《生物碱的生物合成》PPT课件
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天然产物化学-生物碱PPT课件
酸性溶液——右旋光性 多数左旋体呈显著生理活性。
29
三、理化性质（一）一般性质
6.溶解度 (1)游离碱
类别 非酚性
极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH较弱 脂溶性 — + + —
季铵碱
强 水溶性 + — + +
氮氧化物 半极性 中等水溶 + ± + +
两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 — -COOH 强 水溶性 +
N H
吡咯
N H
四氢吡咯
重要的分：简单的吡咯衍生物
吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）
吲哚里西啶衍生物。
13
二、分类 ㈡吡咯衍生物 简单的吡咯衍生物
O
N
N
Me
Me
红古豆碱 cuscohygrine
（无活性）
OCOMe O
O
N
N
Me
Me
红古豆苦杏仁酸酯 （有活性）
似阿托品药物 的散瞳等作用 14
二、分类
16
二、分类 ㈢吡啶衍生物 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）
N N
吡啶
喹诺里西啶
17
二、分类 ㈢碱 actinidine
OMe CN
NO Me
蓖麻碱 ricinine
NH N O
金雀花碱 cytisine
18
二、分类 ㈢吡啶衍生物
治白血病和直肠癌
4 3
N2 1
喹啉
内酯结构 成盐溶于水
碱化开环
22
二、分类
原小檗碱型 protoberberine
29
三、理化性质（一）一般性质
6.溶解度 (1)游离碱
类别 非酚性
极性 溶解性 H2O CHCl3 H+ OH较弱 脂溶性 — + + —
季铵碱
强 水溶性 + — + +
氮氧化物 半极性 中等水溶 + ± + +
两性: Ar-OH 较弱 脂溶性 — -COOH 强 水溶性 +
N H
吡咯
N H
四氢吡咯
重要的分：简单的吡咯衍生物
吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）
吲哚里西啶衍生物。
13
二、分类 ㈡吡咯衍生物 简单的吡咯衍生物
O
N
N
Me
Me
红古豆碱 cuscohygrine
（无活性）
OCOMe O
O
N
N
Me
Me
红古豆苦杏仁酸酯 （有活性）
似阿托品药物 的散瞳等作用 14
二、分类
16
二、分类 ㈢吡啶衍生物 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。 分：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）
N N
吡啶
喹诺里西啶
17
二、分类 ㈢碱 actinidine
OMe CN
NO Me
蓖麻碱 ricinine
NH N O
金雀花碱 cytisine
18
二、分类 ㈢吡啶衍生物
治白血病和直肠癌
4 3
N2 1
喹啉
内酯结构 成盐溶于水
碱化开环
22
二、分类
原小檗碱型 protoberberine
第十章生物碱-PPT资料83页
现代药理实验证明，槟榔有驱 虫、抗病毒和真菌等作用。
（二）吲哚里西啶类 为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。
主要分布于大戟科一叶萩属植物中。如：一叶萩 碱对中枢神经系统有兴奋作用。
O
HO
N
吲哚里西啶
N
一叶萩碱
一叶萩碱
O HO N
叶、嫩枝、花、果
（三）喹诺里西啶类
由两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生
味： 生物碱多具苦味。 颜色： 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗
槟榔碱
COOH N CH3
槟榔次碱
槟榔
来源：棕榈科的干燥成熟种子
有杀虫、破积、下气、行水的 功效，是我国名贵的“四大南 药”之一。主治虫积，食积、 气滞、痢疾、驱蛔、外治青光 眼，嚼吃起兴奋作用。
槟榔果实中含有多种人体所需 的营养元素和有益物质，如脂 肪、槟榔油、生物碱、儿茶素、 胆碱等成分。是历代医家治病 的药果。
巴痢疾药物。将石蒜碱结构进行
改造，制成石蒜内铵盐 (AT-180) 腹腔注射，不仅能抑制癌细胞生
OH HO
H
