第三章中药化学成分与药效物质基础
中药化学是运用现代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。其研究内容包括各类中药化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点、理化性质、提取分离以及结构鉴定等。此外，还涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。中药化学成分的阐述为中药药效物质基础的研究提供科学依据。
中药是药物的一个重要组成部分。自古以来，在与疾病做斗争的过程中，人类通过以身试药等累积了丰富的经验。中药与中医一起构成了中华民族文化的瑰宝，是中华民族五千年来得以繁衍昌盛的一个重要原因，也是全人类的宝贵遗产。
中药来自植物、动物、矿物等，并以植物来源为主，种类繁多，仅《本草纲目》（明李时珍）中就记载种。《本草纲目拾遗》（清赵学敏）中记载种。随着科学技术的进步，医疗实践的发展以及国家、地区、民族间文化交流的扩大，这个数字还会不断变化和发展。例如，近年来，由于科学技术的进步，号称“生命的摇篮”，占地球表面积2/3的海洋中所含的生物资源得到进一步开发，出现了许多可喜的苗头。又如，随着生命科学的进步、人体自身功能调节系统机制的不断阐明，许多内源性生理活性物质也正在不断地被发现。在此基础上，人们运用在酶、受体、细胞及分子水平上建立起来的新的生物活性测试体系对药物进行广泛的筛选，还将会发现更多的新的药物。
中药之所以能够防病治病，物质基础在于基所含有有效成分。然而一种中药往往含有结构和性质不同的多种成分。例如中药麻黄（EphedraeHerba.）中就含有左旋麻黄素等多种生物碱类物质，也含有挥发油、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素和草酸钙等成分；中药甘草（GlycyrrhizaeRadixetRhizoma）中则含有甘草酸等多种皂苷、黄酮、淀粉、纤维素和草酸钙等成分。以上两例中，左旋麻黄素具有平喘、解痉作用；甘草酸则具有抗炎、抗过敏和治疗胃溃疡的作用，分别被认为是麻黄及甘草中的代表性有效成分，而淀粉、树脂和叶绿素等一般被认为是无效成分或者杂质。以麻黄及甘草为原料做成的浸膏或制剂，选择左旋麻黄素及甘草酸为质量控制成分，建立相应的质量标准，富集提取该有效成分，设计优化提取工艺并用于生产加工过程中，保障该中药制剂的产品质量。目前，麻黄碱盐酸盐及甘草酸的钠盐、钾盐及铵盐均已作为正式药品被收载在许多国家的药典中。
应当强调指出，在中药及其他天然药物中，明确所有有效成分的品种并不多。更多的只是一些生理性成分，即经过不同程度药效试验或生物活性试验，包括体外及体内试验，证明对机体具有一定生理活性的成分。但是，它们并不一定是真正代表该中药临床疗效的有效成分。另外，所谓有效成分或生理活性成分与无效成分或非生理活性成分的概念也不能简单机械地加以理解。以氨基酸、蛋白质和多糖类成分为例，在多数情况下均被视为无效成分，并在加工过程中尽量设法除去，但在鹧鸪菜、天花粉和猪苓等药物中，却分别被证实是该中药驱虫（鹧鸪菜中的氨基酸）、引产（天花粉中的蛋白质）及抗肿瘤（猪苓中的多糖）的有效成分，可见应该合理辩证地看待有效成分和无效成分这两个概念。
中药化学的发展离不开现代科学技术的进步。过去，一个天然化合物从中药中分离、纯化，到确定结构、人工合成需要很长的时间。以吗啡为例，～年发现，年提出正确结构，年人工全合成，总共花了约年时间。而利血平从发现、确定结构，到时人工全合成，只用了几年时间（～）。另外，过去在测定一个化合物结构时，往往需要用化学方法进行降解或做成适当衍生物进行比较才有可能予以确认，因此一般需要至少几百毫克或甚至几克的纯物质。十几毫克及至几十毫克的物质往往因为无法测定而被束之高阁。现在，由于科学技术的飞速发展，尤其核磁共振（NMR）、质谱（MS）、X线单晶衍射（X-Raycrystalanalysis）测试技术的发展以及计算机的广泛运用，结构测定需要的样品量已大幅度降低，十几毫克甚至几毫克就可以完成测定工作。
近30年来，由于各种色谱技术及谱学技术的发展及广泛应用，中药化学取得了更为显著的成绩，研究速度加快，研究水平提高，其深度与广度已今非昔比。许多过去令人望而生畏、不敢涉足的领域，如机体内源性生理活性物质研究，微量、水溶性、不稳定的成分以及生物大分子研究等领域，已经取得一定的成果。
目前，我国中药化学研究工作的步伐已经大大加快，研究水平也有很大程度提高，加上拥有丰富的中药资源，相信在21世纪一定能对人类保健事业做出更大的贡献。
第二节生物碱
一、基本内容
（一）生物碱的定义
生物碱是指来源于生物界（主要是植物界）的一类含氮有机化合物。大多数生物碱分子结构中具有复杂的环状结构，且氮原子多位于环内；多具有碱性，可与酸成盐；具有显著的生理活性。
需注意的是，有些生物碱并不符合上述生物碱的含义，如秋水仙碱的氮原子不在环内，且几乎不呈碱性。一般来说，除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸以及含氮维生素等动、植物体必需的含氮有机化合物外，其他含氮有机化合物均可视为生物碱。
（二）生物碱在动、植物界的分布和存在情况
生物碱主要分布于植物界，在动物界中少有发现。其广泛分布于各种中药中，是许多中药的主要有效成分。
生物碱绝大多数存在于双子叶植物中，已知有50多个科的多个属中存在生物碱。与中药有关的典型的科有毛茛科（黄连属黄连，乌头属乌头、附子）、防已科（汉防己，北豆根）、罂粟科（罂粟、延胡索）、茄科（曼陀罗属洋金花、颠茄属颠茄、茛菪属茛菪）、马钱科（马钱子）、小檗科（三棵针）、豆科（苦参属苦参、槐属苦豆子）等。单子叶植物也有少数科属存在生物碱，如石蒜科、百合科（贝母属的川贝母、浙贝母）、兰科等。少数裸子植物如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科和松柏科也存在生物碱。低等植物中仅发现极个别的存在生物碱，如烟碱存在于蕨类植物中，麦角生物碱存在于菌类植物中。地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。藻类、水生类植物中未发现生物碱。
