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Imidazole Alkaloids

Imidazole Alkaloids. Imidazole (or glyoxaline) 環是來自毛果芸香之 Pilocarpine 的主核， Pilocarpine 是一個單酸性三級鹼，是以一個 Imidazole 為核心帶有一個內酯環的結構，其生合成前驅物質為組織胺酸 (histidine) ，這類生物鹼在自然界不多，僅以 Pilocarpine 為代表。. Pilocarpus 毛果芸香葉. 別名 － Jaborandi 。

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Imidazole Alkaloids

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Presentation Transcript

  1. Imidazole Alkaloids

  2. Imidazole (or glyoxaline) 環是來自毛果芸香之Pilocarpine的主核， Pilocarpine是一個單酸性三級鹼，是以一個Imidazole為核心帶有一個內酯環的結構，其生合成前驅物質為組織胺酸(histidine) ，這類生物鹼在自然界不多，僅以Pilocarpine為代表。

  3. Pilocarpus 毛果芸香葉 • 別名－Jaborandi。 • 來源－本品係下列各芸香科(Rutaceae)植物之小葉：Pilocarpus jaborandi Holme、P. pinnatifolius Lemaire、P. microphyllus Stapf。 • 產地－原產巴西。 • 商品－ 1. Pilocarpus jaborandi市場稱帕南布柯毛果芸香葉 (Pernambuco jaborandi)，呈橢圓披針形。 2. P. microphyllus市場稱馬拉漢毛果芸香葉 (Maranham jaborandi) ，較寬、較薄且較不革質。 3. P.pinnatifolius市場稱巴拉圭毛果芸香葉 (Paraguay jaborandi)葉較小、革質但更薄。

  4. 成分－ • 毛果芸香鹼(Pilocarpine)應在0.5~1%、Isopilocarpine、Pilocarpidine及Pilosine。 • Pilocarpine為一種三級胺，結構中具有imidazole環及由毛果芸香酸(Pilocarpic acid)所形成的內酯。 • 毛果芸香葉貯存一年後，鹼含量喪失至少一半；貯放兩年後即失去藥用價值。

  5. Pilocarpine • Pilocarpic acid的內酯，是一種油狀似糖漿狀的液體，其鹽類甚易結晶。 • 取得方式：是以毛果芸香葉之粉末混合碳酸鈉後以苯萃取，苯萃取液再以稀鹽酸或稀硝酸震搖分層萃取，酸液再次鹼化後，以氯仿萃取，再次與酸震搖後，令生物鹼鹽類形成結晶。 • 作用－Pilocarpine直接在眼內刺激Muscarinic型受體，引起瞳孔與睫狀肌收縮。 • 用途－用於窄角型青光眼(glaucoma) ，使瞳孔縮小，以打開前室角以改善淚液的流出；在慢性廣角型青光眼，淚液流出與瞳孔收縮無關，睫狀肌收縮可間接作用於trabecular系統，以促使淚液流出。

  6. Pilocarpine HCl or Pilocarpine HNO3 • 膽鹼性眼科局部用藥，用於青光眼的治療；Pilocarpine HCl 以0.25~10% 、 Pilocarpine HNO3以0.5~6% 眼用藥水施於結膜上；須告知患者於使用藥水後應即洗手。

  7. Steroidal Alkaloids固醇類生物鹼 • 固醇類生物鹼原自六個異戊烯單位的生合成系統，可以說它是固醇或三萜類的生合成，因為含有氮而具鹼性，氮素通常在生合成的後半段轉入，它可以是環狀系統的一員，也可以是甲基化的胺基；固醇類生物鹼最常發現於夾竹桃科、黃楊科(Buxaceae) 、百合科(Liliaceae)與茄科植物。 • 此類重要藥物以綠藜蘆(Veratrum viride)及白藜蘆(Veratrum album)為主。

  8. Veraturm viride 綠藜蘆 • 別名－American hellebore or Green hellebore。 • 來源－本品係百合科植物，綠藜蘆(Veratrum viride Aiton)之根及根莖。 Veratrum是拉丁文vere與ater ，意為truly與black， viride是拉丁文的green 。 • 產地－ New England，美國東部North Carolina Tenessee northern Geogia、英國、加拿大。

  9. 成分－依化學結構分為三大類： • Steroidal base (Alkamines)與有機酸所形成的酯類：Cevadine、Germidine、Germitrine、Neogermitrine、Neoprotoveratrine和Veratridine。其中以Germidine及Germitrine為主要療效成分。 • Alkamines glucosides：Pesudojervine及Veratrosine。 • Alkamine：Germine、Jervine、Rubijervine及Veratramine。 • 用途－小劑量具有降血壓及心肌抑制、鎮靜作用。

  10. White hellebore白藜蘆 • 別名－European hellebore。 • 來源－本品係百合科植物，白藜蘆(Veratrum album L.)之乾燥根莖。 • 性狀－外表特徵和構造與綠藜蘆相似，但外表顏色較淡。 • 產地－歐洲中部及南部。

