生物碱分类
生物碱
生物碱的鉴别小结
Frohde反应 （吗啡生物碱） +钼硫酸显紫 色转棕色 5.Marquis反应 (酚羟基-异喹啉生物碱) 加甲醛-硫酸试液紫堇色 1.双缩脲反应 (芳环侧链具有 氨基醇特征反应) +CuSO4+NaOH显蓝紫色 2.Vitaili反应
（托烷生物碱）
特殊鉴别
4.紫脲酸铵反应 （黄嘌呤类生物碱 ） +HCl+KClO3 残渣遇氨气显紫色 加NaOH紫色消失
祼子植物门 紫杉科：(+) 被子植物门 松柏科：少 银杏科：(-) 单子叶 在系统发育较低级的类群中，生物碱分布较少或无。 植物 苏铁科：少 双子叶 麻黄科：(+) 小叶真蕨 尤其是被子植物）中。 (木贼、卷柏、 石松、伸筋草等) 苔藓类
生物碱集中的分布在系统发育较高级的植物类群（裸子植物，
蕨类 (简单，如烟碱)
N
C R
O
③ 酰胺型
O
O
N
O
O Me N N
胡椒碱 Pka=1.42
Me
咖啡因 Pka=1.22
O
N Me
N
5、空间效应
氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象
因素，使质子难于接近氮原子，碱性减弱。
H3C
PKa＝4.39 PKa＝5.15
PKa＝4.81
PKa＝2.93
CH3 N
O
CH3
N
Ka=
PKa + PKb=- lgKa + -lgKb =14
（二）生物碱碱性强度表示
碱性越强，其Kb越大，pKb越小，其共轭酸pKa越大；即
pka越大，碱性越强； pKa<2 pKa=2-7 pKa=7-12 极弱碱；（酰胺） 弱碱； （吡啶）
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）
生物碱的名词解释是什么意思
生物碱的名词解释是什么意思生物碱是指一类含有碱性氮元素的有机化合物，它们存在于自然界中的许多生物体内，包括植物、动物和微生物。
生物碱具有多样的结构和功能，广泛应用于医药、农业和环境保护等领域。
1. 生物碱的特点与分类生物碱的特点是分子中含有至少一个带正电荷的氮原子，这使得它们具有碱性。
另外，生物碱通常由芳香环和一个或多个氮原子组成，这种结构赋予了它们独特的化学性质和生物活性。
生物碱按照来源可以分为植物碱、动物碱和微生物碱三类。
植物碱主要存在于植物的根、茎、叶和果实等部位，其中著名的植物碱有吗啡、可卡因等。
动物碱则存在于动物体内，如蟾蜍皮肤中的海洛因和人类脑内的多巴胺等。
微生物碱是由微生物合成的，常见的有链霉素和酰胺醇等。
2. 生物碱的生物活性与应用生物碱具有丰富的生物活性，它们能够与生物体内的分子相互作用，发挥药理学上的效应。
许多生物碱被发现具有抗肿瘤、抗感染和镇痛等药理活性，因此在药物研究和临床应用上具有重要价值。
碱性的生物碱能够与离子通道相互作用，影响神经传导和肌肉收缩等生理过程。
例如，某些植物碱可以作为止痛药或镇静剂用于治疗疼痛和焦虑症等神经系统疾病。
此外，一些生物碱还具有抗菌作用，被广泛应用于农业领域来控制农作物病虫害。
3. 生物碱在药物研究中的重要性生物碱在药物研究和开发中扮演着重要角色。
许多重要的药物原料以及世界上第一种合成药物都是从生物碱中发现的。
例如，从金鸡纳树中提取出的喷他佐辛是一种有效的抗癫痫药物。
此外，生物碱还为发现新药物提供了重要的药物模板和药效团。
生物碱在药物研究过程中通常需要通过生物大数据和计算模拟来进行筛选和优化。
这一过程利用现代计算机技术和生物信息学方法，可以提高药物研究的效率和准确性。
4. 生物碱的环境保护应用生物碱在环境保护领域也具有一定的应用。
例如，某些生物碱具有高效降解有机污染物的能力，可以被用于处理废水和土壤中的有机污染物。
此外，一些生物碱还可以作为生物杀虫剂，用于有机农业中的害虫防治。
