生物碱-结构
生物碱-结构
6
1N
5
7 N
2 N 4N 8
3
9
嘌呤
N H2
N
N
N
N
H
H
OH
香菇嘌呤 O H
具降脂作用
COOH
八、来源于萜类的生物碱 (一)单萜类生物碱
O O
N
秦艽碱甲
秦艽
(二)倍半萜类生物碱 石斛碱
(三)二萜生物碱 关附甲素
乌头碱
(四)三萜生物碱 交让木
九、来源于甾体的生物碱 (一)孕甾烷(C21)生物碱
(五)双吲哚类生物碱
OH
R=
N H
CO2Me
R
MeO
NH
OH
N
OA c
R' COOMe
长春碱(Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长春新碱(Vincristine, VCR), R'=CHO
九、咪唑类生物碱
来源于组氨酸
N
N H
咪唑
毛果芸香碱 治疗青光眼
七、嘌呤(purine)衍生物
三、生物碱的存在形式
按氮原子所处的状态可分为六类:
1.游离碱; 2.盐类;(绝大多数) 3.酰胺类,如秋水仙碱、喜树碱; 4.N-氧化物( R-O-N ),如苦参碱、氧化苦参碱; 5.氮杂缩醛类( N-C-O),即O,N混合缩醛; 6.其他类:亚胺(C=N)、烯胺(N-C=C、N-CN )等;
第三节 生物碱的分类、生源关 系
生物碱是
A.来源于生物界含N的化合物
B.N原子多在环外
C.N原子多在环内
D.全部呈碱性
E.多数呈碱性
答案:ACE
下列化合物不属于生物碱的为( ) A 可待因 B 吗啡 C 苯丙氨酸 D 莨菪碱 E 咖啡因
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
第十章 生物碱
学习目标
掌握生物碱定义,熟悉其结构分类 掌握生物碱理化性质、提取分离方法和鉴别 了解生物碱的结构测定和生物活性
第一节 生物碱概述
★生物碱:存在于生物中的含氮有机化合物 ------氮原子碱性;生物活性
◇麻黄中麻黄碱-----平喘作用 ◇鸦片中吗啡-----镇痛作用 ◇长春花中长春碱-----抗癌活性 ◇黄连中小檗碱-----抗菌消炎 ◇萝芙木中利血平-----降压作用
2 诱导效应
★随距离增加而减弱效应
吸电基团如苯、酰、烯、羟、醚等降低氮原子电荷密度,降低碱性 供电基团如烷基等提高氮原子电荷密度,提高碱性 有时邻近羟基与氮之间发生电子移位生成季胺则碱性增强
O N O
+
OH
O
CH3
OH
小檗碱
3 共轭效应
★不受碳链长短的影响 共轭即电荷平均化使得N电子云密度提高或降低
生物碱
分步广泛 存在形式:游离、盐、苷类、脂类、N-氧化物 分类方式:植物来源、化学结构、生源结合化学分类 命名规则:
---生物碱类型命名(基核化学结构、植物来源) ---生物碱单体成分命名(植物来源、生物活性或药效)
第二节 结构与分类
一、有机胺类(氮原子不结合在环内的一类生物碱)
二、旋光
三、碱性
来源:N原子上孤对电子吸引质子 碱性强弱表示方式:用pKa表示,越大碱性越强 BH+ B+H3O+ Ka=[B][H3O+]/[BH+ ] pKa=pH-lg [B] /[BH+ ]
pKa:<2(极弱碱) (强酸) 2-7 (弱碱) (中强酸) 7-11 (中强碱) (弱酸)
第十章生物碱
第一节 概述
一、生物碱的定义
是生物体内一类含氮有机化合物。
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
O O
小檗碱
N +OH OMe
OMe
二、 生物碱的结构与分类
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
有机胺类
(N原子在环外)
O
O
N +OH -
OMe
小檗碱
OMe
杂环类
(N原子在环内)
第三节 提取、分离与检识
一、 提取
1
酸水提 取法
2
乙醇提 取法
3
亲脂性有 机溶剂提 取法
1 酸溶碱沉淀法
(1)原理:
利用生物碱具有碱性,可溶 于酸水,不溶于碱水的性质可采 用酸溶碱沉淀法提取。