生物碱在植物内多数集中分布于某一器官或某一部位，如金鸡纳生物碱主要分布在金鸡纳树皮中；麻黄生物碱在麻黄髓部含量高；黄柏生物碱主要集中在黄柏树皮中；三颗针生物碱主要集中在根部，尤以根皮中含量最高。
生物碱在不同的植物中含量差别也很大，高者可达百分之十几，低者仅含百万分之几，甚至千万分之几。如黄连根茎中含生物碱7%以上，金鸡纳树皮中生物碱含量为1.5%，长春花中长春新碱的含量为百万分之一，而抗癌成分美登素在卵叶美登木中仅为千万分之二。
同科同属的植物常含有相同结构类型的生物碱。通常，在同一植物中结构相似的多种生物碱共存，其中常以一种或两种含量较高。生物碱极少与萜类和挥发油共存于同一植物中。
生物碱在植物体内，除了以酰胺形式存在的生物碱外，仅少数碱性极弱的生物碱以游离形式存在，如那可丁（narotine）。绝大多数生物碱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。少数以无机酸盐形式存在，如盐酸小檗碱、硫酸吗啡等。尚有极少数以N-氧化物、生物碱苷等形式存在。
（三）生物碱的分类及结构特征
生物碱可按植物来源、生源途径和基本母核的结构类型等分类，目前较新的分类方法是按生源途径结合化学结构类型分类。生物碱的种类繁多，结构复杂，主要要求掌握以下五种基本母核类型生物碱的结构特征。
吡啶类生物碱
此类生物碱多来源于赖氨酸，是由吡啶或哌啶衍生的生物碱，其结构简单，数量较少，主要有两种类型。
（1）简单吡啶类：此类生物碱分子较小，结构简单，很多呈液态。如槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱，烟草中的烟碱，胡椒中的胡椒碱等。
（2）双稠哌啶类：由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成的杂环，具喹喏里西啶的基本母核。主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。如若参中的苦参碱、氧化苦参碱，野决明中的金雀花碱等。
2.莨菪烷类生物碱
此类生物碱多来源于鸟氨酸，由莨菪烷环系的C3-醇羟基与有机酸缩合成酯。主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨菪属和天仙子属。重要的化合物有莨菪碱、古柯碱等。
3.异喹啉类生物碱
这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系，具有异喹啉或四氢异喹啉的基本母核，在植物中分布广泛，数目较多，具有多方面的生物活性。根据其基本结构又分为多种类型，主要类型如下。
（1）简单异喹啉类：如鹿尾草中的降血压成分萨苏林，是四氢异喹啉的衍生物。
（2）苄基异喹啉类：又分为1-苄基异喹啉类和双苄基异喹啉类。
①1-苄基异喹啉类：为异喹啉母核1位连有苄基的一类生物碱。如罂粟中具解痉作用的罂粟碱，乌头中的强心成分去甲乌药碱，厚朴中的厚朴碱等。
②双苄基异喹啉类：为两个苄基异喹啉通过1～3个醚键相连接的一类生物碱。如存在于防已科北豆根中的主要酚性生物碱蝙蝠葛碱，汉防已中的汉防已甲素和乙素。
（3）原小檗碱类：此类生物碱可以看成由两个异喹啉环稠合而成，依据两者结构母核中D环氧化程度不同，又分为小檗碱类和原小檗碱类。前者多为季铵碱，如黄连、黄柏、三颗针中的小檗碱；后者多为叔胺碱，如延胡索中的延胡索乙素。
（4）吗啡烷类：这类化合物具有部分饱和的菲核，如罂粟中的吗啡、可待因，青风藤中的青风藤碱等。
4.吲哚类生物碱
这类生物碱来源于色氨酸，其数目较多，结构复杂，多具有显著的生物活性。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等。吲哚类生物碱主要由色氨酸衍生而成，根据其结构特点，主要分为以下四类。
（1）简单吲哚类：如板蓝根、大青叶中的大青素B，蓼蓝中的靛青苷等。
（2）色胺吲哚类：此类化合物中含有色胺部分，结构较简单。如吴茱萸中的吴茱萸碱。
（3）单萜吲哚类：这类生物碱的结构较复杂，如萝芙木中的利血平、番木鳖中的士的宁等。
（4）双吲哚类：是由两个分子单吲哚类生物碱聚合而成的衍生物，如长春花中具有抗癌作用的长春碱和长春新碱。
5.有机胺类生物碱
这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内，如麻黄中的麻黄碱，秋水仙中的秋水仙碱，益母草的益母草碱等。
二、生物碱的理化性质
（一）性状
多数生物碱为结晶形固体，少数为非结晶形粉末；具有固定的熔点，有的具有双熔点，个别的仅具有分解点；少数小分子的生物碱，如烟碱、毒芹碱、槟榔碱等为液体，其分子结构中不含氧原子或氧原子结合为酯键。少数液体状态和小分子的固体生物碱具有挥发性，可用水蒸气蒸馏。个别生物碱还具有升华性，如咖啡因。
生物碱多具苦味，少数呈辛辣味或具有其他味道，如甜菜碱具有甜味。
绝大多数生物碱为无色或白色，仅少数分子中具有较长共轭体系和助色团者有一定的颜色，如小檗碱、蛇根碱呈黄色，药根碱，小檗红碱呈红色等。有的生物碱在可见光下无色，而在紫外光下显荧光，如利血平。
（二）旋光性
含有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱都有旋光性，且多呈左旋光性。生物碱的旋光性受手性碳的构型、测定溶剂、pH、温度及浓度等的影响。如麻黄碱的水中呈右旋性，在三氯甲烷中则呈左旋性；烟碱在中性条件下呈左旋性，在酸性条件下则呈右旋性；北美黄连碱在95%以上乙醇中呈左旋性，在稀乙醇中呈右旋性，在中性条件下呈左旋性，在酸性条件下呈右旋性。
