No5.第九章.生物碱(2)
第九章生物碱(2)

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)
生物碱-结构

6
1N
5
7 N
2 N 4N 8
3
9
嘌呤
N H2
N
N
N
N
H
H
OH
香菇嘌呤 O H
具降脂作用
COOH
八、来源于萜类的生物碱 (一)单萜类生物碱
O O
N
秦艽碱甲
秦艽
(二)倍半萜类生物碱 石斛碱
(三)二萜生物碱 关附甲素
乌头碱
(四)三萜生物碱 交让木
九、来源于甾体的生物碱 (一)孕甾烷(C21)生物碱
(五)双吲哚类生物碱
OH
R=
N H
CO2Me
R
MeO
NH
OH
N
OA c
R' COOMe
长春碱(Vinblastine, VLB), R'=Ch3 长春新碱(Vincristine, VCR), R'=CHO
九、咪唑类生物碱
来源于组氨酸
N
N H
咪唑
毛果芸香碱 治疗青光眼
七、嘌呤(purine)衍生物
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
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
生物碱-结构ppt课件

生
物
CH2CH2COOH
CH2CH2COOH
碱
NH2
HO
NH2
来源于色氨酸酸:吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类
来源于异戊烯
COOH
N
NH2
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)
15
常见氮杂环类生物碱基本母核类型:
NH
N H
NH
OH
CH3
萨苏里丁
具有降压作用
41
(二)苄基四氢异喹啉类生物碱
1.苄基四氢异喹啉类
HO
H3CO
HO
NH
HO
CH3 N
CH3
HO
去甲乌药碱
具有强心作用
HO
厚朴碱
42
2.双苄基四氢异喹啉类生物碱
Me N H
OMe MeO OMe MeO
MeO
OMe
MeO O
厚果唐松草碱
具有抗癌活性
N Me H
43
吡咯
四氢吡咯
N H
吲哚
N
吡咯里西丁
N
喹喏里西丁
N
吲哚里西丁
21
N H
蒎啶
N
吡啶
NH
N
咪唑
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
N
N
H
嘌呤类
22
O
N
N
噻嗪类
N
N
吡嗪
N
丫啶酮类
N
喹啉
N
异喹啉
23
N CH3
N
吗啡烷类
N
《有机化学》第九章

第九章
水溶液直接提取法不利于那些碱性较弱不能直接溶解于水的生
物碱提取,因此可采用偏酸性的水溶液,使生物碱与酸作用生成盐
进行生. 物碱提取。具有碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在, 而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在,故常
用0.5%~2%的乙酸、盐酸等为溶剂。
29 第二节 生物碱
二 、 生物碱的提取方法
(二)醇类溶剂提取法
游离生物碱及其盐一般都能溶于甲醇和乙醇,因此用它 们作为生物碱的提取溶剂,应用较为普遍。甲醇的极性比乙 醇的极性大,对生物碱的溶解性比乙醇好,甲醇的沸点也比 乙醇低,但对视神经的毒性很大,所以除实验室有时将甲醇 作为生物碱提取溶剂外,多数用乙醇作为溶剂,有时也用稀 乙醇(60%~80%)作溶剂。通常采用醇提—酸水—碱化— 亲脂性溶剂萃取的方法反复进行。
N
-
N
CH3
33 第二节 生物碱
三 、 重要的生物碱
(三) 麻黄碱
第九章
麻黄碱俗称麻黄素,分子中有两个手性碳(用*标记),麻黄碱的分子结构式如下:
糠醛是重要的化工原料,可用 于制造酚醛树脂、农药、医药(如 呋喃妥因、呋喃唑酮)等。
O2N- O
O -CH=N-N-C = O
CH2-CH2
- -
-
呋喃唑酮(痢特灵)
19 第一节 杂环化合物的分类和命名
四、 重要的杂环化合物及其衍生物
(二) 吡咯衍生物——叶绿素、血红素和维生素B12
第九章
20 第一节 杂环化合物的分类和命名
1
第九章 杂环化合物、生物碱
【知识目标】 理解杂环化合物的分子结构、分类。 掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。 掌握杂环化合物的分类和命名方法。 了解几种重要的生物碱(麻黄素、烟碱、小檗碱、鸦片制剂)。 【技能目标】 掌握常见杂环化合物、生物碱的鉴别方法。
天然药物化学第九章生物碱