(2)工艺
药材粗粉
加稀酸浸渍,过滤
药渣
酸水提取液 加碱碱化,静置,过滤
滤液 (水溶性杂质)
沉淀 (生物碱)
A.Rf
B.Ka C.Kb
D.pKa
E.pKb
单选题
7.碱性最强的生物碱是( A )
A.季铵碱 B.伯胺碱 C.仲胺碱
D.叔胺碱 E.酰胺
8.东莨菪碱的碱性比莨菪碱弱是因为( C )
A.氮原子的杂化方式 B.电性效应
C.空间位阻
D.分子内氢键
E.同离子效应
多选题
9、游离生物碱一般( ABD ) A.易溶于有机溶剂 B.难溶于水 C.碱溶酸沉淀 D.酸溶碱沉淀 E.既溶于酸又溶于碱
二、溶解性(酸溶碱沉淀)
❖ 游离碱:脂溶性 ❖ 季铵碱:水溶性 ❖ 两性碱:既溶于酸,又溶于碱 ❖ 生物碱盐:水溶性
常见生物碱结构
北通水蘇鹼
COON H3C CH3 43
O O O H N H CH3
44
bicuculline
比枯枯靈鹼
O O O 44
OCH3 N O O 45
H H3CO H
O O
45
bocconine
博落回鹼
CH3
OH
N N O H 46
CH3
46
brucine
馬錢子鹼
H3CO
H
H O
H3 C N
47
bufothionine
5
H3C H
O
6
acorifoline
尖葉石松鹼
N
H 6
OH
1
O
OCH3
7
acronycine
降真香鹼
N CH3 7
O
CH3 CH3
CH3
8
actinidine
H3C
獼猴桃鹼
N
8
O O
9
actinodaphnine
黃肉楠鹼
H3CO HO N H
H 9
H3CO
H OH Cl H N CH3 OCH3 OCH3 10
蟾蜍硫堇鹼
O3SO N H 47
8
O O N CH3 H OH OCH3 48
H H3C CH3 C NH3
48
bulbocapnine
空褐胺寧鹼
49
buxamine E
黃楊鹼 E
H3 C N H H3 C H3 C CH3
H CH3
49
CH3 CH3 C O H OH CH3 N H3C H CH2 50
H3CO 75
O
第十章一-三节生物碱的结构与分类
在不同植物中的分布
植物中生物碱含量的多少差异极大,如 金鸡纳树皮中生物碱含量在1.5%以上,而长 春花中长春新碱含量仅百万分之一,美登木 中美登木碱含量仅千万分之二。 一般植物中含生物碱量达到千分之一以上 就算比较高了。
影响生物碱含量的因素
同科同属植物,甚至同种植物中,生物碱的 有无及含量高低还受生长环境、季节等因素的影 响。如欧洲产的麻黄,麻黄碱的含量很低,而我 国产的则含量较高。而产于山西大同附近的麻黄 又较其他地区为高,可达1.6%,并且以秋末冬初 采收的含量最高。
形成真生物碱的氨基酸及生物碱含氮母核类型
鸟氨酸:吡咯类、吡咯里西啶类、莨菪烷类; 赖氨酸:哌啶类、吲哚里西啶类、喹喏里西啶类; 苯丙氨酸-酪氨酸:苯丙胺类、苄基苯乙胺类、异喹 啉类、吐根碱类。 色氨酸:吲哚类 邻氨基苯甲酸:喹啉类、吖啶酮类、喹唑啉类; 组氨酸:咪唑类。
2、氮原子存在的主要杂环母核进行分类
二、莨菪烷类生物碱
这类生物碱大多数是由莨菪烷衍生的氨基醇和 不同有机酸缩合成酯,有一元酯和二元酯,亦有 以非酯形式存在。莨菪烷上的醇羟基多在3位, 有平伏羟基和直立羟基之分,前者为莨菪醇,后 者为伪莨菪醇。 这类生物碱主要存在于茄科、旋花科、高根科 和红树科。
三、哌啶类生物碱
这类生物碱主要为哌啶衍生的生物碱,亦有 一些是由吡啶衍生的。数目较多,主要的可分为 几小类 (一)哌啶和吡啶 (二)吲哚里西啶类 (三)喹喏里西啶类
一 、吡咯生物碱 二、莨菪烷类生物碱 三、哌啶类生物碱 四、喹啉类生物碱 五、吖啶酮类生物碱 六、喹啉唑类生物碱 七 、咪唑类生物碱 八、异喹啉类生物碱 九 、吲哚类生物碱 十、嘌呤及黄嘌呤类生物碱 十一、大环类生物碱 十二、萜类生物碱 十三 甾体类生物碱 十四、有机胺类生物碱
原阿片类生物碱结构
原阿片类生物碱结构原阿片类生物碱是一类具有镇痛、镇静和麻醉作用的化合物。
