天然药物化学生物碱
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天然药物化学 第九章 生物碱
C H3 O N
CH3 N
H C H 2O H OC O C H
H C H 2OH OC O C H
东莨菪碱 （环氧位阻pka6.20）
莨菪碱（pka9.65）
5、氢键效应：氮原子周围的羟基所处的位置 有利于生物碱共轭酸分子内氢键形成时，则共 轭酸稳定 , 碱性增强。
CH3
CH3 C 6H 5 OH
C H 2O H C H
N
CH3
O
C
莨菪醇的有机酸酯
莨菪碱（阿托品）
四、异喹啉类生物碱
（一）简单异喹啉型
N
（二）苄基异喹啉型
H 3C O
N H 3C O
N
H 3C O OCH3
罂粟碱
四、异喹啉类生物碱 （三）双苄基异喹啉型
2分子苄基异喹啉通过醚键结合而成
O Me H3C N O Me H Me O Me O N H CH3
NH
四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）
N
异喹啉（SP2 pKa5.4）
RC
N
氰类（SP 中性 ） 电效应
2、诱导效应： 供电诱导效应（烷基）：可使氮原子周围电子云密度 增加，碱性增强。 吸电诱导效应（含氧基团，双键，苯环）：电子云密 度降低，碱性减弱。
CH OH CH CH3
CH OH CH NH2 CH3
二、旋光性
多有旋光（不对称碳原子或不对称中心）
多呈左旋性。 生物活性与旋光活性密切相关，常左旋活性大 于右旋
三、
碱性
7 1S2 2S2 2P3 碱性的来源 N： H+ (接受质子)
碱性强弱的表示方法 pka pKa=-lgKa， pKa越大，碱性越强。
CH3 N
H C H 2O H OC O C H
H C H 2OH OC O C H
东莨菪碱 （环氧位阻pka6.20）
莨菪碱（pka9.65）
5、氢键效应：氮原子周围的羟基所处的位置 有利于生物碱共轭酸分子内氢键形成时，则共 轭酸稳定 , 碱性增强。
CH3
CH3 C 6H 5 OH
C H 2O H C H
N
CH3
O
C
莨菪醇的有机酸酯
莨菪碱（阿托品）
四、异喹啉类生物碱
（一）简单异喹啉型
N
（二）苄基异喹啉型
H 3C O
N H 3C O
N
H 3C O OCH3
罂粟碱
四、异喹啉类生物碱 （三）双苄基异喹啉型
2分子苄基异喹啉通过醚键结合而成
O Me H3C N O Me H Me O Me O N H CH3
NH
四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）
N
异喹啉（SP2 pKa5.4）
RC
N
氰类（SP 中性 ） 电效应
2、诱导效应： 供电诱导效应（烷基）：可使氮原子周围电子云密度 增加，碱性增强。 吸电诱导效应（含氧基团，双键，苯环）：电子云密 度降低，碱性减弱。
CH OH CH CH3
CH OH CH NH2 CH3
二、旋光性
多有旋光（不对称碳原子或不对称中心）
多呈左旋性。 生物活性与旋光活性密切相关，常左旋活性大 于右旋
三、
碱性
7 1S2 2S2 2P3 碱性的来源 N： H+ (接受质子)
碱性强弱的表示方法 pka pKa=-lgKa， pKa越大，碱性越强。
天然药物化学 第9章 生物碱
第四节 提取分离
1.根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离 （1）已知成分——查文献选择结晶溶剂 （2）未知成分——色谱方法进行溶剂的选择 2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 首先考虑的问题：
所选溶剂pH值多少为宜？
萃取几次能完全？
萃取溶剂的最佳体积？
第四节 提取分离
2.Alk碱性不同——pH梯度萃取法 （1）确定pH值的方法
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。
2.成盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：
乌头酸、绿原酸等； 无机酸：硫酸、盐酸等。 3.酰胺：如：喜树碱、秋水仙碱等。 4.氮杂缩醛：如：阿马林 阿替生等。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物生物碱约一百余种 6.其它: 如亚胺（C=N)、烯胺(-N-C=C)、氮腈(-N-CN)
第三节
理化性质
2. 碱性强弱的表示方法
一
pKa: < 2 极弱碱
2~7 弱 碱
7 ~ 11 中强碱
> 11 强碱
第三节
理化性质
3.影响碱性强弱的因素 （1）杂化方式
第三节
理化性质
3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应
