药学医学天然药物化学课件第九章 生物碱.ppt

1、 主讲：白素平主讲：白素平 第九章第九章 生物碱生物碱第一节第一节 生物碱概述生物碱概述第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类第四节第四节 生物碱的理化性质生物碱的理化性质第五节第五节 生物碱的提取和分离生物碱的提取和分离第六节第六节 生物碱的结构鉴定生物碱的结构鉴定第二节第二节 生物碱生物合成的基本原理生物碱生物合成的基本原理主要内容主要内容 第一节 概述第九章 生物碱1717世纪，世纪，白猿经白猿经记述乌头中提出砂糖样毒物，乌头碱。记述乌头中提出砂糖样毒物，乌头碱。18061806年，德国科学家自鸦片中分得第一个生物碱，吗啡。年，德国科学家自鸦片中分得第一个生物碱，吗啡。18101810年

2、，西班牙医生自金鸡纳中得生物碱奎宁和辛可宁。年，西班牙医生自金鸡纳中得生物碱奎宁和辛可宁。19191919年，科学家称植物中得碱性化合物为生物碱。年，科学家称植物中得碱性化合物为生物碱。大多数生物碱都具有生物活性，目前仍是科学工作者研大多数生物碱都具有生物活性，目前仍是科学工作者研究的重要领域。究的重要领域。第一节 概述一、生物碱（alkaloids）定义：一般表述：天然产的含氮有机化合物。不包括低分子胺类，如甲胺、乙胺；氨基酸、氨基糖、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素。确切的表述：含负氧化态的氮原子，存在于生物有机体的环状化合物。排除了小分子的胺类、非环的多胺和酰胺以及含硝基和亚硝基的化

3、合物，同时又包含了经典定义中例外的大多数化合物。第一节 概述二、生物碱的分布分布分布植物界动物界：极少1.在系统发育较低级的植物类群中，生物碱分布较少或无2.生物碱集中分布在系统发育较高级的植物类群中 三、生物碱的存在形式 第一节 概述1.1.游离碱 生物碱中，以酰胺形式存在的生物碱以游离状态，少数碱性极弱的生物碱以游离形式存在，如那碎因（narceine）、）、那可丁（narcotine）。）。NHOOOOMeOMeHHO那碎因那碎因那可丁那可丁 narcotineN(CH3)2COOHOMeOMeOOO 2.2.盐类 生物碱因含有N原子具有碱性，大多数与有机酸结合成盐的形式存在，也有少数与

4、无机酸结合成盐存在。有机酸：酒石酸、柠檬酸、苹果酸、草酸、琥珀 酸、乌头酸、绿原酸等。无机酸：硫酸、盐酸、硝酸 如吗啡与硫酸结合成盐存在于鸦片中；小檗碱与盐酸结合成盐存在于黄连及小檗科植物中；刺桐属生物碱以硝酸盐的形式存在于印度刺桐中。第一节第一节 概述概述 发现的生物碱发现的生物碱N-氧化物主要有氧化物主要有吡咯里西丁类、吲哚类、喹吡咯里西丁类、吲哚类、喹诺里西丁类、烟碱类、颠茄烷类、异喹啉类、吗啡烷类诺里西丁类、烟碱类、颠茄烷类、异喹啉类、吗啡烷类等。等。3.N-氧化物（氧化物（N O）NHOHHHHOHHHHHOHOVerticine 烟碱烟碱N氧化物氧化物NNO第一节 概述 4.氮杂缩

5、醛类（氮杂缩醛类（O,N混合缩醛）：混合缩醛）：第一节第一节 概述概述CNONNOHOHMeNOOH阿马林阿马林ajmaline阿替生阿替生atisine 5.亚胺（亚胺（C=N）、烯胺（）、烯胺（NC=C、NCN）6.苷类：苷类：以苷的形式存在于植物中以苷的形式存在于植物中第一节第一节 概述概述新的士宁新的士宁 环合反应环合反应C-N键和键和C-C键的裂解键的裂解反应反应伴随的某些伴随的某些重排、取代基的形成、重排、取代基的形成、增减、消除、转化增减、消除、转化等。等。第二节生物碱生物合成的基本原理第二节生物碱生物合成的基本原理生物合成研究表明：生物合成研究表明：生物碱来源生物碱来源的的前体

6、物质前体物质氨基酸氨基酸甲戊二羟酸甲戊二羟酸醋酸酯醋酸酯鸟氨酸鸟氨酸 赖氨酸赖氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸 邻氨基苯甲酸邻氨基苯甲酸组氨酸组氨酸 烟酸等。烟酸等。生物碱生物合成生物碱生物合成涉及的反应涉及的反应 第二节生物碱生物合成的基本原理第二节生物碱生物合成的基本原理一、环合反应一、环合反应酚氧化偶联反应酚氧化偶联反应 亚胺盐的次级环合反应亚胺盐的次级环合反应 一级环合一级环合内酰胺形成内酰胺形成希夫碱（希夫碱（Schiffs base）形成）形成曼尼希（曼尼希（Mannich）氨甲基化）氨甲基化生物碱的环和反应生物碱的环和反应一级环合：一级环合：次级环合：次级环合：先形