它们主要存在于罂粟属植物中,包括罂粟壳、罂粟草、罂粟种子等部位。
原阿片类生物碱的结构是由多个环状结构组成的,其中最重要的是吗啡碱、可待因、吗啡和海洛因。
吗啡碱是原阿片类生物碱中最简单的一种,它由苯环和吡嗪环组成。
吗啡碱具有镇痛和镇静作用,但较弱。
可待因是吗啡碱的甲基化产物,它在体内可以转化为吗啡。
可待因常用于治疗轻度到中度的疼痛,但对于严重疼痛的缓解效果较弱。
吗啡是一种较强的镇痛剂,它是由吗啡碱经过酰化反应得到的。
吗啡结构中含有苯环、吡嗪环和乙酰基基团。
吗啡具有很强的镇痛和麻醉作用,但同时也有一定的成瘾性和副作用。
海洛因是原阿片类生物碱中最强效的一种,它是由吗啡经过酰化反应得到的。
海洛因的化学结构中含有两个乙酰基基团,这使得它比吗啡更容易穿过血脑屏障,进入中枢神经系统产生作用。
海洛因具有很强的镇痛和麻醉作用,但同时也有很高的成瘾性和毒性。
除了吗啡碱、可待因、吗啡和海洛因,原阿片类生物碱还包括许多其他化合物,如编雌酮、羟考酮、二氢吗啡酮等。
这些化合物的结构都是由苯环、吡嗪环和不同基团组成,它们在药理学上具有不同的作用。
原阿片类生物碱的结构决定了它们具有镇痛、镇静和麻醉作用。
它们通过与中枢神经系统中的阿片受体结合,改变神经传递过程,从而产生药理学效应。
然而,原阿片类生物碱的使用也存在一定的风险和副作用,如成瘾性、呼吸抑制、便秘等。
原阿片类生物碱是一类具有镇痛、镇静和麻醉作用的化合物,它们的结构由苯环、吡嗪环和不同基团组成。
吗啡碱、可待因、吗啡和海洛因是其中最重要的代表。
对于这些化合物的研究和应用,有助于我们更好地了解和利用它们的药理学效应。
然而,在使用原阿片类生物碱时,也需要注意其潜在的风险和副作用,合理用药才能发挥其疗效,并确保患者的安全。
生物碱(1)结构分类
天然药物化学生物碱一概述二结构分类(Structure classification)、概述(Overview)二、结构分类(Structure classification)三理化性质physico chemical properties 三、理化性质(physico-chemical properties )提取分离四、提取分离(Extraction and isolation)五、结构测定(Structure determination)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种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。
及其制剂达六十余种植物中的生物碱大多有明显生理活性:鸦片中的吗啡(morphine)镇痛作用)——p麻黄中的麻黄碱(ephedrine)——止喘作用长春花中的长春碱(vincristine)——抗癌活性黄连中的小檗碱(berberine)——抗菌消炎作用颠茄中的莨菪碱(hyoscyamine)——解痉作用指然产的类含氮的有机化合物㈠生物碱的定义(Definition of Alkaloids ) 指天然产的一类含氮的有机化合物;且能和酸结合生成盐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。
㈡分布(Distribution )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。
下列化合物哪些是生物碱?二乙胺氨基酸、多肽、蛋白质、核酸MeOMeONHCOCH 3OOMeOMe(P f i )1游离碱碱性极弱以游离碱的形式存在㈢存在形式(Pattern of existence)1. 游离碱:碱性极弱,以游离碱的形式存在。
2柠檬酸酒石酸;乌头酸绿2. 成盐:柠檬酸、酒石酸(有机酸);乌头酸、绿原酸(特殊的酸类); 硫酸、盐酸等(无机酸)。
生物碱
原小檗碱
35
小檗碱又称黄连素。一种常见的异喹啉生物碱, 主要用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等肠道感染、 眼结膜炎