第十章生物碱
第一节 概述
一、生物碱的定义
是生物体内一类含氮有机化合物。
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
O O
小檗碱
N +OH OMe
OMe
二、 生物碱的结构与分类
CH CH CH3 OH NHCH3
麻黄碱
有机胺类
（N原子在环外）
O
O
N +OH -
OMe
小檗碱
OMe
杂环类
（N原子在环内）
第三节 提取、分离与检识
一、 提取
1
酸水提 取法
2
乙醇提 取法
3
亲脂性有 机溶剂提 取法
1 酸溶碱沉淀法
（1）原理：
利用生物碱具有碱性，可溶 于酸水，不溶于碱水的性质可采 用酸溶碱沉淀法提取。
（2）工艺
药材粗粉
加稀酸浸渍,过滤
药渣
酸水提取液 加碱碱化,静置，过滤
滤液 (水溶性杂质)
沉淀 (生物碱)
A．Rf
B．Ka C．Kb
D．pKa
E．pKb
单选题
7．碱性最强的生物碱是（ A ）
A．季铵碱 B．伯胺碱 C．仲胺碱
D．叔胺碱 E．酰胺
8．东莨菪碱的碱性比莨菪碱弱是因为（ C ）
A．氮原子的杂化方式 B．电性效应
C．空间位阻
D．分子内氢键
E．同离子效应
多选题
9、游离生物碱一般（ ABD ） A.易溶于有机溶剂 B.难溶于水 C.碱溶酸沉淀 D.酸溶碱沉淀 E.既溶于酸又溶于碱
二、溶解性（酸溶碱沉淀）
❖ 游离碱:脂溶性 ❖ 季铵碱:水溶性 ❖ 两性碱：既溶于酸，又溶于碱 ❖ 生物碱盐：水溶性
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。
生物碱
有机溶剂 （脂溶性杂质）
总碱
3.有机溶剂提取
药材粗粉 碱化（用石灰水湿润，搅匀，晾干） 有机溶剂萃取 药渣 （含亲水性生物碱）? 有机溶剂（游离碱） 稀酸水萃取 有机溶剂（脂溶性杂质）
酸液（碱盐）
酸水层 （水溶性杂质）
有机溶剂层（弱碱性生物碱）
碱化，有机溶剂提取 碱水层 （水溶性杂质） 有机溶剂层（游离碱） 水洗，回收溶剂 总生物碱
石油醚脱脂后 10%NaOH水溶液，沸水浴上 加热，乘热过滤 残渣
喜树碱 滤液 MeOH及2N HCl在60℃酸化， 过滤 滤液 喜树碱沉淀 CHCl 3：MeOH（1：1）重结晶 喜树碱结晶
第六节 生物碱的结构鉴定与测定
一、光谱法在生物碱的结构鉴定与测定中的应用
• (一)紫外光谱
二 氢 吲 哚 类
二、生物碱的分离
1.各类别生物碱分离
总生物碱的酸水提取液 CHCl3萃 取 CHCl3液 酸水液
1-2%氢氧化钠 ¡ %
CHCl3液 碱水液 调PH 7 CHCl3萃 取 CHCl 3液 （一般叔胺盐） 碱水液 （水溶性生物碱） 酸化 Zn +H 2SO 4还原 NH 4OH碱化至PH 9~10 CHCl 3萃取
二、生物碱的检识
1.生物碱的沉淀反应 (1)常见的沉淀剂 碘化铋钾：Dragendorff’s reagent 碘－碘化钾试剂 碘化汞钾试剂 硅钨酸试剂 (2)沉淀反应应在酸性条件下； 2. 生物碱的显色反应
• • • •
第五节 生物碱的提取分离
药材粗粉
一、总生物碱的提取 1.水或酸水提取
(一 法 ) 碱化 过滤 沉淀 水洗 干燥
粗总生物碱
2.醇或酸性醇提取
药材粗粉
醇或酸性醇
生物碱(1)结构分类
天然药物化学生物碱一概述二结构分类(Structure classification)、概述（Overview)二、结构分类(Structure classification)三理化性质physico chemical properties 三、理化性质（physico-chemical properties ）提取分离四、提取分离（Extraction and isolation)五、结构测定(Structure determination)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种10000种。
