生物碱类
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）
生物碱
概述生物碱的分类生物碱在植物体中的存在形式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第一节概述一、定义：●生物碱是指生物界中的含氮有机化合物。
●以前的定义：生物碱是一类含氮的有机合物，它存在于自然界生物体内，具有复杂的环状结构、且氮原子结合在环内，有类似碱的性质，能和酸结合成盐，具有明显的生物活性。
●美国学者Pelletier在其生物碱一书的生物碱的定义开头一句话：●What is an alkaloid?●他的一个同事回答：“an alkaloid is like my brother. I can recognize him when I see him, but I can’t define him.”二、历史：●生物碱是科学家们研究得最早的有生物活性的一类天然有机物。
在我国，《本草纲目拾遗》中记载，17世纪初《白猿经》即记述了从乌头中提炼出砂糖样毒物作箭毒用，从现代观点分析，它应该是乌头碱。
●在欧洲，1806年德国科学家第一次从鸦片中分得吗啡，以后，1810年西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮中分得结晶cinochonine，以后证明主要是奎宁与辛可宁（cinchonine）的混合物。
●1819年，W.Weissner把这类植物中的碱性化合物统称为类碱（alkali-like）或生物碱（alkaloids）。
生物碱一名沿用至今。
●生物碱类化合物往往是许多药用植物，包括许多中药的有效成分。
●阿片中的镇痛成分吗啡；●麻黄的抗哮喘成分麻黄碱；●颠茄的解痉成分阿托品；●长春花的抗癌成分长春碱和长春新碱；●黄连的抗菌消炎成分黄连素（小檗碱）等。
●同时生物碱多能与酸结合成盐而溶于水，易被体内吸收，且又大多具有复杂的化学结构，基于上述的特点，生物碱一直吸引着药物学家们研究的兴趣并经久不衰。
三．分布●生物碱在生物中的分布较广，其中双子叶植物类的豆科、茄科、防己科、罂栗科、毛茛科、和小檗科等科属含生物碱较多。
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
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
生 物 碱Alkaloids一、概 述生物碱是人类对植物药中有效成分研究得最早而较多的一类成分。
从十九世纪德国学者F.W.Sert . .u rner 从鸦片中分离出吗啡碱（morphine ）以来，迄今已从自然界中分离得到约10000种生物碱类化合物。
在《全国医药产品大全》中收载的生物碱药物及其制剂达六十余种。
植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性，如：鸦片中的吗啡——镇痛作用； 麻黄中的麻黄碱——止喘作用； 长春花中的长春碱——抗癌活性； 黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用； 山莨菪碱——抗中毒性休克作用石蒜中的生物碱加兰他敏——具有拟胆碱作用 利血平——降压作用由此可看出，在临床用药中生物碱类成分占据着重要的地位。
生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：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。
化学合成工作者对它进行结构改造，从中找到普鲁卡因（procaine ），不但结构较古柯碱简单，毒性也大大地被降低了，成为临床广泛使用的局部麻醉药物。
现有的很多合成止痛药就是根据吗啡的化学结构而设计的。
