13生物碱1.ppt
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1、第十三章,天然药物化学 Nature Medicinal chemistry,生物碱类化合物,Alkaloids,目的与要求: 掌握生物碱的概念、分类。熟悉主要生物碱的骨架。 掌握生物碱的溶解性、碱性及影响碱性的因素。 熟悉生物碱的碱性在提取分离和结构研究上的意义。 掌握生物碱提取分离原理。熟悉生物碱提取分离方法。 熟悉生物碱常用的检识方法。 了解生物碱结构测定中常用的降解反应机理及其作用。,芳香性:醌、苯丙素、黄酮、卓酚酮,非芳香性:糖、萜、甾体,天然 产物,不含氮,含氮:,生物碱,氨基酸 真生物碱,异戊烯 伪生物碱 (萜类、甾体生物碱),生物碱: 分布广、数量多;生理活性非常显著,天然药物
2、主要来源:生物碱,萜,皂苷,十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine) 现从自然界中分离得到约10000种 全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达六十余种,小檗碱(berberine)抗炎,吗啡碱(morphine) 镇痛,秋水仙碱(colchicine) 治疗痛风,利血平(reserpine) 降血压,滇乌碱(yunaconitine) 镇痛,治疗跌打损伤,植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性,植物古柯中的有效成分古柯碱(cocaine)虽有很强的局部麻醉作用,但是毒性较大,久用易成瘾,普鲁卡因 procaine 合成品,局麻药,古柯碱 cocaine
3、 (可卡因),生物碱化学结构的研究为合成药物提供线索,长春碱(vinblastine, VLB),长春新碱(vincristine, VCR),去甲长春碱 (navalbine),Anticancer agents,急性淋巴细胞白血 病、淋巴瘤,也用 于乳腺癌、肺癌,Anticancer agents,R = H 喜树碱(camptothecine),R = OH 10-羟基喜树碱(hydroxycamptothecine),珙桐科植物喜树 (Camptotheca acuminata),治疗多种恶性肿瘤:骨癌、肝癌、膀胱癌和白血病,副作用:骨髓抑制、呕吐和腹泻。,伊立替康(irinoteca
4、n),R1 =,R3 = Et,R2 = H,拓扑替康(topotecan),R1 = OH,R2 = CH2N(CH3)2,R3 = H,9-硝基喜树碱 (9-nitrocamptothecine),R1 = R3 = H,R2 = NO2,指天然产的一类含氮的有机化合物; 多数具有碱性且能和酸结合生成盐; 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内; 多数有较强的生理活性。, 生物碱的定义,秋水仙碱 呈微酸性,麻黄碱 不含杂环,生物碱中N原子的存在形式: 杂环 伯胺-NH2、仲胺-NHR、叔胺-NR2 氮氧化物 酰胺-CONH2,下列含N的化合物不属于生物碱 低分子胺类,如甲胺、乙胺 氨基酸、氨基
5、糖、肽类、蛋白质、核酸、 核苷酸、卟啉类、维生素 N以硝基-NO2或亚硝基 -NO形式存在的生物碱,马兜铃酸,且结构简单,(种子植物为主),被子植物:,(最多),3.结构越特殊,分布越窄,如 二萜生物碱仅分布于毛茛科 4.富含萜类和挥发油的植物基 本不含生物碱,(为主), 分布,动物界也有存在,但种类少,海绵中含溴的生物碱 具很强的细胞毒作用,蟾蜍毒汁中的色胺蟾酥碱,1. 游离碱:少数碱性极弱生物碱,如酰胺类生物碱。 2. 成盐:绝大多数生物碱以盐的形式存在,成盐的酸有: 柠檬酸、酒石酸等有机酸;硫酸、盐酸等无机酸;乌头 酸、绿原酸等特殊的酸。 3. 成苷:部分生物碱以苷的形式存在,如甾类、吲
