Спорынья как наркотик

Токсикозы животных, вызванные чемерицей

Одной из широко распространенных трав степных, луговых, пастбищных фитоассоциаций является чемерица. Это растение нередко вырастает в высоту до 1,5 м. В ее корневой системе содержится до 2% алкалоидов от сухой массы. В других вегетативных частях содержание алкалоидов меньшее, до 0,5%. Среди домашних животных к их действию наиболее чувствительны лошади.

Конкретными причинами, приводящие к подобного рода токсикозам, являются:

употребление чемерицы в корм на лугах и пастбищах;поедание сена, силоса, зеленых кормов, в составе которых есть части этого растения, несоблюдение дозировки при внутреннем использовании настойки чемерицы, изготавливаемой из корней данного растения и широко распространенная в ветеринарии для стимуляции кишечной моторики, секреторной функции отделов желудка растительноядных животных. Безопасной для жизни дозировкой этого спиртового раствора является 5–12 мл для коров, козам — 2–4 мл. Для свиней оптимальным количеством будет 1–2 мл настойки.

Чемеричные алкалоиды негативно влияют на животный организм и при внешнем, и при внутреннем попадании. На слизистых оболочках, кожных покровах, куда могут попасть ее алкалоиды, незамедлительно начинается раздражение. Всасывание алкалоидов происходит не только при пероральном поступлении в организм. Поверхность тела, особенно у домашних животных с негустым шерстяным покровом, выступает хорошим проводником этих фитотоксикантов. Внутреннее их действие в основном направлено на нервную систему, а уже через нее на желудочно-кишечный тракт и сердечную мышцу.

Отравления, вызываемые данным растением, имеют острое течение, первые клинические признаки которого могут проявиться уже через несколько часов после попадания внутрь организма. У коров может наблюдаться непродолжительное нервное перевозбуждение, следом за которым животное может впасть в состояние подавленности. Нарушается в сторону усиления и функция слюноотделения, полностью не контролируемая больным животным. Кроме прочнго нарушается процесс вторичного пережевывания пищи, что чревато серьезнейшими пищеварительными нарушениями. Также можно заметить обильную секрецию пота. Самым верным и безоговорочным симптомом, который не может не встревожить животновода, является появление обильной рвоты. Она может длиться пару часов, приводя к выбросам всего содержимого желудочных камер наружу. Однако рвота является не только симптомом отравления, но и причиной таких пагубных патологий, как, например, обезвоживание. Стремясь избавиться от токсина организм выбрасывает из себя полупериваренную пищу, лишаясь при этом в первую очередь столь необходимой в случае отравления влаги.

Лошади, подобно коровам, так же на ранних стадиях отравления испытывают переменно то чувство возбудимости, то наоборот апатию и подавленность. Практически сразу активизируется рвотный рефлекс, можно наблюдать даже неестественное выведение рвотных масс не через ротовую полость, а носовую. Все это обычно происходит на фоне мышечного тремора, обильного выделения пота. Животное испытывает частые позывы к мочеиспусканию. По мере всасывания яда организмом дыхательная функция ослабевает, переходя в поверхностную форму. Летальный исход зачастую и наступает от поражения дыхательного центра и прекращения дыхания, а так же из-за внутрисердечной блокады. Летальная доза для них, когда смерть наступает в 100% случаев, составляет 0,2 кг сухих частей чемерицы.

При малейших подозрениях на отравление чемерицей, экстренно назначают промывание желудка. Для этого используют танин в растворе, слабоокрашенный гидрораствор марганцовки. После этого целесообразно давать животному сорбирующие препараты, постепенно подключая к ним слабительные, а так же препараты, действующие для устранения или ослабления определенных симптомов. В этом хорошо помогают коразол, глюкоза в растворе, хлорид кальция, кофеин-натрия бензоат. Лечение сопровождают употреблением витамина В1. Эффективным против судорог средством животным может быть оксибутират натрия и диазепам. В ходе соматогенной фазы отравления, составляющую временной промежуток после выведения яда из организма до полного выздоровления, нелишним будет применение сульфата атропина.

Библиография

О других проектах Викимедиа:

Алкалоид , на Викискладе?