在生物碱的研究中，创新出不少研究方法、技术和反应，这对天然有机化学的发展起着重要的促进作用。
N CH 3H COOCH 3OO古柯碱（可卡因）N OOC 2H 5C 2H 5NH 2普鲁卡因（合成品）(procaine)局麻药㈠生物碱的定义生物碱（Alkaloids）至今也无一个确切而标准的定义。
这是由于随着生物碱的研究不断深入发展，人们采用新的先进的技术而不断地得到新模式和新结构的化合物，因而经典的、传统的定义就受到了局限性，如：胡椒碱——虽为含氮杂环的衍生物，但不易与酸结合成盐；秋水仙碱——几乎没有碱性，氮原子不结在环上；麻黄碱——氮原子也不结在环上，应属于芳烃胺衍生物。
但按习惯仍将这些化合物归属在生物碱的范围内。
但对于大多数生物碱还是有其共性之处，因此，还可以就其共性来定义生物碱的。
生物碱
Alkaloids生物碱(Alkaloids)多指一类从植物中获得的含氮碱性杂环有机化合物，通常具有明显的生理活性，是中草药的有效成分。
生物碱广泛分布于植物界，但含量多寡不定，其中在豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等各科中含量较高。
生物碱在植物体内通常是与有机酸或无机酸结合成盐的形式存在，还有一些则是以苷类、酯类、N-氧化物类等形式存在，只有弱碱性的生物碱是以游离态形式存在。
生物碱具有多种生理功效。
如吗啡碱可以镇痛，可卡因碱可以止咳，麻黄碱可以止喘，阿托品碱可以解痉挛，紫杉醇、喜树碱、长春碱等多种生物碱还具有很好的抗肿瘤活性。
紫杉醇是一种四环二萜类生物碱，主要存在于红豆杉科植物中。
由于其抗癌机理独特且抗癌活性广谱、高效，紫杉醇已成为继阿霉素和顺铂后最热的抗癌药物。
喜树碱属喹啉类生物碱，广泛存在于喜树的果实、根、树皮中，是继紫杉醇之后第2个获准上市的具高效抗癌活性的天然药物。
1.喜树碱喜树(Camptotheca acuminata Decne.)属山茱萸目(Cornales)珙桐科（Nyssaceae)旱莲属植物，落叶乔木，分布于我国长江流域及西南各省和印度部分地区，台湾、广西、河南等地也有栽培，最早的文字记载在1848年的《植物名实图考》中。
1966年，美国的M o n e m e E.Wa l l从喜树的皮中分离出喜树碱(Camptothecin，CPT)，经肿瘤试验证明这种色氨酸-萜烯类生物碱具有抗癌活性，从而引起了人们的广泛关注。
人们先后从喜树果实、根、树皮中发现31种化合物，其中喜树碱及其衍生物10余种。
大量研究证实它们有良好的抗癌活性。
但由于喜树碱不溶于水，加之其钠盐毒副作用较大，因此，人们对喜树碱的结构改造进行了广泛研究，旨在提髙溶解度，降低毒性，延长内酯环在体内的保留时间及增加生物活性等。
迄今所报道的喜树碱衍生物已达数百种，目前，喜树碱类药物已进人临床阶段，并获美国FDA的批准，成为继紫杉醇之后第2个获准上市的具抗癌活性的天然药物。
生物碱类药物的分析)
这类生物碱具有吲哚骨 架，如麦角新碱、秋水
仙碱等。
生物碱的理化性质
溶解性
大多数生物碱都是有机弱碱，具 有亲水性和亲脂性，因此在水和 有机溶剂中都有一定的溶解度。
酸碱性
生物碱通常呈弱碱性，因为它们 可以接受质子而成为阳离子，这 使得它们在酸性环境中容易溶解 和离子化。
荧光性质
一些生物碱在紫外光下可以发出 荧光，这一性质可用于生物碱的 定性分析和分离。
随着分离纯化技术和波谱学的发展，生物碱的化学结 构得到更加精确的解析，为药物设计和优化提供了基 础。
生物碱类药物的药理作用机制研究
研究生物碱类药物与靶点的作用机制，有助于深入理 解药物的作用原理，为新药研发提供理论支持。
生物碱类药物的生产现状和发展趋势
生产工艺改进
随着提取、分离纯化技术的进步，生物碱类 药物的生产效率得到提高，为规模化生产提 供了可能。
核磁共振波谱法
氢核磁共振波谱法
利用生物碱中氢原子的共振信号，通 过测定共振信号的位置和强度来推断 生物碱的结构和组成。
