生物碱类

生物碱种类及作用

生物碱，是广泛存在于植物和动物组织中的生物化合物。它们以其强烈的生物活性和广泛的药理作用得到了广泛的关注。以下是关于生物碱种类及其作用的详细介绍：

一、生物碱的种类

1.植物生物碱：如阿托品、麻黄碱、茶碱、酸枣仁碱等，主要从植物中提取。

2.动物生物碱：如肌红蛋白、胆碱酯酶等，主要从动物体内获得。

3.微生物生物碱：如链霉素、青霉素等，是一些微生物合成的特殊生物碱。

二、生物碱的作用

1.药理作用：生物碱可以作为一种有机化合物其他的碱性物质，具有强大的药理作用。例如，咖啡碱、茶碱可以作为兴奋剂以提高人的警觉性；麻黄碱可以作为治疗喘息等疾病的药物使用；甲基黄嘌呤可以作为抗肿瘤药物使用，并且能降低血压、减轻哮喘等作用。

2.化学作用：生物碱与一些化学物质反应可以发生化学反应，例如巴马丹、氯离子钠、硫酸等离子可以和金胺碱反应，从而形成可溶性的金胺盐。

3.生物学作用：有些生物碱也可以参与到生物学过程中，例如，胆碱可以作为神经递质参与到神经传递过程中。

4.工业应用：一些生物碱也可以用于工业上，例如，多巴胺可以用于制造涂料或染料，甘露醇也可以制造口香糖或口腔保健用品。

综上所述，生物碱是一种有很强药理活性的生物化合物。不同种类的生物碱具有不同的作用，对人们的生活有很重要的影响。但是需要注意的是，一些生物碱在高剂量使用时会产生不良反应和毒性，因此需要在医生指导下进行使用。

⽣物碱

⽣物碱是⽣物界除⽣物体必须的含氮化合物（如氨基酸、蛋⽩质和B族维⽣素等）之外的所有含氮有机化合物，因其结构中氮原⼦上的未共享电⼦对⽽⼤多具有碱性。

⽣物碱绝⼤多数具有显著的⽣物活性，且活性是多⽅⾯的，因此中药制剂中有含有⽣物碱类成分的中药时，常选择该中药含有的⽣物碱成分作为定性定量的依据。

结构特征⽣物碱⼤多由C、H、N、O元素组成，极少数分⼦中尚含有其他元素；⼤多结构复杂，结构类型较多，主要有杂环类、⼤环类、萜类、甾类及有机胺类等。

结构中的氮原⼦有多种形式：脂氮、芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位键形式存在的。

此外，结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。

理化性质--物理性状

多数⽣物碱为结晶型固体，少数为⽆定型粉末，还有⼀些⼩分⼦⽣物碱为液体，例如槟榔碱、菸碱等；液体状的⽣物碱及个别⼩分⼦⽣物碱尚有挥发性甚⾄升华性，如⿇黄碱具有挥发性、咖啡因具有升华性等。

⼀般⽣物碱为⽆⾊或⽩⾊，但结构中具有较长共轭体系，并有助⾊团的，可显不同颜⾊。

⽣物碱结构中如有⼿性碳原⼦或为⼿性分⼦的具有旋光性，并⼤多与⽣物碱的⽣理活性有关，通常左旋体⽐右旋体⽣理活性强。

理化性质--溶解性由于⽣物碱结构复杂，⽣物碱的溶解性也是多样化。

⼤多数⽣物碱成分极性较⼩，游离状态下难溶于⽔，易溶氯仿、⼄醚、⼄醇、丙酮及苯等有机溶剂，与酸结合⽣成⽣物碱盐后⽔溶性增加，但与⽣物碱结合的酸不同，⽣成的盐⽔溶性也有差异，⼀般含氧⽆机酸及⼩分⼦有机酸的⽣物碱盐⽔溶性较⼤。