《全国医药产品大全》中收载的药物及其制剂达六十余种。
及其制剂达六十余种植物中的生物碱大多有明显生理活性：鸦片中的吗啡(morphine)镇痛作用)——p麻黄中的麻黄碱(ephedrine)——止喘作用长春花中的长春碱（vincristine)——抗癌活性黄连中的小檗碱(berberine)——抗菌消炎作用颠茄中的莨菪碱(hyoscyamine)——解痉作用指然产的类含氮的有机化合物㈠生物碱的定义(Definition of Alkaloids ) 指天然产的一类含氮的有机化合物；且能和酸结合生成盐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。
㈡分布（Distribution )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。
下列化合物哪些是生物碱？二乙胺氨基酸、多肽、蛋白质、核酸MeOMeONHCOCH 3OOMeOMe(P f i )1游离碱碱性极弱以游离碱的形式存在㈢存在形式(Pattern of existence)1. 游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。
2柠檬酸酒石酸；乌头酸绿2. 成盐：柠檬酸、酒石酸(有机酸)；乌头酸、绿原酸(特殊的酸类); 硫酸、盐酸等(无机酸)。
天然药物化学电子教案-第六章-生物碱
生物碱的分类
总结词
生物碱可以根据其结构和来源进行分类。
详细描述
根据结构和来源，生物碱可以分为许多不同的类型。常见类型包括喹啉类、嘌 呤类、异喹啉类、萜烯类等。这些不同类型的生物碱在化学结构和生物活性上 存在差异。
生物碱的分布
总结词
生物碱广泛分布于各种植物、动物和微生物中。
详细描述
植物是最常见的生物碱来源之一，许多药用植物中含有丰富的生物碱成分。此外 ，动物和微生物也是生物碱的来源之一。不同种类的生物碱在自然界中的分布和 含量因地域、气候和物种差异而有所不同。
萃取法
利用不同溶剂对生物碱的 溶解度不同，通过萃取将 其纯化。
色谱法
利用色谱技术如薄层色谱、 柱色谱等，将生物碱与其 他杂质分离纯化。
实例分析
金鸡纳树皮的提取与分离
金鸡纳树皮中含有大量的奎宁，可以通过溶 剂提取法和结晶法将其提取并纯化。
乌头中乌头碱的提取与分 离
乌头中含有的乌头碱是一种剧毒生物碱，可 以通过溶剂提取法和萃取法将其提取并纯化
靶点优化
针对生物碱的作用靶点进行优化，以提高其选择性。
代谢工程
通过代谢工程手段，改变生物碱的合成途径和产量。
实例解析
阿托品
01
通过植物提取法得到的生物碱，用于治疗胃肠道痉挛、膀胱刺
激等症状。
紫杉醇
02
通过化学合成法得到的生物碱，用于治疗卵巢癌、乳腺癌等疾
病。
青蒿素
03
通过微生物发酵法得到的生物碱，用于治疗疟疾。
毒性与安全性研究进展
新型生物碱的毒性研究
随着新药源的开发，对新型生物碱的毒性和安全性研究也在不断 深入。
生物碱毒性的分子机制研究
研究生物碱毒性作用的分子机制有助于更好地理解确、更可靠的安全性评价方法，为生物碱类药物的研发和 使用提供科学依据。
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古柯
COOCH3 H
N CH3 O
O
古柯碱 （可卡因）
NH2
C2H5 N C2H5
O O
普鲁卡因 (procaine) （合成品） 局麻药
CH3 O NHC
C2H5 CH2N
C2H5
CH3 利多卡因
CH3 O
