1n概述n生物碱的生物合成n生物碱的结构与分类n生物碱的理化性质n生物碱的提取与分离n生物碱的结构测定生物碱类化合物(alkaloids)*2第一节 概述n概念 是存在于生物体内的一类分子中含有氮原子的有机化合物小分子胺类、蛋白质、肽、氨基酸及 维生素B等除外）生物碱是含负氧化态氮原子（胺、酰胺、季胺、胺氧化物）的存在于生物体中的环状化合物n特点 多具有较复杂的氮杂环结构；多具有碱性，能和酸成盐；有显著的生理活性3n历史 1803年Derosne首先从鸦片中分离得到生物碱 那可汀（narcotine）1806年 德国学者F.W.Sertürner 从鸦片中分离得到吗 啡碱1810年西班牙医生Gomes从金鸡纳树皮中分离得到 结晶cinchoine以后证明主要是奎宁（quinine）和辛可 宁（cinchonine）的混合物4目前分离得到3万多个，1872个骨架临床应用的生物碱有100多个开发的药物约占全部植物药的46%随后从植物中发现：士的宁（strychnine）， 马钱子碱（ brucine），吐根碱（emetine），咖啡碱（caffeine），秋水 仙碱（colchicine）等。
n分布 较广泛 主要存在于高等植物中，特别是双子 叶植物中，有186个科的7231种植物含有生物碱 茄科 洋金花、颠茄、莨菪防己科 粉防己、北豆根罂粟科 罂粟、延胡索毛茛科 黄连、乌头小檗科 三棵针豆科 苦参石竹科，番荔枝科，夹竹桃科，菊科，紫草科，黄杨 木科，卫矛科，蝶形花科，樟科，百合科，胡椒科，禾 本科，茜草科，芸香科n单子叶植物较少含生物碱，主要分布在兰科、百合科（ 贝母属）、石蒜科n裸子植物含生物碱很少，主要分布在红豆杉科、三尖杉 科、麻黄科n低等植物含生物碱的更少蕨类（木贼科、卷柏科、石 松科等）、菌类（麦角菌）、地衣、苔藓（简单吲哚类 ）n动物界只发现个别动物含有生物碱，如:蛤蚌毒素（ saxitoxin），蟾蜍碱（bufotenine），河豚毒素（ tetrodotoxin），麝香吡啶（muscopyridine）等7n 存在特点n 生物碱一般含量低，多集中在某一部位n 同种植物中往往含有数种甚至几十种结构类型相同或不同的生物碱n 同科同属植物中的生物碱也往往属于同一结构类型n 同种植物中，生物碱的有无或含量多少受生长条件与气候等因素的影响8n存在形式 n以有机酸盐形式存在 有一定碱性的生物碱；草酸、 柠檬酸盐；n少数以无机酸盐形式存在，如盐酸小檗碱、硫酸吗啡 等。
n以游离态存在 少数碱性极弱的生物碱，如那碎因、 那可丁，酰胺类生物碱；n其它 N-氧化物（吡咯里西啶类一野百合碱）、生物 碱苷（少数单萜吲哚、甾体生物碱）、亚胺或烯胺等 9n生理活性 显著，特殊镇痛作用：吗啡,延胡索乙素解痉作用：阿托品 抗癌作用：长春碱,紫杉醇,喜树碱, 三尖杉碱 解热镇痛：奎宁 抗菌消炎：小檗碱 平喘作用：麻黄碱 治疗老年性痴呆：石杉碱甲，黄皮酰胺*10n生物碱是从生物体中初级代谢产物氨基酸 通过生物合成途径形成的次生代谢产物n形成生物碱的氨基酸：鸟氨酸、赖氨酸、 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸和邻 氨基苯甲酸等n甲戊二羟酸和乙酸酯第二节 生物碱生物合成*11n环合反应n一级环合反应n内酰胺形成n希夫碱形成反应nMannich碱形成反应n加成反应n次级环合反应n酚的氧化偶联反应n亚胺盐的次级环合反应生物碱生物合成的基本原理nC-N 键的裂解n内酰胺开环nHofmann降解nVon Braun降解nC-C 键的裂解*12内酰胺形成n肽类生物碱的生物合成氨基酸分子中的羰基须先被ATP或CoA酶催化 激活后再与分子内（间）氨基反应生成内酰胺 *13希夫碱形成反应n羰基与胺反应形成希夫碱吡咯类、托品类、吡咯里西啶类、哌啶类、 喹喏里西啶类等生物碱的生物合成。