生物碱植物

生物碱植物是指富含生物碱类化合物的植物。生物碱是一类含有碱基氮原子的天然有机化合物，具有强烈的生物活性。常见的生物碱植物包括著名的鸦片、可卡因和吗啡等。这些植物通常被用于医药、毒理学研究以及毒品制造等领域。然而，由于其具有潜在的毒性和成瘾性，大多数国家都对这些植物进行了严格的管制和限制。

生物碱类化合物

生物碱类化合物是指存在于生物体内的一类有机化合物，它们具

有明显的碱性并把蛋白质、核酸以及糖类的代谢联系在一起，成为生

物体中重要的结构分子。这类化合物的发现改变了人们对生物体的理解，因为它们结构简单，不仅可以影响和调节生物体中氨基酸、糖类

和核酸之间的互作，而且很容易被转化成其他生物碱，这也使得生物

也可以确定出类似的保守功能。

生物碱类化合物的分类依据通常是含碱基的数量和结构，以及它

们所具有的活性和功能。其中包括由氨基酸和其它有机胺组成的碱性

多肽和碱性聚肽；由多种单糖组成的碱性多糖（例如糖原）；由三磷

酸腺苷组成的三磷酸腺苷；由核苷类和核糖类组成的核苷酸；由各种

烯甲酰胺组成的脂类碱；由分子间反应生成的碱类激素；以及由芳香

族环类化合物组成的环类激素等等。

此外，还有一些少见的生物碱类化合物，如末端有硫类基团的分子，它可能会通过硫醇及其衍生物的调节作用来影响蛋白质的活性；

以及分子中具有催化功能的N-烷基脱氧核苷（NAD+/NADH）类型的分子，其中的脱氢作用可以用于集中能量的利用等等。

总之，生物碱类化合物是生物体中重要的结构分子，它们可以影

响和调节生物体内各种物质的代谢过程，用于确定特定的保守功能。

而由于这类物质的多样性和它们所具有的各种功能，它们在生物体进

行庞杂反应中起着至关重要的作用。

食物中常见的生物碱

生物碱是一种天然存在的有机化合物，广泛分布在植物界中，目前含有生物碱的常见食物有大蒜、苦瓜、香蕉、石榴等，部分生物碱有毒性，患者食用来源不明的生物碱食物后，可能发生中毒。

1、大蒜：大蒜所含有的生物碱为大蒜碱，有一定抗病毒的作用，可以在一定程度上阻断病毒蛋白的翻译过程，从而达到抑制病毒复制的目的，可以抑制多种病毒复制；

2、苦瓜：苦瓜含有少量的生物碱类的物质，如奎宁，也称金鸡纳霜，苦瓜本身有消暑退热、利尿活血、清心明目的功效，适当食用苦瓜可起到生津止渴的作用，比较适合暑热烦闷的人群食用；

3、香蕉：香蕉及其花蕊中含有生物碱类化合物，有振奋精神的作用，同时香蕉还富含色氨酸、维生素B6等营养物质，适当食用能够帮助大脑制造血清素，有一定放松心情、减少抑郁的作用；

4、石榴：石榴含有多种生物碱，如N-乙酰石榴碱、石榴皮碱、伪石榴皮碱等，但主要分布于在石榴皮和石榴籽中，石榴本身营养丰富，味甘、酸涩，性温，有杀虫收敛、涩肠止痢等功效，其含有的多酚类化合物，还可稳定情绪、保护大脑神经。

正常情况下，适当摄入生物碱能够调控人体内的新陈代谢反应，对人体有正面作用，但来源不明的生物碱可能引发中毒反应，危害生命健康，因此不建议普通人进食来源不明的食物，以免发生中毒。

