第五章 生物碱.ppt

1、生物碱,第一节 生物碱概述,生物碱是指存在于生物体（主要为植物）中的一类除蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B以外的有含氮碱基的有机化合物。大多数有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；多数具有碱性，可以和酸成盐；大都具有特殊而显著的生理活性。,1在植物的各部位都有分布，但多集中在某一器官。 2植物体内生物碱的含量差别很大，但一般都较低（1%以下），通常把含量在0.01%的植物称为生物碱植物。 3同一植物体内的生物碱，往往是多种生物碱共存，而且母核结构相似。,生物碱的分布特点,生物碱的存在形式,多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主，少数为无机酸盐）； 少数以游离形式存在（主要是一些碱性极弱的生物碱，如酰

2、胺类生物碱）； 其他尚有以酯、苷及NO化物的形式存在（乌头碱、氧化苦参碱）,形态：多呈结晶状态，有一定熔点； 有的呈液态（小分子、无氧或氧呈酯键-菸碱、槟榔碱）。 个别小分子固体生物碱有挥发性-麻黄碱 。 升华性 -咖啡因 、川 嗪,一、性质 1性状,第二节 生物碱的性质与分类,颜色：大多无色。 小檗碱呈黄色、具黄绿色荧光；血根碱呈红色（共轭体系）。 气味：苦。 个别具甜味（甜菜碱）。 旋光性：大多有旋光（不对称碳原子或不对称中心），且多呈左旋性。,2溶解性,游离生物碱极性较小，大多数不溶或难溶于氯仿、二氯乙烷、乙醚、乙醇、丙酮、苯等有机溶剂；在稀酸水溶液中溶解而成盐； 生物碱的盐类极性较大，

3、大多易溶于水及醇，不溶或难溶于苯、氯仿、乙醚等有机溶剂； 少数生物碱可溶于水而其盐类反而难溶，如季铵碱（如小孽碱、酰胺型生物碱和一些极性基团较多的生物碱）则一般能溶于水。,大多数生物碱具有碱性，能与酸结合成盐。 7 1S2 2S2 2P3 来源 N：H+(接受质子或提供电子) 碱性强弱的表示方法：pka (碱共轭酸解离常数的负对 数)，其值的大小与碱性呈正比。 pKa=-lgKa Ka越小（碱的共轭酸 越稳定），pKa越大，碱性越强。,3 酸碱性,常见生物碱碱性规律,胍 季铵碱 烷胺类（仲胺，叔胺） 芳胺类（芳杂环） 酰胺类 （pKa13.6） 小檗碱（11.5） 四氢异喹啉（9.5） 异喹啉

4、（5.4） （pKa 2） 共轭酸高度 离子型 SP3杂化 SP2杂化 P？共轭 共振稳定性 类似无机碱 （无双键） （有双键）,通常情况下碱性强弱与pKa大小的关系如下 pKa 11 为强碱 （胍、季胺碱） pKa 7 11 中强碱（脂肪胺类仲胺、叔胺） pKa 2 7 弱碱 （ 芳胺、芳氮杂环） pKa 2 极弱碱（酰胺类）,环己胺 （pKa10.64）,苯胺 （pKa4.58）,胍 （pKa13.6）,秋水仙碱 （酰胺共轭 pKa1.84）,胡椒碱（酰胺共轭 pKa1.42）,4. 沉淀反应,5. 显色反应,生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色，叫做显色 反应，用于鉴别生物碱。常用的显色

5、剂有以下几种：,二、分类,按化学结构类型分类: 11类 有机胺类（麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱） 吡咯烷类（苦豆碱、千里光碱、野百合碱） 吡啶类（槟榔碱、半边莲碱） 异喹啉类（小檗碱、吗啡、粉防己碱） 吲哚类（利血平、长春新碱、麦角新碱） 莨烷类（阿托品、东莨托碱）,咪唑类（毛果芸香碱） 喹唑酮类（常山碱） 嘌呤类（咖啡碱、茶碱） 甾体类（茄碱、浙贝母碱、澳洲茄碱） 萜类（乌头碱、飞燕草碱） 大环类（美坦生、雷公藤碱）,第三节 有机胺类生物碱,一、结构和种类 有机胺类生物碱时一类氮原子不结在环内的生物碱，种类繁多，分布较广，其中药用价值或生理活性较高的有秋水仙碱、麻黄碱、益母草碱等。,二、提取分

6、离方法：,水蒸气蒸馏法 小分子生物碱麻黄碱、烟碱、槟榔碱等 沉淀法 有机胺类生物碱先由溶液中沉淀析出，再进一步分离并精制。常用的沉淀试剂有雷氏铵盐和苦味酸等。 离子交换法 普遍应用阳离子交换树脂法,三、应用,麻黄碱、伪麻黄碱都是拟肾上腺素药，临床上用盐酸麻黄碱治疗支气管哮喘、过敏性反应、鼻粘膜肿胀以及低血压等病症的治疗； 秋水仙碱可阻止癌细胞的增长，临床上用其治疗癌症，特别对乳腺癌有良好疗效。,第四节 吡咯类生物碱,一、结构和种类 吡咯类生物碱主要指由吡咯或四氢吡咯衍生的含吡咯环的生物碱，目前已发现200多种，主要分布在紫草科、菊科的千里光属和豆科的野百合属等植物中。,简单的吡咯类生物碱：古豆