碳核磁共振波谱法
利用生物碱中碳原子的共振信号，通 过测定共振信号的位置和强度来推断 生物碱的结构和组成。
质谱分析法
分子电离质谱法
利用质谱仪中的电离过程将生物碱分子电离成带电离子，通过测定带电离子的质量和电荷数来推断生 物碱的分子量和分子式。
新型生物碱药物的开发
针对传统生物碱类药物的不足，通过结构修 饰和改造，开发具有新作用机制和更高疗效 的新型生物碱药物。
生物碱类药物的安全性和有效性评价
临床前安全性评价
通过药理学、毒理学研究，评估生物碱类药 物在动物模型上的安全性和耐受性。
临床试验与疗效评价
通过多中心、随机对照临床试验，对生物碱 类药物的有效性和安全性进行全面评价，为
生物碱种类及作用
生物碱种类及作用
生物碱，是广泛存在于植物和动物组织中的生物化合物。
它们以其强烈的生物活性和广泛的药理作用得到了广泛的关注。
以下是关于生物碱种类及其作用的详细介绍：
一、生物碱的种类
1.植物生物碱：如阿托品、麻黄碱、茶碱、酸枣仁碱等，主要从植物中提取。
2.动物生物碱：如肌红蛋白、胆碱酯酶等，主要从动物体内获得。
3.微生物生物碱：如链霉素、青霉素等，是一些微生物合成的特殊生物碱。
二、生物碱的作用
1.药理作用：生物碱可以作为一种有机化合物其他的碱性物质，具有强大的药理作用。
例如，咖啡碱、茶碱可以作为兴奋剂以提高人的警觉性；麻黄碱可以作为治疗喘息等疾病的药物使用；甲基黄嘌呤可以作为抗肿瘤药物使用，并且能降低血压、减轻哮喘等作用。
2.化学作用：生物碱与一些化学物质反应可以发生化学反应，例如巴马丹、氯离子钠、硫酸等离子可以和金胺碱反应，从而形成可溶性的金胺盐。
3.生物学作用：有些生物碱也可以参与到生物学过程中，例如，胆碱可以作为神经递质参与到神经传递过程中。
4.工业应用：一些生物碱也可以用于工业上，例如，多巴胺可以用于制造涂料或染料，甘露醇也可以制造口香糖或口腔保健用品。
综上所述，生物碱是一种有很强药理活性的生物化合物。
不同种类的生物碱具有不同的作用，对人们的生活有很重要的影响。
但是需要注意的是，一些生物碱在高剂量使用时会产生不良反应和毒性，因此需要在医生指导下进行使用。
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。
天然药物化学第3章_生物碱
1．碱性：
（1）碱性的产生及其强度表示： 生物碱分子中都含有氮原子，其氮原子上的孤 电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的 重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。 碱性强度与pKa值关系： pKa2（极弱碱）、pKa 27（弱碱）、 pKa 712（中强碱）、pKa 12（强碱）。 碱性基团的pKa值大小顺序一般是： 胍基季胺碱(pKa 11)脂胺类，脂氮杂 环类（pKa 811）芳胺类，芳氮杂环类（pKa 37）两个以上的氮杂环类（pKa 3） 酰胺 基。
颠茄-阿托品
药理作用： 1腺体分泌：抑制汗腺及唾液腺的分泌，引起皮 肤干燥及口干，亦可减少呼吸道的分泌，故常 用于麻醉前给药，较大剂量才能降低胃液分泌。 2平滑肌：对胃肠道正常运动影响不大，但对处 于过度运动及痉挛状态的平滑肌则解痉作用明 显，对胃肠、胆道、输尿管及支气管痉挛都有 解痉作用。 3眼：使虹膜括约肌及睫状肌麻痹，产生瞳孔扩 大及调节麻痹（远视）。
药理作用： 抗菌谱广，体外对多种革兰阳性及阴性 菌均具抑菌作用，其中对溶血性链球菌、 金葡菌、霍乱弧菌。脑膜炎球菌、志贺 痢疾杆菌、伤寒杆菌、白喉杆菌等有较 强的抑制作用，低浓度时抑菌，高浓度 时杀菌。对流感病毒、阿米巴原虫、钩 端螺旋体、某些皮肤真菌也有一定抑制 作用。
体外实验证实黄连素能增强白细胞及肝网 状内皮系统的吞噬能力。痢疾杆菌、溶 血性链球菌、金葡菌等极易对本品产生 耐药性。本品与青霉素、链霉素等并无 交叉耐药性。
