中药化学技术生物碱

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1、第十章      生物碱教学内容：10.1概述10.2结构与分类10.3理化性质与检识10.4提取分离10.5结构研究10.1概述（一）定义生物碱是指除了生物界必需的含氮有机化合物氨基酸、氨基糖、肽、蛋白质、核酸、核苷酸、含氮维生素以外的所有含氮有机化合物。大多结构复杂、具有碱性且生物活性显著。（二）分布1、多分布于双子叶植物中，少数单子叶植物和裸子植物也有分布。双子叶——防己科、婴粟科、夹竹桃科、毛茛科、豆科、马钱科、茄科、小檗科等。单子叶——兰科、百合科、石蒜科、禾本科等。裸子——麻黄科、红豆杉科、三尖杉科等。2、多集中分布于植物的某一器官。金鸡纳——树皮；麻黄——髓；3、多

2、种生物碱共存且结构类似。（三）存在形式盐的形式——在植物体中，多数生物碱往往和有机酸结合成盐。游离形式——少数碱性极弱的生物碱以游离态存在，如酰胺类。苷的形式——生物碱苷。（四）生物活性镇痛——吗啡、延胡索乙素解痉——阿托品抗菌消炎——小檗碱、蝙蝠葛碱抗癌——喜树碱、秋水仙碱、长春新碱止咳平喘——麻黄碱10.2结构与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。（一）五元氮杂环类生物碱基本结构为吡咯和四氢吡

3、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(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)。槟榔碱烟碱2．喹诺里西啶类结构特征

4、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3．喹啉类结构特征为苯并吡啶（氮原子在α-位）。如抗疟药奎宁(quinine)。喹啉奎宁4．异喹啉类结构特征为苯并吡啶（氮原子在β-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（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(b

5、erberine)。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)。吗啡烷吗啡（三）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，见本章实例）、大环类（美登木碱，见第一章绪论）、异甾类（贝母碱）等。10.3生物碱的理化性质与检识一、物理性质（一）性状多数为结晶形固体，少数

6、为非晶形粉末；少数为液体——烟碱、毒芹碱、槟榔碱等。多数无色或白色，少数有颜色——小檗碱、蛇根碱为黄色。多数味苦。少数小分子生物碱和液态生物碱有挥发性——麻黄碱、烟碱。（二）旋光性大多数生物碱有旋光性，多呈左旋。（三）溶解性1、游离生物碱亲脂性生物碱（叔胺碱、仲胺碱）——易溶于亲脂性有机溶剂、酸水，难溶于水。亲水性生物碱（季胺碱、含氮氧化物）——可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于亲脂性有机溶剂。特殊官能团生物碱（含酚羟基、羧基）——既溶于酸水也溶于碱水，PH8~9时溶解度最差，易沉淀。2、生物碱盐一般易溶于水，可溶于醇，难溶于亲脂性有机溶剂。水溶性大小规律：无机酸盐>有机酸盐含氧酸盐>卤代酸盐

7、小分子有机酸盐>大分子有机酸盐二、化学性质(一)碱性生物碱分子中氮原子具有孤电子对，可以给出电子，也可以接受质子，因此具有碱性。1、碱性强弱的表示方法取决于它吸引质子或给出电子的能力。主要和氮原子的杂化方式、电子云密度及立体效应有关。用其共轭酸的pKa值表示。pKa值越大，碱性越强。2、碱性强弱的一般规律季铵碱（强碱pKa>11）脂胺、脂氮杂环（中强碱pKa8~11）芳胺、芳氮杂环（弱碱pKa3~7）酰胺类（极弱碱pKa<2）3、影