第十章生物碱
课次：29
课题：生物碱概述
一、教学内容：
1．生物碱的含义。
2．生物碱的发展史及常见的生物碱概述。
3．生物碱的分布规律及概况。
4．生物碱的结构类型。
5．生物碱的性质（上）：性状、旋光性、酸碱性、溶解性。
二、课堂目标：
1．说出生物碱的基本含义。
2．简述生物碱的发展史，举例说明中药中常见的生物碱及其临床疗效。
3．说出植物中生物碱分布的基本概况，简述生物碱分布的特点及规律。
4．详述生物碱的结构分类及各类生物碱的结构特点。
5．简述生物碱的基本性状、旋光性与结构的关系。
6．详述生物碱的酸碱性及其与结构的关系、溶解性的基本规律及其与结构的关系。三、教学内容分析及教法设计：
生物碱是人们最早研究的一类天然药物成分，也是最重要的中药有效成分之一。生物碱是进入各论部分以后学生接触到的第一类有效成分，它在整个各论部分所占的比重特别大。生物碱部分的教学，内容较多，化合物类型较多，要注意加强类比分析，归纳推理，增进学生理解记忆。寻找规律，分门别类的攻克难关，掌握生物碱的基础知识。
本部分教学在理论联系实际的基础上，精讲多练，注重推理分析，争取能在各论的第一部分－生物碱教学中，让学生掌握中药化学学习的基本规律和基本方法。
本次课全部内容采用启发式讨论教学。
四、教学过程：
1．组织教学：检查学生出勤，填写教学日志，随机应变，组织好课堂纪律。
2．课程引入：
生物碱是一类存在于生物体内的具有生理活性的含氮的碱性有机化合物。生物碱是中草药有效成分之一，在我国，中草药的使用已有数千年历史，目前从各种植物中分离出的四千多种生物碱，应用于临床的已有数百种，随苷对生物碱结构、性质及作用的深入研究，必将促进中草药的临床应用。生物碱的结构有何特点？生物碱的研究历史怎样？生物碱的分布有何规律？生物碱的基本性状如何？本次课我们将对以上问题进行详细研究。
3．展示目标：
（1）生物碱的含义。
（2）说出生物碱的分布概况和分布规律。
（3）举例说明常见的生物碱及其在临床上的应用。
（4）详述生物碱的结构类型，并能举例说明。
（5）简述生物碱的基本性状。
4．进行新课：
除了极少数裸子植物外，双子叶植物、单子叶植物的多个科属的多种植物中，都含有一种具有显著生理活性的含氮的有机碱化合物。后来在一些动物器官及少数微生物中也发现了同样的物质，于是，生物碱的名称开始被广泛使用。
第一节生物碱的含义和分布
1．基本含义：存在于生物体（主要在植物中）内的一类具有显著生理活性的含氮的有机碱，它是中药中一类重要的有效成分。
2．存在方式：大多数生物碱的碱性比较显著，常与生物体内的有机酸、无机酸结合成盐，少数以未成盐的游离态存在。
3．研究历史：始于19世纪初，以麻黄碱类、罂粟碱类、莨菪碱类、防已碱类研究最早，先后有麻黄碱、咖啡因、吗啡、可待因、阿托品、毒毛旋花子苷等用于临床。据统计，1952－1962十年间发现生物碱共1107种，1962－1972十年间共发现生物碱3443。目前，在一些动物组织及微生物中也先后发现了不少生物碱。如肾上腺素和蟾酥碱（bufotenine）。
4．分布状况：双子叶、单子叶类的至少一百多个科的植物含有生物碱。尤其是双子叶植物的茄科、豆科、罂粟科、防已科、毛茛科、茜草科、芸香科，单子叶植物的百合科、石蒜科等多种植物中生物碱分布广泛。裸子植物除麻黄科、水松科等少数几个科外，大多不含生物碱。少数动物器官中含有生物碱，如肾上腺素、蟾酥碱等等。
5．分布规律：科属亲缘关系相近的植物，尤其是同属植物，所含的生物碱有相似的基本化学结构。
