生物碱PPT课件

难点：
1. 生物碱的生源合成途径及生物合成的基 本原理，
2. 生物碱的碱性强弱与生物碱分子结构的 关系及其应用，
3. 生物碱的C-NLeabharlann Baidu的裂解反应机理及红外 波谱、质谱裂解规律，
4. 生物碱紫外波谱、核磁共振谱及结构测 定原理
第一节 概述
十九世纪德国学者
HO
F.W.Sertrner从鸦片
O
中分离出吗啡碱
N MeO
MeO O
2、亚胺盐次级环合反应
+ N Me
Me N
O
O + N Me
O
+
N
CH2
Me
二、C-N键的裂解
（一）内酰胺开环：
HO
N CH3
O
NHMe
（二）Hofmann降解及von braun降解：
1、霍夫曼降解 （Hofmann degradation）
2、Emde 降解 3、von Braun三级胺降解
（3）再芳香化： 方式：烯醇化，C-C迁移， C-C裂解。
O
OH
O
OH
H
H
C－C键迁移－再芳香化
R1
R2
R1
R2
H+
H
R2 +
R1
R2 R1
O
+OH
OH
OH
O HO
NMe
MeO
NMe
MeO
H
MeO OH
MeO OH
C－C键裂解－再芳香化
O NH
MeO
MeO OH
HO H
N MeO
MeO O
HO H
生物碱
[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。
重点：
1. 生物碱的主要结构类型， 2. 生物碱的溶解性及酸碱性，
3. 生物碱的溶剂法、离子交换法、沉 淀法等提取方法
CH3
HOCH2
HO
O
HO
H O
O glc HH
CH3
H N
H
HH
CH3 H
H
CH3
O OH
HH H
OH
Hupeheninoside
四 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。
O CN
NO
O CN
CN
N C C? S C N 糖
N CN N O R
O
N
OH
阿替生
O OC
NH
CH3
CH3
N NO
H CH3
geneserine
CH3
H N
H
CN ON
N O
H
H O H
S
NO
N
HH
O
OH
O
H
新的士宁
CH3
O
H N
H
H OH
CH3 H
H
HH
HO
H
OH
Verticine N-oxide
第二节 生物合成的基本原理
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、环合反应：
（一）一级环合反应：指N-杂环形成
1、内酰胺形成
R-CH-CO2 H
R-CH-CO2-X
H R NO
NH2
NH2
ONR
H
A
B
C
2、希夫碱形成：氨基和羰基加成-脱水形成希 夫碱
H
H
R N + C R'
H
O
R
N
H C
R' -H2O
H OH
H R N C R'
H
O H2N
COOH
N
COOH
O NH
H
N
Me
Me
3、Mannich氨甲基化（曼尼希氨甲基化反应）
COOH
CH3COCOOH H2N N H
N H H3C
NH COOH
4、加成反应：
O OH
N:
OH
H2 H
O OH
N
(morphine)
HO
NCH3
现从自然界中分离得到约10000多种，大 多有明显的生理活性。
一、生物碱的定义：含负氧化态氮原子的 存在于生物有机体中的环状化合物。
负氧化态氮包括胺（-3），氮氧化物（-1） 和酰胺（-3），季胺（-3）。
硝基（+3），亚硝基（+1）属于正氧化态， 不在此列。
裸子植物中，仅红豆杉属、松属、云杉属、油杉属、 麻黄属、三尖杉属等植物中含生物碱 （很少）
单子叶植物中，主要分布在百合科、石蒜科、百部 （较少）
双子叶植物中，主要分布在防己科、毛莨科、茄科
动物界：极少
CH3 CH2 CH2 N
CH3
N
三、存在形式；
1、游离： 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
（von Braun ternary amine degradation）
1.霍夫曼降解（Hofmann degradation）
胺 CH3I
OH -
季铵化
βα
H
+ Me
Me C CH2 N Me
H
Me
OH-
β -H消除
烯
+
NMe3 三甲胺
+
H2O 水
反应条件： N原子的位具有H
Hofmann
Hofmann
N
N
H
Me Me
+ 三甲胺+水
Hofmann
生物界除去生物体内必需的含氮化合物，如： 氨基酸，多肽，蛋白质和B族维生素等外， 其它所有含氮有机物都可视为生物碱。
二、分布：
1、系统发育越低，分布越少 2、高等植物中，分布多 3、极少与萜类、挥发油共存于同一植物 类群。 4、特殊类型生物碱，分布越窄。
二
生 物 生物界 碱 在 生 物 界 的 分 布
藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱
菌类植物如麦角菌等少数植物含有生物碱
植物界
1.在系统发育较低级的类群中 生物碱分布较少或无
地衣、苔藓类中仅发现少数简单的吲哚类生物碱
蕨类中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复杂的 生物碱集中分布在小叶型的真蕨如木贼科、卷柏科 石松科等植物中
2.生物碱集中分布在系统 发育较高级的类群中
OH
H
（二）次级环合反应
1、酚氧化偶联（过程：酚自由基形成－自由 基偶联－再芳香化）
（1）酚自由基形成：（FeCl3，碱性铁氰化钾， 酶）
H
O
O
O
O
H
H
（2）自由基偶联：形成C-C,C-O,C-N
邻－邻偶连、邻－对偶连、对－对偶连
MeO HO
MeO OH
MeO
MeO
O-P coupling
O H
N Me
MeO O
N Me
MeO O H
MeO O
N Me
HO
MeO O
N Me
MeO
MeO
HO
O
O-O coupling H
O N Me
MeO
MeO
OH
MeO
NMe HO HO
NMe H
MeO
MeO
O H
O
NMe H
MeO
H3CO HO
H3CO
N+ CH2
邻－碳偶联 HO
HC
O
OCH3
N H
OH OCH3