生物碱（alkaloids）是一类来源于生物的含氮的有机化合物，有碱性，能和酸成盐。多数生物碱有复杂的环状结构，且氮原子多在环内。 不包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、维生素等。生物碱在生物界广泛存在，特别是高等植物罂粟科、茄科、毛莨科、防已科、小檗科、豆科、芸香科等植物中分布较多。生物碱结构多样，其分类方法主要有三种。植物来源：如颠茄生物碱、鸦片生物碱等。生物合成途径：如来源于赖氨酸、色氨酸的生物碱等。化学结构：如喹啉类生物碱、吲哚类生物碱等。下面将按化学分类法将主要类型生物碱进行介绍。1.说明根据化学结构分类，生物碱主要类型有哪些？写出其英语名称，答案见下。2 .写出吡咯、吡啶、莨菪烷、喹啉、异喹啉、 吲哚、吗啡烷、嘌呤和甾的结构。1.答案一、有机胺类（organic amines）氮原子不在环内的生物碱二、吡咯（吡咯啶）类（pyrrolidine）三、吡啶类（pyridine）四、莨菪烷类（托品烷类，tropane）五、喹啉类（quinoline）六、异喹啉类（isoquinoline）1. 吗啡类 2. 原小蘖碱型 3. 阿朴菲类 4. 苄基异喹啉类 5. 双苄基异喹啉类七、吲哚类（indole）- 多种类型八、嘌呤类（purine）九、萜类生物碱（terpene alkaloids）十、甾类生物碱（steroid alkaloid） 十一、大环生物碱3. 写出有重要活性的一些生物碱。答案： 镇痛：吗啡哮喘：咖啡因 、茶 碱 治咳、平喘：麻黄碱抗菌、消炎作用：小檗碱解痉、散瞳：阿托品降压作用：利血平抗疟作用：奎宁神经麻痹：一叶秋碱抗癌作用：紫杉醇、长春碱、喜树碱 生物碱因其氮原子有孤对电子而显碱性。◆碱性表示方法：常用PKa表示，PKa大，碱性大。◆碱性与结构的关系1. 季铵碱碱性最强 (Pka>10)2. 共价键N原子碱性：SP3杂化>SP2（双键 N原子碱性 小）(Pka=3-9)3. 酰胺氮碱性小(Pka<2)4. 吡咯环中N原子碱性极小(Pka=1)5. 电效应（诱导、共轭效应）对碱性的影响供电子集团（如烷基），使碱性增加。拉电子集团（如双键、苯环、羰基、OR）使碱性减小。6. 立体效应对碱性的影：响利血，平东莨菪碱，使碱性减小。7. 氢键对碱性的影响：氢键使碱性增加。 8. 诱导-场效应：两个N原子化学环境相似，但碱 性相差很大。9. 酸碱两性:有羧基，酚羟基的生物碱为酸碱两性。吡咯环中N原子碱性极小电效应： 拉电子集团（如双键、苯环、羰基、OR）使碱性减小。

⽣物碱类（Alkaloids）是存在于⽣物体（主要为植物）中的⼀类含氮的碱性有机化合物，⼤多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的⽣物活性，是中草药中重要的有效成分之⼀。如黄连中的⼩檗碱（黄连素）、⿇黄中的⿇黄碱、萝芙术中的利⾎平、喜树中的喜树碱、长春花中的长春新碱等。

含⽣物碱的中草药很多，如三尖杉、⿇黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、颠茄、洋⾦花、萝芙⽊、贝母、槟榔、百部等，分布于100多科中。以双⼦叶植物最多，依次为单⼦叶植物、*⼦植物、蕨类植物。以罂粟科、⾖科、防已科、⽑莨科、夹⽵桃科、茄科、⽯蒜科等科的植物中分布较多。同⼀科属或亲缘关系较近的科常含有同⼀结构或类似结构的⽣物碱，但同⼀种⽣物碱亦可分布在多种科中，如⼩檗碱在⽑莨科、芸⾹科、⼩檗科的⼀些植物中都有存在。中草药中⽣物碱含量⼀般都较低，⼤多少于1％，但有少数含量特别多或特别少的特殊情况，如黄连中⼩檗碱含量可⾼达8～9％，⾦鸡纳树⽪中⽣物碱含量为10～15％，⽽长春花中的长春新碱含量只有百万分之⼀。

