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1、第四章 生物碱 Chapter 4 Alkaloids 目的要求 1.了解生物碱的含义、分布和生理活性。 2.掌握生物碱的理化性质、提取、分离和检 识方法。 3.掌握主要生物碱的结构与分类 ，熟悉主 要生物碱的生理活性。 4.熟悉生物碱的结构研究方法。 第一节 概述 (introduction) 定义 分布 生物活性 1806年从鸦片中提取出吗啡； 1810年从金鸡纳分离得奎宁和辛可宁的混合物结晶. 1819年W.Weissner命名此类为alkali-like、alkaloids; 1820年发现奎宁； 1831年发现颠茄碱； 1860年发现古柯碱； 1887年发现麻黄碱 对生物碱的提取和研
2、究，最终导致了产物(药物)化学的萌发。 一、生物碱的定义 生物碱为生物体内一类除蛋白质、肽类、氨基酸及维生 素B以外含氮化合物的总称，是结构复杂具有生理活性的植物 碱。（刘湘，2010） 对于生物碱到目前为止还没有一个令人满意的定义，一 般比较确切的表述是：生物碱是含负氧化态氮原子的存在于 有机体中的环状化合物。 环状化合物排除了小分子胺类，非环的多胺和简单的酰胺类 (RCONH2)。 生物有机体则将其限定于植物、动物和其他生物(如菌等)。 负氧化态氮则包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、酰胺(-3)和季胺(-3)化 合物，但排除了含硝基(+3)和亚硝基(+1) 化合物。 很多植物中都含有生物碱
3、，如：茄科类、百合类、罂粟类、毛莨科、豆科、 防已科和小檗科等科属含生物碱较多。 含量高低不一，如p58. 二、生物碱的分布 生物碱主要分布于植物界，在动物中发现得很少。 （一）生物碱在植物界分布的一般规律： 1、在系统发育较低级的类群中，生物碱分布较少或无。 2、在系统发育较高级的植物类群中，生物碱分布集中。 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。 5、多种生物碱可以共存于同一植物中。 6、生物碱在不同植物含量不同，分布部位也不同。 (二) 生物碱在植物中的存在部位 1.一种植物中生物碱集中在某一器官。不同植物生物碱存在于不同
4、器官中。 例：麻黄碱：在麻黄的髓部含量高； 小檗碱：在黄柏皮部存在。 研究生物碱时应注意药用部位。 2.不同生物碱含量差别相当大。 金鸡纳皮含生物碱1.5%以上； 美登木中含美登木碱千万分之二. 3生物碱的含量受产地、采收季节影响。 4一种植物中往往含数种甚至数百种结构相近的生物碱。 如：长春花中含70多种生物碱。 5同科同属植物中含有的生物碱，结构往往属同一类型。 (三)生物碱的存在形式 在植物体内，少数碱性极弱的生物碱以游 离态存在，如酰胺类生物碱； 有一定碱性的生物碱多以有机酸盐形式存 在； 少数以无机酸盐形式存在，如盐酸小檗碱 、硫酸吗啡等。 其它存在形式尚有N-氧化物、生物碱苷等 。
5、 三 生物碱的生物活性 生物碱在生物体内的含量一般很少，多具有显著而特殊的 生物活性。 吗啡、延胡索乙素具有镇痛作用； 阿托品具有解痉作用； 小檗碱、苦参生物碱、蝙蝠葛碱有抗菌消炎作用； 利血平有降血压作用； 麻黄碱有止咳平喘作用； 奎宁有抗疟作用； 苦参碱、氧化苦参碱等有抗心律失常作用； 喜树碱、秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、 紫杉醇等有不同程度的抗癌作用等。 山莨菪碱抗中毒性休克作用 植物古柯中的有效成分古柯碱（植物古柯中的有效成分古柯碱（cocainecocaine）虽有很强）虽有很强 的局部麻醉作用，但是的局部麻醉作用，但是毒性较大毒性较大，久用容易成瘾。，久用容易成瘾。 普鲁卡因 p
6、rocaine (合成品)局麻药 古柯碱 cocaine （可卡因） 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如： 合成药物工业奠定了后来大量临床用药的应用与工业化 对生物碱的结构的研究和测定促成了后来有机合成化学的诞生 在世界范围内，目前已有4000多种的生物碱被分离、提纯和弄清结构，而且 至今仍在进一步研究之中，每年以100种的速度递增 性状 旋光性 溶解度 酸碱性 检识方法 第二节 生物碱的理化性质 (physicochemical property of alkaloids) 一、 性状 多数生物碱由C、H、O、N元素组成。极少数含有Cl
