天然药物化学 第十章 生物碱

第十章 生物碱

第一节 概 述生物碱(Alkaloids)是一类重要的天然有机化合 物，具有多种多样的生理活性。1806年从鸦片中分离 出吗啡碱(morphine)以后，迄今已经从自然界分出大 约10000多种生物碱。

生物碱广泛地分布于植物界，其中许多重要的植 物药如鸦片、麻黄、金鸡纳、汉防己、莨菪、延胡索、 苦参、洋金花、秋水仙、长春花、乌头等都主要含有 生物碱成分。

一、生物碱的定义定义：生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的环状化合物。环状结构排除了小分子的胺类、非环状的多胺和酰胺； 负氧化态氮排除了含硝基(+3)和亚硝基(+1)的化合物。 生物有机体是从实用考虑将其范围限于植物、动物和其 它生物有机体，同时却包括经典定义中例外的大多数化 合物如秋水仙碱、胡椒碱、苯丙胺类(如麻黄碱)和嘌呤 类(如咖啡因)等。

二、生物碱在植物界的分布生物碱在植物界分布的一般规律：1.在系统发育较低级的类群中生物碱分布较少或无。 表现在： (1)藻类、水生植物、异养植物中未发现生物碱。 (2)菌类植物如麦角菌类等少数植物中含有生物碱。

(3)地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚生物碱。(4)蕨类植物中除简单类型的生物碱如烟碱外，结构复 杂的生物碱则集中地分布于小叶型的真蕨如木贼科、 卷柏科、石松科等植物中。

二、生物碱在植物界的分布生物碱在植物界分布的一般规律：2.生物碱集中地分布在系统发育较高级的植物类群(裸子 植物，尤其是被子植物)中。表现在： (1)裸子植物中，仅紫杉科红豆杉属、松柏科属麻黄科麻 黄属、三尖杉科三尖杉属等植物含有生物碱。 (2)少数被子植物的单子叶植物中，生物碱主要分布于百 合科、石蒜科和百部科等植物中。 (3)在被子植物古生花被类双子叶植物中，生物碱主要分 布于毛茛科、木兰科、小檗科、防已科、马兜铃科、 罂粟科、番荔枝科、芸香科等植物中。 (4)在被子植物中后生花被类双子叶植物中，生物碱主要 分布在龙胆科、夹竹桃科、马钱科、茜草科、茄科、 紫草科、菊科等植物中。

二、生物碱在植物界的分布生物碱在植物界分布的一般规律：3. 生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物类群 中。 4. 越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越 窄。如莲花氏烷型异喹啉生物碱类，仅分布在毛 茛科千金藤属植物中。又如二萜生物碱主要分布 于毛茛科乌头属和翠雀属植物中。

动物界也有存在，但种类少。OH CHCH2NHCH3HO CH2CH2N(CH3)2

OH OH

N H

肾上腺素

蟾酥碱

三、生物碱的存在形式根据分子中氮原子所处的状态主要分为六类：1.游离

碱：少数碱性极弱的生物碱如那碎因、那可定

2.盐类：绝大多数。形成盐的酸：草酸、柠檬酸、盐酸、硫酸与硝酸等 3.酰胺类：秋水仙碱、喜树碱 4.N-氧化物：吡咯里西丁类(如野百合碱等) 5.氮杂缩醛类：如阿马林等 6.其他如亚胺(C=N)、烯胺等

第二节 生物碱的分类、生源关系及其分布生物碱种类繁多，其分类方法主要有三种:1.来源分类：如鸦片生物碱、麦角生物碱等。

2.化学分类：如托品烷生物碱、异喹啉生物碱等。3.生源结合化学分类:如来源于鸟氨酸的吡咯生物碱 等。(最能反映生物碱的生源和化学本质及其相互 关系)

一、来源于鸟氨酸的生物碱主要包括吡咯类、托品类和吡咯里西丁类

R N N R N

吡咯类

托品烷类

吡咯里西丁类

(一)吡咯类生物碱由吡咯或四氢吡咯衍生。结构简单，数目比较 少，生理活性不太显著。O N CH3 红古豆碱红古豆碱与苦杏仁酸形成的酯(简称701),临床用于降压。

N CH3

(二)托品烷类生物碱本类结构由两部分组成：双环-1(R)、5(S)-托品烷 环系和有机酸，二者多在3-位结合成酯。主要分布于 茄科颠茄属、曼陀罗属、莨菪属等植物中。H3C R O N H O C CH OH

R=H (dl-)阿托品 (均为抗胆碱药，解除平滑肌痉挛)

R=H ( l-)莨菪碱 (常用于表面麻醉)

CH3 N H OH O O C C H

CH3 N O H OH O O C C H

莨菪碱(阿托品)CH3 NO

东莨菪碱CH3 N

HO

H OH O O C C H

H OH O O C C OH

山莨菪碱

樟柳碱

1.阿托品(外消旋体)无旋光 ，其它均有旋光。 2.碱性： 莨菪碱(pka 9.65)>山菪碱>东菪碱(6.20)和樟柳碱

3.鉴别反应 (1) Vitali反应(针对莨菪酸部分) (深紫--暗红--消失)COOR CHCH2OH HNO3 O2N COOR CHCH2OH NO2 KOH C2H5OH O2N COOR C CH2OH NO2

NO2

OK

N

O

此反应樟柳碱呈阴性

二、来源于赖氨酸的生物碱主要包括哌啶类、吲哚里西丁类和喹喏里西丁类

N R哌啶类

N吲哚里西丁类

N喹喏里西丁类