生物碱类药物

第九章生物碱类药物分析生物碱(alkaloids)是一类存在于生物体内的含氮有机化合物，绝大多数存在于植物体内，大部分呈碱性，目前通过提取或人工合成方式得到的生物碱已有约一万余种之多，而其中近百种具有显著的药理及生理作用，已广泛应用于临床医疗。

但生物碱同时也具有较强的毒性，因此，一方面临床应用须十分慎重，另一方面，对其质量也应严格控制，以保证用药安全有效。

生物碱的数目多，结构复杂，其基本母核多种多样，现按其结构重点讨论六类生物碱的结构，以及与鉴别，检查，含量测定相关的性质，以便详细阐述药物结构、性质与分析方法的关系。

第一节典型药物的结构与性质一、苯烃胺类药物这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内，其代表药主要有盐酸麻黄碱(ephedrine hydrochloride)，盐酸伪麻黄碱(pseudoepedrine hydrochloride)，秋水仙碱(eolchicin)等。

麻黄碱与伪麻黄碱在结构上均属于有机胺大类中的苯丙胺小类，其氮原子在侧链上，都是仲胺，碱性较强，易与酸成盐；而秋水仙碱由于酰胺键p-π共轭，故碱性减弱，几乎呈中性。

苯烃胺类生物碱分子结构中，都含有芳环，因此都在紫外光谱区有特征吸收。

该类生物碱侧链上具有不对称碳原子，盐酸麻黄碱的比旋度为-330～-35.50，盐酸伪麻黄碱的比旋度为+61.00～+62.50，秋水仙碱为左旋体，比旋度为-4250～-4500。

二、托烷类药物(莨菪烷类)这类生物碱大多数是由莨菪烷衍生的氨基醇和不同有机酸缩合成酯类的生物碱，常见的有颠茄生物碱类和古柯生物碱类，现以硫酸阿托品(atropine sulfate)和氢溴酸山莨菪碱(anisodamine hydrobmmide)为例进行讨论。

阿托品和山莨菪碱，具有酯的结构，易水解，五元酯环上有氮原子，故碱性较强，易与酸成盐。

氢溴酸山莨菪碱结构中有不对称碳原子，为左旋体，比旋度-9.00～-11.50，而阿托品虽也有不对称碳原子，但因外消旋化而为消旋体，无旋光性。

生物碱类药物的生物合成和代谢生物碱类药物是一类化学结构具有碱性的药物，广泛应用于临床。

这些药物主要由植物、昆虫和微生物中提取得到，如吗啡、阿托品、喜树碱等。

它们具有较强的药效和药物相互作用，可以用于治疗许多疾病，如重度疼痛、消化道动力障碍、糖尿病等。

本文将介绍生物碱类药物的生物合成和代谢过程。

生物合成生物碱类药物的生物合成是由生物催化剂参与的，分为三个阶段。

第一阶段是前体物质的合成。

前体物质是产生生物碱的原料，通常是由芳香族化合物、单环萜烯、二萜、多糖和氨基酸等合成。

例如，吗啡中的前体物质是微妙尼，它由酪氨酸和苯丙氨酸组成。

而阿托品中的前体物质是托品酸，它来源于植物的芦笋科植物。

第二阶段是生物催化反应。

在催化反应的作用下，前体物质发生一个或多个催化反应，形成中间体。

中间体通常是一种碱性物质，具有较高的药效。

其中包括各种硷基脱羧酶、氧化酶、加氢酶等。

例如，吗啡中间体是可待因，可以通过自身的酶被进一步催化为吗啡。

阿托品中间体是羧基甲基托品酸，也可以通过自身的酶被进一步催化为阿托品。

第三阶段是后续处理。

在后续处理过程中，生产的生物碱类药物经过调节药物的性质，避免副作用。

在这个阶段，药物通常要经过酸性和碱性水解，氧化和还原等反应。

例如，吗啡制备后需要被酸性水解、还原，然后再与苯乙酰氯作用才能得到用于治疗的吗啡盐酸，而阿托品制备后需要与鲍威尔碱作用，然后经过酸性水解才能得到阿托品。

代谢生物碱类药物的代谢通常是由肝脏参与的。

虽然大多数生物碱类药物的代谢过程比较复杂，通常可以分为两个阶段。

第一阶段是代谢酶的催化。

肝细胞中的氧化酶能催化药物中的氧化与加入羟基，使药物具有更强的极性，更容易排出体外。

例如，吗啡摄入后就迅速被脱乙酰化，生成6-乙酰氧基吗啡。

这个中间代谢物进一步被肝酯酶水解成6-单乙酰氧基吗啡和6-羟基吗啡，然后进行氧化之后，最后转化成橙黄色酯积联吗啡和倍他环素。

第二阶段是药物清除。

被代谢的生物碱类药物进入肝小管后，再经由肝汁排出体外。

新型药物——生物碱类化合物生物碱类化合物是一类具有广泛应用前景的新型药物，其抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等药理活性备受关注。