OMe HO O OH MeO OH O
吗啡碱 morphine
青藤碱 sinomenine
O O + OH N
HO
MeO OMe
+ OHN
OMe
OMe
OMe
生物碱类药物的分析
3.Cl-反应
IR
含量测定 非水碱量法 原理 反应摩尔比为1∶1
测定方法
01
（约8ml）
02
溶剂 冰醋酸
03
滴定剂 高氯酸(0.1mol/L)
04
指示终点的方法 电位法 指示剂法
05
半微量法
3. 氢卤酸盐的测定
在冰醋酸中的酸性次序为
氢卤酸盐的干扰
酸性较强
需加醋酸汞的冰醋酸溶液
生物碱类药物的分析
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目录
CONTENTS
01
动物
05
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03
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02
单击添加文本具体内容
06
单击添加文本具体内容
04
单击添加文本具体内容
1、碱性强弱取决于分子中氮 原子上所连接基团的电效 应及立体效应
一、生物碱类药物的通性
3、可用非水碱量法测定含量
2、可与生物碱沉淀剂反应→↓
（一）碱性
* 季铵碱
*N在脂链或脂环上，碱性较强，易与酸成盐
* N在芳环上，碱性较弱 奎宁环、吲哚环
＞芳酰胺
＞ N—芳杂环
＞芳胺
＞氨
芳香脂胺
＞ 脂肪胺、脂环胺
＞
麻黄碱、阿托品、奎宁
（二）溶解性
难溶于水 易溶于有机溶剂
C
D
E
A
A
136. 用非水溶液滴定法测定盐酸 吗啡的含量，以下叙述中正确的有 用中性乙醇作溶剂 用冰醋酸作溶剂 滴定前加入一定量醋酸汞试液 用高氯酸滴定液滴定 用结晶紫指示终点
第九章 生物碱
（二）、分离
1、利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离 2、利用生物碱碱性强弱的不同进行分离
3、利用生物碱分子的特殊基团的性质进 行分离。
１、某中药材中主要含有生物碱类成分，
且已知在其总碱中含有如下成分：
季铵碱、含有酚羟基的叔胺碱、不含酚
羟基的叔胺碱、脂溶性杂质
现有下列分离流程，试将每种成分可能 出现的部位填入括号中。
6、水溶性生物碱主要指（ ） A、伯胺生物碱 B、仲胺生物碱 C、叔胺生物碱 D、两性生物碱 E、季铵生物碱 7、生物碱的味多为（ ） A、咸 B、辣 C、苦 D、甜 E、酸
1、有机胺类
结构特点：N原子不结合在环内。
秋水仙碱 (治疗急性痛风，抗肿瘤)
秋水仙
CHOH
麻黄碱
CH
CH3
NHCH3
（镇咳、扩张气管以及缓和鼻粘膜充血等）
卡尔-刘易斯 1988年，汉城奥运会，独揽2块金牌的卡尔-刘易 斯就在比赛中服用了麻黄碱类药品。
去氧麻黄碱（冰毒）
2、吡咯类生物碱
结构特点：吡咯或四氢吡咯的衍生物
N H3 C
COO CH3
喜树碱
水苏碱
（三）、碱性
1、碱性来源
酸碱电子理论：凡是能给出电子的电子供 体为碱；能接受电子的电子受体为酸。生 物碱因分子中N上的孤对电子，能给出电子 或接受质子而显碱性。
N
碱性强弱一般规律
N OH >
+
O N H > NH2
> N > Ar-NH2 > 叔胺 芳胺
季铵
吖啶
O
OMe
山油柑：根、叶、果 及木材入药，能行气 活血、健脾止咳。
N Me
O
生物碱
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。
中药化学——生物碱类
⽣物碱类（Alkaloids）是存在于⽣物体（主要为植物）中的⼀类含氮的碱性有机化合物，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。
如黄连中的⼩檗碱（黄连素）、⿇黄中的⿇黄碱、萝芙术中的利⾎平、喜树中的喜树碱、长春花中的长春新碱等。