长，而且还能杀死癌细胞。临床 O 上主要用于消化系统肿瘤，如胃 O
HN
癌、肝癌、食管子癌，也可用恶
性淋巴瘤、肺癌、子宫癌等。
（四）吐根碱类 分布于茜草科、八角枫科植 物中。代表性化合物：1-吐根碱(1-emetine)。
单萜类生物碱：龙胆科 倍半萜类生物碱：石斛科 二萜生物碱：毛茛科（如乌头碱）
OH OMe
N HO
OAc
MeO OMe
OMe
O OH
乌头碱
龙胆
石斛
乌头
七、甾体类生物碱
本类生物碱都具有 甾体母核，但氮原子均不 在甾体母核内。
（二）吲哚里西啶类 为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。
主要分布于大戟科一叶萩属植物中。如：一叶萩 碱对中枢神经系统有兴奋作用。
O
HO
N
吲哚里西啶
N
一叶萩碱
一叶萩碱
O HO N
叶、嫩枝、花、果
（三）喹诺里西啶类
由两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生
味： 生物碱多具苦味。 颜色： 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗
槟榔碱
COOH N CH3
槟榔次碱
槟榔
来源：棕榈科的干燥成熟种子
有杀虫、破积、下气、行水的 功效，是我国名贵的“四大南 药”之一。主治虫积，食积、 气滞、痢疾、驱蛔、外治青光 眼，嚼吃起兴奋作用。
槟榔果实中含有多种人体所需 的营养元素和有益物质，如脂 肪、槟榔油、生物碱、儿茶素、 胆碱等成分。是历代医家治病 的药果。
巴痢疾药物。将石蒜碱结构进行
改造，制成石蒜内铵盐 (AT-180) 腹腔注射，不仅能抑制癌细胞生
OH HO
H
长，而且还能杀死癌细胞。临床 O 上主要用于消化系统肿瘤，如胃 O
HN
癌、肝癌、食管子癌，也可用恶
性淋巴瘤、肺癌、子宫癌等。
（四）吐根碱类 分布于茜草科、八角枫科植 物中。代表性化合物：1-吐根碱(1-emetine)。
单萜类生物碱：龙胆科 倍半萜类生物碱：石斛科 二萜生物碱：毛茛科（如乌头碱）
OH OMe
N HO
OAc
MeO OMe
OMe
O OH
乌头碱
龙胆
石斛
乌头
七、甾体类生物碱
本类生物碱都具有 甾体母核，但氮原子均不 在甾体母核内。
生物碱生物合成课件见902
2、 托品类或颠茄烷类生物碱(tropanes, B)
3、 吡咯里西丁类或吡咯丁类生物碱(pyrrolizidines, C)
O N
CH3 R H O O CH3 N CH3 H O O C C OH OH C OH CH N
N CH 3
A
B
N
N RCHຫໍສະໝຸດ ONCH 3红古豆碱
H O O C OHH 3C CH
+ A +
NR' R R
CH2CH2COCOOH
R
CHO
CO2H NH2
D +
CHO
R N
E
12、苯乙基四氢异喹啉类(D) 13、苄基苯乙胺类(E) 14、吐根碱类(F)
C F
O
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
HO NMe NHCOCH3 O OH MeO MeO HO MeO O R N Me MeO
O
OCH3
乌头碱 R
B(C22)
R11 R2
=R3=OH
R3
R2=Bz
H NHMe OH
O
O
O OAc N
A(C8) H 2N HO H
交让木碱
环氧黄杨木己碱
O
O
B(C22) O OAc N OH
第三节
生物碱的分类、生源关系及其分布
A(C8) H 2N HO
H 来源于甾体类的生物碱（与萜类生物碱统称伪生物碱）
(0)
O
2
OH
CH3COOH N H OH
N H
O
29
冉特可林酮
喹啉类生物碱
丫啶酮类生物碱
第三节
第十章生物碱_PPT幻灯片
• 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。
• 【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
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。
• 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。
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
生物碱的生物合成PPT课件
不包括：低分子胺类（如甲胺、乙胺等）、 氨基酸、氨基糖、肽类（除肽类生物碱如 麦角克碱ergocristine等）、蛋白质、核酸、 核苷酸、卟啉类（porphyrines）和维生素等。
