1、第十章生物堿，目的是1 .就是理解生物堿的意義、生長途徑、分類、分布和生理活動(dòng)。2.確定生物堿物理化學(xué)性質(zhì)、提取、分離和檢查方法。3.熟悉生物堿結(jié)構(gòu)研究方法。4.掌握主要生物堿結(jié)構(gòu)，熟悉主要生物堿生理活動(dòng)。第一節(jié)概述1生物堿的意義及特征1的意義生物堿是指起源于生物界的含氮有機(jī)化合物。2特征大部分具有比較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮原子在環(huán)內(nèi)結(jié)合。大部分是堿性的，可以是酸和鹽。大部分具有顯著的生理活性。據(jù)悉，2生物堿分布及存在形態(tài)1分布生物堿主要分布在植物界，絕大多數(shù)存在于高等植物的雙子葉植物中，存在于50多個(gè)和120多個(gè)屬中。與中藥有關(guān)的幾個(gè)茄子典型科，包括毛茛科(黃蓮、奧杜邦、亞科)、罌粟科(罌粟、煙

2、草)、茄子(洋金花、顛茄、東莨菪堿)防己科(韓芳基、北豆根)、豆科(高貴妃)像麻黃、紅豆樹、三尖杉等少數(shù)裸子植物也生物堿存在。2植物體內(nèi)存在的形態(tài)，少數(shù)堿性很弱的生物堿，例如酰胺生物堿，特定的堿性生物堿，主要以有機(jī)酸鹽的形式存在。以鹽酸小檗堿、硫酸嗎啡等無機(jī)酸鹽的形式存在。其他存在形式包括N-氧化物、生物堿苷等。3生物堿的生物活性生物堿大部分具有顯著的特殊生物活性。具有嗎啡、延胡索b等鎮(zhèn)痛作用；具有阿托品抗驚厥作用；小檗堿、苦參生物堿、蝙蝠葛賓具有抗菌抗炎作用。利血平有低血壓作用。麻黃堿有緩解咳嗽和抗哮喘作用?？鼘幱锌汞懠沧饔??？鄥A、苦參堿等有抗心律失常作用。喜樹堿、秋水仙堿、長春市新堿、三

3、尖杉?jí)A、紫杉醇等具有不同程度的抗癌作用。4生物堿生物合成是生物堿生物合成途徑中的氨基酸牙齒那個(gè)草本植物。主要有奧尼汀、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、鄰氨基苯甲酸、組氨酸等。(1)生物堿生物合成的主要化學(xué)反應(yīng)1環(huán)合反應(yīng)(1)希夫堿(Schiff)形成反應(yīng)氨基和羰基添加-脫水，形成希夫堿(2)曼尼希氨甲基化反應(yīng)醛、胺、負(fù)碳離子(含有活性氫的化合物)牙齒收縮結(jié)果表明，活潑的氫被氨甲基取代，得到了曼尼希汀。曼尼希堿在生物堿，尤其是芐基異喹啉和吲哚生物堿生物合成中，很多初級(jí)環(huán)是通過曼尼希反應(yīng)產(chǎn)生的。(3)苯酚的氧化偶聯(lián)反應(yīng)是二次環(huán)化反應(yīng)。反應(yīng)過程是酚羥基化合物在植物體內(nèi)鏡酶作用中形成自由基，兩個(gè)自由

4、基配對(duì)形成新的結(jié)合。芐基四氫異喹啉形成的各種異喹啉生物堿中苯酚氧化偶聯(lián)反應(yīng)生成。二碳氮鍵的分解更重要的是霍夫曼分解和馮布勞恩分解。例如：泛利奇堿通過酚性氧化聯(lián)合反應(yīng)，形成了阿博皮型生物堿：鄰鄰鄰耦合-對(duì)準(zhǔn)耦合，雙節(jié)生物堿結(jié)構(gòu)和分類1鳥氨酸系生物堿1鳥氨酸的生物堿主要是吡咯，東莨菪堿，吡咯里西丁生物堿等。(a)吡咯烷類生物堿(b)東莨菪堿生物堿裴秀智堿生物堿、東莨菪堿環(huán)體系的C3-醇羥基和有機(jī)酸收縮合成酯。主要存在于分枝的顛茄屬，曼陀羅屬，東莨菪堿，仙屬，典型化合物東莨菪堿。其次，賴氨酸系生物堿(1)吡啶和钚類結(jié)構(gòu)比較簡單。生物源上重要的前體是钚移民鹽類。代表性的化合物有胡椒的胡椒粉(piper