7、、S等 元素。 1.形态：多数生物碱呈结晶形固体， 有些为非晶形粉末。 而少数生物碱是液体。 3.味：生物碱多具苦味，有些味极苦如盐酸小檗碱。有些刺激唇舌有焦灼感 。极少数有甜味，如甜菜碱。 4.熔点：固体生物碱多具确定的熔点，极个别有双熔点如防己诺林碱。 2.挥发性和升华性 液体生物碱及个别小分子固体生物碱（麻黄碱、川芎碱）有挥发性，在 常压下可随水蒸汽蒸馏而不被破坏 个别有升华性，如咖啡因 5.颜色 绝大多数生物碱无色，少数（具有高度共轭体系结构）生物 碱显一定颜色，如小檗碱(黄色)、蛇根碱(黄色)、小檗红碱(红 色)等。 二、 旋光性 (rotation) 1.有旋光性： 大多数生物碱分
8、子中含有手性中心，具有旋光性，且多为左旋；少数无旋光 性。 2.影响旋光度大小的因素： 生物碱的旋光性受pH、溶剂、成盐影响。 吐根碱：氯仿中呈左旋光性， 盐酸盐显右旋光性。 如 北美黄连碱 97乙醇中：D49.8； 95乙醇中：D0； 50乙醇中：D115； 丙酮中：D85； 盐酸中：D127.3。 3. 生物活性与旋光性： 一般左旋的生理活性强，右旋的弱或无生理活 性。 l-莨菪碱的散瞳作用 d-莨菪碱100倍 l-去甲乌药碱有强心作用，d无强心作用 有例外：d-古柯碱的局部麻醉作用l-古柯碱。 三、 溶解度(solubility) 1.亲脂性生物碱：绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂性，溶
9、于有 机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮、苯、卤代烷类等，不溶于碱水中 2. 亲水性生物碱：季铵类生物碱、N-氧化物生物碱、某些含有羧 基的生物碱(可形成内盐)、生物碱苷溶于水。在甲醇、乙醇、正 丁醇等极性较大的有机溶剂中也可溶解，不溶于低极性有机溶剂 。 3.两性生物碱：既可溶于酸水成盐，又可溶于碱水成盐，称为酸碱 两性生物碱。 包括含有酚羟基、羧基、内酯和内酰胺的生物碱 。如含酚基的 药根碱易溶于稀碱水中；含内脂的生物碱，如喜树碱、毛果芸香碱 等，遇碱水内脂环开裂成盐而溶解，加酸、复又还原。 4.生物碱盐：一般多溶于水，可溶于甲醇、乙醇。但仍有不少例外。 特殊盐： 盐溶于有机溶剂：奎宁、奎尼定、辛可
10、宁、吐根酚碱、罂粟碱、半边莲 碱的盐酸盐溶于氯仿 盐不溶于水：紫堇碱盐酸盐、普托品硝酸盐和盐酸盐、麻黄碱草酸盐、 小檗碱盐酸盐、季铵碱的卤代烷 同一生物碱与不同酸成盐其溶解度也不同。一般无机酸盐类的水 溶性大于有机酸盐类。 四、酸碱性 生物碱大多呈碱性。生物碱的碱性强弱与其分子结构，特别是氮原子 的杂化状态和其化学环境有很大关系，一般碱性强弱顺序为： 季铵碱 脂仲氨碱 脂叔氨碱 芳叔氨碱 酰胺碱 含有酚羟基或羧基的生物碱呈两性。 五、生物碱检识 生物碱的检识通常用沉淀反应和显色反应来进行。 沉淀反应：大多数生物碱在酸性条件下，能和某些酸类、重金属盐类以及一些较大分子量的复 盐反应，生成弱酸不溶
11、性复盐或络合物沉淀。 这些能与生物碱产生沉淀的试剂称为生物碱沉淀试剂。 (1).沉淀试剂 生物碱沉淀试剂的种类很多，大多为重金属盐类，分子量较大的复盐或某些酸类试剂，其 中较为常用的有以下几种： 1.沉淀反应 常用的生物碱沉淀试剂 类别 试剂名称 试剂主要组成 生物碱反应产物 金属盐 类 碘-碘化钾 （Wagner试剂） KI-I 2 多生成棕褐色沉淀（BI 2 HI） 碘化铋钾 （Dragendoff试剂） BiI 3 KI 多生成棕黄色沉淀（BBiI 3 HI） 碘化汞钾 （Mayer试剂） HgI 2 2KI 生成类白色沉淀，若加过量试剂，沉淀又被溶 解BHgI 2 2HI） 酸类 硅钨