7、碱、党参碱 开链酯：大叶千里光生物碱、瓶草千里光碱,吡咯西啶二醇和二元酸形成的环酯：野百合碱,二、提取分离方法,有机溶剂分段结晶法提取分离、浓缩、结晶，生物碱在有机溶剂中的溶解度顺序 氯仿丙酮乙醇甲醇乙酸乙酯乙醚苯己烷 利用生物碱类碱性强弱的差别，可以结合分段萃取或沉淀法进行混合物的分离,三、应用,吡咯类生物碱多数具有较强的生理活性，包括抗肿瘤、抗炎、抗疟、解热、镇痛及作用于平滑肌等。 海绵生物碱用于治疗疟疾； 千里光药用全草，能解热解毒、去腐生肌、清肝明目； 千里光碱治疗肝、肠、肾等绞痛、支气管喘息、痉挛性结肠炎等。 尽管吡咯类生物碱具有这些有益的生理活性，但是许多此类生物碱具有抑制细胞有丝

8、分裂、引起致突和癌变、造成肝肾损伤等强烈的毒性。,第五节 吡啶类生物碱,一、结构和种类 吡啶类生物碱由吡啶或哌啶衍生的生物碱，种类很多，主要有：猕猴桃生物碱、龙胆生物碱、半边莲生物碱、槟榔碱、烟碱等。,半边莲碱,二、提取分离方法,回流提取法 应用有机溶剂加热提取，采用回流加热装置 凝胶层析法 适用于混合生物碱的分离，根据生物碱相对分子质量的大小或分子的大小，先后洗脱出相对分子质量不同的生物碱，而达到分离的目的。,三、应用,属猕猴桃生物碱的肉苁蓉碱可作强壮补精药，太可斯塔宁、太可马宁为降血糖药； 龙胆碱可作为风湿药、健胃药； 槟榔和烟草生物碱有毒性。烟碱是农业用的杀虫药，防治蚜虫；槟榔碱是一种有

9、效的除肠虫药，还能收缩瞳孔、刺激唾液和汗液的分泌，量大时能使呼吸器官麻痹而致死亡，毒性较大，兽医治疗上应用得较多。,第五节 异喹啉类生物碱,一、结构和种类 异喹啉类生物碱是以异喹啉或四氢异喹啉为基核的一类生物碱。广泛分布于罂粟科、豆科、小檗科等植物。如黄连与三棵针等植物中的小檗碱、罂粟中的吗啡、防己科植物中的粉防己碱以及莲心中的莲心碱。,二、提取分离方法,水提取法 有机溶剂提取法,三、应用,莲心碱有降压和抗心率失常作用； 小檗碱抗菌作用很强，俗称黄连素，临床上常用盐酸黄连素治疗细菌性痢疾、胃肠炎等炎症； 吗啡是一种常用的镇痛药，而通常用作镇咳剂； 罂粟碱有抑制HIV复制的作用，是很有前途的艾滋

10、病治疗药； 防己碱有镇痛消炎的作用，海罂粟碱作利尿剂； 白屈菜碱具有一定程度的镇痛作用及抗癌活性； 石蒜碱作为催吐、祛痰药，抗癌作用显著，临床广泛用于卵巢癌、胃癌、肝癌、肺癌等。,第六节 吲哚类生物碱,一、结构和种类 1. 萝芙木生物碱（利血平）,2. 长春生物碱,3. 麦角生物碱,二、提取分离方法,有机溶剂分段结晶法 吲哚类生物碱大多具有易溶于乙醇，难溶于乙醚，几乎不溶于水的特性。 吸附层析法 分离长春花中的各种吲哚类生物碱,三、应用,利血平有良好的降血压作用； 长春生物碱中许多具有抗癌活性，其中长春碱、长春新碱已用于临床治疗急性白血病，绒毛膜上皮癌等。,第七节 莨菪烷类生物碱,一、结构和种

11、类 莨菪烷类生物碱均为氨醇与有机酸酯化结合而成，共有的结构式：,莨菪类生物碱存在于颠茄、山莨菪、曼陀罗等茄科植物中，莨类生物碱中重要的可分为两类： 1. 茄生物碱 （1）莨菪碱来源于颠茄、莨菪、曼陀罗； （2）东莨菪碱来源于洋金花； （3）山莨菪碱和樟柳碱来源于唐古特莨；,2. 古柯生物碱（爱康宁） 古豆碱、红古豆碱,二、提取分离方法,有机溶剂分段结晶法 层析法：吸附层析法；纸层析法；薄层层析法,三、应用,1. 阿托品在临床上的用途 解除平滑肌痉挛：适用于各种内脏腹痛，如胃肠绞痛及膀胱刺激症状如尿频、尿急等，疗效较好。 制止腺体分泌：用于全身麻醉前给药，以减少呼吸道分泌，防止分泌物阻塞呼吸道及

