天然药物化学第六章全解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章,生物碱,Alkaloids),教学目标:,1、掌握生物碱的构造类型。,2、掌握生物碱的理化性质和检识方法。,3、理解提取总生物碱的原理。,4、掌握生物碱的提取、别离方法。,5、熟悉主要生物碱的生理活性。,6、熟悉生物碱的构造研究方法。,生物碱是一类十分重要的天然有机化合物，也是一类研究得最早的有生物活性的天然化合物。,生物碱的含义,生物碱一般指植物中含N的有机化合物，大多数具有氮杂环构造，呈碱性并有较强的生物活性。但也有例外，麻黄碱的氮原子不在杂环内，秋水仙碱几乎没有碱性。有些来源于生物界的含氮衍生物：氨基酸、蛋白质、维生素等不属于生物碱。,第一节 生物碱的化学分类,根据生物碱的化学构造可分为以下主要类型：,一、有机胺类生物碱,构造特点: 氮原子不在环状构造内。,平喘作用,收缩子宫、镇静、利尿,益母草碱,麻黄碱,6.1 生物碱的化学分类,二、吡咯类：由哌啶或吡啶衍生而成,(一)哌啶或吡啶类,这类生物碱构造较简单：,哌啶,吡啶,毒芹碱,烟碱,(二)吲哚里西啶类,这是由哌啶和吡咯啶共用一个氮原子的稠环衍生物.,6.1 生物碱的化学分类,吲哚里西啶,一叶萩碱,植物一叶萩，兴奋中枢神经，用于治疗面神经麻痹及小儿麻痹后遗症,(三)喹喏里西啶类,这类生物碱是由二个哌啶共用一个氮原子的稠环衍生物。,6.1 生物碱的化学分类,喹喏里西啶,苦参碱,抗癌活性,三、莨菪烷类生物碱,是由莨菪烷衍生的氨基醇和有机酸结合的一元酯。,6.1 生物碱的化学分类,阿托品,解痉、镇痛、解毒,莨菪烷,四、喹啉类生物碱,以异喹啉或四氢异喹啉为根本母核。,一简单异喹啉,6.1 生物碱的化学分类,异喹啉,萨苏林：有降压作用,二苄基异喹啉型,6.1 生物碱的化学分类,苄基异喹啉,罂粟碱,解痉作用,三双苄基异喹啉型,由两个分子的苄基异喹啉衍生物通过醚键结合而成。,6.1 生物碱的化学分类,蝙蝠葛碱,四原小檗碱型,可视为两个异喹啉稠合而成：,6.1 生物碱的化学分类,原小檗碱型,小檗碱,抗菌消炎作用,五吗啡烷型,有一局部饱和的菲核。,6.1 生物碱的化学分类,吗啡碱,吗啡烷,五、吲哚类生物碱,吲哚类生物碱主要由色氨酸衍生而成，根据其构造特点大致可分为以下几类：,(一)单吲哚类,只含有一个氮原子，即只有吲哚母核,6.1 生物碱的化学分类,吲哚,大青素B,(二)色胺吲哚类,(三)半萜吲哚类,这类生物碱主要存在于麦角,6.1 生物碱的化学分类,色胺,晗尔明碱,麦角新碱：,兴奋子宫作用,(四)单萜吲哚类,由色胺和一个单萜10C或9C形成的吲哚类生物碱。,(五)二聚吲哚类,由二分子单萜吲哚类生物碱聚合而成。,CC聚合：长春碱(vinblastine)、长春新碱(vincristine)。,6.1 生物碱的化学分类,长春花碱,六、其他类生物碱,一吡咯类衍生物,由吡咯和四氢吡咯衍生的生物碱,6.1 生物碱的化学分类,吡咯,红古豆碱,二喹啉类衍生物,6.1 生物碱的化学分类,喹啉,奎宁,三嘌呤及黄嘌呤类衍生物,这类生物碱含有嘌呤母核或黄嘌呤母核,嘌呤,香菇嘌呤,6.1 生物碱的化学分类,四萜类衍生物,萜类生物碱形成过程中没有氨基酸参与生物合成这类生物碱一般具有较强的生物活性。,6.1 生物碱的化学分类,猕猴桃碱,五甾体类生物碱,具有甾体母核，还有氮原子。这类生物碱的氮原子可构成杂环，也可存在环外，但都不存在于甾体母核内。,6.1 生物碱的化学分类,贝母碱：,六大环类生物碱,吡类生物碱中氮原子在大环上。,美登木碱,6.1 生物碱的化学分类,第二节 生物碱的理化性质,一、性状,大多数为结晶形固体，有些是非结晶形粉末。