  • Арнольд Бросси, Алкалоиды, химия и фармакология , Academic Press, 1989.
  • Жак Э. Пуассон, статья Алькалоида , Encyclopædia Universalis , 2011.
  • А.-Матьё Вийон и Пьер Гишар , Словарь по промышленной химии: содержащий приложения химии к промышленности, металлургии, сельскому хозяйству, фармации, пиротехнике и декоративно-прикладному искусству , Париж, научные и промышленные библиотеки (Бернар Тиньоль, затем Анри Ноло),1880 г.( репринт  1902 г.), в трех томах не пагинально  с.

Внутриклеточные противоопухолевые препараты /  код АТХ L01

Алкилирующие агенты
Соли платины Карбоплатин  • Цисплатин  • Оксалиплатин
Нитрозомочевины Кармустин  • Фотемустин  • Ломустин  • Урамустин
Монофункциональные алкилентанты Бусульфан  • Хлорамбуцил  • циклофосфамид  • Изофосфамид  • Melphalan  • Мехлорэтамин  • Temozolomide  • треосульфан
Другой Митомицин  • Трабектин
Антиметаболиты Азатиоприн  • Капецитабин  • Цитарабин  • Флоксуридин  • Флударабин  • Фторурацил  • Гемцитабин  • Метотрексат  • Пеметрексед
Алкалоиды растений Винбластин  • Винкристин ( Винорелбин )  • Виндезин  • Доцетаксел  • Паклитаксел  • Трабектин
Ингибиторы топоизомеразы Иринотекан  • Топотекан  • Этопозид
Противоопухолевые антибиотики Блеомицин  • Даунорубицин  • Доксорубицин  • Эпирубицин  • Гидроксимочевина  • Идарубицин  • Митомицин C  • Митоксантрон
Отравляет митотическое веретено Доцетаксел  • Паклитаксел  • Винбластин  • Винкристин  • Винорелбин  • Виндезин
  • Биохимический портал
  • Портал медицины
  • Аптечный портал

Какова физиологическая роль алкалоидов в растении?

Часто высказывалось мнение о том, что алкалоиды, так же как смолы, каучук и некоторые другие вещества, являются отбросами растений и не играют какой-либо существенной физиологической роли. Однако алкалоиды играют определенную роль в обмене веществ у растений. Например, показано, что никотин совершенно отсутствует в семенах табака и начинает образовываться уже на первых этапах прорастания семени. С другой стороны, созревание семян табака и накопление в них белков сопровождаются постепенным снижением содержания никотина. Установлена также тесная связь между интенсивностью роста табачного растения и его азотистым питанием, с одной стороны, и образованием никотина, с другой.

Весьма интересные данные, свидетельствующие о том, что алкалоиды используются в растении для построения других соединений, получены при исследовании обмена алкалоида горденина. Этот протоалкалоид (не содержащий гетероцикл) – производное тирозина, содержится в значительном количестве в молодых растениях ячменя и постепенно исчезает по мере развития и созревания растений. С помощью изотопного метода показано, что горденин при этом превращается в лигнин. В отношении многих алкалоидов показано, что их содержание в растении подвергается большим колебаниям – за периодами потребления следуют периоды накопления. Таким образом, алкалоиды являются определенной промежуточной формой процесса превращения азотистых соединений в растениях; в этой форме азотистые продукты обмена веществ обезвреживаются и сохраняются.

Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о возможном участии алкалоидов в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях. Интересные результаты были получены также при введении в растения махорки никотина, меченного радиоактивным углеродом. Установлено, что значительная часть радиоактивности обнаруживается в никотиновой кислоте, амид которой является коферментом пиридиновых дегидрогеназ. Таким образом, показана роль алкалоида, в данном случае никотина, как источника материала, необходимого для синтеза ферментов.

Характеристики алкалоидов

Эти вещества представляют собой химические соединения, содержащие азот и имеющие сложное циклическое строение. Атомы в молекуле связываются между собой различными способами. Алкалоиды входят в состав некоторых органических кислот. Чистое вещество представляет собой твердые кристаллы либо жидкость. Оба типа имеют схожие химические свойства, которые давно изучены. Так, например, определены способы получения этих соединений из растительного сырья, основные характеристики алкалоидов и их воздействие на организм человека. Соли этих веществ растворимы в воде, в чистом виде же это свойство отсутствует.