生物碱的生理活性与其旋光性密切相关，通常是左旋体的生物活性显著，右旋体的生物活性弱或无活性。如L-茛菪碱的散瞳作用比D-茛菪碱大倍；去甲乌药碱仅左旋体具强心作用。但也有少数生物碱右旋体的生物活性强于左旋体，如D-古柯碱的局部麻醉作用强于L-古柯碱。
（三）溶解性
生物碱的溶解性与生物碱分子结构中氮原子的存在状态、分子大小、分子中极性基团的种类和数目以及溶剂的种类有关。大多数生物碱的溶解性符合一般规律，也有一些生物碱的溶解性较特殊。
1.游离生物碱
（1）亲脂性生物碱：多数具仲胺和叔胺氮原子的生物碱有较强的脂溶性，易溶于乙醚、苯和卤烃类（二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等）等有机溶剂中，尤其在三氧甲烷中溶解度较大；可溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等；不溶或难溶于水，但易溶于酸水。
（2）亲水性生物碱
①季铵型生物碱：这类生物碱为离子型化合物，易溶于水和酸水，可溶于甲醇、乙醇及正丁醇等极性较大的有机溶剂，难溶于亲脂性有机溶剂。
②含N-氧化物结构的生物碱：这类生物碱具配位键结构，可溶于水，如氧化苦参碱。
③小分子生物碱：少数分子较小而碱性较强的生物碱，既可溶于水，也可溶于三氯甲烷，如麻黄碱、烟碱等。
④酰胺类生物碱：由于酰胺在水中可形成氢键，所以在水中有一定的溶解度，如秋水仙碱、咖啡碱。
（3）具有特殊官能团的生物碱
①具有酚羟基或羧基的生物碱：这类生物碱称为两性生物碱，既可溶于酸水，也可溶于碱水溶液。具有酚羟基的生物碱（常称为酚性生物碱），可溶于氢氧化钠等强碱性溶液，如吗啡；具有羧基的生物碱可溶于碳酸氢钠溶液，如槟榔次碱。
②具有内酯或内酰胺结构的生物碱：这类生物碱在正常情况下，其溶解性类似一般叔胺碱，但在强碱性溶液中加热，其内酯（或内酰胺）结构可开环形成羧酸盐而溶于水中，酸化后环合析出。如喜树碱、苦参碱等。
某些生物碱溶解性不符合上述规律，如吗啡为酚性生物三，但难溶于三氯甲烷、乙醚；石蒜碱难溶于有机溶剂，而溶于水；喜树碱不溶于一般有机溶剂，而溶于酸性三氯甲烷等。
2.生物碱盐
生物碱盐一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。生物碱在酸水中成盐溶解，调碱性后又游离析出沉淀，可利用此性质提取分离生物碱。
生物碱盐在水中的溶解性因其成盐的种类不同而有差异。一般生物碱无机酸盐的水溶性大于有机酸盐，无机酸盐中含氧酸盐的水溶性大于卤代本盐；在有机酸盐中，小分子有机酸盐或多羟基酸盐（如酒石酸盐）水溶性大于大分子有机酸盐。
某些生物碱盐难溶于水，如小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐等。
（四）碱性
碱性是生物碱的重要性质之一。生物碱因分子中氮原子上的孤对电子能接受质子而呈碱性，能与酸结合成盐，生物碱盐遇碱又可转变为游离生物碱，这一性质是进行生物碱提取、分离和结构鉴定的理论依据。
1.碱性强弱的表示方法
根据Lewis酸碱电子理论，凡是能给出电子的电子供体为碱，能接受电子的电子受体为酸。生物碱分子中氮原子上的孤电子对，能给出电子或接受质子而使生物碱呈碱性。
生物碱碱性强度统一用其共轭酸的酸式离解常数pKa值表示。pKa越大，该碱的碱性越强；反之，碱性越弱。
根据pKa值大小，可将生物碱分为：①强碱（pKa11），如季铵碱、胍类生物碱；②中强碱（pKa7～11），如脂胺、脂杂环类生物碱；③弱碱（pKa2～7），如芳香胺、N-六元芳杂环类生物碱；④极弱碱（pKa2），如酰胺、N-五元芳杂环类生物碱。
2.碱性强弱与分子结构的关系
生物碱的碱性强弱与其分子中氮原子的杂化方式、电子云密度、空间效应以及分子内氢键形成等有关。
（1）氮原子的杂化方式：含氮化合物氮原子的孤对电子都处于杂化轨道上，其碱性随轨道中s成分比例的增加而减弱，即sp3由于p电子距核远，其未共用电对的活动性大，易给出电子，碱性强。反之，s电子比例越大，碱性越弱。一般脂胺类、脂氮杂环类生物碱的氮原子为sp3杂化，为中强碱；芳香胺类、六元芳杂环类生物碱的氮原子为sp3，为弱碱；而带氰基的氮原子为sp杂化，呈中性。例如，甲氢异喹啉的碱性（氮sp3杂化）比异喹啉（氮sp2杂化）强；由它们衍生的生物碱，可待因的碱性（氮sp3杂化）大于罂粟碱（氮sp2杂化）；烟碱分子中的两个氮原子，四氢吡咯环上的氮属脂仲胺类（sp3杂化），吡啶环上的氮属芳杂环类（sp2杂化）其碱性前者强于后者。
（2）电性效应：生物碱分子结构中的电性效应（包括诱导效应和共轭效应），能影响氮原子上电子云的分布，因而影响生物碱的碱性大小。
①透导效应：生物碱分子中氮原子上的电子云密度受氮原子附近供电子基（如烷基）和吸电子基（如各类含氧基团、双键、苯基等）诱导效应的影响。供电子诱导效应使氮原子上电子云密度增加，碱性增强；吸电子诱导效应使氮原子上电子云密度减小，碱性减弱。如麻黄碱的碱性强于去甲基麻黄碱，即是由于麻黄碱氮原子受甲基供电子的结果，而二者的碱性均弱于苯异丙胺，则是由于前二者氨基碳原子的邻位碳上羟基吸电子的结果。
并非所有的双键和羟基的诱导效应都使生物碱的碱性减小。如一些环叔胺生物碱，当环叔胺氮原子邻位具有α、β-双键或α-羟基时，氮原子上的未共用电子对与双键或C-O单键的电子发生转位，使叔胺碱异构成季铵碱而呈强碱性。如季铵型小檗碱是由醇胺型异构而来，季铵型稳定，故呈强碱性；蛇根碱分子中氮原子的α、β位有双键，氮原子的未共用电子对与双键的Π电子可发生转位，形成季铵型共轭酸，因而碱性强。
但有些生物碱的叔胺氮原子处于稠环的桥头，虽然有α、β-双键或α-羟基，由于分子刚性结构而不能发生转位使叔胺变为季铵型，其双键或羟基只能起吸电子诱导效应，而使碱性减弱。如阿马林、新士的宁的碱性均小于士的宁。
