生物碱分类ppt课件

（二）离子交换树脂法
1、酸水液通过磺酸型阳离子交换树脂 2、碱水润湿树脂 3、有机溶剂洗脱 4、回收溶剂 5、得总生物碱
1、有喹啉类生物碱与丫啶酮类生物碱 。 2、代表物质： 代表物质：
O
OH
N
OH
冉特可林酮
来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱 苯丙氨酸和酪氨酸
R=H 苯丙氨酸 R=OH 酪氨酸
NH 2
ph-CH2 CH2 COCOOH
COOH
NR
NR'
R-CH=O
NH2
ph-CH=O
NR
Me
N
NH2
conssine
2、环孕甾烷（C24）生物碱 、环孕甾烷（
NHMe O OH
H2 N HO
环氧黄杨木己素
3、胆甾烷（C27）生物碱 、胆甾烷（
NH
H OH
N
HO
HO
维藜芦胺
茄次碱
H
H
N
HO
HO
藜芦胺
生物碱的理化性质
一、性状 1、组成元素：C、H、O、N等 、组成元素： 、 、 、 等 2、状态：多为固体 、状态： 3、熔点：固定 、熔点： 4、色泽：多数无色 、色泽： 5、挥发性：少数有升华现象 、挥发性：
4.4 生物碱的鉴定
• 4.4.1 生物碱沉淀试剂
（2）反应机理
4.5 碱性
4.5.3 碱性与分子结构的关系
第五节
（一）溶剂法
生物碱的提取分离
一、总生物碱的提取 1、酸水提取法
①原理：生物碱的盐类易溶于水，游离的生 原理：生物碱的盐类易溶于水， 物碱溶于有机溶剂。 物碱溶于有机溶剂。 方法：水或1%酸水溶液（ 1%酸水溶液 15倍量 ② 方法：水或1%酸水溶液（7—15倍量） 15倍量）

3 3
H
O O OMe
6、具有酰胺、内酯结构的生物碱 ，易在热苛性碱液 、具有酰胺、 中内酯环开裂，溶于水， 中内酯环开裂，溶于水， OH N O 加酸则可还原 喜树碱
N O O
四、生物碱的检识 在生物碱的预测、 在生物碱的预测、提取分离和结 构鉴定中， 构鉴定中，常常需要一种简便的识 别方法——检识反应： 检识反应： 别方法 检识反应 最常用的生物碱检识反应有两类 —沉淀反应与显色反应 沉淀反应与显色反应 沉淀反应——预试、提取、分离 预试、 沉淀反应 预试 提取、 显色反应——结构鉴定 显色反应 结构鉴定
HO
O
OH MeO
OH
O
（6）、菲啶衍生物 ）
N
石蒜碱
OH HO O O H H
白屈菜碱
HO O O N
N
O O
CH3
7、吲哚类 、
N H
利血平——降压 降压 利血平
MeO N H N OMe H3COOC OMe OMe O CO OMe
8、咪唑类 、
NH N H
毛果芸香碱——眼科用药 眼科用药 毛果芸香碱
二、旋光性 具有手性碳原子或分子结构本身为 手性分子的生物碱，具有旋光性质， 手性分子的生物碱，具有旋光性质， 在某些情况下，生物碱的旋光性易受 在某些情况下， pH、溶剂等因素影响 、 生物碱的生理活性与其旋光性密切 有关——左旋体呈显著的生理活性， 左旋体呈显著的生理活性， 有关 左旋体呈显著的生理活性 而右旋体则无或很弱
4、弱酸弱碱形成的盐不稳定，仍有游离的趋势 、弱酸弱碱形成的盐不稳定， CHCl3萃取 利血平·HAC盐 盐 利血平 利血平 （CHCl3层）
pka 6.6
为弱酸，如为强酸仍需碱化） 游离） （ HAC 为弱酸，如为强酸仍需碱化）（游离）