• Question: 何谓生物碱？
• 2、生物碱是含负氧化态氮原子、存在于 生物有机体中的环状化合物。但不包括 小分子的环状胺类。
碱类生物碱，如ergometrine, ergotamine等。 本类主要分布于麦角菌类。
• D. monoterpenoid indoles alkaloids: 本类是最 重要的来源于色氨酸的生物碱，已发现1100 多种。
单萜吲哚类生物碱 如: reserpine （注意编号！）
（2）bisindole alkaloids: 如长春碱(vinblstine, VLB）、长春新碱(vincristine,VCR）等：
3.3.1 生物碱的分类
• 生物碱的分类主要有3种方法： • （1）根据来源分类 • （2）根据化学结构类别分类 • （3）根据生源关系结合化学结构类别分类
3.3.2 生物碱的生源关系
3.3.2.1 来源于鸟氨酸的生物碱
主要包括吡咯类（A）、托品类（B）和吡咯里西丁 类（C）
托品类:Biblioteka 吡咯里西丁类:3.4 生物碱的理化性质
3.4.1 性状 3.4.2 旋光性 3.4.3 溶解度 3.4.4 生物碱的检识 3.4.5 生物碱的化学性质和反应
3.4.1 性状
• 绝大多数生物碱由C、H、O、N组成，极少数分 子含有Cl、S等元素；
• 多数生物碱呈结晶形粉末，少数为液体，如烟碱、 毒芹碱等；某些液体生物碱可随水蒸气蒸馏而逸 出；
3.3.2.4 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
• Question: 何谓生物碱？
• 2、生物碱是含负氧化态氮原子、存在于 生物有机体中的环状化合物。但不包括 小分子的环状胺类。
碱类生物碱，如ergometrine, ergotamine等。 本类主要分布于麦角菌类。
• D. monoterpenoid indoles alkaloids: 本类是最 重要的来源于色氨酸的生物碱，已发现1100 多种。
单萜吲哚类生物碱 如: reserpine （注意编号！）
（2）bisindole alkaloids: 如长春碱(vinblstine, VLB）、长春新碱(vincristine,VCR）等：
3.3.1 生物碱的分类
• 生物碱的分类主要有3种方法： • （1）根据来源分类 • （2）根据化学结构类别分类 • （3）根据生源关系结合化学结构类别分类
3.3.2 生物碱的生源关系
3.3.2.1 来源于鸟氨酸的生物碱
主要包括吡咯类（A）、托品类（B）和吡咯里西丁 类（C）
托品类:Biblioteka 吡咯里西丁类:3.4 生物碱的理化性质
3.4.1 性状 3.4.2 旋光性 3.4.3 溶解度 3.4.4 生物碱的检识 3.4.5 生物碱的化学性质和反应
3.4.1 性状
• 绝大多数生物碱由C、H、O、N组成，极少数分 子含有Cl、S等元素；
• 多数生物碱呈结晶形粉末，少数为液体，如烟碱、 毒芹碱等；某些液体生物碱可随水蒸气蒸馏而逸 出；
3.3.2.4 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
第四章生物碱-187页PPT精品文档
酚性生物碱也能溶于碱水溶液，因而具有两性反应。 例如，吗啡既能与酸结合成盐又能与苛性碱成盐。季胺 类生物碱一般能溶于水，属水溶性生物碱，提取时应特 别注意。
三、生物碱的性质与鉴别
一) 性状：多由C，H，O，N组成（少数有Cl，S）； 多为无色晶体，少数为液体（烟碱，毒芹碱），个别 有挥发性（麻黄碱，槟榔碱）；升华性（咖啡因）； 多具苦味（盐酸小檗碱）；多数无色，少数具高度共 轭体系的有颜色，小檗碱（黄色），蛇根碱（黄色）， 小檗红碱（红色）。
杂化度，诱导效应，诱导-场效应，共轭效应，空间效 应以及分子内氢键形成等有关。 （1）N原子杂化度：
氰基（CN）（sp）中性，吡啶（pKa5.17）（sp2）， 2-甲基-甲基-吡咯（pKa10.26）（sp3）
三、生物碱的性质与鉴别
（1）N原子杂化度：
（2）诱导效应： N原子上电荷密度受供电基和吸电基诱导效应的影响 ①N上连接的基团为供电基团（烷基）则碱性增强。甲
第一章 概论 第二章 天然产物的提取分离 第三章 结构研究中常用的波谱技术 第四章 生物碱 第五章 单萜 第六章 倍半萜类 第七章 昆虫激素与信息素 第八章 二萜类化合物 第九章 皂萜
第四章
第一节 概 述
生物碱一般是指植物中的含氮有机化合物(蛋白质、 肽类、氨基酸及维生素B除外)。现在，除植物以外，人 们从海洋生物、微生物、真菌及昆虫的代谢产物中发现 了不少含氮化合物。有时也称它们为生物碱。因此广义 地讲，生物界所有含氮的有机化合物都可称为生物碱 (alkaloid) 。
