梦神之花，堕落之果——吗啡

王玥，徐开来，吕弋，张立春

四川大学化学学院，成都 610064

谈及吗啡，我们往往想到它作为毒品的危害，事实上，它是世界上历史最悠久也最有效的镇痛、麻醉药物之一，曾拯救无数病人于疼痛的折磨之中。两百多年来，这一来源于美丽花朵的止痛神药兼毒品，不仅对人类医学的进步起到了巨大作用，也为人类社会带来了难以估计的灾难。

1 揭示梦神之秘——吗啡的结构及性质

吗啡是一种生物碱，分子式为C17H19NO3，分子量为285.3。其纯净物为无色结晶或白色结晶性粉末(图1)，无臭。它的分子骨架由5个环稠合而成(图2)，其中A、B和C环构成部分氢化的菲环，C和D环构成部分氢化的异喹啉环，整个分子内有5个手性中心。天然吗啡为左旋吗啡，其立体构象呈三维的“T”形，环A、B和E构成“T”形的垂直部分，环C、D构成其水平部分(图3)。吗啡的镇痛活性与其立体结构密切相关，其天然存在的左旋体具有镇痛活性，而人工合成的右旋体则没有镇痛及其他生理活性。

图1 吗啡的外观[1]

图2 吗啡的化学结构[2]

图3 吗啡的“T”形立体结构

由于吗啡结构中3-位酚羟基的存在，吗啡的水溶液不稳定，易在光下被空气中的氧气氧化，生成毒性更大的双吗啡(也叫作伪吗啡，图4)。吗啡的稳定性也受到pH的影响，pH = 4时最稳定，中性和碱性条件下则极易被氧化。

图4 吗啡被氧化为双吗啡

吗啡难溶于水，易溶于氯仿及热乙醇。但由于其中的氮原子呈碱性，它可与盐酸、硫酸、醋酸及水杨酸等酸生成盐，增加其水溶性。临床上常使用其盐酸盐和硫酸盐。

2 追溯梦神之源——吗啡的发现及应用

要追溯吗啡的起源，还须从一种美丽而有毒的植物——罂粟(图5)说起。将罂粟的未成熟蒴果(图6)切开，收集切口处流出白色的汁液并干燥，便得到了我们熟知的鸦片(图7)。鸦片最初被当作药物使用，用于止痛、镇咳、止泻、催眠等，然而人们却在使用鸦片的过程中发现了其带来的快感，开始滥用鸦片，导致其泛滥成灾，一种危害极大的毒品就此诞生。

图5 罂粟花[3]

图6 罂粟的果实[3]

图7 鸦片[4]

为了提取出鸦片中的镇痛成分并减少其成瘾性，1806年，德国药剂师泽尔蒂纳(Sertürner)通过将未被加工的鸦片浸泡在热水和氨水中，从鸦片中分离出一种白色粉末状晶体。他用狗进行实验，发现狗食用这种物质后很快昏倒在地，即使击打它们也毫无反应；为了进一步验证这种物质的作用，他又在自己及另外几个人身上进行了实验，结果他们服下这种物质后均立即昏迷。醒来后，他感到自己在昏睡中仿佛进入了梦幻王国，于是用古希腊神话中的睡梦之神Morpheus之名将这种新化合物命名为“吗啡”(Morphine)。经实验，吗啡的镇痛能力是鸦片的10倍，而提取出吗啡后的鸦片失去了药物作用。因此，他得出结论，吗啡就是鸦片中的活性成分。

然而，虽然吗啡的发现看上去如此轻而易举，确定它的分子结构却耗费了化学家们约150年的时间。1847年，德国化学家李比希(Justus von Liebig)推导出了吗啡的分子式；其后的近90年内，多位化学家通过大量实验，才逐步确认了其中的酚羟基、醇羟基、醚键、芳环骨架等结构；直到1955年，吗啡的绝对构型才最终确定。而其对人体的作用机制，则直到20世纪70年代才被揭示出来。可见，在缺乏现代化分析仪器的时代，测定有机化合物的结构是一项相当费时费力的工作。

讽刺的是，泽尔蒂纳提取吗啡的初衷是为了寻找鸦片的高药效、低成瘾性替代品，但结果却事与愿违：吗啡具有比鸦片更高的成瘾性。随着皮下注射针技术的发明与完善，吗啡作为临床止痛药被广泛使用，尤其常用于战争中士兵负伤疼痛的缓解；而在战争期间被注射吗啡的士兵回到社会后，大多对吗啡出现了严重的成瘾症状[2]。与此同时，吗啡成瘾也开始在普通民众中蔓延开来，吗啡从消除疼痛的神药摇身一变成为了新一代毒品，引发了社会上又一次毒品大流行。

无独有偶，人们在发现吗啡的成瘾性以后，又开始对吗啡的结构进行研究改造，试图制备低成瘾性的吗啡衍生物。1874年，英国化学家莱特(R.Wright)用醋酸酐对吗啡进行乙酰化反应，合成出镇痛效果更佳的半合成化衍生物二乙酰吗啡(图8)，命名为“海洛因”[5]。

