學習重點 以氮原子是否位於環內,區分含氮雜環生物鹼與非含氮雜環生物鹼。分子有環狀結構,不代表具有含氮雜環。 掌握原生物鹼(protoalkaloids)、alkaloidal amines 與 non-heterocyclic alkaloids 的考試分類,優先記住麻黃鹼、卡西酮、麥斯卡林及秋水仙鹼。 辨認麻黃鹼的苯環、側鏈羥基與甲胺基,避免與具有複雜含氮環的生物鹼混淆。 建立兩組生藥連結:Khat—cathinone—類安非他命興奮作用;peyote—mescaline—致幻與宗教儀式。 核心觀念 一、分類先看氮的位置,再看生合成來源 判斷生物鹼的分類,不能只看名稱,也不能只看分子中有沒有環。含氮雜環是指氮原子本身構成環的一部分。若氮接在環外的側鏈上,即使分子具有苯環或其他環,也不算具有雜環氮。 原生物鹼(protoalkaloids)通常指生合成源自胺基酸、但氮不在雜環內的生物鹼。生藥學考題中的alkaloidal amines與non-heterocyclic alkaloids,常用來考這類氮位於環外的成分。作答時先確認氮在環內還是環外,就能判斷大部分選項。 分類重點代表成分作答依據 氮位於環外(非含氮雜環、alkaloidal amines)Ephedrine、cathinone、mescaline、colchicine本單元辨認非含氮雜環生物鹼及 alkaloidal amines 的重要名單 氮位於雜環內Nicotine、atropine、cocaine、quinine、pilocarpine、berberine、arecoline、yohimbine、morphine、codeine、physostigmine 等具有雜環氮,不能歸入上述環外氮類型 二、麻黃鹼:苯乙胺類結構的辨識主角 麻黃鹼(ephedrine)是非含氮雜環生物鹼,可視為帶有取代基的苯乙胺骨架。辨識時抓住苯環—CH(OH)—CH(CH₃)—NHCH₃這段結構: 苯環連接一個帶羥基的碳。 相鄰的側鏈碳帶有甲基。 末端氮上另接一個甲基。 麻黃鹼的氮是側鏈上的二級胺,沒有形成含氮環。 看到結構圖時,先確認苯環旁的羥基、側鏈甲基與 N-甲基,就可判定為麻黃鹼。其他常見選項的差異如下: Hyoscyamine 具有莨菪烷含氮環。 Reserpine 具有複雜的吲哚生物鹼骨架。 Lobeline 具有哌啶含氮環。 這三者都與麻黃鹼的開鏈含氮側鏈不同。 三、阿拉伯茶:卡西酮與類安非他命作用 Khat、Abyssinian tea指阿拉伯茶,來源為 Catha edulis,主要興奮成分為卡西酮(cathinone)。中文俗稱「卡痛」的通常是 Mitragyna speciosa(kratom),與阿拉伯茶不是同一種生藥。考題以 khat、Abyssinian tea 出現時,一律連結卡西酮。 卡西酮的氮位於側鏈,屬非含氮雜環類型,也就是 alkaloidal amine。其結構可記為苯環—CO—CH(NH₂)—CH₃。與安非他命相比,卡西酮在側鏈多了一個酮基,因此常被理解為「β-酮基安非他命」。 卡西酮的結構與藥理都類似安非他命(amphetamine),具有中樞興奮、抑制食慾及消除疲勞感的作用。題幹出現「東非人嚼食葉片」「不覺飢餓與疲勞」等敘述時,應連結阿拉伯茶、卡西酮與安非他命。藥理比較的對象是安非他命,不是 xanthine、strychnine 或 ergot。 各生藥主成分的類別也要分清楚: 生藥代表成分類別 阿拉伯茶(abyssinian tea、khat)CathinoneAlkaloidal amine(氮在環外) 麥角(ergot)麥角生物鹼吲哚類,含氮雜環 綠藜蘆(green hellebore)藜蘆生物鹼類固醇生物鹼 馬錢子(nux vomica)Strychnine、brucine吲哚類,含氮雜環 四、秋水仙鹼:有環,但氮不在環上 秋水仙鹼(colchicine)是最常見的分類陷阱。