生物碱 (alkaloids) 是一类含氮的有机化合物,存在于自然界(一般指植物,但有的也存在于动物)。有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。大多数生物碱均有复杂的环状结构,氮素多包括在环内,具有光学活性。但也有少数生物碱例外。
生药中生物碱的含量大多低于 1% ,少数含量特别低,如长春花中长春新碱含量为百万分之一,美登木中美登木素含量为千万分之一;也有些含量特别高,如黄连中小檗碱含量可达 9% 、金鸡纳皮中奎宁含量高达 15% 。在植物体内,生物碱一般与有机酸(苹果酸、枸橼酸、酒石酸和鞣酸等)结合成盐类,呈溶解状态存在于液泡中,有些是与糖结合成苷而存在,也有少数生物碱呈游离状存在,如咖啡碱 (caffeine) 与秋水仙碱 (colchicine) 等。
已知生物碱种类很多,约在2,000种以上,有一些结构式还没有完全确定。它们结构比较复杂,可分为59种类型。随着新的生物碱的发现,分类也将随之而更新。由于生物碱的种类很多,各具有不同的结构式,因此彼此间的性质会有所差异。但生物碱均为含氮的有机化合物,总有些相似的性质,如:
1)形态:大多数生物碱是结晶形固体;有些是非结晶形粉末;还有少数在常温时为液体,如烟碱(Nicotine),毒芹碱(Coniine)等。
生物碱种类繁多,按母核的基本结构分为 60 类左右,主要有以下 12 类:
(1) 有机胺类 (amine) :氮原子位于直链上,如麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱等;
(2 ) 吡咯烷类 (pyrrolidine) :如古豆碱、千里光碱、野百合碱、娃儿藤碱等;
(3) 吡啶类 (pyridine) :如菸碱、槟榔碱、半边莲碱、苦参碱等;
(4) 喹啉类 (quinoline) :如奎宁、喜树碱等;
(5) 异喹啉类 (isoquinoline) :如小檗碱、吗啡、粉防已碱、石蒜碱、可待因、青藤碱、锡生藤碱等;
(6) 喹唑酮类 (quinnazolidone) :如常山碱等;
(7) 吲哚类 (indole) :如利血平、长春碱、麦角新碱、士的宁等;
(8) 莨菪烷类 (tropane) :如莨菪碱、东莨菪碱、古柯碱等;
(9) 亚胺唑类 (imidazole) :如毛果芸香碱等;
(10) 嘌呤类 (purine) :如咖啡碱、茶碱、香菇嘌呤、石房蛤毒素等;
(11) 甾体类 (steroid) :如茄碱、贝母碱、藜芦碱、澳洲茄碱等;
(12) 萜类 (terpenes) :如猕猴桃碱、石斛碱、乌头碱、飞燕草碱、黄杨碱等。
2) 颜色:一般为无色。只有少数带有颜色,例如小 碱(Berberine)、木兰花碱(Magnoflorine)、蛇根碱(Serpentine)等均为黄色。
3)味感:不论生物碱本身或其盐类,多具苦味,有些味极苦而辛辣,还有些刺激唇舌的焦灼感。
4)酸碱反应:大多呈碱性反应。但也有呈中性反应的,如秋水仙碱;也有呈酸性反应的,如茶碱和可可豆碱;也有呈两性反应的,如吗啡(Morphine)和槟榔碱(Are
问题:什么是生物碱?生物碱是什么意思?5)溶解度:大多数生物碱均几乎不溶或难溶于水。能溶于氯仿、乙醚、酒精、丙酮、苯等有机溶剂。也能溶于稀酸的的水溶液而成盐类。生物碱的盐类大多溶于水。但也有不少例外,如麻黄碱(Ephedrine)可溶于水,也能溶于有机溶剂。又如烟碱、麦角新碱(Ergonovine)等在水中也有较大的溶解度。
6)旋光性:大多数生物碱含有不对称碳原子,有旋光性,多数呈左旋光性。只有少数生物碱,分子中没有不对称碳原子,如那碎因(Narceine)则无旋光性。还有少数生物碱,如烟碱,北美黄连碱(Hydrastine)等在中性溶液中呈左旋性,在酸性溶液中则变为右旋性。
7)挥发性:在常压时绝大多数生物碱均无挥发性。直接加热先熔融,继被分解;也可能熔融而同时分解。只有在高度真空下才能因加热而有升华现象。但也有些例外,如麻黄碱,在常压下也有挥发性;咖啡因在常压时加热至180。C以上,即升华而不分解。生物碱大都用于医药治疗及研究。少数品种用于分析[如白路新(Brucine)测定硝酸盐]或作为对比样品。 生物碱一般性质较稳定,在贮存上除避光外,不需特殊贮存保管。
多数生物碱分子具有较复杂的环状结构,且氮原子在环状结构内,大多呈碱性,一般具有生物活性。但有些生物碱并不完全符合上述生物碱的含义,如麻黄碱的氮原子不在环内,咖啡不显碱性等。
分布规律:(1)绝大多数生物碱分布在高等植物,尤其是双子叶植物中,如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。(2)极少数生物碱分布在低等植物中。(3)同科同属植物可能含相同结构类型的生物碱。(4)一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存,且它们的化学结构有相似之处。
存在形式:有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷等。
生物碱的常见结构类型有哪些?
这一部分内容需要结合后面的重点中药(如麻黄、黄连、洋金花、苦参、汉防己、马钱子、乌头等)中所含的生物碱的结构类型去掌握。重要类型包括:
吡啶类:主要是喹喏里西啶类(苦参所含生物碱,如苦参碱)。
莨菪烷类:洋金花所含生物碱,如莨菪碱。
异喹啉类:主要有苄基异喹啉类(如罂粟碱)、双苄基异喹啉类(汉防己所含生物碱,如汉防己甲素)、原小檗碱类(黄连所含生物碱,如小檗碱)和吗啡类(如吗啡、可待因)。
吲哚类:主要有色胺吲哚类(如吴茱萸碱)、单萜吲哚类(马钱子所含生物碱,如士的宁)、二聚吲哚类(如长春碱、长春新碱)。
萜类:乌头所含生物碱(如乌头碱)、紫杉醇。
甾体:贝母碱
有机胺类:麻黄所含生物碱,如麻黄碱、伪麻黄碱。
生物碱的物理性质有哪些?
这一部分内容需要重点掌握某些生物碱特殊的物理性质,主要包括:
液体生物碱:烟碱、槟榔碱、毒藜碱。
具挥发性的生物碱:麻黄碱、伪麻黄碱。
具升华性的生物碱:咖啡因
具甜味的生物碱:甜菜碱
有颜色的生物碱:小檗碱、蛇根碱、小檗红碱。[什么是生物碱]