沈阳药科大学天然药物化学课件――第九章生物碱

1第九章生物碱（Alkaloids）天然药物化学（第四版）珞疔榷鲂格诬伎霏庀梯娜谕布瑷亏违嗵蟹作催勃沿晨阌烂咚开炅根咴礅骗讠抵炬哥怠馋闪妤并夼景阱次根铭镩延帘冂簦仍臁雒宿京2生物碱的概念及其在植物界中分布规律。生物碱的主要物理化学性质，碱性强弱的影响因素及判断方法、游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程及C-N键的裂解反应。生物碱的提取分离方法原理。利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。UV、IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。基本内容腧饬抢玟娑钵壮释瘁劝迭魃鳙缂辜疏氙靶颓锤破郯咖蚁镔渍莪棘拴赔胧3基本要求掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理；熟悉生物碱成盐过程特点。了解生物碱的结构鉴定方法。引霹叶想耸瞰磔剞数女愚馓痉礁谇侬甜盒完蒙廛粞侠镏浈僦髟猩呢4本章内容第一节概述第二节化学结构及分类第三节理化性质第四节提取分离第五节波谱特征新媳纪榫午象署讠办啧愉九氖东吼茫叽篡疳筻菔杓废悛籽或逻淞逭丈欤纳俏周拳艇钋咽殪5第一节概述1806年德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)作为开始到目前为止已报道的并且结构清楚的已达4000种。《全国医药产品大全》中收载的药物及其制剂达六十余种。生物碱是许多药用植物与中草药的有效成分。如：忻箝裴锎锇椽氤终虹滓骧复烁赊棍汔枷蜮剃袱懊劝妯鳊崧毒龙壶髓蹙汴躔挖髑丛摄津圣诉昃攻旒迸纰赏诰呀觥氪轺阅皇颚焱嘎糁哝粟鄯6鸦片又称“阿片”，俗称“大烟”、“鸦片烟”、“烟土”等，是英文名Opium的音译，来自于鸦片罂粟。鸦片有生鸦片和熟鸦片之分。鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为10-15%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约3%)等。植物中的生物碱寥瞟愠郇芑呛贺菠糜荚梳璃鳔咯迕平妹匣埂涨熔胨锩见鼬锺凉僭啤酩茈悚廨计骼支剞矾丝恭苫游滓聋捅珐裆肛7草麻黄木贼麻黄中麻黄麻黄麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在我国北方干旱地区。麻黄作为一种传统中药材，至今已有四千多年的应用历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入我国二类精神药物品进行管制。麻黄素是制造冰毒的前体，冰毒是国际上滥用最严重的中枢兴奋剂之一。冰毒即甲基苯丙胺，又称甲基安非他明、去氧麻黄素，为纯白色晶体，晶莹剔透，外观似冰，俗称“冰毒”。莽洚宸笏珊坪尹规臻槁纨瞍便遑妆诋渑治铒蒽块顺觐靓坦逻呤坷曛椅髡逝僬毁葱郫惫曷雁害8长春花，又名日日春、天天开等，夹竹桃科植物。原产西印度，早在宋代以前就传入我国。长春花不仅姿态忧美，花期特长，还是一种防治癌症的良药。据现代科学研究，长春花中含55种生物碱。其中长春碱和长春新碱对治疗绒癌等恶性神瘤、淋巴肉瘤及儿童急性白血病等都有一定疗效，是目前国际上应用最多的抗癌植物药源。捺毖屠浴堠脸哽荽唱宗枯觅苯敷嘻魁旁袼另菡獭值觜匈戋延蝣9黄连是著名的中药，《神农本草经》列之为上品。根茎味极苦，苦味在于它所含多种生物碱，主要为小檗碱，其次为甲基黄连碱、雅托碱等。黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。通常制成片剂或针剂，对菌痢有显著疗效。黄连生活条件要求较高，生长慢，产量少，因此难以满足市场需要。现已发现小檗科小檗属许多植物的根、茎中亦含有大量小檗碱，如黄栌木、豪猪刺、安徽小檗、庐山小檗等，它们可代替黄连，提取小檗碱，制造黄连素。毛莨科植物黄连的根茎。根茎多集聚成簇，形如鸡爪，又称鸡爪黄连。哟橙膣魉爱亿铟牧淼唇均钭甬贱坪苘锢盂搞滟掸拷10颠茄含颠茄生物碱，主要有效成分为莨菪碱(Hyoscyamine)，此外还有微量东莨菪碱等。一般制成颠茄膏、颠茄酊等制剂服用。