9.2生物碱（课件）-《有机化学》同步教学（北京出版社）

杂环化合物和生物碱 第九章 1 1. 掌握生物碱的结构特点及分类； 2. 了解生物碱的性质和重要的生物碱。 学习目标 第二节　生物碱 2 生物碱与医药 生物碱是一类重要的天然含氮类化合物。自从鸦片中分出吗啡碱，迄今为止人类已从自然界中分离得到10 000 余种生物碱。其广泛分布于植物界，是许多植物药的化学成分之一。到目前为止，已知结构的生物碱已达2 000 多种，有近百种的生物碱用于临床药物，例如罂粟中的吗啡碱用于镇痛，黄连中的小檗碱具有清热去火、抗菌消炎的作用，此外还有麻黄、汉防己、苦参、洋金花、延胡索、长春花、秋水仙等都与医药事业有密切关系。 【走进医药】 3 生物碱的分类方法很多，按生源途径、植物来源及基本母核不同分类。目前以下述分类方法为主，将生物碱分为12 类，分别为： 1. 有机胺类生物碱。 2. 吡咯类生物碱。 3. 吡啶类生物碱。 4. 喹啉衍生物类生物碱。 5. 异喹啉衍生物类生物碱。 6. 吲哚衍生物类生物碱。 7. 莨菪烷类生物碱。 8. 嘌呤衍生物类生物碱。 9. 萜类生物碱。 10. 甾体类生物碱。 11. 咪唑类生物碱。 12. 其他类生物碱。如含酰胺结构的喜树碱、秋水化碱。 一、生物碱的概念与分类 （一）性状 游离生物碱为结晶形或非结晶形固体，少数为液体（如烟碱）。液体生物碱（除槟榔碱外）和某些具有挥发性的固体生物碱（如麻黄碱）在常压下可随水蒸气蒸馏逸出。极少数具有升华性，如咖啡因等。一般生物碱无色，少数有高度共轭体系者有色，如小檗碱和一叶萩碱为黄色，小檗红碱为红色等。 大多数生物碱因结构中有手性碳原子而具有旋光性，且左旋体生理活性显著，右旋体则无或很弱。如l- 莨菪碱的散瞳作用大于d- 莨菪碱的100 倍。 二、生物碱的性质 （二）溶解度 生物碱及其盐的溶解度与分子中N 原子的存在形式、极性基团的种类、数目及溶剂的种类等有关。按照生物碱在常见溶剂中的溶解能力不同，将其分为脂溶性生物碱和水溶性生物碱，前者数目较多，绝大多数仲胺碱和叔胺碱属于此类，能溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂，难溶或不溶于水及碱水；后者数目较少，主要指季胺碱型生物碱和某些含氮氧化物的生物碱，可溶于水、醇，难溶于乙醚、苯等。生物碱的盐类极性较大，大多易溶于水及醇。 二、生物碱的性质 （三）化学性质及应用 1. 碱性　生物碱分子结构中都含有氮原子，其氮原子上的孤电子对能接受质子而显碱性，碱性强弱为：季胺＞仲胺＞伯胺＞叔胺＞芳胺＞酰胺。生物碱能与酸作用形成生物碱盐，生物碱盐遇强碱又可以转变为游离的生物碱。 由于大多生物碱难溶于水，而与酸反应生成的盐易溶，故临床上用的生物碱药物，均制成盐类。如盐酸吗啡、盐酸阿托品、磷酸可待因等。在使用此类药物时，注意不能与碱性药物同用，以免析出沉淀而影响治疗效果。 二、生物碱的性质 （三）化学性质及应用 2. 沉淀反应　大多数生物碱在酸水或稀醇中能与某些试剂反应生成难溶于水的复盐或分子络合物，这些试剂称为生物碱沉淀试剂。常用的生物碱沉淀剂是碘化物复盐、重金属盐、大分子酸类等，其中最灵敏的是碘- 碘化钾（Wagner 试剂）、碘化铋钾（Dragendoff 试剂）、碘化汞钾（Mayer 试剂）、苦味酸（Hager 试剂）等。 3. 显色反应　生物碱除能与沉淀试剂反应生成沉淀外，还能和一些试剂产生各种不同的颜色，这些试剂称为生物碱显色剂。常用的有钒酸铵- 浓硫酸溶液、钼酸铵（钠）-浓硫酸溶液 、甲醛- 浓硫酸试剂等。例如，钒酸铵- 浓硫酸溶液与吗啡反应显棕色，与可待因反应显蓝色，与莨菪碱反应显红色，与喹啉反应显淡灰色。 二、生物碱的性质 小檗碱又称黄连素，属于异喹啉衍生物类生物碱，是存在于植物黄连、黄柏、三颗针中的季胺化合物，为黄色针状结晶。溶于水，难溶于苯、乙醚和氯仿。小檗碱能与一般生物碱沉淀试剂发生沉淀反应。临床上用来治疗细菌性痢疾、伤寒、肺结核、流行性脑脊髓炎、肺脓肿、高血压等。 （一）小檗碱 三、重要的生物碱 麻黄碱又称麻黄素，属于有机胺类生物碱，是存在于多种麻黄属植物中的仲胺化合物，为无色挥发性液体。易溶于乙醇、水、氯仿、 乙醚等。麻黄碱不能与大多数生物碱沉淀试剂发生反应，但可以用二硫化碳- 硫酸铜反应和铜络盐反应进行鉴别。它的右旋体为伪麻黄碱。临床上用它们的盐酸盐，对中枢神经有兴奋作用，也有散瞳作用。 （二）麻黄碱 三、重要的生物碱 烟碱又名尼古丁，存在于烟叶中，属于吡啶类生物碱，是存在于茄科植物（茄属）中的杂环化合物，为毒性很强的液体。易溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等。其结构中的四氢吡咯环没有芳香化，易被氧化生成烟酸。烟碱可以用氯化汞沉淀反应进行鉴别。临床上，少量的吸入可刺激中枢神经，使血压升高；大量的吸入会抑制中枢神经，使心脏麻痹。 （三）烟碱 三、重要的生物碱 阿托品属于异喹啉衍生物类生物碱