《天然药物化学》第11讲生物碱1.pptx

1、第十一章,生物碱Alkaloids,Chapter 11,天然药物化学,本章主要内容,第一节 概述第二节 结构与分类第三节 理化性质 第四节 提取分离第五节 结构鉴定第六节 生物活性（自学）,天然药物化学,第一节 概述,一、定义,（阿拉伯语）,Alqali+碱性,外观、形E状idos（希腊文）外表,天然药物化学,Alkaloids,似碱的性质,生物碱,广义定义：生物碱是存在于生物体内的一类含氮有机化合物,不包括：氨基酸（糖）、肽类、蛋白质核酸、核苷酸、维生素等,吗啡（Morphine）,天然药物化学,现代定义：1983年，法国药物学家 Pelletier P.J.,生物碱是含负氧化态氮原子、存

2、在于生物有机体中的环状化合物。负氧化态氮原子：胺(-3)、氮氧化物(-1)、酰胺(-3)排除NO2(+3)、NO(+1)生物有机体：限于植物、动物、其他生物排除合成的等环 状 结 构:排除小分子胺类、非环的多胺和酰胺,天然药物化学,二、研究简史,1803年：法国化学家 Derosone,鸦片-那可汀（narcotine）第一个生物碱1806年：德国药剂师 F.W.Serturner,鸦片-吗啡碱(morphine)正式开始了生物碱化学之后：吐根碱(emetine)，马钱子碱(brucine)，士的宁(strychnine)，金鸡纳碱(cinchonine)，奎宁(quinine)等 1895年

3、：确定第一个生物碱毒芹碱（coniine）的结构（68年，1827-1895）现今：不断新颖结构、活性生物碱发现，尤其是从海洋生物,200多年,天然药物化学,天然药物化学,生物碱：活性强，成药性好（46%/植物药）,O,HHCCO,C,O,O OCOCH3,OH,CH3COO,H,OH,OH O,HNCO,C O,H,紫杉醇（Taxol）抗癌,吗啡（Morphine）镇痛,小檗碱(Berberine)抗菌消炎,奎宁（Quinine）抗疟,生物碱化学始终为天然产物中的研究热点,1960s前：提取分离、结构鉴定、化学合成（全合成、半合成、衍生化等）1960s后：生物合成、调节代谢、酶学、生物学等,

4、天然药物化学,三、分布,主要在植物界，动物、真菌、细菌等较少,1.系统发育较低级的类群中分布较少（结构简单）藻类,2.集中分布在系统发育较高级的植物类群（结构复杂）裸子植物（少数科属）高等植物被子植物（较多）,低等植物,水生植物异养（腐生和寄生）植物地衣、苔藓,蕨类,3.类型越特殊，分布的植物类群越窄,天然药物化学,未发现,少数植物,如：紫杉醇,四、生物合成,生物合成前体：氨基酸：鸟脯赖，苯丙酪，色邻苯，组与烟等甲戊二羟酸：见萜类化合物，N来源于氨基化,天然药物化学,C6C2N,indoleC 2N,C4N,C5N,天然药物化学,主要构件：,涉及化学/酶反应：,环合反应（一级环合反应和次级环合

5、反应）,C-N 裂解反应C-C 裂解反应 重排，取代，消除，转化等,最先形成N-杂环的反应,具备N-杂环生物碱的再环合,天然药物化学,前体物,关键中间体,环合,复杂化骨架类型,（一级、二级环合 C-C/C-N裂解 重排-再环合）,（取代、消除等）功能化生物碱,多样化,（多种多样）,生物合成过程示意图：,天然药物化学,分类方法,1.植物来源：,鸦片生物碱、喜树碱等,2.生源途径：来源于氨基酸：氨基酸来源生物碱，又称真生物碱来源于甲戊二羟酸：萜类生物碱、甾类生物碱非氨基酸生物碱，又称伪生物碱,3.化学结构：,托品烷生物碱、异喹啉生物碱等,4.生源结合化学结构：,来源于鸟氨酸的托品烷生物碱等,第二节

