导图社区 生物碱
天然药物化学生物碱知识总结，存在于生物体内的一类含氮有机物，本图内容比较喜欢详细，大家可以借鉴。
合成抗菌药的思维导图，有磺胺类药物（二氢叶酸合成酶）及抗菌增效剂（二氢叶酸还原酶）、喹诺酮类（xacin）（革兰阴DNA回旋酶，革兰阳拓扑异构酶ⅳ）、抗结核病药、抗真菌药。
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本图总结了药物化学中抗生素相关知识点，主要包括β-内酰胺类抗生素（作用于粘肽转肽酶）、四环素类抗生素（核糖体30S）、氨基糖苷类抗生素（核糖体30S） 抗结核首选等的特性、作用等等，很详细，值得看看。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
生物碱
概述
生物碱是一类重要的天然有机化合物
特点
狭义定义：一类含负氧化态氮原子存在于生物有机体的氮杂环化合物 广义定义：生物产生的含氮二次代谢产物
广义内涵即排除上述简单氨基酸及含氮糖苷外的其他含氮天然产物
最重要的特征就是其显著的生物活性
生物碱的分布
低等植物群
菌类植物，地衣，苔藓生物碱，蕨类等含有少数简单生物碱 木贼科，卷柏科，石松科等分布复杂生物碱
高等植物群
裸子植物
紫杉科红豆衫属，松柏科松属、云杉属、油杉属， 麻黄科麻黄属，三尖杉科，三尖属
被子植物
单子叶
百合科，石蒜科，百部科，禾木科
双子叶（多数存在于此）
石竹科，番荔枝科，夹竹桃科，橘科，小檗科，紫草科， 黄杨科，卫矛科，蝶形花科，樟科，豆科，防己科，罂粟科， 胡椒科，毛莨科，茜草科，芸香科，茄科
其他
生物碱极少与萜类和挥发油成分共存同一植物中
生物碱的存在形式
游离碱
仅少数碱性极弱的碱，那碎因，那可丁
酰胺类
秋水仙碱，喜树碱
盐类：有机酸（主），无机酸：草酸，柠檬酸，酒石酸，硫酸，盐酸，硝酸
N-氧化物
氧化苦参碱，野百合碱N-氧化物
氮杂缩醛类
阿马林等
生物碱苷
生物碱的生物合成
构成生物碱的前体物质大多是：α-氨基酸
环合反应
席夫碱（Schiff）形成反应：氨基和羰基化合物脱水形成亚胺
曼尼希（Mannich）氨甲基化反应：醛、胺和碳负离子
酚的氧化偶联反应
C-N键裂解反应
霍夫曼降解（彻底甲基化反应）：有机上的霍夫曼消除，此处需要βH
冯布劳恩三级胺降级
生物碱的分类（按生源途径）
鸟氨酸（真生物碱）
吡咯烷类生物碱
水苏碱，红古豆碱，党参碱等
吡咯里西啶类生物碱
野百合碱，大叶千里光碱等
莨菪烷类生物碱
莨菪碱（120℃加热30分钟变为阿托品），东莨菪碱，可卡因，樟柳碱（溶解性和东莨菪碱相似）
赖氨酸（真生物碱）
哌啶类生物碱
胡椒碱，毒芹碱，槟榔（次）碱等
吲哚里西啶类生物碱
一叶荻碱（跨环共轭，颜色淡黄）
喹诺里西啶类生物碱
苦参碱，氧化苦参碱，金雀花碱等
酪氨酸（真生物碱）
异喹啉类生物碱
原小檗碱（叔）和小檗碱生物碱
小檗碱类：黄连碱，巴马汀（黄藤素），轮环藤酚碱，黄连素（小檗碱），药根碱
原小檗碱类：延胡索乙素（四氢巴马汀）（盐酸盐不溶于水）
苄基异喹啉生物碱
罂粟碱，厚朴碱
双苄基异喹啉类
蝙蝠葛碱，汉防己甲素在冷苯中溶解度大于乙素
吗啡烷类生物碱
吗啡（溶于碱水），可待因等
苄基苯乙胺类生物碱
石蒜碱，加兰他敏
色氨酸
吲哚类生物碱
简单吲哚生物碱
靛青苷
色胺吲哚类生物碱
吴茱萸碱
半萜吲哚生物碱
麦角新碱
单萜吲哚生物碱
士的宁（番木鳖碱）碱性（8.29）大于伪士的宁（5.6）大于新士的宁（3.8），利血平 有些生物碱化学分类归喹啉类，但生源上却归萜类生物碱如：奎宁，喜树碱
