生物碱的课件
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生物碱-结构ppt课件
生
物
CH2CH2COOH
CH2CH2COOH
碱
NH2
HO
NH2
来源于色氨酸酸：吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类
来源于异戊烯
COOH
N
NH2
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）
15
常见氮杂环类生物碱基本母核类型：
NH
N H
NH
OH
CH3
萨苏里丁
具有降压作用
41
（二）苄基四氢异喹啉类生物碱
1.苄基四氢异喹啉类
HO
H3CO
HO
NH
HO
CH3 N
CH3
HO
去甲乌药碱
具有强心作用
HO
厚朴碱
42
2.双苄基四氢异喹啉类生物碱
Me N H
OMe MeO OMe MeO
MeO
OMe
MeO O
厚果唐松草碱
具有抗癌活性
N Me H
43
吡咯
四氢吡咯
N H
吲哚
N
吡咯里西丁
N
喹喏里西丁
N
吲哚里西丁
21
N H
蒎啶
N
吡啶
NH
N
咪唑
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
N
N
H
嘌呤类
22
O
N
N
噻嗪类
N
N
吡嗪
N
丫啶酮类
N
喹啉
N
异喹啉
23
N CH3
N
吗啡烷类
N
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PPT课件
（1）具有酚羟基或羧基的生物碱：具有酸、碱两性，故即可溶于酸 水，又可溶于碱水。
具有酚羟基的生物碱（又称酚性生物碱），可溶于氢氧化钠等强碱 性溶液，如吗啡；
具有羧基的生物碱，可溶于碳酸氢钠等弱碱溶液，如槟榔次碱。 （2）具有内酯或内酰胺结构的生物碱：在强碱性溶液中加热，其内 酯（或内酰胺）结构可开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后环合析出，如 喜树碱、苦参碱等。
第二节 生物碱
31 生物碱概述 2 生物碱的分布 3 生物碱的分类 4 生物碱的性质
35 生物碱的提取分离实例
.
1
一 基本内容：
生物碱的分布特点：
1.大多数在双子叶植物中，在植物中多集中在某一器官：金鸡纳生 物碱——金鸡纳树皮，麻黄碱——麻黄髓部，黄柏生物碱—— 黄柏树皮，三棵针生物碱——根皮。
2.不同植物体内生物碱的含量差别很大，但 一般都较低（1%以 下），通常把含量在 0.01%的植物称为生物碱植物。
（四）吲哚类生物碱 4.双吲哚类 双吲哚类是由两分子单吲哚类生物碱聚合而成的衍生 物，如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。
.
14
三、生物碱的分类及结构特征
（五）有机胺类生物碱 这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内，如麻黄中的
麻黄碱，秋水仙中的秋水仙碱，益母草中的益母草碱等。
.
15
二 生物碱的理化性质p46
.
5
三、生物碱的分类及结构特征
（三）异喹啉类生物碱
这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系，具有异喹啉或四氢异喹 啉的基本母核，在植物中分布广泛，数目较多。 1.简单异喹啉类 如鹿尾草中的降血压成分萨苏林，是四氢异喹啉 特征
2.苄基异喹啉类 苄基异喹啉类又分为1-苄基异喹啉类和双苄基异喹 啉类。 （1）1-苄基(苯甲基)异喹啉类：为异喹啉母核1位连有苄基的一类 生物碱。如罂粟中具解痉作用的罂粟碱，乌头中的强心成分去甲 乌药碱，厚朴中的厚朴碱等。
具有酚羟基的生物碱（又称酚性生物碱），可溶于氢氧化钠等强碱 性溶液，如吗啡；
具有羧基的生物碱，可溶于碳酸氢钠等弱碱溶液，如槟榔次碱。 （2）具有内酯或内酰胺结构的生物碱：在强碱性溶液中加热，其内 酯（或内酰胺）结构可开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后环合析出，如 喜树碱、苦参碱等。
第二节 生物碱
31 生物碱概述 2 生物碱的分布 3 生物碱的分类 4 生物碱的性质
35 生物碱的提取分离实例
.