6、 结构与分类,天然药物化学,吡咯类吡咯里西丁类托品烷类哌啶类吲哚里西丁类喹诺里西丁类喹啉类口丫啶酮类简单苯丙胺类四氢异喹啉类苄基四氢异喹啉类苄乙基四氢异喹啉类苄基苯乙胺类吐根碱类简单吲哚碱类简单-卡波林类半萜吲哚碱类单萜吲哚碱类单萜生物碱类倍半萜生物碱二萜生物碱三萜生物碱孕甾烷（C21）生物碱环孕甾烷（C24）生物碱胆甾烷（C27）生物碱,（一）来源于鸟氨酸,（二）来源于赖氨酸,（三）来源于邻氨基苯甲酸,（四）来源于苯丙氨酸酪氨酸,（五）来源于色氨酸,（六）来源于萜类,（七）来源于甾体,一、来源于氨基酸,二、来源于异戊烯,生物碱,按生源分类,按结构分类,天然药物化学,真生物碱,伪生物碱,生物碱

7、主要结构类型：,一、有机胺类生物碱（Organic amine alkaloids）二、吡咯烷类生物碱（Pyrrolidine alkaloids）三、吡啶和哌啶类生物碱（Pyridine and Piperidine alkaloids）四、喹啉类生物碱（Quinolinealkaloids）五、异喹啉类生物碱（Isoquinoline alkaloids）六、吲哚类生物碱（Indole alkaloids）七、肽类生物碱（Peptide alkaloids）八、萜类生物碱（Terpenoid alkaloids）九、甾体类生物碱（Steroid alkaloids）十、其他类（Others

8、）,天然药物化学,一、有机胺类生物碱（Organic amine alkaloids）,CC,N原子不在环状结构内HO,CH3 HHNH2CH3,HO,CC,HNH2CH3,CH3 H,麻黄碱CH3COO,伪麻黄碱（感冒药的主要成分）,天然药物化学,O,CO,O,O OCOCH3,OH,H,OH,HHCC,OH OHNCO,C O,H,紫杉醇,萜类生物碱（Terpenoid alkaloids）,二吡咯烷类生物碱（Pyrrolidine alkaloids）、,吡咯烷类（Pyrrolidines）,双稠吡咯烷类（吡咯里西啶类）（Pyrrolizidines）,鸟氨酸,N,吲哚里西啶类(Indo

9、lizidines),莨菪烷类(Tropanes),天然药物化学,三吡啶和哌啶类生物碱、,（Pyridine and Piperidine alkaloids）,吡啶类,(Pyridines),哌啶类,(Piperidines),喹诺里西啶类,(Quinolizidines),N,赖氨酸,天然药物化学,四、喹啉类生物碱（Quinoline alkaloids）,邻氨基苯甲酸,吖啶酮类（Acridones alkaloids）,喹啉类生物碱（Quinoline alkaloids）,天然药物化学,五、异喹啉类生物碱（Isoquinoline alkaloids）,N,NH,异喹啉四氢异喹啉数目多

10、、分布广、具多方面生理活性,苯丙氨酸,酪氨酸,天然药物化学,六、吲哚类生物碱（Indole alkaloids）,最多(1/4)，结构复杂，生物活性显著简单吲哚类（Simple indoles）-卡波林类（-carbolines）半萜吲哚类（Semiterpenoid indoles）单萜吲哚类（Monoterpenoid indoles）倍半萜吲哚类（Sesquiterpenoid indoles）二聚吲哚类（Bisindoles）多聚吲哚类（Polyindolenines）,N H,N H,H,CH2,C,COOH,NH2,色氨酸,天然药物化学,七、肽类生物碱（Peptide alkalo

11、ids）,分子中含有肽键或缩氨酸的生物碱至少有两分子氨基酸缩合而成或含有两组以上的酰胺结构,天然药物化学,环肽类（Cyclopeptides）,线肽类（Linear peptides）,八、萜类生物碱（Terpenoid alkaloids）,形成过程中没有氨基酸参与，N来源于萜类的氨基化；具有较强的生物活性,单萜类生物碱,倍半萜类生物碱二萜类生物碱 三萜类 生物碱等,非氨基酸生物碱（伪生物碱）,天然药物化学,九、甾体类生物碱（Steroid alkaloids）,H2N,康斯生Conssine,非氨基酸生物碱（伪生物碱）具有甾体母核，且含有N原子N可构成杂环或在环外，但都不存在于甾体母核内分类：孕甾烷C21型、环孕甾烷C24型、胆甾烷C27型生物碱Me N孕甾烷C21型,天然药物化学,嘌呤（Purine）,黄嘌呤类（,Xanthine）咪唑类（Imidazole）,N,NN,N H,O,N,N H,HN,NH,十、其他类生物碱(Other alkaloids)O,喹唑酮类（Quinazolidone）,胍盐类（Guanidinium alkaloids）,大环生物碱类（Macrocyclic alkaloids）等,天然药物化学,