少数在常温下是液体。液体生物碱分子中大多数不含氧或氧原子结合成的酯，如烟碱。,个别有挥发性 ，可以蒸馏，如麻黄碱极少数有升华性 ，如咖啡因,多数具有苦味，少局部有甜味，如甜菜碱甜。,多无色或白色晶体，只有少数其较长的共轭体系而呈现不同颜色。如小檗碱和蛇根碱显黄色，小檗红碱显红色。,二 、 旋光性,大多生物碱是手性分子，具有旋光性，天然产物多为左旋。,生物碱的生物活性与其旋光性有关，通常左旋体的生理活性比右旋体强，如左莨菪碱是右莨菪碱散瞳的100倍。,例外：右旋古柯碱局麻作用强。,6.2,生物碱的理化性质,三、碱性,一碱性的产生,因生物分子中氮原子上的孤对电子对，能承受质子而显碱性。,6.2,生物碱的理化性质,二碱性强弱与分子构造的关系,1N原子的杂化方式：,碱性 SP3SP2SP,P电子成分比例越大，越易供电子，那么碱性越强,异喹啉,四氢异喹啉,6.2,生物碱的理化性质,2诱导效应：,如果生物碱分子构造中氮原子附近存在供电基团烷基能使氮原子电子云密度增加，而使其碱性增强。但是叔胺碱性弱于仲胺，其原因是叔胺构造中的三个甲基阻碍了氮原子承受质子的能力，因而碱性降低。,NH3 H3C-NH2 H2C-NH-CH3,6.2,生物碱的理化性质,假设存在吸电子基苯、 羰、酯、醚、羟、双键使氮电子云密度降低，使碱性降低,6.2,生物碱的理化性质,3共轭效应,1、当生物碱分子构造中氮原子的孤电子对处于p- 共轭状态时，电子云平均化使其碱性降低。,12正丁醇萃取,水溶性生物碱,酸化，加生物碱沉淀试剂，滤过,沉淀,分解,水溶性生物碱,二、单体生物碱的别离,利用生物碱碱性的差异进展别离,2 利用生物碱或生物碱盐溶解度的差异进展别离,利用生物碱特殊功能基不同进展别离,薄层,利用色谱法进展别离,HPLC,6.4 生物碱的别离,举例 防己,枯燥根具有利水消肿、祛风止痛的成效。用于治疗水肿脚气，小便不利，湿疹疮毒。,一化学成分,粉防己碱 R=CH3,防己喏林碱 R=H,粉防己碱碱性,防己喏林碱,二理化性质,粉防己碱：无色针状结晶乙醚,mp 217218，可溶于冷,苯和乙醚。,防己喏林碱：虽然含有酚羟基，但不溶于碱,水溶液。酚羟基形成分子内,氢键或空间位阻效应，称为隐,性酚羟基。,6.5 举例防己,三提取别离,1 总碱的提取,回收乙醇至糖浆状，搅拌下倒入50的1HCl中，过滤,防己粗粉,95乙醇回流提取3次,乙醇液,滤液,不溶物,用环己烷醋酸乙酯（1：3）萃取2次,萃取液,酸水液,加NH,4,OH调pH，再用以上混合溶剂萃取,萃取液,类白色沉淀（防己总碱）,无水Na,2,SO,4,脱水、蒸干、抽松、丙酮处理,碱水液,6.5 举例防己,2 粉防己碱和防己喏林碱的别离,4570ml粉防己碱,防己总碱（200300mg）,硅胶G干柱,80120ml防己喏林碱,丙酮热溶，用1.52.0g硅胶G拌匀，,晾干后上柱（薄层G30g,干法装柱,）,用环己烷醋酸乙酯二乙胺（6:2:1）加压洗脱，TLC检查流份，相同合并,6.5 举例防己,思考题：,1、按化学构造生物碱可分为几类？,2、简述利用生物碱碱性强弱不同从酸水中别离生物碱的方法。,3、试从氮原子的杂化方式分析生物碱的碱性强弱。,4、比较麻黄碱、去甲麻黄碱及苯异丙胺三者的碱性强弱，并说明为什么？,5、简述生物碱醇提取-酸化-碱化-亲脂性溶剂萃取的方法。,6、以麻黄中的麻黄碱为例，讨论离子交换树脂法别离生物碱的原理与步骤。,7、简述生物碱PH梯度萃取法的原理，怎样运用PH梯度萃取法别离不同的生物碱？,8、某中药乙醇提取液中含有酚性叔胺碱、季铵碱、糖等水溶性成分，设计别离得到各类生物碱的流程。,