连接供电基团则使碱性增强。
第三节
理化性质
3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应
第九章
生 物 碱
（Alkaloids）
本章内容
F 第一节
第二节 第三节 第四节 第五节
概述 化学结构及分类 理化性质 提取分离 波谱特征
第一节 概述
一、生物碱的定义
生物碱是指结构中含有负氧化态氮原子、且氮原 子多处在杂环上的一类碱性化合物，多数能与酸成 盐，具有较强的生理活性。
第一节 概述
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
天然药物化学 第十章 生物碱
烟碱
O H N O
O N
O N
N
N
O
一叶萩碱
苦参碱
氧化苦参碱
三．莨菪烷类生物碱（托品烷类、颠茄类）
O CH2OH C H
N
CH3
N
CH3
O
C
莨菪烷
O N CH3 O
莨菪碱（阿托品）
O C CH2OH C H
东莨菪碱
四．异喹啉类生物碱
H3CO H3CO N
N
异喹啉
H3CO OCH3
罂粟碱
O O N+ OHOCH3 OCH3
碱。
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，反之碱性减弱。
（SP3 pKa9.5）
子较大，对氮原子构成屏 碱性减弱。 使碱性增强。 蔽作用，使氮原子难于接 四氢异喹啉 氰类 异喹啉 受质子，造成碱性降低。
（二）生物碱的碱性强弱与分子结构的关系 1．氮原子的杂化方式 碱性为sp3＞sp2＞sp； 2．诱导效应 季铵碱因羟基团 (如烷基)时， 式存在，呈强碱性。 4、空间效应 碱性增强；而氮原子附近有吸电子 吸电子共轭效应使氮原子上的电子云密度 如果氮原子周围的取代基分 N RC 基 ( 如苯基、羰基、双键等 ) 时，则 5、分子内氢键形成 降低，造成碱性减弱。供电子共轭效应 N NH
味道
二、旋光性
具有手性碳原子的生物碱，由于分子不对 称性而具有旋光性，大多为左旋光体。 生物碱的生物活性通常左旋强于右旋。
三、碱性
（一）生物碱的碱性及碱性强弱的表示方法 1．生物碱的碱性 2、碱性强弱的表示方法 生物碱分子中含有氮原子， 可以用酸式离解指数 pKa值表示。 氮原子最外层电子结构中 pKa值越大，碱性越强。一般 pKa＜ 有一对孤对电子，能接受 2为极弱碱， pKa2～7为弱碱， 质子而显碱性。 pKa7～12为中强碱，pKa＞12为强
天然药物化学第九章生物碱-精品文档
O
O
黄嘌啉
O
HN
NH
H 3C N N
CH3
N H
N
咖啡因
O N CH3 N
五、其它类生物碱 （四）萜类衍生物：
单萜类生物碱：猕猴桃碱、龙胆碱（龙胆科） 倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛） 二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子） 三萜类生物碱：少
五、其它类生物碱 （五）甾体类生物碱：
百合科植物多含此类生物碱，如贝母碱（贝母）
二、吡啶类生物碱
（一）哌啶和吡啶类：
哌啶
N H
毒芹碱
N H CH3
吡啶
N
N
N CH3
烟碱（烟草）
COOCH3
槟榔碱（槟榔）
N CH3
二、吡啶类生物碱
（二）吲哚里西啶类：
O
N
H
吲哚里西啶
O
N
一叶萩碱
二、吡啶类生物碱
（二）喹喏里西啶类：
O N
N
苦参碱
N
喹喏里西啶
O
N
氧化苦参碱
N O
三、 莨菪烷类生物碱
主要分布于植物界
特别是高等植物的双子叶植物
如：毛茛科、防己科、罂粟科、茄科等
单子叶植物中较少
如：百合科、石蒜科等
裸子植物和低等植物中个别存在
二、生物碱的存在方式
多以生物碱盐存在
多与有机酸成盐
少数与无机酸成盐
有游离生物碱
少以酯、苷、氮氧化物存在
第二节 结构和分类
四、异喹啉类生物碱
（五）吗啡烷型
CH3 R N
C H3 N
O MeO OH OMe
吗啡烷
青藤碱
天然药物化学课件 第九章 生物碱
• 裸子植物中，在紫杉科红豆杉属
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属 (Picia)，油杉属（ketelearia）三尖杉 科三尖杉属(Cephalotaxus)，麻黄科麻 黄属(Ephedra)等属植物中
（3）越是结构特殊的生物碱，分布的类群越窄
三、存在形式
• 多呈碱性，绝大多数以盐的形式存在 • 有机酸盐（草酸盐、柠檬酸盐、酒食酸
O OH
O OH
N
OH
冉特可林酮
NH2
邻氨基苯甲酸
四）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱：
苯丙胺类
HO Ph H
CH3
H NHCH3
麻黄碱(Ephedrine)
四氢异喹啉类
CH3O
NH CH3O
OH CH3