6．含量特点：备注：此处不作详细讲解，只重点讲清生物碱的绝对含量的不等性，含量高低与产地、采收季节、生长环境等因素的关系等。
第二节生物碱的结构类型及理化性质
生物碱的组成元素中C、H、N为必有元素，O元素为绝大多数生物碱所含有的元素。个别生物碱中还含有S、CI、I等元素。生物碱的分类有三种：植物来源分类法、生源途径分类法、结构母核分类法。铵结构母核分类较为常见。主要掌握以下基本母核类型生物碱的结构特征：
1．吡啶和哌啶类生物碱
2．莨菪烷类生物碱
3．异喹啉类生物碱
4．吲哚类生物碱
5．其他类生物碱
以上内容详见课本。
一、生物碱的性质及检识
（一）基本性状：主要描述生物碱的色、味、态。
（二）旋光性：主要类比分析旋光性产生的结构依据，旋光性与溶剂种类、PH值、成盐情况等因素的关系，旋光性与生理活性的关系。
（三）酸碱性：生物碱虽然结构复杂、种类繁多，但生物碱分子中都含有氮原子，通常均显碱性，能与酸结合成盐。碱性是生物碱的重要性质。
相关资料：
1．共轭酸碱的概念及碱性强度的表示方法
（1）生物碱的共轭酸碱概念路易斯酸碱理论（又称质子理论）认为，能够接受质子的物质为碱。而生物碱中的氮原子上的孤电子对就能够接受质子而使生物碱呈碱性。
H＋＋B→BH＋
BH＋和B互为共轭酸碱，生物碱中N接受质子能力越强，生物碱的碱性越强，与酸形成的盐越稳定。
（2）生物碱碱性强弱的表示方法
生物碱的碱性一般是用其对应的共轭酸的PKa来表示的。PKa越大，说明生物碱的共轭
酸酸性越弱，则生物碱的碱性越大。
（3）生物碱的分子结构与碱性强弱的关系
（四）溶解性：联系结构与性质的对应关系，讲清亲脂性生物碱和亲水性生物碱的结构特征、游离生物碱与生物碱盐的极性对比及对应的溶剂。
相关资料：
1．亲脂性生物碱的溶解性：这类生物碱的数目较多，绝大多数叔胺碱崜亲脂性生物碱。
（1）游离生物碱易溶于氯仿、乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂。可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，难溶于水。
（2）生物碱盐易溶于水，其无机盐在水中的溶解性大于有机酸盐；可溶于甲醇和乙醇，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。
值得注意的是少数生物碱的溶解性不符合一般规律。如奎宁、辛可宁、吐根酚碱等生物碱的盐酸盐可溶于氯仿，紫堇碱、小檗碱和普托品的盐酸盐难溶于水，麻黄碱的草酸盐也难溶于水。
2．亲水性生物碱的溶解性：水溶性生物碱数目较少，主要指季胺型生物碱，也包括一些分子量小的叔胺碱或仲胺碱。
（1）季铵型生物碱这类生物碱易溶于水、酸水和碱水，可溶于甲醇、乙醇、正丁醇等极性大的有机溶剂，难溶或不溶于乙酸乙酯、乙醚、氯仿等低极性有机溶剂。
（2）小分子生物碱少数分子量较小的叔胺或仲胺生物碱既可溶于水，也可溶于氯仿。这类生物碱有麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱、烟碱、毒藜碱等。
3．具有特殊官能团生物碱的溶解性
（1）具酚羟基（或羧基）的生物碱这类生物碱结构中连有弱酸性官能团，而呈一定的酸性，称为两性生物碱。如吗啡、苷藤碱、药根碱、木兰碱等，它们除具有叔胺碱的溶解性能外，也可溶于苛性碱溶液。
（2）具内酯（或内酰胺）结构生物碱的溶解性这类生物碱通常溶解性与一般叔胺碱相同。但在热碱水溶液中，其内酯（或内酰胺）结构可水解开环形成羧酸盐而溶于水中。如喜树碱、那可汀碱等。
1．目标检测：
2．教学参考资料：
3．课外作业：