5、ine)、檳榔堿、檳榔堿等。哌啶哌啶檳榔堿檳榔堿(b)奎諾利西丁的前體為賴氨酸衍生物戊二胺。牙齒生物堿種類是兩個(gè)鎢稠合一個(gè)氮原子的衍生物。主要分布在大豆、石松和天牡蠣采科。代表性的化合物是苦參中的苦參堿、氧化苦參堿等?？鄥A氧化苦參堿，(c)吲哚利西丁是吡啶和吡咯烷共享氮原子稠衍生物的衍生物。簡單吲哚里西定和一葉堿兩種，主要分布在大凡和一葉草植物上。一葉存在的一葉堿中樞神經(jīng)系統(tǒng)，具有興奮作用。吲哚里西丁一葉堿苯丙胺麻黃堿3，苯丙氨酸，酪氨酸生物堿牙齒生物堿是苯丙氨酸和酪氨酸中整體生物合成的一大類(約1000多種)，類型復(fù)雜，分布廣泛，具有較高藥用價(jià)值的生物堿類型。(1)苯丙胺類生物堿比較典型的

6、化合物是麻黃中的麻黃堿。(。(b)兩種茄子類型的生物堿，例如異喹啉生物堿1小檗堿和原小檗堿，都可以看作是兩種異喹啉環(huán)稠合的合成。在兩種茄子結(jié)構(gòu)的母核中，根據(jù)C環(huán)氧化程度分為小檗堿和原小檗堿，后者主要是乙胺堿(例如延胡索中的延胡索乙素(dl-tetrahydropalmatine)。原小檗堿小檗堿聯(lián)合呼吁乙烯2芐基異喹啉是異喹啉母核第一位芐基生物堿第一位。罌粟堿蝙蝠、加林3雙芐基異喹啉是兩個(gè)芐基異喹啉由13個(gè)醚鍵連接的生物堿類型。因?yàn)檫B接方式很多，所以類型也很多。4嗎啡甲烷類的代表性化合物包括罌粟中的嗎啡、可待因等。嗎啡嗎啡酮，4，色氨酸生物堿這種生物堿也叫吲哚生物堿，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，化合物最多

7、的生物堿。主要分布在麻田、夾竹桃、茜草科等幾十個(gè)科。(a)簡單的吲哚結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是只有吲哚母核，沒有其他雜環(huán)。表示化合物就像藍(lán)色中存在的靛藍(lán)。(諺)(乙)色氨酸吲哚等化合物含有色氨酸部分，結(jié)構(gòu)比較簡單。像吳茱萸中的吳茱萸堿。吲哚靛藍(lán)色氨酸吳茱萸堿，(3)單萜吲哚分子含有吲哚母核和C9或C10的分叉環(huán)克羅頓及其衍生物的結(jié)構(gòu)單元。羅布麻中的利血平，狗仔隊(duì)中出租車的寧等。四靈利血平5，毗鄰氨基苯甲酸系生物堿本類主要分布在喹啉和吖啶酮類生物堿，主要是百里香和植物(如百線皮中的白善堿)。6.組氨酸系列生物堿主要是咪唑生物堿，數(shù)量少。例如，蕓香和植物毛果的潤香中的毛果。7、萜類生物堿8、甾體生物堿這些生物堿

8、都有甾體母核，但氮原子不在甾體母核中。環(huán)常綠黃楊堿D，3節(jié)生物堿理化性質(zhì)1，物理性質(zhì)(1)特性1形態(tài)生物堿大部分為結(jié)晶型固體，少數(shù)為非結(jié)晶型粉末。像尼古丁、檳榔堿等液體。2味道生物堿苦味很多。三色生物堿通常無色或白色，有少數(shù)顏色，如小檗堿、蛇根堿等。有機(jī)化合物生成顏色一般應(yīng)具備長鏈共軛結(jié)構(gòu)，幫助色團(tuán)，或同時(shí)為離子型。一葉堿是淺黃色的，因?yàn)榈又械慕?jīng)典子對(duì)和共軛系統(tǒng)跨環(huán)共軛。威廉莎士比亞、氮、氮、原子、原子、原子、原子、原子)4揮發(fā)和升華少數(shù)液體狀態(tài)，個(gè)別小分子固體生物堿(例如麻黃堿、尼古丁等揮發(fā)性)，可以用水蒸氣蒸餾提取?？Х纫虻葌€(gè)別生物堿升華。，(b)如果在光學(xué)旋轉(zhuǎn)生物堿結(jié)構(gòu)中有手性碳原子

9、，或本身是手性分子，則存在光學(xué)旋轉(zhuǎn)。生物堿的生理活性與其旋轉(zhuǎn)光性密切相關(guān)，通常左手體的生理活性比右手體強(qiáng)。L-東莨菪堿等瞳孔作用比D-東莨菪堿大100倍。二甲基亞砜只有左手有很強(qiáng)的心臟作用。(3)可溶性1玻璃生物堿(1)親脂性生物堿大部分叔胺堿和仲胺堿是親脂性的，一般溶于有機(jī)溶劑。尤其溶于親脂性有機(jī)溶劑(如苯、乙醚、氯仿，尤其是氯仿)。難溶于酸性水，不溶于水，難溶于堿水。(2)親水性生物堿(親水性)主要指含有肉桂和一些氮氧化物的生物堿()。牙齒生物堿可溶于水、甲醇、乙醇，不溶于親脂性有機(jī)溶劑。(3)具有特殊官能團(tuán)的生物堿古酚羥基或羧基生物堿(陽性生物堿(酚羥基)常稱為酚性生物堿)，這些生物堿均