含⽣物碱的中草药很多，如三尖杉、⿇黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、颠茄、洋⾦花、萝芙⽊、贝母、槟榔、百部等，分布于100多科中。
以双⼦叶植物最多，依次为单⼦叶植物、*⼦植物、蕨类植物。
以罂粟科、⾖科、防已科、⽑莨科、夹⽵桃科、茄科、⽯蒜科等科的植物中分布较多。
同⼀科属或亲缘关系较近的科常含有同⼀结构或类似结构的⽣物碱，但同⼀种⽣物碱亦可分布在多种科中，如⼩檗碱在⽑莨科、芸⾹科、⼩檗科的⼀些植物中都有存在。
中草药中⽣物碱含量⼀般都较低，⼤多少于1％，但有少数含量特别多或特别少的特殊情况，如黄连中⼩檗碱含量可⾼达8～9％，⾦鸡纳树⽪中⽣物碱含量为10～15％，⽽长春花中的长春新碱含量只有百万分之⼀。
（⼀）通性 1.⼤多数⽣物碱为结晶性物质，味苦，少数为液体（如烟碱、槟榔碱）。
2.⼀般⽣物碱均⽆⾊，具旋光性，（多数呈左旋光性。
）但有少数例外，如⼩檗碱为黄⾊，胡椒碱⽆旋光性等，个别⽣物碱有挥发性，如⿇黄碱。
3.⼤多数⽣物碱呈碱性反应。
⽣物碱的碱性强弱，与它们分⼦中氮原⼦存在的状态有密切的关系。
⼀般季铵碱＞仲胺碱＞叔胺碱。
如氮原⼦呈酰胺状态，则碱性极弱或消失。
有的⽣物碱分⼦具有酚性羟基或羧基，因⽽具有酸碱两性。
⽣物碱的碱性虽有强有弱，但⼀般都能与⽆机酸（盐酸、硫酸）或有机酸（酒⽯酸）结合成盐。
4.⽣物碱⼤多数不溶或难溶于⽔⽽溶于⼄醇、氯仿、⼄醚、苯等有机溶剂。
⽣物碱盐类除了在⼄醇中也能溶解外，其他溶解性能恰与⽣物碱相反。
由于这⼀性质，可以使⽣物碱溶解在酸性溶液中（⽣物碱遇酸即结合成盐⽽溶于⽔中），如果在这酸性溶液中加碱⾄碱性，⽣物碱盐类就会成为游离⽣物碱⽽⾃⽔溶液中析出。
第十章生物碱(1)
（二）生物碱的碱性与分子结构的关系
生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构中氮原子的电子 云密度，若电子云密度升高，则碱性增强，反之碱性下降。
1．氮原子的杂化方式
杂化轨道中P轨道的成分增多、能量升高，成对电子的 能量也随之升高，易接受质子，碱性增强。故碱性为sp3＞ sp2＞sp。季铵碱分子中的氮原子最外层有九个电子，，极易
。
原小檗碱
小檗碱
5．莨菪烷类 结构特征为莨菪烷衍生物莨菪醇与 有机酸缩合的酯。如茄科植物中具有解痉作用的莨 菪碱(hyoscyamine)、东莨菪碱(scopolamine)。
莨菪烷
莨菪碱（阿托品）
东莨菪碱
6．吗啡烷类 结构特征为哌啶环垂直与多氢菲稠合。如吗 啡(morphine)与可待因(codeine)。
三、色谱检识
（一）生物碱的薄层色谱
1．吸附薄层色谱法 极性吸附剂一般用来分离和 检识弱极性和中等极性的生物碱，常用的极性吸附 剂有硅胶和氧化铝。活性炭等非极性吸附剂常用于 分离极性较强的生物碱。生物碱薄层色谱所用流动 相系统有中性和碱性两种。
2．分配薄层色谱法
常选用硅胶、纤维素为支持剂，以甲酰胺为固定相的薄 层色谱，适于分离弱极性和中等极性的生物碱，移动相采用 氯仿为主的溶剂系统（先用固定相饱和）；以水为固定相的 薄层色谱，适于分离检识水溶性的生物碱（盐），可用BAW 系统展开。
3．吲哚类 结构特征为苯并吡咯。如具有兴 奋子宫作用的麦角新碱(ergometrine)
吲哚
麦角新碱
（二）六元氮杂环类生物碱
基本结构为吡啶和六氢吡啶（哌啶）。此类 生物碱衍生物数量较多。
吡啶
哌啶
1．简单吡啶类
如具有驱绦虫作用的槟榔碱(arecoline)烟草 中杀虫成分烟碱(nicotine)。
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。
生物碱
Coptis chinensis Franch. Chinese goldthread 黄连
Coptis chinensis Franch.
