生物碱：来源与应用的探究

15.1　概　述

生物碱（alkaloids）是一类广泛存在于天然药物中的重要化学成分。生物碱类化合物经典的定义是指来源于生物界（主要是植物界）的一类含氮有机化合物，大多有较复杂氮杂环结构，多具显著生理活性和碱性；新的概念认为，植物体内的生物碱是氨基酸次生代谢产物。

生物碱成分所界定的化合物类型与其研究的历史起源有密切的关系，其重要性主要基于以下几点：①发现早：1803年Derosne就从鸦片中得到那可汀（narcotine），1806年德国科学家F.W.Sertürner又从中提出吗啡（morphine），1817—1820年相继分离出了士的宁（strychnine）、吐根碱（emetine）、马钱子碱（brucine）、胡椒碱（piperine）、咖啡碱（caffeine）、奎宁（quinine）和秋水仙碱（colchicine）等；②数量多：目前从自然界获得的生物碱已达10000多种；③生物活性多样，作用显著，如从鸦片中分得的吗啡、延胡索乙素具有强烈的镇痛作用；罂粟碱（papaverine）具有松弛平滑肌作用；麻黄中的麻黄碱（ephedrine）能够平喘；黄连、黄柏中的小檗碱（berberine）可以抗菌消炎；利血平有降血压作用；奎宁有抗疟作用；曼陀罗、天仙子、颠茄中的莨菪碱（hyoscyanine）具有解痉和解有机磷中毒的作用；紫杉醇（taxol）、长春新碱（vincristine）、三尖杉酯碱（harringtonine）等具有良好的抗癌作用。

通过对生物碱化学结构与药理作用的研究，人工合成了大量的化合物，研制出了许多新药，例如根据吗啡的结构，合成了哌替啶（杜冷丁）；奎宁化学结构的确定，促进人们合成氯喹等新抗疟疾药物；古柯碱化学的研究促使了局部麻醉药普鲁卡因等的合成。因此生物碱的研究对天然药物研究有着重要的促进作用。(www.xing528.com)

生物碱在植物界分布较广，主要存在于高等植物的双子叶植物中，如毛茛科黄连、乌头、附子，罂粟科罂粟、延胡索，茄科洋金花、颠茄、莨菪，防己科汉防己等；单子叶植物分布较少，多见于石蒜科、百合科、兰科等；裸子植物更少。低等植物中的地衣和苔藓类未发现生物碱，而蕨类及菌类只有极个别植物存在。类型越是特殊的生物碱，其分布的植物类群就越窄，如莲花氏烷（hasubanane）型异喹啉生物碱类仅分布在毛茛科千金藤属（Stephania）植物中。

在植物体内，生物碱一般较为集中地贮存于某一或某些器官中，如金鸡纳生物碱主要分布在金鸡纳树皮中，奎宁含量高达15%以上；麻黄生物碱主要存在于麻黄髓部；抗癌有效成分三尖杉酯碱则分布于三尖杉植物的枝、叶、根、种子中，但以叶和种子中的含量较高。黄连中小檗碱含量为9%，而长春花中长春新碱仅为百万分之一左右。一般来说，生物碱在天然药物中含量大多低于1%。

生物碱在植物体内，根据分子中氮原子所处的状态主要分为游离碱、盐类、酰胺类、N-氧化物、氮杂缩醛类及亚胺、烯胺等。多数是以有机酸盐形式存在，如柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐等；少数碱性极弱的生物碱以游离态存在，如酰胺类生物碱秋水仙碱、喜树碱等；也有少数生物碱以无机酸盐或酯等形式存在；已发现的生物碱中N-氧化物逾120种。