14Mannich 碱形成反应n胺（一级胺，二级胺或氨）、醛和负碳离子（含活 泼氢的化合物）的缩合反应为Mannich反应，又称 氨基甲基化反应，其产物为Mannich碱苄基异喹啉和吲哚类生物碱的生物合成15加成反应n特指一亲核氨基与芳香或醌类体系中亲电的加 成反应16酚的氧化偶联反应n酚自由基的形成植物体内含有酚羟基的化合物经酶的氧化形 成酚自由基 §自由基偶联形成C-C键、C-O键和C-N键*18n 在异喹啉类生物碱的生物合成途径中，由 苄基四氢异喹啉形成双苄基异喹啉生物碱时 ，是分子间的氧化偶联反应；在形成阿朴菲 类生物碱时是分子内的氧化偶联反应 *19再芳香化n烯醇化 如由网状番荔枝碱形成紫堇块茎碱 nC-C 键迁移 经二烯酮（醇）重排*20nC-C的裂解经C-C键裂解后再芳香化，如刺桐定（ erythridine）型生物碱的形成 *21亚胺盐次级环合反应 n亚胺盐是生物碱生物合成中次级环合的有利 结构单元如由△¹ -吡咯亚胺盐形成托品 类生物碱 *22第三节 生物碱的结构与分类n来源分类：黄连生物碱、麻黄生物碱、乌头生物碱等n化学分类：异喹啉生物碱、吲哚生物碱等n生源结合化学分类：n来源于氨基酸n来源于甲戊二羟酸 n乙酸酯 239类*23来源于氨基酸n鸟氨酸：吡咯类、吡咯里西啶类、托品烷类；n赖氨酸：哌啶类、吲哚里西啶类、喹喏里西啶类 ；n苯丙氨酸-酪氨酸：异喹啉类、苯丙胺类、苄基苯 乙胺类、吐根碱类；n邻氨基苯甲酸：喹啉类、吖啶酮类、喹唑啉类；n色氨酸：吲哚类、卡波林类；n组氨酸：咪唑类。
24一、来源于鸟氨酸的生物碱*251. 吡咯类（pyrrolines）生物碱n这类生物碱结构简单，数目较少，生理 活性不显著生物合成的关键中间体是N -甲基吡咯亚胺盐 242个*26鸟氨酸形成吡咯类生物碱基本母核的生源途径 *27代表性化合物如水苏碱（stachydrine）、红古 豆碱（cuscohygrine）等282. 吡咯里西啶类（pyrrolizidines）生物碱吡咯里西啶类生物碱的基本骨架是由两分子的鸟氨酸形成的二个吡咯烷经叔氮原子稠合而成 620个n吡咯里西啶类生物碱结构由胺醇和酸两部分组成 ，代表性化合物有大叶千里光碱（macrophylline ）和一野百合碱（monocrotaline）等n这类生物碱生物活性较强，但毒性也较大 *30n该类生物碱主要分布在菊科（Compositae）的千里光（Senecio）属；紫草科（Boraginaceae）的天芥菜属 （Heliotropium）， 倒提壶属（Cynoglossum）等；豆科（Leguminosae）的猪屎豆属（Crotalaria）属；旋花科 （Convolvulaceae）、风信子科 (Hyacinthaceae)、唇形科 （Labiatae）、桑科（Moraceae）等科植物中。
*313. 托品烷类（tropanes）生物碱本类生物碱结构由两部分组成：托品醇和有 机酸，二者多在3位结合成酯316个 *32n代表化合物有阿托品（atropine）、莨菪碱（hyoscyamine ）、樟柳碱（anisodine）、山莨菪碱（anisodamine）、 东莨菪碱（scopolamine）和可卡因（cocaine）等n托品烷类生物碱主要分布于茄科（Solanaceae）颠茄属（ Atropa）、天仙子属（Hyoscyamus）、曼陀罗属（Datura ）、莨菪属（Scopolia）等植物中 *33二、来源于赖氨酸的生物碱 *341. 哌啶类（piperidines）生物碱 n哌啶类生物碱结构简单，生合成的关键中间体 是哌啶亚胺盐类 552个*35n代表性化合物有槟榔碱（arecoline），景天胺（ sedamine），胡椒碱（piperine），洛贝林（lobeline） 和山梗酮碱（lobelanine）等n主要分布在桔梗科（Campanulaceae），景天科（ Crassulaceae）和胡椒科（Piperaceae）等科植物中36２. 吲哚里西啶类（indolizidines ）n吲哚里西啶类生物碱是由哌啶和吡咯啶共用 一个氮原子的稠环衍生物。