O O N+ OHOCH3 OCH3
小檗碱
36
(4)吗啡烷类 结构特征为哌啶环垂直与多氢 菲稠合。主要存在于大戟科、马钱科、防己 科、罂粟科等植物中。如吗啡与可待因。
H3 C N
H3C N
8
生物活性:
黄连中的小檗碱(berberine)用于抗菌消 炎。
黄连
9
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。用于镇痛、心源 性哮喘、镇静。
鸦片
10
麻黄碱是一种生物碱。存在于多种麻黄属 植物中,中草药麻黄的主要成分。无色挥发 性液体。可以水蒸气蒸馏。发汗、平喘、利 尿、抗炎
4
生物碱的分布特点:
1.在植物的各部位都有分布,但多集中在某 一器官。如黄柏主要集中在树皮中;麻黄主 要集中在草质茎中;黄连主要集中在根茎中; 粉防己主要集中在根中。这常与中药习惯用 药部位吻合,其中的有效成分也不同程度代 表了这味中药的功效。
5
2 .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。如金鸡纳树皮中生物碱含量达15%以上;麻黄 中生物碱含量1%-2%;美登木中生物碱含量仅为千万 分之二,一般生物碱的含量在 1%以上可认为比较高 了。生物碱的含量还要受不同产地和采集时间的影 响,如生长在山西大同的麻黄较其他地区的含量高, 秋末时采集的麻黄较春分时采集的含量高20%。
RO
N
异喹啉
H3CO
NH CH3
萨苏林
R=H
萨苏里丁 R=CH3
生物碱(alkaloids)
o 1819年,W.Weissner把植物中的碱 性化合物统称为生物碱。
o现从自然界中分离得到约10000种 。
o《全国医药产品大全》中收载的药物 及其制剂达六十余种 。
o 植物中存在的生物碱大多有明显的生 理活性如:
第十章 生物碱(alkaloids)
本章基本内容
一、概述 二、生物碱的结构与分类 三、生物碱的理化性质 四、生物碱的提取与分离 五、生物碱的检识 六、生物碱的结构研究 七、实例
第一节 概 述 o 17世纪初,《白猿经》中记述了从乌头 中提炼出砂糖样毒物作箭毒用--乌头碱。
o1806年,德国学者F.W.Sertrner从鸦片 中分离出吗啡(morphine) 。
三、生物碱的含量: 金鸡纳树皮含奎宁碱——1.5% 长春花含长春花新碱——百万分之一 美登木含美登素——千万分之二 一般情况下,含量在0.1~1%的植物则可进 行开发利用。若含量低但其活性很强,则 可通过合成和半合成等方式进行开发
0.001~0.076% 抗肿瘤活性,主要用于卵巢癌、乳腺癌、肺癌等。
1、裸子植物:红豆杉属,麻黄属等 2、单子叶植物:百合科、石蒜科等 3、双子叶植物:毛茛科,小檗科、防 己科、罂粟科、茄科、豆科等
➢在系统发育较低的类群中(地衣、苔 藓、蕨类、藻类等),较少或无 。
➢ 极少与萜类和挥发油共存于同一植 物中。
➢ 越特殊的生物碱,其分布的类群就 越窄,如二萜生物碱主要分布于毛茛 科的乌头属和翠雀属。
N H N
毒藜碱
N Me N
菸碱
COOCH3
N Me
槟榔碱
2.颜色——多为无色或白色,少数有颜色。
常见生物碱结构
O CH3 CH3
CH3
N 8
H3CO
O O
HO
N
H
H
9
H3CO O
H OH Cl
H N CH3
O
OCH3
OCH3
10
N N
COOCH3 NHCH3
11
O
O
N CH3 H
HO
O
OO 12
2
13 adouetine X
蛇婆子鹼 X
14 agroclavine
田麥角鹼
15 ajacine
洋翠雀鹼
16 ajaconine
21 allosecurinine
別一葉荻鹼
22 alstonine
鴨腳木鹼
23 amabiline
倒提壺鹼
OH
N NCHH3 H
H 18
OH H CH2 CH3
HN
N
CHCH3 H
H COOCH3
19
O O
O
H3CO
N OCH3 CH3
20
H
N
O