生源关系
MeO NMe H HO NMe H O-P MeO HO NMe
H
MeO O
MeO
苄基四氢异喹啉
MeO N CH2 H OH OMe HO
OH
吗啡二烯酮
N H OH
O
H
HO
NMe
原小檗碱
OCH3
吗啡碱
可待因或蒂巴因
再芳香化
O MeO
1) 烯醇式-芳香化
HO MeO
NMe H
NMe H
HO
OH
米格列醇(miglitol) a-葡萄糖苷酶抑制剂 治疗Ⅱ型糖尿病
HO
N
swainsonine
3、来源于邻氨基苯甲酸 ① 喹啉类 ② 丫啶酮类
O
N
N
4、来源于苯丙氨酸/酪氨酸
COOH R NH2
种类、数量多
① 苯丙胺类
麻黄碱
② 四氢异喹啉类
NH
③ 苄基四氢异喹啉类
a. 苄基四氢异喹啉类 b. 阿朴菲类 c. 双苄基四氢异喹啉类 d. 吗啡烷类 e. 原小檗碱和小檗碱类 f. 普罗托品类 g. 苯菲啶类
珙桐科植物喜树 (Camptotheca acuminata)
N4 O
R = H 喜树碱 (camptothecine) R = OH 10-羟基喜树碱 (hydroxycamptothecine)
N
1
治疗多种恶性肿瘤:骨癌、 肝癌、膀胱癌和白血病 副作用: 骨髓抑制、呕吐和 腹泻 水溶性差
O
20
O
Cordell et al., Phytother. Res. 15, 183 (2001)
O O N OH
MeO
天然药物化学第九章 生物碱

R CH CH2 + (CH 3)3N + H2O
Cβ
α C
OH -
H
25
②E2(双分子消除)历程
Cβ
α C
H
NMe3 HO-
R CH CH2 + (CH 3)3N + H2O
E2 反应
Cβ
α C
H
NMe3 HO-
Cβ
α C OH
6
三、生物碱在植物体中的积累和储藏
1.生物碱的代谢分为积累、转移、储藏三个阶段, 不同阶段是在植物的不同细胞内进行的; 2.生物碱的积累主要在生长活跃的组织如子房、心 皮等; 3.生物碱的储藏主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中 进行;因此,不同植物中生物碱存在的部位不同; 4.生物碱在转移阶段往往发生许多甲基化、氧化、 去甲基化等次级结构修饰;
H
O
O
O
O
H
A
B
H
C
D
16
(2)自由基偶连形成: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
N Me
MeO O
17
MeO
MeO
HO
O
O-O coupling
H
O N Me
MeO
环状化合物排除了小分子胺类、非环的多胺 和酰胺
负氧化态包括胺(-3)、氮氧化物(-1)、 酰胺(-3)化合物,但排除了含硝基(+3) 和亚硝基(+1)的化合物。如:马兜铃酸
生物碱知识点总结

生物碱知识点总结一、生物碱的分类生物碱是一类具有碱性的有机化合物,通常可以根据其化学结构和来源进行分类。
1. 植物生物碱植物生物碱是植物体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由植物通过生物合成途径合成。
植物生物碱的来源非常广泛,包括但不限于各类植物的根、茎、叶和果实等部位。
植物生物碱的种类非常丰富,包括吗啡类生物碱、喜树碱类生物碱、喜马拉雅星状体碱类生物碱、喍得卡碱类生物碱等。
2. 真菌生物碱真菌生物碱是真菌体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由真菌通过生物合成途径合成。
真菌生物碱的来源主要包括但不限于霉菌、放线菌、酵母菌等。
真菌生物碱具有非常多样的化学结构和生物活性,包括但不限于环毛霉素、紫杉醇、青霉素、链霉素等。
3. 动物生物碱动物生物碱是动物体内含有的一类具有碱性的天然有机化合物,通常由动物通过生物合成途径合成。
动物生物碱的来源主要包括但不限于两栖动物、昆虫、海洋生物等。
动物生物碱具有非常多样的化学结构和生物活性,包括但不限于腺苷、肾上腺素、组胺、乙酰胆碱等。
二、生物碱的合成生物碱的合成是指通过化学合成或生物合成的方法获得生物碱化合物。
生物碱的合成途径主要包括天然合成、半合成和全合成。
1. 天然合成天然合成是指生物体内通过生物代谢途径合成生物碱化合物。
天然合成通常由生物体内的酶或酶系催化一系列化学反应生成生物碱化合物。
天然合成的生物碱通常具有高度的立体选择性、反应特异性和效率性。
2. 半合成半合成是指通过对天然生物碱进行结构改造和功能调整而获得新的生物碱化合物。
半合成通常通过化学合成和生物技术手段对天然生物碱进行修饰和改造,以获得更具有药物活性和生物效应的化合物。
3. 全合成全合成是指通过合成化学方法获得生物碱化合物。
全合成通常通过有机合成化学的手段构建生物碱的骨架结构,再通过适当的官能团化学修饰和官能团保护,最终获得目标生物碱化合物。
三、生物碱的生物活性生物碱具有多种生物活性,通常具有显著的药用价值和生物效应。
No5.第九章.生物碱(2)47页PPT