哌劳亭(Pellotine)
苄基四氢异喹啉类
化学分类：按骨架分为15类，主要7类
苄基四氢异喹啉类：eg.厚朴碱 阿朴菲类： eg.千金藤碱 双苄基四氢异喹啉类：eg.粉防己碱 吗啡烷类： eg.吗啡碱
一、 性状
• 多数为结晶性固体，少数为非晶形粉末， 个别为液体， eg.烟碱，毒芹碱，槟榔碱
• 多具苦味，少数呈辛辣味，成盐后较游离 者味更大
• 一般无色或白色，少数有色， eg.小檗碱， 一叶萩碱，蛇根碱
• 液体生物碱及个别小分子固体生物碱具挥 发性，可用水蒸汽蒸馏提取， eg.烟碱，麻 黄碱；个别生物碱具升华性， eg.咖啡因
二、C-N键的裂解
• 1 内酰胺开环 • 2 Hofmann降解 和 von Braun降解
第九章 生物碱
一、生物碱概述 二、生物碱生物合成的基本原理 三、生物碱的分类、生源关系及其分布
四、生物碱的理化性质 五、生物碱的提取与分离 六、生物碱的结构鉴定与测定
天然药物化学生物碱、甾体及其苷类、三萜及其苷类重点及部分常考简答题
一、生物碱⚫生物碱是指含负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的环状化合物。
负氧化态包括胺、氮氧化物、酰胺、季铵化合物，排除了含硝基和亚硝基的化合物⚫生物碱在动物中分布较少，一般分布在植物中。
在系统发育较低级的类群中，生物碱的分布较少或无；生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物类群中；极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群中；越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群越窄。
⚫生物碱的存在形式:游离碱:那碎因、那可丁；盐类:绝大多数，以草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸盐形式存在。
小檗碱盐酸盐，吗啡硫酸盐；酰胺类:秋水仙碱、喜树碱；N-氧化物:氧化苦参碱、野百合碱；氮杂缩醛类:阿马林；其他（亚胺，烯胺，苷，季铵碱，酯）:新士的宁烯胺、小檗碱季铵碱、可卡因酯。
⚫生物碱的合成的基本原理:环合反应、C-C键和C-N键的裂解。
⚫环合反应:包括一级环合和次级环合；一级环合为内酰胺与席夫碱的形成、曼尼希氨甲基化反应，次级环合为具备N-杂环生物碱的合成，如酚氧化偶联反应，亚胺盐次级环合。
⚫酚氧化偶联反应:酚自由基的形成；自由基偶联形成碳碳、碳氧、碳氮键；再芳香化（烯醇化，碳碳键迁移和碳碳键裂解）⚫C-N键裂解:内酰胺开环、Hofmann降解和von Braun降解⚫分类:⚫性状:绝大多数由C、H、O、N元素组成，极少数分子含Cl、S元素。
多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉末，少数是液体，如烟碱、毒芹碱。
多数具有苦味，如盐酸小檗碱；甜菜碱具甜味；有些有刺激唇舌的焦灼感。
多具有确定的熔点，防己诺林具双熔点；少数有升华性，如咖啡因。
多数为无色状态，少数具有高度共轭体系结构的生物碱显色，如小檗碱黄色，蛇根碱黄色，小檗红碱红色等。
利血平紫外下显荧光。
⚫旋光性:凡是具有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱则有旋光物质，小檗碱，罂粟碱无。
旋光性还受测定时所用的溶剂、pH、浓度、温度等因素的影响。
中性条件下，烟碱、北美黄连碱左旋光性→酸性条件下右旋光性。
天然药物化学生物碱
天然药物化学生物碱
概述
一、生物碱旳定义 指天然产旳一类含氮旳有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内； 多数有较强旳生理活性。
下列虽然含氮，但不属于生物碱： 低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素；
二
生 物 生物界 碱 在 生 物 界 的 分 布
半萜吲哚类
H CONH
N Me
CH2OH Me
N H
麦角新碱 ergonovine ergometrine
单萜吲哚类
MeO
N HH
N H
H H3OOC
O CO OMe
利血平
OMe OMe
OMe
第二节 生物碱旳理化性质
（一）性状
1．形态：多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉
末状；少数生物碱为液体状态，此类生物碱分子中多无 氧原子，或氧原子结合为酯键，个别生物碱具有挥发性， 如麻黄碱；极少数生物碱具有升华性，如咖啡因。
裸子植物中，仅红豆杉属、松属、云杉属、油杉属、 麻黄属、三尖杉属等植物中含生物碱 （很少）
单子叶植物中，主要分布在百合科、石蒜科、百部科 （较少）
双子叶植物中，主要分布在防己科、毛莨科、茄科、