  11. 成分－ • 成分和藜蘆相似，最具活性的成分為酯類生物鹼的Protoveratrine A and B (藜蘆鹼A和B )。

  12. Protoveratrine A → Protoverine + Acetic acid + Methylbutyric • Acid + Methylhydroxybutyric acid • Protoveratrine B → Protoverine + Acetic acid + Methylbutyric • Acid + Methyldihydroxybutyric acid • 用途－具降血壓作用但不供醫療使用，僅做抽取生物鹼之來源。白、綠藜蘆均可做殺蟲劑。

  13. Purine Alkaloid 嘌呤類生物鹼 • Purine是由6員環的嘧啶環(pyrimidine)及5員環的imidazole合併形成。嘌呤本身並不存在於自然界，但其衍生物有很多具有生物學上的意義。 • 在藥學上重要的嘌呤類生物鹼皆為2,6-dioxypurine (黃嘌呤Xanthine)的甲基化(methylated)衍生物。如：咖啡鹼(Caffeine)、茶鹼(Theophylline)及可可鹼(Theobromine) 。本類化合物為中樞興奮劑。

  14. Biogenetic origins of Purine Alkaloids

  15. Caffeine • 1,3,7-Trimethylxanthine • 存於咖啡、茶、可可、瓜拿納(Guarana)、可拉(Cola)及馬黛茶(Maté) ；也可以化學合成，較長萃取自茶葉、茶粉或茶掃 (Tea sweepings) 、或回收自咖啡烘烤箱。 • 呈白色粉末或發亮針狀結晶，具苦味，加熱昇華而不會分解。 • Caffeine在與citric acid、salicylates、benzoates及bromides同時存在下，水溶性會大增，醫療上Caffeine常與citric acid及sodium benzoate做成鹽類供藥用；後者常用做藥物中毒時之甦醒劑(Analeptics) 、急性循環衰竭(acute circulation failure)之刺激劑及利尿劑的用途。

  16. Theophylline • 1,3-Dimethylxanthine • 與theobromine互為異構物，於1885年得自茶葉，也可以caffeine半合成。 • 呈白色，無臭，具苦味之結晶性粉末，可溶於120份水中，與鹼性物質結合後水溶性會有明顯的增加。 • Theophylline及相關化合物主要用於平滑肌之鬆弛用途，用於氣喘(Bronchial asthma)之症狀解除或預防發作與可逆性慢性氣管痙攣與肺氣腫(Emphysema)之治療。此外Theophylline也具有利尿作用。

  17. Theobromine • 3,7-Dimethylxanthine • 得自乾燥成熟之可可豆(Theobroma cacao)或合成。 • 呈白色，具苦味之結晶性粉末，於260℃時昇華，微溶於水及醇，但是與鹽類混合形成鹼性溶液時則易溶於水，如水楊酸鈣、醋酸鈉及水楊酸鈉等。 • 具利尿與平滑肌鬆弛作用，中樞興奮作用較弱。

  18. 茶葉Tea • 別名－Thea • 來源－本品係山茶科植物，茶(Camellia sinensis)之乾燥葉或葉芽。 • 產地－中國、印度、日本、印尼。 • 組織－具異型石細胞。 • 成分－ Caffeine (Theine)約1~4%，少量的 Theophylline、Theobromine、Adenine；Gallotannic acid約15% 及0.75%常溫下為固體的芳香黃色揮發油。 • 用途－中樞呼吸神經興奮劑、飲料、收斂劑◦

  19. Coffee 咖啡豆 • 別名－Coffee seed、Coffee bean。 • 來源－本品係茜草科植物，咖啡(Coffea arabica L.、C. liberica Hiern)之成熟乾種子。 • 產地－原生於衣索匹亞及東非的其他部分。廣泛於熱帶地區栽培，尤其是印度、蘇門答臘、斯里蘭卡及中、南美洲(巴西)等地。

  20. 成分－Caffeine約1~2%、Trigonelline 0.25%；3~5%Tannin；10~13%脂肪油，由Trioleoylglycerol及tripalmitoylglycerol組成；15%的glucose及dextrin；10~13%蛋白質。 • 咖啡豆烘培時，種子膨脹並變成暗棕色，咖啡香是一種稱Caffeol的油，由50%的furfurol及微量的valerianic acid、phenol及pyridine組成。在烘培同時亦將caffeine自與chlorogenic acid的結合態釋出，caffeine在此時產生昇華作用，其商業來源，多由在烤爐接上condenser來收集caffeine。

  21. Kola可拉 • 別名－Cola、Kolanut。 • 來源－本品係梧桐科植物，Cola nitida (Ventent) Schott et Endlicher及其他Cola屬植物之乾燥子葉(Cotyledon)。 • 產地－非洲西部、西印度群島。 • 成分－Caffeine不少於1%，kolanut內可高達3.5%、可可鹼(Theobromine)則在1%以下，另有Kolacatechin。