7、成先形成N-杂环杂环N-杂环的再环合杂环的再环合次级环合次级环合 一、环合反应一、环合反应（一）、一级环合反（一）、一级环合反应应1.内酰胺形成内酰胺形成 限于肽类生物碱的合成。限于肽类生物碱的合成。2.希夫碱（希夫碱（Schiff）形成反应）形成反应 氨基和羰基加成氨基和羰基加成-脱水形成希夫碱脱水形成希夫碱。生物碱有：吡咯、吡。生物碱有：吡咯、吡咯西丁类、托品类、哌啶类、喹诺里西丁类。咯西丁类、托品类、哌啶类、喹诺里西丁类。RCHNH2CO2XRCHNH2COOHNHHNOORR酶酶分子间分子间分子内分子内希夫碱希夫碱 一、环合反应一、环合反应COOHH2NHONCOOH伯胺伯胺仲胺仲胺乙

8、酰乙酸乙酰乙酸CH3COCH2COOHNCOOHOMe 3 3、曼尼希、曼尼希（Mannich）氨甲基氨甲基化反应化反应 醛、胺醛、胺（氨、伯胺、仲胺）和（氨、伯胺、仲胺）和负碳离子负碳离子（含活泼氢的化（含活泼氢的化合物）发生缩合的反应为合物）发生缩合的反应为曼尼希氨甲基化曼尼希氨甲基化反应。结果是反应。结果是活泼活泼氢被氨甲基取代氢被氨甲基取代，得到，得到曼尼希碱曼尼希碱：一、环合反应一、环合反应C+CHO+HNCCH NH+曼尼希碱曼尼希碱O+HHOH3CNHCH3+H+OCH2N(CH3)2 在生物碱中，尤其是在生物碱中，尤其是苄基异喹啉苄基异喹啉和和吲哚生物碱吲哚生物碱的生物合的生物

9、合成中，许多一级环合都是通过成中，许多一级环合都是通过曼尼希反应曼尼希反应生成的。生成的。一、环合反应一、环合反应如：哈满尼如：哈满尼（harmanine）的形成）的形成NHNHCOOHMeCOOHNHNHMeHarmanineCO2MeCOOHO乙酰甲酸乙酰甲酸色氨酸色氨酸NHCOOHNH2在生物碱的在生物碱的Mannich反应中，提反应中，提供负碳离子者常为供负碳离子者常为芳香碳芳香碳 1.酚氧化偶连酚氧化偶连（oxidative coupling of phenols）（二）、次级环合反（二）、次级环合反应应一、环合反应一、环合反应Fe3+Fe2+酚自由基形成自由基偶联再芳香化酚自由基形

10、成自由基偶联再芳香化（1）酚自由基的形成）酚自由基的形成OHOOHOHO邻位自由基邻位自由基对位自由基对位自由基氧自由基氧自由基互变异构互变异构 NMeMeOMeOHOONMeHOHOMeOMeO（2）自由基偶连）自由基偶连 形成形成 C-C、C-O、C-N键键网状番荔枝碱网状番荔枝碱O-P couplingNMeMeOMeOHOOHNMeMeOMeOOO吗啡碱类吗啡碱类NMeMeOMeOOONMeOHHOMeOOMe邻邻偶连、邻对偶连、对对偶连邻邻偶连、邻对偶连、对对偶连吗啡碱类生物碱的生物合成吗啡碱类生物碱的生物合成 NMeHOHOMeOMeO由由苄基异喹啉苄基异喹啉类生物碱形成众多类生物

11、碱形成众多骨架类型的骨架类型的异喹啉类生物碱异喹啉类生物碱紫堇块茎碱紫堇块茎碱阿朴菲碱类阿朴菲碱类网状番荔枝碱网状番荔枝碱O-O coupling阿朴菲类生物碱的生物合成阿朴菲类生物碱的生物合成 （3）再芳香化）再芳香化 2种途径：种途径：烯醇化、烯醇化、C-C键迁移键迁移.烯醇化再芳香化烯醇化再芳香化 一、环合反应一、环合反应酮式烯醇式互变异构酮式烯醇式互变异构 .C.CC C键迁移再芳香化键迁移再芳香化 一、环合反应一、环合反应保尔定保尔定阿朴菲类生物碱阿朴菲类生物碱NMeHOMeOOHMeOH+OR1R2OH+R1R2R2R1OHR2R1HOH+2.亚胺盐亚胺盐次级环合反应次级环合反应

12、二、二、CN键的裂解键的裂解 碳碳-氮键的裂解，较重要的裂解为氮键的裂解，较重要的裂解为Hofmann降降解和解和von Braun 降解。降解。托品烷类生物碱托品烷类生物碱托品烷类的生物合成托品烷类的生物合成一、环合反应一、环合反应 第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类（1 1）来源分类）来源分类 （2 2）化学分类）化学分类 （3 3）生源结合化学分类）生源结合化学分类 生物碱分类主要有三种方法：生物碱分类主要有三种方法：生生物物碱碱来源于氨基酸来源于氨基酸来源于异戊烯来源于异戊烯鸟氨酸鸟氨酸赖氨酸赖氨酸邻氨基苯甲酸邻氨基苯甲酸苯丙氨酸苯丙氨酸/酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸来源于萜类来源于萜