12、酸(Bertrand试剂) （Silicotungstic acid） SiO 2 12WO 3 浅黄色或灰白色沉淀（乳白色）（ 4BSiO 2 12WO 3 2H 2 O） 酚酸类 苦味酸(Hager试剂) (Picric acid) 2,4,6-三硝基苯酚 生成黄色晶形沉淀 （必须在中性溶液中反应） 复盐 雷氏铵盐 (Ammoniumreineckate) 硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐，往往有一定晶形、熔点或分解点 （紫红色沉淀）（BH+Cr（NH 3 ） 2 （SCN 4 ） (2).沉淀反应条件：（沉淀反应多为可逆的） 沉淀试剂不易加入多量，尤其是过量的碘化汞钾可使产生 的沉淀溶解。
13、 通常在酸性水溶液中生物碱成盐的状态下进行； （若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀。） 在稀醇或脂溶性溶液中检查时，则溶液中含水量应在50% 以上；（大于50%的醇溶液其醇可使沉淀溶解） (3).结果的判断： 用于鉴别时每种生物碱需采用三种以上的生物碱沉淀试剂， 若直接采用中草药的酸浸液来作沉淀反应，则得出的： 阳性结果判定Alk的存在； 阴性结果可判断无Alk存在。 氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等成分 + Alk沉淀试剂 生成沉淀 这是因为沉淀试剂对各种生物碱的灵敏度不一样。 (4).应用范围： 检查某植物中是否有生物碱 检查生物碱是否被提取完全 用于TLC、PC显色 用于鉴定生物碱、中药材、
14、含量测定等。 2.显色反应 用于生物碱的显色试剂很多，它们往往因生物碱的结构不同而显示不同的颜色。但是 ，颜色反应仅可作为识别生物碱的参考，因为生物碱纯度不同，显色就有差别。常用的反 应见下表。 生物碱常用的显显色反应应 名 称试试 剂剂生物碱及反应结应结果 Mandelin试剂试剂1%钒钒酸铵铵的浓浓硫酸溶液阿托品显红显红色；奎宁显显淡橙色； 吗吗啡显蓝显蓝紫色；可待因显蓝显蓝色； 士的宁显蓝显蓝紫色到红红色 Frohde试剂试剂1%钼钼酸钠钠 或 5%钼钼酸铵铵的浓浓硫酸溶液 乌头乌头碱显显黄棕色；吗吗啡显显紫色转转棕色； 可待因显显暗绿绿色至淡黄色 Marquis试剂试剂浓浓硫酸中含有少
15、量甲醛醛吗吗啡显显橙色至紫色；可待因显显洋红红色至黄棕色；古柯 碱和咖啡碱不显显色 Labat反应应5%没食子酸的醇溶液具有亚亚甲二氧基结结构的生物碱呈翠绿绿色 Vitali反应应发发烟硝酸和苛性碱醇溶液结结构中有苄氢苄氢存在则则呈阳性反应应 第三节 生物碱的结构分类 生物碱的分类主要有三种方法： (1)来源分类 根据分离得到生物碱的植物的属名或种名进行分类 如鸦片生物碱、麦角生物碱等 根据生物碱具有的化学结构母核分类，如喹啉类生物碱、托品烷类生物碱等； (2)化学分类 (3)生源结合化学分类 从生源上讲，生物碱都来自于有限的几种氨基酸和萜类 如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱等。 1.吡咯类 2.吡
16、咯里西丁类 3.托品烷类 4.哌啶类 5.吲哚里西丁类 6.喹诺里西丁类 9.简单苯丙氨类 10.四氢异喹啉类 11.苄基四氢异喹啉类 12.苯乙基四氢异喹啉类 13.苄基苯乙氨类 14.吐根碱类 15.简单吲哚类 16.简单-卡波林类 17.半萜吲哚类 18.单萜吲哚类 19.单萜生物碱 20.倍半萜生物碱 21.二萜生物碱 22.三萜生物碱 23.孕甾烷生物碱 24.环孕甾烷生物碱 25.胆甾烷生物碱 7.喹啉类 8.吖叮酮类 生 物 碱 来源于异戊烯 来源于氨基酸 来源于鸟氨酸 来源于赖氨酸 来源于邻氨基苯甲酸 来源于苯丙氨酸/酪氨酸 来源于色氨酸 来源于萜类 来源于甾体 生物碱化学结构
17、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： 一、有机胺类生物碱 结构特征：氮原子不结合在环状结构 内，此类生物碱数目不多。 如： 麻黄碱 麻黄碱 也叫麻黄素，麻黄科麻黄属植物中的活性成分。 是著名的中药，用于发汗药和兴奋止咳药。 中医以茎枝入药，性温，味辛、苦，有发汗、散寒、平喘、利水 等功效，治风寒感冒、咳喘、支气管哮喘、支气管炎、水肿。麻 黄根亦入药，性平、味甘，功能止汗，用于治自汗、盗汗。 发汗用茎， 止汗用根， 麻黄碱衍生物 二、氮杂环类生物碱 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。 分类 五元环 如 六元环 如 单环 稠环 如 杂