邻氨基苯甲酸
喹啉类生物碱
白鲜碱，喹啉等
吖啶酮类生物碱
吖啶酮，山油柑碱等
组氨酸（真生物碱）
咪唑类
毛果芸香碱
苯丙氨基酸
苯丙胺类生物碱（N不在环内）
麻黄碱（羟基在下为R），秋水仙碱等
萜类生物碱
单萜生物碱
龙胆碱
倍半萜
石斛碱
二萜
乌头碱（双酯型生物碱） 紫杉醇
三萜
交让木碱
甾体类生物碱
孕甾烷类
环孕甾烷类
胆甾烷类
异胆甾烷类
浙贝甲素，藜芦胺碱
生物碱的理化性质
性状
多结晶形固体，少数为无定形粉末
多数具有苦味，极少数有甜味，如甜菜碱
绝大多数无色，少数有色，如小檗碱为黄色，药根碱为红色，盐酸血根碱红色。利血平在紫外光下显荧光
分子较小、结构中无氧原子或氧原子结合为酯键的呈液态：烟碱、毒芹碱、槟榔碱，东莨菪碱等。
升华和挥发性
极少数升华：咖啡碱、川芎嗪，液态生物碱和个别小分子固体碱有挥发性：麻黄碱
生物碱一般具有固定熔点或沸点，但有的具有双熔点，例如汉防己乙素
旋光性
旋光性受溶剂，ph，温度及浓度的影响，多为左旋。通常左旋体比右旋体生物活性强。
溶解性
亲脂性生物碱
叔胺碱，仲胺碱，不成盐的游离状态。尤其易溶三氯甲烷，可溶于酸水
亲水性生物碱
季铵型生物碱：厚朴碱
N-氧化型生物碱：氧化苦参碱
少数小分子量生物碱，既溶于水，也溶于三氯甲烷：麻黄碱，秋水仙碱，烟碱，苦参碱，氧化苦参碱，东莨菪碱，樟柳碱等
酰胺类生物碱：秋水仙碱，咖啡碱，喜树碱，苦参碱，胡椒碱
两性生物碱
具有酚羟基或羧基的生物碱：既可溶于酸水，又可溶于碱水，但在PH＝8～9时溶解度最小，易产生沉淀
具有酚羟基生物碱（酚性生物碱）：如吗啡，可溶于氢氧化钠，但是具有隐性酚羟基的，如汉防己乙素却难溶
具有羧基的生物碱：如槟榔次碱，可溶于碳酸氢钠等弱碱
具有内酯或内酰胺的生物碱：如喜树碱，正常情况下溶解性类似一般叔胺，但在碱性加热可溶，酸化后可析出
生物碱盐溶解性
注意:碱性弱的不易成盐，以游离形式存在
规律
无机>有机，小分子多羟基>大分子，无机含氧酸盐>卤代酸盐
生物碱的碱性
产生原因
生物碱分子结构中都含有氮原子。
碱性规律
胍类＞季铵碱＞N-脂杂环＞脂肪胺 ＞芳香胺，六元N-芳杂环＞酰胺≈吡咯，五元N-芳杂环
影响生物碱的影响因素
杂化方式
结论：sp3＞sp2＞sp p成分比例大，核对电子束缚能力差，易给出电子，碱性强。相同杂化方式下：仲胺＞伯胺＞叔胺＞胺
诱导效应
供电基团使氮原子上电子云密度增加，碱性增强； 吸电基团使氮原子上电子云密度减小，碱性降低。 供电基团：烷基 吸电基团：含氧基团、芳环、双键。 N杂缩醛结构（Nα位上有羟基，叔胺）碱性类似季胺， 如醇胺型小檗碱可变为季铵型小檗碱 N位于稠环桥头除外，如阿马林不可以，碱性稍弱于士的宁
共轭效应
氮原子的孤电子对与π-电子基团共轭时一般使生物碱的 碱性减弱（胍除外）
诱导场效应
某个氮原子质子化后产生一个强的吸电基团 对另外的氮原子产生诱导效应和静电场效应，使碱性降低。
空间效应
氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因 素，而使质子难于接近氮原子，碱性减弱。
莨菪碱＞东莨菪碱＞山莨菪碱
氢键效应：N接受氢后若其周围有能形成氢键的基团，会形成分子内氢键，使因此会使碱性增强
沉淀反应
试剂：碘化铋钾，碘化汞钾，碘-碘化钾，硅钨酸（可用于生物碱的含量测定），磷钼酸，苦味酸（可在中性中进行），雷氏铵盐（只沉淀季铵碱，因此可用于分离季铵碱）
注意
仲胺一般不反应如麻黄碱
需要在稀酸水溶液中进行，碱性条件时试剂本身将会沉淀，也可在酸性醇溶液中进行，苦味酸试剂可在中性条件下进行