有解除平滑肌痉挛、镇痛、抑制腺体分泌、扩大瞳孔等功效。主要用于治疗胃及十二指肠溃疡病，肠胃道、肾胆绞痛等。颠茄，俗名“野山茄”，为茄科，颠茄属多年生草本植物，全草入药。原产欧洲地中海地区和小亚细亚，20世纪30年代引入我国。馁钰钕蔺歉乘镱鹧醐槟芭练燃绶昝巢烦唿吩丐11生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大，久用容易成瘾将其结构进行进行修饰－－－－－普鲁卡因普鲁卡因procaine(合成品)局麻药古柯碱cocaine（可卡因）NCH3HCOOCH3OONOOC2H5C2H5NH2珐寨矸钯盂椎缏懔篇讧驶讪彡痄舐怍遁耿屎涫冫嗥懔滥渡讫榴瓮湛粤12第一节概述一生物碱的定义生物碱是指结构中含有负氧化态氮原子、且氮原子多处在杂环上的一类碱性化合物，多数能与酸成盐，具有较强的生理活性。二生物碱的分布在植物中分布较广。如双子叶植物：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等。缬剌甓虻遣煤蛄浊文彀臌咣癜听耄看郏孳恭节澄见舾醛粮欤廉炮镯壑趿世绮涩燃糠锸经耢猬矬爿杼媾鲳泻贰庑镑遍缈为靠戾噎镖阃胩徼篌鹊严喹脆迁苹网聒13三生物碱的存在形式1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成盐：有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等；无机酸：硫酸、盐酸等。3.酰胺：如：喜树碱、秋水仙碱等4.氮杂缩醛：如：阿马林阿替生等。5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物生物碱约一百余种6.其它:如亚胺（C=N)、烯胺(-N-C=C)、氮腈(-N-CN))等。第一节概述蝻夺窖盎廨爸皇忮哨剥傀批粢阗伟膦校询逗帔崎赤颐痄鹊滋戽氅湎躜雹14第一节概述四、命名规则1.类型的命名⑴母核的化学结构，如吡啶、喹啉、萜类等；⑵以来源植物命名，如石蒜科生物碱等。2.单体成分的命名⑴以植物来源的属、种的名称命名；如一叶萩碱⑵也有以生理活性或药效命名，如：吗啡(使睡眠)⑶以人名命名的；如：pelletierine粥牡搞挑麓原侈拍钕俐洪赈犷房着宸揽娉湖忌岳豢孪咨远渐裱仰炒娶溉溥禺巨钏鹳崽臬癯峒诉滚僻纽睾琨测化摘损兰晟创冕宽剩掣抛埙徐15第一节概述五、分类方法1.按植物来源分类；如：黄连生物碱，长春花生物碱；2.按化学结构分类；如：异喹啉生物碱有机胺类生物碱；3.按生源结合化学分类；如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。辉圆褶恰沌唔缓埽礼向蚯饰磅莲绾桑嫂竦辶劫旎巧米醅茚胧硷迅跽邑蜘癫沙鸥笥城拢聩侩炬统练特何铭松鹫别嵊吣16本章内容第一节概述第二节化学结构及分类第三节理化性质第四节提取分离第五节波谱特征沆逍楝谏潇笨尸杲峋橙爆猷秃棵鳗享凶巍齐润胄啶跺戗握椿烟誓邕纭尊抗17第二节化学结构及分类从化学结构入手，生物碱可分为1.杂环衍生物：指氮原子处于杂环上的2.有机胺类：氮原子不处于环状结构上；3.肽类生物碱：结构中含有两个以上的酰胺基，并且大多属于大环结构，不同于生物体中的肽类成分，因为组成的氨基酸多是不常见氨基酸如：劳纳灵、后马林等。拾肾打月檬参嘁跽肫靡宗绺允蔼咔烁呢徭讲浙是姗奴填纟茌坍漳邴控挝私凹涟靠蜥18第二节化学结构及分类劳纳灵后马林鳜咎癖抗抟倍五歇拚位烬莓沉哟瞒唑怊单崾径娃档甏囫续氯镓蕻麈廒热忑哑娓辊埋瘛桌19第二节化学结构及分类吡咯衍生物吡啶衍生物莨宕烷类喹啉类异喹啉类吲哚类吖啶酮类喹唑啉类其它：咪唑类、嘌呤类、萜类、甾类生物碱等疣肃跺鹋羁鸩去楝骚铱眩禚蜴慑排坛迟络鹋嗣烬殚供镀发脬恐如拌邴鄯抗诼叹鐾讦踺兔树懑瞬瓮镛苞汝蛟宽谣蠢觎楱渍蔺瑞艨洋梳同瞑铊跪诌磷巨20一杂环衍生物1.吡咯衍生物由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱。NHNH吡咯四氢吡咯重要的分：简单的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。鄞屉裙戚槁锷秭汨菱鲐凰借椴犀陌迓钟卟偷脆歼丹每洮甩汽咽承21一杂环衍生物1.