18、环化合物 呋喃 吲哚 咪唑 吡唑 噻唑 命名与编号： 2 多个杂原子时： 依OSNHN顺序优先为1号； 4 、标定。 3 使数字之和最小； 1 只有一个杂原子时：杂原子为1号； 特例 （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 该类生物碱结构简单，数目较少。 如益母草中具有祛痰止咳作用的水苏碱(stachydrine) 水苏碱 吡咯里西啶 阔叶千里光碱 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。如具有阿托品样活性的阔叶千里光碱。 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(ergome
19、trine) 吲哚 麦角新碱 吲哚衍生物 品种有蕃木鳖生物碱、麦角生物碱、萝芙木生 物碱、毒扁豆生物碱和长春花生物碱等。 生物碱分子结构中含有吲哚的结构，故将它们 归入吲哚类生物碱部分。 长春碱与长春新碱长春碱与长春新碱 长春花，又名日日春、天天开等。夹竹桃科，常绿直立亚灌 木。株高30-60厘米，叶对生，长椭圆形，深绿具光译。花腋 生，花冠高脚碟状，裂片5，呈轮状排列，花径3-4厘米，白 色、粉红色或紫红色。 长春花的嫩枝顶端，每长出一叶片，叶腋间即冒出两朵花 ， 因此它的花朵特多，花期特长，花势繁茂，生机勃勃。从 春到秋开花从不间断，所以有“日日春”之美名。 原产西印度，早在宋代以前就传入
20、我国。性喜高温高湿 ，耐半阴。多采用播种繁殖。 长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良 药。据现代科学研究，长春花中含55种生物碱。其中长春碱 和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白 血病等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药 源。 蕃木鳖生物碱 番木鳖又称马钱子，是马钱科植物的干燥种子 ，含有多种生物碱，统称番木鳖生物碱。 番木鳖生物碱主要成分有番木鳖碱（士的宁）和马 钱子碱，供药用的就是士的宁。临床小剂量用作苦 味剂和健胃剂，中剂量为中枢神经兴奋剂，大剂量 可用于苏醒药，但易中毒。 麦角生物碱 麦角是麦角科真菌麦角菌和小麦角菌寄生植物上所形成的菌核，从中
21、分离得到的生物碱就称为 麦角生物碱。麦角生物碱可临床用于子宫收缩药，也可用于治疗偏头痛。 麦角碱及衍生物 萝芙木生物碱 萝芙木属于夹竹桃科的植物。 1952年从印度萝芙木根中分离出利血平，发 现有很好的降压和镇静作用。1956年 Woodward完成全合成。 后来从萝芙木从中提取了几十种生物碱。 利血平及衍生物 利血平通过耗竭周围交感神经末梢的肾上腺素，心、脑及其他组织中 的儿茶酚胺和 5-羟色胺达到抗高血压、减慢心率和抑制中枢神经系统的 作用。降压作用主要通过减少心输出量和降低外周阻力、部分抑制心血管 反射实现。减慢心率的作用对正常心率者不明显，但对于窦性心动过速者 则明显。 利血平作用于下
22、丘脑部位产生镇静作用，但无致嗜睡和麻醉作用，不 改变睡眠时脑电图，可缓解高血压病人焦虑、紧张和头痛。 毒扁豆生物碱 原产于非洲西部海岸老卡拉巴及尼尔河河口的一种名为卡拉巴豆的干燥成熟种子称为毒扁豆， 是属于豆科植物，含有多种生物碱，统称毒扁豆生物碱。 能抑制人体组织中的胆碱酯酶的活动，用于抗胆碱酯酶药。具有收缩瞳孔、降低眼压的能力 ，主要用于治疗青光眼。 （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)。 烟碱 烟草中约含有12种生物碱，其