动物界：极少
CH3 CH2 CH2 N
CH3
N
三、生物碱旳存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离旳形式存在。 2.盐 类：与其成盐旳有机酸有：柠檬酸、
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 N H 2C H 2C H 2C H 2C H （ N H 2） C O O H
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 N H 2C H 2C H 2C H 2C H 2CH （ N H 2） C O O H 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
概述
一、生物碱旳定义 指天然产旳一类含氮旳有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内； 多数有较强旳生理活性。
下列虽然含氮，但不属于生物碱： 低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素；
二
生 物 生物界 碱 在 生 物 界 的 分 布
半萜吲哚类
H CONH
N Me
CH2OH Me
N H
麦角新碱 ergonovine ergometrine
单萜吲哚类
MeO
N HH
N H
H H3OOC
O CO OMe
利血平
OMe OMe
OMe
第二节 生物碱旳理化性质
（一）性状
1．形态：多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉
末状；少数生物碱为液体状态，此类生物碱分子中多无 氧原子，或氧原子结合为酯键，个别生物碱具有挥发性， 如麻黄碱；极少数生物碱具有升华性，如咖啡因。
裸子植物中，仅红豆杉属、松属、云杉属、油杉属、 麻黄属、三尖杉属等植物中含生物碱 （很少）
单子叶植物中，主要分布在百合科、石蒜科、百部科 （较少）
双子叶植物中，主要分布在防己科、毛莨科、茄科、
动物界：极少
CH3 CH2 CH2 N
CH3
N
三、生物碱旳存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离旳形式存在。 2.盐 类：与其成盐旳有机酸有：柠檬酸、
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 N H 2C H 2C H 2C H 2C H （ N H 2） C O O H
来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 N H 2C H 2C H 2C H 2C H 2CH （ N H 2） C O O H 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类
天然药物化学 生物碱
三、性质——性状
2、颜色：大多无色。 小檗碱呈黄色、具黄绿色 荧光；血根碱呈红色（共轭体系）。 3、气味：苦。 个别具甜味（甜菜碱）。
4、旋光性：大多有旋光。
• 旋光性影响生理活性。
三、性质——溶解性
（1）、游离生物碱
水 酸水 碱水、甲（乙）醇、 苯 /乙醚 /CHCL3、 CCL4 /石油醚
2 、赖氨酸系生物碱 （1）、蒎啶类：胡椒碱（胡椒） 槟榔碱、槟榔次碱（槟榔）
COOCH3
N H
COOH N CH3
N CH3
槟榔碱
槟榔次碱
二、结构与分类
（2）、喹诺里西啶类：苦参碱、氧化苦参碱（苦参）
O N
N
N 苦参碱
（3）吲哚里西啶类：一叶楸碱（一叶楸）
O H O
N
N
一叶楸碱
二、结构与分类
3．苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱
CH3
N 龙胆碱
石斛碱
二、结构与分类
8、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
二、结构与分类 常见氮杂环类生物碱基本母核类型：
N H
N H
N H
吡咯
NH N
四氢吡咯
吲哚
N
N
咪唑
吡咯里西啶
吲哚里西啶
二、结构与分类
N
H N CH3 H
N H
蒎啶
N
吡嗪
莨菪烷
N N N N H
1.生物碱盐不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐），而 能溶于氯仿（盐酸奎宁）。 2. 难溶于有机溶剂而溶于水（石蒜碱；吗啡难溶于氯仿、 乙醚，可溶于碱水；喜树碱不溶于一般有机溶剂，而溶于酸 性氯仿）。 3.碱性极弱的生物碱（酰胺类生物碱）和酸生成的盐不稳定， 其酸水溶液用氯仿萃取时,生物碱可转溶于氯仿而被分离。 应用：可用于生物碱的提取和分离。
天然药物化学生物碱类药物分析
