天然药物化学第3章_生物碱

1．碱性：
（1）碱性的产生及其强度表示： 生物碱分子中都含有氮原子，其氮原子上的孤 电子对能接受质子而显碱性。碱性是生物碱的 重要性质。通常以酸式离解指数pKa表示。 碱性强度与pKa值关系： pKa2（极弱碱）、pKa 27（弱碱）、 pKa 712（中强碱）、pKa 12（强碱）。 碱性基团的pKa值大小顺序一般是： 胍基季胺碱(pKa 11)脂胺类，脂氮杂 环类（pKa 811）芳胺类，芳氮杂环类（pKa 37）两个以上的氮杂环类（pKa 3） 酰胺 基。
颠茄-阿托品
药理作用： 1腺体分泌：抑制汗腺及唾液腺的分泌，引起皮 肤干燥及口干，亦可减少呼吸道的分泌，故常 用于麻醉前给药，较大剂量才能降低胃液分泌。 2平滑肌：对胃肠道正常运动影响不大，但对处 于过度运动及痉挛状态的平滑肌则解痉作用明 显，对胃肠、胆道、输尿管及支气管痉挛都有 解痉作用。 3眼：使虹膜括约肌及睫状肌麻痹，产生瞳孔扩 大及调节麻痹（远视）。
药理作用： 抗菌谱广，体外对多种革兰阳性及阴性 菌均具抑菌作用，其中对溶血性链球菌、 金葡菌、霍乱弧菌。脑膜炎球菌、志贺 痢疾杆菌、伤寒杆菌、白喉杆菌等有较 强的抑制作用，低浓度时抑菌，高浓度 时杀菌。对流感病毒、阿米巴原虫、钩 端螺旋体、某些皮肤真菌也有一定抑制 作用。
体外实验证实黄连素能增强白细胞及肝网 状内皮系统的吞噬能力。痢疾杆菌、溶 血性链球菌、金葡菌等极易对本品产生 耐药性。本品与青霉素、链霉素等并无 交叉耐药性。
OMe HO O OH MeO OH O
吗啡碱 morphine
青藤碱 sinomenine
O O + OH N
HO
MeO OMe
+ OHN
OMe
OMe
OMe
小檗碱（黄连素） berberine
药根碱 jatrorrhizine
简单吲哚类生物碱
4 5 6 7 1 N H 3 2
吲哚
色胺吲哚类
N N O

1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和 沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长 在美国西部大森林中称谓太平洋杉 （Pacific Yew）树皮和木材中分离到了 紫杉醇的粗提物。 白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于 水，易溶于氯仿、丙酮等的分类

有三种分类方法 （1） 按来源分类, （2） 按化学骨架分类, （3）按生 源结合化学分类。 绝大多数的生物碱属于杂环衍生物
（二）旋光性

凡是具有手性碳原子或本身为手性分子的 生物碱，则具有旋光性。反之则无，如小 檗碱没有旋光性。 生物碱的旋光性受溶剂、pH等因素的影响。 如麻黄碱在氯仿中呈左旋光性，而在水中 则呈右旋光性；烟碱在中性条件下呈左旋 光性，而在酸性条件下则呈右旋光性；有 的生物碱游离状态与其成盐状态的旋光性 也有不同，如长春碱游离时为右旋光性， 其硫酸盐为左旋光性。
N 来源于异戊烯
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）
请例出常见的杂化化合物
单杂环
双杂环
吡咯类生物碱
O N N Me
N H
N H
Me
吡咯
四氢吡咯
红古豆碱 cuscohygrine
托品类生物碱（莨菪烷类）
N CH3
H N CH3 H
末状；少数生物碱为液体状态，这类生物碱分子中多无 氧原子，或氧原子结合为酯键，个别生物碱具有挥发性， 如麻黄碱；极少数生物碱具有升华性，如咖啡因。
2．味道：大多数生物碱具苦味，少数生物碱具有其它
味道，如甜菜碱为甜味。
3 ．颜色：绝大多数生物碱无色，仅少数具有较长共轭
体系结构的生物碱呈不同的颜色。如小檗碱和蛇根碱显 黄色，小檗红碱显红色。

4心血管糸统：小剂量由于兴奋迷走神经 中枢导致短暂的心率减慢；稍大剂量则 由于阻断迷走神经对心脏的控制使心率 加速；大剂量对小血管及毛细血管平滑 肌有直接作用，使血管扩张，增加重要 脏器的血流量，改善血液循环，用于治 疗休克。

5中枢神经糸统：兴奋延髓及大脑，临床 剂量0.5-1.0mg轻微兴奋呼吸中枢，中毒 剂量时呈现明显的中枢兴奋、不安、激 动、幼觉及谵妄等，更大剂量则先兴奋 后抑制，终至延髓麻痹而死。对损伤猴 的丘脑底部及中脑网状结构引起的震颤 有对抗作用。抑制猫前庭神经元的自发 和改变速度所引起的放电，即抑制前庭 神经元的兴奋性，具有止吐作用
黄连-小檗碱 小檗碱又称黄连素。一种常见的异喹啉 生物碱。它存在于小檗科等四个科十个 属的许多植物中。1826年首次获得。 小檗碱为一种季铵生物碱。从乙醚中可 析出黄色针状晶体；熔点145°C；溶于 水，难溶于苯、乙醚和氯仿。其盐类在 水中的溶解度都比较小，例如盐酸盐为 1∶500，硫酸盐为1:30。
（三）溶解性