本文将从生物碱的发现背景、药理特点、制备、应用现状等方面进行阐述。

一、生物碱的发现背景生物碱是一类具有复杂结构的天然有机碱性化合物，其主要来源于植物、真菌和动物等生物体。

早在19世纪时，人们就开始从各种自然来源中提取生物碱，并探索其药理特性。

其中最为著名的生物碱当属喜树碱，该化合物于1826年由法国化学家佛卢里现身江湖，并成为当时最为重要的药物之一。

随着现代化学技术的发展，人们开始重视生物碱的化学结构及其制备方法，逐步揭示出其中复杂的化学本质，探索出了越来越多的活性成分。

目前，生物碱已成为药物研究领域的热门话题之一。

二、生物碱的药理特点生物碱具有多种药理特点，包括抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等。

这些特点的表现形式各异，但都与生物碱的化学结构密切相关。

例如，部分生物碱在体内可通过对DNA的交联作用抑制肿瘤细胞的增殖，发挥抗肿瘤作用。

此外，还有部分生物碱通过调节细胞周期和凋亡等机制，发挥抗肿瘤作用。

同时，生物碱具有多样的抗炎、抗菌、抗病毒活性，特别是在耐药菌和病毒的治疗中具有重要作用。

三、生物碱的制备方法生物碱类化合物制备方法多种多样，但基本流程都是先从天然来源中提取出生物碱，并通过结构调整、合成反应等方法进行改良。

其中，最常见的生物碱提取方法为酸碱萃取法，该方法通常用于提取植物或真菌中的生物碱。

具体操作时，首先用酸将标本溶解，然后用碱调节pH值，使生物碱在碱性条件下被萃取出来。

此外，还有其他提取方法如溶剂提取法、微波萃取法、超声波提取法等。

对于生物碱的合成方法，现代化学技术已经发展出多种高效的合成方法。

例如，合成生物碱时通常采用化学合成法、生物转化合成法、微生物发酵合成法等。

四、生物碱的应用现状生物碱类化合物的应用已经越来越广泛。

其中，典型的生物碱药物包括来替米特、多柿抗癌碱、多柿抗肿胞胞毒碱、冬青酸等。

天然药物化学生物碱类药物分析天然药物是指从动植物以及微生物等天然来源中提取的药物物质，一直以来在医学领域中扮演着重要的角色。

其中，化学生物碱类药物作为天然药物的主要分类之一，具有广泛的药理活性和药物应用。

本文将对天然药物化学生物碱类药物进行分析与探讨。

1. 对化学生物碱类药物的定义和分类进行介绍化学生物碱类药物是一类从植物、动物等自然资源中提取得到的含有生物碱结构的药物物质。

它们具有较复杂的结构和多样的药理活性，常被用于治疗多种疾病。

根据其来源和结构特点，可以将化学生物碱类药物分为植物生物碱、动物生物碱和微生物生物碱等几个子类。

2. 分析化学生物碱类药物的提取与分离方法2.1 植物生物碱的提取与分离植物生物碱的提取与分离一般采用溶剂提取法、薄层色谱、液-液萃取等方法。

溶剂提取法是最常用的提取方法之一，通过选择合适的溶剂，将药材中的化学生物碱溶解出来。

随后，可以利用薄层色谱和液-液萃取等技术来分离和纯化目标物质。

2.2 动物生物碱的提取与分离动物生物碱的提取与分离方法相对较为复杂。

一般采用超声波提取、超临界流体萃取、膜分离等技术。

超声波提取利用超声波的机械效应和热效应促进生物碱的析出和转移，从而实现提取的目的。

超临界流体萃取则是利用压力和温度调节流体的性质，加速目标物质的转移和提取。

2.3 微生物生物碱的提取与分离微生物生物碱的提取与分离方法主要包括微生物发酵、固相微萃取等技术。

微生物发酵是指通过培养微生物，在特定条件下使其合成生物碱物质。

而固相微萃取则是利用富集柱或吸附材料将目标生物碱富集起来，再进行分离和纯化。

3. 分析化学生物碱类药物的质量控制方法质量控制是药物研发和生产过程中的关键环节。

对于化学生物碱类药物而言，质量控制方法主要包括外观检查、熔点测定、红外光谱分析、光学旋光度测定、高效液相色谱、质谱等。

外观检查是一种直观观察化学生物碱药物颗粒的形态和颜色，以判断其是否符合质量要求。

熔点测定则通过检测物质的熔化温度来确定其纯度和认证。

药师指导：生物碱类药物生物碱类药物（重点在鉴别，N的位置，有哪些电效应）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；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。

鉴别试验：特征鉴别反应。

1.双缩脲反应系芳环侧链具有氨基醇结构的特征反应。

盐酸麻黄碱和伪麻黄碱在碱性溶液中与硫酸铜反应，Cu2+与仲胺基形成紫堇色配位化合物，加入乙醚后，无水铜配位化合物及其有2 个结晶水的铜配位化合物进入醚层，呈紫红色，具有4个结晶水的铜配位化合物则溶于水层呈蓝色。

2.Vitali反应系托烷生物碱的特征反应。

硫酸阿托品和氢溴酸山莨菪碱等托烷类药物均显莨菪酸结构反应，与发烟硝酸共热，即得黄色的三硝基（或二硝基）衍生物，冷后，加醇制氢氧化钾少许，即显深紫色。

3.绿奎宁反应系含氧喹啉（喹啉环上含氧）衍生物的特征反应硫酸奎宁和硫酸奎尼丁都显绿奎宁反应，在药物微酸性水溶液中，滴加微过量的溴水或氯水，再加入过量的氨水溶液，即显翠绿色。

4.Marquis反应系吗啡生物碱的特征反应。

取得盐酸吗啡，加甲醛试液，即显紫堇色。