学习项目一 生物碱类成分的基础知识

1、作为中药饮片生物碱类成分的基础知识，生物碱(alkaloids )是来源于生物界的含氮有机化合物，多具有复杂的氮杂环结构，与盐化学基性能呈酸结合盐，多与生物碱的沉淀试剂发生沉淀反应，具有较强的生物活性。 众所周知，含义和特征、生物碱主要分布于植物界，大部分存在于高等植物的孪生子叶植物，在5.0科以上的120个属。 与中药饮片有关的典型科有毛茛科、罂粟科、茄科、防己科、豆科等。 单叶植物也有少数科属的生物碱，如蒜科、百合科、兰科等，少数裸子植物如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科也存在生物碱。 分布、植物体内存在少数碱性极弱的生物碱，如酰胺类生物碱； 某种盐化学基性的生物碱大多以有机酸盐的形式存在，少数

2、以无机酸盐存在，如盐酸黄连素、硫酸吗啡等。 其他存在形式还有N-氧化物、生物碱等。 存在形式、生物碱具有显着和特殊的生物活性。 吗啡、延胡索乙素具有镇痛作用阿托品具有解痉作用的黄连素，苦参生物碱，蝙蝠ge碱具有抗菌消炎作用的利福平具有降血压作用的麻黄碱，止咳平喘作用的奎宁具有抗疟疾作用的苦参碱， 氧化苦参碱等具有抗心律不齐作用，秋水仙碱、长春新碱、三尖杉碱、紫杉醇等具有一定程度的抗癌作用等。 生物活性，本类生物碱以苯丙氨酸和酪氨酸为前驱物质，生物合成种类繁多(约1000种)，种类复杂，分布广泛，是一种具有较高药用价值的生物碱类型。 (1)结构和分类、有机胺类生物碱、苯丙胺麻黄碱、四氢吡咯、水杨

3、素、氮杂环类生物碱、1、五族氮杂环类生物碱、(1)单纯吡咯类，此类化合物含有三蛋白部分，结构比较简单就像吴茱萸中的吴茱萸盐化学基。吲哚靛色素胺盐化学基、(3)吲哚类、2，6元氮杂环类生物碱、(1)单纯吡啶类、(2)喹啉类、(3)异喹啉类、单纯异喹啉、苯偶酰异喹啉、原黄连素型、本类生物碱与环孢霉素类的C3-醇羟基化学基主要存在于茄科茄属、曼陀罗属、菖蒲属和天仙子属。 (4)东莨菪碱类、乌头盐化学基、(5)萜类生物碱、茄子盐化学基、(6)甾类化合物类生物碱、多数为结晶固体、少数为非晶质体粉末个别液体、烟碱、槟榔等。 生物碱苦味多。 一般为无色或白色，少数有颜色，黄连素、蛇根的碱呈黄色等。 (二)理

4、化性质、1、性状、少数液态及个别小分子固体生物碱如麻黄碱、烟碱等具有挥发性，可通过水蒸气蒸馏提取。 咖啡因等个别生物碱具有热升华性。 生物碱结构中有手性的碳原子，如果其自身是手性的分子则有旋光度。 生物碱的大姨妈活性与其旋光度密切相关，通常左旋体的大姨妈活性比右旋体强。 2、能提供旋光度、电子的电子供体是碱，能接受电子的电子接纳体是酸。 生物碱分子中氮原子上的孤电子对，会给予电子，接受质子，使生物碱变成碱性。 3、盐化学基性、(1)盐化学基性概念和盐化学基性强弱的表示方法、盐化学基性概念、生物碱盐化学基性的大小是盐化学基的盐化学基性解离常数pKb，其共轭酸的酸性解离常数pKa也能表示。 以表示

5、方法、酸性物质(HA )为例，水中的离解平衡和解离常数k在一般pH12下，酸性物质以解离状态(a )、盐化学基性物质以非解离状态(b )存在。 因此，用分配不同pH值的缓冲液和有机溶剂的方法，可以分离酸性、碱性、中性和两性物质。 现在，生物碱的盐化学基性的大小用pKa表示，pKa越大，盐化学基性越强，生物碱分子中的氮原子的孤电子对在有机胺分子中不均匀地杂种化，其盐化学基性的强弱随着杂种化的程度的提高而增强，sp3sp2sp。(2)盐化学基性与分子结构的关系、氮原子的混合方式、生物碱分子中氮原子上的电子云密度受到氮原子附近的供电化学基(烷基化学基等)和吸电化学基(各种含氧化学基、芳香环、双键等)

6、的诱导效果的影响。 供电诱导增加氮原子上的电子云密度，增强碱性的吸电诱导减少氮原子上的电子云密度，降低碱性。 当诱导效应、氮原子的孤电子对在对共轭类时，可以减弱其盐化学基性，如苯胺氮原子的孤电子对和苯环-电子形成对共轭类，使盐化学基性比氨基环己烷弱得多。 苯胺pKa=4.58，环胺pKa=10.4，共轭效应，质子体积小，但当生物碱中的氮原子质子化时，仍受空间效应的影响，会增强或减弱盐化学基性。 像东莨菪碱的分子结构一样，氮原子附近的环氧结构形成比东莨菪碱盐化学基性弱的空间屏障。空间效应、东莨菪碱pKa=9.65、东莨菪碱pKa=7.50、生物碱变成盐后，在氮原子附近有羟基化学基、羰基化学基，有

7、利于形成稳定的分子内氢键时，氮上的质子难以分离，盐化学基性强。 麻黄碱共轭酸伪麻黄碱共轭酸的平面结构(不稳定) (稳定)、氢键效应、具体生物碱方面，只要有一个以上影响盐化学基性的因素，就需要综合考虑。 一般来说，空间效应和诱导效应并存，空间效应处于主导地位，共轭效应和诱导效应并存，共轭效应处于主导地位。 很多叔胺盐化学基和仲胺盐化学基为亲油性，一般可溶于有机溶剂，特别是可溶于亲油性有机溶剂，如苯、醚、三氯甲烷，特别是可溶于三氯甲烷。 溶于酸水、不溶于水或难溶于水和碱水溶液。4、溶解性、脂溶性生物碱；(1)含有季铵、胍化学基或氮氧化物的生物碱：极性大，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于亲油性有机溶剂。 (2)小分子、极性强的生物碱：苦参碱、麻黄碱、樟柳碱等具有一定的亲水性，可溶于有机溶剂，可溶于水。 水溶性生物碱，(3)生物碱盐一般容易溶于水