第十章生物碱

第十章生物碱 主讲：吴方评

生物碱（alkaloids）概念 • 存在 • 生物活性 • 1.抗癌活性，如喜树碱。 • 2.镇痛活性，如延胡索乙素。 • 3.降压作用，如利血平。 • 4.止咳平喘，如麻黄碱。

第一节生物合成的基本原理 • 一、环合反应 • （一）一级环化反应 1.内酰胺的形成

2.希夫碱的形成

3.曼尼希氨甲基化反应 • 例如：

4.加成反应 冉特可林酮

（二）次级环化反应 • 1.酚的氧化偶联 • 过程：酚自由基的形成→自由基的偶联→芳香化（1）酚自由基的形成

（2）自由基的偶联 • 例如：邻对偶联

邻－碳偶合 邻－碳偶合

（3）芳香化 • 1）稀醇化（芳香化）如上两例。 • 2）碳碳键的迁移再芳香化。

3）碳碳键的裂解再芳香化 • 例如：

二、C－N键的裂解 • （一）内酰胺的开环 • （二）Hofmann降解和Von Braun降解反应

1. Hofmann降解（彻底甲基化反应） • 起始物为伯、仲、叔胺用CH3I和Ag2O完全甲基化，生成季铵盐，再加热季铵盐，消除β－H，同时伴随C-N键的断裂生成三甲胺和稀。

2. Von Braun降解反应 • Von Braun降解反应即采用溴化氰与叔胺反应使C-N键断裂。

第二节生物碱的结构与分类 • 三种分类方法 • 一、按来源分鸦片生物碱、乌头碱、麦角生物碱等。 • 二、按化学结构分类托品烷生物碱、异喹啉生物碱等。 • 三、按生源结合化学结构分类来源于鸟氨酸的生物碱、来源于赖氨酸的生物碱等。

一、有机胺类生物碱 • 中麻黄

秋水仙碱 秋水仙

益母草 益母草碱

红古豆碱 党参碱二、杂环衍生物类生物碱 • 吡咯、吡啶类生物碱，常见中药如山莨菪、党参等。

（二）吡啶类生物碱 • 包括简单吡啶类和双稠哌啶类 • 1.简单吡啶类槟榔碱烟碱蓖麻碱

羽扇豆碱 金雀花碱小叶金雀花 • 2.双稠环哌啶类

颠茄曼陀罗天仙子（三）、莨菪烷类生物碱

喜树碱 白藓碱白藓皮喜树（四）、喹啉类生物碱 • 具有喹啉母核及其衍生物的生物碱

千金藤碱 （四）、异喹啉类生物碱 • 1.双苄基异喹啉 • 常见中药：千金藤

罂粟碱

黄连 • 2.原小檗碱型 • 基本母核为：

3.阿朴啡型 • 母核结构为：鹅掌楸碱鹅掌楸

4.吗啡烷型 • 基本母核为：青藤碱

5.啡啶衍生物 • 基本母核为白屈菜碱白屈菜

（六）、吲哚生物碱 长春花

三、萜类生物碱 • 小叶黄杨小叶黄杨碱

四、甾体生物碱 • 番茄碱贝母碱

第三节生物碱的理化性质 • 一、性状 • 二、旋光性 • 三、溶解性 • 四、生物碱的检识 1.沉淀反应 2.显色反应常用的显色剂是改良的碘化铋钾。

五、生物碱的化学性质和反应 • （一）碱性 1.碱性的产生及强度表示 2.碱性与分子结构的关系（1）氮原子的杂化方式碱性强弱 sp3＞sp2＞sp （2）诱导效应供电诱导碱性增强吸电子诱导碱性减弱

2.碱性与分子结构的关系 （1）氮原子的杂化方式碱性强弱 sp3＞sp2＞sp （2）诱导效应供电诱导碱性增强吸电子诱导碱性减弱思考题 1.比较下列三组化合物的碱性强弱与与麻黄碱去甲麻黄碱去甲麻黄碱苯异丙胺

（3）共轭效应 • 生物碱中常见的共轭效应有三种类型：苯胺型、烯胺型、酰胺型 1）苯胺型思考题 2.请比较N1与N2碱性的强弱毒扁豆碱

2）稀胺型 3）酰胺型由于形成P-π共轭，碱性减弱。

（4）空间效应 • 思考题 3.比较下列生物碱碱性的强弱。与

（5）氢键效应 • 例如： 10-羟基二氢去氧可待因顺式的碱性强于反式。 10-羟基二氢去氧可待因

（二）成盐反应 • 多数生物碱能与酸反应生成盐。 • 小檗碱理化性质实例讲解 1.性状 2.碱性 3.溶解性 4.成盐反应 5.与氢氧化钠反应呈棕色或黄色 6.与丙酮的加成反应

第四节生物碱的提取与分离 • 一、总生物碱的提取与分离 • （一）溶剂法 • 1.酸水提取法

2.醇类溶剂提取法： • 甲醇和乙醇为亲水性溶剂，其分子比较小，容易透入中草药组织，而中药中的生物碱（游离或成盐）可以被溶解。

3.碱化有机溶剂提取法： • 常用的有机溶剂有苯、氯仿、二氯乙烷等。提取时先将中药粉末加碱水湿润（常用石灰乳、10%氨水或碳酸钠的水溶液），再用上述溶剂提取。 • 优点：溶剂选择作用比醇强，提出的水溶性杂质很少。 • 缺点：是溶剂成本高，提取时间较长，不安全，有毒性，易燃。

（二）离子交换树脂法 • 将酸水提取液通过阳离子交换树脂柱，生物碱则被树脂吸附，而杂质则随溶液流出。然后用碱液处理树脂，溶剂洗脱，则得到游离的总生物碱。

（三）沉淀法 • ①酸提取碱沉淀法（溶剂沉淀法） • 利用生物碱（游离）难溶于水而产生沉淀。 • 适用于碱性弱的Alk。

②盐析法 • 利用生成难溶于水的Alk盐而沉淀。例如：

二、生物总碱的分离 • 1.根据Alk及其盐的溶解度不同进行分离—重结晶法。例如：氧化苦参碱的分离

2.利用Alk碱性强弱的不同进行分离——pH梯度萃取法2.利用Alk碱性强弱的不同进行分离——pH梯度萃取法 • 碱度不同的混合生物碱在酸水溶液中，加适量的碱液，用有机溶剂萃取，则碱性较弱的生物碱将先游离析出转入有机溶剂层中，而与碱性较强的生物碱分离。反之，将总碱溶于有机溶剂中用不足以中和总碱的适量酸水萃取，则强碱先成盐而优先转入酸水层，而与碱性较弱的生物碱分离。

3.色谱法： • ⑴吸附剂：柱色谱法常用氧化铝（有时也用硅胶等）；通常选中性或偏碱性。 • ⑵展开剂：分离游离Alk时，常以苯、乙醚、氯仿等溶剂洗脱。 • 还有离子交换色谱、凝胶色谱等方法用于生物碱的分离。

第十章 生物碱