⑥ 普罗托品类生物碱
如普罗托品27
⑦ 苯菲啶类生物碱：
如白屈菜碱26
苄基四氢异喹啉类生物碱的生源关系
b
N
N-R
c 原小檗碱类
偶联
N-R
O
b 苯 菲 啶 类
c
O
吗啡二烯酮类
N-R
普 罗 托 品 类
阿朴菲类
原绿刺酮碱类
4、苯乙基四氢异喹啉类生物碱
OMe
NM e
NHC OCH3
OMe OMe
O Me
C H 3O
NH
C H 3O OH
CH3
哌劳亭
3、苄基四氢异喹啉类生物碱
① 苄基四氢异喹啉 类生物碱
NH
O Me CH3 CH3
O Me
N
HO
+
M eO
N
HO
M eO M eO
厚朴碱
罂粟碱
② 阿朴菲类生物碱
O Me
HO
N
CH3
OMe
千金藤碱
③ 双苄基四氢异喹啉类生物碱
CH3
N N
O Me
O Me
(二).次级环合：N-杂环生物碱的再环合。
1、酚氧化偶联反应 ① 酚自由基形成
H O
3+
. O Fe O . H O H . . H O
② 自由基之间偶联（即配对反应）形成 C-C键、C-O键和C-N键
例如：（S）- 网状番荔枝碱发生酚氧化的 邻-对偶联生成吗啡碱
M eO M eO
HO
邻-对 偶联
普罗托品
丽春花定
第三节 生物碱的分类、生源关系及分布 一、来源于鸟氨酸的生物碱
1、有吡咯类、托品烷类和吡咯里西丁类。

第十章 生物碱
学习目标
掌握生物碱定义，熟悉其结构分类 掌握生物碱理化性质、提取分离方法和鉴别 了解生物碱的结构测定和生物活性

第一节 生物碱概述
★生物碱：存在于生物中的含氮有机化合物 ------氮原子碱性；生物活性
◇麻黄中麻黄碱-----平喘作用 ◇鸦片中吗啡-----镇痛作用 ◇长春花中长春碱-----抗癌活性 ◇黄连中小檗碱-----抗菌消炎 ◇萝芙木中利血平-----降压作用
2 诱导效应
★随距离增加而减弱效应

吸电基团如苯、酰、烯、羟、醚等降低氮原子电荷密度，降低碱性 供电基团如烷基等提高氮原子电荷密度，提高碱性 有时邻近羟基与氮之间发生电子移位生成季胺则碱性增强
O N O
+
OH
O
CH3
OH
小檗碱
3 共轭效应
★不受碳链长短的影响 共轭即电荷平均化使得N电子云密度提高或降低
生物碱
分步广泛 存在形式：游离、盐、苷类、脂类、N-氧化物 分类方式：植物来源、化学结构、生源结合化学分类 命名规则：

---生物碱类型命名（基核化学结构、植物来源） ---生物碱单体成分命名（植物来源、生物活性或药效）
第二节 结构与分类
一、有机胺类（氮原子不结合在环内的一类生物碱）
二、旋光

三、碱性

来源：N原子上孤对电子吸引质子 碱性强弱表示方式：用pKa表示，越大碱性越强 BH+ B+H3O+ Ka=[B][H3O+]/[BH+ ] pKa=pH-lg [B] /[BH+ ]
pKa:＜2(极弱碱) （强酸） 2-7 (弱碱) （中强酸） 7-11 (中强碱) （弱酸）

