16
在托品烷生物碱结构中其他成酯的酸有： 曼陀罗碱（来源于曼陀罗）中的顺芷酸 利托林中的苯乳酸 甲基巴豆酸来源于L-异亮氨酸
曼陀罗碱
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最重要的两种药用天然托品烷生物碱 莨菪碱 东莨菪碱 分布于多种茄科植物： 颠茄属：颠茄（龙葵） 曼陀罗属：曼陀罗（曼陀罗花） 尼日尔莨菪（天仙子） 澳洲毒茄属植物 这类生物碱的存在是这些植物具有毒性的原因
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一些吡咯里西啶类生物碱具有明显的肝毒性，潜在的
毒性结构是吡咯双环中1，2-不饱和基团和侧链上的酯 基。
这些生物碱本身并无毒性，但在哺乳动物肝氧化酶作
用下转化为高活性的吡咯结构，后者是强效烷化剂， 能与细胞中的亲和物质反应。 N-氧化物不被这些氧化酶转化，只有游离碱才发生上 述反应。
生物碱含量少，主要含有尼古丁和相关的生物碱，如去
甲烟碱。 咀嚼叶子起到兴奋提神之作用。
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同源植物药
东莨菪和盾叶鬼臼中含有托品烷生物碱，主要是莨菪
碱和东莨菪碱 东莨菪（Scopolia carnoolica）
外观类似于颠茄
欧洲盾叶鬼臼（Mandragora of ficinarum） 安眠药、万能药和壮阳药
莨菪碱和可卡因
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§2.3.7
PLP：磷酸吡哆醛（辅酶） SAM：S-腺苷甲硫氨酸（转移甲基） Putrescine:腐胺
生成N-甲基-吡咯啉阳离子
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Hygrine:古豆碱
Methylecgonine:甲基爱康宁
Tropinone:托品酮 Tripine:托品烷 Cocaine:可卡因 Hyoscyamine:莨菪碱
镇静剂。 根部制剂可外用，减缓疼痛，如颠茄膏药。
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曼陀罗（Datura stramonium）
毒性较大 生物碱含量0.2-0.45%，主要成分为(-)-莨菪
碱和 (-)-东莨菪碱，比例为2：1。 红花曼陀罗，叶中生物碱含量高达0.8%， 主要成分为(-)-东莨菪碱。
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莨菪（Hyoscyamus）
紫草科、菊科、豆科植物
吡咯里西啶类生物碱很少以游离形式存在，常与酸结
合成单酯或双酯，如稀有的千里光酸（来源于2分子的 异亮氨酸）。
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植物中的吡咯里西啶生物碱常以极性更强的N-氧化物
形式存在，有利于转运，并可使之处于无毒形式。 N-氧化物易通过温和的还原反应变回叔胺，食草动物 肠道中因微生物存在的原因也有类似转化。
下，来源于氨基酸的氮原子和特殊氨基酸前体的碳骨 架在生物碱结构中基本上保持完好，因此以氨基酸前 体为依据对生物碱进行分类合理易懂。
3
一、母核为氨基酸来源
按照提供氮原子和生物碱基本骨架的氨基酸分类：
鸟氨酸（吡咯类和托品烷类） 赖氨酸（哌啶类、喹诺里西啶类和吲哚里西啶类） 烟酸（吡啶类） 酪氨酸（苯乙胺类，简单四氢异喹啉类，酚氧化偶联起重要
作用的其他生物碱【苄基四氢异喹啉类、苯乙基异喹啉类、
萜类四氢异喹啉类和石蒜科生物碱】）
4
色氨酸（简单吲哚类、简单β-卡波琳类、萜类吲哚、喹啉
类、吡咯吲哚类和麦角生物碱）
组氨酸（咪唑类） 邻氨基苯甲酸（喹唑啉、喹啉和吖啶）
二、母核为非氨基酸来源的生物碱（伪生物碱）
氨基化作用：母核由其他类型的底物经氨基化作用生成，
与乙酰胆碱结构类似，氮原子和酯链之间空间关系存在
相似性，与乙酰胆碱竞争副交感神经系统中的毒蕈碱受 体，作为抗胆碱药。
含有托品烷生物碱的植物都是具有很强的毒性。
27
后马托品(homatropine):托品+外消旋扁桃酸成酯【扩瞳药】 托吡卡胺(tropicamide):托品酸酰胺 【扩瞳药】 环喷托酯(cyclopentolate):类托品酸酯，叔胺醇类似于胆碱【扩瞳药】 格隆铵(glycopyrronium):季铵氮原子【毒蕈碱受体阻断剂】 苯扎托品(benzatropine):托品醚【治疗帕金森病，阻断多巴胺的重吸收】
莨菪碱的外消旋形式：阿托品 东莨菪碱的外消旋形式：消旋东莨菪碱
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(-)-东莨菪碱的3α-OH和活性环氧化物官能团相邻较近，
利用化学水解东莨菪碱来获得羟基东莨菪醇的方法不 可行，只可以生成莨菪灵（oscine）。
Muscarine：毒蕈碱
旋体(±)-莨菪碱（阿托品） 东莨菪碱只局限于使用天然左旋体。 机制：
α-异托品基可卡因
β-异托品基可卡因
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α-古柯间二酸
β-古柯邻二酸
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可卡因作为局麻药外用
其药效团为芳香羧酸酯和碱性氨基，中间通过亲脂性
烃链连接。
33
34
类毒素-a（anatoxin-a）
由蓝藻（水华鱼腥藻和水华束丝藻产生的毒性托品烷
生物碱） 烟碱型胆碱受体强激动剂 该环结构为高托品烷，合成前体为鸟氨酸
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颠茄（Atropa belladonna）