Химические реакции для получения алкалоидов

Существует несколько типов химических реакций, с помощью которых можно получать и изучать алкалоиды. Осаждение основано на выделении нерастворимой соли. Для этого используются органические кислоты и таннин. Реакции, способствующие появлению сложных солей, протекают с участием йодида калия и хлорида ртути. При окрашивании у алкалоида вид может изменяться, поэтому это вещество начинает выделяться на фоне общего состава. Подобные реакции могут давать неточные результаты, что связано со схожестью строения молекул алкалоидов с белковыми соединениями.

Исторический

Термин «алкалоид», засвидетельствованный на французском языке в 1827 году, может быть разложен на корень щелочь *, означающий «основной, щелочной или основной характер», и суффикс -oïde *, означающий «подобный, той же формы, того же поведения «. Суффикс греко-римского происхождения происходит от греческого είδος «форма». Корень происходит от средневекового латинского щелочи , заимствованного из арабского al-qétiyi под его общей формой al qate, al qaly القالي «сода», растения рода Salsola, из которого в течение длительного времени более или менее извлекался карбонат натрия. . менее чистый, называемый «сода», из которого каустической соды может быть сделано . Термин al qali также означает кальцинированную золу с основными свойствами, как и слово «сода» на французском языке с двойным использованием для солевого завода и химической соды.

Знание и использование растительных алкалоидов, такие как опийный мак или аконит , очень старые, но знание даты их активные веществ только с начала XIX — го  века . В 1803 году французский фармацевт и промышленник Шарль Деросн первым выделил растительную щелочь путем извлечения из опия смеси наркотина и морфина , но он приписал щелочную природу его экстракта остаткам препарата. В следующем году, в 1804 году, Арман Сеген сообщает об открытии процесса приготовления морфина, но он не публикует свои результаты до 1814 года. Наконец, в 1805 году в Вестфалии помощник аптеки Фридрих Сертюрнер признал природную щелочность сна. принцип опиума. Десять лет спустя он назвал его морфием в честь Морфея , божества снов в Древней Греции. Остающиеся незамеченными в то время открытия, сделанные во Франции и Германии, не были признаны до 1817 года, когда Сертюрнер предоставил доказательство того, что морфин реагирует с кислотой с образованием соли.

Франко-германское соперничество продолжало приносить плоды, поскольку между 1817 и 1820 годами два французских фармацевта, Пеллетье и Кавенту , открыли впечатляющую серию активных соединений: кофеин , эметин (из ипекака), стрихнин (из рвотного ореха), хинин и цинхонин (из коры хинного дерева).

Термин «алкалоид» был придуман в 1819 году фармацевтом из Галле Вильгельмом Мейснером  (де) (1792–1853).

Выяснение химических структур алкалоидов начинается в 1870 году с этим простейшим, кониина по Шифф, и некоторые из них не раскрывают их структуру в конце XX — го  века , во время которого Мориса-Мари Janot и его ученики будут изолированы, проанализировали и синтезировали более сотни, установив в 1953 году структуру коринантеина, что стало важным шагом в развитии химии алкалоидов.

Классификация

По сравнению с большинством других классов природных соединений, алкалоиды характеризуются большим структурным разнообразием. Не существует единой классификации алкалоидов. Первые методы классификации исторически объединяли алкалоиды с общим природным источником, например, определенным видом растений. Эта классификация была оправдана отсутствием знаний о химическом строении алкалоидов и теперь считается устаревшей.
Более поздние классификации основаны на сходстве углеродного скелета (например, индольные, изоквинолиновые и пиридиновые алкалоиды) или биохимического предшественника (орнитин, лизин, тирозин, триптофан и др.). Однако, такая классификация требует компромиссы в пограничных делах; например, никотин содержит фрагмент пиридина из никотинамида и пирролидина из орнитина, и, следовательно, может быть отнесен к обоим классам.
Алкалоиды часто делят на следующие основные группы:

  1. «Настоящие алкалоиды», которые содержат азот в гетероцикле и происходят из аминокислот. Характерными примерами являются атропин, никотин и морфин. Эта группа также включает в себя некоторые алкалоиды, которые, помимо гетероцикла азота, содержат терпен (например, эвонин) или пептидные фрагменты (например, эрготамин). Эта группа также включает в себя пиперидиновые алкалоиды кониин и коницеин, хотя они не происходят из аминокислот.
  2. «Протоалкалоиды», которые содержат азот, и также происходят из аминокислот. Примеры включают мескалин, адреналин и эфедрин.
  3. Полиаминные алкалоиды – производные путресцина, спермидин и спермин.
  4. Пептидные и циклопептидные алкалоиды.
  5. Псевдоалкалоиды – алкалоид-подобные соединения, которые не происходят из аминокислот. Эта группа включает алкалоиды терпенового типа и стероидные алкалоиды, а также пуриновые алкалоиды, такие как кофеин, теобромин, теофиллин и теакрин. Некоторые авторы относят к псевдоалкалоидам такие соединения, как эфедрин и катинон. Вещества, произошедшие из аминокислоты фенилаланина, но атом азота которых происходит не из аминокислоты, а через переаминирование, также включены в эту группу.