三、生物碱的性质与鉴别
三）溶解度: 游离碱及其盐类溶解度与N的存在形式,有 无和有几个极性基团,以及溶剂等有关。N原子存在 形式：仲胺，叔胺具亲脂性，溶有机溶剂；季铵碱 （小檗碱，益母草碱甲），N-氧化物（氧化苦参碱） -溶于水。液体生物碱（烟碱）溶于水。具酸性基团 （酚OH，COOH）（两性生物碱）（药根碱）--溶 于稀碱水，生物碱盐易溶于水（盐酸小檗碱难溶于 水）。
三、生物碱的性质与鉴别
一) 性状：多由C，H，O，N组成（少数有Cl，S）； 多为无色晶体，少数为液体（烟碱，毒芹碱），个别 有挥发性（麻黄碱，槟榔碱）；升华性（咖啡因）； 多具苦味（盐酸小檗碱）；多数无色，少数具高度共 轭体系的有颜色，小檗碱（黄色），蛇根碱（黄色）， 小檗红碱（红色）。
杂化度，诱导效应，诱导-场效应，共轭效应，空间效 应以及分子内氢键形成等有关。 （1）N原子杂化度：
氰基（CN）（sp）中性，吡啶（pKa5.17）（sp2）， 2-甲基-甲基-吡咯（pKa10.26）（sp3）
三、生物碱的性质与鉴别
（1）N原子杂化度：
（2）诱导效应： N原子上电荷密度受供电基和吸电基诱导效应的影响 ①N上连接的基团为供电基团（烷基）则碱性增强。甲
第一章 概论 第二章 天然产物的提取分离 第三章 结构研究中常用的波谱技术 第四章 生物碱 第五章 单萜 第六章 倍半萜类 第七章 昆虫激素与信息素 第八章 二萜类化合物 第九章 皂萜
第四章
第一节 概 述
生物碱一般是指植物中的含氮有机化合物(蛋白质、 肽类、氨基酸及维生素B除外)。现在，除植物以外，人 们从海洋生物、微生物、真菌及昆虫的代谢产物中发现 了不少含氮化合物。有时也称它们为生物碱。因此广义 地讲，生物界所有含氮的有机化合物都可称为生物碱 (alkaloid) 。
三、生物碱的性质与鉴别
三）溶解度: 游离碱及其盐类溶解度与N的存在形式,有 无和有几个极性基团,以及溶剂等有关。N原子存在 形式：仲胺，叔胺具亲脂性，溶有机溶剂；季铵碱 （小檗碱，益母草碱甲），N-氧化物（氧化苦参碱） -溶于水。液体生物碱（烟碱）溶于水。具酸性基团 （酚OH，COOH）（两性生物碱）（药根碱）--溶 于稀碱水，生物碱盐易溶于水（盐酸小檗碱难溶于 水）。
第九章 生物碱 PPT课件
N CH3
7 5 1 4 2
CH2OH
3
6
OCO
CH
H N CH3 OCO
CH2 OH C H
HO
H N CH3 OCO
CH2 OH C H
莨菪碱（阿托品）
H O N CH3 OCO
山莨菪碱 anisodamine
CH2 OH C H
东莨菪碱 scopolamine
（三）吡咯里西丁类生物碱
Me Me O H N Me OH OH O O
藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱 菌类植物如麦角菌等少数植物含有生物碱 1.在系统发育较低级的类群中 生物碱分布较少或无 植物界 地衣、苔藓类中仅发现少数简单的吲哚类生物碱 蕨类中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复杂的 生物碱集中分布在小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科 石松科等植物中 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、
胡椒碱
槟榔碱
槟榔次碱
天然药物化学
（二） 吲哚里西啶类
为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。又分为简 单吲哚里西啶和一叶萩碱两类，主要分布于大戟科一叶萩属 植物中。如存在于一叶萩中的一叶萩碱中枢神经系统有兴奋 作用。
O
HO
N
N
吲哚里西啶
一叶萩碱
天然药物化学
（三）喹诺里西啶类
生源上前体物为赖氨酸衍生的戊二胺。本类生物碱是 由两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生物。主要分布 于豆科、石松科和千屈菜科。代表性化合物如苦参中的苦 参碱(matrine)氧化苦参碱(oxymatrine)等。
天然药物化学-生物碱PPT精选课件
生物碱 Alkaloids
1
基本内容