10、溶于算術(shù)和堿液，但在pH89中可溶性最差，容易產(chǎn)生沉淀。2生物堿鹽一般溶于水，溶于酒精，不溶于親脂性有機(jī)溶劑。一般來說，生物堿的無機(jī)酸鹽水溶性大于有機(jī)酸鹽。無機(jī)酸鹽中氧酸鹽的水溶性大于鹵酸鹽。小分子有機(jī)酸鹽比大分子有機(jī)酸鹽大。第二，化學(xué)性質(zhì)(1)堿性1生物堿堿性來源和堿性大小表達(dá)方法1)堿性來源根據(jù)路易斯酸堿電子理論，將所有能給電子的電子賦予堿。能接受電子的電子受體是酸。生物堿分子中氮原子的孤電子對(duì)可以給電子或接受質(zhì)子，使其顯示生物堿堿性。生物堿堿性大小(堿性)可以用堿的堿性離解常數(shù)pKb表示，也可以用共軛酸的酸性離解常數(shù)pKa表示。B H2O BH OH堿性共軛堿目前，生物堿堿性大小統(tǒng)一用p

11、Ka表示，pKa越大，堿性越強(qiáng)。2生物堿堿性大小及分子結(jié)構(gòu)關(guān)系(1)氮原子的雜化方式生物堿分子中，氮原子的經(jīng)典子對(duì)在有機(jī)胺分子中呈非均勻雜化雜化雜化雜化雜化雜化，堿性強(qiáng)弱隨雜化程度而增強(qiáng)。也就是sp3sp2sp。生物堿分子中堿性基團(tuán)的pKa值大小順序一般為季銨N-烷雜環(huán)脂肪胺芳香胺N-芳雜環(huán)酰胺吡咯。(2)柔道效應(yīng)生物堿分子中氮原子的電子云密度受氮原子附近供電(如烷基)和吸收器(如各種含氧基團(tuán)、芳烴環(huán)、雙鍵)柔道效應(yīng)的影響。供電誘導(dǎo)對(duì)氮原子提高電子云密度，提高堿性。吸電誘導(dǎo)降低氮原子的電子云密度，誘導(dǎo)堿性減少。關(guān)于氮捕捉稅脫結(jié)構(gòu)：具有氮捕捉稅脫結(jié)構(gòu)的生物堿往往具有質(zhì)子化和強(qiáng)堿性。氮原子的鄰碳、

12、雙鍵或-羥基子等，可以通過不同的方式配置季銨鹽，增加堿性。醇胺小檗堿也是氮雜縮醛結(jié)構(gòu)，氮原子中的孤電子對(duì)和-羥基C-O單鍵電子發(fā)生前衛(wèi)，四元小檗堿形成：，注：氮原子的孤電子與P電子的軸和共軛體系的電子軸是共面的，是產(chǎn)生P共軛效應(yīng)的必要條件。(5)空間效應(yīng)氮原子由于附近取代基的空間立體障礙或分子構(gòu)象因素，質(zhì)子難以接近氮原子，堿性減弱。東莨菪堿，(6)氫鍵效應(yīng)生物堿鹽后，在氮原子附近有助于羥基、羰基和穩(wěn)定分子內(nèi)氫鍵的形成，氮中的質(zhì)子不容易離開，堿性強(qiáng)。麻黃堿共軛體系上麻黃堿共軛體系量子平面結(jié)構(gòu)(不穩(wěn)定) (穩(wěn)定)特定生物堿，影響堿性的因素不止一個(gè)，應(yīng)綜合考慮。一般來說，空間效果和柔道效果共存，空間

13、效果處于主導(dǎo)地位。共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)共存，共軛效應(yīng)處于主導(dǎo)地位。(b)生物堿沉淀反應(yīng)1意思酸性水或稀醇中產(chǎn)生不溶于水的復(fù)鹽或復(fù)合物的生物堿反應(yīng)稱為生物堿沉淀反應(yīng)。牙齒試劑被稱為生物堿沉淀試劑。2反應(yīng)的意義和作用1)用于檢查是否有生物堿，在生物堿定性鑒別時(shí)可用作試管定性反應(yīng)和平面色譜的顯色劑。2)還可以表示生物堿萃取分離中的萃取、分離終點(diǎn)。3)個(gè)別沉淀試劑分離純化生物堿(如萊氏銨鹽)可用于沉淀季節(jié)性溴。3常用的試劑碘化鉀(Dragendorff)試劑：由KBiI4組成，產(chǎn)生生物堿反應(yīng)和橙黃色無定形沉淀(B*HBiI4)。碘化汞鉀(Mayer)試劑：其組成為K2HGI 4。生成類白色沉淀B*HHgI2或(B*H)2HgI4以及生物堿反應(yīng)。硅鎢酸試劑：由SiO212WO3nH2O組成，在生物堿反應(yīng)中生成白色或淺黃色沉淀物。雷氏銨鹽試劑：雷氏銨鹽(硫氰酸鉻銨)由NH4Cr(NH3)2 SCN(SCN)4組成，