Некоторые алкалоиды не имеют характеристику углеродного скелета своей группы. Так, галантамин и гомоапорфины не содержат изоксинолиновый фрагмент, но, вообще говоря, относятся к изохинолиновым алкалоидам.

Группы веществ и их свойства

Чтобы как-то ориентироваться среди такого количества соединений, относимых к алкалоидам, химики попытались поделить их по принципу биосинтеза, то есть по тем метаболическим цепочкам, в результате которых эти вещества появляются. Таких групп пять:

  • истинные алкалоиды, производные пурина, пиридина и других оснований, к ним относится большинство таких веществ, содержащихся в растениях;
  • протоалкалоиды, не содержащие азот в циклических компонентах, но имеющие его в боковых ответвлениях молекул;
  • полиаминные, один из компонентов трупного яда;
  • пептидные;
  • псевдоалкалоиды, в число которых входят вещества класса стероидов — производных холестерина.

Все эти соединения в чистом виде представляют собой либо белый кристаллический порошок (если в составе есть кислород), либо маслянистую бесцветную жидкость. Лишь некоторые из них имеют какой-то оттенок.

3.1 История происхождения

Название происходит, вероятно, от древнегреческого города Аконе, в окрестностях которого эти цветы росли в изобилии. По древнегреческому мифу, аконит вырос из ядовитой слюны объятого ужасом адского пса Цербера, которого Геракл привел из подземного царства на землю (одиннадцатый подвиг Геракла). Названием “борец” растение обязано скандинавской мифологии: борец вырос на месте гибели бога Тора, победившего ядовитого змея и погибшего от его укусов. Ядовитые свойства аконита были известны уже в глубокой древности: греки и китайцы делали из него яд для стрел, в Непале им отравляли приманку для крупных хищников и питьевую воду при нападении врага.Все растение — от корней до пыльцы — чрезвычайно ядовито, ядовит даже запах. Плутарх пишет, что отравленные аконитом воины Марка Антония теряли память, и их рвало желчью. По преданию, именно от аконита умер знаменитый хан Тимур — ядовитым соком была пропитана его тюбетейка. Токсичность растения вызвана содержанием в нем алкалоидов (в первую очередь, аконитина), воздействующих на центральную нервную систему и вызывающих судороги и паралич дыхательного центра. Ядовитость аконита зависит от географического положения (почва, климат), от возраста растения — в южных широтах он максимально ядовит, а в Норвегии, например, им кормят животных. Возделываясь в культуре, на плодородной садовой земле, аконит через несколько поколений утрачивает свои ядовитые свойства. Медицинское применение этого растения весьма разнообразно; в Тибете его называют “королем медицины”, им лечили сибирскую язву, воспаление легких; в русской народной медицине его использовали как наружное болеутоляющее средство. К настоящему времени некоторые виды аконита занесены в Красную книгу.

3.2 Местность произрастания

Аконит растет во влажных землях почти каждой горной страны Северной и Центральной Европы (особенно в Швейцарии, Германии и Швеции), а также в России и Центральной Азии. Аконит предпочитает легкие известняковые, богатые гумусом, хорошо дренируемые почвы, прохладный климат, полутень. Чаще встречается в лесах по берегам рек и ручьев.

По моим наблюдениям, он предпочитает горные районы и распадки. Почва в таких местах, как правило, влажная, с очень тонким (5-10 см) плодородным слоем и каменистой основой, представляющая собой сырой суглинок. На открытых участках аконит чаще всего вял и низкоросл. Во влажных распадках, где есть тень, среди кустарника и деревьев борцы вырастают очень мощными, с диаметром стебля у корня до 3-5 см и длиной до 6-8 м вьющихся видов (А. volubile, А. arcuatum и др.).