• 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 • 生物碱的主要物理化学性质， • 碱性强弱的影响因素及判断方法、 • 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。 • 生物碱的提取分离方法原理。 • 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有 30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为1015%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可 待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约 3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、 麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在 我国北方干旱地区。麻黄作为一种传 统中药材，至今已有四千多年的应用 历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生 物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使 用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入 我国二类精神药物品进行管制。
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 • UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。
生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。
基本要求
• 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并 会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理； • 熟悉生物碱成盐过程特点。 • 了解生物碱的结构鉴定方法。
5
一、生物碱概述
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：
6
• 莨菪[làng dàng]
• 天仙子即茛菪。藏语称“茛 菪泽”。一年或二年生草本 植物。生于林边、田野、路 旁等处，有少量栽培。干燥 的成熟种子可入药，于夏、 秋间采摘炮制。其性温，味 苦辛，入心、胃、肝三经， 有毒，具有定痫、止痛的功 效，常用于治疗癫狂、风痹 厥痛、喘咳、胃痛、久痢、 脱肛、痈肿、恶疮等症。
1
基本内容
• 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 • 生物碱的主要物理化学性质， • 碱性强弱的影响因素及判断方法、 • 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。 • 生物碱的提取分离方法原理。 • 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有 30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为1015%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可 待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约 3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、 麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在 我国北方干旱地区。麻黄作为一种传 统中药材，至今已有四千多年的应用 历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生 物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使 用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入 我国二类精神药物品进行管制。
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 • UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。
