生物碱-结构

第九章生物碱（alkaloids）第一节概述NNOOOOHNH3CNCH3OCH3ORH3COOCH3OONCOOCH3CH3NH3COH3COOCH3OCH3喜树碱汉防己甲（乙）素延胡索乙素水苏碱CHCH2OHNCH3HOCO莨菪碱秋水仙碱利血平浙贝甲素第一种：存在于生物体内的一类含氮有机化合物（蛋白质、氨基酸、肽类及维生素B等除外）。一、生物碱的定义第二种：生物碱是指含负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的环状化合物。环状化合物排除了小分子胺类，非环的多胺和简单的酰胺类(RCONH2)、氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉和维生素类。生物有机体则将其限定于植物、动物和其它生物。负氧化态氮包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、酰胺(-3)、季铵(-3)化合物，排除了含硝基(+3)和亚硝基(+1)化合物。Aristolochicacid（马兜铃酸）NO2OHOOOOCH3第三种：含负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的非初级代谢产物的一类化合物。排除蛋白质、氨基酸、肽类、维生素、卟啉、硝基、核酸等。生物碱特点：①含氮原子②具碱性或中性③氮原子源于氨基酸或嘌呤母核或甾体与萜类的氨基化。二、生物碱的分布1.主要分布于系统发育较高级的植物中，在低级植物中少；2.很少与萜类、挥发油共存于同一植物中；3.越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄；4.同种植物含有多种结构相似生物碱，同属也相似；5.主要分布于植物界，在动物中分布的极少。三、生物碱的存在形式按氮原子所处的状态可分为六类：1.游离碱；2.盐类；（绝大多数）3.酰胺类，如秋水仙碱、喜树碱；4.N-氧化物(R-O-N)，如苦参碱、氧化苦参碱；5.氮杂缩醛类(N-C-O)，即O，N混合缩醛；6.其他类：亚胺(C=N)、烯胺(N-C=C、N-CN)等；第三节生物碱的分类、生源关系生物碱的分类方法主要有三种：1.来源分类如黄连生物碱、麦角生物碱等；2.化学分类如托品烷生物碱、异喹啉生物碱等图；3.生源结合化学分类（P3779-1）如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱等。生物碱来源于氨基酸来源于异戊烯来源于鸟氨酸：吡咯　吡咯里西丁托品类　来源于赖氨酸：哌啶类　吲哚里西丁　喹诺里西丁来源于邻氨基苯丙氨酸/酪氨酸：苯丙胺类　异喹啉类　苄基异喹啉类　苯乙基异喹啉类　苄基苯乙胺类　吐根碱类　来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类　吖啶酮类来源于色氨酸：吲哚碱类　半萜吲哚类　单萜吲哚类NH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOHNH2CH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOHCH2CH2COOHNH2CH2CH2COOHNH2HONCOOHNH2来源于萜类：单萜类　倍半萜类　二萜类　三萜类来源于甾体：孕甾烷（C21）　环孕甾烷（C24）　胆甾烷（C27）　　来源于鸟氨酸来源于赖氨酸来源于邻氨基苯甲酸来源于苯丙氨酸和酪氨酸来源于色氨酸常见氮杂环类生物碱基本母核类型：NHNHNNNH吡咯四氢吡咯吡咯里西丁吲哚里西丁吲哚N喹喏里西丁NHNNHHCH3NNNNH蒎啶吡啶莨菪烷嘌呤类NNH咪唑NNNONN噻嗪类丫啶酮类喹啉异喹啉NN吡嗪NNCH3NN吗啡烷类苄基异喹啉原小檗碱型小檗碱型一、有机胺类生物碱CHCHOHCH3NHCH3CHCHOHCH3NHCH3麻黄碱伪麻黄碱(1R,2S)(1S,2S)ephedrinepseudoephedrine特点：氮原子不结合在环内秋水仙碱CCCH3HHNHCH3HN—甲基苯异丙胺（去氧麻黄素）“冰毒”其为无味或微有苦味的透明结晶体，形似冰，故俗称“冰毒”。第一次使用便会上瘾，毫无办法解脱，被称为“毒品之王”。