②共轭效应：当生物碱分子中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。常见的有苯胺和酰胺两种类型。
③苯胺型：苯胺氮原子上的孤电子对与Π电子形成P-Π共轭体系后，其碱性减弱。如环已胺的碱性（pKa10.64）大于苯胺（pKa4.58）后者显然为共轭效应所致。
④酰胺型：酰胺氮原子上的孤电子对与羰基形成P-Π其轭效应，使其碱性极弱。如胡椒碱、秋水仙碱或咖啡碱等。
并非所有的P-Π共轭效应都能使生物碱的碱性减弱。如含胍基的生物碱，胍基接受质子形成季铵离子，呈更强的P-Π共轭，且具有高度共轭稳定性，而显强碱性。
（3）空间效应：若生物碱氮原子附近取代基存在空间立体障碍，不利于其接受质子，则生物碱的碱性减弱。例如，甲基麻黄碱分子结构中氮原子上较麻黄碱多一个甲基，甲基虽为供电子基，但由于空间位阻作用，其碱性较麻黄碱弱。东莨菪碱分子结构中氮原子附近较茛菪碱多一个-6，7位环氧基，对氮原子产生显著的空间阻碍，其碱性较茛菪碱弱。山茛菪碱分子中的6-OH对氮原子接受质子也产生立体阻碍，但不及东茛菪碱的氧环影响大，故其碱性介于东莨菪碱与莨菪碱之间。利血平分子结构中有两个氮原子，其中吲哚氮几乎无碱性，另一个脂叔胺氮因受C-19、C-20竖键的空间障碍影响，故利血平的碱性较弱。
（4）氢键效应：当生物碱成盐后，氮原子附近如有羰基、羟基等取代基，并处于有利于形成稳定的分子内氢键时，其共轭酸稳定，碱性强。如钩藤碱和异钩藤碱碱性的差异即源于此。因为手性碳原子的构型不同，前者共轭酸的羰基能与氮上的氢形成氢键，碱性（pKa6.32）较强；后者的羰基不能发生这种氢键缔合，碱性（pKa5.20）较弱。
（五）沉淀反应
大多数生物碱在酸水或稀醇中与某些试剂反应生成难溶于水的络合物或复盐，这一反应称为生物碱沉淀，这一反应称为生物碱沉淀反应，这些试剂称为生物碱沉淀试剂。
1.常用的生物碱沉淀试剂
生物碱沉淀试剂的种类很多，常用生物碱沉淀试剂的名称、组成及反应特征：
试剂名称
组成
反应特征
碘化铋钾试剂
KB1I4
黄色至橘红色无定形沉淀
碘化汞钾试剂
K2H3I4
类白色沉淀
碘-碘化钾试剂
KI-I2
红棕色无定形沉淀
硅钨酸试剂
SiO2-12WO3nH20
淡黄或灰白色无定形沉淀
饱和苦味酸试剂
2、4、6-三硝基苯酚
黄色沉淀或结晶
雷代铵盐试剂
NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]
红色沉淀或结晶
2.沉淀反应的条件和阳性结果的判定
（1）反应条件：生物碱沉淀反应一般在酸性水溶液中进行（苦味酸试剂可在中性条件下进行）。原因是生物碱与酸成盐，易溶于水，生物碱沉淀试剂也易溶于水，且在酸水中较稳定，而反应产物难溶于水，因而有利于反应的进行和反应结果的观察。
（2）阳性结果的判断：在进行生物碱沉淀反应时，一般需采用3种以上试剂分别进行反应，如果均能发生沉淀反应，可判断为阳性结果。
应该注意的是，少数生物碱不与一般的生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱、吗啡、咖啡碱等需用其他检识反应鉴别。而植物的酸水提取液中常含有蛋白质、多肽、氨基酸、鞣质等一些非生物碱类成分，它们也能与生物碱沉淀试剂作用产生沉淀，同时，大多数中药的提取液颜色较深，影响结果的观察。为避免此类干扰，提高检测的准确性，可将酸水液碱化后以三氯甲烷萃取出游离生物碱，使之与蛋白质等水溶性杂质分离，然后再用酸水自三氯甲烷溶液中萃取出生物碱，以此酸水液进行沉淀反应。
（3）沉淀反应的应用：生物碱沉淀反应主要用于检查中药或中药制剂中生物碱的有无，在生物碱的定性鉴别中，这些试剂可用于试管定性反应，或作为薄层色谱和低色谱的显色剂（常用碘化铋钾试剂）另外，在生物碱的提取分离中还可作为追踪、指示终点。个别沉淀试剂可用于分离、纯化生物碱，如雷氏铵盐可用于沉淀、分离季铵碱。某些能产生组成恒定的沉淀物的生物碱沉淀反应，还可用于生物碱的定量分析，如生物碱与硅钨酸试剂能生成稳定的沉淀，可用于含量测定。
（六）显色反应
某些生物碱能与一些试剂反应生成不同颜色的产物，这些试剂称为生物碱显色剂，生物碱的显色试剂较多。
常用的生物碱显色剂
试剂名称及组成
颜色特征
Mandelin试剂（1%钒酸铵的浓硫酸溶液）
茛菪碱及阿托品显红色，士的宁显蓝紫色，奎宁显淡橙色
Macquis试剂（含少量甲醛的浓硫酸）
吗啡显紫红色，可待因显蓝色
Frohde试剂（1%钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液）
吗啡显紫色渐转棕色，小檗碱显棕绿色；利血平显黄色渐转蓝色，乌头碱显黄棕色
显色反应可用于检识生物碱和区别某些生物碱。此外，一些显色剂，如溴麝香草酚蓝、溴麝香草酚绿等，在一定pH条件下能与一些生物碱生成有色复合物，这种复合物能被三氯甲烷定量提取出来，可用于生物碱的含量测定。
三、含生物碱类化合物的常用中药
（一）苦参
苦参为豆科植物苦参（SophoraflavescensAit.）的干燥根，为常用中药。
1.苦参中主要生物碱及其化学结构
苦参所含主要生物碱是苦参碱和氧化苦参碱，《中国药典》以其为指标成分进行鉴别和含量测定。此外还含有羟基苦参碱、N-甲基金雀花碱、安那吉碱、巴普叶碱和去氢苦参碱（苦参烯碱）等。这些生物碱都属于双稠哌啶类，具喹喏里西啶的基本结构，除N-甲基金雀花碱外，均由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成。分子中均有两个氮原子，一个是叔胺氮，一个是酰胺氮。其化学结构如下。
2.苦参生物碱的理化性质
（1）性状：苦参碱有α-、β-、γ-、δ-四种异构体。其中α-、β-、δ-苦参碱为结晶体，常见的是α-苦参碱，为针状或棱柱状结晶，熔点76℃。γ-苦参碱为液态，沸点℃/6mmHg。氧化苦参碱为无色正方体状结晶（丙酮），熔点℃～℃（分解），含一分子结晶水的氧化苦参碱的熔点为77℃～78℃。