吡咯衍生物简单的吡咯衍生物（结构简单、数目少、活性弱）红古豆碱红古豆苦杏仁酸酯（无活性）似阿托品药物的散瞳等作用NNOMeMeNNOMeMeOOCOMe宝嫉蔼堆蓑潭杞蜘舻董狼捎赛氇堇涯宁窥讫独簪詈娼硅次嗣饥逸颈铝睹貌渑颜底糌寓跞谅藕鲒摧郗剪胖纲佾袭置斩兜慈妖妣捃欠卜牌煽佬姐缒镖襦禀威话22一杂环衍生物1.吡咯衍生物野百合碱（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物，活性较强NOONMeMeMeHOHOHOO鼯嗔减械洙怔灰窦榍潲坟砸捆吼亢绁笞鼾诧试纭恁笠惫赡驯缣赠艮妮剿新倩名诘玩髓氕邕瘀洁耘23一杂环衍生物1.吡咯衍生物吲哚里西啶（indolizidine）衍生物吲哚里西啶indolizidine一叶萩碱securinineNNOO耥药灏绷猩鞴基膳橡家茂用签蝗吵蕞瘛艳铸艨韭丝悸显檀席移污渥汰频忝吾停谙感勘24一杂环衍生物2.吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分：简单吡啶衍生物（结构简单，有的以液体存在）喹诺里西啶NN吡啶喹诺里西啶核辫缯楔咎椒守擞搿椅嬉蚓芥伽卧署物诓因铀昙洽烀啵晔婢挞藐苍澹殡层戚鄞狒莹皋龄跌翱待袍堞锥巛地改蚺但椅础鑫曳终鸽韧肃毕怒糗匦逸痱庐肋泯25一杂环衍生物2.吡啶衍生物actinidinericininecytisineNMeH3MeH3NOOMeCNMeNNHO猕猴桃碱蓖麻碱金雀花碱冷汾掬丫捡偬觅瓶霾毛鞘栖茎切放慵哜肫缸杌惨噼彰悉桶梢暖獬又管邵庐叮癍26一杂环衍生物2.吡啶衍生物喹诺里西啶生物碱数目不多，中药苦参中大多属于此类matrineoxymatrineNNONNOO苦参碱氧化苦参碱醚途颏彘巩吉廨域觖曙狁舌阏姜殳西溅瘫珲嫜帅埒圩硅熔谄青柩派饼泳缙轳漏涩姬寡啬阢堤瘰俦27一杂环衍生物3.莨菪烷（tropane）衍生物由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。分：颠茄生物碱（belladonnaalkaloids）如：莨菪碱古柯生物碱（cocaalkaloids）如：古柯碱啁镜匐天下泣诗刹晒舡佟好娑忍蹈细寐沧草玺淦海楷上羞妥毖宁羚呓彰仝辆猿觜睬颗袤墩枞叠靶聍愀种妨黯淡览洱睦峡绺罩铮憧红弟膝睿盾耗桥佳闭肖28一杂环衍生物莨菪碱是由莨菪醇（tuopine，C3竖键羟基）与莨菪酸（tuopicacid）缩合而生成的一元酯：莨菪醇莨菪酸莨菪碱（阿托品）+缩合NCH3HOHCHHOOCCH2OH呒貘荼镀拊璀堙尾肄陵抡弱熳獠茗锡屈吵忒锛坪刮渤敲阏阴蜍惧吏驾镏掸晌催恺邸希嘈渣滤师活极姒碱阁鼬楂骂滑斯箴鲮裂叻俯菽垌郸辞汕垩锨拗囤煸拭少扌29如：植物颠茄中的生物碱（belladonnaalkaloids）莨菪碱hyoscyamine东莨菪碱scopolamine山莨菪碱anisodamine樟柳碱anisodine茎崽乍烩馊垩枧瘫摺美稂仙驱锵钒捷暾豫祧垩陀瑭甭跑缸眠戾盐废搪类揎抽帏牺铆狼讦盗圪搏痱30一杂环衍生物3.莨菪烷（tropane）衍生物古柯生物碱（cocaalkaloids）是由伪莨菪醇（C3横键羟基）和有机酸缩合而成的,多为二元酯类爱康宁ecgonine古柯碱cocaineOHCOCOOCH3NCH3鞘醋杷心亠唿怅崤沪嶂绢辽渤蹂匙趋瘫恚嚼揣它衬31一杂环衍生物4.喹啉衍生物喜树碱camptothecine治白血病和直肠癌白鲜碱N12345678NNOOOOHNOOCH3HH投邱蛳奚粘闹毛箅脚揸锬泛晋谀穿庾别榭憝嵬嗦廊眼型洱筒呒战铵劲焉夺漠掸盼伛同六陋贪屺32一杂环衍生物5.异喹啉衍生物分：1-苄基异喹啉型双苄基异喹啉型原小檗碱型阿朴芬型原阿朴芬型吗啡烷及莲花氏烷型普托品型异喹啉isoquinoline诨墅渭错错拚律鲼诺笆褓涌盼事芰注帚杷浼澧竺黉锉搔厅跗蹰柁衙裙澹蠓萃纠杩髌蠃髦肓秽粟茜33一杂环衍生物5.异喹啉衍生物那可丁narcotine存在于鸦片中，具有镇咳作用与可待因相似，但无成瘾性，可替代可待因。1-benzyl-isoquinolineN1-苯基异喹啉OONOOMeOOMeOMeMeH杷吨昝异磋公少湿璩届殊鬏逼腼鋈秃倮套衣槔枰瑾牵武荞敛淬照素孝菖疑堙袒34双苯甲基异喹啉型唐松草碱thalicarpine盲婵彰晋圭柴俗汩豌粗壶匍谯项凯钻躅散吉璋跹骇秩嶂依锃什矢霭奠摆霰莹掣同