（一）简单吡咯类生物碱NHNH吡咯四氢吡咯二、吡咯类（pyrrolidines）生物碱NNOMeMe红古豆碱NCOOCH3CH3水苏碱中枢镇静作用和外周抗胆碱作用具祛痰、镇咳作用（二）吡咯里西啶类(pyrrolizidines)吡咯里西啶野百合碱野百合碱（抗癌活性）特点：两个吡咯烷共用一个氮原子的稠环三、哌啶类(piperidines)生物碱NHN哌啶来源于赖氨酸吡啶NN吲哚里西啶喹喏里西啶（一）吡啶类生物碱NNCH3烟碱液态（二）哌啶类生物碱NCH3COOCH3胡椒碱槟榔碱抗惊厥、镇静作用杀虫活性（三）吲哚里西丁类生物碱中枢兴奋作用（四）喹诺里西丁类(quinolizidines)生物碱NNNCH2OH羽扇豆碱金雀花碱子宫收缩作用苦参碱氧化苦参碱具有抗癌活性四、托品烷类（tropanes）生物碱（莨菪烷类）NCH3HHNCH3HHNCH3HH莨菪烷1234567托品烷基本骨架：吡咯环和哌啶环骈合，两环共用一个氮原子和两个碳原子颠茄曼陀罗山莨菪莨菪碱山莨菪碱东莨菪碱五、喹啉类生物碱N12345678NNOOOOH喜树碱具有抗癌活性六、吖啶酮类生物碱吖啶NOMeOOMe山油柑碱具有抗癌活性七、异喹啉类生物碱***（一）简单异喹啉类生物碱NHNHCH3OHH3COH3CO萨苏里丁具有降压作用（二）苄基四氢异喹啉类生物碱1.苄基四氢异喹啉类NHOHOH3COCH3CH3厚朴碱NHHOHOHO去甲乌药碱具有强心作用2.双苄基四氢异喹啉类生物碱NMeOMeOMeOMeHNHOMeOMeOMeMeOMeO厚果唐松草碱具有抗癌活性Me：汉防己甲素(H：防己诺林)NH3CNCH3OCH3ORH3COOCH3OO具有降压作用3.阿朴菲类(aporphines)生物碱NMeNHCH3OOHCH3O阿朴菲aporphine土藤碱tuduranine4.吗啡烷类生物碱罂粟吗啡碱甲基化吗啡碱可待因镇痛作用是吗啡的1/7镇痛作用是吗啡的5-10倍青风藤镇痛、抗炎、抗风湿作用5.原小檗碱和小檗碱类生物碱：原小檗碱N12345678910111213NH3COH3COOCH3OCH3延胡索乙素小檗碱类NOOOMeOMeOHMeONOMeOMe+OH-+OH-小檗碱（黄连素）berberine药根碱jatrorrhizine小檗碱类和原小檗碱类生物碱可看成为2个异喹啉环稠合而成依据母核中C环氧化程度不同，分为小檗碱类和原小檗碱类小檗碱类多为季铵碱，如黄连、黄柏、三棵针中的小檗碱（berberine）；原小檗碱类多为叔胺碱，如延胡索中的延胡索乙素（dl-tetrahydropalmatine）。6.普罗托品类（P385）NOOOOOCH3普罗托品类14菲啶苯菲啶7.菲啶类血根碱NOHHOHOOH石蒜碱石蒜催吐作用抗阿米巴原虫作用HOHO（三）苯乙基四氢异喹啉类生物碱奥特那明（四）吐根碱类NNHOMeOMeOMeOMe结构特点：四氢异喹啉+开环裂环烯醚萜吐根碱是类型较多、结构较复杂、化合物数目最多的一类生物碱。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等几十个科中。八、吲哚类生物碱NCH2CHCOOHNH2色氨酸β-吲哚基丙氨酸（一）简单吲哚类生物碱吲哚靛青苷NHNH2色胺靛玉红（二）β-卡波林碱类NNNNCH3OCH3简单β-卡波林碱哈满尼（三）半萜吲哚类（P367）麦角新碱NHNH半萜吲哚类兴奋子宫作用（四）单萜吲哚类生物碱利血平萝芙木士的宁（番木鳖碱）R=NNR'MeOHCOOMeOAcOHNHOHCO2MeR长春碱(Vinblastine,VLB),R'=Ch3长春新碱(Vincristine,VCR),R'=CHO（五）双吲哚类生物碱九、咪唑类生物碱NHN咪唑毛果芸香碱治疗青光眼来源于组氨酸七、嘌呤（purine）衍生物嘌呤香菇嘌呤具降脂作用八、来源于萜类的生物碱（一）单萜类生物碱秦艽碱甲秦艽ONO（二）倍半萜类生物碱石斛碱（三）二萜生物碱关附甲素乌头碱交让木（四）三萜生物碱九、来源于甾体的生物碱（一）孕甾烷（C21）生物碱（二）环孕甾烷（C24）生物碱（三）胆甾烷（C27）生物碱1.胆甾烷碱类藜芦2.异胆甾烷碱类浙贝甲素verticine十、大环生物碱类美登碱maytansine生物碱是A．来源于生物界含N的化合物B．N原子多在环外C．N原子多在环内D．全部呈碱性E．多数呈碱性答案：ACE习题下列化合物不属于生物碱的为()A可待因B吗啡C苯丙氨酸D莨菪碱E咖啡因答案：C下列化合物属于生物碱的为()A硝酸甘油B色氨酸C三乙胺D甲酰胺E汉防己甲素答案：E下列化合物中属于异喹啉类生物碱的是()A．秋水仙碱B．苦参碱C．莨菪碱D．汉防己碱E．长春碱答案：D指出下列生物碱类型A．秋水仙碱B．苦参碱C．莨菪碱D．罂粟碱E．汉防己甲素具有下列结构类型的生物碱是1．双苄基异喹林生物碱2．哌啶类(喹喏里西定类)生物碱3．苄基异喹林生物碱4．有机胺类生物碱5．莨菪烷类生物碱答案：EBDACA.苦参碱B.氧化苦参碱C.乌头碱D.东莨菪碱属于二萜类生物碱的是（）有莨菪酰基，属于托品烷类的生物碱的是（）有氮－氧配位键的是（）没有氮－氧配位键但有酰氨结构的是（）CDBA