23、中，烟碱是最主要的。烟碱又称尼古丁，一般 以苹果酸盐或柠檬酸盐的形式存在烟草中。含量为13%。 烟碱为无色油状液体，b.p.246.1，有剧毒，它能迅速溶于水及酒精中， 通过口、鼻、支气管黏膜，很容易被人体吸收。粘在皮肤表面的尼古丁，可“ 渗”入人体内。少量有兴奋中枢神经的作用，一次吸注50mg，则可使心脏麻痹 而死亡。 烟碱能被KMnO4氧化为烟酸；烟碱具有弱碱性，可与强酸成盐；与鞣酸 、苦味酸等反应生成沉淀；具有毒性，是一种有效的农业杀虫剂。 由于本毒性较大，无临床应用价值，其急性致死量成人约40-60mg，而 每包卷烟约含烟碱20-30mg。此外尚有多种其他有毒物质。吸烟过久、过多 可严
24、重损伤人体健康，如肺癌发病率与吸烟密切相关；吸烟可诱发慢性咽炎 、呼吸道疾病、心血管疾病、某些消化道疾病和头痛、失眠、视力损害等神 经系统障碍，故应大力提倡戒烟。 槟榔碱 槟榔碱是槟榔的主要生物碱成分。槟榔主 产于印度尼西亚、马来西亚及中国的广东、海 南、广西、云南等地。种子可入药，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。 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。如苦参中的苦参碱 (matrine)和氧化苦参碱(oxymatrine)。 喹诺里西啶 苦参碱 氧化苦参碱 苦参碱，别
25、名母菊碱，来源于豆科植物苦参 (Sophora flavescens Ait.)的根，广豆根 (S.subprostrata Chun et T. Chen)的根等。 苦参碱为白色针状结晶或结晶性粉末；无臭，味 苦；在乙醇、氯仿、甲苯、苯中极易溶解。 临床作为抗菌消炎药，用于慢性宫颈炎、菌痢、 肠炎等。目前成品药有苦参碱栓、苦参碱注射液 等。 3喹啉类 结构特征为苯并吡啶（氮原子在-位） 。如抗疟药奎宁(quinine)。 喹啉 奎宁 喹啉类生物碱 从某些植物中提取出的生物碱，具有喹啉的结构， 这些植物有茜草科的金鸡纳树、珙桐科的喜树等， 而提取出的生物碱品种就有奎宁、奎尼丁、金鸡宁 、金鸡尼
26、丁、喜树碱等。这些生物碱在临床药物作 用上有解热、抗疟、抗肿瘤等效果。 金鸡纳生物碱 金鸡纳生物碱的通用结构式如下： 奎宁的喹啉环上的甲氧基被证明对喹啉系的抗疟药物是很重要的，它能增强抗疟作用、降 低毒性。 “金鸡纳”的故事：从本草到科学 康熙信任西医，多次由耶稣会传教士罗德先 (Bernard Rhodes，1645-1715)治病见效。1693年 ，康熙患疟疾，服御医药无效。法国传教士洪 若翰(P.Joames Fontaney，1643-1710)葡萄牙 传教士刘应(Mgr Claudusde Visdelou，1656- 1737)等献上金鸡纳(cinchona)，康熙服用后疟 疾速愈
27、，金鸡纳从此被尊奉为“圣药”。 “金鸡纳”最初只是土著本草，但到了19世纪， 经过大量新兴的科学研究，它的有效成分奎宁 (quinine)成为有现代科学根据的治疟疾药。 【摘录】全国中草药汇编 奎宁为白色固体，熔点173，味微苦，微溶于水，左旋。奎宁及其盐类是最早使用的特效抗疟 药。现在有许多奎宁的衍生物被合成、使用。 它是从金鸡纳树皮中提取出来的一种生物碱（1820 年）。 1908年，P.Rabe用降解法测定其结构 ；1945年 Woodward等完成全合成。 奎宁的提取过程： 喜树生物碱 喜树生物碱都是具有一个喹啉环、内酯和内酰胺的五环化合物： 喜树碱类生物碱是一类特殊的生物碱，属于中性
28、乃至近酸性的化合物，无一般生物碱反应（与 碘化铋钾试剂反应呈阴性），也不能与酸成盐，不溶于一般有机溶剂与水，能溶于稀碱而开内 酯环。 O 喜树碱类 喜树碱（camptothecine）和羟喜树碱（hydroxy camptothecine）是从珙桐科乔木喜树的根皮、果实提取 的生物碱。它们能干扰DNA拓扑异构酶(topoisomerase )，破坏DNA结构，并抑制DNA的合成。 由于10-羟喜树碱的活性高于喜树碱，往往结构修饰在10 -羟喜树碱上进行。拓扑泰康（topotecan）已被广泛用 于治疗卵巢癌与小细胞肺癌。依利诺泰康（irinotecan） （CPT-11）用于治疗卵巢癌及已转移