Искусственное разведение борца предпринимается и в Европе, в основном в Швейцарских Альпах, Зальцбурге, Северном Тироле и Форарльберге (Австрия), а также в Германии, Испании, Англии и на Украине.

3.3 Описание

Борец — многолетнее, травянистое растение, с прямостоячим либо вьющимся стеблем длиной от 50 см до 8 м. Стебель красновато-коричневый, гладкий, круглый в поперечном разрезе.

Листья черешковые, округлой формы, пальчато-разделенные у одних видов до основания, у других — на две трети листовой пластинки, темно-зеленые, глянцевые с наружной поверхности.

Цветки, собранные в концевую кисть, имеют белые, желтые, синие, сине-фиолетовые лепестки. Цветки неправильные: чашечка пятилистная, венчиковидная. Верхний листочек ее шлемовидный (как у живокости, но без шпорца), под ним — редуцированный венчик, превращенный в два нектарника. Тычинок много, завязь верхняя. Цветок имеет устройство, позволяющее эффективно использовать пчел, собирающих нектар, для опыления. Цветет аконит со второй половины лета до середины сентября.

Экстрагирование

Из-за структурного разнообразия алкалоидов, не существует единого метода выделения их из природного сырья. В большинстве методов используются свойства большинства алкалоидов растворяться в органических растворителях, но не в воде, и противоположная тенденция у их солей.
Большинство растений содержат несколько алкалоидов. Смесь этих алкалоидов экстрагируют, а затем разделяют на отдельные алкалоиды. Растения тщательно измельчают до экстракции. Большинство алкалоидов присутствуют в растениях в виде солей органических кислот. Экстрагируемые алкалоиды могут остаться в виде соли или превратиться в основания. Щелочная экстракция достигается за счет обработки сырья с щелочными растворами и экстрагирования основания алкалоида с использованием органических растворителей, таких, как 1,2-дихлорэтан, хлороформ, диэтиловый эфир или бензол. Затем примеси растворяют слабыми кислотами; это преобразует основания алкалоидов в соли, которые смываются водой. При необходимости, водный раствор солей алкалоидов снова подщелачивают и обрабатывают органическим растворителем. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая чистота.
В ходе кислотной экстракции, растительное сырье обрабатывается слабым кислотным раствором (например, уксусной кислоты в воде, этаноле или метаноле). Затем добавляется основание для преобразования алкалоидов в форму основания, которые извлекаются при помощи органического растворителя (если проводить экстракцию с алкоголем, он сначала удаляется, а остаток растворяется в воде). Раствор затем очищают.
Алкалоиды отделяются от их смеси с использованием их различной растворимости в определенных растворителях и различной реакционной способностью с определенными реагентами или же путем перегонки.

Биосинтез

Биологическими предшественниками большинства алкалоидов являются аминокислоты, такие как орнитин, лизин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, аспарагиновая кислота и антраниловая кислота. Никотиновая кислота может быть синтезирована из триптофана или аспарагиновой кислоты. Пути биосинтеза алкалоидов слишком многочисленны и их сложно классифицировать. Тем не менее, существует несколько типичных реакций, участвующих в биосинтезе различных классов алкалоидов, включая синтез Шиффа и реакции Манниха.

Синтез Шиффа

Основания Шиффа могут быть получены с помощью реакции аминов с кетонами или альдегидами. Эти реакции являются обычным способом получения C = N связей.
В биосинтезе алкалоидов, такие реакции могут иметь место в пределах молекулы, например, как в синтезе пиперидина.

Реакция Манниха

Неотъемлемым компонентом реакции Манниха, помимо амина и карбонильного соединения, является карбанион, который играет роль нуклеофила в нуклеофильном присоединении к иону, образованному в результате реакции амина и карбонила.
Реакция Манниха может протекать как межмолекулярно, так и внутримолекулярно.

Димерные алкалоиды

Помимо описанных выше мономерных алкалоидов, существуют также димерные и даже тримерные и тетрамерные алкалоиды, которые образуются при конденсации двух, трех и четырех мономерных алкалоидов. Димерные алкалоиды обычно образуются из мономеров одного и того же типа через следующие механизмы:

  • реакции Манниха, в результате чего, например, образуется воакамин
  • реакция Михаэля (виллалстонин)
  • конденсация альдегидов с аминами (токсиферин)
  • окислительное присоединение фенолов (даурицин, тубокурарин)
  • лактонизация (карпаин).

