中藥化學(xué) 第十章 生物堿

第十章生物堿（Alkaloids）

第一節(jié)

概述

一生物堿的含義及特點(diǎn)

1含義生物堿指來(lái)源于生物界的一類含氮有機(jī)化合物。

2特點(diǎn)大多有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮原子結(jié)合在環(huán)內(nèi)；多呈堿性，可與酸成鹽；多具有顯著的生理活性。二生物堿的分布及存在形式

1分布生物堿主要分布于植物界，絕大多數(shù)存在于高等植物的雙子葉植物中，已知存在于50多個(gè)科的120多個(gè)屬中。與中藥有關(guān)的一些典型的科如毛茛科（黃連、烏頭、附子）、罌粟科（罌粟、延胡索）、茄科（洋金花、顛茄、莨菪）防己科（漢防己、北豆根）、豆科（苦參、苦豆子）等。單子葉植物也有少數(shù)科屬含生物堿，如石蒜科，百合科、蘭科等，百合科中較重要的如貝母屬。少數(shù)裸子植物如麻黃科、紅豆杉科、三尖杉科也存在生物堿。

2存在形式在植物體內(nèi)，少數(shù)堿性極弱的生物堿以游離態(tài)存在，如酰胺類生物堿；有一定堿性的生物堿多以有機(jī)酸鹽形式存在；少數(shù)以無(wú)機(jī)酸鹽形式存在，如鹽酸小檗堿、硫酸嗎啡等。其它存在形式尚有N-氧化物、生物堿苷等。

三生物堿的生物活性生物堿多具有顯著而特殊的生物活性。如嗎啡、延胡索乙素具有鎮(zhèn)痛作用；阿托品具有解痙作用；小檗堿、苦參生物堿、蝙蝠葛堿有抗菌消炎作用；利血平有降血壓作用；麻黃堿有止咳平喘作用；奎寧有抗瘧作用；苦參堿、氧化苦參堿等有抗心律失常作用；喜樹堿、秋水仙堿、長(zhǎng)春新堿、三尖杉?jí)A、紫杉醇等有不同程度的抗癌作用等。

四生物堿的生物合成

在生物堿的生物合成途徑中，氨基酸是其初始物。主要有鳥氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、鄰氨基苯甲酸、組氨酸等。

（一）生物堿生物合成的主要化學(xué)反應(yīng)

1環(huán)合反應(yīng)（1）希夫堿（Schiff）形成反應(yīng)氨基和羰基加成-脫水形成希夫堿：

涉及希夫堿的形成反應(yīng)的生物堿有：吡咯、莨菪烷、蒎啶、喹諾里西啶類。

（2）Mannich氨甲基化反應(yīng)醛、胺和負(fù)碳離子（含活潑氫的化合物）發(fā)生縮合的反應(yīng)為曼尼希氨甲基化反應(yīng)。結(jié)果是活潑氫被氨甲基取代，得到曼尼希堿：

曼尼希堿在生物堿中，尤其是芐基異喹啉和吲哚生物堿的生物合成中，許多一級(jí)環(huán)合都是通過(guò)曼尼希反應(yīng)生成的。（3）酚的氧化偶聯(lián)反應(yīng)為次級(jí)環(huán)化反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程為含酚羥基化合物在植物體內(nèi)經(jīng)酶作用形成自由基，兩個(gè)自由基經(jīng)偶聯(lián)，形成新鍵。如在由芐基四氫異喹啉形成各類異喹啉生物堿中，則是由酚的氧化偶聯(lián)反應(yīng)生成的。

2碳-氮鍵的裂解較重要的裂解為Hofmann降解和vonBraun降解。

吡啶蒎啶

胡椒堿

檳榔堿

檳榔次堿

（二）喹諾里西啶類生源上前體物為賴氨酸衍生的戊二胺。本類生物堿是由兩個(gè)蒎啶共用一個(gè)氮原子稠合而成的衍生物。主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。代表性化合物如苦參中的苦參堿(matrine)氧化苦參堿(oxymatrine)等。

苦參堿氧化苦參堿（三）吲哚里西啶類為蒎啶和吡咯共用一個(gè)氮原子稠合的衍生物。又分為簡(jiǎn)單吲哚里西啶和一葉萩堿兩類，主要分布于大戟科一葉萩屬植物中。如存在于一葉萩中的一葉萩堿中樞神經(jīng)系統(tǒng)有興奮作用。

吲哚里西啶

一葉萩堿

苯丙胺

麻黃堿

三、苯丙氨酸和酪氨酸系生物堿

本類生物堿是由苯丙氨酸和酪氨酸為前體物生物合成的一大類數(shù)量多（約1000多種）、類型復(fù)雜、分布廣泛、具有較高藥用價(jià)值的生物堿類型。（一）苯丙胺類生物堿較典型的化合物是麻黃中的麻黃堿(ephedrine)。

（二）異喹啉類生物堿1．小檗堿類和原小檗堿類此兩類生物堿可以看成為兩個(gè)異喹啉環(huán)稠合而成，依據(jù)兩者結(jié)構(gòu)母核中C環(huán)氧化程度不同，分為小檗堿類和原小檗堿類，前者多為季銨堿，如黃連、黃柏、三棵針中的小檗堿（berberine）；后者多為叔胺堿，如延胡索中的延胡索乙素（dl-tetrahydropalmatine）。原小檗堿

小檗堿

延胡索乙素

2．芐基異喹啉類為異喹啉母核1位連有芐基的一類生物堿。

罌粟堿

蝙蝠葛堿

3．雙芐基異喹啉類為兩個(gè)芐基異喹啉通過(guò)1~3個(gè)醚鍵相連接的一類生物堿。連接方式較多，故類型也較多。

4．嗎啡烷類代表性的化合物有罌粟中的嗎啡(morphine)、可待因(codeine)等。

嗎啡烷嗎啡

可待因

四、色氨酸系生物堿本類生物堿也稱吲哚類生物堿，是類型較多、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、化合物數(shù)目最多的一類生物堿。主要分布于馬錢科、夾竹桃科、茜草科等幾十個(gè)科中。

（一）簡(jiǎn)單吲哚類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為只有吲哚母核，而無(wú)其它雜環(huán)。代表化合物如存在于蓼藍(lán)中的靛青苷。（二）色胺吲哚類此類化合物中含有色胺部分，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。如吳茱萸中的吳茱萸堿。吲哚

靛青苷色胺

吳茱萸堿

（三）單萜吲哚類分子中具有吲哚母核和一個(gè)C9或C10的裂環(huán)番木鱉萜及其衍生物的結(jié)構(gòu)單元。如蘿芙木中的利血平(reserpine)、番木鱉中的士的寧(strychnine)等。士的寧