Mannich碱形成反应 （3）酚的氧化偶合反应 （4）C－N键的裂解
嘌呤、嘧啶
δ-氨基乙酰丙 酸
甲戊二羟酸
脂肪酸类
植物一次代谢与生物合成过程
CO2
H2 O
hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A （TCA） 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 脂肪族氨基酸 生物碱类 肽 类 含氮化合物 核苷 δ-氨基乙酰丙 酸 脂肪酸类 前列腺素类 脂肪族及芳 香族聚酮类 核苷酸类 胆 萜 甾 类 醇 碱 赤藻糖4-磷酸 香豆素、木 脂（质）素 芳香族氨基酸 黄酮类 鞣酸类 苯丙素类
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2
目的要求
百度文库
掌握生物碱的理化性质、提取、分离和检识
熟悉生物碱结构的研究方法 了解生物碱的含义、分类、分布和生理活性
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3
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2.生理活性
镇痛作用：如吗啡、延胡索乙素 解痉作用：如阿托品 抗菌消炎：如小檗碱 降压作用：如利血平
止咳平喘：如麻黄碱
抗疟作用：如奎宁 抗癌作用：如喜树碱、紫杉醇、长春新碱、秋水仙碱 抗老年痴呆：如石杉碱甲
生物碱（Alkaloids）
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教学内容 第1节 第2节 第3节 第4节 概述 生物碱的生物合成 生物碱的分类 生物碱在植物体中的存在形式
第5节
第6节 第7节 第8节 第9节
生物碱的理化性质
生物碱的提取与分离 生物碱的色谱检识 生物碱的结构测定 含生物碱中药实例
CH3O
OH N H CH3
CH3 N CH3O N H O HO O Morphine OH H3COOC OCH3 Reserpine OCH3 O C OCH3 OCH3 N
4.分布
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9
生物碱的有无或含量受生长条件与气候等因素的影响。一 般普遍存在植物的各个部位，但往往是集中在某一部位。 含量：差异大，1% - 0.0001%，0.1%含量较高。 同属植物、同种植物中往往含有多种结构类型相同的生物 碱，也有一些科属的植物亲缘关系不相近，但可能含有相 同的生物碱。 积累：主要在生长活跃的组织如子房、心皮等。 储藏：主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中进行。
第 1节
概述
发展历史
生理活性
定义
分布
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1.发展历史
1803年，第一个生物碱那可汀（narcotine）
1806年，吗啡（morphine）
1810年，奎宁（quinine）和辛可宁（cinchonine） …… 1819年，Weissner认为：从植物中得到的具有碱性的化 合物统称为生物碱。 我国17世纪《白猿经》记载：从乌头中出砂糖样毒物作 箭毒用，可能是乌头碱（aconitine），比欧洲的发现早 二百年左右。（清· 赵学敏《本草纲目拾遗》） 生理活性、化学结构、全合成与半合成研究
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11
1.生物合成
一次代谢：维持植物机体生命活动的代谢过程。主要 有糖类、蛋白质、脂肪、核酸。是植物的营养物质，也 是人类赖以生存的物质基础。 二次代谢：以一次代谢产物为前体，经不同途径进一 步合成的过程。是产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽 多姿的化学物质。维持植物的特性与特征，活性强。
氧化态：化学物质中某个原子氧化程度的量度。
如氮氧化合物，N为-1；季铵，N为-3
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O O N OH OCH3 OCH3 Berberine? H C CH3 C H CH3O OCH3 O Ephedrine OCH3 Colchicine Atropine H N CH3 O C O O NH C CH3 CH2OH C
转移：往往发生甲基化、氧化、去甲基化等次级结构修饰。
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第2节 生物碱的生物合成（Biosynthesis）
生物合成 生物合成的途径 生物合成的意义 生物碱的生物合成
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目前用于临床的生物碱有近80多种
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3.定义
多数认为：生物碱是来源于植物界的含氮有机化合物（N 多在环内），有生理活性和碱性，能与酸成盐。 广义认为：生物界中所有的含氮有机化合物（除去生物体 必须的含氮化合物，如氨基酸、多肽、蛋白质、B族维生 素等）。 Pellertier认为：生物碱是生物有机体产生(植物、动物、 微生物)、含有负氧化态氮的环状化合物。
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CO2
H2 O
hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A （TCA） 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 脂肪族氨基酸 赤藻糖4-磷酸 苯丙素类
芳香族氨基酸
嘌呤、嘧啶
甲戊二羟酸
卟啉类 醌 类
胡萝卜素类
植物二次代谢与生物合成过程
2. 生物碱的生物合成
生物合成途径 （1）氨基酸途径：主要有鸟氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪 氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、组氨酸、烟酸等。 （2）甲戊二羟酸途径：萜和甾体类。
生物合成原理（化学反应）
（1）Schiff碱形成反应 （2）Mannich碱形成反应 （3）酚的氧化偶合反应 （4）C－N键的裂解
嘌呤、嘧啶
δ-氨基乙酰丙 酸
甲戊二羟酸
脂肪酸类
植物一次代谢与生物合成过程
CO2
H2 O
hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A （TCA） 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 脂肪族氨基酸 生物碱类 肽 类 含氮化合物 核苷 δ-氨基乙酰丙 酸 脂肪酸类 前列腺素类 脂肪族及芳 香族聚酮类 核苷酸类 胆 萜 甾 类 醇 碱 赤藻糖4-磷酸 香豆素、木 脂（质）素 芳香族氨基酸 黄酮类 鞣酸类 苯丙素类
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目的要求
百度文库
掌握生物碱的理化性质、提取、分离和检识
熟悉生物碱结构的研究方法 了解生物碱的含义、分类、分布和生理活性
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3
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2.生理活性
镇痛作用：如吗啡、延胡索乙素 解痉作用：如阿托品 抗菌消炎：如小檗碱 降压作用：如利血平
止咳平喘：如麻黄碱
抗疟作用：如奎宁 抗癌作用：如喜树碱、紫杉醇、长春新碱、秋水仙碱 抗老年痴呆：如石杉碱甲