13、类来源于甾体来源于甾体 H一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类丁二胺丁二胺主要包括三类：主要包括三类：NRNRN吡咯类吡咯类托品类托品类吡咯里西丁类吡咯里西丁类CO2鸟氨酸鸟氨酸;,-二氨基戊酸二氨基戊酸 NCOCH2CH3CH3NCH2COCH2CH3NCH3NCH3OHHOH3COMeOMe红苦豆碱红苦豆碱cuscohyrine苦豆碱苦豆碱hygrine党参碱党参碱codonopsine一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 3245761莨菪烷莨菪烷tropaneRS 一、来源

14、于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 重要的有重要的有莨菪碱、阿托品、东莨菪碱、樟柳碱、可卡因莨菪碱、阿托品、东莨菪碱、樟柳碱、可卡因等等如：如：莨菪碱莨菪碱和和阿托品阿托品是由是由莨菪醇与莨菪酸莨菪醇与莨菪酸形成的酯形成的酯莨菪醇（内消旋）莨菪醇（内消旋）NOHHCH3莨菪碱莨菪碱（l）阿托品阿托品(dl莨菪碱，外消旋莨菪碱，外消旋)消旋莨菪碱，解痉镇痛消旋莨菪碱，解痉镇痛莨菪酸（莨菪酸（d,l）COOHCH2OHH 东莨菪碱东莨菪碱Scopolamine镇痛，中药麻醉药的主成分镇痛，中药麻醉药的主成分一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 樟柳碱樟柳碱Anisodine胆碱阻

15、滞剂，解有机磷毒胆碱阻滞剂，解有机磷毒l莨菪酸莨菪酸樟柳酸樟柳酸东莨菪醇东莨菪醇东莨菪醇东莨菪醇东莨菪碱东莨菪碱东莨菪醇东莨菪醇l莨菪酸莨菪酸樟柳碱樟柳碱东莨菪醇东莨菪醇樟柳酸樟柳酸 一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 野百合碱monocrotalineN76543218 一、来源于鸟氨酸的生物碱一、来源于鸟氨酸的生物碱 大叶千里光碱，大叶千里光碱，macrophyllineNHOHHCH2OOCCCH3CHCH3NHOHHCH2OHH大叶千里光次碱，大叶千里光次碱，macronecineNHOHHHCH2OH阔叶千里光次碱，阔叶千里光次碱，platynecine 二、来源于赖氨

16、酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱 本类生物碱主要包括本类生物碱主要包括哌啶类、哌啶类、喹诺里西丁类、喹诺里西丁类、吲哚里西丁类吲哚里西丁类生物碱生物碱 第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类H哌啶哌啶H 二、来源于赖氨酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱NOOO胡椒碱胡椒碱HONOMe洛贝林，洛贝林，loberineNHONH2石杉碱甲，石杉碱甲，huperzine A 二、来源于赖氨酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱NHCH3H3CCH3一叶萩碱一叶萩碱securinineNOOHH 二、来源于赖氨酸的生物碱二、来源于赖氨酸的生物碱羽扇豆碱羽扇豆碱NCH2OHH金雀花碱金雀花碱NHNHHH苦

17、参碱苦参碱NNHHHHO石松碱石松碱NHOHO氧化苦参碱氧化苦参碱 第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类本类主要包括本类主要包括喹啉类喹啉类和和吖啶酮类吖啶酮类生物碱生物碱N12345678910吖啶NOMeOOMe山油柑碱，acronycineNHOHO喹啉喹啉N 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 第三节第三节 生物碱的分类生物碱的分类 本类生物碱数量大（约本类生物碱数量大（约1000多种）、分布广、药用多种）、分布广、药用价值大、结构复杂，但生源关系明确，是由苯丙氨酸和酪价值大、结构复杂，但生源关系明确，是由苯丙氨酸和酪氨酸通过氨酸通过mannich氨甲

18、基化氨甲基化反应或反应或希夫碱希夫碱反应而成。反应而成。根据骨架类型不同可分为根据骨架类型不同可分为6类：苯丙胺类、四氢异喹类：苯丙胺类、四氢异喹啉类、苄基四氢异喹啉类、苯乙基四氢异喹啉类、苄基苯啉类、苄基四氢异喹啉类、苯乙基四氢异喹啉类、苄基苯胺类和吐根碱类。胺类和吐根碱类。苯丙氨酸苯丙氨酸 RH酪氨酸酪氨酸 ROHNH2NRRNRNRNRNNRO 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 CCHOHCH3HNHCH3CCHOHCH3HNHCH3麻黄碱麻黄碱ephedrine伪麻黄碱伪麻黄碱pseudoephedrineNH2骨架结构骨架结构 本类较少，如本类较少，

19、如麻黄碱麻黄碱（ephedrine）和）和伪麻黄碱伪麻黄碱（pseudoephedrine）四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NHHOMeOCH3NHMeOMeOCH3鹿尾草碱鹿尾草碱 salsoline鹿尾草定鹿尾草定salsolidineNRR骨架结构骨架结构 本类较少，如鹿尾草中的降血压成分本类较少，如鹿尾草中的降血压成分鹿尾草鹿尾草（salsoline）和和鹿尾草定鹿尾草定（salsolidine）。）。（三）（三）苄基四氢异喹啉苄基四氢异喹啉类类（benzyltetrahydroisoquinolines）四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸

20、的生物碱酪氨酸的生物碱 这是一类很重要的生物碱，这类生物碱主要分布这是一类很重要的生物碱，这类生物碱主要分布于木兰科、防己科、大戟科、樟科、马钱科、番荔枝于木兰科、防己科、大戟科、樟科、马钱科、番荔枝科、马兜铃科、小檗科、罂粟科、毛茛科、芸香科等科、马兜铃科、小檗科、罂粟科、毛茛科、芸香科等植物中。植物中。数量多、结构类型复杂。但其生源关系十分明确。数量多、结构类型复杂。但其生源关系十分明确。NR 以苄基四氢异喹啉为前提物质，以苄基四氢异喹啉为前提物质，通过次级环合反应形成骨架类型主要通过次级环合反应形成骨架类型主要有有7类的生物碱。类的生物碱。四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生

21、物碱酪氨酸的生物碱 7类的生物碱类的生物碱（1）苄基四氢异喹啉类）苄基四氢异喹啉类（2）阿朴菲类）阿朴菲类（3）双苄基四氢异喹啉类）双苄基四氢异喹啉类（4）吗啡烷类）吗啡烷类（5）原小檗碱和小檗碱类）原小檗碱和小檗碱类（6）普罗托品类）普罗托品类（7）苯菲啶类）苯菲啶类 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NCH3CH3MeOHOHO+厚朴碱厚朴碱 magnocurarine去甲乌药碱去甲乌药碱 demethylcoclaurine骨架结构骨架结构NRNHHOHOHO 罂粟碱罂粟碱 papaverine那可丁那可丁 narcotineNHOOOOMeOMeHHO

22、四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NMeOMeOOMeMeO 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 生源上生源上，该类生物碱是苄基四氢异喹啉类通过酚氧化，该类生物碱是苄基四氢异喹啉类通过酚氧化偶联再芳香化形成偶联再芳香化形成；结构上结构上由苄基四氢异喹啉碱的苄基芳由苄基四氢异喹啉碱的苄基芳环与异喹啉环的环与异喹啉环的8位相连组成的四环化合物。位相连组成的四环化合物。NMeOOOMe千金藤碱千金藤碱stephanine木兰花碱木兰花碱magnoflorineNMeOHOHOMeOCH3CH3+骨架结构骨架结构NR 四、来源于苯丙氨酸

23、四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 是由相同或不相同的苄基四氢异喹啉经酚氧化偶联产生是由相同或不相同的苄基四氢异喹啉经酚氧化偶联产生醚醚氧键氧键而成的而成的二聚体或多聚体二聚体或多聚体。MeNOMeOMeHOMeOMeNMeMeOMeOMeOHO如：毛茛科如：毛茛科唐松草属唐松草属植物中的抗癌活性成分厚果唐松草碱植物中的抗癌活性成分厚果唐松草碱厚果唐松草碱，厚果唐松草碱，thalicarpine 汉防己甲素汉防己甲素莲心碱莲心碱四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 生源上生源上，该类

24、生物碱是苄基四氢异喹啉类通过偶联、烯，该类生物碱是苄基四氢异喹啉类通过偶联、烯醇式再芳香化形成醇式再芳香化形成；结构上结构上由苄基四氢异喹啉碱的苄基芳环由苄基四氢异喹啉碱的苄基芳环与异喹啉环的与异喹啉环的10位相连组成的四环化合物。位相连组成的四环化合物。NR骨架结构骨架结构NR吗啡烷类吗啡烷类阿朴菲类阿朴菲类 NMeHOHOONMeMeOHOONMeMeOMeOO吗啡碱吗啡碱可待因可待因蒂巴因蒂巴因四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 生源上生源上，该类生物碱来源于苄基四氢异喹啉类，该类生物碱来

25、源于苄基四氢异喹啉类NCH3NCH3骨架结构骨架结构结构上结构上，该类生物碱可认为是两个异喹啉环稠合而成，该类生物碱可认为是两个异喹啉环稠合而成N 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 如：延胡索的镇静止痛成分延胡索乙素（四氢巴马亭）如：延胡索的镇静止痛成分延胡索乙素（四氢巴马亭）黄连和三颗针中的抗菌成分小檗碱（黄连素）黄连和三颗针中的抗菌成分小檗碱（黄连素）NMeOMeOOMeOMeHNOOOMeOMeOH-+四氢巴马亭四氢巴马亭小檗碱，黄连素小檗碱，黄连素berberine原小檗碱类原小檗碱类小檗碱类小檗碱类区别在于区别在于D环氢化程度不同环氢化程度不同D延胡

26、索乙素延胡索乙素()颅痛定颅痛定(-)NMeOMeOOMeOMeOH-+NHOMeOOMeOMeOH-+巴马亭，巴马亭，palmatine药根碱，药根碱，jatrorrhizine四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 生源上生源上，这两类生物碱来源于，这两类生物碱来源于小檗碱小檗碱类类NabNOMeba小檗碱类小檗碱类苯菲啶类苯菲啶类普罗托品类普罗托品类Hofmann降解降解Von Braun降解降解NMe 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 普罗托品类：如延胡索中