生物碱类成分的结构复杂，其溶解性有 很大差异，与其分子中N原子的存在形式、 极性基团的有无、数目以及溶剂等密切 相关。 可分为以下几种情况。

1．亲脂性生物碱的溶解性
这类生物碱的数目较多，绝大多数叔胺碱和仲胺碱 属于亲脂性生物碱。 （1）游离生物碱


易溶于乙醚、苯、卤代烷类等亲脂性有机溶剂，尤其在氯 仿中的溶解度较大；可溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯 等有机溶剂；难溶或不溶于水。 易溶于水，其无机盐在水中的溶解度大于有机酸盐；可溶 于甲醇、乙醇；难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。 少数生物碱盐的溶解性不符合一般规律。如奎宁、奎宁尼 丁、辛可宁、吐根酚碱等生物碱的盐酸盐可溶于氯仿，麻 黄碱草酸盐难溶于水。
常见生物碱举例
鸦片-吗啡 罂粟是二年生草本植物，花有红、紫、白等色， 果实为球形，未成熟果实中有白浆，是制鸦片 的原料。罂粟的原产地并不是中国，罂粟及其 制品传入中国始于唐代。 阿片一词来自希腊文 OPium，是浆汁之意，是罂粟科植物罂粟的未 成熟蒴果切开口后流出的液汁干燥而成，又称 鸦片、乌烟、大烟土、阿芙蓉、大烟。小剂量 的阿片具有镇痛、镇咳、止泻等药用功能。
紫杉醇

紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代 谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进 微管聚合和稳定已聚合微管的药物。细胞接触 紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微 管的积累干扰了细胞的各种功能，特别是使细 胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常 分裂。 通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用 于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素 瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
来源于鸟氨酸：吡咯 吡咯里西丁 托品类 NH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于赖氨酸：哌啶类 吲哚里西丁 喹诺里西丁 NH2CH2CH2CH2CH2CH（NH2）COOH 来源于邻氨基苯甲酸：喹啉类 吖啶酮类 来源于氨基酸 生 物 碱 CH2CH2COOH NH2 CH2CH2COOH NH2 HO 来源于色氨酸：吲哚碱类 半萜吲哚类 单萜吲哚类 COOH NH2 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

吗啡是从鸦片中提取的生物碱，是鸦片 中起主要药理作用的成分。它为白色针 状结晶或结晶性粉末，有苦味，遇光易 变质，溶于水，略溶于乙醇。具有强大 的止痛作用，对各种疼痛都有镇痛效果。
临床上主要用于外科手术和外伤性剧痛、 晚期癌症剧痛等，也用于心绞痛发作时 止痛和镇静作用。并有抑制呼吸作用， 可以减轻病人呼吸困难的痛苦。如果用 量过大可致呼吸缓慢，甚至出现呼吸麻 痹，是吗啡中毒致死的直接原因。分娩 止痛禁用吗啡，是为了避免新生儿呼吸 被抑制。
H3C
N
H H H
H
莨菪烷
H N CH 3 OCO
CH 2OH C H
HO
H N CH3 OCO
CH2OH C H
莨菪碱（阿托品）
H O N CH3 OCO
山莨菪碱 anisodamine
CH2OH C H
东莨菪碱 scopolamine
哌啶类生物碱
COOCH3
N H
哌啶
N CH3
槟榔碱
喹啉类生物碱
天然药物化学基础
第三章 生物碱
概 述
一、生物碱的定义 指生物体内的一类含氮的有机化合物；
大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；
多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 多数有较强的生理活性。
下列虽然含氮，但不属于生物碱：
低分子胺类：甲胺、乙胺； 氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、 核酸、核苷酸、卟啉类、维生素；


生物碱的生理活性与其旋光性有关。通 常左旋体的生理活性比右旋体强。

如乌头中存在的左旋去甲乌头碱具有强 心作用，但存在于其它植物中右旋去甲 乌头碱则无强心作用。
又如左旋莨菪碱的扩瞳作用较右旋体强 100倍等。也有少数生物碱右旋体的生理 活性较左旋体强，如右旋古柯碱的局部 麻醉作用强于左旋体古柯碱。
长春花-长春碱 本品系由夹竹桃科植物长春花中提出的 一种生物碱，为细胞周期特异性抗肿瘤 药。作用于G1、S及M期，并对M期有延 缓作用。 能干扰增殖细胞纺锤体的形成， 使有丝分裂停止于中期。并有免疫抑制 作用。
对何杰金氏病、绒毛膜 上皮癌疗效较好， 对急性白血病、乳腺癌、卵巢癌、睾丸 癌、头颈部癌、口咽部癌、单核细胞白 血病均有一定疗效。 对淋巴肉瘤、网状 细胞肉瘤、肾母细胞瘤、恶性黑色素瘤 也有效。
5 6 7 8 N 1
N N OH
4 3 2
O O O
喹 啉
喜树碱 camptothecine
苯丙胺类生物碱
OH
CH OH
CH CH3 NHCH3
CH CH
CH3
NHCH3
麻黄碱
(1R,2S)
伪麻黄碱
(1S,2S)
ephedrine
pseudoephedrine