29、的直肠结肠癌。还 有，9-羟基喜树碱（rubitecan）还对胰腺癌效果显著。 由于喜树果资源丰富，含喜树碱（0.03%）及10-羟基喜树碱(0.003%)高，因此 被选作生产原料。 喜树碱用于治疗胃癌、肠癌、膀胱癌和急、 慢性粒细胞白血病等。 羟喜树碱用于原发性肝癌、头颈部癌和白血 病等。 不良反应主要有胃肠道反应、骨髓抑制和血 尿 ，少数有脱发。羟喜树碱不良反应较轻。 4异喹啉类 结构特征为苯并吡啶（氮原子在-位 ）。本类衍生物结构较多，又可分为： （1）简单异喹啉：如存在于鹿尾中的降压成分萨 苏林(salsoline)。 异喹啉 萨苏林 R=H 萨苏里丁 R=CH3 （2）苄基异喹啉：有
30、单或双苄基异喹啉衍生物。如 具有解痉作用的罂粟碱(papaverine) 罂粟碱 鸦片中含有罂粟碱，鸦片是罂粟果流出的液汁经干燥后所得的物质。鸦 片中含有20多种生物碱，其中最主要的一种就是罂粟碱，其分子中含有异喹 啉环。罂粟碱有抑制挛作用。 （3）原小檗碱型：结构特征为两分子异喹啉共用一 个氮原子的稠环化合物。如抗菌药物小檗碱(黄连素 berberine)。 原小檗碱 小檗碱 黄连素（小檗碱） 由黄连、黄柏及三颗针等植物中提取， 有抗菌作用，对痢疾杆菌、葡萄球菌和链球菌等均有抑制作用，主要用于治疗细菌性痢疾和肠 胃炎，没有抗药性和副作用是它的最大优点。 延胡索生物碱 延胡索也是属于罂粟科植物
31、，品种和分布均很广。 从中提取的延胡索生物碱如延胡索乙素有镇痛和催眠作用，适用于内科疼痛，如消化性溃疡痛 、产后子宫收缩痛、痛经及紧张性失眠等。 （）吐根生物碱 吐根为茜草科植物的根部，有催吐、发汗和祛痰 的作用，其中含有多种生物碱，主要的就是吐根 碱，又称依米丁（Emetine）。 阿片生物碱 吗啡在化学上属于阿片生物碱中的一类，阿片生物碱是通过罂粟或白花罂粟未成熟 的果实用刀割裂渗出的白色汁液，经干燥而成黑色膏状物。 5 吗啡类生物碱 吗啡 1806年从阿片中提取得到纯品的吗啡 1952年通过人工合成与天然的比较确认结构，手性C5、C6、C14上的氢与连在C9C13的乙胺呈顺 式排列。 吗
32、啡及其衍生物的构型与它们的镇痛作用有密切的关系。吗啡为中枢抑制药，具有镇痛、镇静 、镇咳及抑制肠蠕动的作用，但有便秘、呕吐和抑制呼吸的副作用，易上瘾。 吗啡的衍生物 吗啡衍生物药物在镇痛的同时，常常也增强了毒性、成 瘾和欣快性更严重，不适合临床应用，已经被列为禁用 的麻醉药品。 吗啡由于具有一定的镇痛、镇静作用，但副作用大 利用结构上的羟基等可反应基团进行改造，制备了一系 列的吗啡衍生物，如乙基化得到乙基吗啡，乙酰化得到 海洛因，利用重排反应得到大老地特等等 吗啡的衍生物 源于鸦片，是吗啡二乙酰的衍生物，其化学名为二乙酰吗 啡 。大多数海洛因毒品均有醋酸气味。 滥用方式 卷烟吸入、锡箔纸燃烧烫
33、吸、静脉注射、吞服 、皮下包埋、肌肉注射、粉末鼻腔吸入、粘膜磨擦。 毒害 使用初有欣快感，无法集中精神，会产生梦幻现象 。过量使用造成急性中毒，症状包括昏睡、呼吸抑制、低 血压、瞳孔变小。具高度心理及生理依赖性，长期使用后 停药会发生渴求药物、不安、流泪、流汗、流鼻水、易怒 、发抖、寒战、打冷颤、厌食、腹泻、身体卷曲、抽筋等 症。一旦成瘾极难戒治 海洛因 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 莨菪烷类类生物碱 托品 比较重要的有阿托品、莨菪碱、樟
34、柳碱、山莨菪碱等，为医疗上比较重要的 药物。它们都是由托品衍生的醇类与不同的有机酸结合而成的酯类，易水解 ，生成有机酸和氨基醇。 托品类的生物碱是由一些茄科植物，主要是颠茄、莨 菪、蔓陀罗、洋金花等以及和它们相似的品种中提取 得到的一类生物碱 硫酸阿托品 阿托品常以硫酸阿托品形式存在，临床作用为平滑肌痉挛 、胃和十二指肠溃疡、盗汗、胃酸过多、扩散瞳孔，以及 麻醉前给药、治疗有机磷农药中毒等 氢溴酸东莨菪碱 是东莨菪醇与酸形成的酯。除了有阿托品的作用外，还能抑制中枢神经，具有镇定作用， 用于防治晕车、晕船、晕飞机等，通过结构与实验证明，该生物碱是中药麻醉剂的主要成 分。 氢溴酸山莨菪碱 是山莨菪
35、醇与酸结合的酯，与莨菪碱的区别在于C6上多一个羟基。有 解除平滑肌痉挛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔、改善微循环作用。临床 上科用于治疗中毒性休克、肾小球肾炎、眩晕病、神经痛等。 合成解痉药 由于阿托品既能兴奋中枢神经，又能抑制副交感神经，药理作用比较复杂，能同 时影响到人体的许多器官，可能产生较多的不良副作用。所以合成了相类似的许 多药物对相应的药理作用进行改进。 这些合成药物有后马托品（扩瞳用）、胃复康、优托品（肠胃道解痉）、普鲁本 辛（治胃肠炎、胰腺炎）等等。 古柯碱 古柯碱是从古柯叶中提取的生物碱，也曾经作为世界闻名的软饮料Coca-Cola的配 方中的组分之一。古柯叶中的生物碱的成分很复杂