  22. Cola nitida

  23. Guarana瓜拿那 • 別名－Brazilian cacao。 • 來源－本品係無患子科(Sapinaceae)匍匐性植物，瓜拿那(Paullinia cupana Kunth)之壓潰種子糊。 • Guarana的種仁與水混合磨成糊後曬乾或烤乾。 • 產地－巴西、烏拉圭。 • 成分－咖啡鹼(Caffeine)約2.5~5%、Catechutannic acid約25%。 • 用途－中樞神經興奮劑、收歛劑。

  24. Maté or Paraquay Tea馬黛茶或巴拉圭茶 • 來源－本品係冬青科(Aquifoliaceae)植物，巴拉圭茶(Ilex paraguariensis St. Hil.)之葉。 • 產地－南美。 • 成分－Caffeine可達2%、Caffeotannic acid約25%。 • 用途－大劑量作為瀉劑，並有發汗及利尿作用。

  25. Alkaloidal amines生物鹼胺 • 本類生物鹼不含雜環氮原子，即氮原子不在雜環上，稱非典型生物鹼(Aytpical alkaloids)，又稱Protoalkaloid、Non-heterocyclic alkaloid 或Biological amine，如Ephedrine屬於Alkaloid amine，Colchicine屬於Alkaloid amide。 • 本類生物鹼大多是苯乙胺(phenylethylamine)衍生物，其生合成前驅物為苯丙胺酸(Phenylalanine)或酪胺酸(Tyrosine)，如Colchicine生合成。 • 其他如屬於Tryptamine衍生物之生物鹼胺之生合成前驅物質為Tryptophan。如大麥(Hordeum vulgare)之Gramine、墨西哥毒蕈(Psilocybe semperviva)之Psilocybin及許多動植物所含之Serotonin及Bufotenine。

  26. 麻黃 Ephedra • 別名－Ma-Huang • 來源－本品係麻黃科植物，草麻黃(Ephedra sinica Stapf)、木賊麻黃(E. equisetina Bunge)及山麻黃(E. distachya L.)之乾燥地上部分或全草。 • 產地－中國東南沿海一帶、印度、巴基斯坦。 • 性狀－麻黃為矮小灌木，雌雄異株，具鱗片狀葉，壓碎時散發芳香氣味，嚐之味苦麻而有收歛性。

  27. E. sinica

  28. E. equisetina

  29. E. distachya

  30. 成分－麻黃鹼(Ephedrine、(-)-erythro- a-[1-(Methylamino) ethyl] benzyl alcohol)為主成分，不與Mayer‘s 試劑產生沈澱。另有甲基麻黃鹼(d-N-Methylephedrine)、偽麻黃鹼(d-Pseudoephedrine)、偽麻黃鹼(d-N-Methylpseudoephedrine)、正麻黃鹼(l-Norephedrine)、偽麻黃正鹼(d-Norpseudoephedrine)。

  31. Ephedrine • (-)-erythro-α-[1-(Methylamino) ethyl] benzyl alcohol • 得自麻黃屬植物，或由L-1-Phenyl-1-acetylcarbinol與甲基胺經環原性縮合化學合成取得。 • 呈白色簇狀或針狀結晶，可溶於水、醇、氯仿、乙醚及石油醚。

  32. Ephedrine是一個強效型類交感作用劑可興奮alpha (a)、beta1 (b1)及beta2 (b2)型交感受體。一般認為beta腎上腺性作用，會活化腺核苷環化酶(Adenyl cyclase)合成環狀腺核苷3’,5’-單磷酸酯(c-AMP) ，而alpha型則為抑制此作用。 • Ephedrine口服或注射皆可透過b2型腎上腺性作用，弛放氣管平滑肌，而b1型腎上腺性作用則對心臟產生收縮力加強的效果(inotropic effect) ；另 a型腎上腺性作用造成皮膚及黏膜的血管收縮作用。

  33. 副作用 • 大劑量時Ephedrine會引起高血壓、頭痛、暈眩、心悸、嘔吐，並同時因其為中樞神經興奮劑而造成不眠(Insomnia)及緊張(nervousness) 。

  34. Ephedrine sulfate 呈白色細緻或粉末性結晶，曝光變暗。 用於低血壓(Hypotension)及過敏性疾病如氣喘之處理，也用於鼻塞之處置 Ephedrine HCl 亦呈白色細緻或粉末性結晶，曝光變暗。 易溶於水及熱醇，但不溶於乙醚。 藥理作用、用途皆與Ephedrine 相同。

  35. Peyote摩根 • 別名－Mescal buttons • 來源－本品係仙人掌科植物，乳母玉(Lophophora williamsii (Lem.) Coulter)之乾燥枝梢。 • 產地－原產於墨西哥北部及美國西南部。 • 成分－主成分為Mescaline(3,4,5-Trimethoxy-β-phenylethylamine)。另含Anhalanine、Anhalamine與Anhalidine。

  36. 用途－為一種迷幻藥，使用於印第安慶典，主要作用為引起幻覺和欣快感，造成神智昏擾。用途－為一種迷幻藥，使用於印第安慶典，主要作用為引起幻覺和欣快感，造成神智昏擾。 • 其他迷幻藥由蕈類(Psilocybe mexicana Heim)所得的Psilocybin及LSD。這些藥物在精神科藥理研究上有其重要價值。

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