药物化学课件-生物碱课件

Alkaloids第一课件网（

）2020年10月2日11.生物碱的含义

来源于生物界的一类含氮的有机化合物。一、概述特点：①含有氮原子（N原子大多在环内，也可以在环外）；②大多有碱性；③来源于生物，具有强烈的生物活性。2020年10月2日2麻黄碱咖啡碱小檗碱秋水仙碱2020年10月2日3在植物界分布广泛，主要是高等植物。1）双子叶植物：如毛茛科、罂粟科、茄科、防己科、小檗科；2）单子叶植物：如百合科、石蒜科；3）裸子植物：如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科；4）菌类植物：如麦角菌科。2.分布第一课件网（

）2020年10月2日43.存在形式1）绝大多数以盐形式存在（常与有机酸成盐，如酒石酸、苹果酸、草酸等）；2）少数碱性弱的生物碱一般以游离态存在，如酰胺碱；3)N-氧化物（极少数）。氧化苦参碱2020年10月2日54.生物合成途径—氨基酸途径2020年10月2日6分类依据：1）来源分类2）化学分类3）生源结合化学分类（现最常用）二、生物碱的分类2020年10月2日7（一）来源于鸟氨酸的生物碱

1.吡咯类生物碱：吡咯四氢吡咯水苏碱

2020年10月2日82.莨菪烷类(托品烷类）生物碱莨菪碱（阿托品）莨菪烷莨菪醇的有机酸酯2020年10月2日93.吡咯里西啶类生物碱吡咯里西啶大叶千里光碱

2020年10月2日10（二）来源于赖氨酸的生物碱

1.哌啶类：槟榔碱（槟榔）烟碱（烟草）毒芹碱哌啶吡啶2020年10月2日112.吲哚里西啶类：吲哚里西啶一叶萩碱2020年10月2日123.喹喏里西啶类：喹喏里西啶苦参碱氧化苦参碱2020年10月2日13N不在环内麻黄碱（三）来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱

1.苯丙胺类生物碱：第一课件网（

）2020年10月2日142.

异喹啉类生物碱（1）简单异喹啉类（2）苄基异喹啉类罂粟碱2020年10月2日15（3）双苄基异喹啉类2分子苄基异喹啉通过醚键结合而成蝙蝠葛碱（北豆根）2020年10月2日16粉防已甲素R=CH3粉防已乙素

R=H2020年10月2日17（4）小檗碱类和原小檗碱类可视为2分子异喹啉稠合而成延胡索乙素（L-四氢巴马亭）小檗碱（黄连素）原小檗碱型小檗碱型2020年10月2日18（5）吗啡烷类青风藤碱吗啡烷2020年10月2日19（四）来源于色氨酸的生物碱（吲哚类生物碱）

1.简单吲哚类：吲哚靛青苷

2020年10月2日202.色胺吲哚类：色胺吴茱萸碱

2020年10月2日213.半萜吲哚类：

色胺构成的吲哚衍生物上接1个异戊二烯单位麦角新碱（麦角）2020年10月2日224.单萜吲哚类：

色胺接1个单萜利血平2020年10月2日23（五）萜类生物碱

单萜类生物碱：猕猴桃碱、龙胆碱（龙胆科）倍半萜类生物碱：石斛碱（石斛）二萜类生物碱：乌头碱（乌头、附子）三萜类生物碱：少2020年10月2日24（六）甾体类生物碱如藜芦胺碱第一课件网（

）2020年10月2日25三、生物碱的理化性质（一）性状多为结晶性固体，无色，味苦。

特：1）一些小分子的生物碱如烟碱、槟榔碱等，在常温下为液体；2）大多无色，但分子中有较长的共轭体系并有助色团存在时，颜色加深；如小檗碱和蛇根碱显黄色，小檗红碱显红色3）有些味甜，如甜菜碱。2020年10月2日26小檗碱四氢小檗碱2020年10月2日27（二）旋光性

大多生物碱是手性分子，具有旋光性，天然产物多为左旋。

1）旋光性受溶剂、pH等影响：如麻黄碱在氯仿中呈左旋，在水中呈右旋；烟碱在中性条件下呈左旋，在酸性下呈右旋；

2）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（如仅左旋去甲乌头碱有强心作用）。2020年10月2日28（三）溶解性1.游离碱

亲脂性生物碱：叔胺碱、仲胺碱；（不溶或难溶于水，易溶于亲脂性有机溶剂如苯、乙醚、氯仿和甲醇、乙醇中）；亲水性生物碱：季铵碱、生物碱氮氧化物；（易溶于水和甲醇、乙醇中，不溶或难溶于亲脂性有机溶剂）；2020年10月2日292.生物碱的盐类似于亲水性生物碱，一般不溶于氯仿，可溶于水。可分为有机酸盐和无机酸盐，无机酸盐在水中溶解度大于有机酸盐。

