醫(yī)用化學(xué):第二節(jié)　生物堿

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一、概述在生物體內(nèi)成分中，含氮堿基的有機(jī)化合物，能與酸反應(yīng)生成鹽類(lèi)，將此類(lèi)化合物稱(chēng)為生物堿。它是一類(lèi)存在于生物（主要是植物）體內(nèi)、對(duì)人和動(dòng)物有強(qiáng)烈生理作用的含氮的堿性物質(zhì)。生物堿的分子構(gòu)造多數(shù)屬于仲胺、叔胺或季胺類(lèi)，少數(shù)為伯胺類(lèi)。它們的構(gòu)造中常含有雜…

一、概述

在生物體內(nèi)成分中，含氮堿基的有機(jī)化合物，能與酸反應(yīng)生成鹽類(lèi)，將此類(lèi)化合物稱(chēng)為生物堿。它是一類(lèi)存在于生物（主要是植物)體內(nèi)、對(duì)人和動(dòng)物有強(qiáng)烈生理作用的含氮的堿性物質(zhì)。生物堿的分子構(gòu)造多數(shù)屬于仲胺、叔胺或季胺類(lèi)，少數(shù)為伯胺類(lèi)。它們的構(gòu)造中常含有雜環(huán)，并且氮原子在環(huán)內(nèi)。生物堿常常是很多中草藥中的有效成分，例如，麻黃中的平喘成分麻黃堿、黃連中的抗菌消炎成分小檗堿（黃連素)和長(zhǎng)m.f1411.cn/hushi/春花中的抗癌成分長(zhǎng)春新堿等。

生物堿大多數(shù)來(lái)自植物界，少數(shù)也來(lái)自動(dòng)物界，如賢上腺素等。生物體內(nèi)生物堿含量一般較低。至今分離出來(lái)的生物堿已有數(shù)千種，其中用于臨床的近百種。

二、生物堿的分類(lèi)和命名

生物堿的分類(lèi)方法有多種。較常用和比較合理的分類(lèi)方法是根據(jù)生物堿的化學(xué)構(gòu)造進(jìn)行分類(lèi)，如麻黃堿屬有機(jī)胺類(lèi)，一葉萩堿、苦參堿屬吡啶衍生物類(lèi)，莨菪堿屬莨菪烷衍生物類(lèi)，喜樹(shù)堿屬喹啉衍生物類(lèi)，常山堿屬喹唑酮衍生物類(lèi)，茶堿屬嘌呤衍生物類(lèi)，小檗堿屬異喹啉衍生物類(lèi)，利血平、長(zhǎng)春新堿屬吲哚衍生物類(lèi)等。

生物堿多根據(jù)它所來(lái)源的植物命名，例如，麻黃堿是由麻黃中提取得到而得名，煙堿是由煙草中提取得到而得名。生物堿的名稱(chēng)又可采用國(guó)際通用名稱(chēng)的譯音，例如煙堿又叫尼古丁(nicotine)。

三、生物堿的一般性質(zhì)

（一)一般性狀

游離的生物堿為結(jié)晶形或非結(jié)晶形的固體，也有液體，如煙堿。多數(shù)生物堿無(wú)色，但有少數(shù)例外，如小檗堿和一葉萩堿為黃色。多數(shù)生物堿味甚苦，具有旋旋光性，左旋體常有很強(qiáng)的生理活性。

（二)酸堿性

大多數(shù)生物堿具有堿性，這是由于它們的分子構(gòu)造中都含有氮原子，而氮原子上又有一對(duì)未共享電子對(duì)，對(duì)質(zhì)子有一定吸引力，能與酸結(jié)合成鹽，所以呈堿性。各種生物堿的分子結(jié)構(gòu)不同，特別是氮原子在分子中存在狀態(tài)不同，所以堿性強(qiáng)弱也不一樣。分子中的氮原子大多數(shù)結(jié)合在環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，以仲胺、叔胺及季胺堿三種形式存在，均具有堿性，以季銨堿的堿性最強(qiáng)。若分子中氮原子以酰胺形式存在時(shí)，堿性幾乎消失，不能與酸結(jié)合成鹽。有些生物堿分子中除含堿性氮原子外，還含有酚羥基或羧基，所以既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)生成鹽。

（三)溶解性

游離生物堿極性較小，一般不溶或難溶于水，能溶于氯仿、二氯乙烷、乙醚、乙醇、丙酮、苯等有機(jī)溶劑，在稀酸水溶液中溶解而成鹽。生物堿的鹽類(lèi)極性較大，大多易溶于水及醇，不溶或難溶于苯、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑；其溶解性與游離生物堿恰好相反。

生物堿及其鹽類(lèi)的溶解性也有例外的情況。季銨堿如小檗堿、酰胺型生物堿和一些極性基團(tuán)較多的生物堿則一般能溶于水，習(xí)慣上常將能溶于水的生物m.f1411.cn/kuaiji/堿叫做水溶性生物堿。中性生物堿則難溶于酸。含羧基、酚羥基或含內(nèi)酯環(huán)的生物堿等能溶于稀堿溶液中。某些生物堿的鹽類(lèi)如鹽酸小檗堿則難溶于水，另有少數(shù)生物堿的鹽酸鹽能溶于氯仿中。