O
21
N+ N
H H3CO
O 22
H H
O CH3
O CH(CH3)2
環小葉黃楊鹼
51 caffeine
咖啡鹼
52 calycanthine
蠟梅鹼
O
O
N H CH3
OH
OCH3 48
H H3C
CH3 C
NH3
H
H3C
N
H3C
H3C
H CH3
CH3
49 CH3
CH3 C O
H
OH
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)。
第十二章 生物碱(1)-结构
(7) α-萘菲啶类
延胡索丙素(corydalis C) 止痛作用
血根碱 (sanguinarine) 抗菌,杀虫作用
二、生物碱的结构类型
(五)喹啉类生物碱
茜草科植物金鸡纳树皮中 的抗疟有效成分。1820年 P.-J.佩尔蒂埃和J.-B.卡 芳杜首先制得纯品,1850 年开始大规模运用。
能与疟原虫的DNA结合,抑 制DNA的复制和RNA的转录, 从而抑制原虫的蛋白合成,; 能降低疟原虫氧耗量,抑制 疟原虫内的磷酸化酶而干扰 其糖代谢。
喜树碱 (camptothecin)
羟基喜树碱
(hydroxycamptothecin)
R=H R=OH
二、生物碱的结构类型
(六)吲哚生物碱
1. 长春碱和长春新碱
2. 萝芙木生物碱
长春碱 (vinblastine, VLB) R=CH3 长春新碱 (vincristine, VCR)R=CHO
抑制微管蛋白的聚合,而妨碍纺锤 体微管的形成,使核分裂停止于中 期,而具有显著地抗肿瘤作用。
OH
AcO
N
8. 甾体生物碱
H N H
H
OH
H HO
H OH
9. 有机胺类生物碱
5. 异喹啉类生物碱
二、生物碱的结构类型
(一)吡咯烷类
1.简单吡咯烷类
红古豆碱 (cuscohygrine) 中枢镇静,抑制胃液
分泌
2.双稠吡咯烷类
一叶萩碱 (securinine ) 兴奋中枢神经,用于治疗小儿麻 痹症及其后遗症、面神经麻痹
化学骨架:生物碱,糖,苷,苯丙素,蒽醌,黄酮,萜类,甾体等 黄酮:黄酮,黄酮醇,二氢黄酮等
生物合成:萜类:单萜,倍半萜,二萜,三萜 植物来源:蒽醌:大黄素型蒽醌,茜草素型蒽醌
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。
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。
中药化学第十章生物碱-结构研究、实例
小包装。 2013年10月17日发布 《国家药物滥用监测年度报告(2012年)》 海洛因和冰毒是主要滥用药物
2、理化性质
性状:麻黄碱和伪麻黄碱为无色结晶,
皆有挥发性。
碱性:麻黄碱(Pka9.58)<伪麻黄碱(Pka9.74)
H5C6 CH3 OH H5C6 CH3 H1 H
2
H2 H1
+ H N CH3 H
HO
+ N H
H CH3
溶解性: 麻黄碱和伪麻黄碱能溶解于水, 也能溶于氯仿、乙醚、苯及醇类溶剂中。 水:麻黄碱>伪麻黄碱 草酸麻黄碱<草酸伪麻黄碱
1、化学成分 含多种生物碱,以麻黄碱和伪麻黄碱为 主,还有少量(去)甲基麻黄碱,(去) 甲基伪麻黄碱。
1 2
CH CH CH3 OH NHCH3
l-麻黄碱(1R,2S) d-伪麻黄碱(1S,2S)
药监局对麻黄的管理要求
1999年6月26日发布了《麻黄素管理办法(试行)》(作废)
2008.10.27关于进一步加强含麻黄碱类复方制剂管理的 通知强调具有蛋白同化制剂、肽类激素定点批发资质的药品经营企业,才
第七节
中药实例
一、麻黄
麻黄科植物草麻黄、 木贼麻黄和中麻黄的 干燥茎和枝。 主产于山西、河北、 内蒙、陕西、甘肃、 新疆等地。
功效:发汗、平喘、 利水。 主治风寒感冒、发
热无汗、咳喘、水
肿等症。
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依据母核中C环氧化程度不同,分为小檗碱类和
原小檗碱类