150个 *37n该类生物碱数目较少，但有较强的生物活性n代表性化合物如存在于大戟科一叶萩属植物一叶萩中的 一叶萩碱（securinine），具有对中枢神经的兴奋作用； 存在于娃儿藤属植物中的娃儿藤定碱（tylophorinidine） ，具有显著的的抗癌作用 *383 . 喹喏里西啶类（quinolizidines）n喹喏里西啶类生物碱是两个哌啶共用一个氮 原子的稠环衍生物 407个n代表性化合物有：苦参碱（matrine），羽扇 豆碱（lupine），石松碱（lycopodine）等n主要分布在豆科、石松科石松属等科植物40三、来源于苯丙氨酸-酪氨酸的生物碱 *41(一) 苯乙胺（phenylethylamine）n本类化合物较少n以从仙人掌科 ( Cactaceae)植物乌羽玉 Lophophora williamsii. 中分离得到的仙人球毒 碱（mescaline）为例来说明苯乙胺类生物碱 的生源途径 PLP pyridoxal 5′-phosphate 5′-磷酸吡哆醛 SAM S-adenosyl methionineS-腺苷甲硫氨酸*43(二) 简单四氢异喹啉（Tetrahydroisoquinoline）n结构：6、7-位有取代；1-位有取代时，形成不 对称碳，具有光学活性。
n分布：存在于仙人掌科、黎科、荷苞牡丹科、 豆科等 1*44n结构：1-位C=O，形成酰胺，不具碱性；6、7 有取代；3、4常有双键 n分布：毛茛科、防已科、小檗科、罂粟科、荷 苞牡丹科等 2四氢异喹啉类生物碱的生源途径*46（三）苄基异喹啉类 （benzylisoquinolines ）n结构特点： 由A、B、C三环组成，异喹啉母核 的1位接苄基nB环饱和型的如乌药碱（coclaurine）；n全芳香化的，如罂粟碱（papaverine）nA环一般有两个或三个含氧取代基；nC环一个或两个含氧取代基 n主要分布在番荔枝科、小檗科、木兰科等植物中 NAD+ nicotinamide adenine dinucleotide烟酰胺（维生素PP）腺嘌呤二核苷酸 NADH nicotinamide adenine dinucleotide （reduced）*48(四) 双苄基异喹啉（bisbenzylisoquinolines ）n异喹啉二聚体是一类分布很广的生物碱，根据 聚合情况分为双苄基异喹啉、阿朴啡-苄基异喹 啉、阿朴啡-粟碱、原阿朴啡-苄基异喹啉、异 喹啉酮-苄基异喹啉等二聚体 。
n双苄基异喹啉类生物碱是由两个苄基异喹啉通 过醚键或亚甲二氧基，或直接由C-C键相联而组成的分子，其中以醚键联接方式最多根据联 接的方式和取代基位置，K. P.Guha等以异喹啉 母核为头，以苄基为尾将它们分成XXVI类 *491. 一个二苯醚键 (1) 尾接尾 (2) 头接头(3) 头接尾 *502. 两个二苯基醚键 (1) 头接头和尾接尾 (2) 全部头接头 (3) 头接尾 *513. 一个二苯醚键和一个苄醚键 4. 三个二苯醚键 5. 两个二苯醚键和一个苄醚键 *52n双苄基异喹啉命名原则: n根据苄基异喹啉含氧取代基的多少左边为含氧 取代基多的那个单位的苄基异喹啉部分；n中间用“-”隔开；n右边为含氧取代基较少的另一单位的苄基异喹啉 部分；n醚键位置用（*）等符号表示n双苄基异喹啉类生物碱主要分布在防已科、 小檗科、番荔枝科等植物中 *53以粉防己碱(tetrandrine)为例 说明双苄基异喹啉类生物碱的生源途径 *54(五) 吗啡烷类(morphnines)生物碱 n吗啡烷类生。