1、天然药物化学,湖北医药学院第四临床学院 天然药物化学教研室 王姗姗,第四临床学院,第九章 生物碱,Alkaloids,第四临床学院,重点掌握 生物碱的定义、分类、理化性质及提取分离方法,教学目标,熟悉了解 熟悉生物碱的合成、生物关系及其分布,了解光谱法在生物碱结构测定中的应用,哑巴吃黄连，有苦说不出,小檗碱（berberine）,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,第六章 生物碱,小檗碱（berberine）,吗啡(morphine),麻黄碱（phedrine）,3. 大多具有碱性，可与酸成盐,（含N有机化合物的总称
2、）,1.多数由C、H、 O、N组成,2. 多在环上，少数在环外,4. 多具显著的生理活性,生物碱的含义和特点,一、生物碱概述,生物活性： 黄连中的小檗碱(berberine)用于抗菌消炎 。,黄连,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,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。,麻黄,生物碱的比较确切表达：,生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物有机体的环状化合物。,负氧化态氮原子,胺（-3），氮氧化合物（-1），酰胺（-3）,环状化合物,排除小分子的胺类，非环
3、的多胺和酰胺,第六章 生物碱,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,主要分布于植物界，在动物中发现得很少。,双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科，防己科， 罂粟科， 芸香科裸子植物： 红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科,二、生物碱的分布,生物碱在同一植物中分布，多数以数种或数十种生物碱共存。同一植物中的生物碱一般多来源于同一个前体，化学结构多具相似性，同科同属植物中生物碱也多属于同一构型。,二、生物碱的分布,动物界也有存在，但种类少。,肾上腺素,蟾酥碱,游离碱：碱性极弱，以游离碱
4、的形式存在。盐 类：绝大多数以盐的形式存在植物体内。有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；无机酸：硫酸、盐酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等。酰胺类：以酰胺形式存在的较常见；如秋水仙碱、喜树碱等。N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。氮杂缩醛类：又称O、N-混合缩醛。其他类：极少数以亚胺、烯胺、苷类的形式存在。,生物碱的存在,第六章 生物碱,生物碱概述,生物碱的分布,生物碱的分类,生物碱的性质,生物碱的提取和分离,生物碱的结构鉴定,生物碱的提取分离实例,按植物来源分类如长春花生物碱、石蒜生物碱等）,按生源结合化学分类基于生物碱合成前体物的来源,按化学骨架分类 按含基核类型：如吲哚、喹啉等 按整个母核
5、类型：如萜类、甾类等,分类方法,二、生物碱的分类,1. 代表化合物麻黄碱、伪麻黄碱,互为立体异构体，区别在于C1的构型不同。,麻黄碱 R=H, R=CH3 伪麻黄碱 (ephedrine 1R,2S) （pseudoephedrine 1S,2S）,（一）有机胺类生物碱,二、生物碱的分类,二、生物碱的分类,2. 代表化合物 秋水仙碱,秋水仙碱(colchicine),抑制有丝分裂，毒性大,二、生物碱的分类,二、氮杂环衍生物类生物碱,结构特征：氮原子结合在环状结构内。其中大多为五元、六元氮杂环衍生物。（一）五元氮杂环类生物碱 基本结构为吡咯和四氢吡咯。,吡咯,四氢吡咯,1简单吡咯类 该类生物碱结