HO
3
R
2
N
1
金鸡宁 R=H(3R,2S)
奎宁碱 R=OMe(3S,2R)
N
奎尼丁 R=OMe(3R,2S)
六、来源于萜类的生物碱
1、单萜类生物碱
N
C H3
猕猴桃碱
O
N
O
秦艽碱甲
猕猴桃碱的氧化衍生物
CH3
[O]
N
OH
[O]
N
N
COOH
猕猴桃碱 肉苁蓉碱
肉苁蓉酸
2、倍半萜类生物碱
NMe
H
O
H
O
H
O N+ OH
O
O Me 小檗碱
O Me
O
N+ O
O
小檗红碱
O Me
二、旋光性
1、旋光性易受pH、溶剂等因素影响。
例:
中性溶液
烟碱
左旋体
酸性溶液
右旋体
左旋体
氯仿溶液
麻黄碱
水溶液
右旋体
2、游离生物碱与相应盐类的 旋光性并不一致
氯仿溶液 左旋体
吐根碱
盐酸溶液
右旋体
3、生物碱的旋光性与其生理活性 关系密切
OH
N
N
H
COOMe
O Me
长春碱 R= CH3
长春新碱 R= CHO
NH
OH
N
OAc
R
COOMe
5、与单萜吲哚类碱有关的生物碱
① 阿巴利生类和乌勒因类生物碱 ② 喜树碱类生物碱
8
10
R
7
5
N
O
N 1
3
14
16 17
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O
O
OH
O C CH ph
东莨菪碱 pKa=7.50
OH
OH
14
N
SiO2·12WO3 ·nH2O ------ 淡黄色沉 淀
◆ 少数生物碱与沉淀试剂不反应 如麻黄碱、咖啡因等
◆某些非生物碱与沉淀试剂发生反应 如蛋白质、氨基酸等
2、显色反应
◆ 常用显色剂 —— 改良的碘化铋钾试剂 ◆ 实验现象:
(从)黄色——桔红色——棕色(变化) ◆ 用途:用于薄层色谱中
◆ Marquis试剂
长春胺
N
NH
② 双分子吲哚类生物碱
OH
N
N
H
COOMe
O Me
长春碱 R= CH3
长春新碱 R= CHO
NH
OH
N
OAc
R
COOMe
5、与单萜吲哚类碱有关的生物碱
① 阿巴利生类和乌勒因类生物碱 ② 喜树碱类生物碱
8
10
R
7
5
N
O
N 1
3
14
16 17
18
20 21 O
19 HO O
喜树碱 R=H 羟基喜树碱 R=OH
+
C NH pKa=13.6
H2N
H
(季铵离子)
★ 共轭效应受到空间因素的影响
CH3 N
CH3
CH3 N
CH3
CH3
CH3 N
CH3
t-C4H9
pKa=4.39 pKa=5.15 pKa=2.93
⑤ 空间效应 — 影响N原子碱性
CH3 N
O
OH
O C CH ph
莨菪碱 pKa=9.56
CH3 N
吗啡——紫红色;可待因——兰色。
◆ Frohde试剂
吗啡——紫色; 利血平——黄色。
◆ Mandelin试剂
莨菪碱——红色; 吗啡——棕色。
五、生物碱的化学性质和反应
(一)、碱性 1、pKa值越大,碱性越强。 ① pKa<2(极弱碱)、pKa=2—7(弱碱)、
pKa=7—12(中强碱)、pKa>12(强碱)。 ② 碱性基团的pKa值大小顺序:
No5.第九章.生物碱(2)
3、半萜吲哚类生物碱(麦角类生物碱)
COR
H
NMe
NH
麦角新碱
R=NH
O
H O
N
N O
麦角胺
4、单萜吲哚类生物碱
① 单萜吲哚类生物碱 ※ 柯南因-士的宁碱类
OMe
N N H
H
MeOOC
H
O OC
OMe
利血平
OMe
OMe OMe
※ 白坚木碱类
H N
N
HO
MeOOC
※ 依波加明碱类
④ 共轭效应——通常使碱性减弱
MeHNCOO
‥
N2 N1
Me Me
毒扁豆碱
pKa = 1.76
pKa = 7.88
(苯胺型)
※ 烯胺型
R' NCC
R
H+ R' +
NCC
OH- R
A(生物碱)
B(共轭酸)
R' NCC
R
C
◆ 仲烯胺的碱性弱于叔烯胺
※ 酰胺型
H2N C
H2N
NH
(胍)
‥
H+ H2N
③ 金鸡宁类生物碱