1
一 基本内容：
生物碱的分布特点：
1.大多数在双子叶植物中，在植物中多集中在某一器官：金鸡纳生 物碱——金鸡纳树皮，麻黄碱——麻黄髓部，黄柏生物碱—— 黄柏树皮，三棵针生物碱——根皮。
2.不同植物体内生物碱的含量差别很大，但 一般都较低（1%以 下），通常把含量在 0.01%的植物称为生物碱植物。
（四）吲哚类生物碱 4.双吲哚类 双吲哚类是由两分子单吲哚类生物碱聚合而成的衍生 物，如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。
.
14
三、生物碱的分类及结构特征
（五）有机胺类生物碱 这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内，如麻黄中的
麻黄碱，秋水仙中的秋水仙碱，益母草中的益母草碱等。
.
15
二 生物碱的理化性质p46
.
5
三、生物碱的分类及结构特征
（三）异喹啉类生物碱
这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系，具有异喹啉或四氢异喹 啉的基本母核，在植物中分布广泛，数目较多。 1.简单异喹啉类 如鹿尾草中的降血压成分萨苏林，是四氢异喹啉 特征
2.苄基异喹啉类 苄基异喹啉类又分为1-苄基异喹啉类和双苄基异喹 啉类。 （1）1-苄基(苯甲基)异喹啉类：为异喹啉母核1位连有苄基的一类 生物碱。如罂粟中具解痉作用的罂粟碱，乌头中的强心成分去甲 乌药碱，厚朴中的厚朴碱等。
生物碱ppt课件
2．溶解性
（1）游离
水 酸水 碱水、甲（乙）醇、 乙醚 /CHCL3、 石油醚
亲脂性生物碱: -
+
-
+
+（++） +
亲水性生物碱: + + +
+
-
-
季铵碱:离子型 含N-O配位键:氧化苦参碱 小分子或液体生物碱:菸碱、麻黄碱、苦参碱 酰胺类生物碱:秋水仙碱、咖啡碱
两性生物碱:
含酚羟基（吗啡、青藤碱）NaOH + ； 隐性酚羟基（汉防己乙素）NaOH - ,脂溶性生物碱； 羧基生物碱（槟榔次碱）NaHCO3 +
少数以游离形式存在（主要是一些碱性 极弱的生物碱，如酰胺类生物碱）；
其他尚有以酯、苷及N→O化合物的形 式存在（乌头碱、氧化苦参碱）
第二节 生物碱的结构和分类
1．按植物来源分类: 黄连生物碱、苦参 生物碱
2．按化学结构类型分类: 喹啉类生物碱、 吲哚类生物碱等
3．按生源途径和化学结构类型分类
pKa9.58（碱性弱）
pKa9.74（碱性强）
常见生物碱碱性规律：
胍 > 季铵碱 > 烷胺类（仲胺，叔胺） > 芳胺类（芳杂环） > 酰胺类
（pKa 13.6） 小檗碱（11.5） 四氢异喹啉（9.5） 异喹啉（5.4） （pKa < 2）
共轭酸高度 离子型
SP3杂化
SP2杂化
P—π共轭
共振稳定性 类似无机碱 （无双键）
O
N
N H
6．组氨酸系生物碱 咪唑类生物碱：毛果芸香碱
N
H3C
N CH3
N
OO
N
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。
精品课件-十生物碱(Alkaloids)
•
曼尼希碱
• 在生物碱中，尤其是苄基异喹啉和吲哚生物碱的生物合成中， 许多一级环合都是通过曼尼希反应生成的。
• （3）酚的氧化偶联反应 为次级环化反应。反应过程为含酚 羟基化合物在植物体内经酶作用形成自由基，两个自由基经偶 联，形成新键。如在由苄基四氢异喹啉形成各类异喹啉生物碱 中，则是由酚的氧化偶联反应生成的。
• 2．生物碱盐 一般易溶于水，可溶于醇类，难溶于亲脂性有 机溶剂。通常生物碱的无机酸盐水溶性大于有机酸盐；无机酸盐 中含氧酸盐的水溶性大于卤代酸盐；小分子有机酸盐大于大分子
