分子百科 |番木鳖碱 | strychnine！
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番木鳖碱”一般是指马钱子碱，它是 一种极毒的白色晶体碱，来自于马钱子和相关植物，用于毒杀啮齿类动物和其他害虫。 主要在医学上作为中枢神经系统的兴奋剂使用。
图1|strychnine l分子结构
图|来源：
IntSynth
分子信息
番木鳖碱 （ strychnine） ，化学式为 C 21 H 22 N 2 O 2 ，中药马钱子，又称番木鳖 ， 是马钱科植物马钱子及长籽马钱的干燥成熟种子。味苦、性寒，具有通络止痛、散结消肿的功效，但同时也有大毒。
图2|strychninel分子信息 图|来源： IntSynth
物化性质
番木鳖碱为无色或浅黄色结晶粉末。 熔点： 约为275-285 °C。 溶解性： 番木鳖碱在水中不溶，在乙醇、氯仿等有机溶剂中易溶。
图3|
strychnine
l l物化性质
图|来源：
IntSynth
研究应用
临床上，它常被用于治疗神经性疾病、骨关节疾病和外科感染性疾病 等 【1】 。 然而，在明代之前，人们并 没有意识到其毒性，古籍《本草原始》中记载了其毒性表现，如鸟中毒则会出现麻木搐急而死亡的情况，狗中毒则会出现苦痛断肠而死亡的情况。 如果误服番木鳖，则会 令人 四肢拘 挛 【2】 。 早在1818年，法国的两位化学家就分离出了番木鳖碱。 不过，直到20世纪50年代后X-射线衍射技术问世，番木鳖碱的立体结构才得以确定。 随着这一里程碑式事件的发生，有机合成领域的大师R.B. Woodward于 1954年率先成功地开展了番木鳖碱的全合成研究。 Woodward凭借其独 特的洞察力，在对复杂分子中的吲哚核心结构进行研究时，运用Fischer吲哚合成法以苯肼（1）和羰基化合物（2）为原料，顺利地构建了吲哚结构3。 随后，他通过近30多步的反应过程，包括N-甲基化、还原、缩合、臭氧化、保护与去保护等，成功地合成了中间体4，并攻克了番木鳖碱复杂多环结构的诸多挑战。 当时已知的异番木鳖碱（Isostrychnine）可在碱性条件下通过一步反应得到番木鳖碱，因此Woodward特别关注得到了异番木鳖碱 【3】 。
图4 Woodward全合成番木鳖碱的路线
自Woodward之后，化学家们一直对番木鳖碱的合成充满热情。1993年，加州大学欧文分校的Larry E. Overman报道了一种合成方法，这是番木鳖碱首次实现不对称合成，其产率比Woodward方法高出上万倍。Overman采用了与Woodward完全不同的环化策略，巧妙地利用aza-Cope重排和分子内Mannich反应构建了Wieland-Gumlichaldehyde中间体。这种创新而独具匠心的合成策略对后来的化学家产生了深远的影响。在接下来的几年里，包括Kuehne、Stork和Rawal等多位合成化学家各自采用不同的策略完成了番木鳖碱的合成。他们的工作极大地促进了合成化学的发展，并使番木鳖碱成为了全合成领域的经典之作 【4】 。
番木鳖碱的历史十分丰富。据考证，著名词人李煜的死因可能与番木鳖碱有关。大多数人认为他死于“牵机药”，而实际上，“牵机药”的主要成分就是番木鳖碱。曾经令人闻风丧胆的恶魔毒药如今已被化学家破解，展现出了治疗疾病的潜力，充分彰显了化学的魅力。
参考资料
[1] 李永吉, 张欣媛, 管庆霞, 等. 浅议马钱子研究进展[J]. 中医药学报, 2011.
[2]张莉, 李莉, 杜冠华. 中药马钱子毒的历史认识与现代研究[J]. 中药药理与临床, 2018, 34(4): 191-194.
[3] R. B. Woodward., et al. “The total synthesis of strychnine.” J. Am. Chem. Soc., 1954, 76(18): 4749-4751. DOI: 10.1021/ja01647a088
[4] Knight, Steven D., Larry E. Overman, and Garry Pairaudeau. “Asymmetric total syntheses of (-)-and (+)-strychnine and the Wieland-Gumlich aldehyde.” J. Am. Chem. Soc., 1995, 117 (21): 5776-5788. DOI: 10.1021/ja00126a017
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