第三章 生物碱

一、概述
鸦片中的吗啡——镇痛作用 麻黄中的麻黄碱——止喘作用 长春花中的长春碱——抗癌活性
黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用
山莨菪碱——抗中毒性休克作用
一、概述 ㈠生物碱的含义 指天然产的一类含氮的有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐；
大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；
多数有较强的生理活性。
MeO NHCOCH3 MeO OMe O OMe
Me NH HO MeO COO(CH2)4 NH NH2
秋水仙碱 colchicine
治疗急性痛风，并有 抑制癌细胞生长的作用
益母草碱 leonurine 对动物子宫有增加其 紧张性与节律性的作用
（三）杂环衍生物
吡咯衍生物 吡啶衍生物
莨宕烷类
喹啉类
双键），碱性减弱。
COOCH 3 H N CH 3 O C O
H N CH 3 O C O
可卡因
pKa = 8.31
托哌可卡因
pKa = 9.88
三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应 氮原子孤电子对处于P~共轭体系时，碱性减弱。
O O N Me N N Me Me N N
二、分类
劳纳灵
（一）肽类生物碱
后马林
二、分类 （二）有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）
结构特点
氮原子不结合在环内的一类生物碱。
OH
CH OH
CH CH3 NHCH3
CH CH
CH3
NHCH3
麻黄碱
(1R,2S)
伪麻黄碱
(1S,2S)
ephedrine
pseudoephedrine
二、分类 （二）有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）
生物碱盐
BH+
B
+
+ H3O
Ka
[B] [H3O]+ [BH+ ]
三、理化性质（二）碱性 2.碱性强弱的表示方法
[B] pKa pH
— —
游离碱浓度 成盐碱浓度
lg
[BH ]
+
生物碱的碱性大小统一用pKa值表示， pKa越大，碱 性越强。
pKa: < 2 极弱碱
2~7 弱 碱
7 ~ 11 中强碱
> 11 强碱
NH2
6 1N 2
5
7 N 8
N N
N N
N 4 N 3 9
H H OH OH COOH
嘌呤
香菇嘌呤 eritadenine 具降脂作用
二、分类
11、甾体生物碱类
H
N H H H HO H H H H H OH
OH
贝母碱 peimine verticine
本章内容
三、理化性质（一）一般性质 （一）一般性质 1.形态——多为结晶固体，少为粉末。 少数常温下——液体（多不含氧，若含多成酯键）
第三章
[基本要求]
掌握：生物碱的含义、结构特征； 酸碱性，碱性强弱与分子结构的关系及其在提取分离中的应用； 碱和盐的溶解性及其应用； 常用沉淀试剂的名称、沉淀反应条件和阳性结果的判定及其应用； 提取分离原理和方法；
色谱检识方法。

一、概述
十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦 片中分离出吗啡碱(morphine) 现从自然界中分离得到约10000种 植物中存在的生物碱大多有明显的生 理活性，如：
COOCH3 N H N N N Me N Me
毒藜碱 dl-anabasine
菸碱 nicotine
槟榔碱 arecoline
三、理化性质（一）一般性质 2.颜色——多为无色或白色，少数有色。
O O + N OMe Zn
O O H 2SO 4 N OMe
小檗碱 （黄色）
OMe
四氢小檗碱 （无色）
延胡索乙素 Corydalis B
二、分类 吗啡烷型
2 3
CH3 N
10 1 11
9
N
16 8 15 7 6
CH3 N
14 12 13
吗啡烷 morphinane
4
5
OMe HO O OH MeO OH O
吗啡碱 morphine
青藤碱 sinomenine
二、分类 6、吖啶酮（acridone）衍生物
形式存在。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
一、概述 ㈣命名规则 1. 类型的命名 ⑴基本母核的化学结构，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
一、概述 ㈤分类方法 1.按植物来源分类； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱； 2.按化学结构分类； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱；
3.按生源结合化学分类；
如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
本章内容
二、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。
二、分类 8、咪唑（imidazole）衍生物
N N
O
O
N N Me
咪唑 毛果芸香碱 pilocarpine 治疗青光眼
二、分类 9、喹唑酮（quinazolidone）衍生物
O N
O N N O HN
OH
N
喹唑酮
常山碱 -dichroine febrifugine
抗疟作用
二、分类 10、嘌呤（purine）衍生物
二、分类 原小檗碱型 protoberberine
N
O O + OH N
HO
MeO OMe
+ OHN
OMe
OMe
OMe
小檗碱（黄连素） berberine
药根碱 jatrorrhizine
二、分类 原小檗碱型
O O N O O MeO N OMe
MeO
OMe
四氢黄连碱 tetrahydrocoptisine
N
MeO OMe O
O
1-苯甲基异喹啉 1-benzyl-isoquinoline
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。
二、分类 双苄基异喹啉型
OMe Me N H OMe
MeO N Me MeO H
MeO MeO OMe O
唐松草碱 thalicarpine
二、分类 1、吡咯衍生物 吲哚里西啶（indolizidine）衍生物
O O N N
吲哚里西啶 indolizidine
一叶萩碱 securinine
二、分类 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、喹诺里西啶（quinolizidine）
N
N
吡啶
喹诺里西啶
二、分类 2、吡啶衍生物
NH3 Me NH2 Me N Me H Me N Me Me
胺
pka 9.3
伯胺
10.6
仲胺
10.7
叔胺
9.74
连接供电基团则使碱性增强。
三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应
N H
N CH3
N H
N CH3
A
pKa：10.1
B
11.2
a
10.4
b
11.3
三、理化性质（二）碱性 3.影响碱性强弱的因素 （2）电子效应 氮原子附近若有吸电基团（含氧基团、芳环、
.. N
O
C
O
O
R
O
酰胺结构
胡椒碱 （pKa=1.42）
咖啡因 （ pKa=1.22）
三、理化性质（二）碱性 比较碱性强弱：
3
Me
H
N CONHCH CH2OH
2
N Me
1
N
H
麦角新碱 ergonovine
C 2>1>3
三、理化性质
（三）沉淀反应: 生物碱在酸性水或酸性稀醇中与某
些试剂生成难溶于水的复盐或络合物的反应。
㈡分布
存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、
罂粟科、毛茛科等植物中。
一、概述
㈢存在形式
1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。 2.成 盐：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.苷 4.酯 类：以苷的形式存在于植物中； 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯
CH2OH C H
莨菪碱 hyoscyamine
山莨菪碱 anisodamine
H
CH2OH C H
H O N CH3 OCO
O
N CH3 OCO
CH2OH
东莨菪碱 scopolamine
樟柳碱 anisodine
OH
二、分类 4、喹啉衍生物
5 6 7 8
O N N OH O O
4 3 N 1 2
用途：
鉴别——试管、TCL或PPC显色剂；
提取分离——检查是否提取完全。
主要内容： 1. 沉淀试剂
2. 反应原理
3. 反应条件
4. 结果判断
三、理化性质 （三）沉淀反应 1. 沉淀试剂
金属盐类
碘-碘化钾（Wagner） KI-I2 红棕色无定形沉淀 橘红色至黄色沉淀
碘化铋钾（Dragendoff） BiI3KI