植物碱,又称为“生物碱”,是一类存在于生物体内、具有碱性的 杂环化合物 ,主要由碳、氢和氮组成,也可能含有氧和硫。绝大多数植物碱存在于植物体内,个别植物碱也存在于动物体内。
大多数生物碱都是结构复杂的杂环化合物,分子中含有碳、氢、氮,有的还含有氧和硫。生物碱多与酸(如 柠檬酸 、 DL-苹果酸 、 琥珀酸 、 DL-乳酸 、 草酸 等)结合成盐,也有少数以 游离态 、糖基、 或 酰基 的形式存在。生物碱多为呈无色结晶状,少数为液体,有苦味,难溶于水,溶于 乙醇 等有机 溶剂 。大多具有旋光性。与生物碱能生成沉淀或发生颜色反应的试剂(如丹宁试剂、 三硝基苯酚 、 硫酸 等)称为生物碱试剂。生物碱包括 尼古丁 、颠笳碱、 麻黄碱 、 金鸡纳属 碱、茶碱、 咖啡因 等。
植物碱是一种具有特殊生理作用的化合物,许多种植物碱都是重要的药物。中国古代就利用含植物碱的植物作为药物,如 麻黄 、 黄连 等。直到19世纪初,才分离出第一个 单体 植物碱 Morphine 。已发现的植物碱超过一千种,经常应用于医药的也有八十余种。近年来,发现了对某些疑难病症有疗效的植物碱,如 利血平 、 加兰他敏 等,某些植物碱还被应用于 农业杀虫剂 中。目前已在大量植物中筛选植物碱成分,以期对一些疑难病症获得新的更有效的药物,并扩大已知有效药物的原料来源。
简介
生物碱有几千种,由不同的氨基酸或其直接 衍生物 合成而来,是次级代谢物之一,对生物机体有毒性或强烈的生理作用。
含有生物碱的植物有100多个科, 双子叶植物纲 中的 茄科 、 豆科 、 毛茛科 、 罂粟科 、 夹竹桃属 等所含的生物碱种类特多,含量也高。 单子叶植物 中除 麻黄科 等少数科外,大多不含生物碱。真菌中的 麦角 菌 也含有生物碱(麦角碱)。
生物碱存在于植物体的叶、树皮、花朵、茎、种子和果实中,分布不一。一种植物往往同时含几种甚至几十种生物碱,如已发现 麻黄 中含7种生物碱,抗癌药物 长春花 中已分离出60多种生物碱。
作用
植物体内生物碱含量虽少,但与人类关系密切。许多生物碱是治病 良药 ,如毛 科 黄连 根状茎 中的 小蘖碱 是 小檗碱 的主要成分,有抗菌消炎作用; 萝芙木 中的 利血平 能降血压; 石蒜 中的 加兰他敏 对小儿麻痹后遗症有疗效, 罂粟 果皮中所含的 Morphine 碱是著名镇痛剂;奎宁碱是有价值的解热药; 三尖杉碱 和长春花碱是治癌良药; 秋水仙碱 (碱)能 人工诱变 产生多倍体。有的生物碱可用来制作农业用的杀虫剂。
人们在 脊椎动物 和无脊椎动物体内也分离到了生物碱,其中某些动物的生物碱与它们报摄取食用的植物有关, 蟾蜍 、 蝾螈 和某些鱼类中发现的生物碱是真正的动物 代谢产物 。
反应
有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色,叫做显色反应,常用于鉴识某种生物碱。但显色反应受生物碱纯度的影响很大,生物碱愈纯,颜色愈明显。常用的显色剂有:
1、矾酸 - 硫酸 溶液(Mandelin试剂)为1%矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色, 可待因 显蓝色, 番木鳖碱 显紫色到红色。
2、 仲钼酸铵 - 浓硫酸溶液(Frohde试剂)为1% 钼酸钠 或 酸铵的浓硫酸溶液,如遇 乌头碱 显黄棕色, 小檗碱 显棕绿色,阿托品不显色。
3、 甲醛浓硫酸试剂 (Marquis试剂)为30% 甲醛水溶液 0.2ml与10ml浓硫酸的混合溶液。如遇 Morphine 显 橙色 至紫色, 可待因 显红色至黄棕色。
4、 浓硫酸 如遇乌头碱显紫色、小 碱显绿色,阿托品不显色。
5、 硝酸 如遇小檗碱显棕红色, 秋水仙碱 显蓝色, 咖啡因 不显色。
生物碱的显色反应原理尚不太明了,一般认为是氧化反应、脱水反应、 羟醛缩合 或氧化、脱水与缩合的共同反应。