學習重點 辨識藜蘆生物鹼屬於類固醇生物鹼(steroidal alkaloids)。判斷時要同時看兩個條件:分子具有類固醇骨架,而且本身是含氮的生物鹼。 掌握藜蘆生物鹼的傳統三分類。Group I 為類固醇鹼基與有機酸形成的酯類,代表成分有 veratridine、germidine、cevadine、protoveratrines。 熟記 protoveratrine A 的七環結構與水解產物:乙酸、2-甲基丁酸、2-羥基-2-甲基丁酸。它不會水解出直鏈丁酸,也不會水解出二羥基酸。 連結三組植物與重點:綠藜蘆(Veratrum viride)用於降血壓;白藜蘆(Veratrum album)傳統上歸百合科(Liliaceae);浙貝母成分 peimine 屬類固醇生物鹼。 核心觀念 一、類固醇生物鹼:骨架與含氮性質要一起看 類固醇生物鹼同時具有類固醇相關碳骨架與含氮結構。藜蘆屬(Veratrum)的 protoveratrine 是典型代表。判讀時要注意兩點: 看到多環骨架,不能直接認定它是類固醇生物鹼。 名稱帶有「-ine」,也不能直接決定它的結構類型。 藜蘆生物鹼的骨架多為 C-nor-D-homo 重排的類固醇骨架,也就是 cevane 型,並帶有額外的含氮環系與半縮酮環。因此「屬於類固醇生物鹼」不代表整個分子只有四個環。Protoveratrine A 共有七個環,與它的類固醇生物鹼分類並不矛盾。 成分結構或物質分類辨識重點 Protoveratrine(A、B)類固醇生物鹼(酯型)藜蘆類的代表成分 Peimine(貝母素甲)類固醇生物鹼浙貝母的主要生物鹼成分 Ergonovine麥角生物鹼(吲哚類,ergoline 骨架)不屬於類固醇生物鹼 Strychnine單萜吲哚類生物鹼結構雖複雜多環,仍不是類固醇類 Vasopressin胜肽類激素根本不屬於生物鹼 Scillaren A強心苷(bufadienolide 類)有類固醇骨架但不含氮,不是生物鹼 二、藜蘆生物鹼的傳統分類 傳統生藥學將 Veratrum alkaloids 依化學型態分成三群: 分群化學型態代表成分 Group I類固醇鹼基(alkamine)與有機酸形成的酯(esters of steroidal bases with organic acids)veratridine、cevadine、germidine、germitrine、protoveratrine A/B Group II類固醇鹼基與糖結合形成的配醣體pseudojervine、veratrosine Group III游離的類固醇鹼基(alkamines)本身jervine、rubijervine、germine Group I 的「鹼基」指生物鹼的含氮母體,例如 cevine、germine、protoverine。有機酸透過酯鍵接在母體的羥基上。 辨識 group I 時抓兩個關鍵字:藜蘆類固醇生物鹼,以及酯。不能把它擴大成「所有含類固醇結構的天然物」。Scillaren A 是海蔥(squill)的強心苷,屬 bufadienolide 類。它不含氮,也不是藜蘆成分,所以不屬於 group I。 三、酯鍵水解:拆開酸端與醇端 酯鍵可表示為 R–O–C(=O)–R′。水解後分成兩部分: 醇端:母體上的羥基恢復。 酸端:形成相應的有機酸。 若在鹼性條件下水解,酸端會先以羧酸鹽形式存在,酸化後才得到游離酸。 讀結構式時,要逐一找出接在氧原子上的醯基,再還原成對應的羧酸。有兩種常見誤認要避免: 把生物鹼母體本身的碳鏈當成另一個水解產物。 把酸端上的甲基支鏈或羥基當成另一個獨立產物。 四、Protoveratrine A 的水解產物 Protoveratrine A 的母體是 protoverine,屬多元醇型的酯型生物鹼。完全水解後,除了得到 protoverine,還會得到以下酸性產物: 酸性產物英文名稱數量(每分子)判讀重點 乙酸Acetic acid2來自兩個乙醯酯 2-甲基丁酸2-Methylbutyric acid1丁酸主鏈的 C-2 上帶一個甲基支鏈 2-羥基-2-甲基丁酸2-Hydroxy-2-methylbutyric acid1C-2 上同時有甲基與一個羥基 判斷時要注意以下三點: 直鏈丁酸(butyric acid)不是 protoveratrine A 的水解產物。