（⼀）通性

1.⼤多数⽣物碱为结晶性物质，味苦，少数为液体（如烟碱、槟榔碱）。

2.⼀般⽣物碱均⽆⾊，具旋光性，（多数呈左旋光性。）但有少数例外，如⼩檗碱为黄⾊，胡椒碱⽆旋光性等，个别⽣物碱有挥发性，如⿇黄碱。

3.⼤多数⽣物碱呈碱性反应。⽣物碱的碱性强弱，与它们分⼦中氮原⼦存在的状态有密切的关系。⼀般季铵碱＞仲胺碱＞叔胺碱。如氮原⼦呈酰胺状态，则碱性极弱或消失。有的⽣物碱分⼦具有酚性羟基或羧基，因⽽具有酸碱两性。

苯烃胺类

（盐酸⿇黄碱和盐酸伪⿇黄碱）

氮原⼦在侧链上，碱性较⼀般⽣物碱强，易与酸成盐。

托烷类

（硫酸阿托品和氢溴酸⼭莨菪碱）

阿托品和⼭莨菪碱是由托烷衍⽣的醇（莨菪醇）和莨菪酸缩合⽽成，具有酯结构。分⼦结构中，氮原⼦位于五元酯环上，故碱性也较强，易与酸成盐。

喹啉类

（硫酸奎宁和硫酸奎尼丁）

奎宁和奎尼丁为喹啉衍⽣物，其结构分为喹啉环和喹啉碱两个部分，各含⼀个氮原⼦，喹啉环含芳⾹族氮，碱性较弱；喹啉碱微脂环氮，碱性强。

异喹啉类

（盐酸吗啡和磷酸可待因）

吗啡分⼦中含有酚羟基和叔胺基团，故属两性化合物，但碱性略强；医学教|育收集整理可待因分⼦中⽆酚羟基，仅存在叔胺基团，碱性较吗啡强。

吲哚类

（硝酸⼠的宁和利⾎平）

⼠的宁和利⾎平分⼦中含有两个碱性强弱不同的氮原⼦，N1处于脂肪族碳链上，碱性较N2强，故⼠的宁碱基与⼀分⼦硝酸成盐。

黄嘌呤类

（咖啡因和茶碱）

咖啡因和茶碱分⼦结构中含有四和氮原⼦，但受邻位羰基吸电⼦的影响，碱性弱，不易与酸结合成盐，其游离碱即供药⽤。

中药里的生物碱

中药中的生物碱是一类存在于植物、动物和微生物中的含氮碱性有机化合物。它们具有复杂的环状结构，氮原子通常包含在环内。生物碱在中药中具有显著的生物活性和药理作用，被认为是中草药的重要有效成分之一。

生物碱的性质和溶解性因结构和生活环境的差异而异。一般来说，亲脂性生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚），可溶于醇类溶剂，难溶于水；生物碱盐难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水。此外，季铵型生物碱难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水、酸水、碱水。

在中药中，生物碱类成分具有多种药理作用，如镇痛、镇静、解痉、抗癌、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等。一些常见的中药生物碱成分包括麻黄碱、吗啡、咖啡碱、秋水仙碱等。

生物碱的提取和分离是中药化学研究中的重要内容。提取方法通常包括水或酸水提取法、醇类溶剂提取法、亲脂性有机溶剂提取法等。在提取后，还需要采用一系列分离技术，如阳离子树脂交换法、萃取法等，以获得纯化的生物碱成分。

生物碱成分在中药中可能存在一定的毒性，因此在临床使用时需要严格控制剂量。此外，为了减少生物碱成分的副作用，研究人员也在不断探索去除生物碱的方法，如使用布袋包裹中药煎煮，以去除生物碱成分而不影响药效。