天然产物化学第5章生物碱.ppt

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1、第五章第五章 生物碱生物碱 Alkaloids第五章第五章 生物碱生物碱生物碱概述生物碱概述生物碱的分类生物碱的分类生物碱的理化性质生物碱的理化性质生物碱的生理功能生物碱的生理功能353 13 42生物碱的分布生物碱的分布一、生物碱概述一、生物碱概述 （含含N有机化合物的总称有机化合物的总称）1.多数由多数由C、H、O、N组成。组成。2.多在环上，少数在环外。多在环上，少数在环外。3.大多具碱性，可与酸成盐。大多具碱性，可与酸成盐。4.多具显著的生理活性。多具显著的生理活性。生物碱的含义生物碱的含义 和特点和特点 主要分布于植物界，在动物中发现得很少。主要分布于植物界，在动物中发现得很少。双子

2、叶植物：双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科小檗科，毛茛科，木兰科,罂粟科，罂粟科，芸香科芸香科单子叶植物：单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科石蒜科，百部科，百合科裸子植物：裸子植物：红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属属，麻黄属 二、生物碱的分布二、生物碱的分布 动物界也有存在，但种类少。动物界也有存在，但种类少。肾上腺素肾上腺素蟾酥碱蟾酥碱二、生物碱的分布二、生物碱的分布 按植物来源分按植物来源分类类如长春花生物如长春花生物碱、石蒜生物碱、石蒜生物碱等碱等按生源结合化按生源结合化学分类学分类基于生物碱合成基于生物碱合成前体物的来源前体物的来源,如如来源于鸟

3、氨酸的来源于鸟氨酸的吡咯生物碱吡咯生物碱 按化学骨架分类按化学骨架分类（本教材选用）（本教材选用）根据生物碱分子中的基本母核分类根据生物碱分子中的基本母核分类,如喹啉生物碱、甾体生物碱等如喹啉生物碱、甾体生物碱等分类方法分类方法三、生物碱的分类三、生物碱的分类 1.芳烃胺类衍生物芳烃胺类衍生物麻黄碱、伪麻黄碱麻黄碱、伪麻黄碱互为立体异构体，区别在于互为立体异构体，区别在于C1的构型不同。的构型不同。麻黄碱麻黄碱 R=H,R=CH3 伪麻黄碱伪麻黄碱 (ephedrine)（pseudoephedrine）（一）有机胺类生物碱（一）有机胺类生物碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类 2.环庚三烯酮醇

4、衍生物环庚三烯酮醇衍生物 秋水仙碱秋水仙碱秋水仙碱秋水仙碱(colchicine)秋水仙胺秋水仙胺(colchamine)抑制有丝分裂，毒性大抑制有丝分裂，毒性大与秋水仙碱作用相同，与秋水仙碱作用相同，毒性为其毒性为其1/301/40。三、生物碱的分类三、生物碱的分类 1.简单吡咯烷类简单吡咯烷类2.双稠吡咯烷类双稠吡咯烷类 3.吲哚里西定类吲哚里西定类（二）吡咯衍生物类生物碱（二）吡咯衍生物类生物碱红古豆碱红古豆碱(cuscohygrine)野百合碱野百合碱(monocrotaline)一叶萩碱一叶萩碱(securinine)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 奎宁（金鸡纳树皮中的抗疟有奎宁（

5、金鸡纳树皮中的抗疟有效成分，含量高达效成分，含量高达3）奎尼丁奎尼丁（三）喹啉衍生物类生物碱（三）喹啉衍生物类生物碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类 喜树碱及其类似物喜树碱及其类似物喜树碱喜树碱(camptothecin)R=H 羟基喜树碱羟基喜树碱(hydroxycamptothecin)R=OH 三、生物碱的分类三、生物碱的分类 猪毛菜碱猪毛菜碱(salsoline)罂粟碱（罂粟碱（papaverine）1 2 苄基异喹啉类（最多）苄基异喹啉类（最多）简单异喹啉类简单异喹啉类（四）异喹啉类生物碱（四）异喹啉类生物碱*（最大的一类）（最大的一类）三、生物碱的分类三、生物碱的分类 粉防己碱（粉

