第二章 生物碱
考点精要: 1.生物碱的含义、存在形式及重要成分 2.生物碱的结构与分类 3.生物碱的理化性质 (碱性及其与结构的关系、沉淀反应) 4.生物碱的提取与分离 5.生物碱的色谱检识 6.实例:苦参、麻黄、黄连、川乌、洋金花、马钱子
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第一节 基本内容
一、生物碱的定义 生物碱(Alkaloids)指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 大多有较复杂的环状结构,氮原子结合在环内(特例:有机胺类生物碱N原子不在环内); 多呈碱性,可与酸成盐; 多具有显著的生理活性。 一般来说,除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸以及含氮维生素等动、植物体必需的含氮有机化合物外,其他含氮有机化合物均可视为生物碱。
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二、生物碱的分布 植物类型 |
科属 |
双子叶植物 (多见,已知有50多个科的120多个属) |
如毛茛科(黄连属黄连,乌头属乌头、附子)、防己科(汉防己、北豆根)、罂粟科(罂粟、延胡索)、茄科(曼陀罗属洋金花、颠茄属颠茄、莨菪属莨菪)、马钱科(马钱子)、小檗科(三棵针)、豆科(苦参属苦参、槐属苦豆子)、芸香科吴茱萸属(吴茱萸)等 |
单子叶植物 |
如石蒜科、百合科(贝母属的川贝母、浙贝母)、兰科等 |
裸子植物 |
如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科和松柏科等 |
低等植物 |
如烟碱存在于蕨类植物中,麦角生物碱存在于菌类植物中 |
地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。 藻类、水生类植物中未发现生物碱。 |
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宝马别逗罂粟 (毛茛科、马钱科、茄科、豆科、罂粟科) 防己终于小破 (防己科、吴茱萸属、小檗科) 存在形式 ①酰胺形式; ②游离形式:少数极弱碱,如那可丁; ③有机酸盐形式:绝大多数生物碱,如柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐等; ④无机酸盐形式:少数盐酸生物碱,如盐酸小檗碱、硫酸吗啡等; ⑤极少数以N-氧化物、生物碱苷等形式存在。 |
三、生物碱的分类及结构特征 (一)吡啶类生物碱 此类生物碱多来源于赖氨酸,是由吡啶或哌啶衍生的生物碱,其结构简单,数量较少,主要有两种类型。 1.简单吡啶类 此类生物碱分子较小,结构简单,很多呈液态。如槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱,烟草中的烟碱,胡椒中的胡椒碱等。 |
2.双稠哌啶类 由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成的杂环,具喹喏里西啶的基本母核。主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。如苦参中的苦参碱、氧化苦参碱,野决明中的金雀花碱等。 |
(二)莨菪烷类生物碱 此类生物碱多来源于鸟氨酸,由莨菪烷环系的C3-醇羟基与有机酸缩合成酯。主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨菪属和天仙子属。重要的化合物有莨菪碱、古柯碱等。
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(三)异喹啉类生物碱 这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系,具有异喹啉或四氢异喹啉的基本母核,在植物中分布广泛,数目较多,具有多方面的生物活性。根据其基本结构又分为多种类型,主要类型如下。 1.简单异喹啉类如鹿尾草中的降血压成分萨苏林,是四氢异喹啉的衍生物。
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2.苄基异喹啉类 苄基异喹啉类又分为1-苄基异喹啉类和双苄基异喹啉类。 (1)1-苄基异喹啉类:为异喹啉母核1位连有苄基的一类生物碱。如罂粟中具解痉作用的罂粟碱,乌头中的强心成分去甲乌药碱,厚朴中的厚朴碱等。
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(2)双苄基异喹啉类:为两个苄基异喹啉通过1~3个醚键相连接的一类生物碱。 如存在于防己科北豆根中的主要酚性生物碱蝙蝠葛碱,汉防己中的汉防己甲素和乙素。
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3.原小檗碱类 此类生物碱可以看成由两个异喹啉环稠合而成,依据两者结构母核中D环氧化程度不同,又分为小檗碱类和原小檗碱类。前者多为季铵碱,如黄连、黄柏、三棵针中的小檗碱;后者多为叔胺碱,如延胡索中的延胡索乙素。
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4.吗啡烷类 这类化合物具有部分饱和的菲核,如罂粟中的吗啡、可待因,青风藤中的青风藤碱等。
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(四)吲哚类生物碱 这类生物碱来源于色氨酸,其数目较多,结构复杂,多具有显著的生物活性。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等。吲哚类生物碱主要由色氨酸衍生而成,根据其结构特点,主要分为四类。 1.简单吲哚类如板蓝根、大青叶中的大青素B,蓼蓝中的靛青苷等。
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2.色胺吲哚类此类化合物中含有色胺部分,结构较简单。如吴茱萸中的吴茱萸碱。
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3.单萜吲哚类这类生物碱的结构较复杂,如萝芙木中的利血平、番木鳖中的士的宁等。
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4.双吲哚类 双吲哚类是由两分子单吲哚类生物碱聚合而成的衍生物,如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。 长春碱R=CH3 长春新碱 R=CHO
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(五)有机胺类生物碱 这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内,如麻黄中的麻黄碱,秋水仙中的秋水仙碱,益母草中的益母草碱等。 益母草碱
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生物碱结构分类总结 生物碱类型 |
二级分类 |
结构特点 |
代表化合物 |
吡啶类生物碱 |
简单吡啶类 |
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槟榔碱、次槟榔碱、烟碱、胡椒碱 |
双稠哌啶类 |
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苦参碱、氧化苦参碱、金雀花碱 |
莨菪烷类生物碱 |
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莨菪碱、古柯碱 |
异喹啉类生物碱 |
简单异喹啉类 |
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萨苏林 |
苄基异喹啉类 |
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罂粟碱、厚朴碱、去甲乌药碱 蝙蝠葛碱、汉防己甲(乙)素 |
原小檗碱类 |
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小檗碱、延胡索乙素 |
吗啡烷类 |
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吗啡、可待因、青风藤碱 |
吲哚类生物碱 |
简单吲哚类 |
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大青素B、靛青苷 |
色胺吲哚类 |
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吴茱萸碱 |
单萜吲哚类 |
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士的宁、利血平 |
双吲哚类 |
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长春碱、长春新碱 |
有机胺类生物碱 |
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麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱 |
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练习题 最佳选择题 苦参碱是【正确答案】E
A.简单异喹啉类生物碱 B.苄基异喹啉类生物碱 C.原小檗碱型 D.色胺吲哚类生物碱 E.双稠哌啶生物碱 |
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麻黄中生物碱的主要类型是B A.双稠哌啶类 B.有机胺类 C.异喹啉类 D.莨菪烷类 E.吲哚类 |
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