Chinese goldthread 黄连
Coptis chinensis Franch. Chinese goldthread 黄连
Coptis chinensis Franch. Chinese goldthread 黄连
白血病的长春新碱(vincristine)。
大多数生物碱为结晶状固体，少数为液 体(如烟碱、毒藜碱、槟榔碱)，味苦。一般生 物碱均无色，多数具左旋光性，但有少数例 外，如小檗碱为黄色，胡椒碱、原托品碱无 旋光性。个别生物碱有挥发性，如麻黄碱及 液态生物碱。大多数生物碱呈碱性。碱性的 强弱与分子中氮原子存在状态有密切关系， 一般是季铵碱>叔胺碱>仲胺碱。一般都能与 酸结合成盐。
生物碱类(Alkaloids)
生物碱是存在于生物体(主要是植
物)中一类含氮的碱性有机化合物，大 多数有复杂的环状结构，氮原子多包
含在环内。目前已分离到生物碱3000
多种，临床应用的在80种以上。
生物碱有显著的生物活性，是生药
中重要的有效成分类别之一，如黄连中
抗菌消炎的小檗碱(berberine)，麻黄中 平喘的麻黄碱(ephedrine)，萝芙木中降 压的利血平(reserpine)，喜树中抗肿瘤 的喜树碱(campห้องสมุดไป่ตู้othecine)，长春花中抗
RNH2 R2NH 伯胺 仲胺 R3N R4N+X– 叔胺 季铵盐
生物碱大多不溶或难溶于水，溶于乙醇、 甲醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。生物碱盐 类则溶于水与甲醇、乙醇，难溶或不溶于有机 溶剂。但有不少例外，如麻黄碱可溶于水与有 机溶剂。季铵生物碱由于离子化而易溶于水， 酚性生物碱可溶于氢氧化钠溶液，小檗碱可溶 于水，其盐类在冷水中反而难溶。由于大多数 生物碱与其盐类的溶解性能是相反的，故以此 性质用于提取、分离与精制。
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3. 显色反应
某些试剂能与一些生物碱反应生成有颜色的溶液， 该类反应称为生物碱显色反应，所使用的化学试剂 称为生物碱显色试剂。 生物碱常用的显色剂： （1）钼酸铵一浓硫酸溶液（Frohde试剂） 1％钼酸钠或5%钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱 显黄棕色，小檗碱显棕绿色，阿托品不显色。 （2）矾酸铵一浓硫酸溶液（Mandelin试剂） 1％矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可 待因显蓝色，士的宁显蓝紫色到红色。
1. 单萜类生物碱：龙胆碱（龙胆科） 2. 倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛） 3. 二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子）关附甲素、紫
杉醇
4. 三萜类生物碱：较少
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八、甾体类生物碱
环常绿黄杨碱D（黄杨科）
H H N CH3 OH
H N H3 C
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生物碱的理化性质
一、物理性质
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生物碱的结构与分类
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生物碱的分类方法有三种： 植物来源分类：苦参生物碱，黄连生物碱，长春花生物 碱等； 化学结构分类：吡啶类生物碱，异喹啉生物碱、甾体生 物碱、吲哚类生物碱等； 生源途径结合化学结构分类：来源于鸟氨酸的吡咯生物 碱、托品类生物碱等；
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一、鸟氨酸系生物碱
HO
O
OH
吗啡
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3. 苄基苯乙胺类生物碱
如石蒜碱
OH HO H O H O N
石蒜碱（lycorine）
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四、色氨酸系生物碱
也称吲哚类生物碱。按生源关系，可将其详细分为四 类。
1.简单吲哚类
结构特点为只有吲哚母核，而无其它杂环。如靛青苷。
2.色胺吲哚类
含有色胺部分，结构较简单。如吴茱萸碱。
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生物碱常用的沉淀剂
碘化汞钾（Mayer)：类白色沉淀，试剂过量 沉淀消失。 碘-碘化钾(Wagner)：棕色或褐色沉淀 硅钨酸试剂(Bertrand)：淡黄或灰白色沉淀 （可定量） 苦味酸试剂(Hager)：黄色结晶（在中性溶液 中进行） 硫氰酸铬铵（雷氏铵盐）：红色沉淀或结晶 NH4 [Cr（NH3）2（SCN）4] 碘化铋钾试剂(Dragendorff) ：红棕色沉淀