有机酸盐。
• 二、化学性质
• （一） 碱性
N：
• 1．生物碱碱性来源及碱性大小的表示方法
• 1）碱性来源 根据Lewis酸碱电子理论，凡是能给出电子的电
O
O
N
N
N
苦参碱
N
O
氧化苦参碱
• （三） 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
CH CH CH3
N
N
NH2
OH NHCH3
•
吲哚里西啶 一叶萩碱
苯丙胺
麻黄碱
• 四 生物碱的生物合成
• 在生物碱的生物合成途径中，氨基酸是其初始物。主要有鸟
氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、 组氨酸等。
• （一） 生物碱生物合成的主要化学反应
• 1 环合反应
• （1）希夫碱（Schiff）形成反应 氨基和羰基加成-脱水形成
希夫碱：
HHHຫໍສະໝຸດ •R N：+C R' -H2O
生物碱课件
P-π共轭
共振稳定性 类似无机碱 （无双键）
（有双键）
碱性强弱与pKa大小关系：
pKa > 11 强碱 （胍、季铵碱） pKa 7 ~ 11 中强碱（脂肪胺、 N-烷杂环） pKa 2 ~ 7 弱碱（ 芳香胺、 N-芳杂环—吡啶） pKa < 2 极弱碱（酰胺、吡咯）
碱性总结
❖ 1、氮原子的杂化方式：SP3 >SP2> SP ❖ 2、诱导效应：
（2）大分子酸
❖ 苦味酸：黄色结晶④
❖ 磷钼酸：白色或黄褐色沉淀
❖ 硅钨酸：淡黄或灰白色沉淀
（3）重金属盐 氯化金、氯化铂
③①④②
（4）其他：硫氰酸铬钾（雷氏铵盐） 红色沉淀
❖ 2、注意事项：方法：
氯仿层 沉淀反应（+） 含生物碱
*2）假阴性：少数生物碱（麻黄碱、伪麻黄碱）不反应。
❖ 例外（1）不溶于水（小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐） （2）溶于氯仿（盐酸奎宁） （3）极弱碱（酰胺碱）的盐不稳定，酸水液用氯仿萃取，
转溶于氯仿。
水 亲脂性碱 — 亲水性碱 + 生物碱盐 +
溶解性总结
酸水 +
碱水 甲（乙）醇
—
+
苯 /乙醚 /CHCl3 +
+
+
+
—
+
—
+
—
•+ 示易溶或可溶
- 示不溶或难溶。
N H
吲哚
O glc
N H
靛青苷
（二） 色胺吲哚型：
N
NH2
H
色胺
NO N H
N H3C
吴茱萸碱
（三） 半萜吲哚型：色胺接1个异戊二烯单位
生物碱-脂类-萜类-甾族化合物课件
性质。
物理性质
脂类化合物通常具有较低的极性， 因此在水中的溶解度较低。但它 们具有很高的熔点和沸点，并且
具有特定的折光性和旋光性。
化学性质
脂类化合物在酸、碱或酶的作用 下可以发生水解、氧化、酯化等 反应。此外，某些脂类化合物还 具有生物活性，如激素、维生素
和药物等。
脂类化合物的提取和分离
提取
脂类化合物的提取通常采用有机溶剂如乙醚、氯仿等，通过反复萃取的方式从植 物或动物组织中提取出来。
分离
分离脂类化合物的方法包括结晶、蒸馏、色谱法等。根据不同脂类化合物的性质 选择合适的分离方法，可以得到纯度较高的脂类化合物。
03
萜类化合物
萜类化合物的定义和分类
定义
萜类化合物是由两个或多个异戊二烯 单元通过聚合、连接形成的天然有机 化合物。
分类
根据分子结构的特点，萜类化合物可 以分为单萜、倍半萜、二萜、三萜和 四萜等类别。
02
脂类化合物
脂类化合物的定义和分类
定义
脂类化合物是指一类非极性化合物，主要由碳、氢和氧组成，包括油脂、脂肪 酸、蜡和磷脂等。