36、。 古柯碱主要成分有三种： 古豆碱类：是四氢吡咯的衍生物，无药用价值； 莨菪醇和伪莨菪醇的酯类，具有局部麻醉作用； 爱康宁（Ecgonine）的衍生物，一般指的古柯 碱就是指爱康宁的衍生物。爱康宁和甲醇及苯 甲酸缩合所成的二元酯就是古柯碱。 古柯碱为优良的表面麻醉剂，具有很好的穿透力。 但有一定的毒性，且有容易上瘾的副作用。 类似化合物有普鲁卡因、优卡因、阿洛方、苯佐卡因等。 1普鲁卡因 2-优卡因 3-优卡因 4阿洛方 5新阿洛方 6苯佐卡因 7 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（常山碱）、咪唑（毛果芸香碱）、吡 嗪（川芎嗪）、萜类（乌头碱）、大环类（ 美登木碱）
37、、异甾类（贝母碱）等。 咪唑及黄嘌呤生物碱 此类生物碱主要存在于芸香科植物毛果芸香 或其他同属植物的干燥小叶中，主要是咪唑 类生物碱。 另外茶叶、咖啡、可可豆等中含有黄嘌呤衍生物， 也是一种生物碱，例如茶叶中含有咖啡因、少量茶 碱和可可豆碱等。 毛果芸香生物碱 来自毛果芸香，能缩小瞳孔、降低眼压，用于治疗青光眼。有兴奋平滑肌和腺细 胞的作用，对唾液和汗腺作用明显，可用作强烈的发汗剂。 黄嘌呤生物碱 在茶叶、咖啡和可可豆中含有黄嘌呤衍生物类的生物碱 ，有扩张血管和支气管，松弛平滑肌强心等作用，可以 用作利尿和冠状动脉扩张药，治疗支气管哮喘、急性心 力衰竭和心绞痛等。 茶叶中含 有多种生物碱，其中
38、，主要成份为咖啡因（1-5），少量茶碱和可 可豆碱。 咖啡因 咖啡因（Caffeine ）是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生 物碱，适度地使用有祛除疲劳、兴奋神经的作用，临床上用 于治疗神经衰弱和昏迷复苏。但是，大剂量或长期使用也会 对人体造成损害，特别是它也有成瘾性，一旦停用会出现精 神萎顿、浑身困乏疲软等各种症状，虽然其成瘾性较弱，戒 断症状也不十分严重但由于药物的耐受性而导致用药量不 断增加时，咖啡因就不仅作用于大脑皮层，还能直接兴奋延 髓，引起阵发性惊厥和骨骼震颤，损害肝、胃、肾等重要内 脏器官，诱发呼吸道炎症、妇女乳腺瘤等疾病，甚至导致吸 食者下一代智能低下，肢体畸形。因此也被列入受
39、国家管制 的精神药品范围。 含有咖啡因的食品：巧克力，咖啡，茶，红牛和可乐类饮料 。 第四节第四节 提取分离提取分离 （一）提取（一）提取 1.1.酸水提取法酸水提取法 2.2.醇类溶剂提取法醇类溶剂提取法 3.3.与水不相混溶的有机溶剂提取法与水不相混溶的有机溶剂提取法 1.1.酸水提取法酸水提取法 （1 1）离子交换树脂法：酸水提取液通过离子交换树脂）离子交换树脂法：酸水提取液通过离子交换树脂 （2 2）沉淀法）沉淀法 酸提碱沉法酸提碱沉法 药 材 沉 淀H2O H+/H2O提取；加碱碱化 水溶性Alk、杂质不溶或难溶性Alk 盐析法：适用中等弱碱。盐析法：适用中等弱碱。 黄藤1%H2SO
40、4水溶液 H2O沉淀 碱化至pH=9；加NaCl达饱和 掌叶防已碱 雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法 季铵碱的水溶液季铵碱的水溶液 水溶液沉淀(雷氏复盐) 雷氏铵盐沉淀 沉 淀滤 液 滤液 (B2SO4) 硫酸钡沉淀季铵碱的盐酸盐 加酸水调至弱酸性 加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O 溶丙酮（乙醇）中 加Ag2SO4饱和水溶液 加入氯化钡（BaCl2） 2.醇类溶剂提取法 生 药 H+ / H2O 药 渣醇 液 OH-/H2O 醇或酸性醇 挥醇；加酸水 碱性较弱的碱 亲水性Alk CHCl3 沉 淀 Alk OH-/H2O CHCl3 3. 3. 有机溶剂提取法有机溶剂提取法 生 药 残 渣CHCl3