27、的普罗托品类：如延胡索中的普罗托品普罗托品和和隐品碱隐品碱NOMeOOOONOMeOOOMeOMeNMeOOOONMeOOOOOH-+普罗托品普罗托品隐品碱隐品碱白屈菜碱白屈菜碱血根碱血根碱苯菲啶类：如博落回中的苯菲啶类：如博落回中的血根碱血根碱和白屈菜中的和白屈菜中的白屈菜碱白屈菜碱 2.生源生源四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NRNRONRON偶联NRNRObaab苯菲啶类普罗托品类苄基四氢异喹啉类吗啡二烯酮类原绿刺酮碱类原小檗碱类偶联阿朴菲类NR阿朴菲类阿朴菲类苄基四氢异喹啉类苄基四氢异喹啉类吗啡烷类吗啡烷类原小檗碱类原小檗碱类普普罗罗托托品品类类苯苯

28、菲菲啶啶类类 （四）（四）苯乙基四氢异喹啉苯乙基四氢异喹啉类生物碱类生物碱（phenethylterahydroisoquinolines）代表化合物有：代表化合物有：奥特那名奥特那名；三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱；秋水仙碱、秋裂碱胺秋水仙碱、秋裂碱胺。四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NMeHOHOOMeMeO奥特那名奥特那名autunamine 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 三尖杉酯碱，三尖杉酯碱，n=2高三尖杉酯碱，高三尖杉酯碱，n=3OONOMeHRO 来源于植物来源于植物三尖杉科粗榧三尖杉科粗

29、榧中的抗肿瘤成分三尖杉酯碱和中的抗肿瘤成分三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱高三尖杉酯碱CCCH2OOH(CH2)nCOOMeCH(CH3)2R=有时也将该类生物碱划归为吡咯烷类生物碱，属于有时也将该类生物碱划归为吡咯烷类生物碱，属于粗榧类生物碱粗榧类生物碱 四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 秋水仙碱秋水仙碱秋裂碱胺秋裂碱胺酰胺类酰胺类生物碱生物碱来源于来源于植物秋水仙植物秋水仙中中秋水仙碱秋水仙碱 ROMe秋裂碱胺秋裂碱胺 R=NH2 苯乙基四氢异喹啉类生物碱主要分布于苯乙基四氢异喹啉类生物碱主要分布于百合科、罂粟科、百合科、罂粟科、三尖杉科三尖杉科植物中植物中MeO

30、MeOOMeNHCOCH3RO （五）（五）苄基苯乙胺类（苄基苯乙胺类（benzylphenethylamines）生物碱生物碱四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 加兰他敏加兰他敏NOHOOHHMeNR 该类生物碱主要分布于石蒜科该类生物碱主要分布于石蒜科石蒜属（石蒜属（lycoris）、水）、水仙属仙属（Narcissus）等植物中。重要化合物有加兰他敏、石）等植物中。重要化合物有加兰他敏、石蒜碱和二氢石蒜碱等。蒜碱和二氢石蒜碱等。骨架结构骨架结构 石蒜碱石蒜碱NOOOHHOHH四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 NOOOHHO

31、HH二氢石蒜碱二氢石蒜碱NR (六六)吐根碱类（吐根碱类（emetines）生物碱生物碱 该类生物碱主要分布于该类生物碱主要分布于茜草科茜草科和和八角枫科八角枫科植物中。代植物中。代表化合物有表化合物有吐根碱（吐根碱（emetine）吐根碱NMeOMeOOMeOMeHN四、来源于苯丙氨酸四、来源于苯丙氨酸/酪氨酸的生物碱酪氨酸的生物碱 第三节第三节 生物碱的分类、分布生物碱的分类、分布 该类生物碱又称为该类生物碱又称为吲哚类吲哚类（indoles）生物碱。是最多生物碱。是最多最复杂的一类生物碱。约占已知生物碱的最复杂的一类生物碱。约占已知生物碱的1/41/4。据生源关系，初。据生源关系，初步分

32、为四大类：步分为四大类：简单吲哚类、简单吲哚类、-卡波林碱类、半萜吲哚碱卡波林碱类、半萜吲哚碱类和单萜吲哚碱类类和单萜吲哚碱类NHCOOHNH2色氨酸色氨酸NHNH2色胺色胺 （一）（一）简单吲哚类（简单吲哚类（simple indoles）生物碱生物碱 主要分布于主要分布于禾木科禾木科和和豆科豆科植物中。如植物中。如色胺色胺以及相思豆中以及相思豆中的的相思豆碱相思豆碱。五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱NHCOOHNHCH3相思豆碱相思豆碱abrineNHNH2色胺色胺 五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱（二）（二）简单简单-卡波林碱类（卡波林碱类（simple-