分类
脂类化合物可以根据其组成和结构分为脂肪和类脂两大类。脂肪主要是由高级 脂肪酸和甘油形成的酯类，而类脂则包括磷脂、糖脂、胆固醇等。
脂类化合物的化学结构与性质
化学结构
脂类化合物的化学结构主要由长 链烃基和醇或醚基组成，其中烃 基决定了化合物的物理性质，而 醇或醚基则决定了化合物的化学
生物碱的化学结构与性质
化学结构
生物碱通常具有复杂的化学结构，包 括芳香环、杂环和脂肪链等。
性质
生物碱具有碱性，可与酸形成盐，同 时具有亲脂性和一定的溶解度，易于 通过生物膜。
物理性质
脂类化合物通常具有较低的极性， 因此在水中的溶解度较低。但它 们具有很高的熔点和沸点，并且
具有特定的折光性和旋光性。
化学性质
脂类化合物在酸、碱或酶的作用 下可以发生水解、氧化、酯化等 反应。此外，某些脂类化合物还 具有生物活性，如激素、维生素
和药物等。
脂类化合物的提取和分离
提取
脂类化合物的提取通常采用有机溶剂如乙醚、氯仿等，通过反复萃取的方式从植 物或动物组织中提取出来。
分离
分离脂类化合物的方法包括结晶、蒸馏、色谱法等。根据不同脂类化合物的性质 选择合适的分离方法，可以得到纯度较高的脂类化合物。
03
萜类化合物
萜类化合物的定义和分类
定义
萜类化合物是由两个或多个异戊二烯 单元通过聚合、连接形成的天然有机 化合物。
分类
根据分子结构的特点，萜类化合物可 以分为单萜、倍半萜、二萜、三萜和 四萜等类别。
02
脂类化合物
脂类化合物的定义和分类
定义
脂类化合物是指一类非极性化合物，主要由碳、氢和氧组成，包括油脂、脂肪 酸、蜡和磷脂等。
分类
脂类化合物可以根据其组成和结构分为脂肪和类脂两大类。脂肪主要是由高级 脂肪酸和甘油形成的酯类，而类脂则包括磷脂、糖脂、胆固醇等。
脂类化合物的化学结构与性质
化学结构
脂类化合物的化学结构主要由长 链烃基和醇或醚基组成，其中烃 基决定了化合物的物理性质，而 醇或醚基则决定了化合物的化学
生物碱的化学结构与性质
化学结构
生物碱通常具有复杂的化学结构，包 括芳香环、杂环和脂肪链等。
性质
生物碱具有碱性，可与酸形成盐，同 时具有亲脂性和一定的溶解度，易于 通过生物膜。
天然药物化学第十章生物碱ppt课件
RC N 四氢54异、、吸喹分空降 使电啉子间低 碱子N内效， 性共H氢应造增轭碱基碱成强键效性(性碱。如应形增减性苯使如成异强弱减基氮子蔽受果喹；。弱、原较作质氮而啉。羰子大用子原氮N供基上，，，子原电、的对使造周子子双电氮氮成围附共键子原 原 碱的近轭等云子 子 性取有氰效)密构 难 降代时吸应度成 于 低类基，电屏 接 。分则子
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。
（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 2．诱导效应 碱性为sp3＞sp2＞sp； 3、共轭效氮应原子附季近式铵有存碱供在因电，羟子呈基基强以团碱负(如性离烷。子基形)时，
H
莨菪烷
莨菪碱（阿托品）
O N CH3
O CH2OH OCC
H
东莨菪碱
四．异喹啉类生物碱
N
异喹啉
H3CO N
H3CO
H3CO
OCH3
罂粟碱
O
O
N+ OH-
OCH3
OCH3
小檗碱
吗啡
五．吲哚类生物碱
N H
吲哚
O glc
N H
靛青苷
毒扁豆碱
CH3 H CONHCH CH2OH
N CH3
N H
麦角新碱
麻黄生物碱 麻黄碱、伪麻黄碱
CH3
1
2
CHOH CH
NHCH3
有机胺类（苯丙胺衍生物） l—麻黄碱 （1R 2S） d—伪麻黄碱(1S 2S)