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2. 沉淀反应
生物碱在酸水中或稀醇中与某些试剂生成难溶于水 的复盐或配合物的反应，称为生物碱沉淀反应。 大多数生物碱能发生沉淀反应（个别如麻黄碱、咖啡碱 不反应）。大多数沉淀反应在酸性水溶液中进行（个别 如苦味酸在中性条件进行）。 生物碱沉淀试剂根据生成物不同可分成三种类型： 一是生成不溶性盐类，属于该类试剂有硅钨酸试剂、苦 味酸试剂、磷钼酸试剂等； 二是生成疏松的配合物，如碘-碘化钾试剂； 三是生成不溶性加成物，如碘化铋钾、碘化汞钾等一些 重金属盐类。
O O
CH2OH C H
Ph 莨菪碱（hyoscyamine）
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3. 吡咯里西啶类生物碱
为两个吡咯烷共用一个氮原子稠合而成。主要存在于菊 科植物的千里光属植物中： 活性强（抗癌）、毒性也大（肝毒） 如：大叶千里光碱
N
吡咯里西啶
大叶千里光碱
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二、赖氨酸系生物碱
主要包括哌啶类、喹诺里西啶类、吲哚里西啶类
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（3）甲醛一浓硫酸试剂（Marquis试剂） 30％甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸的混合 溶液。如遇吗啡显橙色至紫色，可待因显红 色至黄棕色。 （4）浓硝酸 如遇小檗碱显棕红色，秋水仙碱显蓝色， 咖啡碱不显色。 （5）硝基醌反应（vitali试剂） 托品烷用发烟硝酸的碱性醇溶液处理， 产生紫红色 山茛菪碱（+） 东茛菪碱（+） 茛菪碱（+） 樟柳碱（-）
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2. 异喹啉类生物碱
（1）原小檗碱类和小檗碱类 两个异喹啉通过C1–N和C3–N 稠合而成
O
叔胺碱（氢化程度高） 季铵碱（氢化程度低）
N+ OHOCH3 OCH3
N
+
O
原小檗碱
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小檗碱
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（2）苄基异喹啉类 为异喹啉母核1位连有苄基的一类生物碱，如罂粟碱
H3CO
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游离易溶于有机溶剂（原料须碱化）
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易溶于水
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水或酸水提取法（盐酸/硫酸/醋酸/酒石酸） 浸渍/渗漉/煎煮
酸水提取液（盐）
离子交换树脂法或 有机溶剂萃取法 总生物碱
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（二）醇类溶剂提取法
醇类提取法适用于各种极性生物碱的提取。 原理：游离生物碱及其盐一般都能溶于乙醇和甲醇。 提取方法：浸渍法、渗漉法、加热回流（连续回流）提取 法。 此方法的缺点是含有大量脂溶性杂质。
应 吸电子共轭效应使氮原子上的电子云 密度降低，造成碱性减弱。供电子共轭效应使碱性增 强。如含胍基生物碱呈强碱性。 4．空间效应 如果氮原子周围的取代基分子较大， 对氮原子构成屏蔽作用，使氮原子难于接受质子，造 成碱性降低。 5．氢键效应 生物碱的共轭酸盐若能生成稳定的分 子内氢键（与含氧基团），则共轭酸的酸性较弱，其 共轭碱的碱性较强。 综上所述，生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱 之间的关系为：胍基＞季铵碱＞脂肪胺和脂杂环＞芳 胺和吡啶环＞多氮同环芳杂环＞酰胺基和吡咯环。
士的宁
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利血平
五、邻氨基苯甲酸系生物碱
喹啉类：白鲜碱（白鲜皮） 丫啶酮类：山油柑碱（鲍氏山油柑）
O
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N
喹啉
N H
丫啶酮
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六、组氨酸系生物碱
咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香）