6、防己碱（tetrandrine）：防己）：防己科植物粉防己根科植物粉防己根3 双苄基异喹啉类双苄基异喹啉类三、生物碱的分类三、生物碱的分类 4 阿扑芬类阿扑芬类小檗碱（小檗碱（berberine）轮环藤酚碱轮环藤酚碱(cyclanoline)5 原小檗碱类原小檗碱类 木兰碱（木兰碱（magnoflorine)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 吐根碱吐根碱(emetine)异喹啉环带苯骈喹啉啶环异喹啉环带苯骈喹啉啶环 6 普洛托品类普洛托品类 含羰基的小檗碱开环含羰基的小檗碱开环延胡索丙素延胡索丙素(corydalis C)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 7 吐根碱类吐根碱类8 萘菲啶类萘菲啶

7、类 吗啡吗啡(morphine)R=H可待因可待因(codeine)R=CH39 吗啡类吗啡类三、生物碱的分类三、生物碱的分类 血根碱血根碱(sanguinarine)（五）吲哚衍生物类生物碱（五）吲哚衍生物类生物碱（较多，有千余种）（较多，有千余种）长春碱长春碱 （vinblastine,VLB）R=CH3长春新碱长春新碱 （vincristine,VCR）R=CHO1.长春长春碱和长春新碱碱和长春新碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类 2.萝芙木生物碱萝芙木生物碱利血平利血平(reserpine)三、生物碱的分类三、生物碱的分类（六）萜类生物碱（六）萜类生物碱 二萜生物碱二萜生物碱关附甲素关

8、附甲素(guanfu base A)紫杉醇紫杉醇(taxol)三、生物碱的分类三、生物碱的分类 二萜生物碱二萜生物碱乌头碱（乌头碱（aconitine）三、生物碱的分类三、生物碱的分类（七）甾体类生物碱（七）甾体类生物碱浙贝甲素浙贝甲素三、生物碱的分类三、生物碱的分类 美美登碱（登碱（maylasine）（八）大环生物碱（八）大环生物碱三、生物碱的分类三、生物碱的分类（一）（一）生物碱的性状生物碱的性状 形态形态 多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液体多为结晶性固体，有些为非晶性粉末，少数为液体(如烟碱、槟榔碱如烟碱、槟榔碱)味道味道 多具苦味多具苦味(盐酸小檗碱盐酸小檗碱)，少数呈辛辣

9、味，少数呈辛辣味 颜色颜色 一般无色或白色；少数具有长链共轭体系的具有一一般无色或白色；少数具有长链共轭体系的具有一定颜色。如，小檗碱：黄色；小檗红碱：红色；一定颜色。如，小檗碱：黄色；小檗红碱：红色；一叶萩碱：淡黄色叶萩碱：淡黄色 挥发性与挥发性与升华性升华性 少数液体及个别小分子生物碱具挥发性少数液体及个别小分子生物碱具挥发性(麻黄碱麻黄碱)，少数具升华性少数具升华性(咖啡因咖啡因)四、生物碱的理化性质四、生物碱的理化性质 产生条件产生条件 具有手性碳原子或手性分子具有手性碳原子或手性分子 影响因素影响因素 A.手性碳的构型手性碳的构型 B.测定溶液测定溶液 C.pH值值 D.浓度浓度研究