高毒性植物
颠茄草供药用
生物碱含量： 颠茄草：0.3%-0.6%，主要是(-)-莨菪碱 颠茄根：0.4%-0.8%，主要是(-)-莨菪碱，还有东莨菪碱和 红古豆碱 颠茄叶：含量不多。 草中提出的生物碱混合物常与抗酸药合用，作为胃肠道
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Outline
6.1.1吡咯烷类生物碱和托品烷类生物碱
颠茄、曼陀罗、莨菪、澳洲毒茄、同源植物药、莨菪碱、
东莨菪碱和阿托品、古柯
6.1.2 吡咯里西啶类生物碱
12
6.1.1吡咯烷类生物碱和托品烷类生物碱
含有吡咯烷结构的简单生物碱： 古豆碱和红古豆碱（分布于茄科植物）
茄科植物可以累积具有药用价值的托品烷生物碱，如
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乙酰基因特迈丁
乙酰基毛果天芥菜碱
N-氧-去甲天芥菜碱
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乙酰基因特迈丁和乙酰基毛果天芥菜碱治疗炎症、风
湿性疾病和胃肠道疾病时，应特别注意潜在毒性。
红蛾幼虫以千里光属植物为食，其体内的吡咯里西啶生
物碱（以无毒的N-氧化物形式）含量较高，避免了红蛾 幼虫遭受攻击。


捕食者讨厌因此产生的味道 生物碱可以转化成游离碱使捕食者中毒，
PLP：磷酸吡哆醛（辅酶） SAM：S-腺苷甲硫氨酸（转移甲基） Putrescine:腐胺
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高精脒
千里光酸 倒千里光裂碱 吡咯里西啶
倒千里光裂碱
千里光宁碱
吡咯里西啶 N-氧化物
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吡咯里西啶骨架是由鸟氨酸分别提供的一个C4N单元
和另外四个碳原子并合而成。 吡咯里西啶类生物碱分布广泛：
这些底物可以经乙酸途径、苯丙氨酸途径合成，也可以是 萜类或甾体。
嘌呤类生物碱：合成途径与核苷酸中嘌呤的合成途径相类
似。
5
6.1来源于鸟氨酸的生物碱 ALKALOIDS DERIVED FROM ORNITHINE
6
L-鸟氨酸（L-ornithine）
动物体内尿素循环部分的非蛋白质氨基酸 在精氨酸酶的催化下由L-精氨酸生成、 植物体内，由L-谷氨酸生成
Cuscohygrine:红古豆碱
Phenyl-lactic acid:苯乳酸
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Tropic acid: 托品酸 Phenylpyruvic acid: 苯基丙酮酸 Dehydrogenase:脱氢酶 2-oxoglutarate:2-酮戊二酸 Hydroxyhyoscyamine:羟基莨菪碱 Hyoscine (scopolamine):东莨菪碱 Mutase:变位酶 Littorine:利托林 §2.3.8.4
1
生物碱介绍
有机含氮碱，含有一个或多个氮原子通常以伯胺、仲胺 或叔胺形式存在。 分布于植物中，微生物和动物中少量分布 呈碱性，碱性差别与分子结构以及其他官能团的种类和 连接位置有关 含有季铵氮的生物碱为强碱 一些生物碱的生物学活性与生理pH条件下的质子化作用 形成季铵结构有关
2
生物碱分类
除氨基酸常会在脱羧过程中失去羧基碳外，一般情况
N-氧-去甲天芥菜碱 显著的抗白血病活性，但毒性大，阻止其进一步开发。
乙酰基因特迈丁
乙酰基毛果天芥菜碱
N-氧-去甲天芥菜碱
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尼日尔莨菪，天仙子（Hyoscyamus niger） 生物碱含量低（0.045%-0.14%）， (-)-莨菪碱， (-)-东莨 菪碱含量基本相同。 埃及莨菪（Hyosycamun muticus） 叶子中含量0.35-1.4%，90%是(-)-莨菪碱。
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澳洲毒茄
Duboisia myoporoides和D.leichhardtii 叶中生物碱含量很高，达3% (-)-莨菪碱， (-)-东莨菪碱和结构类似物。 (-)-东莨菪碱治疗晕动症，二战时期大量需求。 D. hopwoodi
地棘蛙素 镇痛效果是吗啡的200-500倍 烟碱型胆碱受体特异激动剂
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6.1.2 吡咯里西啶类生物碱
2分子鸟氨酸经腐胺中间体过程生成二环吡咯里西啶基
本骨架。
由于合成吡咯里西啶类生物碱的植物缺少鸟氨酸转化
成腐胺的脱羧酶，实际上鸟氨酸是经过精氨酸途径参 与该类生物碱的合成。
36
§2.3.7
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丁溴东莨菪碱【解痉药】
异丙托溴铵 去甲阿托品 氧托溴铵 慢性支气管炎
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水溶性多羟基去甲莨菪烷衍生物（茄科植物）
打碗花精
糖苷酶抑制作用 抗HIV作用 合成途径类似于托品
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古柯生物碱
分布在古柯植物中的一类稀有生物
碱，属于违禁药品。
托派古柯碱 甲基爱康宁
桂皮酰可卡因
古豆醇碱
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莨菪碱，东莨菪碱和阿托品
在双环托品烷结构中，哌啶环为椅式构象，氮原子上