假设某中草药含有下列三种生物碱，下列各中药中

号外！ 呃！ 呃！ 第三章中药化学的重点内容来了！ 呃！ 呃！ 第三章是三大重点章节之一，但生物碱的内容是中药化学的重点内容，必须牢牢掌握。 因为拆下大部分内容学习不利于大家的全面掌握，豆蔻这次分享生物碱的内容，其次是含生物碱的中药。

考点16生物碱【测试情况分析】本考点内容为重点内容，每年必须参加考试，掌握好，尤其是下次共享的含生物碱中药。

【测试频率指数】

【具体内容】

1 .定义和分布

生物碱是来自生物界的一种含氮有机化合物。 生物碱主要分布在植物界，动物界鲜有发现。 与中药有关的典型科为毛茛科、防己科、罂粟科、茄科、马钱科、小檗科、豆科。

2 .生物碱的分类

吡啶类生物碱

这类生物碱多来自蓖麻毒素，是由吡啶和哌啶衍生的生物碱，结构简单，数量少，主要有两种类型。

(简单吡啶类)这类生物碱分子小，结构简单，多呈液态。 槟榔、槟榔次碱、烟草尼古丁、胡椒胡椒等。

(双哌啶类)两个哌啶环由一个氮原子稠合而成的杂环，具有喹噁嗪的基本母核。 主要分布于豆科、石松科、杜鹃花科。 苦参中苦参碱、氧化苦参碱、野决说明中金雀花碱等。

东莨菪碱类生物碱

这类生物碱多来自鸟氨酸，由东莨菪碱环系的C3-醇羟基和有机酸缩合得到酯。 主要存在于茄科茄属、曼陀罗属、东莨菪碱属、天仙子属。 重要的化合物有东莨菪碱、可卡因等。

异喹啉类生物碱

这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸类，具有异喹啉或四氢异喹啉的基本母核，广泛分布于植物中，数量众多，具有多方面的生物活性。 根据其基本结构又可分为多种类型，主要类型如下：

(单纯异喹啉类)像鹿尾草中的降血压成分沙林一样是四氢异喹啉的衍生物。

苄基异喹啉类(分为1-苄基异喹啉类和双苄基异喹啉类。

a.1-苄基异喹啉类：是在异喹啉母核的1位连接有苄基的生物碱。 罂粟有解痉作用的罂粟碱、乌头中的强心成分脱甲乌药碱、厚朴中的厚朴碱等。

B .双苄基异喹啉类：是由2个苄基异喹啉通过1~3个醚键连接而成的一种生物碱。 防己科北豆根中存在的主要酚性生物碱蝙蝠葛碱、汉防己中的汉防己甲素和汉防己乙素。

小檗碱原：此类生物碱可视为2个异喹啉环缩合而成，根据两者结构母核D环氧化程度的不同，可分为小檗碱原和小檗碱原。 前者多为黄连、黄柏、三针中小檗碱类季铵盐基； 后者多为叔胺碱，如延胡索中延胡索乙素。

(吗啡系)罂粟的吗啡、可待因、青风藤的青风藤碱等，具有部分饱和的菲核。

吲哚类生物碱

这类生物碱来源于色氨酸，数量多，结构复杂，往往具有显著的生物活性。 主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等。 吲哚类生物碱主要来源于色氨酸，根据其结构特点主要分为以下4类：

单纯吲哚类(板蓝根、大青叶中的大青素b、蓼蓝中的吲哚青绿等；

5 -羟色胺(吲哚类)此类化合物含有5 -羟色胺部分，结构简单。 像吴茱萸中的吴茱萸碱；

单萜类化合物(这类生物碱结构比较复杂，如浮萍利血平、番石榴子中出租车宁等；

吲哚类)是吲哚类生物碱两分子聚合而成的衍生物，如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。

有机胺类生物碱

这类生物碱的结构特征是氮原子不在环结构内，如麻黄中麻黄碱、秋水仙碱中秋水仙碱、益母草中益母草碱等。

3 .生物碱的理化性质

性状

多为晶形固体，少数为非晶形粉末； 具有固定熔点； 尼古丁、水芹、槟榔等少数生物碱为液体； 少数液体状态和小分子的固体生物碱具有挥发性，可以用水蒸气蒸馏。 有咖啡因等升华性。

生物碱多苦味，少数呈辣味或其他味道，如甜菜碱有甜味。

大多数生物碱为无色或白色，只有少数分子中有长共轭体系和助色团者具有一定的颜色。 例如小檗碱、蛇根碱为黄色，小檗碱、小檗碱为红色等。 有些生物碱可见光无色，紫外光下荧光，如利血平。

生物碱的旋光性

旋光性多，多呈左旋光性。 生物碱的旋光性受手性碳构型、测定溶剂、pH、温度和浓度等的影响。

生物碱通常左旋体生物活性显著，右旋体生物活性较弱或无活性。 例如东莨菪碱的散瞳作用比D-东莨菪碱大100倍； 去甲乌药碱只对左旋体有强心作用。 但少数生物碱生物活性强于左旋体，如D-胆碱的局部麻醉作用强于L-胆碱。

