天然药物化学第3章_生物碱

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）。
长春花-长春碱 本品系由夹竹桃科植物长春花中提出的 一种生物碱，为细胞周期特异性抗肿瘤 药。作用于G1、S及M期，并对M期有延 缓作用。 能干扰增殖细胞纺锤体的形成， 使有丝分裂停止于中期。并有免疫抑制 作用。
对何杰金氏病、绒毛膜 上皮癌疗效较好， 对急性白血病、乳腺癌、卵巢癌、睾丸 癌、头颈部癌、口咽部癌、单核细胞白 血病均有一定疗效。 对淋巴肉瘤、网状 细胞肉瘤、肾母细胞瘤、恶性黑色素瘤 也有效。
生物界
2.生物碱集中分布在系统 发育较高级的类群中
CH3
动物界：极少
CH2 N
CH2
N CH3
三、生物碱的存在形式 1.游离碱：碱性极弱，以游离的形式存在。 2.盐 类：与其成盐的有机酸有：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.酰 胺：如秋水仙碱、喜树碱等。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余 种。

吗啡会引起恶心、呕吐，还可以使瞳孔缩小。 中毒时瞳孔极度缩小，被称为针尖样瞳孔，是 诊断吗啡中毒的重要体征。吗啡中毒主要特征 为意识昏迷、针尖样瞳孔、呼吸深度抑制、紫 绀及血压下降。吗啡有强大的止痛作用，但它 却比阿片更易使人上瘾，因而成为毒品。通常 连续用药一周以上即可上瘾。吗啡成瘾者常用 针剂皮下或静脉注射，寻求快感，或避免断药 后的痛苦。从静脉注射吗啡，它有一种强烈的 欣快，这种药理学特性，是产生滥用和上瘾的 主要根源。
紫杉醇

紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代 谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进 微管聚合和稳定已聚合微管的药物。细胞接触 紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微 管的积累干扰了细胞的各种功能，特别是使细 胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常 分裂。 通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用 于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素 瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。


生物碱的生理活性与其旋光性有关。通 常左旋体的生理活性比右旋体强。
ห้องสมุดไป่ตู้

如乌头中存在的左旋去甲乌头碱具有强 心作用，但存在于其它植物中右旋去甲 乌头碱则无强心作用。
又如左旋莨菪碱的扩瞳作用较右旋体强 100倍等。也有少数生物碱右旋体的生理 活性较左旋体强，如右旋古柯碱的局部 麻醉作用强于左旋体古柯碱。
末状；少数生物碱为液体状态，这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。
2．味道：大多数生物碱具苦味，少数生物碱具有其它
味道，如甜菜碱为甜味。
3 ．颜色：绝大多数生物碱无色，仅少数具有较长共轭
体系结构的生物碱呈不同的颜色。如小檗碱和蛇根碱显 黄色，小檗红碱显红色。
N H 3C
吴茱萸碱
半萜吲哚类
H CH 2OH CONH Me N Me
N H
麦角新碱 ergonovine ergometrine
单萜吲哚类
MeO
N H H H H3OOC
N H OMe O CO OMe OMe OMe
利血平
第二节 生物碱的理化性质
（一）性状
1．形态：多数生物碱呈结晶形固体，有些为非晶形粉
黄连-小檗碱 小檗碱又称黄连素。一种常见的异喹啉 生物碱。它存在于小檗科等四个科十个 属的许多植物中。1826年首次获得。 小檗碱为一种季铵生物碱。从乙醚中可 析出黄色针状晶体；熔点145°C；溶于 水，难溶于苯、乙醚和氯仿。其盐类在 水中的溶解度都比较小，例如盐酸盐为 1∶500，硫酸盐为1:30。
常见生物碱举例
鸦片-吗啡 罂粟是二年生草本植物，花有红、紫、白等色， 果实为球形，未成熟果实中有白浆，是制鸦片 的原料。罂粟的原产地并不是中国，罂粟及其 制品传入中国始于唐代。 阿片一词来自希腊文 OPium，是浆汁之意，是罂粟科植物罂粟的未 成熟蒴果切开口后流出的液汁干燥而成，又称 鸦片、乌烟、大烟土、阿芙蓉、大烟。小剂量 的阿片具有镇痛、镇咳、止泻等药用功能。
2、支气管：松弛支气管平滑肌，其α效应 尚可使支气管粘膜血管收缩，减轻充血 水肿，有利于改善小气道阻塞。但长期 应用反致粘膜血管过度收缩，毛细血管 压增加，充血水肿反加重。此外，α效应 尚可加重支气管平滑肌痉挛。
3、中枢神经系统：兴奋大脑皮层和皮层下 中枢，产生精神兴奋、失眠、不安和震 颤等 麻黄碱由于其光学性质的不同，分为麻黄 碱与伪麻黄碱，其药理作用相差很大， 要注意区分。
麻黄-麻黄碱 药理作用 ：可直接激动肾上腺素受体，也可通 过促使肾上腺素神经末梢释放去甲肾上腺素而 间接激动肾上腺素受体，对α和β受体均有激动 作用。具有以下作用：1、心血管系统：使皮 肤、粘膜和内脏血管收缩，血流量减少；冠脉 和脑血管扩张，血流量增加。用药后血压升高， 脉压加大。使心收缩力增强，心输出量增加。 由于血压升高反射性地兴奋迷走神经，故心率 不变或稍慢。