33、carbolines）生物碱生物碱 该类生物碱分布比较该类生物碱分布比较分散分散。代表化合物有。代表化合物有骆驼蓬种子骆驼蓬种子中中的的骆驼蓬碱骆驼蓬碱和和去氢骆驼蓬碱去氢骆驼蓬碱，具有抗肿瘤作用。，具有抗肿瘤作用。NHNH3COMeNHNH3COMe骆驼蓬碱骆驼蓬碱harmaline去氢骆驼蓬碱去氢骆驼蓬碱,哈满尼哈满尼harmine生物合成生物合成 NHNHMe五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱（三）（三）半萜吲哚类（半萜吲哚类（semiterpinoid indoles）生物碱生物碱 本类又称本类又称麦角碱类麦角碱类生物碱。含有四环的生物碱。含有四环的麦角碱核麦角碱核，生，

34、生源上由源上由甲戊二羟酸甲戊二羟酸与与色氨酸色氨酸及其衍生物环合而成。及其衍生物环合而成。麦角碱核麦角碱核CC6H5HCH2OHHNR麦角新碱麦角新碱NHNMeHROC (四四)单萜吲哚类（单萜吲哚类（monoterpenoid indoles）生物碱生物碱五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱bcbbcc色胺色胺a色胺色胺A类类色胺色胺B类类色胺色胺C类类1.单萜吲哚类单萜吲哚类生源上，生源上，裂环番木鳖萜裂环番木鳖萜及其衍生物及其衍生物与与色胺色胺缩合而成缩合而成1716 （1）柯南因）柯南因-士的宁碱类（士的宁碱类（A类类）五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱柯南因

35、柯南因corynantheine利血平利血平reserpineNHNMeOMeOOCOMeHHHOCOOMeOMeOMeNHNHMeOOCHOMe 五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱（2）白坚木碱类（）白坚木碱类（B类类）：是最大的一类生物碱）：是最大的一类生物碱（3）依波加明碱类）依波加明碱类（C类类）：依波加明）：依波加明依波加明NN长春胺长春胺vincamine依波加明依波加明ibogamineNNHOMeOOCH代表化合物：代表化合物：长春胺类长春胺类 2.双吲哚类生物碱：双吲哚类生物碱：由两分子由两分子单萜吲哚类经分子间缩合单萜吲哚类经分子间缩合而成而成。如长春花中的。

36、如长春花中的抗癌药抗癌药长春碱长春碱(vinblastine)和和长春新碱长春新碱(vincristine)。五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱长春碱长春碱 VLB R=CH3长春新碱长春新碱 VCR R=CHOC类类NHNOHCOOMeNRNOAcCOOMeOHMeOB类类 3.3.与单萜吲哚类碱有关的生物碱与单萜吲哚类碱有关的生物碱（1 1）阿巴利生类和乌勒因类：）阿巴利生类和乌勒因类：五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱阿巴利生阿巴利生apparicine与柯南因士的宁类比较，与柯南因士的宁类比较，色胺部分少色胺部分少1或或2个碳原子个碳原子。NHNHNHMeN

37、HH乌勒因乌勒因uleines NNOROOHO（2）喜树碱类：）喜树碱类：五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱 与柯南因士的宁类比较，与柯南因士的宁类比较，C2C7键发生了裂解键发生了裂解喜树碱喜树碱 R=Hcamptothecine羟基喜树碱羟基喜树碱 R=OH10-hydroxycamptothecine26471也可划归为也可划归为喹啉类生物碱喹啉类生物碱 （3）金鸡宁类：与柯南因士的宁类比较，色胺）金鸡宁类：与柯南因士的宁类比较，色胺部分成喹啉核结构。也可划归为部分成喹啉核结构。也可划归为喹啉类生物碱。喹啉类生物碱。3R，2SROMe 奎尼丁3S，2RROMe 奎宁碱RH

38、金鸡宁NNRHOH五、来源于色氨酸的生物碱五、来源于色氨酸的生物碱32 六、来源于萜类的生物碱 第三节 生物碱的分类 不同于前面所述的生物碱，该类生物碱的生物合成无不同于前面所述的生物碱，该类生物碱的生物合成无氨基酸参与。氨基酸参与。（一）单萜类生物碱（一）单萜类生物碱（二）倍半萜类生物碱（二）倍半萜类生物碱（三）二萜类生物碱（三）二萜类生物碱（四）三萜类生物碱（四）三萜类生物碱紫杉醇，紫杉醇，taxolOBzOHOAcOHOCH3OCH3H3COHONOCH3乌头碱，乌头碱，aconitine 七、来源于甾体的生物碱 第三节 生物碱的分类辣茄碱solanocarpsine浙贝甲素vertic

39、ine 本类生物碱是天然甾体的含氮简单衍生物，本类生物碱是天然甾体的含氮简单衍生物，都具有甾体都具有甾体母核，母核，与萜类生物碱通称为与萜类生物碱通称为伪生物碱。伪生物碱。第四节 生物碱的理化性质第九章 生物碱一、性状1.组成：组成：一般由一般由C、H、O、N四种元素组成，少数含有四种元素组成，少数含有 Cl、S 等等 多数为固体多数为固体少数为液体少数为液体 4.味道：味道：多具苦味，有些极苦。如盐酸小檗碱。多具苦味，有些极苦。如盐酸小檗碱。2.状态：状态：固体一般为结晶形固体一般为结晶形有些为无定形粉未有些为无定形粉未少数有升华性，如咖啡因少数有升华性，如咖啡因一般不含氧元素，如烟碱、毒芹

