生物碱结构类型课件.ppt

1、1第十章 生物碱（Alkaloids）2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、分步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。基本内容基本内容3基本要求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。4本章内容本章内容5第一节第一节 概述概述1806年德国学者年德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡从鸦片中分离出吗啡碱碱(morphine)作为开始作为开始到目前为止已报道

2、的并且结构清楚的已达到目前为止已报道的并且结构清楚的已达4000种。种。全国医药产品大全全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达六中收载的药物及其制剂达六十余种。十余种。生物碱是许多药用植物与中草药的有效成分。如：生物碱是许多药用植物与中草药的有效成分。如：6 鸦片又称鸦片又称“阿片阿片”，俗称，俗称“大大烟烟”、“鸦片烟鸦片烟”、“烟土烟土”等，等，是英文名是英文名OpiumOpium的音译，来自于鸦的音译，来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。分。鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有鸦片内含有3030多种生物碱，其中主多种生物碱，其

3、中主要含要含吗啡吗啡，含量为，含量为10-15%10-15%，此外还，此外还含有少量的含有少量的罂粟碱罂粟碱(约约1%)1%)、可待因可待因(约约1%)1%)、蒂巴因蒂巴因(约约0.2%)0.2%)及及那可汀那可汀(约约3%)3%)等。等。植物中的生物碱植物中的生物碱7草麻黄草麻黄木贼麻黄木贼麻黄中麻黄中麻黄麻黄麻黄 麻黄为麻黄科草麻黄、麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄、中麻黄的木贼麻黄、麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在我国北干燥草质茎，分布在我国北方干旱地区。麻黄作为一种方干旱地区。麻黄作为一种传统中药材，至今已有四千传统中药材，至今已有四千多年的应用历史。麻黄中含多年的应用历史。麻黄中含

4、有一种叫有一种叫麻黄素麻黄素的生物碱有的生物碱有显著的中枢兴奋作用，长期显著的中枢兴奋作用，长期使用可引起病态嗜好及耐受使用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入我国二类精神药性，被纳入我国二类精神药物品进行管制。物品进行管制。麻黄素是制造冰毒的前体，麻黄素是制造冰毒的前体，冰毒是国际上滥用最严重的中枢冰毒是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，又称甲基安非他明、去氧麻黄素，又称甲基安非他明、去氧麻黄素，为纯白色晶体，晶莹剔透，外观为纯白色晶体，晶莹剔透，外观似冰，俗称似冰，俗称“冰毒冰毒”。8 长春花，又名长春花，又名日日春、天天开等，日日春、天天开等，夹

5、竹桃科植物。原夹竹桃科植物。原产西印度，早在宋产西印度，早在宋代以前就传入我国。代以前就传入我国。长春花不仅姿态忧美，花期特长，长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良药。据现代科还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含学研究，长春花中含5555种生物碱。其种生物碱。其中中长春碱长春碱和和长春新碱长春新碱对治疗绒癌等恶对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，是目前国际上应用等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药源。最多的抗癌植物药源。9 黄连是著名的中药，黄连是著名的中药，神农本神农本草经草经列之为上品。根茎味

6、极苦，列之为上品。根茎味极苦，苦味在于它所含多种生物碱，主要苦味在于它所含多种生物碱，主要为为小檗碱小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅，其次为甲基黄连碱、雅托碱等。托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成片多病菌都有抑制作用。通常制成片剂或针剂，对菌痢有显著疗效。剂或针剂，对菌痢有显著疗效。黄连生活条件要求较高，生长黄连生活条件要求较高，生长慢，产量少，因此难以满足市场需慢，产量少，因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属许多植要。现已发

7、现小檗科小檗属许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱，物的根、茎中亦含有大量小檗碱，如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等，它们可代替黄连，提取山小檗等，它们可代替黄连，提取小檗碱，制造黄连素。小檗碱，制造黄连素。毛莨科植物黄连毛莨科植物黄连的根茎。的根茎。根茎多集聚成簇，根茎多集聚成簇，形如鸡爪形如鸡爪 ，又称，又称鸡爪黄连。鸡爪黄连。10 颠茄含颠茄生物碱，主要有效颠茄含颠茄生物碱，主要有效成分为成分为莨菪碱莨菪碱(HyoscyamineHyoscyamine)，此外，此外还有微量还有微量东莨菪碱东莨菪碱等。一般制成颠等。一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除茄