小檗碱类多为季铵碱,如黄连、黄柏、三棵针中
的小檗碱(berberine);
原小檗碱类多为叔胺碱,如延胡索中的延胡索乙
素(dl-tetrahydropalmatine)。
6.普罗托品类(P385)
O CH3 N O O
14
普罗托品类
O
O
7.菲啶类
菲啶
苯菲啶
血根碱
OH OH O O H H N
石蒜碱 石蒜
催吐作用 抗阿米巴原虫作用
(三)苯乙基四氢异喹啉类生物碱
HO
HO
奥特那明
(四)吐根碱类
OMe
结构特点:四氢异喹啉+开环裂
N
OMe
环烯醚萜
OMe
NH
OMe
吐根碱
八、吲哚类生物碱
是类型较多、结构较复杂、化合物数目最多的一 类生物碱。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草 科等几十个科中。
4 3 2 1 13
N
5 6 7 8
H3CO
N H3CO OCH3
9
12 11
10
OCH3
原小檗碱
延胡索乙素
小檗碱类
O O + N OH MeO OMe HO
+ OHN
OMe
OMe
OMe
小檗碱(黄连素) berberine
药根碱 jatrorrhizine
小檗碱类和原小檗碱类生物碱可看成为2个异喹
HO 来源于色氨酸 来源于色氨酸:吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类 NH2 COOH
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)
常见氮杂环类生物碱基本母核类型:
N H
吡咯
N H
四氢吡咯 吲哚
N H
N
吡咯里西丁
①含氮原子 ②具碱性或中性
③氮原子源于氨基酸或嘌呤母核或甾体与萜类的氨基化。
二、生物碱的分布
1.主要分布于系统发育较高级的植物中,在低级植物中 少;
2.很少与萜类、挥发油共存于同一植物中;
3.越是特殊类型的生物碱,其分布的植物类群就越窄;
4.同种植物含有多种结构相似生物碱,同属也相似;
5.主要分布于植物界,在动物中分布的极少。
3.阿朴菲类(aporphines)生物碱
CH3 O N Me CH3 O NH
HO
阿朴菲 aporphine
土藤碱 tuduranine
4.吗啡烷类生物碱
罂粟
吗啡碱
甲基化
吗啡碱
可待因
镇痛作用是吗啡的1/7
镇痛作用是吗啡的5-10倍
青风藤
镇痛、抗炎、抗风湿作用
5. 原小檗碱和小檗碱类生物碱:
HO
NH
HO
N CH3
HO
HO
去甲乌药碱
具有强心作用
厚朴碱
2.双苄基四氢异喹啉类生物碱
OMe Me N H OMe MeO N Me MeO H
MeO MeO OMe O
厚果唐松草碱
具有抗癌活性
OCH3 H3CO
H3C
N OR O
N
CH3
O OCH3
Me:汉防己甲素 (H:防己诺林)
具有降压作用
5 6 7 8 4 3 2
N
O
1
N O
N
喜树碱
O OH
具有抗癌活性
六、吖啶酮类生物碱
O OMe
N Me
O
吖啶
山油柑碱
具有抗癌活性
七、异喹啉类生物碱
(一)简单异喹啉类生物碱
H3CO
***
NH H3CO
NH
OH
CH3
萨苏里丁
具有降压作用
(二)苄基四氢异喹啉类生物碱 1.苄基四氢异喹啉类
HO
H3CO CH3
N
喹喏里西丁
N
吲哚里西丁
NH
N H
蒎啶
H N CH3 H
莨菪烷
N
咪唑
N
N N N H
嘌呤类
N
吡啶
O
N N
噻嗪类
N
丫啶酮类
N N
吡嗪 喹啉
N
异喹啉
N
N
CH3
N
吗啡烷类
苄基异喹啉
N
N
原小檗碱型
小檗碱型
一、有机胺类生物碱 特点:氮原子不结合在环内
OH
CH CH CH 3 OH NHCH 3
CH CH CH3 NHCH3
三、生物碱的存在形式
按氮原子所处的状态可分为六类:
1.游离碱;
2.盐类;(绝大多数)
3.酰胺类,如秋水仙碱、喜树碱;
4.N-氧化物( R-O-N ),如苦参碱、氧化苦参碱;
5.氮杂缩醛类( N-C-O),即O,N混合缩醛;