10、意义研究意义 生理活性与旋光性密切相关。一般情况下，生理活性与旋光性密切相关。一般情况下，左旋体的活性比右旋体活性强。如，左旋体的活性比右旋体活性强。如，L-L-莨莨菪碱的散瞳作用比菪碱的散瞳作用比D-D-莨菪碱大莨菪碱大100100倍。倍。（二）（二）生物碱的旋光性生物碱的旋光性 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 酰胺生物碱酰胺生物碱中性中性含有酚羟基或羧基的生含有酚羟基或羧基的生物碱物碱 酸碱两性酸碱两性大多数生物碱大多数生物碱碱性碱性 季铵碱季铵碱 仲胺碱仲胺碱 伯胺碱伯胺碱 叔胺碱叔胺碱 芳胺碱芳胺碱 酰胺碱酰胺碱（三）（三）生物碱的酸碱性生物碱的酸碱性 四、生物碱的性质四、生物碱的性

11、质 游离游离生物碱生物碱亲脂性亲脂性叔胺碱和仲胺碱溶于有机溶剂，溶于酸水叔胺碱和仲胺碱溶于有机溶剂，溶于酸水亲水性亲水性主要指季胺碱和某些含主要指季胺碱和某些含N-氧化物生物碱；氧化物生物碱；液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水。如液体或分子较小的生物碱亲脂又亲水。如东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、麻黄碱。东莨菪碱、氧化苦参碱、烟碱、麻黄碱。具特殊具特殊官能团官能团两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔次碱）：两性生物碱（吗啡、小檗胺、槟榔次碱）：可溶于酸水及碱水，可溶于酸水及碱水，pH89产生沉淀。产生沉淀。内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱，内酯（或内酰胺）结构：类似一般叔胺碱，但在碱水中可以开环形成羧

12、酸盐溶于水，但在碱水中可以开环形成羧酸盐溶于水，加酸又复原。加酸又复原。（四）（四）生物碱的溶解性生物碱的溶解性 四、生物碱的性质四、生物碱的性质 生物生物碱盐碱盐一般易溶于水，可溶于醇一般易溶于水，可溶于醇无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸无机酸盐有机酸盐；无机酸盐中含氧酸盐卤代酸盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐盐；小分子有机酸盐大分子有机酸盐溶解性溶解性特殊的特殊的化合物化合物吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水吗啡为酸性叔胺碱：难溶于氯仿、乙醚，可溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水石蒜碱叔胺碱：难溶于有机溶剂，溶于水喜树碱：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿喜树碱

13、：不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性氯仿高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿高石蒜碱的盐酸盐：难溶于水，易溶于氯仿盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水盐酸小檗碱、麻黄碱草酸盐：难溶于水四、生物碱的性质四、生物碱的性质 生成不溶性盐类生成不溶性盐类:硅钨酸、苦味酸、磷钼硅钨酸、苦味酸、磷钼 酸试剂等酸试剂等生成疏松的配合物生成疏松的配合物:碘碘-碘化钾试剂碘化钾试剂 生成不溶性加成物：生成不溶性加成物：碘化铋钾、碘化汞钾等碘化铋钾、碘化汞钾等 重金属盐类重金属盐类 沉淀试剂沉淀试剂（五）生物碱的沉淀反应（五）生物碱的沉淀反应 酸性条件下与某些酸性条件下与某些生物碱沉淀试剂生物碱沉淀试剂生成难溶于生成

14、难溶于水的复盐或配合物的反应。水的复盐或配合物的反应。四、生物碱的性质四、生物碱的性质 试剂名称试剂名称组成组成 反应特征反应特征 碘化物复盐类：碘化物复盐类：碘碘-碘化钾试剂碘化钾试剂 KI I2 红棕色沉淀红棕色沉淀碘化汞钾试剂碘化汞钾试剂 K2HgI4类白色沉淀类白色沉淀碘化铋钾试剂碘化铋钾试剂 KBiI4黄至橘红色沉淀黄至橘红色沉淀重金属盐类：重金属盐类：硅钨酸试剂硅钨酸试剂 SiO2 12WO3 nH2O淡黄或灰白色沉淀淡黄或灰白色沉淀 磷钼酸试剂磷钼酸试剂H3PO4 12MO3 2H2 O白色或黄褐色沉淀白色或黄褐色沉淀四、生物碱的性质四、生物碱的性质 试剂名称试剂名称 组成组成