它具有三環骨架,但氮位於接在環上的乙醯胺基(醯胺)中,並不是環骨架的一部分。題目問「不具有雜環氮」「氮原子不在環上」或「何者屬於 alkaloidal amines」時,秋水仙鹼都是重要辨識對象。 以下三件事要分開判斷: 氮在環外,不代表它一定是強鹼性的游離胺。 秋水仙鹼不是麻黃鹼那種簡單的苯乙胺結構。 氮的位置、官能基性質與骨架類型,屬於不同的判斷層次。 五、常見含氮雜環成分的對照 代表骨架或類型應辨識的成分 莨菪烷類Atropine、hyoscyamine、cocaine 吡啶及吡咯啶環Nicotine 咪唑環Pilocarpine 四氫吡啶環Arecoline 喹啉類Quinine 異喹啉類Berberine 吲哚相關生物鹼Yohimbine、reserpine、physostigmine 嗎啡烷骨架Morphine、codeine 哌啶環Lobeline 上表成分都具有環內氮。另外要注意Taxol(paclitaxel,紫杉醇):它是紫杉烷類二萜成分,分子雖然含氮,但氮位於側鏈醯胺中。因此不能因為「分子含氮」就判定它具有含氮雜環,也不宜把它當作典型生物鹼。 六、佩奧特仙人掌與麥斯卡林 佩奧特仙人掌(peyote)的代表致幻成分是麥斯卡林(mescaline)。它與美洲印第安人的宗教儀式有關,會擾亂正常心理功能,引起幻覺與欣快感。 麥斯卡林的結構是3,4,5-三甲氧基苯乙胺,氮位於苯乙胺側鏈,不屬於含氮雜環,同樣歸入 alkaloidal amines。 題幹同時出現宗教儀式、幻覺與欣快感時,應優先連結 peyote。Khat 雖然也作用於中樞神經,但它的重點是興奮與抗疲勞,不是儀式致幻,兩者不可混淆。 常考陷阱 「有環就是含氮雜環」:錯在沒有確認氮的位置。麻黃鹼、卡西酮、麥斯卡林有苯環,秋水仙鹼有多環,但氮都不在環內。 「名稱有 alkaloid,就一定有環內氮」:錯。生物鹼也包含非含氮雜環類型,不能用名稱代替結構判讀。 「Pilocarpine 屬於 alkaloidal amine」:錯。Pilocarpine 的咪唑環含有氮。它與 ephedrine、cathinone、colchicine 並列時,就是要你挑出這個差異。 「Colchicine 的氮在七員環內」:錯。氮在接於環上的醯胺基中,不要被多環外觀誤導。 「Arecoline、nicotine 結構簡單,所以沒有雜環氮」:錯。分子小不等於氮在環外。Arecoline 有四氫吡啶環,nicotine 有吡啶與吡咯啶環。 「Berberine 與 ephedrine 都沒有雜環氮」:錯。Berberine 是異喹啉類,具有環內氮;ephedrine 的氮則在側鏈。 「Cocaine 與 ephedrine 同屬中樞興奮,所以同類」:錯。Cocaine 是莨菪烷含氮雜環;ephedrine 才是 non-heterocyclic alkaloid。 「Abyssinian tea 的作用類似一般茶葉」:錯。這個名稱指 khat,考的是 cathinone 的類安非他命作用,不能看到 tea 就選 xanthine。 「興奮生藥都對應宗教致幻儀式」:錯。Khat 的重點是興奮、抑制食慾與減輕疲勞;peyote 的重點是 mescaline、幻覺、欣快感與儀式用途。Nux vomica 與一般茶葉 thea 都不是儀式致幻題的答案。 記憶口訣 「麻、卡、麥、秋,氮在外」:麻黃鹼、卡西酮、麥斯卡林、秋水仙鹼,氮都不在環內。 「阿茶卡西酮,安非抑食抗疲;佩奧麥斯卡,儀式幻覺欣快」:把生藥、成分與作用整組記住。