生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。
基本要求
• 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并 会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理； • 熟悉生物碱成盐过程特点。 • 了解生物碱的结构鉴定方法。
5
一、生物碱概述
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：
6
• 莨菪[làng dàng]
• 天仙子即茛菪。藏语称“茛 菪泽”。一年或二年生草本 植物。生于林边、田野、路 旁等处，有少量栽培。干燥 的成熟种子可入药，于夏、 秋间采摘炮制。其性温，味 苦辛，入心、胃、肝三经， 有毒，具有定痫、止痛的功 效，常用于治疗癫狂、风痹 厥痛、喘咳、胃痛、久痢、 脱肛、痈肿、恶疮等症。
生物碱优秀PPT课件学习PPT教案
pKa 10~5~6源自0~1N吡啶
pka= 5.2 ( SP2 )
N H
胡椒啶
pka = 11.2 ( SP3 )
2.诱导效应
1）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。 2）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 CH CH3
CH CH CH3
（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀） （2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量>50%；
（当醇含量>50%时可使沉淀溶解） （3）沉淀试剂不易加入多量。
（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）
结果判断： 1、需要用三种以上生物碱沉淀试剂 2、氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等 + 沉淀试剂—
— 沉淀（假阳性）
碘-碘化钾 碘化铋钾 碘化汞钾
溶解）
硅钨酸 苦味酸 雷氏铵盐
性复盐）
KI-I2 BiI3KI HgI22KI
SiO212WO3 2,4,6-三硝基苯酚
硫氰酸铬铵试剂
棕褐色沉淀 红棕色沉淀 类白色沉淀（若加过量试剂，沉淀又被
乳白色 黄色 紫红色（能与季铵型生物碱生成难溶
沉淀反应条件 （1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；
麻黄碱
有(1机R,胺2S类)
挥发性
OH CH CH CH3
NHCH3
伪麻黄碱
(1S,2S)
一、有机胺类
MeO
Me
MeO
OMe
NHCOCH3 HO
MeO O
NH COO(CH2)4 NH
NH2
OMe
益母草碱
秋水仙碱（酰胺类） colchicine
治疗急性痛风，并有
第-十-章-生-物-碱ppt课件
§9 第 九 章
生物碱
本章内容
§9－1 概述 §9－2 生物碱生物合成的 基本原理 §9－3 生物碱的分类 §9－4 生物碱的理化性质 §9－5 生物碱的提取与分离 §9－6 生物碱的特殊鉴别反应及各论
§9－1 概述
一、生物碱的含义 二、生物碱的分布 三、生物碱的存在形式
一、生物碱的含义
（一）含义——天然的含氮有机化合物 （不包括Vb、pro、aa、小分子有机胺、核酸、核苷酸类） （二）有显著的生理活性：
MeOH、Me2CO；不溶难溶于低极性 有机溶剂，如：CHCL3、苯等。 （1）某些生物碱盐可溶于CHCL3 如： 奎宁碱/（中性盐、一元基盐）、
高石蒜碱/HCL等
（2）某些生物碱盐难溶于水 如：小檗
碱/HCL、 麻黄碱/ 草酸、
高石蒜碱/HCL等。
（3）具有酸碱两性的生物碱既溶于酸， 又可溶于碱水溶液。
分子中含 －COOH 可溶于5％NaHCO3 如水苏碱； Ph－OH 可溶于NaOH 如 吗啡
（4）具有内酯、内酰胺结构的生物碱— — 加碱开环；加酸环合
如喜树碱 如苦参碱
加热
O
O 5％NaOH
OH COO
H
H2O
加热
N
O 5％NaOH
NH COO
H
H2O
（5）极弱碱（嘌呤类、酰胺类、吲哚类） 不易与酸成盐，其酸水液不需碱化，即 可被氯仿提出。
三、溶解度