生物碱的溶解性

游离生物碱

生物碱盐

一般易溶于水，易溶于甲醇、乙醇，不易溶于或不溶于亲油性有机溶剂。 生物碱在酸水中成盐溶解，呈碱性后又游离沉淀，利用这一性质可以提取分离生物碱。

常用生物碱无机盐的水溶性&gt； 有机酸盐； 无机酸盐中含氧酸盐的水溶性&gt； 卤代酸盐； 有机酸盐中，小区分有机酸盐或多羟基酸盐水溶性&gt； 高分子有机酸盐。

盐酸小檗碱、麻黄素草酸盐等难溶于水。

4 .生物碱的碱性

生物碱碱性及碱性强弱的表示方法

生物碱由于分子中氮原子上的孤电子能接收质子而呈碱性，与酸结合成盐，生物碱盐遇到碱时变成游离生物碱。

碱性强弱的表示方法：用其共轭酸的酸性解离常数pKa值表示。 pKa越大，该碱的碱性越强； 相反，碱性越弱。 根据pKa值大小使生物碱为季铵盐碱、胍类生物碱之类的强碱； 脂肪族胺、脂肪族杂环类生物碱等中强碱； 芳香族胺、N-六元芳香族杂环类生物碱等弱碱； 酰胺、正戊烷元芳香族杂环类生物碱等极弱碱。

生物碱强弱与分子结构的关系

生物碱的碱性强弱与其分子中氮原子的杂化方式、电子云密度、空间效应及分子内氢键形成等有关。

氮原子杂化方式：碱性大小为sp3&gt； sp2&gt； 是存储处理器。 一般脂肪族胺类、脂肪族氮杂环类生物碱的氮原子为sp3杂化的中强碱； 芳香族胺类、六元芳香族杂环类生物碱氮原子为sp2杂化，为弱碱； 具有氰基的氮原子在sp混合中为中性。 例如，四氢异喹啉碱性强于异喹啉； 它们衍生的生物碱、可待因碱性大于罂粟碱； 尼古丁分子中两个氮原子，四氢吡咯环上的氮属于仲脂肪族胺类，吡啶环上的氮属于芳香族杂环类，其碱性前者明显强于后者。

电效应：包括诱导效应和共轭效应，通过影响电子云在氮原子上的分布而影响生物碱的碱性大小。

A .诱导效应：生物碱分子中氮原子上的电子云密度受氮原子附近给电子基团和吸电子基团的诱导效应的影响。 供电子诱导效应使氮原子上电子云密度增加，碱性增强； 吸电子诱导效应会减少氮原子上的电子云密度，减弱碱性。 麻黄素的碱性比甲基麻黄素强，是麻黄素的氮原子受到甲基电子供给的结果。 另一方面，两者的碱性比异丙胺弱，是前两者氨基碳原子的邻位碳上的羟基吸收电子的结果。

并不是所有的双键和羟基的诱导效应都会减少生物碱的碱性。 在环叔胺生物碱中，当环叔胺的氮原子的邻位上有，-键或-羟基时，氮原子上的未共价电子对与双键或C-O单键的电子发生重排，叔胺碱与季铵碱不同构成强碱性例如，季铵型小檗碱由醇胺型异构化，季铵型稳定，因此呈强碱性； 蛇的碱分子在氮原子的、位存在双键，氮原子的未共价电子相对于双键的电子发生重排，形成季铵型共轭酸，因此碱性强。

但在生物碱中，叔胺的氮原子位于稠环的桥旁，有，-双键或-羟基，但由于分子的刚性结构而不能发生重排，叔胺变成季铵型，其双键或羟基如：阿玛林，新士之宁碱性小于士之宁。

B .共轭效应：生物碱分子中氮原子的孤对与电子基团共轭时，一般会减弱生物碱的碱性。 常见的有苯胺和酰胺两种。

C .苯胺型：苯胺氮原子上的孤对与电子形成p-共轭体系时，其碱性减弱。 环己胺碱性大于苯胺时，后者明显是共轭效应所致。

D .酰胺型：酰胺氮原子上的孤对与羰基形成p-共轭效应，碱性极弱。 胡椒、秋水仙碱、咖啡碱等。

注：并不是所有的p-共轭效应都会减弱生物碱的碱性。 对于含胍基的生物碱，胍基受质子形成季铵离子，呈更强的p-共轭，且具有较高的共轭稳定性，呈强碱性。

空间效应)生物碱氮原子附近取代基空间位阻不利于接受质子时，生物碱碱性减弱。 例如，甲基麻黄碱的分子结构中氮原子上比麻黄碱多一个甲基。 甲基是供电子性基团，但由于空间位阻作用，其碱性比麻黄碱还弱。 东莨菪碱分子结构中氮原子附近比东莨菪碱多1个6、7位环氧基，对氮原子产生明显的空间损伤，其碱性弱于东莨菪碱。 东莨菪碱分子中的6-OH对氮原子接受质子也有空间位阻，但氧环的影响不如东莨菪碱大，因此碱性介于东莨菪碱和东莨菪碱之间。 脂蛋白的分子结构有两个氮原子，其中吲哚氮几乎没有碱性，另一种偏苯三酸叔胺氮受C-19、C-20纵联空间位阻的影响，因此脂蛋白的碱性较弱。