8、膏、颠茄酊等制剂服用。有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆绞痛等。绞痛等。颠茄，俗名颠茄，俗名“野山野山茄茄”，为茄科，颠茄属多，为茄科，颠茄属多年生草本植物，全草入药。年生草本植物，全草入药。原产欧洲地中海地区和小原产欧洲地中海地区和小亚细亚，亚细亚，2020世纪世纪3030年代引年代引入我国。入我国。11生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索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（

9、cocainecocaine）虽有很强的）虽有很强的局部麻醉作用，但是局部麻醉作用，但是毒性较大毒性较大，久用容易成瘾将其结构，久用容易成瘾将其结构进行进行修饰普鲁卡因进行进行修饰普鲁卡因普鲁卡因普鲁卡因procaine(合成品合成品)局麻药局麻药古柯碱古柯碱cocaine（可卡因）可卡因）NCH3HCOOCH3OONOOC2H5C2H5NH212第一节第一节 概述概述一一 生物碱的定义生物碱的定义 生物碱是指主要来源于植物界的一类生物碱是指主要来源于植物界的一类天然含氮有机化合物，多数生物碱含有天然含氮有机化合物，多数生物碱含有氮氮杂环杂环，呈碱性呈碱性并有并有较强生物活性较强生物活性。13

10、第一节第一节 概述概述CHOCCH3HNHCH3HNHCOCH3OOMeMeOMeOOMe特例：特例：氮原子不在环内：麻黄碱氮原子不在环内：麻黄碱中性生物碱：秋水仙碱中性生物碱：秋水仙碱14第一节第一节 概述概述特例：特例：来源于生物界的含氮衍生物又不属来源于生物界的含氮衍生物又不属于生物碱，如氨基酸、蛋白质、核酸、核于生物碱，如氨基酸、蛋白质、核酸、核苷酸、维生素等苷酸、维生素等二二 生物碱的分布生物碱的分布 在植物中分布较广。在植物中分布较广。如双子叶植物：如双子叶植物：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等。豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等。15三三 生物碱的存在形式生物碱的存在形式1

11、.游离碱（少数）游离碱（少数）：碱性极弱，以游离碱的形式存在。碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成成 盐（常见形式）盐（常见形式）：有机酸有机酸有：柠檬酸、酒石酸有：柠檬酸、酒石酸等；等；特殊的酸特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等；类：乌头酸、绿原酸等；无机酸无机酸：硫：硫酸、盐酸等。酸、盐酸等。3.酰酰 胺胺：如：喜树碱、秋水仙碱等：如：喜树碱、秋水仙碱等第一节第一节 概述概述16第一节第一节 概述概述1.按植物来源分类；按植物来源分类；如：黄连生物碱如：黄连生物碱，长春花生物碱；长春花生物碱；2.按化学结构分类；按化学结构分类；如：异喹啉生物碱如：异喹啉生物碱 有机胺类生物碱；有机胺类生物碱；3

12、.按生源结合化学分类；按生源结合化学分类；如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。17本章内容本章内容18第二节第二节 化学结构及分类化学结构及分类从化学结构入手，生物碱可分为从化学结构入手，生物碱可分为 1.杂环衍生物杂环衍生物：指氮原子处于杂环上的：指氮原子处于杂环上的 2.有机胺类有机胺类：氮原子不处于环状结构上：氮原子不处于环状结构上 3.萜类生物碱萜类生物碱：具有异戊二烯结构单元：具有异戊二烯结构单元 4.甾体类生物碱甾体类生物碱：具有甾体基本骨架：具有甾体基本骨架19第二节第二节 化学结构及分类化学结构及分类吡咯烷类衍吡咯烷类衍生物生物吡啶衍生物吡啶衍生物莨宕烷