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37
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游离易溶于有机溶剂（原料须碱化）
士的宁
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利血平
五、邻氨基苯甲酸系生物碱
喹啉类：白鲜碱（白鲜皮） 丫啶酮类：山油柑碱（鲍氏山油柑）
O
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N
喹啉
N H
丫啶酮
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六、组氨酸系生物碱
咪唑类生物碱：毛果芸香碱（毛果芸香）
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N N H
咪唑
H3 C O O
毛果芸香碱
N N
CH3
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20
七、萜类生物碱
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HO
O
OH
吗啡
PageBiblioteka 15LOGO3. 苄基苯乙胺类生物碱
如石蒜碱
OH HO H O H O N
石蒜碱（lycorine）
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四、色氨酸系生物碱
也称吲哚类生物碱。按生源关系，可将其详细分为四 类。
1.简单吲哚类
结构特点为只有吲哚母核，而无其它杂环。如靛青苷。
2.色胺吲哚类
含有色胺部分，结构较简单。如吴茱萸碱。
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3. 显色反应
某些试剂能与一些生物碱反应生成有颜色的溶液， 该类反应称为生物碱显色反应，所使用的化学试剂 称为生物碱显色试剂。 生物碱常用的显色剂： （1）钼酸铵一浓硫酸溶液（Frohde试剂） 1％钼酸钠或5%钼酸铵的浓硫酸溶液，如遇乌头碱 显黄棕色，小檗碱显棕绿色，阿托品不显色。 （2）矾酸铵一浓硫酸溶液（Mandelin试剂） 1％矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色，可 待因显蓝色，士的宁显蓝紫色到红色。
logopage40生物碱阳离子交换在树脂上水或酸水提取液的净化离子交换树脂法提取液流出液树脂柱非碱性物质方法一方法二氨液碱化树脂碱液洗脱晾干后亲脂性有机溶剂提取亲脂性总生物碱亲水性总生物碱logopage有机溶剂萃取法提取液有机溶剂层碱水层总生物碱logopage42醇类溶剂提取液的净化醇提取液浓缩浸膏有机溶剂层水层总生物碱logopage总生物碱的初步分离生物碱的初步分离应用最多的方法是根据生物碱的碱性强弱酚羟基的有无及溶解性能将生物碱初步分成弱碱性生物碱中强碱性生物碱和强碱性生物碱水溶性生物碱和酚性非酚性生物碱五类

第十章 生物碱
第一节 概述
一、生物碱的定义
是生物体内一类含氮有机化合物。
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
O O
小檗碱
N +OH OMe
OMe
二、 生物碱的结构与分类
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
有机胺类
（N原子在环外）
O
O
N +OH -
OMe
小檗碱
OMe
杂环类
（N原子在环内）
第三节 提取、分离与检识
一、 提取
1
酸水提 取法
2
乙醇提 取法
3
亲脂性有 机溶剂提 取法
1 酸溶碱沉淀法
（1）原理：
利用生物碱具有碱性，可溶 于酸水，不溶于碱水的性质可采 用酸溶碱沉淀法提取。
（2）工艺
药材粗粉
加稀酸浸渍,过滤
药渣
酸水提取液 加碱碱化,静置，过滤
滤液 (水溶性杂质)
沉淀 (生物碱)
A．Rf
B．Ka C．Kb
D．pKa
E．pKb
单选题
7．碱性最强的生物碱是（ A ）
A．季铵碱 B．伯胺碱 C．仲胺碱
D．叔胺碱 E．酰胺
8．东莨菪碱的碱性比莨菪碱弱是因为（ C ）
A．氮原子的杂化方式 B．电性效应
C．空间位阻
D．分子内氢键
E．同离子效应
多选题
9、游离生物碱一般（ ABD ） A.易溶于有机溶剂 B.难溶于水 C.碱溶酸沉淀 D.酸溶碱沉淀 E.既溶于酸又溶于碱
二、溶解性（酸溶碱沉淀）
❖ 游离碱:脂溶性 ❖ 季铵碱:水溶性 ❖ 两性碱：既溶于酸，又溶于碱 ❖ 生物碱盐：水溶性