在醇溶液中反应时含水量需大于50%，否则会使沉淀溶解
沉淀试剂不宜加入过多，如过量碘化汞钾会使沉淀溶解
注意假阳性（蛋白质，鞣质，多肽等）的判断
反应阳性不一定生物碱，阴性一定没有生物碱
鉴于假阳性，需用三种以上不同沉淀试剂进行反应。或排除假阳性干扰用′′酸化-碱化-再酸化′′纯化处理
检识
薄层色谱
吸附
适用于分离和检识脂溶性较强的生物碱，氧化铝更适合
铺硅胶板用碱液或展开剂中加碱性试剂，或在展开槽中放一杯氨水。 氧化铝本身是碱性，不用如上处理
展开剂运用规则：先用三氯甲烷，根据rf的大小添加极性大小的有机溶剂（大了加苯或石油醚，小了加甲醇，丙醇）
分配
固定相为甲酰胺或水（水用于分离水溶性，弱或中等极性两种都可以）
显色
绝大多数为改良碘化铋钾
纸色谱
子主题
生物碱的提取分离
提取
水或酸水-有机溶剂提取法 （主要是盐类，小分子等生物碱）
注意：酸性溶剂提取时应该避免生物碱结构被破坏
0.1%~1%硫酸或盐酸水溶液采用浸渍或渗漉方法提取
纯化方法
阳离子树脂交换法（强酸型）
回流提取法
交换后的树脂倒出晾干，用氨水碱化，再用三氯甲烷回流树脂
树脂柱色谱法
用含氨水乙醇洗脱得得总生物碱， 或用酸水液或酸性乙醇溶液洗脱得总生物碱盐
萃取法
氨水碱化生物碱提取液，沉淀生物碱或用三氯甲烷萃取不沉淀生物碱
醇溶剂提取法 （各种形式生物碱）
提取液采取“酸水-碱化-萃取”法除去脂溶性杂质
碱化-有机溶剂提取法 （游离型生物碱）
碱水湿润，有机溶剂提取。除去脂溶性杂质可以采取“酸水-碱化-萃取”
分离
碱性强弱（伯仲叔） 酚性有无 是否水溶性
利用碱性差异分离
梯度萃取法
总生物碱溶于三氯甲烷以ph由高到低的酸性缓冲溶液萃取，生物碱碱性按强到弱
总生物碱溶于稀酸水，加碱调节ph由低到高，生物碱碱性按弱到强
利用溶解度差异分离（个体差异）
生物碱盐
利用特殊结构进行分离
羧基，酚性碱（与氢氧化钠成盐），内脂或内酰胺类生物碱（碱性条件下加热皂化开环）
利用色谱分离
吸附柱色谱，分配柱色谱（比吸附效果理想） 吸附剂：常用氧化铝（偶用硅胶） 展开剂（吸附色谱）：以氯仿、二氯甲烷、石油醚等亲脂性 溶剂或以其为主的混合溶剂系统
水溶性生物碱的分离
沉淀法（用雷氏铵盐试剂）
水溶性生物碱的沉淀
氧化铝柱色谱纯化
第一步产生的沉淀用丙酮溶解，过滤，用氧化铝柱色谱以丙酮洗脱。（氧化铝吸附杂质，丙酮洗脱沉淀物）
水溶性生物碱盐生成
第二步洗脱液加硫酸银饱和水溶液，产生生物碱硫酸盐和雷氏银盐沉淀，之后可以把硫酸盐用氯化钡转换成盐酸盐
溶剂法
水溶性生物碱可溶于与水分层的有机溶剂（正丁醇，异戊醇，三氯甲烷-甲醇等），经该类试剂的饱和水溶液与生物碱溶液反复萃取，使其与极性大的水溶性杂质分离
生物碱的检识
生物碱在酸性水或稀醇中与某些试剂生成难溶于水 的复盐或络合物的反应称为沉淀反应
显色反应
某些试剂能与个别生物碱反应生成不同颜 色溶液， 这些试剂称为生物碱显色试剂。
生物碱的结构鉴定
紫外光谱
发色团为生物碱母体的整体结构部分 发色团为生物碱母体的主体结构部分 发色团为生物碱母体的非主体部分
红外光谱
在2800~2700cm—1区域有两个以 上明显的吸收峰
核磁共振波谱
氢谱
不同类型N上质子的δ值范围： 脂肪胺：0.3~2.2； 芳香胺：2.6~5.0； 酰 胺：5.2~10。
碳谱
N原子吸电诱导效应使邻近碳原子向低场位移。 一般规律为：α-碳＞γ-碳＞β-碳。 与氮原子相连的甲基的化学位移较普通甲基向低场 位移，一般在30~47之间 。
质谱
α-裂解 RDA裂解