（2）碱性：苦参中所含生物碱均有两个氮原子，一个为叔胺氮（1位氮），呈碱性；另一个为酰胺氮（16位氮），几乎不显碱性，所以它们只相当于一元碱。但这类生物碱都是喹喏里西啶的衍生物，由两个哌啶环骈合而成，呈叔胺状态的氮原子处于骈合环之间，立体效应影响较小，所以苦参碱和氧化苦参碱的碱性较强。
（3）溶解性：苦参碱的溶解性比较特殊，既可溶于水，又能溶于三氯甲烷、乙醚、苯、二硫化碳等亲脂性溶剂。氧化苦参碱是苦参碱的N-氧化物，具半极性配位键，其亲水性比苦参碱更强，易溶于水，可溶于三氯甲烷，但难溶于乙醚。可利用两者溶解性的差异将其分离。苦参碱、氧化苦参碱和羟基苦参碱具内酰胺结构，可在碱性溶液中加热水解皂化成羧酸衍生物，酸化后又环合析出。
苦参碱的极性大小顺序是：氧化苦参碱＞羟基苦参碱＞苦参碱。
3.苦参生物碱的生物活性
现代临床及药理学研究表明，苦参总生物碱具有消肿利尿、抗肿瘤、抗病原体、抗心律失常、正性肌力、抗缺氧、扩张血管、降血脂、抗柯萨奇病毒和调节免疫等作用。
4.苦参生物碱在临床应用中应注意的问题
据文献报导，苦参碱可致胆碱酯酶活性下降，静脉滴注苦参碱引起胆碱酯酶活性下降，产生倦怠、乏力、纳差等不良反应；苦参栓可致外阴过敏；苦参注射液致过敏性休克并可致恶心、呕吐；苦参素胶囊致乙肝加重等，临床应用时需注意。
（二）山豆根
山豆根为豆科植物越南槐（SophoratonkinensisGagnep.）的干燥根和根茎，为常用中药。
1.山豆根主要生物碱及其化学结构
生物碱是山豆根的主要活性成分，其生物碱大多属于喹喏里西啶类。其中以苦参碱和氧化苦参碱为主，《中国药典》以苦参碱和氧化苦参碱为指标成分进行鉴别和含量测定。此外还含微量N-甲基金雀花碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱、鹰爪豆碱等。具体化学结构（结构中标出各环的稠合方式）。
其中苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱、槐定碱属于苦参碱型生物碱，是由三价氮原子形成稠合的两个哌啶环（又称双稠哌啶）组合而成，不同分子之间的差别表现在H的构型以及双键的有和无。野靛碱（也称金雀花碱）、N-甲基金雀花碱和鹰爪豆碱分别属于金雀花碱型和鹰爪豆碱型，与苦参碱型化合物结构相似，野靛碱与N-甲基金雀花碱的区别在于氮原子上有一个甲基取代，具化合物结构相似，野靛碱与N-甲基金雀花碱的区别在于氮原子上有一个甲基取代。
2.山豆根主要生物碱的生物活性
山豆根有抗癌作用，所含苦参碱、氧化苦参碱对实验性肿瘤均呈抑制作用，有抗溃疡作用，能抑制胃酸分泌，对实验性溃疡有明显的修复作用；对金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、大肠埃希菌、结核杆菌、霍乱弧菌、麻风杆菌、絮状表皮癣菌、白色念珠菌以及钩端螺旋体均有抑制作用；山豆根所含臭豆碱、金雀花碱能反射性地兴奋呼吸，氧化苦参碱和槐果碱有较强的平喘作用；此外，山豆根还有升高白细胞、抗心律失常、抗炎及保肝作用。
3.山豆根在临床应用中应注意的问题
山豆根中毒的主要原因是超剂量用药（大于10g）。因此，应用时应严格掌握剂量，一般以3～6g为宜。中毒成分可能是苦参碱和氧化苦参碱以及槐果碱。中毒时主要症状为：不同程度的头痛，头晕，恶心，呕吐，腹痛（或腹泻），四肢无力，心悸，胸闷；重者表现为面色苍白，四肢颤抖、麻木、大汗淋漓，心跳加快，血压升高，步态不稳等；继则呼吸急促、四肢抽搐、面唇青紫、瞳孔散大，最终因呼吸衰竭而死亡。
（三）麻黄
麻黄为麻黄科植物草麻黄（EphedrasinicaStapf）、中麻黄（EphedraintermediaSchrenketC.A.Mey.）或木贼麻黄（EphedraequisetinaBunge.）的干燥草质茎，是我国特产药材，为常用重要中药。
1.麻黄中主要生物碱及其化学结构
麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，前者占总生物碱的40%～90%。《中国药典》以盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱为指标成为进行鉴别和含量测定。此外还含少量的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。
麻黄生物碱分子中的氮原子均在侧链上，为有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，且互为立体异构体，它们的结构区别在于C1的构型不同1H-NMR谱中麻黄碱的J1.2=4Hz，伪麻黄碱的J1.2=8Hz，表明前者C1-H和C2-H为顺式，后者为反式。
2.麻黄碱和伪麻黄碱的理化性质
（1）性状：麻黄碱和伪麻黄碱为无色结晶，游离麻黄碱含水物熔点为40℃。两者均具有挥发性。
（2）碱性：麻黄碱和伪麻黄碱为有机仲胺衍生物，碱性较强。由于伪麻黄碱的共轭酸与C2-OH形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱，所以伪麻黄碱的碱性（pKa9.74）稍强于麻黄碱（pKa9.58）。
（3）溶解性：由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，且属芳烃仲胺生物碱，其溶解性与一般的生物碱不完全相同。游离麻黄碱可溶于水，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。这是由于伪麻黄碱形成较稳定的分子内氢键的缘故。麻黄碱和伪麻黄碱也能溶于三氯甲烷、乙醚、苯及醇类溶剂。麻黄碱盐与伪麻黄碱盐的溶解性能也不完全相同，如草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于三氯甲烷，而盐酸伪麻黄碱可溶于三氯甲烷。