13、类莨宕烷类喹啉类喹啉类异喹啉类异喹啉类吲哚类吲哚类其它：有机胺类、萜类、甾类生物碱等其它：有机胺类、萜类、甾类生物碱等20一一 杂环衍生物杂环衍生物1.吡咯烷类衍生物吡咯烷类衍生物 由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。NHNH吡咯吡咯四氢吡咯四氢吡咯21一一 杂环衍生物杂环衍生物1.吡咯烷类衍生物吡咯烷类衍生物简单的吡咯衍生物简单的吡咯衍生物（结构简单、数目少、活性弱）结构简单、数目少、活性弱）水苏碱祛痰止咳N+H3CCH3COO-22一一 杂环衍生物杂环衍生物1.吡咯烷类衍生物吡咯烷类衍生物野百合碱野百合碱（有抗癌活性）（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶吡咯里西啶（吡

14、咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物衍生物，活性较强，活性较强NOONMeMeMeHOHOHOO23一一 杂环衍生物杂环衍生物1.吡咯衍生物吡咯衍生物 吲哚里西啶吲哚里西啶（indolizidine）衍生物衍生物吲哚里西啶吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱一叶萩碱securinineNNOO24一一 杂环衍生物杂环衍生物2.吡啶衍生物吡啶衍生物 由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分：分：简单吡啶衍生物简单吡啶衍生物（结构简单，有的以液体存在）（结构简单，有的以液体存在）喹诺里西啶喹诺里西啶 NN吡啶吡啶喹诺里西啶喹诺里西啶25一一 杂环衍生物杂环衍生物

15、2.吡啶衍生物吡啶衍生物 NMeH3MeH3NCOOCH3MeNNHO猕猴桃碱猕猴桃碱莨菪碱莨菪碱金雀花碱金雀花碱26一一 杂环衍生物杂环衍生物2.吡啶衍生物吡啶衍生物 喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大 多属于此类多属于此类matrineoxymatrineNNONNOO苦参碱苦参碱氧化苦参碱氧化苦参碱27一一 杂环衍生物杂环衍生物3.莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物衍生物 由由吡咯啶吡咯啶和和哌啶哌啶骈合而成的杂环。骈合而成的杂环。分：分：颠茄生物碱颠茄生物碱（belladonna alkaloids）如：莨菪碱如：莨菪碱 古柯生物碱古柯生物

16、碱（coca alkaloids）如：古柯碱如：古柯碱N CH3HOH28一一 杂环衍生物杂环衍生物 莨菪碱是由莨菪碱是由莨菪醇莨菪醇（tuopine，C3竖键羟基）竖键羟基）与与莨菪酸莨菪酸（tuopic acid）缩合而生成的缩合而生成的一元酯一元酯：CHCH2OHNCH3HOCO莨菪醇莨菪醇莨菪酸莨菪酸莨菪碱莨菪碱（阿托品）（阿托品）+缩合缩合N CH3HOHCHHOOCCH2OH29如：植物颠茄中的生物碱（如：植物颠茄中的生物碱（belladonna alkaloids）莨菪碱莨菪碱hyoscyamineCHCH2OHNCH3HOCOCHCH2OHNCH3HOCOOHCHCH2OHNC

17、H3HOCOOCH2OHNCH3HOCOOOH东莨菪碱东莨菪碱scopolamine山莨菪碱山莨菪碱anisodamine樟柳碱樟柳碱anisodine30一一 杂环衍生物杂环衍生物3.莨菪烷（莨菪烷（tropane）衍生物）衍生物 古柯生物碱（古柯生物碱（coca alkaloids）是由伪莨菪醇是由伪莨菪醇（C3横键羟基）和有机酸缩合而成的横键羟基）和有机酸缩合而成的,多为二元酯类多为二元酯类爱康宁爱康宁ecgonine古柯碱古柯碱cocaineNCO O HO HHCH3OHCOCOOCH3NCH331一一 杂环衍生物杂环衍生物4.喹啉衍生物喹啉衍生物喜树碱喜树碱camptothecin

