天然药物化学讲稿：第九章生物碱第七章章生物碱(Alkaloids)目的要求：1．掌握生物碱的含义、分布及存在形式。2．了解生物碱的生源关系，熟悉主要生物碱的结构类型。3．掌握生物碱的理化性质、显色反应、检识方法及C—N键裂解反应。4．掌握生物碱的一般提取、分离方法。5．了解生物碱的结构鉴定与测定方法。第一节概述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。自1806年德国学者从鸦片中分出吗啡碱，迄今已有1万多种生物碱。生物碱广布植物界，许多重要中药中含生物碱：麻黄，汉防己，延胡索，苦参，洋金花，乌头等主要含生物碱。生物碱有多种多样的生物活性。附录中列出46种药用生物碱的来源，作用与用途。生物碱又是天然有机化学的重要研究领域之一。一、生物碱定义：生物碱的定义至今尚无一个令人满意的表述。随生物碱研究的深入，其定义的严格性伴随新的限制。生物碱定义应包括以下几点：①含N的有机化合物（不包括低分子胺类—甲胺，乙胺，氨基酸，氨基糖，维生素等）。②具碱的性质且能和酸成盐。③多数具有复杂的氮杂环（少数N原子在环外）。④多数具强的生物活性。多数教材定义为：生物碱是指一类来源于生物界（以植物为主）的含氮的有机物，多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，且氮原子在环状结构内，大多呈碱性，一般具有生物活性。含氮的有机化合物有很多，但低分子胺类（如甲胺、乙胺等）、非环甜菜因类、氨基酸、氨基糖、肽类（肽类生物碱除外）、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素类等。比较确切的表述：生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物体中的环状化合物。负氧化态氮：包括胺（-3）、氮氧化物（-1）、酰胺（-3）；排除含硝基（+3）、亚硝基（+1）的化合物。环状结构：排除了小分子的胺类、非环的多胺和酰胺。（实际上有些非环的胺类或酰胺是属于生物碱范畴的，如麻黄碱）三、生物碱在植物体中的积累和储藏生物碱主要分布于植物界,在动物中发现得很少。在高等植物尤其在双子叶植物中分布为广：①在双子叶植物的小檗科(Berberidaceae)，毛茛科(Rununcu-laceae)，木兰科(Magnoliaceae)，防己科(Menisperma-ceae)，罂粟科(Papaveraceae)，芸香科(Rutaceae)等植物中广为分布；②裸子植物中，在红豆杉科红豆杉属(Taxus)，松柏科松属(Pinus)，云杉属(Picia)，三尖杉科三尖杉属Cepha-lotaxus)，麻黄科麻黄属(Ephedra)等属植物中有分布；少数单子叶植物如石蒜科，百部科(Stemonaceae)，百合科(Liliaceae)等植物中有分布。在低等植物中，生物碱分布少，而且结构一般为简单。生物碱在生物体中的存在部位和含量往往差别很大，一般来说，含量在千分之一以上即为高含量。1.生物碱的代谢分为积累、转移、储藏三个阶段，不同阶段是在植物的不同细胞内进行的；2.生物碱的积累主要在生长活跃的组织如子房、心皮等；3.生物碱的储藏主要是在液泡细胞、乳汁管细胞中进行；因此，不同植物中生物碱存在的部位不同；4.生物碱在转移阶段往往发生许多甲基化、氧化、去甲基化等次级结构修饰积累和储藏的结果：(1)同种植物中往往含有多种结构类型相同的生物碱；(2)同属植物中往往含有多种结构类型相同的生物碱；(3)同种植物中，生物碱的有无或含量受生长条件与气候等因素的影响四、生物碱的存在形式1.游离碱（1）游离碱—碱性极弱的生物碱（秋水仙碱，吲哚类生物碱）。（2）盐类（大多数生物碱在植物中与酸结合成盐存在，盐酸、草酸、硫酸、酒石酸、苹果酸等）（3）酯或苷（极少数）（4）N-氧化物（5）氮杂缩醛类（6）其它如亚胺、烯胺等。2.盐类有机酸：草酸、柠檬酸无机酸：硫酸、盐酸、硝酸在植物体内，除以酰胺形式存在的生物碱外，少数碱性极弱的生物碱以游离的形式存在，绝大多数以盐的形式存在；个别生物碱则以氮氧化物的形式存在，如氧化苦参碱。第二节生物碱生物合成的基本原理1.Schiffbase的形成2.Mannishreation3.酚氧化偶连（oxidativecouplingofphenols）(1)酚自由基的形成(2)自由基偶连形成：邻－邻偶连、邻－对偶连、对－对偶连(3)再芳香化①烯醇化－再芳香化②C－C键迁移－再芳香化③C－C键裂解－再芳香化4.亚胺盐次级环合...