6、哚类。 4. 成酯:如莨菪烷类生物碱含羟基,常以酯的形式存在。 5. N-氧化物:植物中的N-氧化物约一百余种,如吡啶类、 吡咯类生物碱。, 存在形式, 命名规则 1. 某类型的命名 母核的化学结构,如吡啶、喹啉、萜类等; 植物来源,如石蒜科生物碱等。 2. 单体成分的命名 以植物来源的属、种的名称命名,如一叶萩碱 以生理活性或药效命名,如吗啡(使睡眠) 以人名命名,如pelletierine,生物碱,植物来源分类,化学结构分类,生源分类,分类方法,如石蒜生物碱、 如甾体生物碱、 长春花生物碱 异喹啉生物碱,如来源于鸟氨酸的生物碱, 杂环类 1、吡咯类:由吡咯或四氢吡咯衍生而成,分类:简单吡咯
7、类; 吡咯里西啶类(又称双稠吡咯类),红古豆碱 cuscohygrine,红古豆苦杏仁酸酯,(无活性),(有活性),似阿托品药物 的散瞳等作用, 简单吡咯类(pyrrole),野百合碱 monocrotaline,(有抗癌活性),吡咯里西啶 (双稠吡咯), 吡咯里西啶类(pyrrolizidine),分类:简单吡啶类;吲哚里西啶类;喹诺里西啶类,吡啶 六氢吡啶(哌啶),2、吡啶类:由吡啶或六氢吡啶(哌啶)衍生而成,actinidine,ricinine,cytisine, 简单吡啶类(pyridine), 吲哚里西啶类(indolizidine),吲哚里西啶 indolizidine,一叶萩碱
8、 securinine,matrine,oxymatrine, 喹诺里西啶类(quinolizidine),喹诺里西啶 quinolizidine (双稠吡啶),tropane,3、莨菪烷(托品)类:吡咯和哌啶骈合而成的杂环,分类:颠茄生物碱;古柯生物碱, 颠茄生物碱(belladonna alkaloids),颠茄,曼陀罗,莨菪,莨菪碱(阿托品) Hyoscyamine(atropine),东莨菪碱 scopolamine,山莨菪碱 anisodamine,樟柳碱 anisodine,莨菪碱是由莨菪醇(tuopine)与莨菪酸(tuopic acid)缩合而生成的酯,阿托品是他的外消旋体。,
9、莨菪醇 莨菪酸,莨菪碱(阿托品),+,酯 化,莨菪碱的消旋化反应,生成阿托品,莨菪酸,烯醇式中间体 异构体,南美出产的一种植物 古柯 (Erythroxylon coca) 及同属植物的 叶,当地用作麻醉药, 从中可以得到另一些 生物碱古柯生物碱, 古柯生物碱(coca alkaloids),爱康宁 ecgonine,古柯碱 Cocaine 又称可卡因,4、喹啉类 quinoline,喜树碱 camptothecine,治白血病和直肠癌,内酯结构,碱化开环,成盐溶于水,奎宁 茜草科金鸡纳,金鸡纳树皮中的抗疟有 效成分,含量高达3,分类:1-苄基异喹啉型 双苄基异喹啉型 吗啡烷型 原小檗碱型 阿
10、朴啡型 原阿朴啡型 原托品碱型 菲啶型,5、异喹啉类 isoquinoline, 1-苄基异喹啉型,那可丁 narcotine,存在于鸦片中,具镇咳作用 作用与可待因相似,但无成 瘾性,可替代可待因。,1-benzyl-isoquinoline, 双苄基异喹啉型,唐松草碱 thalicarpine, 吗啡烷型 morphinane,吗啡(异喹啉类) 具有镇痛的作用,罂粟,海洛因 heroine 麻醉作用和成瘾性最强,可待因 codeine 又称甲基吗啡,与吗 啡作用相似,但效果 较弱,久用也会上瘾, 阿朴啡型,阿朴啡 aporphine,土藤碱 tuduranine, 原阿朴啡型, 原小檗碱型
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