性质
提取分离
性质
1、无色结晶，有旋光性，有挥发性。 2、不能和多数生物碱沉淀试剂发生沉淀。 3、麻黄碱草酸盐难溶于水，伪麻黄碱草酸
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。
（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 2．诱导效应 碱性为sp3＞sp2＞sp； 3、共轭效氮应原子附季近式铵有存碱供在因电，羟子呈基基强以团碱负(如性离烷。子基形)时，
H
莨菪烷
莨菪碱（阿托品）
O N CH3
O CH2OH OCC
H
东莨菪碱
四．异喹啉类生物碱
N
异喹啉
H3CO N
H3CO
H3CO
OCH3
罂粟碱
O
O
N+ OH-
OCH3
OCH3
小檗碱
吗啡
五．吲哚类生物碱
N H
吲哚
O glc
N H
靛青苷
毒扁豆碱
CH3 H CONHCH CH2OH
N CH3
N H
麦角新碱
麻黄生物碱 麻黄碱、伪麻黄碱
CH3
1
2
CHOH CH
NHCH3
有机胺类（苯丙胺衍生物） l—麻黄碱 （1R 2S） d—伪麻黄碱(1S 2S)
性质
提取分离
性质
1、无色结晶，有旋光性，有挥发性。 2、不能和多数生物碱沉淀试剂发生沉淀。 3、麻黄碱草酸盐难溶于水，伪麻黄碱草酸
中药化学--生物碱 ppt课件
PPT课件
18
二。 化 学 性 质
一。碱性
1. 碱性强弱的表示方法——pKa（pKa越大，碱性越强） pKa＜2为极弱碱，pKa2～7为弱碱， pKa7～11为中强，
pKa11以上为强碱。 碱性由强到弱的一般顺序： 胍基＞季铵碱＞N-烷杂环＞脂肪胺＞芳香胺≈N-芳杂环＞酰
胺≈吡咯 2. 碱性强弱影响因素 （1）氮原子的杂化方式（ sp3＞sp2＞sp） （2）诱导效应
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
咪 唑
毛果芸香碱
PPT课件
15
萜类生物碱
1.单萜类生物碱，环烯醚萜衍生而来。龙胆碱
2.倍半萜类生物碱，石斛属植物
3.二萜类生物碱，乌头属，翠雀属，飞燕草属植 物中，代表物乌头碱。
4.三萜类生物碱。
龙胆碱
甾类生物碱
这类生物碱具有甾体母核，另含有氮原子，甾体生物碱的氮原子 可构成杂环，也可存在环外。藜芦胺，环常绿黄杨碱。
存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷、以及氮氧 化合物等。
PPT课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
天然产物课件第四章【2024版】
二、生物碱的分布
③少数单子叶植物如石蒜科，百部科 (Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分 布。在低等植物中，生物碱分布少，而且结构一般为 简单。生物碱在生物体中的存在部位和含量往往差别 很大，一般来说，含量在千分之一以上即为高含量。
三、生物碱的分类
按氮原子是否结合在环上可分为两大类： 有机胺类和氮杂环类：
• 酰胺型：P—π共轭，氮原子周围电子云密度下降， 碱性降低。
• 胍基型： 供电基和氮原子上未共享电子对共轭， 碱性增强（共轭酸的高度共振稳定性,使共轭酸稳 定，Ka小，则pKa大，碱性强）。
四、生物碱的性质
（4）、空间效应：阻碍质子靠近氮原子，使碱性降
低（莨菪碱和东莨菪碱）。
CH3 N
H CH2OH
羧基生物碱（槟榔次碱）NaHCO3 • 内酯型生物碱(喜树碱)： 热NaOH