盐酸盐
溶于氯仿 │罂粟碱
四、碱性★★★
1. 共轭酸碱的概念及碱性强度表示 2. 生物碱碱性强弱与分子结构的关系 3. 空间效应和碱性的关系 4. 分子内氢键和碱性的关系
1.共轭酸碱的概念及碱性强度表示
生物碱分子中的氮原子通常具有孤电子对，能接受质子，所以是碱，显碱性。 测定生物碱碱性强度时多在水中进行，此处水为酸。可用电离常数Kb值或碱式 电离指数pKb值表示其碱度强弱，即碱度强，Kb值大，而pKb值小[理论式]；
四、历史及发展 国外，最早于1803年由Derosne从鸦片中得到第一个生 物碱那可汀（Narcotine）至今已从生物界分离得到一万多种 生物碱。我国对生物碱的记载见于1765年《本草纲目拾遗》 中。17世纪初在《白猿经》一书中有从乌头中提炼出砂糖样 毒物作箭毒用，该物质应是乌头碱（aconitine），这比欧洲 科学家早二百年左右。 虽然19 世纪初提出不少生物碱，但当时并未确定结构 式，直到19世纪后期，才首次搞清毒芹碱（coniine）的结 构，对于复杂结构生物碱结构式的确定多在20世纪中期。现 在由于分离及测定技术发展较快，一个化合物的结构已用不 了多久便可确定。 当前，生物碱的全合成和半合成工作、构效关系的研究 和结构改造工作也发展迅速，如自美登木中提取的具有抗癌 活性的极微量生物碱美登木碱（maytansine）是结构复杂的 含氮大环化合物，目前已有全合成的报道，等等。
也可用碱的共轭酸的电离常数Ka值或酸式电离指数pKa值表示，即Ka值大或 pKa小，则碱性弱，反之碱性强[理论式]。
1.共轭酸碱的概念及碱性强度表示
现在为了统一酸碱强度标准，多用pKa值。 pKa值与碱性强度的关系为： 极弱的碱 弱碱 中强碱 强碱 碱性基团与pKa值大小顺序：

生物界
2.生物碱集中分布在系统 发育较高级的类群中
CH3
动物界：极少
CH2 N
CH2
N CH3
三、存在形式； 1、游离：那碎因、那可丁 2、成盐：与草酸，柠檬酸，硫酸，盐酸， 硝酸等成盐 3、酰胺：秋水仙碱、喜树碱 4、N-氧化物：苦参碱 5、氮杂缩醛：阿替生 6、其他：亚胺，烯胺

秋水仙碱
（五）苄基苯乙胺类生物碱 (benzylphenethylamines)
OH HO H O H O 石 碱 蒜 N
（六）吐根碱类(emetines)生物碱
MeOe 1-吐 碱 根
五、来源于色氨酸的生物碱
（一）简单吲哚类(simple indoles)生物碱
下列除外：
硝基（+3），亚硝基（+1）属于正氧化态，不在 此列。
低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、 核苷酸、卟啉类、维生素；
O O N OH OCH3 OCH3 Berberine H C CH 3 C H CH 3O OCH3 O Ephedrine OCH3 Colchicine Atropine H N CH 3 O C O O NH C CH 3 CH 2OH C
（一）苯丙氨类生物碱(phenylalkylamines)
HO Ph C H 麻 碱 黄 C
CH3 H NHCH3
（二）四氢异喹啉类生物碱 (tetrahydroisoquinolines)
MeO MeO OH 哌 亭 劳 N CH3
（三）苄基四氢异喹啉类生物碱 1、苄基四氢异喹啉类 (benzyltetrahydroisoquinolines)
OH