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N N H
咪唑
H3 C O O
毛果芸香碱
N N
CH3
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七、萜类生物碱
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生物碱类
4112430051 王赛赛
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概述
一、含义与分布
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生物碱(alkaloids)是指存在于生物界（主要是植物界） 的一类含有氮原子的有机化合物。 大多具有复杂的环状结构，氮原子结合在环内。 多呈碱性，可与酸成盐。 多具有显著的生理活性。 生物界除生物体必须的含氮有机化合物，如氨基酸、 肽类、蛋白质、核酸、核苷酸及含氮维生素外，其它含氮有 机化合物均可视为生物碱。 生物碱主要分布于植物界，少数动物体中也有生物碱， 如蟾酥毒汁中的蟾酥碱。
1. 性状
•颜色： •状态：
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多为无色或白色，少数有色（如小蘗碱为黄色）。 多为结晶固体（有熔点），少为粉末。 少数为液体（多不含氧，若含则多成酯键）如槟 榔碱、烟碱。 •味道： 多具苦味，少数为它味（如甜菜碱有甜味）。 •挥发性：多无挥发性，少数具挥发性（如麻黄碱可随水蒸 气蒸馏、咖啡因可升华）。
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2. 旋光性
多为左旋光性。有的产生变旋现象。 溶剂：如麻黄碱在CHCl3为左旋、在H2O中为右旋； pH：如烟碱在中性溶液呈左旋光性、酸性溶液中为右 旋光性； 存在形式：长春碱，游离时为右旋、H2SO4盐为左旋； 多数左旋体呈显著生理活性，少数右旋体活性较强。 如去甲基乌药碱，存在于乌头属植物中的左旋体有强 心作用、存在于其它植物中的右旋体无此活性；左旋 莨菪碱的扩瞳作用是右旋体的100倍；右旋古柯碱的 局部麻醉作用优于左旋体。
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易溶于醇 醇（甲、乙）类溶剂提取法 渗漉/浸渍/回流 醇提取液（盐 游离） 回收 总生物碱 酸碱处理 较纯的总生物碱
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（三）亲脂性有机溶剂提取
水溶性生物碱不适用此法。此法提取需先用氨水、石 灰乳将药材粗粉湿润膨胀，同时使药材中生物碱盐转变为 游离形式再用亲脂性有机溶剂提取。 原理：利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂，进行提取。 提取方法：冷浸法、加热回流（连续回流）提取法。 此方法的特点是 ① 提取前需用碱碱化。 ② 只能提取亲脂性生物碱，亲水性生物 碱不被提出。 ③ 杂质少，易于进一步纯化。 ④ 毒性大，易燃易爆。
N
H3CO
N
异喹啉
H3CO OCH3
罂粟碱
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（3）双苄基异喹啉类
两个苄基异喹啉通过1–3个醚键连接，如唐松草碱。
OMe MeO N Me OMe MeO N Me
O MeO OMe OMe
唐松草碱 （thalicarpine）
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（4）吗啡烷类 如吗啡。
H3C N
3.半萜吲哚类
由色胺构成的吲哚衍生物上连有一个异戊二烯单位后 形成，如麦角新碱。
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CH3
H CONHCH N
CH2 OH CH3
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麦角新碱
4.单萜吲哚类
N H
分子中具有吲哚母核和一个C9或C10的裂环番木鳖贴及其衍 生物的结构单元，如士的宁，利血平。
N H N O H H O MeO N H H H H3COOC OMe N H OMe O CO OMe OMe
N
吲哚里西啶
N 一叶萩碱 (securinine)
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三、苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱
主要包括苯丙胺类生物碱、异喹啉类生物碱和苄基苯乙 胺类生物碱。
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1.苯丙胺类生物碱