皂化）
+ （碱水解、
• 内酰胺生物碱（苦参碱）： 碱水解
四、生物碱的性质
（3）生物碱的盐（离子型、极性大）：
+
+
-
+
-
• 在水中的溶解度与酸有关： • 无机酸盐的水溶度大于有机酸盐的水溶度。 • 无机酸盐中，含氧酸盐的水溶度大于卤代酸盐。 • 卤代酸盐中，盐酸盐的水溶度最大，氢碘酸盐
四、生物碱的性质 影响碱性强弱的因素：
（1）．氮原子的杂化方式： SP3 > SP2 > SP
NH RC N
N
四氢异喹啉（SP3 pKa9.5）
异喹啉（SP2 pKa5.4）
氰类（SP 中性 ） 电效应
四、生物碱的性质
（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。
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杂环体系 人为 ，例外多 (麻 黄碱等)
复杂分子 随意性
药理 活性 强加 (筛选、 剂量)
植物界分布 未包括动物、霉菌、微生物、海洋生物
现 代 定 义 (S. W . Pelletier, UGA, USA)
现代定义
含负氧化态氮原子 的 天然有机体
-3 (胺，酰胺) -1 (N-氧物) NO2 (+3) NO2 (+1)
药物 (46% / 植物药)
• 6. 巨人
罗宾逊 (Robison R.) 巴特尔斯布 (Batlesby A.R.) 伍德沃尔德 (Woodward R.B.) 巴顿 (Barton D.H.R.)
1). 罗宾逊 (R. Robison)
托品酮的仿生合成
1 9 0 3 年 ,W ilsta tte rR :环 庚 酮 1 3 步 托 品 酮
1960‘s 分水岭
• 4. 数量
1900 (~100)
1950 (~1000)
2001 (26900) → 1872骨架 (15.6%) / 21120 (32.5%)
植动霉菌海洋微生物
植物
• 5. 广布植物界
罂粟、麻黄、金鸡纳、番木鐅、汉防已、茛菪、 元胡、洋金花、秋水仙、长春花、三尖杉、 乌头 (附子)等;
物化
各论
仪分
生药
有机
分析
四. 生物碱化学
1806
第一节 概述
• 一. 简史 • 二. 定义 • 三. 存在形式 • 四. 植物界分布
一. 简史
• 16世纪中叶(埃贝斯-纸莎草手稿/Eber-Payrus): 罂粟、天仙
子 曼陀罗
• 史前瑞士人、古希腊人: 吗啡 (痛疼、失眠、忧郁) • 1803年 那可丁 (Derosne) • 1806年 吗啡碱 (Sertüner F.W.) → 生物碱化学 • 1818年 迈师纳 (Meissner W.) "Alkaloid " • 1817-1827年 派勒蒂埃(Pelletier P.J.)/ 卡云图(Caventou J.B.):
① 裸子植物 (特殊)
高等植物 (种子植物门) 4 中心
高等 / 复杂
被子 植物
② 单子叶(百合科、百部科、石蒜科等) ③ 古生花被 (毛茛科、木兰科等)
1 9 1 7 年 ,R o b in so n R :丁 二 醛 + 甲 胺 + 丙 酮 二 羧 酸 (M a n 1 n 步 ic h 缩 合 )托 品 酮
生源学说 马钱子碱结构 (194Байду номын сангаас年) 吗啡碱 (立体化学)
2). 巴特尔斯布 (A. R. Battesby)
结构 (吗啡碱 / 1958-1968, 巴顿) 苄基异喹啉 / 苯乙基异喹啉类 (结构、化学与合成) 生物合成 石竹科 (1961-1964, Widman) 苄基异喹啉类、原小蘗碱、阿朴菲、樟科白屈菜属