3.麻黄生物碱的鉴别反应
麻黄碱和伪麻黄碱不与一般生物碱沉淀试剂发生沉淀反应，但下列两种特征反应可用于鉴别麻黄碱和伪麻黄碱。
（1）二硫化碳-硫酸铜反应：在麻黄碱或伪麻黄碱的醇溶液中加入二硫化碳、硫酸铜试剂和氢氧化钠各2滴，即产生棕色沉淀。
（2）铜络盐反应：在麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液中加硫酸铜试剂，随即加氢氧化钠试剂呈碱性，溶液呈蓝紫色，再加乙醚振摇分层，乙醚层为紫红色，水层为蓝色。
4.麻黄生物碱的生物活性
药理实验表明，麻黄碱有收缩血管、兴奋中枢神经作用，能兴奋大脑、中脑、延髓和呼吸循环中枢；有类似肾上腺素样作用，能增加汗腺及唾液腺分泌，缓解平滑肌痉挛。伪麻黄碱有升压、利尿作用；甲基麻黄碱有舒张支气管平滑肌作用等。
5麻黄生物碱在临床应用中应注意的问题
麻黄生物碱具兴奋中枢神经系统及强心、升高血压的作用，因此用量过大（治疗量的5～10倍）或急性中毒者，可引起头痛，烦躁，失眠，心悸，大汗不止，体温及血压升高，心动过速，心律失常，呕吐，甚至昏迷、惊厥、呼吸及排尿困难，心室纤颤等症状，基至心肌梗死或死亡。其中麻黄碱的毒性大于伪麻黄碱。
（四）黄连
黄连为毛茛科植物黄连（CoptischinensisFranch.）的干燥根茎，为临床常用的重要中药。
1.黄连中主要生物碱及其化学结构
黄连的有效成分主要是生物碱，已经分离出来的生物碱有小檗碱、巴马汀、黄连碱、甲基黄连碱、药根碱和木兰碱等。其中以小檗碱含量最高（可达10%），这些生物碱都属苄基异喹啉类衍生物，除木兰碱为阿朴菲型外，其他都属于原小檗碱型，且都是季铵型生物碱。《中国药典》以盐酸小檗碱为指标成分进行含量测定。要求含小檗碱不得少于5.5%，表小檗碱不得少于0.8%，黄连碱不得少于1.6%，巴马汀不得少于1.5%。
2.小檗碱的理化性质
（1）性状：自水或稀乙醇中析出的小檗碱为黄色针状结晶，含5.5分子结晶水，℃干燥后仍能保留2.5分子结晶水，加热至℃变为黄棕色，于℃分解。盐酸小檗碱为黄色小针状结晶，加热至℃左右分解，生成红棕色小檗红碱，继续加热至℃左右完全熔融。故小檗碱及其盐类干燥时，温度不宜过高，一般不超过80℃。
（2）碱性：小檗碱属季铵型生物碱，可离子化而呈强碱性，其pKa值为11.5。
（3）溶解性：游离小檗碱能缓缓溶解于水中，易溶于热水或热乙醇，在冷乙醇中溶解度不大，难溶于苯、三氯甲烷、丙酮等有机溶剂。小檗碱盐酸盐在水中溶解度较小，为1:，较易溶于沸水，难溶于乙醇；而硫酸盐和磷酸盐在水中的溶解度较大，分别为1:30和1:15。
小檗碱与大分子有机酸结合的盐在水中的溶解度都很小。因此，当黄连与甘草、黄芩、大黄等中药配伍时，在煮提过程中，由于小檗碱能与甘草酸、黄芩苷、大黄鞣质等酸性物质形成难溶于水的盐或复合物而析出，因而影响药效。这是中药制剂和临床配伍用药中应注意的问题。
此外，小檗碱一般以季铵型生物碱的状态存在，可以离子化呈强碱性，能溶于水，溶液为红棕色。当在其水溶液中加入过量碱时，则抑制了季铵离子的解离，季铵型小檗碱则部分转变为醛式或醇式，其溶液也转变成棕色或黄色。醇式或醛式小檗碱为亲脂性成分，可溶于乙醚等亲脂性有机溶剂。
3.小檗碱的鉴别反应
小檗碱除了能与一般生物碱沉淀试剂产生沉淀反应外，还具有以下特征性鉴别反应。
（1）丙酮加成反应：在盐酸小檗碱水溶液中，加入氢氧化钠使呈强碱性，然后滴加丙酮数滴，即生成黄色结晶性小檗碱丙酮加成物，有一定熔点，可供鉴别。
（2）漂白粉显色反应：在小檗碱的酸性水溶液中加入适量的漂白粉（或通入氯气），小檗碱水溶液即由黄色转变为樱红色。
4.黄连生物碱的生物活性
药理实验表明，其主要成分小檗碱有明显的抗菌、抗病毒作用，小檗碱、黄连碱、巴马汀、药根碱等原小檗碱型生物碱还具有明显的抗炎、解痉、抗溃疡、免疫调节及抗癌等作用。
5.黄连生物碱在临床应用中应注意的问题
黄连粉或小檗碱外用或口服偶引起过敏性皮疹；小檗碱静注或肌注有毒性反应，引起药疹、皮疹、血小板减少以致过敏性休克，静脉给予大计量的小檗碱则可引起循环、呼吸骤停以及急性心源性脑缺氧综合征，甚至死亡，临床应用应注意。
（五）延胡索
延胡索为罂粟科植物延胡索（CorydalisyanhusuoW.T.Wang）的干燥块茎，为常用中药。
1.延胡索中主要生物碱及其化学结构
延胡索含有多种苄基异喹啉类生物碱，包括延胡索甲素、延胡索乙素（dl-四氢巴马汀）和去氢延胡索甲素等，这些生物碱的类型为原小檗碱型、原托品碱型、阿朴菲型等六种异喹啉型生物碱，其中多数属原小檗碱型，其结构特征为两分子异喹啉共用一个氮原子的稠环化合物。
《中国药典》以延胡索乙素为指标成分进行含量测定。
2.延胡索生物碱的生物活性
药理实验表明，延胡索生物总碱具有活血散瘀，理气止痛的功效，其常用于胸胁、脘腹疼痛、经闭通经、产后瘀阻、跌打肿痛等。
延胡索乙素具有较强的镇痛作用，对慢性持续性疼痛及内脏钝痛的效果较好，为了提高延胡索乙素的提取效率，延胡索经醋制后生物碱转化为可溶的盐，可使生物碱的总溶出量比生品的溶出量高近1倍，从而增加了镇痛作用。
3.延胡索临床应用中应注意的问题
临床应用延胡索乙素，毒副作用较小，一般用量对心率、血压及肝肾功能无明显影响。在治疗量时，可能有眩晕、乏力、偶有恶心、过量可出现呼吸抑制、帕金森综合征等表现。去氢延胡索甲素副作用也较低，小数病例有发疹、腹部胀满、腹痛、恶心等反应。
（六）防己
防己为防己科植物粉防己（StephaniatetrandraS.morre）的干燥块根，为传统中药。
1.防己主要生物碱及其化学结构
防己的有效成分为生物碱，总生物碱含量可达2.3%～5%，其中汉防己甲素（粉防己碱，tetrandrine）约为1%，汉防己乙素（防己诺林碱，demethyltetrandrine）约为0.5%。《中国药典》以粉防己碱和防己诺林碱为指标成分进行鉴别和含量测定。由于两者分子结构中7位取代基的差异，前者为甲氧基，极性小；后者为酚羟基，极性较大。