41、 CHCl3H+/H2O 碱化（如NH4OH）（使Alk游离） 渗滤（或浸渍）（如CHCl3等） H+/H2O OH-/H2O Alk沉淀 亲水性Alk 碱性较弱的Alk （二）（二） 分离分离 生物碱的分离 系统分离特定分离 多用于基础研究侧重于生产实用 总 碱 单体Alk的分离 类别 指酸碱性强弱 部位 指极性不同 依据Alk的理化性质 （二）分离 溶解性重结晶法 碱性强弱pH梯度萃取 色谱法 (1)(1)利用生物碱及其盐类的溶解度不同进行分离利用生物碱及其盐类的溶解度不同进行分离 麻黄碱草酸盐在水中溶解度比伪麻黄碱草酸盐小而 结晶析出，伪麻黄碱草酸盐则保留在母液中。 (2)(2)利用生物
42、碱碱性强弱不同进行分离利用生物碱碱性强弱不同进行分离 PHPH梯度分离法梯度分离法 n n 混合物溶于稀酸水，逐渐调碱性，分别用混合物溶于稀酸水，逐渐调碱性，分别用CHClCHCl 3 3 萃取萃取 PHPH由低到高，生物碱碱性由弱到强由低到高，生物碱碱性由弱到强 n n 混合物溶于混合物溶于CHClCHCl 3 3 中，用缓冲液依次萃取中，用缓冲液依次萃取 PHPH由高到低，生物碱碱性由强到弱由高到低，生物碱碱性由强到弱 加碱 (3)(3)利用生物碱的特殊功能团性质进行分离：利用生物碱的特殊功能团性质进行分离： 酚性生物碱溶于稀氢氧化钠中；酚性生物碱溶于稀氢氧化钠中； 含羧基的生物碱溶于碳酸
43、氢钠中；含羧基的生物碱溶于碳酸氢钠中； 含内酯或内酰胺生物碱溶于热氢氧化钠中。含内酯或内酰胺生物碱溶于热氢氧化钠中。 (4)(4) 采用色谱法进行分离 采用色谱法进行分离 吸附柱色谱：常用氧化铝、硅胶作吸附剂；用苯、氯仿、乙吸附柱色谱：常用氧化铝、硅胶作吸附剂；用苯、氯仿、乙 醚等混合溶剂作展开剂。醚等混合溶剂作展开剂。 注意：硅胶作吸附剂时，需加碱在展开剂中，抑制硅胶的酸性。注意：硅胶作吸附剂时，需加碱在展开剂中，抑制硅胶的酸性。 （一）色谱法 1.薄层色谱法 2.纸色谱法 与对照品共薄层，与文献报道的数据进行对照。 测定理化常数（如：熔点），测定其衍生物的 理化数据等来鉴定生物碱。 第五节
44、 生物碱的结构鉴定与测定 （二）谱学法 紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振 UV反映分子中所含共轭系统情况； IR利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官能团 ； NMR各种技术图谱测定结构； MS依据文献，结合主要生物碱类型的质谱特 征进行解析。 生物碱的结构测定常用的化学方法有 Hofmann降解反应、Emde降解反应等。本节 介绍化学降解反应。 （三）化学方法 (1) 霍夫曼降解(Hofmann degradation) 霍夫曼降解又称彻底甲基化法(exhaustive methylation)是最重要的 C-N键裂解反应。 伯、仲、叔胺与CH3I反应生成季铵盐后，在碱性条件下加热发生 -H消除
45、，生成水、烯和胺。反应条件要求必须有-H。 反应过程：A：全甲基化生成季铵盐 B：转成季铵碱 C：加热发生-H消除反应 经A、B、C三步完成一次消除反应，每次只能断裂1个CN键， 所以N原子以链状化合物存在时，经一次反应即可降解完全；若为单 环化合物，经二次反应可降解完全；若为双环化合物，需经三次反应 才能完全降解 加热 CH3I (2) 埃姆特 （ Emde ）降解 季铵盐与还原剂(如Hg-Na、Na-液氮等)作用，断裂C-N键的反 应称Emde降解，主要用于无-氢的生物碱中C-N键的断裂，是霍夫 曼降解的一种补充。(优先发生在苄基或烯丙体系上) 作业1次:课程论文格式 题目（20字内） 作者姓名及班级学号（如：张三，070840101） 摘要(30-50字) 关键词（3-5个） （英文：题目；姓名及班级；摘要；关键词） 前言 正文 参考文献(5-10篇) 要求：2000-3000字；A4纸；打印手写；12周四前交； 评分规则：0；30；50；60-100分。直接记入期末成绩。 课程综述报告 PPT 10-20 min 10 or 12 week （80-100）point First Groups(1-5 ) 选题: 多糖类化合物 生物碱 鞣质类化合物 植物激素类 昆虫信息素 农用天然产物 海洋天然产物