18、e治白血病和直肠癌治白血病和直肠癌白鲜碱白鲜碱N12345678NNOOOOHNOOCH3HH32一一 杂环衍生物杂环衍生物5.异喹啉衍生物异喹啉衍生物分：分：1-苄基异喹啉型苄基异喹啉型 双苄基异喹啉型双苄基异喹啉型 原小檗碱型原小檗碱型 阿朴芬型阿朴芬型 原阿朴芬型原阿朴芬型 吗啡烷及莲花氏烷型吗啡烷及莲花氏烷型 普托品型普托品型N67123458异喹啉异喹啉isoquinoline33一一 杂环衍生物杂环衍生物5.异喹啉衍生物异喹啉衍生物那可丁那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇存在于鸦片中，具有镇咳作用与可待因相似，咳作用与可待因相似，但无成瘾性，可替代可但无成瘾性，可替代可待

19、因。待因。1-benzyl-isoquinolineN1-苯基异喹啉苯基异喹啉OONOOMeOOMeOMeMeH34双苄基异喹啉型双苄基异喹啉型NNH3COCH3OCH3H3COCH3OOOCH3粉防己碱NNH3COHOCH3H3COCH3OOOCH3防己诺林碱35原小檗碱型原小檗碱型 protoberberineNOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）小檗碱（黄连素）berberine药根碱药根碱jatrorrhizineN36原小檗碱型原小檗碱型 protoberberineNNOOOONMeOMeOOMeOMe四氢黄连碱四氢黄连碱tetrahydroco

20、ptisine延胡索乙素延胡索乙素Corydalis B37 阿朴啡型阿朴啡型NMeNHCH3OOHCH3O阿朴啡阿朴啡aporphine土藤碱土藤碱tuduranine38 原阿朴啡型原阿朴啡型NMeONHOMeOMeO原阿朴啡原阿朴啡proaporphineStepharine（存在于千金藤中存在于千金藤中）39吗啡烷型吗啡烷型OHONCH3OHNCH3OOHMeOOMe吗啡碱吗啡碱morphine青藤碱青藤碱sinomenine吗啡烷吗啡烷morphanesN1234567891011121314151640一一 杂环衍生物杂环衍生物NH12345676.吲哚（吲哚（yinduo）衍生物

21、）衍生物麦角新碱麦角新碱吲哚吲哚NHNHHNHOOH41一一 杂环衍生物杂环衍生物NNCH3CH3CH3OOCH3CHN6.吲哚（吲哚（yinduo）衍生物）衍生物毒扁豆碱毒扁豆碱physostigmine治疗青光眼治疗青光眼玫瑰树碱玫瑰树碱ellipticine抗癌作用，低毒。抗癌作用，低毒。NHNCH3CH342二二 其他类其他类1.甾体生物碱甾体生物碱NHHOHHHHHHOHHOHH贝母碱贝母碱peimineverticine浙贝母浙贝母43二二 其他类其他类 2.萜类生物碱萜类生物碱NOMeOMeOCH3OHOHONCH3CH2OCH3OCH3OCCH3OOCH3COOH石斛碱石斛碱d

22、endrobine乌头碱乌头碱aconitine44二二 其他类其他类氮原子不结合在环内的一类生物碱，如：氮原子不结合在环内的一类生物碱，如：CHOCCH3HNHCH3HHOCCCH3HNHCH3H1R,2S 麻黄碱麻黄碱 ephedrine1S,2S 伪麻黄碱伪麻黄碱 pseudephedrine3.有机胺类生物碱有机胺类生物碱453 3 有机胺类有机胺类游离时可溶于水，能与酸生成稳定的盐，有挥发性，游离时可溶于水，能与酸生成稳定的盐，有挥发性，不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀，因此可不易与大多数生物碱沉淀试剂反应生成沉淀，因此可通过下面反应鉴别。通过下面反应鉴别。麻黄碱的特点麻黄碱的特点:463 3 有机胺类有机胺类MeOHMeOCOO(CH2)4NHNH2NHNHCOCH3OOMeMeOMeOOMe秋水仙碱秋水仙碱colchicine治疗急性痛风，并有治疗急性痛风，并有抑制癌细胞生长的作用抑制癌细胞生长的作用益母草碱益母草碱leonurine对动物子宫有增加其对动物子宫有增加其紧张性与节律性的作用紧张性与节律性的作用