生物堿的溶解性對(duì)提取、分離和精制生物堿十分重要。

（四)沉淀反應(yīng)

生物堿或生物堿的鹽類(lèi)水溶液，能與一些試劑生成不溶性沉淀。這種試劑稱(chēng)為生物堿沉淀劑。此種沉淀反應(yīng)可用以鑒定或分離生物堿。常用的生物堿沉淀劑有：碘化汞鉀（HgI2·2KI)試劑（與生物堿作用多生成黃色沉淀)；碘化鉍鉀（BiI3·KI)試劑（與生物堿作用多生成黃褐色沉淀)；碘試液、鞣酸試劑、苦味酸試劑、苦味酸試劑分別與生物堿作用，多生成棕色、白色、黃色沉淀。

（五)顯色反應(yīng)

生物堿與一些試劑反應(yīng)，呈現(xiàn)各種顏色，也可用于鑒別生物堿。例如，釩酸銨-濃硫酸溶液與嗎啡反應(yīng)時(shí)顯棕色、與可待因反應(yīng)顯藍(lán)色、與莨菪堿反應(yīng)則顯紅色。此外，鉬酸銨的濃硫酸溶液，濃硫酸中加入少量甲醛的溶液，濃硫酸等都能使各種生物堿呈現(xiàn)不同的顏色。

四、重要的生物堿

（一)煙堿

煙草中含十余種生物堿，主要是煙堿，約含2%-8%，紙煙中約含1.5%。

煙堿又名尼古丁，屬吡啶衍生物類(lèi)生物堿。

煙堿有劇毒，少量對(duì)中樞神經(jīng)有興奮作用，能升高血壓，大量則抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使心臟麻痹以至死亡。幾毫克的煙堿就能引起頭痛、嘔吐、意識(shí)模糊等中毒癥狀，吸煙過(guò)多的人逐漸會(huì)引起慢性中毒。

（二)莨菪堿和阿托品

莨菪堿和阿托品屬莨菪烷衍生物類(lèi)生物堿。莨菪烷的構(gòu)造式如下：

莨菪堿是由莨菪酸和莨菪醇縮合形成的酯，莨菪醇是由四氫吡咯環(huán)和六氫吡啶環(huán)稠合而成的雙環(huán)構(gòu)造。

莨菪堿

莨菪堿是左旋體，由于莨菪酸構(gòu)造中的手性碳原子上的氫與羰基相鄰，是α活潑氫，容易發(fā)生酮式-烯醇式互變異構(gòu)而外消旋。當(dāng)莨菪堿在堿性條件下或受熱時(shí)均可發(fā)生消旋作用，變成消旋的莨菪堿，即阿托品。莨菪酸的互變異構(gòu)現(xiàn)象如下：

醫(yī)療上常用硫酸阿托品作抗膽堿藥，能抑制唾液、汗腺等多種腺體的分泌，并能擴(kuò)散瞳孔；還用于平滑肌痙攣、胃和十二指腸潰瘍病；也可用作有機(jī)磷、銻劑中毒的解毒劑。

除莨菪堿外，我國(guó)學(xué)者又從茄科植物中分離出兩種新的莨菪烷系生物堿，即山莨菪堿和樟柳堿。兩者均有明顯的抗膽堿作用，并有擴(kuò)張微動(dòng)脈，改善血液循環(huán)的作用。用于散瞳、慢性氣管炎的平喘等；也能解除有機(jī)磷中毒。其毒性比硫酸阿托品小。

（三)嗎啡和可待因

嗎啡　可待因

罌粟科植物鴉片中含有20多種生物堿，其中比較重要的有嗎啡、可待因等。這兩種生物堿屬于異喹啉衍生物類(lèi)，可看作為六氫吡啶環(huán)（哌啶環(huán))與菲環(huán)相稠合而成的基本結(jié)構(gòu)。

嗎啡對(duì)中樞神經(jīng)有麻醉作用，有極快的鎮(zhèn)痛效力，但易成癮，不宜常用。

可待因是嗎啡的甲基醚（甲基取代嗎啡分子中酚羥基的氫原子)�？纱蚺c嗎啡有相似的生理作用，可用以鎮(zhèn)痛，但可待因主要用作鎮(zhèn)咳劑。

麻醉劑海洛因是嗎啡的二乙�；苌�，即二乙�；鶈岱龋▋蓚€(gè)乙�；謩e取代嗎啡分子中兩個(gè)羥基的氫原子)。

海洛因

海洛因鎮(zhèn)痛作用較大。并產(chǎn)生欣快和幸福的虛假感覺(jué)，但毒性和成癮性極大，過(guò)量能致死。海洛因被列為禁止制造和出售的毒品。

（四)麻黃堿

麻黃堿是含于中藥麻黃中的一種主要生物堿，又叫麻黃素。一般常用的麻黃堿系指左旋麻黃堿，它與右旋的偽麻黃堿互為旋光異構(gòu)體。它們?cè)诒江h(huán)的側(cè)鏈上都有兩個(gè)手性碳原子，應(yīng)有四個(gè)旋光異構(gòu)體，但在中藥麻黃植物中只存在（-)-麻黃堿和（+)-偽麻黃堿兩種，并且二者是非對(duì)映異構(gòu)體。