6.其他类:亚胺(C=N)、烯胺(N-C=C、N-CN )等;
第三节
生物碱的分类、生源关系
生物有机体则将其限定于植物、动物和其它生物。 负氧化态氮包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、酰胺(-
3)、季铵(-3) 化合物,排除了含硝基(+3)和亚
硝基(+1) 化合物。
O
O
OH NO2
O
Aristolochic acid (马兜铃酸)
OCH3
第三种:含负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的 非初级代谢产物的一类化合物。排除蛋白质、氨 基酸、肽类、维生素、卟啉、硝基、核酸等。 生物碱特点:
(一)简单吡咯类生物碱
N H
N H
吡咯
四氢吡咯
O N Me N Me
红古豆碱
中枢镇静作用和外周抗胆碱作用
N H3 C
COO CH3
水苏碱
具祛痰、镇咳作用
(二)吡咯里西啶类(pyrrolizidines)
吡咯里西啶
特点:两个吡咯 烷共用一个氮原 子的稠环
野百合碱 野百合碱 (抗癌活性)
三、哌啶类(piperidines)生物碱
没有氮-氧配位键但有酰氨结构的是(
)
答案:C
下列化合物属于生物碱的为( A 硝酸甘油 B 色氨酸 C 三乙胺 D 甲酰胺 E 汉防己甲素
)
答案:E
下列化合物中属于异喹啉类生物碱的是( A.秋水仙碱 B.苦参碱 C.莨菪碱 D.汉防己碱 E.长春碱 答案:D
)
指出下列生物碱类型 A.秋水仙碱 D.罂粟碱 B.苦参碱 E.汉防己甲素 C.莨菪碱
(五)双吲哚类生物碱
OH N N H H
R=
CO2Me
MeO N R'
OH OA c COOMe
R
长 碱 春 (Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长 新 (Vincristine, VCR), R'=CHO 春 碱
九、咪唑类生物碱
来源于组氨酸
N
N H
咪唑
毛果芸香碱 治疗青光眼
七、嘌呤(purine)衍生物
嘌呤
香菇嘌呤 具降脂作用
八、来源于萜类的生物碱 (一)单萜类生物碱
O
N
O
秦艽碱甲
秦 艽
(二)倍半萜类生物碱
石斛碱
(三)二萜生物碱
关附甲素
乌头碱
(四)三萜生物碱
交让木
九、来源于甾体的生物碱 (一)孕甾烷(C21)生物碱
(二)环孕甾烷(C24)生物碱
(三)胆甾烷(C27)生物碱
1.胆甾烷碱类
羽扇豆碱
苦参碱
具有抗癌活性
氧化苦参碱
四、托品烷类(tropanes)生物碱(莨菪烷类)
基本骨架:吡咯环和哌啶环骈合,两环共用一个氮原子和两个 碳原子
N CH3
H N CH3 H
7 5 4 3 6 1 2
H3C
N
H H H
H
托品烷 莨菪烷
颠茄
曼陀罗
山莨菪
莨菪碱
山莨菪碱
东莨菪碱
五、喹啉类生物碱
具有下列结构类型的生物碱是
1.双苄基异喹林生物碱 2.哌啶类(喹喏里西定类)生物碱 3.苄基异喹林生物碱 4.有机胺类生物碱
5.莨菪烷类生物碱
答案:EBDAC
A. 苦参碱
C. 乌头碱
B. 氧化苦参碱
D. 东莨菪碱
属于二萜类生物碱的是(
)C
有莨菪酰基,属于托品烷类的生物碱的是 ( ) D ) B ) A 有氮-氧配位键的是(
来源于赖氨酸
NБайду номын сангаас
N
N H
N
喹喏里西啶
吡啶
哌啶
吲哚里西啶
(一)吡啶类生物碱
N
N CH3
液态
烟碱
(二)哌啶类生物碱
COOCH3
N CH3
胡椒碱
抗惊厥、镇静作用
槟榔碱
杀虫活性
(三)吲哚里西丁类生物碱
中枢兴奋作用
(四)喹诺里西丁类(quinolizidines)生物碱
CH2OH
N
N
N
金雀花碱
子宫收缩作用
第九章
生 物 碱
( alkaloids)
第一节 概 述
O
OCH3 H3CO
H3C
N OR O
N
CH3
N
O
O OCH3
N OH
O
汉防己甲(乙)素
H3CO
喜树碱
N H3CO OCH3
N H3 C
延胡索乙素
OCH3