40、碱一般不含氧元素，如烟碱、毒芹碱可随水蒸气蒸馏，如烟碱、麻黄碱可随水蒸气蒸馏，如烟碱、麻黄碱3.熔点：熔点：多数具确定的熔点，少数具双熔点，如防己诺林多数具确定的熔点，少数具双熔点，如防己诺林 第四节 生物碱的理化性质NMeOMeOOMeOMeHNOOOMeOMeOH-+四氢巴马亭，延胡索乙素四氢巴马亭，延胡索乙素无色无色小檗碱，黄连素小檗碱，黄连素黄色黄色NOOO-OMe+N-N+O-MeMeOOC小檗红碱，红色小檗红碱，红色蛇根碱，黄色蛇根碱，黄色5.颜色：颜色：多数呈无色，少数高度共轭体系有颜色多数呈无色，少数高度共轭体系有颜色 二、旋光性第四节 生物碱的理化性质 生物碱结构中如有生物碱

41、结构中如有手性碳原子手性碳原子或本身为或本身为手性分子，手性分子，即有即有旋光性。反之，如小檗碱、罂粟碱无旋光性。旋光性。反之，如小檗碱、罂粟碱无旋光性。NOOOMeOMeOH-+小檗碱小檗碱罂粟碱罂粟碱 NMeOMeOOMeMeO 生物碱的旋光性受生物碱的旋光性受溶剂、溶剂、pH等因素的影响。如等因素的影响。如麻黄碱麻黄碱在在氯仿氯仿中呈左旋光性，而在中呈左旋光性，而在水中水中则呈右旋光性；则呈右旋光性；烟碱烟碱在在中性中性条条件下呈件下呈左旋光性左旋光性，而在，而在酸性酸性条件下则呈条件下则呈右旋光性右旋光性；有的生物；有的生物碱游离状态与其成盐状态的旋光性也有不同，如碱游离状态与其成盐状

42、态的旋光性也有不同，如长春碱长春碱游离游离时为时为右旋光性右旋光性，其硫酸盐为，其硫酸盐为左旋光性左旋光性。生物碱的生理活性与其旋光性密切相关，通常生物碱的生理活性与其旋光性密切相关，通常左旋体的左旋体的生理活性比右旋体强生理活性比右旋体强。如。如l-莨菪碱的散瞳作用比莨菪碱的散瞳作用比d-莨菪碱大莨菪碱大100倍。去倍。去甲乌药碱（甲乌药碱（higenaenine）仅仅左旋体具强心作用左旋体具强心作用。二、旋光性二、旋光性 三、溶解度三、溶解度1亲脂性生物碱的溶解性亲脂性生物碱的溶解性 这类生物碱的数目较多，绝大多数这类生物碱的数目较多，绝大多数叔胺碱叔胺碱和和仲胺碱，仲胺碱，属于属于亲脂性

43、生物碱。亲脂性生物碱。特例：特例：伪石蒜碱伪石蒜碱不溶于有机溶剂，但溶于水；不溶于有机溶剂，但溶于水；喜树碱喜树碱仅仅溶于酸性溶于酸性CHCl3中；中；吗啡碱吗啡碱难溶于一般有机溶剂；小分子的难溶于一般有机溶剂；小分子的麻黄碱麻黄碱即溶于有机溶剂又溶于水中。即溶于有机溶剂又溶于水中。（1）游离的亲脂性生物碱）游离的亲脂性生物碱 易溶易溶于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂，尤其在于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂，尤其在氯氯仿中仿中的溶解度较大；的溶解度较大；可溶可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等有于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯等有机溶剂；机溶剂；难溶难溶于水。于水。不溶于碱水不溶于碱水，多，

44、多溶于酸水溶于酸水。易溶易溶于水，其于水，其无机盐无机盐在水中的溶解度大于在水中的溶解度大于有机酸盐有机酸盐；可溶可溶于甲醇、乙醇；于甲醇、乙醇；难溶难溶或不溶于或不溶于亲脂性亲脂性有机溶剂。有机溶剂。三、溶解度三、溶解度 特例：如特例：如盐酸小檗碱盐酸小檗碱难溶于水；难溶于水；奎宁奎宁等生物碱的等生物碱的盐盐酸盐可溶于氯仿酸盐可溶于氯仿；弱碱性生物碱；弱碱性生物碱利血平的盐酸盐利血平的盐酸盐可溶于可溶于氯仿氯仿。（2）生物碱盐）生物碱盐 三、溶解度三、溶解度2亲水性生物碱的溶解性亲水性生物碱的溶解性（1）季铵型生物碱）季铵型生物碱 易溶易溶于水、酸水和碱水，于水、酸水和碱水，可溶可溶于甲醇、