5) 氮杂缩醛 N C O (很少) 6) 其它 (罕见)
C N、 N C = C 、C N、
N CN、
N OR
亚胺
烯胺
腈
存在形式 (举例 I)
CH3O
CH3O CH3O
NHCOCH3 O
OCH3
秋水仙碱
[酰胺 ]
N
N
O
O HO O
喜树碱
CH3 OH
CH3
O
O
O
H HO
CH3
O
N
O
野百合碱氮氧化物
可尼因: (1870 / 1886) 士的宁: [1946(罗宾逊)/1956(伍德沃尔德)]
------里程碑 吗啡碱: [(几十年 / 1952 (盖茨)] 乌头碱: 127年后 (1959~1960)
• 3. 研究内容
200年： ~ 150 (1940's以前) 分离纯化、化学法
1970‘s后 生物合成-调节代谢遗传学/ 酶学、 积累、生物学意义
第九章 生物碱
开场白
一. 天然产物化学
天然药物化学
渊源
色香味 疾病 文明进步
产生
民族医药 有机化学 现代方法建立
民族医药
有机化学
二. 生 药 学 中 草 药 学 中 草 药 化 学
天 然 药 物 化 学
三. 天然药物化学 结构
绪论
总论
各论
天
然药
绪论
物化学
总论
应用 (大合唱)
分子生物学
基础医学 生化
4). 伍德沃尔德
波谱学 结构 (番木鳖碱 / 1948) 生源 / 有机化学理论 合成 / 奎宁(Doering, 1944)
/ 士的宁 (1954) / 利血平 (1956)
• 7. 天然有机化学
方法、技术、反应
二. 定义
天然产含氮有机物 (限制多，不用)
碱性
例外 (秋 水仙碱、 N-氧化 物等)
[氮 氧 化 合 物 ]
N
N
+
Propyline [烯 胺 ]
存在形式 (举例 II)
O
N
OH
N
OH
阿替生 [氮 杂 缩 醛 ]
1 [其 它 ： 亚 胺 ]
O N CN
N O
H
H O H
O O
NH
Me
CH3 NMe
NO H
Me
N-cyano-seco-pseudostrychnine
Geneserine
COOH
NO2
动、植 霉菌 细菌 微生物 海洋
OCH3
马兜玲酸 II
环状化合物 排除
非环物 生物胺 氨基酸 (糖) 肽(除肽类生物碱) 蛋白 核酸 核苷酸 卟啉
Vitamins
三. 存在形式
依 N 原子
1) 游离碱 (很少) 2) 盐类 (绝大多数)
O
3) 酰胺 NC (很少)
4) N－氧化物 N O ( > 120)
[其 它 ： N CN ]
[氮 杂 缩 醛 / N CN ]
S NO
H O
H
OGlu H
Xylostostidine
[酰 胺 / 氮 硫 杂缩醛 / 苷]
规律
四. 植物界分布
特征
分布
植物界
特殊类型、主要类型生物碱 成分
分布规律
低等 / 简单 低等植物
藻类 (水生) 异养 (腐生、寄生)
菌类 (麦角菌) 地衣、苔藓 蕨类
吐根碱 (emetine, 1817)，马钱子碱 (brucine, 1817)， 士的宁 (strychnine, 1819)，金鸡纳碱 (cinchonine, 1820)， 奎宁、秋水仙碱、可尼因、蒂巴因 (thebaine, 1835)
• 同时代 ：胡椒碱、咖啡因、尼古丁、乌头碱、麦角胺
• 2. 结构、合成
(Chelidonium) (1962-1981) 秋水仙碱类 (1960-1972) 吲哚类 (单萜番木鳖苷、裂环番木鳖苷) 1965-1971 吐根碱类
3). 巴顿 (D. H. R. Barton)
立体有机化学 吗啡碱 (生物合成: 酚氧化偶联) 芳香体系天然有机化合物 (生物碱 ) 仿生(生物)合成