关于生物碱的碱性与分子结构关系的药物化学内容

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关于生物碱的碱性与分子结构关系的药物化学内容

　　生物碱的碱性与分子结构关系是什么?氮原子的杂化度有多高?下面我们一起来看看相关的考试内容吧。

　　碱性与分子结构的关系：生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化度、诱导效应、诱导，场效应、共轭效应、空间效应以及分子内氢键形成等有关。

　　1)氮原子的杂化度：生物碱分子中氮原子孤电子对处于杂化轨道中，其碱性强度随杂化度升高而增强，即sp3>sp2>sp。

　　2)诱导效应：生物碱分子中氮原子上电荷密度受到分子中供电基(如烷基等)和吸电基(如芳环、酰基、醚键、双键、羟基等)诱导效应的影响。供电基使电荷密度增多，碱性变强;吸电基则降低电荷密度，如：碱性强弱次序是：二甲胺(pKa10.70)>甲胺(pKa10.64)>氨(pKa9.75)。显然，甲基的供电性使二甲胺碱性稍强些。

　　3)诱导，场效应：生物碱分子中同时含有两个氮原子时，即使其处境完全相同，碱度总是有差异的。一旦第一个氮原子质子化后，就产生一个强的吸电基团。此时，它对第二个氮原子产生两种碱性降低效应：诱导效应和静电效应。前者通过碳链传递，且随碳链增长而渐降低。后者则通过空间直接作用，故又称为直接效应。二者可统称为诱导，场效应。若此时强的吸电基和第二个氮原子在空间上接近时，则直接效应对其碱度的影响就更显著。若空间上相距较远，彼此受诱导，场效应的影响较小。

　　4)共轭效应：若生物碱分子中氮原子孤电子对成p，p共轭体系时，通常情况下，其碱性较弱。生物碱中常见的p，p共轭效应主要有三种类型：苯胺型、烯胺型和酰胺型。

　　①苯胺型：苯胺氮原子上孤电子对与苯环p，电子成p，p共轭体系，碱性(pKa4.58)比相应的环己胺(pKa10.14)弱的多。

　　②烯胺型：通常烯胺化合物存在以下平衡：

　　③酰胺型：若氮原子处于酰胺结构中，由于氮原子孤电子对与酰胺羰基的p，p共轭效应，其碱性很弱。

　　注意：氮孤电子对和共轭体系中p电子产生p，p共轭的立体条件必须是二者的p，电子轴共平面。否则，这种共轭效应减弱或消失，都将使碱性增强。

　　5)空间效应：尽管质子的体积较小，但生物氮原子质子化时，仍受到空间效应的影响，使其碱性增强或减弱。

　　6)分子内氢键形成：分子内氢键形成对生物碱碱性强度的影响颇为显著。

　　对具体化合物，上述几种影响生物碱碱性强度的因素，必须综合考察。一般来说，空间效应和诱导效应共存时，前者居于主导地位。诱导效应和共轭效应共存时，往往后者的影响为大。此外，除分子结构本身影响生物碱的碱性强度外，外界因素如溶剂、温度等也可影响其碱性强度。

　　①氮原子的杂化方式：sp3>sp2>sp

　　例：四氢异喹啉的碱性（氮SP3杂化）比异喹啉（氮SP2杂化）强。

　　②电性效应

　　a.诱导效应：供电诱导，碱性增强；吸电诱导，碱性减弱。

　　吸电子基：苯基、羰基、羟基、双键、醚键、酯键，碱性减弱；供电子基：烷基，碱性增强。

　　b.共轭效应，碱性降低生物碱分子中碱性基团的pKa值大小顺序：胍基＞季铵碱＞N，烷杂环＞脂肪胺＞芳香胺≈N，芳杂环＞酰胺≈吡咯。

　　③空间效应：位阻大，碱性降低。

　　④氢键效应：分子内氢键，碱性增强。

　　关于高一生物复习方法之高一生物内容构成

　　一、细胞的基本结构

　　细胞壁（植物特有）：纤维素+果胶，支持和保护作用

　　成分：脂质（主磷脂）50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%

　　细胞膜

　　作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流；

　　真核基质：有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等

　　细胞细胞质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。

　　分工：线、内、高、核、溶、中、叶、液、

　　细胞器

　　协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统

　　核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质

　　核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流

　　细胞核核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

　　染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体

　　二、细胞器差速离心：美国克劳德

　　线粒体叶绿体高尔基体内质网液泡核糖体中心体

　　分布动植物植物动植物动植物植物和某

　　些原生动物动植物动物

　　低等植物

　　形态椭球形、棒形扁平的球形或椭球形大小囊泡、扁平囊网状椭球形粒状小体

　　结构双层膜，有少量DNA单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔没有膜结构

　　嵴（TP酶复合体）、基粒、基质基粒（类体）、基质（片层结构）、酶外连细胞膜，内连核膜液泡膜、细胞液蛋白质、RNA、和酶两个互相垂直的中心粒

　　功能有氧呼吸的主场所进行光合作用的场所细胞分泌，

　　成细胞壁提供合成、运输条件贮存物质，调节内环境蛋白质合成的场所与有丝分裂有关

　　备注在核仁

　　形成

　　△细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，

　　三、协调配合分泌蛋白放射性同位素示踪法：罗马尼亚帕拉德

　　有机物、O2

　　叶绿体线粒体

　　能量、CO2

　　基因调控初步合成加工修饰

　　细胞核核糖体内质网高尔基体细胞膜胞外

　　氨基酸肽链一定空间结构

　　○生物膜系统：细胞器膜+细胞膜+核膜等形成的结构体系

　　四、细胞核=核膜（双层）+核仁+染色质+核液

　　美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验

　　细胞核是遗传信息储存和复制的场所，是代谢活动和遗传特性的控制中心。

　　○染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。

　　DNA螺旋

　　○+=核小体（串珠结构）染色质30nm纤维

　　组蛋白非组蛋白

　　螺旋化

　　0.4um超螺旋管（圆筒形）2－10um染色单体（圆柱状、杆状）

　　四、树立观点(基本思想)

　　○结构和功能相统一

　　1．有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；

　　2．任何功能都需要一定的结构来完成

　　○分工合作

　　1．各种细胞器既有形态结构和功能上的差异，又相互联系，相互依存；

　　2．细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。

　　○生物的整体性：整体大于各部分之和；只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。

　　1．结构：细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜，外接细胞膜。

　　2．功能：细胞的不同结构有不同的生理功能，但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。

　　3．调控：细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。

　　4．与外界的关系上：每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。

　　五、总结

　　细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。

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