天然药物化学生物碱类药物分析天然药物是指从动植物以及微生物等天然来源中提取的药物物质，一直以来在医学领域中扮演着重要的角色。
其中，化学生物碱类药物作为天然药物的主要分类之一，具有广泛的药理活性和药物应用。
本文将对天然药物化学生物碱类药物进行分析与探讨。
1. 对化学生物碱类药物的定义和分类进行介绍化学生物碱类药物是一类从植物、动物等自然资源中提取得到的含有生物碱结构的药物物质。
它们具有较复杂的结构和多样的药理活性，常被用于治疗多种疾病。
根据其来源和结构特点，可以将化学生物碱类药物分为植物生物碱、动物生物碱和微生物生物碱等几个子类。
2. 分析化学生物碱类药物的提取与分离方法2.1 植物生物碱的提取与分离植物生物碱的提取与分离一般采用溶剂提取法、薄层色谱、液-液萃取等方法。
溶剂提取法是最常用的提取方法之一，通过选择合适的溶剂，将药材中的化学生物碱溶解出来。
随后，可以利用薄层色谱和液-液萃取等技术来分离和纯化目标物质。
2.2 动物生物碱的提取与分离动物生物碱的提取与分离方法相对较为复杂。
一般采用超声波提取、超临界流体萃取、膜分离等技术。
超声波提取利用超声波的机械效应和热效应促进生物碱的析出和转移，从而实现提取的目的。
超临界流体萃取则是利用压力和温度调节流体的性质，加速目标物质的转移和提取。
2.3 微生物生物碱的提取与分离微生物生物碱的提取与分离方法主要包括微生物发酵、固相微萃取等技术。
微生物发酵是指通过培养微生物，在特定条件下使其合成生物碱物质。
而固相微萃取则是利用富集柱或吸附材料将目标生物碱富集起来，再进行分离和纯化。
3. 分析化学生物碱类药物的质量控制方法质量控制是药物研发和生产过程中的关键环节。
对于化学生物碱类药物而言，质量控制方法主要包括外观检查、熔点测定、红外光谱分析、光学旋光度测定、高效液相色谱、质谱等。
外观检查是一种直观观察化学生物碱药物颗粒的形态和颜色，以判断其是否符合质量要求。
熔点测定则通过检测物质的熔化温度来确定其纯度和认证。
天然药物化学_第九章_生物碱-13
如：茄科植物的托品类生物碱 根部
积累
传输
木质部导管 传输 茎 传输 叶
（环氧化）
（基本骨架 ）
储藏
三、生物碱的分布（主要分布于植物中 ） 1. 在系统发育较低级的类群中较少或无。
低等植物：
藻类、水生植物：睡莲科 菌类：少数（麦角菌碱） 地衣、苔藓类：少数简单吲哚类生 物碱 蕨类：木贼科、卷柏科、石松科
L—麻黄碱收缩子宫的效果比 D— 麻黄碱大 1 倍。
四、溶解度
生物碱的溶解度与下例因素密切相关：
分子中N原子的存在形式
季胺、叔胺、酰胺 极性基团的有无、数目 溶剂 极性溶剂、非极性溶剂
1．亲脂性生物碱的溶解度
(1) 叔胺、仲胺碱
溶解通性：
难溶于水和碱性水溶液，易溶于低极性或 中等极性的溶剂，如苯，乙醚，氯仿，丙 酮等,尤其易溶于未全卤代的卤代烷类。
H3CO H3CO OCH3 O OCH3 colchicine秋水酰碱 NHCOCH3
治疗急性痛风，并有抑 制癌细胞生长的作用
二、吡咯类生物碱：
基本母核：
N H
吡咯
N H
四氢吡咯
1. 简单的吡咯衍生物：
HO OH OCH3 OCH3
+ N CH3 CH3
COO -
H3C
N CH3
水苏碱
党参碱（存在于新疆党参中 有降血压的作用）
N
H
CCl3
（2）弱碱性生物碱
易溶于亲脂性有机溶剂中，如氯仿，苯，乙醚 等，由于碱性较弱，不易与酸成盐。 （3）酚性生物碱 也属亲脂性生物碱，但由于含有酚羟基，显弱 酸性，可溶于强碱液中。如吗啡碱，四氢药根 碱等。
（4）具有内酯结构的生物碱
积累
传输
木质部导管 传输 茎 传输 叶
（环氧化）
（基本骨架 ）
储藏
三、生物碱的分布（主要分布于植物中 ） 1. 在系统发育较低级的类群中较少或无。
低等植物：
藻类、水生植物：睡莲科 菌类：少数（麦角菌碱） 地衣、苔藓类：少数简单吲哚类生 物碱 蕨类：木贼科、卷柏科、石松科
L—麻黄碱收缩子宫的效果比 D— 麻黄碱大 1 倍。
四、溶解度
生物碱的溶解度与下例因素密切相关：
分子中N原子的存在形式
季胺、叔胺、酰胺 极性基团的有无、数目 溶剂 极性溶剂、非极性溶剂
1．亲脂性生物碱的溶解度
(1) 叔胺、仲胺碱
溶解通性：
难溶于水和碱性水溶液，易溶于低极性或 中等极性的溶剂，如苯，乙醚，氯仿，丙 酮等,尤其易溶于未全卤代的卤代烷类。
H3CO H3CO OCH3 O OCH3 colchicine秋水酰碱 NHCOCH3
治疗急性痛风，并有抑 制癌细胞生长的作用
二、吡咯类生物碱：
基本母核：
N H
吡咯
N H
四氢吡咯
1. 简单的吡咯衍生物：
HO OH OCH3 OCH3
+ N CH3 CH3
COO -
H3C
N CH3
水苏碱
党参碱（存在于新疆党参中 有降血压的作用）
N
H
CCl3
（2）弱碱性生物碱
易溶于亲脂性有机溶剂中，如氯仿，苯，乙醚 等，由于碱性较弱，不易与酸成盐。 （3）酚性生物碱 也属亲脂性生物碱，但由于含有酚羟基，显弱 酸性，可溶于强碱液中。如吗啡碱，四氢药根 碱等。