15、反应特征反应特征大分子酸类：大分子酸类：苦味酸试剂苦味酸试剂 黄色结晶黄色结晶苦酮酸试剂苦酮酸试剂 黄色结晶黄色结晶其它：其它：雷氏铵盐试剂雷氏铵盐试剂 NH4Cr(NH3)2(SCN)4 红色沉淀或结晶红色沉淀或结晶四、生物碱的性质四、生物碱的性质 1234个别生物个别生物碱如碱如麻黄麻黄碱、咖啡碱、咖啡碱碱不反应不反应多多在在酸酸性性溶溶液液中中反反应应，个个别别在在中中性性条条件件，如如苦苦味酸。味酸。一般三种一般三种以上的沉以上的沉淀试剂均淀试剂均有反应，有反应，可判断为可判断为阳性。阳性。多糖、鞣多糖、鞣质质等非生等非生物碱也能物碱也能反应，溶反应，溶液需净化液需净化处理处理。注意事

16、项：注意事项：四、生物碱的性质四、生物碱的性质 名称名称组成组成现象现象Macquis试剂试剂甲醛甲醛-浓硫酸浓硫酸吗啡吗啡紫红色紫红色可待因可待因蓝色蓝色Mandelin试剂试剂 钒酸铵钒酸铵-浓硫酸浓硫酸吗啡吗啡棕色棕色士的宁士的宁蓝紫色蓝紫色奎宁奎宁淡橙色淡橙色Frohde试剂试剂钼酸钠钼酸钠-浓硫酸浓硫酸利血平利血平黄黄蓝色蓝色小檗碱小檗碱棕绿色棕绿色（六）生物碱的显色反应（六）生物碱的显色反应四、生物碱的性质四、生物碱的性质（一）抗肿瘤活性（一）抗肿瘤活性三尖衫酯碱和高三尖衫酯碱急性淋巴性白血病、肉瘤s180 紫杉醇乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌（抗癌药物）乌头碱消化道肿瘤喜树碱白血病

17、和胃癌五、生物碱的生理功能五、生物碱的生理功能（二）（二）对神经系统作用及解痉挛活性对神经系统作用及解痉挛活性吗啡、海洛因、杜冷丁、美沙酮等生物碱类及其合成品典型的镇痛药胡椒碱抗痛灵苦参碱、乌头碱镇痛、镇静解痉挛粟碱和小山橘碱、咔唑类生物碱、N-甲基麻黄碱五、生物碱的生理功能五、生物碱的生理功能（三）对心血管系统的作用（三）对心血管系统的作用甲基黄连心碱降压小檗碱、小檗胺和山莨菪碱降低血糖环常绿黄杨碱改善心绞痛、降低胆固醇、降高血压苦参碱类化合物抗心律失常五、生物碱的生理功能五、生物碱的生理功能（四）抗菌、抗病毒活性（四）抗菌、抗病毒活性石蒜科石蒜科的的生物碱生物碱抗黄病毒和布亚病毒抗黄病毒和布亚病毒苦豆子的生物碱苦豆子的生物碱治疗菌痢和肠炎治疗菌痢和肠炎黄藤的生物碱黄藤的生物碱抑制念珠菌抑制念珠菌（五）对消化系统的作用（五）对消化系统的作用 抗溃疡、利胆、利尿功效。抗溃疡、利胆、利尿功效。茶叶生物碱茶叶生物碱利尿平喘、促进胃液分泌。利尿平喘、促进胃液分泌。罂粟碱罂粟碱增加胆汁和胆红素胆盐的含量而具有利胆作用。增加胆汁和胆红素胆盐的含量而具有利胆作用。五、生物碱的生理功能五、生物碱的生理功能