氢键效应)生物碱成盐后，氮原子附近有羰基、羟基等取代基，有利于形成稳定的分子内氢键时，共轭酸稳定，碱性强。 例如，钩藤碱和异钩藤碱的碱性差异就来源于此。 由于手性碳原子构型不同，前者共轭酸的羰基能与氮上的氢氢键结合，碱性强； 后者的羰基不能进行这个氢键缔合，碱性很弱。

5 .生物碱沉淀反应

许多生物碱在酸水或稀醇中，与某些试剂反应生成难溶于水的络合物或复盐，这种反应称为生物碱沉淀反应，这些试剂称为生物碱沉淀试剂。

常用生物碱沉淀试剂

沉淀反应条件和阳性结果判定

反应条件：生物碱的沉淀反应一般在酸性水溶液中进行。 因为生物碱能与酸形成盐，易溶于水，生物碱沉淀试剂也易溶于水，在酸水中比较稳定，但反应产物难溶于水，有利于反应的进行和结果的观察。

阳性结果判断：生物碱沉淀反应一般需要3种以上试剂分别反应，如果发生沉淀反应即可判断为阳性。

麻黄素、吗啡、咖啡因等生物碱与一般生物碱沉淀试剂无反应，需通过其他检测反应进行鉴别。 植物酸水提取液中多含有蛋白质、多肽、氨基酸、单宁等非生物碱类成分，有时会与生物碱沉淀试剂作用而沉淀。 许多中药提取液颜色较深，影响结果的观察。 为了避免这种干扰，提高检测的准确性，可以将酸水碱化后用氯仿提取游离生物碱，与蛋白质等水溶性杂质分离后，用酸水从氯仿溶液中提取生物碱，再用该酸水液进行沉淀反应。

沉淀反应应用：可用于试管定性反应，也可作为薄层色谱和纸色谱显色剂生物碱提取分离中的追踪、医嘱终点； 可用于生物碱分离、纯化，如雷铵盐可用于季铵盐的沉淀、分离； 用于生物碱的定量分析，如生物碱和硅钨酸试剂能产生稳定的沉淀，可用于含量测定。

6 .生物碱显色反应

注：显色反应可用于生物碱的检测和特定生物碱的区分。 溴百里酚蓝、溴百里酚绿等在一定的pH值条件下可生成几种生物碱和有色复合物，该复合物可通过三氯甲烷定量提取，用于生物碱的含量测定。

【真题演练】妇必舒阴道泡腾片处方中具有抗菌原体作用的双哌啶类化合物煎剂为()。

a .乌梅

b .苦参

c .大黄

d .百部

e .蛇床子

【答案】b

【解析】本题考察含双哌啶类化合物的中草药。 苦参的主要化学成分为苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱等多种生物碱，属于双哌啶类生物碱。

【拉伸】乌梅有效成分为有机酸类化合物； 大黄有效成分为黄酮类化合物； 百部有效成分为原百部碱性生物碱； 蛇床子的有效成分为挥发油类化合物。

吴茱萸碱所属的结构类型为()。

a .有机胺类生物碱

b .血清素类生物碱

c .吲哚类生物碱

d .单萜生物碱

e .简单吲哚类生物碱

【答案】b

【解析】本题考查吲哚类生物碱的分类。 吲哚类生物碱主要由色氨酸衍生而来，根据其结构特征主要分为单吲哚类、5 -羟色胺类、单萜吲哚类、双吲哚类四大类。 吴茱萸碱含5 -羟色胺部分，属于5 -羟色胺吲哚类生物碱。 所以正题定为b。

【拉伸】a可选有机胺类生物碱的结构特征是氮原子不在环状结构内。 如麻黄中麻黄碱、秋水仙碱中秋水仙碱、益母草中益母草碱等。 C -选择吲哚类是单吲哚类生物碱双分子聚合而成的衍生物。 选择d单萜吲哚类，此类生物碱结构较复杂，如流花中利血平、木鳖中出租车宁等。 e选项的简单吲哚类生物碱包括单一的吲哚，如板蓝根、大青叶中的大青素b、蓼蓝中的吲哚青绿等。

那么，今天的内容到此为止。 内容有点多，请好好把握。 但是豆蔻想提醒大家，没有通往成功的捷径，只有不断坚持，坚持就是胜利！ 下次再见吧。