吗啡是从鸦片中提取的生物碱，是鸦片 中起主要药理作用的成分。它为白色针 状结晶或结晶性粉末，有苦味，遇光易 变质，溶于水，略溶于乙醇。具有强大 的止痛作用，对各种疼痛都有镇痛效果。
临床上主要用于外科手术和外伤性剧痛、 晚期癌症剧痛等，也用于心绞痛发作时 止痛和镇静作用。并有抑制呼吸作用， 可以减轻病人呼吸困难的痛苦。如果用 量过大可致呼吸缓慢，甚至出现呼吸麻 痹，是吗啡中毒致死的直接原因。分娩 止痛禁用吗啡，是为了避免新生儿呼吸 被抑制。

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。
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 NH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 NH2CH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类 来源于氨基酸 生 物 碱 CH2CH2COOH NH2 CH2CH2COOH NH2 HO 来源于色氨酸：吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类 COOH NH2 来源于邻氨基苯丙氨酸/酪氨酸：苯丙胺类 异喹啉类 苄基异喹啉类 苯乙基异喹啉类 苄基苯乙胺类 吐根碱类
天然药物化学基础
第三章 生物碱
概 述
一、生物碱的定义 指生物体内的一类含氮的有机化合物；
大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；
多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 多数有较强的生理活性。
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；
N 来源于异戊烯
来源于萜类：单萜类 倍半萜类 二萜类 三萜类
来源于甾体：孕甾烷（C21） 环孕甾烷（C24） 胆甾烷（C27）
请例出常见的杂化化合物
单杂环
双杂环
吡咯类生物碱
O N N Me
N H
N H
Me
吡咯
四氢吡咯
红古豆碱 cuscohygrine
托品类生物碱（莨菪烷类）
N CH3
H N CH3 H
H3C
N
H H H
H
莨菪烷
H N CH 3 OCO
CH 2OH C H
HO
H N CH3 OCO
CH2OH C H
莨菪碱（阿托品）
H O N CH3 OCO
山莨菪碱 anisodamine
CH2OH C H
东莨菪碱 scopolamine
哌啶类生物碱
COOCH3
N H
哌啶
N CH3
槟榔碱
喹啉类生物碱
（二）旋光性

凡是具有手性碳原子或本身为手性分子的 生物碱，则具有旋光性。反之则无，如小 檗碱没有旋光性。 生物碱的旋光性受溶剂、pH等因素的影响。 如麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，而在水中 则呈右旋光性；烟碱在中性条件下呈左旋 光性，而在酸性条件下则呈右旋光性；有 的生物碱游离状态与其成盐状态的旋光性 也有不同，如长春碱游离时为右旋光性， 其硫酸盐为左旋光性。
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
小檗碱（黄连素） berberine
药根碱 jatrorrhizine
简单吲哚类生物碱
4 5 6 7 1 N H 3 2
吲哚
色胺吲哚类
N N O
（三）溶解性

生物碱类成分的结构复杂，其溶解性有 很大差异，与其分子中N原子的存在形式、 极性基团的有无、数目以及溶剂等密切 相关。 可分为以下几种情况。

1．亲脂性生物碱的溶解性
这类生物碱的数目较多，绝大多数叔胺碱和仲胺碱 属于亲脂性生物碱。 （1）游离生物碱


易溶于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂，尤其在氯 仿中的溶解度较大；可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯 等有机溶剂；难溶或不溶于水。 易溶于水，其无机盐在水中的溶解度大于有机酸盐；可溶 于甲醇、乙醇；难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。 少数生物碱盐的溶解性不符合一般规律。如奎宁、奎宁尼 丁、辛可宁、吐根酚碱等生物碱的盐酸盐可溶于氯仿，麻 黄碱草酸盐难溶于水。
5 6 7 8 N 1
N N OH
4 3 2
O O O
喹 啉
喜树碱 camptothecine
苯丙胺类生物碱
OH
CH OH
CH CH3 NHCH3
CH CH
CH3
NHCH3
麻黄碱
(1R,2S)
伪麻黄碱
(1S,2S)
ephedrine
pseudoephedrine
吗啡烷类生物碱
CH3 N CH3 N

1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和 沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长 在美国西部大森林中称谓太平洋杉 （Pacific Yew）树皮和木材中分离到了 紫杉醇的粗提物。 白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于 水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。

紫杉醇
生物碱的分类

有三种分类方法 （1） 按来源分类, （2） 按化学骨架分类, （3）按生 源结合化学分类。 绝大多数的生物碱属于杂环衍生物

4心血管糸统：小剂量由于兴奋迷走神经 中枢导致短暂的心率减慢；稍大剂量则 由于阻断迷走神经对心脏的控制使心率 加速；大剂量对小血管及毛细血管平滑 肌有直接作用，使血管扩张，增加重要 脏器的血流量，改善血液循环，用于治 疗休克。

5中枢神经糸统：兴奋延髓及大脑，临床 剂量0.5-1.0mg轻微兴奋呼吸中枢，中毒 剂量时呈现明显的中枢兴奋、不安、激 动、幼觉及谵妄等，更大剂量则先兴奋 后抑制，终至延髓麻痹而死。对损伤猴 的丘脑底部及中脑网状结构引起的震颤 有对抗作用。抑制猫前庭神经元的自发 和改变速度所引起的放电，即抑制前庭 神经元的兴奋性，具有止吐作用
藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱

二 生 物 碱 在 生 物 界 的 分 布
植物界
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 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、
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。