2-甲基丁酸與丁酸是不同化合物,不能因為名稱都有 butyric acid 就視為相同。 Hydroxy(單羥基)與 dihydroxy(雙羥基)是不同化合物。Protoveratrine A 只產生單羥基的 2-hydroxy-2-methylbutyric acid。 Methyldihydroxybutyric acid(2,3-二羥基-2-甲基丁酸)是 protoveratrine B 的水解產物,不是 protoveratrine A 的。題目若說 A 會水解出 methyldihydroxybutyric acid,就是錯誤敘述。 五、白藜蘆、綠藜蘆與浙貝母 白藜蘆(white hellebore)指 Veratrum album,protoveratrine A 是它的重要成分。傳統生藥學與國考採用的科別是百合科(Liliaceae)。新分類系統可能把它歸入其他科,但作答時以題目採用的傳統分類為準。 綠藜蘆(Veratrum viride,American hellebore)的經典臨床用途是降血壓。作用原理是:藜蘆酯型生物鹼使鈉離子通道持續開放,經反射性迷走神經作用,造成心搏變慢與血管擴張,因而使血壓下降。它不用於止痛、散瞳或止咳。由於治療範圍窄、副作用多,現已少用,但仍是考試的固定配對。 浙貝母的傳統功效是清熱化痰,主要成分 peimine(貝母素甲)屬類固醇生物鹼。中藥功效與化學結構分類是兩個不同層次:「清熱化痰」用來辨認藥材,成分分類則要回到 peimine 的骨架判斷。它不屬於吲哚類(indole)、異喹啉類(isoquinoline)或莨菪烷類(tropane)。 常考陷阱 「具有類固醇骨架,就是類固醇生物鹼」:還要確認分子含氮、具生物鹼性質。Scillaren A 是不含氮的強心苷,不能列入藜蘆 group I。 「Group I 就是所有類固醇化合物」:Group I 限定為藜蘆類固醇鹼基與有機酸形成的酯。Veratridine、germidine、cevadine 都屬 group I;scillaren A 是混入的錯誤選項。 「類固醇只有四個環」:藜蘆生物鹼的骨架經重排並帶有額外環系。Protoveratrine A 有七個環,「七個環」是正確敘述。 「2-甲基丁酸等於丁酸」:支鏈改變了化合物身分。Protoveratrine A 會產生 2-甲基丁酸,但不會產生直鏈的 butyric acid。 「hydroxy 與 dihydroxy 只是名稱差異」:A 對應單羥基的 2-hydroxy-2-methylbutyric acid,B 才對應二羥基的 methyldihydroxybutyric acid。 「綠藜蘆用於止痛、散瞳或止咳」:Veratrum viride 的經典用途是降血壓。 「White hellebore 的科別」:依傳統分類屬 Liliaceae,「原植物屬於 Liliaceae」是正確敘述。 「多環或含氮就是類固醇生物鹼」:Ergonovine 是麥角吲哚類,strychnine 是單萜吲哚類,vasopressin 是胜肽激素。三者都不是類固醇生物鹼。 「清熱化痰的成分分類」:浙貝母 peimine 屬類固醇生物鹼,不要被選項中的吲哚、異喹啉、莨菪烷類誤導。 記憶口訣 「原藜七環,水解二乙、甲丁、羥甲丁;雙羥歸 B 不歸 A。」 「原藜七環」:protoveratrine A 有七個環。 「二乙、甲丁、羥甲丁」:依序代表兩個乙酸、2-甲基丁酸、2-羥基-2-甲基丁酸。 「雙羥歸 B」:二羥基甲基丁酸屬於 protoveratrine B。 「一酯二糖三游離」:藜蘆生物鹼 group I 為酯,group II 為配醣體,group III 為游離鹼基。 「綠藜降壓,貝母甾鹼;海蔥強心,別混藜鹼。」 「綠藜降壓」:綠藜蘆用於降血壓。 「貝母甾鹼」:peimine 屬類固醇生物鹼。 「海蔥強心,別混藜鹼」:scillaren A 是強心苷,不是藜蘆生物鹼。