南农植物化学第九章 生物碱.ppt

第九章 生物碱,罂粟,吗啡,生物碱是指一类来自于生物的含氮有机化合物； 具有碱性或者中性且能和酸结合生成盐； 多数有较强的生理活性。 分子量不超过1500 D。,一、生物碱的定义和基本特点,下列含氮有机化合物除外： 低分子胺类：如甲胺、乙胺； 其它：氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核苷酸、核酸、卟啉类、维生素。,二、存在与分布,生物碱多数存在于植物体内，少数存在于动物体内。 存在于植物体内的生物碱称为植物碱。 存在于动物体的生物碱称为动物碱。,蟾蜍皮肤含有生物碱,裸子植物： 红豆杉属，松属，云杉属，三尖杉 属，麻黄属 单子叶植物：石蒜科，百部科，百合科 双子叶植物：小檗科，毛茛科，木兰科，防己科， 罂粟科， 芸香科,生物碱在植物中的分布：,三、生物碱在植物生命活动中的作用,参与植物化学防御过程,很多种生物碱对昆虫有毒，或者对食草动物有毒,可以作 拒食剂。,低浓度的咖啡因可以杀死天蛾幼虫,羽扇豆碱具有拒食活性,四、生物碱的生理活性,1、抗肿瘤活性：喜树碱、长春花碱等,2、降血压、降血脂作用：蛇根碱、利血平、苦参碱等,3、对中枢神经系统的作用：吗啡、咖啡因等,4、抗疟作用：奎宁等,五、生物碱的副作用,吗啡、海洛因、可卡因等作为毒品，容易上瘾，产生依赖性。,吸食鸦片,本章内容,第一节：人类利用和研究生物碱的历史 第二节：生物碱的生源合成途径 第三节：生物碱的分类及功能,第一节：人类利用和研究生物碱的历史,至少在公元前1200年以前，地中海地区的人们使用罂粟,公元前1000年，印度人开始使用蛇根木,公元前399年，苏格拉底被毒芹碱杀死。,公元前一世纪，古埃及女王克丽奥佩托拉使用阿托品扩瞳,1806年，德国药学家弗里德里希·色吐纳尔（Friedrich Sertürner）从 罂粟中分离出吗啡,Friedrich Sertürner,吗啡(Morphine),1817年-1827年间，法国药学家派勒蒂埃（Pelletier）和药师卡云 图（Caventou）分离出多种生物碱,如：吐根碱、马钱子碱、士的宁、金鸡纳碱、奎宁、秋水仙碱、毒芹碱、蒂巴因等,1819年，德国药学家卡尔·梅斯内尔（Carl Meissner）提出生物碱的概念,最初的生物碱定义： 来源于植物的、有药理学活性的含氮碱性分子。,Carl Meissner,1870年，毒芹碱化学结构确定，并且在1886年体外合成成功,德国化学家拉登堡,1925年，英国化学家罗宾逊确定吗啡结构,罗宾逊,吗啡,目前： 人们已经在植物中分离得到1872个骨架，21120个生物 碱。 人们已经阐明部分生物碱的酶促合成途径。 人们已经利用化学合成和细胞培养的方法来生产一些 生物碱。 许多生物碱药理机制得到比较深入的研究。,第二节：生物碱的生源合成途径,生物碱合成来源复杂,只有部分生物碱的酶促合成途径得到阐明,由于生物碱代谢慢，产量低，参与代谢过程的酶含量低，因此难以阐明其生源合成途径。但是有部分的生物碱的合成途径已经得到阐明。,黄连素的合成途径,第三节：生物碱的分类及功能,生物碱的分类方法,本课程用的是生源结合化学分类法,生物碱来源,以氮原子是否结合在环上，生物碱可分为氮杂环类和有机胺类,氮杂环类,有机胺类,羽扇豆碱,生物碱结构,吡啶衍生物类-一叶萩碱、苦参碱 喹啉衍生物类-喜树碱 喹唑酮衍生物类-常山碱 嘌呤衍生物类- 茶碱 异喹啉衍生物类-小檗碱,吲哚 嘌呤 喹啉,吡啶,嘧啶,吡嗪,吡咯,咪唑 吡唑,一、来源于鸟氨酸的生物碱,鸟氨酸,吡咯烷,（一）吡咯类生物碱,古柯,红古豆碱有中枢镇静作用和外周抗胆碱作用，尚有扩张外周血管、增加冠脉流量的作用。,吡咯烷,（二）托品类生物碱（莨菪烷类）,莨菪,莨菪碱是副交感神经抑制剂，但毒性较大，临床应用较少。也有止痛解痉功能，有时也用于治疗癫痫、晕船等。,（三）吡咯里西丁类生物碱,野百合碱对皮肤病有较好的疗效，但毒性较大，剂量过大可引起昏迷而造成死亡。,二、来源于赖氨酸的生物碱,赖氨酸,哌啶,（一）哌啶类生物碱,槟榔碱为拟胆碱药，可兴奋乙酰胆碱受体。,槟榔,（二）吲哚里西丁类生物碱,一叶萩,一叶萩碱能兴奋脊髓，增强反射及肌肉紧张度。