图8 吗啡经乙酰化反应生成海洛因

就这样，悲剧重演了——海洛因被当做“不会成瘾的吗啡”广泛使用，甚至被用作医治吗啡成瘾的药物。渐渐地，人们发现其成瘾性相比吗啡有过之而无不及，且在人体内吸收更快，但为时已晚。海洛因最终成了“百毒之王”，时至今日，它仍是世界上最泛滥、危害最大的毒品之一。

如今，吗啡已受到世界各国的严格管控，而它强大的药效却仍受到人们的青睐，始终在镇痛、麻醉药物中占有重要地位。

3 手执梦神之剑——吗啡的药用价值及毒性

在吗啡的诸多药效中，最广为人知的便是强大的镇痛作用。它主要通过模拟内源性抗痛物质脑啡肽的作用，与大脑内的μ-阿片受体相结合，激活受体，从而抑制大脑皮质痛觉区，达到缓解疼痛的作用[6,7]。与其他麻醉药品相比，其优越性在于能在不影响意识和感觉的情况下明显减少痛觉，且镇痛范围广泛，几乎适用于任何严重疼痛，药效持续时间也较长。吗啡还具有明显的镇静作用，能消除疼痛所引起的焦虑、紧张、恐惧等情绪反应，显著提高患者对疼痛的耐受力；它还具有抑制咳嗽中枢、从而止咳的药效；另外，它对胃肠道平滑肌、括约肌有兴奋作用，因此有止泻和治便秘的效果。

然而，除吗啡优越的药效之外，其毒性也同样不容小觑。吗啡的毒性主要表现在对中枢神经系统的抑制上，急性中毒症状为头痛、头晕、恶心、呕吐、兴奋或抑郁、口渴等，以及意识障碍、肌肉抽搐、惊厥、昏迷、瞳孔缩小和呼吸抑制[8]。其中，吗啡最大的毒性在于对呼吸系统的抑制作用[9]，其引起的呼吸衰竭也是大多数吗啡摄入过量者的主要死因。

吗啡有较强的成瘾性，连续使用1-2周即可出现耐受性，长期过量使用吗啡会造成严重依赖。吗啡成瘾者若停用吗啡8小时以上，便会出现戒断症状，表现为瞳孔散大、血压升高、心率加快、体温升高、呕吐、腹泻、肌肉关节疼痛、涕泪交流、冷汗以及精神兴奋性升高(如惊恐、震颤、失眠)等，严重者还会发生虚脱或意识丧失。长期滥用吗啡可导致精神不振、消沉、思维和认知功能减退以及免疫系统衰弱，并可引起精神失常、肝炎等，严重者发生呼吸衰竭而死亡[2]。

鉴于吗啡强大的成瘾性，虽然它对各种病症引起的疼痛均有缓解作用，但在临床上一般仅用于短期镇痛。目前唯一可长期使用吗啡作为止痛药的病症是重度癌症患者的癌痛，这是由于对晚期癌症患者而言，吗啡的成瘾性与其止痛作用相比几乎可以忽略不计。另外，吗啡还可短期少量应用于心源性哮喘和腹泻的治疗。

4 寻觅梦神之踪——吗啡的鉴定

吗啡的鉴定方法多种多样。采用简单的化学方法便可以鉴定吗啡的部分结构：吗啡与铁氰化钾及三氯化铁试液反应可鉴定其结构中的酚羟基，这是由于酚羟基有弱还原性，可被铁氰化钾氧化为伪吗啡，再与三氯化铁溶液反应生成蓝绿色的亚铁氰化铁(普鲁士蓝)；吗啡与甲醛-硫酸试液反应后呈紫色，可鉴别其含酚羟基的异喹啉类结构，这是由于甲醛-硫酸试液与含这类结构的物质反应可生成有醌式结构的有色化合物；吗啡与钼硫酸试液反应先呈紫色，随后变为蓝色，最后变为棕绿色，此反应称为Frohde反应，可鉴定其中的酚羟基和叔胺结构[10]。

定性鉴别吗啡还可采用化学发光分析[11]、等离子质谱[12]、气相色谱-质谱联用[13]、液相色谱-串联质谱[14]、红外光谱[15]、电化学分析[16]等方法。而红外光谱法在吗啡的鉴定中占据了重要地位，这是由于红外光谱分析具有快速简便、重现性好的特点，且试样用量少、不受破坏。更为重要的是，从红外光谱图中可以得到分子结构中官能团的详细信息，从而提高了特征性，有利于对吗啡进行准确鉴定[17]。近年来免疫分析技术的发展，也为吗啡的快速准确检测，尤其是禁毒工作中利用生物材料进行吗啡检测提供了更佳选择[18]。

5 结语

“是药三分毒”，吗啡在为人类缓解病痛作出重大贡献的同时，也带来了意想不到的灾难。从消除痛苦的神药到引人堕落的毒品，吗啡的发现与应用史对于当今人们如何开发新药并趋利避害、有效应用，具有深刻的启迪意义。