Til sammen er det beskrevet mer enn 30 000 alkaloider med naturlig opprinnelse. Alkaloider er vanligst i planteriket, og enkelte plantefamilier er særlig rike på alkaloider, for eksempelvalmue-,amaryllis-,soleie- ogsøtvierfamiliene. Mer enn 22 000 alkaloider er kjent fra planteriket. Alkaloidene kan forekomme i alle plantedeler, men de finnes gjerne i større mengder i én eller noen få plantedeler, som for eksempelbark,blader,røtter ogfrukter. Alkaloider finnes også i noen sopparter, slik somrød fluesopp ogfleinsopp.

Mange plantealkaloider har en bitter smak og kan beskytte plantene mot å bli spist av beitedyr. Alkaloider kan også hindre angrep frainsekter ellermikroorganismer, eller produseres som respons på angrep. For eksempel vil alkaloidinnholdet i noen arter øke når planten skades. I dyreriket har de lignende funksjon, de er kjemiske forsvarsstoffer og beskytter mot å bli spist av andre dyr.

I dyreriket er alkaloider kjent isalamander,padder ogfrosk. Mange av disse alkaloidene er trukket ut fra (ekstrahert fra) skinnet påpilgiftfrosk og ble opprinnelig kalt «dendrobatid»-alkaloider. Det første alkaloidet isolert fra dyreriket var samandarin fra den europeiskeildsalamanderen. Alkaloider er også utbredt i organismer som lever i havet, som for eksempelsvamper. Legemiddelet trabektidin (en typecellegift) er isolert fra sjøpungartenEcteinascidia turbinata.

Mange alkaloider er giftige, men det varierer hvor giftige de er og hvordan de virker.

Ikke alle alkaloider er like giftige, og noen inntas i form av mat eller drikke. De kan virkesentralstimulerende eller brukes som smakskorrigerende midler.Koffein,teobromin ogteofyllin er purinalkaloider med sentralstimulerende effekt. Koffein er vanligst og finnes blant annet ikaffe,te ogmate (Ilex paraguriensis). Koffein tilsettes som et stimulerende middel til cola og energidrikker.Coca-cola inneholdt opprinnelig alkaloidetkokain fra et uttrekk av kokablader. Fra begynnelsen av 1900-tallet ble dette erstattet med et kokainfritt kokabladuttrekk. Den vanligste kilden tilteobromin erkakao ogsjokolade, mensteofyllin finnes i små mengder i te.

Kinin, en velkjent malariamedisin, tilsettes sombitterstoff i tonicvann. Innholdet av kinin er for lavt til å gi en anti-malaria effekt. Frasøtvierfamilien viltomater være en kilde til tomatin. Tomatin er et glykoalkaloid som gir en bittersmak på umodne tomater. Under modning reduseres innholdet av tomatin betydelig.Solanin er også et giftig glykoalkaloid som finnes i potetplanten. Grønne poteter som er utsatt for sollys inneholder solanin, det grønne fargestoffet skyldesklorofyll mens solanin er fargeløst.

Pepperfrø inneholder mellom to og sju prosent av alkaloidetpiperin som blant annet gir den skarpe smaken på pepper. Pepperekstrakt med et høyt innhold av piperin tilsettes i noen kosttilskudd og påstås å øke opptaket av noen plantestoffer fra tarmen, for eksempelkurkumin fragurkemeie.

Capsaicinoider er en gruppe alkaloidforbindelser ichili, hvorcapsaicin er det viktigste. Capsaicininnholdet i fersk chili varierer mellom 0,03 og 0,3 prosent, mens tørka chili er rapportert å inneholde mellom 0,1 og 2,5 prosent.Paprika inneholder ikke capsaicin.

Katinon er et aminoalkaloid som finnes ikhatblader (Catha edulis) og som ligneramfetamin i oppbygningen. Khatblader tygges eller drikkes som te for å oppnå en sentralstimulerende effekt, og ferske blader foretrekkes framfor tørkede.

Arekolin er det viktigste alkaloidet ibetelnøtter. Det er et piperidinalkaloid og gir en beroligende og avslappende virkning.

Kokain er et tropanalkaloid som finnes i bladene påkokabusken. Det gir en sentralstimulerende virkning med økt våkenhet, økt selvfølelse og rusfølelse.Spiss fleinsopp (Psilocybe semilanceata) og enkelte andre sopper i nærstående slekter inneholder dehallusinogene indolalkaloidenepsilocybin ogpsilocin.Meskalin er et annet hallusinogent alkaloid som finnes i den meksikanskepeyotekaktusen (Lophophora williamsii).