（4）具有内酯结构的生物碱
天然药物化学 第十章 生物碱
O O OCH3
R=CH3汉防己甲素；R=H汉防己乙素
（治疗风湿性关节疼痛、神经疼痛）
汉防己乙素的隐性酚羟基，使极性较大，冷苯中不溶，汉防 己甲素的甲氧基，极性较小，溶于冷苯（用于分离）
4.吗啡烷类生物碱
吗啡（morphine） (镇痛药，酚性生物碱，具有酸碱两性)
可待因 (Codeine) (镇咳药)
H OH O O C C OH
山莨菪碱
樟柳碱
1.阿托品（外消旋体）无旋光 ，其它均有旋光。 2.碱性： 莨菪碱（pka 9.65）>山菪碱>东菪碱（6.20）和樟柳碱
3.鉴别反应 (1) Vitali反应(针对莨菪酸部分) （深紫--暗红--消失）
COOR CHCH2OH HNO3 O2N COOR CHCH2OH NO2 KOH C2H5OH O2N COOR C CH2OH NO2
OH CHCH2NHCH3
HO CH2CH2N(CH3)2
OH OH
N H
肾上腺素
蟾酥碱
三、生物碱的存在形式
根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类：
1.游离碱：少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可定
2.盐类：绝大多数。形成盐的酸：草酸、柠檬酸、盐
酸、硫酸与硝酸等 3.酰胺类：秋水仙碱、喜树碱 4.N-氧化物：吡咯里西丁类（如野百合碱等） 5.氮杂缩醛类：如阿马林等 6.其他如亚胺（C=N）、烯胺等
R N N R N
吡咯类
托品烷类
吡咯里西丁类
（一）吡咯类生物碱
由吡咯或四氢吡咯衍生。结构简单，数目比较 少，生理活性不太显著。
O N CH3 红古豆碱
红古豆碱与苦杏仁酸形成的酯（简称701），临床用于降压。
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。
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
天然药物化学第十章：生物碱
用药指导
根据生物碱的药效和毒性特点，制定 合理的用药方案。
风险控制
采取必要的风险控制措施，如规定适 应症、限制剂量和使用期限，以降低 药物的不良反应和潜在风险。
06
生物碱的开发与应用前景
生物碱在中药及民族药中的应用
中药中的生物碱
许多中药中都含有生物碱，如黄连、麻黄等。这些生物碱具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等药理作用，被广 泛应用于临床治疗。
抗炎药物
一些生物碱具有抗炎作用，可以用于治疗炎症相 关疾病，如类风湿性关节炎等。
生物碱在其他领域的应用前景
农业领域
一些生物碱具有杀虫、杀菌作用，可以用于开发新型 的农药。
食品工业
某些生物碱具有抗氧化、防腐等特性，可以用于食品 添加剂的开发。
化妆品工业
一些生物碱具有美白、保湿等功效，可以用于化妆品 的研发。
有的药效。
04
生物碱的生理活性与药理 作用
抗肿瘤作用
抑制肿瘤细胞增殖
生物碱可通过抑制肿瘤细胞DNA 和RNA的合成，阻止肿瘤细胞增 殖，从而达到抗肿瘤效果。
诱导肿瘤细胞凋亡
一些生物碱可通过诱导肿瘤细胞 凋亡，加速肿瘤细胞的死亡，从 而抑制肿瘤的生长。
抑制肿瘤血ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生成
生物碱可抑制肿瘤血管的生成， 切断肿瘤的营养供给，使肿瘤无 法生长。
民族药中的生物碱
一些民族药如藏药、蒙药中也含有丰富的生物碱，这些生物碱在治疗某些特殊疾病方面具有独特疗效 。
生物碱在新药研发中的潜力
抗肿瘤药物
一些生物碱具有显著的抗肿瘤活性，如长春碱、 喜树碱等，是当前新药研发的重要方向。
抗病毒药物
某些生物碱如金刚烷胺对流感病毒有抑制作用， 为抗病毒药物研发提供了新的思路。
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(十二) 其他类型生物碱
莲氏花烷 间千金藤碱 hasubanane metaphanine
2014年10月26日4时54分 43
短防已碱 acutumine
天然药物化学
第四节
生物碱的理化性质
一、一般性质
1.形态——多为结晶固体，少为粉末；有熔点。 少
数常温下——液体（多不含氧，若含多成酯键）
毒藜碱 dl-anabasine
由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。
分：颠茄生物碱（belladonna alkaloids） 古柯生物碱（coca alkaloids）
2014年10月26日4时54分
20
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的酯：