NHC N C4H9
CH3
布比卡因
吗啡 R=H
O OC2H5
C
N
CH3
杜冷丁（镇痛药）
罂粟
o 植物中存在的生物碱大多有明显的生理 活性如：
鸦片中的吗啡——镇痛 麻黄中的麻黄碱——止咳平喘 长春花中的长春碱——抗癌 黄连中的小檗碱——抗菌消炎 山莨菪碱——抗中毒性休克
• 金鸡纳树皮中奎宁-抗疟 • 萝芙木中的利血平-降血压 • 苦参中的苦参碱和氧化苦参碱-抗心律失常 • 蛇足石杉中的石杉碱甲-治疗老年痴呆 • 红豆杉中的紫杉醇-抗癌
✓大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内 （麻黄碱）；
二、分布 ➢主要分布于植物界，近年来在海洋生物 中也发现了有显著活性的生物碱。
河豚毒素
➢ 集中分布在系统发育较高级的植物 类群(双子叶植物)
1、裸子植物：红豆杉属，麻黄属等 2、单子叶植物：百合科、石蒜科等 3、双子叶植物：毛茛科，小檗科、
防己科、罂粟科、茄科、豆科等
5、熟悉生物碱的理化性质和常见药物生物 碱的结构和生物活性。（如麻黄、延胡 索、黄连、洋金花、苦参、汉防己、乌 头、紫杉等）。
6、了解生物碱的结构鉴定方法。
第一节 概 述
o 17世纪初，《白猿经》中记述了从乌头中 提炼出砂糖样毒物作箭毒用－－乌头碱。
o1806年，德国学者F.W.Sertrner从鸦片 中分离出吗啡。
可通过合成和半合成等方式进行开发。
四、存在形式
1.游离碱：碱性极弱，不易或不能成盐，如 酰胺类生物碱。
2.成 盐： 有机酸：柠檬酸、酒石酸、琥珀酸等； 特殊的酸类：乌头酸、绿原酸、奎宁酸等； 无机酸：硫酸(吗啡)、盐酸（小檗碱）等。
3.酰胺类：如秋水仙碱，喜树碱。 4.N-氧化物：在植物体中已发现的N－ 氧化物约一百余种。 5.氮杂缩醛类： 6.其他：烯胺、亚胺、季铵、苷类等。
吡咯里西啶类生物碱
为两个吡咯烷共用一个N原子稠合而成。
主要分布在菊科千里光属、豆科野百合属等。
N
吡咯里西啶
Me
Me
Me O
O
OH
O H OH O
N
野百合碱
HH
HO
CH2 O C C CH CH3
N
N
H
O CH3
大叶千里光碱
组成：千里光，穿心莲
莨菪烷类（托品类生物碱）
吡咯环和哌啶环骈合而成，两环共用一个N原子和两 个碳原子。主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨 菪属、天仙子属等。
H
N CH3 H
N CH3
莨菪烷
H
N CH3
+
OH
莨菪醇
CH2OH HOOC C
H莨菪酸H3C N源自H H缩合H H
H N CH3
OCO
CH2OH C H
莨菪碱（阿托品）
次级环合：具备N－杂环生物碱的再环 合，最重要的反应是酚氧化偶联反应。
第二节 生物碱的结构与分类
按生源结合化学结构类型分类 鸟氨酸系生物碱 赖氨酸系生物碱 苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱 色氨酸系生物碱 邻氨基苯甲酸系生物碱 组氨酸系生物碱 其他
一、鸟氨酸系生物碱
NH2 COOH
鸟氨酸NH2
o 1810年，西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮 中分得结晶，为奎宁和辛可宁的混合物。
o 1820年，从金鸡纳树皮中分得奎宁。
o 1860年，从古柯叶中分得古柯碱（可 卡因）。 o 1885年，从蛇麻黄中分得麻黄碱。
在生物碱的研究中，创新出不少研究方 法、技术和反应，这对天然有机化学的 发展起着重要的促进作用。生物碱化学 结构的研究为合成药物提供了线索。
思考题
• 生物碱的定义是什么? • 它在自然界的分布有何规律? • 在植物体内通常以哪些形式存在?