2.防己生物碱的生物活性
汉防己甲素具有抗心肌缺血、抑制血小板聚集、解痉、抗炎、抗溃疡、保肝等作用；同时具有调节免疫力和耐缺氧作用等；汉防己乙素具有抗炎镇痛、降压、抗肿瘤作用等。
3.防己生物碱在临床应用中应注意的问题
据文献报道，少数患者服药后出现轻度嗜睡、乏力、恶心、腹部不适，个别人服后大便次数增加，停药后症状可缓解；静注部位可能发生疼痛或静脉炎。
（七）川乌
川乌为毛茛科植物乌头（AconitumcarmichaeliDebx.）的干燥母根，附子则为乌头的子根加工品，同属植物北乌头（A.kusnezoffii）的块根为草乌，均是临床常用的重要中药。
1.川乌中主要毒性生物碱及其化学结构
乌头和附子主要含二萜类生物碱，属于四环或五环二萜类衍生物。据报道，从各种乌头中分离出的生物碱已达多种。乌头生物碱的结构复杂、结构类型多。其重要和含量较高的有乌头碱、次乌头碱和新乌头碱。《中国药典》以三者为指标成分进行定性鉴定和含量测定。由于C14和C8的羟基常和乙酸、苯甲酸结合成酯，故称它们为二萜双酯型生物碱。这类生物碱有很强的毒性，人口服4mg即可导致死亡。
2.川乌中主要毒性生物碱在炮制过程中的变化
乌头碱、次乌头碱、新乌头碱等为双酯型生物碱，具麻辣味，毒性极强，是乌头的主要毒性成分。若将双酯型生物碱在碱水中加热，或将乌头直接浸泡于水中加热，或不加热仅在水中长时间浸泡，都可水解酯基，生成单酯型生物碱或无酯键的醇胺型生物碱。如乌头碱水解后生成的单酯型生物碱为乌头次碱，无酯键的醇胺型生物碱为乌头原碱。单酯型生物碱的毒性小于双酯型生物碱，而醇胺型生物碱几乎无毒性，但它们均不减低原双酯型生物碱的疗效。这就是乌头及附子经水浸、加热等炮制后毒性变小的化学原理。
3.川乌生物碱的生物活性
现代药理学研究表明，乌头和附子的提取物具有镇痛、消炎、麻醉、降压及对心脏产生刺激等作用，其有效成分为生物碱。附子具有升压、扩张冠状动脉等作用，中医用于回阳救逆。从日本附子中分离出dl-去甲乌药碱，含量甚少，但有强心作用。
4.川乌生物碱在临床应用中应注意的问题
由于乌头碱类化合物有剧毒，用之不当易致中毒，且毒性较强，0.2mg即可中毒，2～4mg即可致人死亡。其药物引起的不良反应主要涉及神经系统及心血管系统，临床应用时需注意。此外，乌头不宜与半夏、瓜蒌、贝母、白蔹、白及等同用，临床配伍时应注意。
（八）洋金花
洋金花为茄科植物白花曼陀罗（DaturametelL.）的花，为常用中药。
1.洋金花中主要生物碱及其化学结构
洋金花主要化学成分为茛菪烷类生物碱，由茛菪醇类和芳香族有机酸结合生成的一元酯类化合物。主要有莨菪碱（阿托品）、山茛菪碱、东茛菪碱、樟柳碱和N-去甲茛菪碱。《中国药典》以硫酸阿托品、氢溴酸东茛菪碱为指标成分进行鉴别和含量测定。
2.茛菪烷类生物碱的理化性质
（1）性状：茛菪碱为细针状结晶（乙醇），mp℃，其外消旋体阿托品是长柱状结晶，mp℃，加热易升华。医用阿托品为硫酸盐，mp℃～℃。东茛菪碱为黏稠状液体，但形成一水化物为结晶体，mp59℃。山茛菪碱为无色针状结晶，自苯中结晶含一分子苯，mp62℃～64℃。樟柳碱的物理性状与东茛菪碱相似，但其氢溴酸盐为白色针状结晶，mp℃～℃。
（2）旋光性：这些生物碱除阿托品无旋光性外，其他均具有左旋光性。除山茛菪碱所表现的左旋性是几个手性碳原子的总和外，其他三个生物碱的旋光性均来自茛菪酸部分。
阿托品是茛菪碱的外消旋体，这是由于茛菪碱的茛菪酸部分的手性碳原子上的氢位于羰基的α-位，容易烯醇化产生互变异构。在酸碱接触下或加热时，可通过烯醇化起外消旋作用而成为阿托品。
（3）碱性：这几种生物碱由于氮原子周围化学环境、立体效应等因素不同，使得它们的碱性强弱有较大差异。东茛菪碱和樟柳碱由于6、7位氧环立体效应和透导效应的影响，碱性较弱（pKa7.5）；茛菪碱无立体效应障碍，碱性较强（pKa9.65）；山茛菪碱分子中6位羟基的立体效应影响较东茛菪碱小，故其碱性介于茛菪碱和东茛菪碱之间。
（4）溶解性：茛菪碱（或阿托品）亲脂性较强，易溶于乙醇、三氯甲烷，可溶于四氯化碳、苯，难溶于水。东茛菪碱有较强的亲水性，可溶于水，易溶于乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷等溶剂，难溶于苯、四氯化碳等强亲脂性溶剂。樟柳碱的溶解性与东茛菪碱相似，也具较强的亲水性。山茛菪碱由于多一个羟基，亲脂性较茛菪碱弱，能溶于水和乙醇。
（5）水解性：茛菪烷类生物碱都是氨基醇的酯类，易水解，尤其在碱性水溶液中更易水解。如茛菪碱（阿托品）水解生成茛菪醇和茛菪酸。
3.茛菪烷类生物碱的鉴别反应
茛菪烷类生物碱具有一般生物碱的通性，能与多种生物碱沉淀试剂产生沉淀反应。除此之外，还可以用以下鉴别方法时行检识。
（1）氯化汞沉淀反应：茛菪碱（或阿托品）在氯化汞的乙醇溶液中发生反应生成黄色沉淀，加热后沉淀变为红色。在同样条件下，东茛菪碱则生成白色沉淀。这是国为茛菪碱的碱性较强，加热时能使氯化汞转变成氧化汞（砖红色），而东茛菪碱的碱性较弱，与氯化汞反应只能生成白色的分子复盐沉淀。
（2）Vitali反应：茛菪碱（或阿托品）、东茛菪碱等茛菪烷类生物碱分子结构中具有茛菪酸部分者，当用发烟砂硝酸处理时，产生硝基化反应，生成三硝基衍生物，此物再与苛性碱醇溶液反应，分子内双键重排，生成醌样结构的衍生物而呈深紫色，渐转暗红色，最后颜色消失。
（3）过碘酸氧化乙酰丙酮缩合反应：樟柳碱分子的羟基茛菪酸具有邻二羟基结构，可被过碘酸氧化生成甲醛，然后甲醛与乙酰丙酮在乙酰胺溶液中加热，缩合成二乙酰基二甲基二氢吡啶（DDL）而显黄色，故又称DDL反应。
4.洋金花中生物碱的生物活性
现代药理研究表明，茛菪碱及其外消旋体阿托品有解痉镇痛、解有机磷中毒和散瞳作用；东茛菪碱除具有茛菪碱的生理活性外，还有镇静、麻醉作用。