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
（六）吲哚（yinduo）生物碱
毒扁豆碱 physostigmine 治疗青光眼
玫瑰树碱 ellipticine 抗癌作用，低毒。
天然药物化学
2014年10月26日4时54分
37
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
（七） 咪唑类（imidazole）生物碱
咪唑
2014年10月26日4时54分
菸碱 nicotine
44
槟榔碱 arecoline
天然药物化学
第四节
生物碱的理化性质
2.颜色——多为无色或白色，少数有色。
O O + N OMe Zn O H2SO4 O N OMe
小檗碱 （黄色）
OMe
四氢小檗碱 （无色）
OMe
2014年10月26日4时54分
45
2014年10月26日4时54分
4
天然药物化学
第一节
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
古柯碱 cocaine （可卡因）
2014年10月26日4时54分 5
普鲁卡因 procaine (合成品)局麻药
天然药物化学
第一节
概
述
㈠生物碱的定义 指天然产的一类含负氧化态氮原子； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内； 多数有较强的生理活性。
2014年10月26日4时54分 25
异喹啉 isoquinoline
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
1.1-苯甲基异喹啉生物碱
1-苯甲基异喹啉型
1-benzyl-isoquinoline
2014年10月26日4时54分 26
那可丁 narcotine 存在于鸦片中，具有镇 咳作用与可待因相似， 但无成瘾性，可替代可 待因。
天然药物化学
第九章
生物碱
第一节
概述
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节
2014年10月26日4时54分
生物碱生物合成的基本原理
生物碱的分类、生源关系及其分布 生物碱的理化性质 生物碱的提取与分离 生物碱的结构鉴定与分离
2
天然药物化学
第一节
概
述
十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱
(morphine)
现从自然界中分离得到约10000种 《全国医药产品大全》中收载的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：
2014年10月26日4时54分
3
天然药物化学
第一节
概
述
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 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
㈡吡咯生物碱
1.简单的吡咯衍生物
红古豆碱 cuscohygrine （无活性）
2014年10月26日4时54分 14
红古豆苦杏仁酸酯 （有活性） 似阿托品药物 的散瞳等作用
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
㈡吡咯生物碱
2.吡咯里西丁（pyrrolizidine）生物碱
+ 莨菪醇 缩合 莨菪酸
莨菪碱（阿托品）
2014年10月26日4时54分 21
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
颠茄生物碱（belladonna alkaloids）
莨菪碱 阿托品 hyoscyamine atropine
山莨菪碱 anisodamine
东莨菪碱 scopolamine
㈡分布
存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、 罂粟科、毛茛科等植物中。
2014年10月26日4时54分 6
天然药物化学
第一节
㈢存在形式
概
述
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。
2.成 盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸 类：乌头酸、绿原酸等无机酸：硫酸、盐酸等。 3.苷 类：以苷的形式存在于植物中； 4.酯 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲 酯形式存在。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
2014年10月26日4时54分 8