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HO
3
R
2
N
1
金鸡宁 R=H(3R,2S)
奎宁碱 R=OMe(3S,2R)
N
奎尼丁 R=OMe(3R,2S)
六、来源于萜类的生物碱
1、单萜类生物碱
N
C H3
猕猴桃碱
O
N
O
秦艽碱甲
猕猴桃碱的氧化衍生物
CH3
[O]
N
OH
[O]
N
N
COOH
猕猴桃碱 肉苁蓉碱
肉苁蓉酸
2、倍半萜类生物碱
例如:二甲胺(pKa=10.70)> 甲胺 (pKa=10.64)> 氨(pKa=9.75)
又:石蒜碱(pKa=6.4)< 二氢石蒜碱(pKa=8.4)
OH OH
O
●
N
O
石蒜碱
OH OH
O
●
N
O
二氢石蒜碱
※ 对氮杂缩醛体系,当N处于稠环“桥头”时, 因无法发生“质子化”而致碱性变弱 。
R=H 阿马林
OR
R=Ac 二乙酰阿马林
桥头氮
OR
N N
Me
阿马林:pKa=8.15;二乙酰阿马林:pKa=4.9
③ 诱导-场效应 生物碱分子中如同时含有2个N原子,即使N 原子处境完全相同,碱度也有差异。
N N
金雀花碱 ΔpKa = 8.1
H N
OMe OMe
H
NH
OMe OMe
吐根碱 ΔpKa = 0.89
胍基[-NH(C=NH)NH2]>季铵碱>脂肪胺 基>芳杂环(吡啶)> 酰胺基
2、碱性与分子结构的关系
① N原子的杂化度升高,其碱性递增。 ② 如:-CN(sp)呈中性; ③ 吡啶(sp2 pKa=5.17)碱性较弱; ④ 2-甲基-甲基吡咯(sp3 pKa=10.26)碱性较
强。 ⑤ ② 诱导效应 ⑥ 供电子基使N原子电荷密度增多,碱性变强; 吸电子基使N电荷原子密度降低,碱性减弱。
1、孕甾烷(C21)生物碱
Me
N
NH2
conssine
2、环孕甾烷(C24)生物碱
NH Me
O
OH
H2N HO
环氧黄杨木己素
3、胆甾烷(C27)生物碱
NH
H
OH
N
HO
维藜芦胺
HO
茄次碱
H H
N
HO
HO
藜芦胺
第四节 生物碱的理化性质
一、性状
1、组成元素:C、H、O、N等 2、状态:多为固体 3、熔点:固定 4、色泽:多数无色 5、挥发性:少数有升华现象
4、同一生物碱与不同酸所形成的盐类之溶解度 是不同的。 5、含有2个以上N原子的生物碱分子,其一元 盐基和二元盐基的水溶性存在差异。
例如:奎宁碱的硫酸盐, 其一元盐基是水溶性的(1:9);
其二元盐基难溶于水(1:810),易溶于氯仿。
四、生物碱的检识 1、沉淀反应
◆ 常用沉淀剂: ①碘化铋钾(Dragendorff’s reagent); ②碘化汞钾试剂(Mayer’s reagent); ③硅钨酸试剂(Bertrad’s reagent)
O N+ OH
O
O Me 小檗碱
O Me
O
N+ O
O
小檗红碱
O Me
二、旋光性
1、旋光性易受pH、溶剂等因素影响。
例:
中性溶液
烟碱
左旋体
酸性溶液
右旋体
左旋体
氯仿溶液
麻黄碱
水溶液
右旋体
2、游离生物碱与相应盐类的 旋光性并不一致
氯仿溶液 左旋体
吐根碱
盐酸溶液
右旋体
3、生物碱的旋光性与其生理活性 关系密切
※ 通常左旋体呈显著生理活性
例如:
散酮作用:l-莨菪碱 = d-莨菪碱 的100倍。 强心作用:l-去甲乌药碱 局麻作用:d-古柯碱 > l-古柯碱
三、溶解度
1、 绝大多数仲胺和叔胺生物碱具有亲脂 性,不溶于碱水。 2、季铵碱类和某些N-氧化物的生物碱是 水溶性的。 3、生物碱的盐类一般易溶于水。
NMe
H
O
H
O
H
H
石斛酮碱
N
O O
萍蓬定
C H3
N
H
H H
O
石斛碱
3、二萜生物碱
O Me
O Me OR
2
(1) 乌头碱 R1=R3=OH;R2=Bz
N
R3
(2) 3-乙酰乌头碱
R1
O Ac
R1=OAc;R2=Bz
O Me O Me
R3=OH
4、三萜生物碱
O
(A)
OO
OAc
N
(B)
交让木碱
七、来源于甾体的生物碱