5.洋金花在临床应用中应注意的问题
食用过量或误食易致中毒，少儿较为多见。其中毒机制主要为M-胆碱反应。对周围神经表现为抑制副交感神经功能作用，对中枢神经系统则为兴奋作用，严重者转入中枢抑制，也可影响呼吸及温度调节中枢。
（九）天仙子
天仙子为茄科植物茛菪（HyoscyamusnigerL.）的干燥成熟种子。
1.天仙子主要生物碱及其化学结构
天仙子主要的生物碱有茛菪碱和东茛菪碱等。《中国药典》以东茛菪碱和茛菪碱为指标成分进行鉴别和含量测定。对照品采用氢溴酸、东茛菪碱和硫酸阿托品。
三种药物化学结构非常相似，均是茛菪醇和茛菪酸所成的酯，所不同的只是有无6、7位氧桥、6位羟基或茛菪酸α位羟基。氧桥的存在使分子的亲脂性增强，易透过血-脑屏障，增强中枢作用。而6位羟基或茛菪酸α位羟基的存在，使分子的亲水性增强，中枢作用减弱。东茛菪碱分子中有氧桥，中枢作用最强；山茛菪碱6β位多一羟基，作用最弱。
2.天仙子主要生物碱的生理活性
现代药理研究表明，天仙子含有生物碱，主要为茛菪碱、阿托品及东茛菪碱，对平滑肌有明显的松弛作用，并能升高眼压与调节麻痹，还可用于锑剂中毒引起的严重心律失常。
3.天仙子在临床应用中应注意的问题
由于天仙子含有茛菪烷类生物碱，使天仙子的安全用药范围很窄。过量易导致中毒甚至死亡，心脏病患者及孕妇忌用，用量控制在0.06～0.6g。
（十）马钱子
马钱子为马钱科植物马钱（StrychnosnuxvomicaL.）的干燥成熟种子，为剧毒性中药。
1.马钱子中主要生物碱的化学结构与毒性
马钱子成熟种子中生物碱含量为1.5%～5%，主要生物碱是士的宁（又称番木鳖碱）、马钱子碱及其氮氧化物，还含少量的10余种其他吲哚类生物碱，其中以士的宁含量居首，占总碱量的35%～50%，其次是马钱子碱，约占总碱量的30%～40%。《中国药典》以士的宁和马钱子碱为指标成分进行鉴别和含量测定。
士的宁和马钱子碱具有相似的结构骨架，属于吲哚类衍生物。它们的分子结构中均有两个氮原子，其中吲哚环上的氮原子呈内酰胺结构，几无碱性，另一个氮原子为叔胺状态，故它们只相当于一元碱，呈中等强度碱性。
士的宁为单斜柱状结晶（EtOH），mp℃～℃，[α]D20-°（EtOH），味极苦，毒性极强。马钱子碱为针状结晶（丙酮-水），mp℃，[α]D20-°（CHCl3），味极苦，有强毒性。
2.马钱子生物碱的鉴别方法
（1）与硝酸作用：士的宁与硝酸作用显淡黄色，再于℃加热蒸干，残渣遇氨气转变为紫红色。马钱子碱与浓硝酸接触即显深红色，再加氯化亚锡溶液，则由红色转变为紫色。
（2）与浓硫酸/重铬酸钾作用：士的宁加浓硫酸1ml，加少许重铬酸钾晶体，最初显蓝紫色，渐变为紫堇色、紫红色，最后为橙黄色。马钱子碱在此条件下不能产生相似的颜色反应。
3.马钱子生物碱的生物活性
马钱子碱通过中枢和外周两种途径发挥镇痛作用，并具有免疫调节、抗肿瘤和抗心律失常作用，可治疗风湿性关节炎、强直性脊柱炎等。
4.马钱子在临床应用中应注意的问题
马钱子含生物碱主要是士的宁和马钱子碱，前者约占总生物碱的45%，是主要的有效成分亦是有毒成分，成人用量5～10mg可发生中毒现象，30mg可致死。此外，有毒成分能经皮肤吸收，外用不宜大面积涂敷。
（十一）千里光
千里光为菊科植物千里头（SenecioscandensBuch.-Ham.）干燥地上部分，为常用中药。
1.千里光主要生物碱及其化学结构
千里光中所含有的生物碱主要为吡咯里西啶类生物碱，主要化学成分有千里光宁碱、千里光菲宁碱及痕量的阿多尼弗林碱等；同时含有黄酮苷等成分。阿多尼弗林碱的结构由两个部分组成：千里光次碱（necine）部分和千里光酸（necicacid）部分。
千里光次碱可以是饱和的，也可以是具有1，2位不饱和双键，C-2，C-6，C-7上可有1～2个羟基。千里光酸一般为5～10个碳原子，可以是一元酸或二元酸，并带有侧链，或具有羟基等取代。两者可形成单酯、1～14元大环双酯型PA等结构类型。其中具有12元环的大环双酯类生物碱通常比无环双酯或单酯类对肝脏的硬化毒性更具有结构和毒性的相关性。
2.千里光主要生物碱的生理活性
吡咯里西啶类生物碱生理活性独特。一些表现出抗肿瘤活性，一些有肝毒、致畸、致突变、致癌等毒性。吡咯里西啶类生物碱在体内代谢成相应的吡咯衍生物后，是一种活性较强的烷基化试剂，可干扰红胞的有丝分裂，因而PA被认为具有潜在的抗肿瘤活性。
3.千里光在临床应用中应注意的问题
千里光具有肝、肾毒性和胚胎毒性，使用时应该严格注意。《中国药典》以阿多尼弗林碱（Adonifoline）为指标成分进行定量测定，其中阿多尼弗林碱的含量不得过0.%。
（十二）雷公藤
雷公藤为卫矛科植物雷公藤（TripterygiumwilfordiiHook）的根，为常用中药。
1.雷公藤主要生物碱及其化学结构
《中国药典》以雷公藤甲素（triptolide）为指标成分进行定性鉴定和定量测定，雷公藤甲素为二萜类化合物，不是生物碱。雷公藤中生物碱的其本结构主要分为两类：倍半萜大环内酯生物碱和精眯生物碱。倍半萜大环内酯生物碱类主要为雷公藤碱、雷公藤次碱、雷公藤宁碱、雷公藤春碱和雷公藤碱己等。精眯类生物碱主要为苯乙烯南蛇碱、呋喃南蛇碱、苯代南蛇碱、南蛇藤别肉桂酰胺碱。
2.雷公藤生物碱的生物活性
雷公藤生物碱具有抗炎、免疫抑制、抗肿瘤、抗生育等活性。生物碱类化合物中雷公藤次碱、雷公藤春碱、雷公藤新碱、异雷公藤春碱等具有明显的体液免疫抑制作用。
3.雷公藤在临床应用中应注意的问题
雷公藤的毒副作用主要表现在胃肠道症状、白细胞和血小板减少、女性闭经、肾功能受损等。具体表现为剧吐、腹绞痛、腹泻、腰痛、发热、头捪、乏力、尿少、全身肌肉痛、肋腺肿胀、双颊肿痛、尿液异常、血压改变等，后期还可能发生骨髓抑制、黏膜糜烂、脱发、抽搐等，严重者可能发生休克、昏迷及呼吸衰竭，甚至死亡。
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