,（三）喹诺里西丁类生物碱,羽扇豆,羽扇豆碱具有食用毒性，家畜食用后可引起中毒。,三、来源于邻氨基苯甲酸的生物碱,邻氨基苯甲酸,奇曼碱B,（一）来源于邻氨基苯甲酸的喹啉类生物碱,具有抗疟活性,（二）、吖啶酮类生物碱,芸香科植物山油柑,能抑制细胞的有丝分裂，对癌细胞有一定的杀伤作用。,四、来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,苯丙氨酸,酪氨酸,（一）、苯丙胺类生物碱,麻黄,一种拟交感神经胺,1、麻黄碱使心脏收缩有力，心输出量增加（增压作用）。,麻黄碱的功效,2、麻黄碱具有中枢神经兴奋作用，可引起失眠、神经过敏、不安等 症状。,3、麻黄碱可引起支气管扩张，用于治疗支气管哮喘病。,（二）苄基四氢异喹啉类生物碱,苄基,异喹啉,喹啉,四氢异喹啉,1、简单苄基四氢异喹啉类,具有抗微生物、抗血小板、细胞毒、血管舒张、降血压、松弛横纹肌等作用。,厚朴,2、双苄基四氢异喹啉类生物碱,对葡萄球菌、粪链球菌、大肠杆菌、肺炎杆菌、绿脓杆菌、败血杆菌、痢疾杆菌、变形杆菌、鼠伤寒菌、白色念珠菌和鸡沙门氏菌具有抑制作用,唐松草,3、吗啡烷类生物碱,吗啡通过激活阿片受体，具有极快的镇痛效力，是医药上常用的局部麻醉剂，但易成瘾。,罂粟,吗啡,痛觉的传递与抑制,吗啡可以通过激活阿片受体，阻碍痛觉的传递，因此具有镇痛作用。,海洛因镇痛作用较大。并产生欣快和幸福的虚假感觉，但毒性和成瘾性极大，过量能致死。因此被列为禁止制造和出售的毒品。,4、原小檗碱和小檗碱类生物碱,小檗碱又名黄连素，存在于小檗属植物黄柏、黄连和三颗针中。有较强的抗菌作用，在临床上常用盐酸黄连素治疗菌痢、胃肠炎等疾病。,黄连,具有显著的抗心力衰竭、抗心律失常、降低胆固醇、抗制血管平滑肌增殖、改善胰岛素抵抗、抗血小板等作用,（三）苄基苯乙胺类生物碱,石蒜碱有较显著的催吐作用，毒性较小；也有祛痰作用。,石蒜（曼珠沙华 ，红彼岸花）,小结：,来源于苯丙氨酸和酪氨酸的生物碱,1、苯丙胺类生物碱,3、苄基苯乙胺类生 物碱,2、苄基四氢异喹啉 类生物碱,简单苄基四氢异喹啉类,双苄基四氢异喹啉类,吗啡烷类,原小檗碱和小檗碱类,五、来源于色氨酸的生物碱,色氨酸,来自于色氨酸的生物碱是最复杂的，也是数量最多的一类生物碱。约占已知生物碱的1/4。,生物碱来源,（一）简单吲哚类生物碱,相思豆碱,含羞草科植物相思豆（海红豆）,相思豆碱作用于中枢神经会产生狂躁、精神错乱。,（二）单萜吲哚类,单萜吲哚类生物碱的前体是由单萜类骨架与色胺缩合形成的， 目前发现2000多个,夹竹桃科植物罗芙木,利血平是肾上腺素受体抑制剂，具有镇静作用，可以减慢心率，减少心输出量，以此达到降血压的效果。但是也容易导致抑郁。,肾上腺素一般作用是使心脏收缩力上升；心脏、肝、和筋骨的血管扩张和皮肤、粘膜的血管缩小。,士的宁,马钱科植物马钱子,士的宁又名番木鳖碱，是由马钱子中提取的一种生物碱，具有强烈的中枢神经刺激作用，毒性极大，作为一种毒药在历史上臭名昭著。,长春花碱,夹竹桃科植物长春花,长春花碱能与微管蛋白相结合，抑制微管的聚合，使分裂的细胞不能 形成纺锤体而终止分裂，从而可以抑制肿瘤细胞增殖。,（三）、色氨酸衍生的喹啉类生物碱,奎宁,茜草科植物金鸡纳树,奎宁能与疟原虫的DNA结合，形成复合物，抑制DNA的复制和RNA的转录，从而抑制原虫的蛋白合成，达到杀死疟原虫的目的。,喜树碱,珙(gng)桐科植物喜树,喜树碱是DNA拓扑异构酶I抑制剂，具有抗肿瘤活性，临床上用于治疗 胃癌、膀胱癌、白血病等。,六、来源于萜类的生物碱,萜类氨基化形成生物碱,生物碱来源,（一）单萜类生物碱,龙胆科植物秦艽（qiú）,秦艽碱具有中枢神经刺激作用，且毒性比较低。,（二）倍半萜类生物碱,兰科植物石斛（hú）,石斛碱具有止痛、解热作用，可降低心率、血压。,（三）二萜类生物碱,乌头碱,乌头碱具有镇痛作用，临床上用于缓解癌痛；外用时能麻痹周围神经末梢，产生局部麻醉和镇痛作用；本品剧毒，3-5mg可致死。,毛莨科植物草乌,生物碱总结,1、生物碱的概念以及特点,2、生物碱的历史,3、生物碱的生物合成来源以及分类,吗啡属于哪一类生物碱？它镇痛的机制是什么？,复习思考题：,