45、乙醇、于甲醇、乙醇、正丁醇正丁醇等等极性大的有机溶剂，极性大的有机溶剂，难溶难溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等或不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等低极性的低极性的有机溶剂有机溶剂。如小檗碱易溶于水。如小檗碱易溶于水。（2）N-氧化物生物碱和小分子生物碱氧化物生物碱和小分子生物碱 如如氧化苦参碱氧化苦参碱易溶于水。易溶于水。少数分子量较小的叔胺或仲胺生物碱少数分子量较小的叔胺或仲胺生物碱既可溶于水既可溶于水，也可也可溶于氯仿溶于氯仿。如麻黄碱、秋水仙碱等。如麻黄碱、秋水仙碱等。三、溶解度三、溶解度3具有特殊官能团的生物碱的溶解性具有特殊官能团的生物碱的溶解性（1）具有酚羟基（或羧基）的生物碱）具有酚羟

46、基（或羧基）的生物碱 这类生物碱称为这类生物碱称为两性生物碱两性生物碱，如吗啡碱、四氢药根碱等。，如吗啡碱、四氢药根碱等。除具有一般生物碱的溶解性能外，由于其结构中连有弱酸性官除具有一般生物碱的溶解性能外，由于其结构中连有弱酸性官能团，也可能团，也可溶于稀碱水溶于稀碱水中。中。既可溶于酸又可溶于碱既可溶于酸又可溶于碱。NMeHOHOO吗啡碱吗啡碱四氢药根碱四氢药根碱NHOMeOOMeOMe （2）具内酯（或内酰胺）结构生物碱的溶解性）具内酯（或内酰胺）结构生物碱的溶解性 这类生物碱如喜树碱、那可丁碱等，除具有一般生物这类生物碱如喜树碱、那可丁碱等，除具有一般生物碱的溶解性外，遇碱的溶解性外，遇

47、碱水碱水内酯环开裂成盐而内酯环开裂成盐而溶解溶解，加酸后复加酸后复又还原又还原。即。即溶于碱水溶于碱水。三、溶解度三、溶解度NHOOOOMeOMeHHO那可丁那可丁 NNOHOOHO喜树碱喜树碱 1生物碱的沉淀反应生物碱的沉淀反应 生物碱的沉淀反应是利用大多数生物碱在生物碱的沉淀反应是利用大多数生物碱在酸性条件酸性条件下，与下，与某些沉淀剂反应生成某些沉淀剂反应生成弱酸不溶性复盐弱酸不溶性复盐或或络合物络合物沉淀。沉淀。四、生物碱的检识四、生物碱的检识碘化物复盐类：碘化物复盐类：碘碘-碘化钾试剂，碘化钾试剂，KII2，红棕色沉淀，红棕色沉淀碘化汞钾试剂，碘化汞钾试剂，K2HgI4，白色沉淀，白

48、色沉淀碘化铋钾试剂，碘化铋钾试剂，KBiI4，黄至橘红色沉淀，黄至橘红色沉淀重金属盐类重金属盐类：硅乌酸试剂，：硅乌酸试剂，SiO212WO3nH2O，淡黄或，淡黄或 灰白色沉淀灰白色沉淀 2.显色反应显色反应 常用的常用的显色剂显色剂为为改良的碘化铋钾试剂，改良的碘化铋钾试剂，常用于常用于TLC 生物碱的预试、提取、分离和结构鉴定中，常需要一种生物碱的预试、提取、分离和结构鉴定中，常需要一种简便的检识方法。最常用的是生物碱的沉淀反应和显色反应。简便的检识方法。最常用的是生物碱的沉淀反应和显色反应。五、生物碱的化学性质和反应五、生物碱的化学性质和反应（一）碱性：（一）碱性：1.碱性的产生及其强

49、度表示：碱性的产生及其强度表示：B+H2O=BH+OH-BH+=B+H+Kb=BH+OH-BKa=B H+BH+pKbpKaKa Kb=H+OH-=10-14pKa+pKb=14碱性强度：碱性强度：碱的碱的pKb共轭酸共轭酸pKa，pKb越小，碱性越强越小，碱性越强，pKa越大，碱性越强越大，碱性越强pKa 12（强碱）（强碱）碱性强度划分：碱性强度划分：碱性基团的碱性基团的pKa值大小顺序一般是：值大小顺序一般是：胍基胍基季铵碱季铵碱(pKa 11)脂胺类，脂氮杂环类（脂胺类，脂氮杂环类（pKa 811）芳胺类，芳氮杂环类（芳胺类，芳氮杂环类（pKa 37）酰胺基（中性）。酰胺基（中性）。五

50、、生物碱的化学性质和反应五、生物碱的化学性质和反应NCH3CH3MeOHOHO+NHHOHOHO厚朴碱厚朴碱去甲乌药碱去甲乌药碱罂粟碱罂粟碱NMeOMeOOMeMeO NOOOMeOMeOH-+小檗碱小檗碱pKa=11.5NMeOMeOOMeOMeH四氢巴马亭四氢巴马亭五、生物碱的化学性质和反应五、生物碱的化学性质和反应 五、生物碱的化学性质和反应五、生物碱的化学性质和反应2.碱性与分子结构的关系碱性与分子结构的关系(1)氮原子的杂化状态：是决定生物碱碱度的内因氮原子的杂化状态：是决定生物碱碱度的内因 碱性：碱性：sp3sp2sp NNpKa=5.17pKa=5.4NCH3CH3NHpKa=1