Alkaloider er nitrogenholdigeorganiske forbindelser hvor nitrogenatomet stammer fra enaminosyre, vanligvistyrosin,fenylalanin,ornitin,glutamat,tryptofan,lysin,histidin ellerantranilsyre. Aminosyrer klassifiseres ikke som alkaloider. Nitrogenet forekommer vanligvis i en heterosyklisk ring, unntaket er aminoalkaloidene hvor nitrogenatomet er plassert i en aminogruppe og ikke er del av en ringstruktur. Når nitrogenatomet inngår i en ringstruktur, klassifiseres alkaloidet etter navnet på ringstrukturen som de er avledet fra. Noen farmasøytisk viktige grupper av alkaloider er tropanalkaloider (atropin, kokain), kinolinalkaloider (kinin) og isokinolinalkaloider (morfin og galantamin).

De fleste alkaloider forekommer i naturen i saltform, og de løser seg lett i vandige løsninger, men ikke i organiske løsemidler. Mange alkaloider harbasiske egenskaper. Det utnyttes i forbindelse medekstraksjon av alkaloider fra plantematerialet etter tilsetting av enbase. Alkaloider i basisk løsning (høypH) er deprotonerte og løselige i organiske løsemidler, mens de ved lav pH foreligger på protonert form og er vannløselige.

Purinalkaloider somkoffein ellerteofyllin er ikke basiske. Basiske alkaloider kan påvises ved utfellingsreaksjon med Mayers reagens eller fargereaksjon med Dragendorff's reagens.

Den tyske farmasøyten Carl Friedrich Wilhelm Meissner (1792–1853) brukte navnet alkaloider første gang i 1819 etter det arabiskeal-qali som betyrplanteaske, ettersom alkaloidene ga enbasisk reaksjon i vann. På dette tidspunktet ble alkaloidene klassifisert som plantestoffer med basiske egenskaper. Betegnelsen kom i vanlig bruk først i 1882, etter at Oscar Jacobsen fikk publisert en oversiktsartikkel om alkaloider i læreboka «Handwörterbuch der Chemie» avAlbert Ladenburg. Der ble alkaloider beskrevet som nitrogenholdige organiske baser.

Det første rene alkaloidet ble trolig isolert fraopium. Den tyske kjemikeren Friedrich Sertürner (1783–1841) ga det navnetmorfin, oppkalt etter den greske gudenMorpheus (drømmenes gud), og publiserte arbeidet i 1805. De franske kjemikerne Pierre Joseph Pelletier (1788–1842) ogJoseph Bienaimé Caventou bidro med viktig arbeid innen isolering av alkaloider. De isolerteemetin i 1817, etter dette fulgte isolering avbrucin,stryknin ogkinin. Flere andre alkaloider ble isolert rundt 1820, slik sompiperin, isolert fra pepper avHans Christian Ørsted i 1819,atropin (1819),koffein (1820) ogkoniin (1826). På begynnelsen av 1880-tallet ble strukturen til de første alkaloidene kjent, koniin og xanthin. Koniin var også det første alkaloidet som ble kjemisk fremstilt avAlbert Ladenburg i 1886. Mange av alkaloidene har kompleks tredimensjonal struktur, og det var først med mer modernespektroskopiske teknikker at fullstendig struktur for mange av alkaloidene kunne bestemmes. For eksempel ble strukturen til stryknin først kjent i 1947.

Med økende kunnskap om de kjemiske strukturene ble alkaloidene klassifisert i undergrupper basert på den nitrogenholdige grunnstrukturen. Dette tok til fra 1950-tallet med utgivelsen av bokserien «The Alkaloids: Chemistry and Physiology». Fra 1950-tallet fikk man kunnskap om biosyntesen med bruk av isotopmerkede biosyntetiske forløpere til alkaloidene.

* Eksempel på opphavsorganisme, alkaloidene kan også forekomme i andre arter.

I tillegg til å bli brukt som legemidler har alkaloidene nevnt over ofte vært brukt som modellsubstans for andre legemidler. Noen benyttes som utgangsstoffer for semisyntetiske legemidler.

• farmakognosi
• flavonoider