12、吸入性肺炎的发生。 眼科治疗 缓慢型心律失常 抗休克 解救有机磷酸酯类中毒,2. 山莨菪碱的应用 对抗乙酰胆碱所致的平滑肌痉挛和抑制心血管的作用，与阿托品相似而稍弱，同时也能解除血管痉挛，改善微循环。 3. 东莨菪碱的应用 对中枢神经的抑制作用较强，主要用于麻醉前给药； 防晕作用； 也用于妊娠呕吐及放射病呕吐。,第八节 喹啉类生物碱,一、结构和种类 喹啉类生物碱共有结构是，其基核是喹啉环。 1. 金鸡纳生物碱：奎宁、奎宁丁、金鸡宁等,2. 喜树生物碱 喜树碱、10-甲氧基喜树碱、11-羟基喜树碱、11-甲氧基喜树碱,二、提取分离方法,金鸡纳生物碱：利用二元盐基性生物碱中性盐的溶解度（水中）较小

13、的性质，以提取并分离金鸡纳生物碱。 喜树生物碱：可从乙醇提取液浓缩后的浓水溶液中用氯仿直接提出。,三、应用,金鸡纳生物碱用作解热药，抗疟作用； 喜树碱临床上治疗肠癌、直肠癌、胃癌、白血病等；10-羟基喜树碱则可用于治疗肝癌与头颈部肿瘤；喜树碱是治疗艾滋病的一种新型天然药物。,第九节 喹唑酮类生物碱,一、结构和种类 常山碱、异常山碱、常山新碱,二、提取分离方法,常山碱难溶于水和氯仿、乙醇、丙酮等，不溶于乙醚、苯或石油醚，仅溶于氯仿和甲醇的混合液。因而提取时可用有机溶剂分段结晶法，即氯仿和甲醇的混合溶剂提取常山碱，再分离溶剂，用乙醇结晶或氯仿中结晶，得到纯品常山碱结晶。,三、应用,常山碱是常山抗疟

14、作用的有效成分，它的抗疟作用为奎宁的100倍以上，异常山碱的抗疟作用与奎宁相当。,第十节 嘌呤类生物碱,一、结构和种类 茶叶生物碱，包括咖啡因、茶碱、可可豆碱、黄嘌呤、腺碱等； 6-氨基嘌呤，由车前子中分离出； 香菇嘌呤，由香菇中分离出； 玉蜀嘌呤，由玉米中分离出。,二、提取分离方法,嘌呤类生物碱多为水溶性生物碱，一般用水回流提取法提取，并用离子交换层析法和凝胶层析法等方法分离纯化。,三、应用,咖啡碱是一种常用的药物，主要用为中枢神经兴奋药； 茶碱和可可豆碱为利尿药，临床上常用茶碱治疗心绞痛和哮喘； 香菇嘌呤治疗动脉硬化。,第十一节 甾体类生物碱,一、结构和种类 1. 孕甾烷衍生物,2. 胆甾

15、烷衍生物：茄碱、番茄碱 具有胆甾烷的四环骨架和另一哌啶环，多数时六元环的衍生物。,3. 异甾衍生物：黎芦生物碱、贝母生物碱,二、提取分离方法,甾体类生物碱大多为脂溶性生物碱，一般采用有机溶剂提取法提取，并用有机溶剂分段结晶法或离子交换法分离纯化。,三、应用,丰土明应用于降血压、解热和局部麻醉等方面； 茄碱用做支气管扩张药，以治疗气喘；还可用做杀虫药； 太白米生物碱具有抗癌、镇痛等功效，临床用于治疗胃腹胀痛、呕吐、咳嗽等症，近年来，用于治疗胃癌、食道癌，取得了较好的效果； 番茄碱能抑制多种霉菌和细菌的生长； 龙葵中含有的澳洲茄碱和边缘茄碱，主治感冒发热、咳嗽气喘； 介黎生物碱有较大毒性，农业上常用为杀虫药。,第十二节 萜类生物碱,一、结构和种类 一萜类生物碱：猕猴桃生物碱及其衍生物 倍半萜类生物碱：石斛碱、石斛酮碱 二萜类生物碱：乌头碱 三萜类生物碱：黄杨生物碱（环常绿黄杨碱D、黄杨烯碱,二、提取分离方法,乌头生物碱为酯类，难溶于水、乙醇或苯，易溶于乙醇或氯仿，一般采用有机溶剂提取法提取，并用有机溶剂分段结晶法、薄层层析法或吸附层析法分离纯化。,三、应用,乌头碱有除寒、散风、通经、止痛等功效，常用以强心与止痛；可