第十章 生物碱（Alkaloids）
第十章 生物碱（Alkaloids）
• [目的要求] • 1.了解生物碱的含义、生源途径、分类、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.熟悉生物碱的结构研究方法。 • 4.掌握主要生物碱的结构，熟悉主要生物碱的生理活性
• [目的要求] • 1.了解生物碱的含义、生源途径、分类、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.熟悉生物碱的结构研究方法。 • 4.掌握主要生物碱的结构，熟悉主要生物碱的生理活性
• 第一节 概述 • 一 生物碱的含义及特点 • 1 含义 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 • 2 特点 大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多呈 碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 • 二 生物碱的分布及存在形式 • 1 分布 生物碱主要分布于植物界，绝大多数存在于高等植物 的双子叶植物中，已知存在于50多个科的120多个属中。与中药 有关的一些典型的科如毛茛科（黄连、乌头、附子）、罂粟科 （罂粟、延胡索）、茄科（洋金花、颠茄、莨菪）防己科（汉防 己、北豆根）、豆科（苦参、苦豆子）等。单子叶植物也有少数 科属含生物碱，如石蒜科，百合科、兰科等，百合科中较重要的 如贝母属。少数裸子植物如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科也存在 生物碱。 • 2 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。 •
• 第一节 概述 • 一 生物碱的含义及特点 • 1 含义 生物碱指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 • 2 特点 大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多呈 碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 • 二 生物碱的分布及存在形式 • 1 分布 生物碱主要分布于植物界，绝大多数存在于高等植物 的双子叶植物中，已知存在于50多个科的120多个属中。与中药 有关的一些典型的科如毛茛科（黄连、乌头、附子）、罂粟科 （罂粟、延胡索）、茄科（洋金花、颠茄、莨菪）防己科（汉防 己、北豆根）、豆科（苦参、苦豆子）等。单子叶植物也有少数 科属含生物碱，如石蒜科，百合科、兰科等，百合科中较重要的 如贝母属。少数裸子植物如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科也存在 生物碱。 • 2 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。 •
• 三 生物碱的生物活性 • 生物碱多具有显著而特殊的生物活性。如吗啡、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。 • 四 生物碱的生物合成 • 在生物碱的生物合成途径中，氨基酸是其初始物。主要有鸟 氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、 组氨酸等。 • （一） 生物碱生物合成的主要化学反应 • 1 环合反应 • （1）希夫碱（Schiff）形成反应 氨基和羰基加成-脱水形成 希夫碱： • • • • R N H H C H O R' R N C H R' -H2 O ： +
• 三 生物碱的生物活性 • 生物碱多具有显著而特殊的生物活性。如吗啡、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。 • 四 生物碱的生物合成 • 在生物碱的生物合成途径中，氨基酸是其初始物。主要有鸟 氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、邻氨基苯甲酸、 组氨酸等。 • （一） 生物碱生物合成的主要化学反应 • 1 环合反应 • （1）希夫碱（Schiff）形成反应 氨基和羰基加成-脱水形成 希夫碱： • • • • R N H H C H O R' R N C H R' -H2 O ： +
• 涉及希夫碱的形成反应的生物碱有：吡咯、莨菪烷、蒎啶、 喹诺里西啶类。 • （2）Mannich氨甲基化反应 醛、胺和负碳离子（含活泼氢的 化合物）发生缩合的反应为曼尼希氨甲基化反应。结果是活泼 氢被氨甲基取代，得到曼尼希碱： • • • 曼尼希碱 • 在生物碱中，尤其是苄基异喹啉和吲哚生物碱的生物合成中， 许多一级环合都是通过曼尼希反应生成的。 • （3）酚的氧化偶联反应 为次级环化反应。反应过程为含酚 羟基化合物在植物体内经酶作用形成自由基，两个自由基经偶 联，形成新键。如在由苄基四氢异喹啉形成各类异喹啉生物碱 中，则是由酚的氧化偶联反应生成的。 • 2 碳-氮键的裂解 较重要的裂解为Hofmann降解和von Braun 降解。 CHO HN C -OH ＋ ＋ ： C CH N _
• 涉及希夫碱的形成反应的生物碱有：吡咯、莨菪烷、蒎啶、 喹诺里西啶类。 • （2）Mannich氨甲基化反应 醛、胺和负碳离子（含活泼氢的 化合物）发生缩合的反应为曼尼希氨甲基化反应。结果是活泼 氢被氨甲基取代，得到曼尼希碱： • • • 曼尼希碱 • 在生物碱中，尤其是苄基异喹啉和吲哚生物碱的生物合成中， 许多一级环合都是通过曼尼希反应生成的。 • （3）酚的氧化偶联反应 为次级环化反应。反应过程为含酚 羟基化合物在植物体内经酶作用形成自由基，两个自由基经偶 联，形成新键。如在由苄基四氢异喹啉形成各类异喹啉生物碱 中，则是由酚的氧化偶联反应生成的。 • 2 碳-氮键的裂解 较重要的裂解为Hofmann降解和von Braun 降解。 CHO HN C -OH ＋ ＋ ： C CH N _