2020年10月2日303.特殊情况

既溶于亲脂性有机溶剂，也可溶于水：一些小分子的生物碱和液体生物碱。两性生物碱：含有酚羟基或羧基的生物碱。含隐性酚羟基者，如汉防己乙素。

具有内酯或内酰胺结构。特殊生物碱盐

A.难溶于水：如盐酸小檗碱、草酸麻黄碱；

B.溶于氯仿：如盐酸奎宁。

吗啡R=H可待因R=CH3

2020年10月2日31粉防已甲素R=CH3粉防已乙素

R=H2020年10月2日32（四）生物碱的检识1.沉淀反应1）原理在酸水或酸性稀醇中，沉淀试剂与生物碱盐生成更大分子的难溶于水的复盐或络合物。

2）常用沉淀试剂：①重金属盐碘化铋钾试剂（KBiI4）橘红色沉淀碘-碘化钾试剂（KI-I2）红棕色沉淀碘化汞钾试剂（HgI2-2KI）类白色沉淀2020年10月2日33③酚类苦味酸或鞣酸均生成黄色沉淀④复盐雷氏铵盐NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]生成红色沉淀或结晶

②酸类硅钨酸试剂(SiO2.12WO3)乳白色沉淀2020年10月2日343）生物碱沉淀反应的应用A

检识是否存在生物碱

一般需选用三种以上的沉淀试剂进行反应，如均有沉淀反应，可判断为阳性结果。B

用于生物碱的分离纯化

如雷氏铵盐常用于分离纯化季铵型水溶性生物碱C

薄层或纸层色谱的显色剂

如改良碘化铋钾试剂，在薄层上呈现桔红色斑点

2020年10月2日354）操作注意：①沉淀条件：稀酸水溶液或稀醇中，生物碱成盐状态；②假阴性结果：仲胺碱如麻黄碱沉淀反应阴性；③假阳性结果：因为中药中某些非生物碱物质也能与沉淀试剂产生沉淀反应，如蛋白质、多肽、鞣质等，因此在制备供试品溶液时，须净化处理除去这些物质，避免其干扰而导致错误结论。2020年10月2日362.显色试剂

专属性强—针对单一化合物

1）麻黄碱+CS2+CuSO4橘红或黄色沉淀

2）含少量甲醛的浓硫酸吗啡紫红色可待因蓝色第一课件网（

）2020年10月2日37（五）碱性1.碱性产生的原因

氮原子上的孤对电子对能接受质子而显碱性。2.碱性强弱1）用其共轭酸的PKa值来衡量；2）PKa值越大，碱性越大；

pKa>11强碱7~11中强碱2~7弱碱<2极弱碱

2020年10月2日383.影响碱性大小的因素1）N原子本身的杂化方式碱性SP3>SP2>SP哌啶四氢异喹啉脂肪胺吡啶异喹啉氰基如烟碱中的两个氮：2020年10月2日392）电性效应（影响氮原子上未共用电子云密度的分布，而影响其碱性大小）①诱导效应

供电子诱导效应（如烷基等）：使N上电子云密度增多，碱性增强。

(CH3)2NHCH3NH2NH3

PKa10.7010.649.752020年10月2日40吸电子诱导效应（如芳环、酰基、醚氧、双键、羟基、羰基、酯基等）：降低N上电子云密度，使碱性减弱。可卡因托哌可卡因2020年10月2日41②共轭效应A苯胺型：苯胺的碱性（pKa4.58）比相应的环己胺（pKa10.14）弱的多；B酰胺型：碱性极弱，几乎呈中性。2020年10月2日42C胍类：接受质子后形成季铵离子，呈更强的p-π共轭，具有高度的共振稳定性，显现出强碱性。综上所述，碱性大小顺序为：

胍类>季铵碱>脂肪胺>吡啶型生物碱>苯胺型生物碱>酰胺型生物碱2020年10月2日43例：比较下列化合物的碱性大小2020年10月2日443）空间效应（或立体效应）的影响

基团阻碍N给出电子则碱性减小；阻碍p-π共轭则碱性增大。莨菪碱东莨菪碱2020年10月2日454）分子内氢键（若结构中N附近存在羟基、羰基等取代基团，并处在有利于同生物碱共轭酸分子的质子形成分子内氢键缔合，此时共轭酸较稳定，碱性增强）和钩藤碱异和钩藤碱2020年10月2日46麻黄碱共轭酸（稳定性差）

pKa9.58（碱性弱）

伪麻黄碱共轭酸（稳定）

pKa9.74（碱性强）