（一）亲脂性生物碱（大多数为叔胺、仲胺类生物碱） 1 、 游 离 生 物 碱 — — 多 数 溶 于 MeOH 、 EtOH 、 Me2CO 、 Et2O 、 C溶6解H6度、最CH好C）L3。等亲脂性溶剂,难溶于H2O、碱水（尤其在氯仿中的
生物碱
本章内容
§9－1 概述 §9－2 生物碱生物合成的 基本原理 §9－3 生物碱的分类 §9－4 生物碱的理化性质 §9－5 生物碱的提取与分离 §9－6 生物碱的特殊鉴别反应及各论
§9－1 概述
一、生物碱的含义 二、生物碱的分布 三、生物碱的存在形式
一、生物碱的含义
（一）含义——天然的含氮有机化合物 （不包括Vb、pro、aa、小分子有机胺、核酸、核苷酸类） （二）有显著的生理活性：
MeOH、Me2CO；不溶难溶于低极性 有机溶剂，如：CHCL3、苯等。 （1）某些生物碱盐可溶于CHCL3 如： 奎宁碱/（中性盐、一元基盐）、
高石蒜碱/HCL等
（2）某些生物碱盐难溶于水 如：小檗
碱/HCL、 麻黄碱/ 草酸、
高石蒜碱/HCL等。
（3）具有酸碱两性的生物碱既溶于酸， 又可溶于碱水溶液。
分子中含 －COOH 可溶于5％NaHCO3 如水苏碱； Ph－OH 可溶于NaOH 如 吗啡
（4）具有内酯、内酰胺结构的生物碱— — 加碱开环；加酸环合
如喜树碱 如苦参碱
加热
O
O 5％NaOH
OH COO
H
H2O
加热
N
O 5％NaOH
NH COO
H
H2O
（5）极弱碱（嘌呤类、酰胺类、吲哚类） 不易与酸成盐，其酸水液不需碱化，即 可被氯仿提出。
三、溶解度
（一）亲脂性生物碱（大多数为叔胺、仲胺类生物碱） 1 、 游 离 生 物 碱 — — 多 数 溶 于 MeOH 、 EtOH 、 Me2CO 、 Et2O 、 C溶6解H6度、最CH好C）L3。等亲脂性溶剂,难溶于H2O、碱水（尤其在氯仿中的
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• 生物碱的生物合成涉及环合反应、C-N 键和C-C键的裂解反应以及某些重排、取代 基的形成、增减、消除、转化等。
• 生物碱骨架类型的形成与转化的生物化 学本质是生物体在其本身存在的酶的参与 下所发生的C-C键、C-N键、C-O键的形成 与裂解。
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7
3.3 生物碱的分类、生源关系及分布
C 喹诺里西丁类(quinolizidines)生物碱
3.3.2.3 来源于邻氨基苯甲酸的生物碱
3.3.2.4 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱
A 苯丙胺类(phenylalkylamines)生物碱
B 四氢异喹啉类(tetrahydroisoquinolines)生物碱
C 苄基四氢异喹啉类生物碱 (benzyltetrahydroisoquinolines)
• （3）生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物 类群中；
• （4）越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群 就越窄。
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生物碱在天然药物中的存在形式
• （1）游离碱 • （2）盐类 • （3）酰胺类 • （4）N-氧化物 • （5）亚胺（C=N） • （6）烯胺等
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3.4 生物碱的理化性质
• 2、生物碱包括经典定义中例外的某些化合 物，如秋水仙碱、胡椒碱(piperine)、苯丙胺 类(如麻黄碱)和嘌呤类（如咖啡因）等。
3.2 生物碱的生物合成
• 生物合成的研究表明存在于植物界的上 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。与生物碱生物合 成有关的主要氨基酸有鸟氨酸、脯氨酸、 赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻 氨基苯甲酸、组氨酸和烟酸等。
Chapter 3
Alkaloids
目录
• 3.1 概论
• 3.2 生物碱的生物合成
• 3.3 生物碱的分类、生源关系及分布
• 3.4 生物碱的理化性质
• 3.5 生物碱的提取和分离
• 3.6 生物碱的结构签定与测定
• 练习题
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3.1 概述