最常见的形式是哪一种?
五、生物碱的生物合成简介
前体物： 氨基酸：鸟氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、酪
氨酸、色氨酸、组氨酸和烟酸等。 ——真生物碱
甲戊二羟酸——伪生物碱
生物碱生物合成主要的化学反应
C-N键的裂解 一环级合环反合应：形成N－杂环的反应，包括 内酰胺形成、希夫碱形成、曼尼希氨甲 基化反应和氨基的加成反应。
➢在系统发育较低的类群中（地衣、苔 藓、蕨类、藻类等），较少或无 。 ➢ 极少与萜类和挥发油共存于同一植 物中。
蛇足石杉
三、生物碱的含量
黄连含小檗碱－－7% 金鸡纳树皮含奎宁碱——1.5% 长春花含长春花新碱——百万分之一 美登木含美登素——千万分之二
一般情况下，含量在0.1~1%的植物则可进 行开发利用。若含量低但其活性很强，则
教学要求
1、掌握生物碱的定义和存在形式及主要结 构类型。
2、掌握生物碱的碱性，碱性强弱与生物碱 分子结构的关系及其在提取分离中的应用。
3、掌握生物碱的沉淀反应和显色反应及其 在检识中的应用。
4、掌握总生物碱的提取方法（溶剂法、离 子交换法、沉淀法）和初步分离原理及方 法，生物碱单体分离的一般方法和原理。
药理作用似阿托品，但毒性较大， 临床应用较少。莨菪碱有止痛解 痉功能，对坐骨神经痛有较好疗 效，有时也用于治疗癫痫、晕船 等。
东莨菪碱
临床用为镇静药，用于全身麻醉 前给药，晕动病、震颤麻痹，狂 躁性精神病，有机磷农药中毒等。
可使平滑肌松弛，解除血管痉挛 因此具有镇痛的作用，成药有片剂和 注射剂。临床上多用注射剂，因口服 吸收较差。山莨菪碱可用于治疗感染 中毒性休克、坐骨神经痛、胃及十二 指肠溃疡、视网膜色素变性等疾病。
吡咯类
N R
吡咯里西啶
N
NR
莨菪烷类
吡咯烷类生物碱
▪ 由吡咯或四氢吡咯衍生的生物碱；
▪ 结构较简单，数量较少
N H
吡咯
N H
四氢吡咯
红古豆碱
红古豆苦杏仁酸酯
红古豆碱：存在于颠茄、莨菪、曼陀罗、山莨菪等 茄科植物中。本身无药用价值，但将其制成红古豆 苦杏仁酸酯，有类似阿托品类药物的散瞳、抑制腺 体分泌、舒张平滑肌等作用。
世界市场销售超过亿美元的天然药物 银杏叶制剂 阿片类镇痛药 紫杉醇 地高辛及其衍生物 麦角碱类 长春花提取制剂 麻黄碱
一、生物碱的定义
✓来源于生物界的一类含氮的有机化合物（不 包括甲胺、乙胺等、氨基酸、氨基糖、肽类、 蛋白质、核酸等 ）；
✓ 多数具有碱性（秋水仙碱） 能和酸结合生成盐（胡椒碱）；