11
2、抗肿瘤作用 乌头碱抑瘤及抗肿瘤转移研究始于 20世纪 80年代,药理 研究表明,乌头有抗癌作用。用中药乌头提取精制的乌头注射 液进行动物和胃癌病人的临床研究表明, 肌注乌头注射液 2mL /d (总生物碱 0.18mg)有抑制癌瘤生长和癌细胞自发转 移的作用, 临床用于治疗晚期胃癌等消化系统恶性肿瘤均收 到一定效果。乌头注射液对肝癌也有 一定疗效,对在体小鼠 腹水型肝癌抑制率为 47.8 %～ 57.4 %,能抑制癌细胞的有丝 分裂,临床应用于原发性肝癌,效果较好,可改善临床症状,增加 食欲,延长存活期。
生物碱—乌头碱及其衍生物的 研究
1
乌头属植物的研究
乌头属（Aconitum L.）毛茛科多年生、二年生或一年生 草本开花植物，本属有250多个种。
乌头属植物药材的主要活性物质是生物碱，近年来已经 分离鉴定了900 多种二萜类生物碱，其中从乌头属植物中分 离得到的有 400 多种。
2
乌头类生物碱大都属于四环或五环二萜类衍生物， 都在C18、C19 和C20 位上与一个胺基氮原子相连，按 化合物的母核结构可以分为：
18
构效关系
1、镇痛活性的构效关系 二萜生物碱的镇痛活性与中枢神经系统细胞膜的Na+通道有关，具有 镇痛活性的主要是C18及C19型二萜生物碱，且双酯型的镇痛活性最强， 单酯型其次，胺醇型最弱，8位、14位酯基对活性的影响很大。有研究通 过对乌头碱、3-乙酰乌头碱和草乌甲素的镇痛活性比较发现，3位羟基的 引入使镇痛活性增大，同时也使毒性增大，而此羟基乙酰化后又可降低 其毒性，即3位羟基乙酰化可提高此类生物碱的镇痛指数。C-14 位连接 芳酰基或芳酯基的镇痛活性强于 C-4 位连接芳酯基的活性，且芳香环的 C-5 位的反应活性系数对于镇痛活性来说是一个最重要的因子。C18和 C19型二萜生物碱的镇痛作用的必需基团为: A 环的三价N; C-8 位的乙酰 氧基或乙氧基取代; C-14 位的芳基取代; D 环处于饱和状态，且3α-羟基 或5 位羟基能增强化合物的镇痛活性。

典型化合物 麻黄碱 延胡索乙素 黄连小檗碱
功能 止咳 平喘 抗菌 消炎 止痛 解痉
苯丙 氨酸 和酪 氨酸 系
异 苄基异喹 喹 啉类 啉 双苄基异 类 喹啉类
罂粟碱
通过1 通过1-3个醚键连 蝙蝠葛碱 接 具有部分饱和的 菲核 可待因 石蒜碱 镇咳 催吐
吗啡烷类 苄基苯乙胺类
来源
名称 简单吲 哚类
结构特点 含吲哚母核 一个N （一个N） 色胺部分组成 二个N （二个N） 由色胺构成的吲哚 连有一个异戊二烯 单位 由色胺和一个１０ 由色胺和一个１０ C或９C的单萜构成 母核为喹啉或吖啶 酮 咪唑母核
阿朴菲类生物碱
CH3O N Me CH3O NH
HO
阿朴菲 aporphine
土藤碱 tuduranine
（四）来源于苯丙胺酸和酪氨酸的生物碱
小檗胺（三棵针） 双苄基四氢异喹啉类生物碱： 小檗胺（三棵针） 汉防己甲素、乙素（防己） 汉防己甲素、乙素（防己） 蝙蝠葛碱（北豆根） 蝙蝠葛碱（北豆根）
OMe MeO H3C N H OMe N MeO H CH3
生生界
2.生生碱集稀乙布生系统 发正较高级的类群稀
C H C H
2
C H
2
N C H
3
3
动生界：极少
N
一、概述
存在形式： 存在形式： • 多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主，少数为 多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主， 无机酸盐）； 无机酸盐）； • 少数以游离形式存在（主要是一些碱性极弱的生 少数以游离形式存在（ 物碱，如酰胺类生物碱）； 物碱，如酰胺类生物碱）； • 其他尚有以酯、苷及 其他尚有以酯、苷及N→O化合物的形式存在（ 化合物的形式存在（ 化合物的形式存在 乌头碱、氧化苦参碱） 乌头碱、氧化苦参碱）