• Definition: • 1、生物碱是天然产的含氮有机化合物。但
不包括：低分子胺类（如甲胺、乙胺等）、 氨基酸、氨基糖、肽类（除肽类生物碱如 麦角克碱ergocristine等）、蛋白质、核酸、 核苷酸、卟啉类（porphyrines）和维生素等。
• Question: 何谓生物碱？
• 2、生物碱是含负氧化态氮原子、存在于 生物有机体中的环状化合物。但不包括 小分子的环状胺类。
3.3.2.6 来源于萜类的生物碱
• A. monoterpenoid alkaloids • B. sesqueterpenoid alkaloids: 如dendrobine等。
C. diterpenoid alkaloids: 如aconitine等
D. triterpenoid alkaloids: 如交让木碱
• 负氧化态氮包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、 酰胺(-3)化合物，但排除含硝基(+3)和亚 硝基(+1)的化合物，如马兜铃酸 (aristolochic acid)等。
• 绝大多数生物碱的英文名称均以-ine结尾。
Notes:
• 1、生物有机体是从实用考虑将其局限于植 物、动物和其它生物有机体，而排除上述 定义中所限制的所有化合物。
生源关系：苄基四氢异喹啉（A）类是最重要的生源前 体物。A经次级环合、C-N键和C-C键裂解等反应，可 直接形成其它类生物碱。此外，原绿刺酮碱类也是一 个重要分支点。
D 苯乙基四氢异喹啉类 （phenethyltetrahydroisoquinolines）生物碱
3.3.2.5 来源于色氨酸的生物碱
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3.3.2.1 来源于鸟氨酸的生物碱
主要包括吡咯类（A）、托品类（B）和吡咯里西丁 类（C）
托品类:
吡咯里西丁类:
3.3.2.2 来源于赖氨酸的生物碱
主要包括哌啶类(A)、吲哚里西丁类(B)和喹诺 里西丁类（C）
A 哌啶类(piperidines)生物碱
B 吲哚里西丁类(indolizidines)生物碱
• 3.3.1 生物碱的分类 • 3.3.2 生物碱的生源关系 • 3.3.3 生物碱的分布
3.3.1 生物碱的分类
• 生物碱的分类主要有3种方法： • （1）根据来源分类 • （2）根据化学结构类别分类 • （3）根据生源关系结合化学结构类别分类
பைடு நூலகம்
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9
3.3.2 生物碱的生源关系
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3.4.1 性状 3.4.2 旋光性 3.4.3 溶解度 3.4.4 生物碱的检识 3.4.5 生物碱的化学性质和反应
3.4.1 性状
• 绝大多数生物碱由C、H、O、N组成，极少数分 子含有Cl、S等元素；
• 多数生物碱呈结晶形粉末，少数为液体，如烟碱、 毒芹碱等；某些液体生物碱可随水蒸气蒸馏而逸 出；
• 本类生物碱又称吲哚类（indoles）生物碱， 约占已知生物碱的1/4.
• A. simple indoles alkaloids:
• B. simple β-carbolines alkaloids • C. semiterprenoid indoles alkaloids：又称麦角
碱类生物碱，如ergometrine, ergotamine等。 本类主要分布于麦角菌类。 • D. monoterpenoid indoles alkaloids: 本类是最 重要的来源于色氨酸的生物碱，已发现1100 多种。
单萜吲哚类生物碱 如: reserpine （注意编号！）
（2）bisindole alkaloids: 如长春碱(vinblstine, VLB）、长春新碱(vincristine,VCR）等：
（3）与单萜吲哚类有关的生物碱，如喜树碱类 (camptothecines), 金鸡宁类(cinchonines)生物碱
3.3.2.7 来源于甾体的生物碱
• 本类被认为是天然甾体的含氮的简单衍生 物，又与萜类生物碱统称为伪生物碱。
3.3.3 生物碱的分布
• （1）在系统发育较低级的类群（如藻类、菌类、 地衣类、蕨类植物等）中，生物碱分布较少 或无；
• （2）生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物 类群（裸子植物、尤其是被子植物）中；