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
二、分类方法 1.按植物来源分类；
如：石蒜生物碱，长春花生物碱；
2.按化学结构分类；
如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
天然药物化学
2014年10月26日4时54分
9
2014年10月26日4时54分 22
樟柳碱 anisodine
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
古柯生物碱（coca alkaloids）
爱康宁 ecgonine
2014年10月26日4时54分 23
古柯碱 cocaine
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
（五）喹啉生物碱（来源邻氨基苯甲酸或色氨酸）
2014年10月26日4时54分 41
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
(十一) 大环生物碱类
美登碱 Maytansine 抗肿瘤
天然药物化学 高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分 42
2014年10月26日4时54分
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布 四甲基吡嗪（川芎嗪） tetramethylpyrazine
毛果芸香碱 pilocarpine 治疗青光眼
2014年10月26日4时54分
38
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
NH2
(八) 嘌呤（purine）生物碱
N N N N
6 1N 2
5
7 N 8
OH OH H H COOH
N 4 N 3 9
嘌呤
香菇嘌呤 eritadenine
具降脂作用
吡咯里西丁
野百合碱 （有抗癌活性） monocrotaline
15
2014年10月26日4时54分
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
㈢吡啶生物碱（来源赖氨酸） 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分：简单吡啶类生物碱、吲哚里西丁类生物碱、喹诺里西丁 类生物碱（quinolizidine）
天然药物化学
2014年10月26日4时54分
39
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
(九) 萜生物碱类
石斛碱 dendrobine
2014年10月26日4时54分 40
乌头碱（二萜） Aconitine镇痛
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
(十) 甾体生物碱类
贝母碱 peimine verticine
吲哚里西丁 indolizidine
一叶萩碱 securinine
天然药物化学
2014年10月26日4时54分
18
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
3.喹诺里西丁生物碱
matrine
2014年10月26日4时54分 19
oxymatrine
天然药物化学Βιβλιοθήκη 第三节生物碱的分类、生源关系及其分布
(四)托品烷类（tropane）生物碱
石蒜碱 lycorine
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
H CH2OH CONH Me N Me
（六）吲哚（yinduo）生物碱（来源于色氨酸）
4 5 6 7 1 N H 3 2
N H
吲哚
麦角新碱 ergonovine ergometrine
36
2014年10月26日4时54分
天然药物化学
麻黄碱的特点:
生成沉淀。
定的盐，有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应
CS2 麻 + MeOH
2014年10月26日4时54分
CuSO4 NaOH
11
棕或黄色沉淀
天然药物化学
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
㈠有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）
秋水仙碱 colchicine
益母草碱 leonurine 对动物子宫有增加其 紧张性与节律性的作用
苯骈菲啶类
吡咯骈菲啶类
菲啶
2014年10月26日4时54分 34
苯骈菲啶 benzo-phenanthridine