6、构简单，数目较少。如益母草中具有祛痰止咳作用的水苏碱；新疆党参中具有降压作用的党参碱；古柯中的红古豆碱。,水苏碱,益母草,2吡咯里西啶类 结构特征为两分子吡咯共用一个氮原子的稠环化合物，多与有机酸以双内酯形式缩合。如具有抗高血压活性的阔叶千里光碱；农吉利中的抗肿瘤有效成分一野百合碱。,吡咯里西啶,千里光碱,3吲哚类 结构特征为苯并吡咯。该类生物碱种类很多，已发现1200多种，如菘蓝中的大青素B、具有抗胆碱酯酶作用的毒扁豆碱、具有兴奋子宫作用的麦角新碱及具有抗肿瘤作用的长春碱和长春新碱。,吲哚,长春碱 （vinblastine, VLB） R=CH3长春新碱 （vincristine, VCR）
7、R=CHO,（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、槟榔次碱；具有镇定、抗惊厥作用的胡椒碱；烟草中杀虫成分烟碱。其中，分子量较小的槟榔碱、槟榔次碱和烟碱均为液体。,烟碱,胡椒碱,槟榔碱,2喹诺里西啶类 结构特征为两个哌啶共用一个氮原子的稠环化合物。如野决明中的羽扇豆碱。,喹诺里西啶,羽扇豆碱,matrine oxymatrine,两分子喹诺里西啶稠合的化合物如豆科植物苦参中的苦参碱和氧化苦参碱，临床应用抗肿瘤，病毒性肝炎。,（三）喹啉衍生物类 结构特征为苯并吡啶（氮原子在-位）的喹啉环。,喹啉,
8、1,2,3,4,5,6,7,8,奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有效成分，含量高达3）,奎尼丁,喜树碱及其类似物（主要存在于珙桐科植物喜树中）,喜树碱(camptothecin) R=H 10-羟基喜树碱(hydroxycamptothecin) R=OH,（四）异喹啉衍生物类（最大的一类）1.简单异喹啉类如存在于鹿尾草中的降压成分萨苏林、萨苏里丁。,异喹啉,萨苏林 R=H萨苏里丁 R=CH3,（2）苄基异喹啉 此类生物碱在1位连有苄基，有单或双苄基异喹啉衍生物。如具有解痉作用的罂粟碱、三棵针中的具有调节免疫作用的小檗胺。,罂粟碱,罂粟,三颗针,盐酸小檗胺,（3）小檗碱类（双并异喹啉类） 结构特征为两
9、分子异喹啉共用一个氮原子的稠环化合物。如抗菌药物小檗碱（季胺碱）、镇痛药物延胡索乙素（叔胺碱）。,延胡索乙素 （corydallis B）,小檗碱（berberine）,（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。,吗啡（morphine）,可待因,（五） 托品烷类生物碱（莨菪烷）,多由莨菪烷系的C3-醇羟基与有机酸缩合而成酯类。莨菪烷环由四氢吡咯和六氢吡啶合并而成的杂环。,1,2,3,5,4,6,7,8,阿托品(atropine) R=H （dl） 莨菪碱(hyoscyamine) R=H （l）山莨菪碱(anisoda
10、mine) R=OH,东莨菪碱 scopolamine,樟柳碱anisodine,二、生物碱的分类,（五）其他结构类型生物碱 常见的结构类型有嘌呤（咖啡碱）、喹唑啉、咪唑（毛果芸香碱）、吡嗪（川芎嗪）、萜类（乌头碱）、大环类（美登木碱）、异甾类（贝母碱）等。,咖啡碱,毛果芸香碱,常见氮杂环类生物碱基本母核类型：,吡咯,四氢吡咯,吡咯里西啶,吲哚里西啶,吲哚,哌啶,吡啶,莨菪烷,喹喏里西啶,喹啉,异喹啉,苄基异喹啉,吗啡烷类,小檗碱型,课后小结,小练习,1生物碱不具有的特点是 A分子中含氮原子 B氮原子多在环内 C具有碱性 D分子中多有苯 E显著而特殊的生物活性,2.小檗碱的结构类型是 A喹啉类 B异喹啉类 C哌啶类 D有机胺类 E吲哚类,3.常温下呈液态的生物碱是 A槟榔碱 B麻黄碱 C苦参碱 D乌头碱 E小檗碱,小练习,5.具有莨菪烷母核的生物碱是A.甲基麻黄碱 B.小檗碱 C.阿托品 D.氧化苦参碱 E.乌头碱,4.属于异喹啉的生物碱是 A槟榔碱 B麻黄碱 C苦参碱 D有机胺类 E吲哚类,指出化合物结构类型,指出化合物结构类型,