История

Фридрих Сертюрнер , немецкий химик, первым выделивший морфин из опиума.

Растения, содержащие алкалоиды, использовались людьми с древних времен в лечебных и рекреационных целях. Например, лекарственные растения были известны в Месопотамии примерно с 2000 года до нашей эры. В « Одиссее Гомера» говорится о подарке Елене египетской царицей — снадобье, приносящем забвение. Считается, что подарком был наркотик, содержащий опиум. В китайской книге о комнатных растениях, написанной в I – III веках до нашей эры, упоминается медицинское использование эфедры и опийного мака . Кроме того, листья коки использовались индейцами Южной Америки с древних времен.

Экстракты растений, содержащие токсичные алкалоиды, такие как аконитин и тубокурарин , использовались с древних времен для отравления стрел.

Исследования алкалоидов начались в 19 веке. В 1804 году немецкий химик Фридрих Сертюрнер выделил из опиума «снотворное средство» (латинское: Principium somniferum ), которое он назвал «морфием», имея в виду Морфея , греческого бога снов; на немецком и некоторых других центральноевропейских языках это все еще название препарата. Термин «морфин», используемый в английском и французском языках, был дан французским физиком Жозефом Луи Гей-Люссаком .

Значительный вклад в химию алкалоидов в первые годы ее развития внесли французские исследователи Пьер Жозеф Пеллетье и Жозеф Бьенэме Кавенту , открывшие хинин (1820 г.) и стрихнин (1818 г.). Примерно в то же время было открыто несколько других алкалоидов, включая ксантин (1817 г.), атропин (1819 г.), кофеин (1820 г.), кониин (1827 г.), никотин (1828 г.), колхицин (1833 г.), спартеин (1851 г.) и кокаин (1860 г.). . Развитие химии алкалоидов ускорилось появлением в 20 веке спектроскопических и хроматографических методов, так что к 2008 году было идентифицировано более 12 000 алкалоидов.

Первый полный синтез алкалоида был осуществлен в 1886 году немецким химиком Альбертом Ладенбургом . Он произвел кониин путем реакции 2-метилпиридина с ацетальдегидом и восстановления полученного 2-пропенилпиридина натрием.

Буфотенин , алкалоид некоторых жаб, содержит ядро индола и вырабатывается в живых организмах из аминокислоты триптофана .

Свойства алкалоидов

Природные алкалоиды состоят из таких элементов, как водород, азот, кислород, углерод и сера. Множество кислородсодержащих алкалоидных веществ бесцветны. Имеют аморфную структуру или кристаллический вид. Отличаются оптической активностью. Встречаются вещества, которые окрашены, к примеру, барберин имеет желтую окраску. Запах и вкус этим веществам не свойственен.

Алкалоидные соединения с кислородом характеризуются резким запахом и жидким состоянием. Они летучи. Вещества, в которых содержится гидроксильная группа, не подвергаются растворению в воде.

Хлороформ

Но хорошо смешиваются с такими растворителями:

  • спирт;
  • эфир;
  • хлороформ.

Соли этих соединений характеризуются хорошей растворимостью в водной и спиртовой фазе.

Из алкалоидов можно получить карбазол, пиридин, хиномен. Для этого осуществляется реакция перегонки алкалоидного вещества и гидроокиси калия в отсутствии поступления кислорода. Получаемые вещества имеют свойства аминов. Для реакций окисления алкалоидов характерно образование кислот.

Растительные алкалоиды

Многие виды растений содержат, как правило, не один, а несколько алкалоидов часто различного действия, но в количественном отношении преобладает один из них, что обуславливает преимущественный характер эффективности применения лекарственного растения и суммарных препаратов из него. Так, в корне

содержится 25 различных алкалоидов, но 10% от общего количества их приходится на резерпин, обладающий гипотензивным (понижает артериальное давление) и седативным (успокаивающим) действием. Так же действуют суммарные препараты корней этого растения. Второй алкалоид — аймалин — таким действием почти не обладает, его используют в качестве антиаритмического средства.

Свойства

Свойства алкалоидов схожи со свойствами щелочей. Они беспрепятственно вступают в реакции с кислотами, не выделяя при этом воду. Аналогично себя ведет и аммиак, а также все аммиачные производные. Преимущественное количество алкалоидов не вступает в реакцию с водой, потому в качестве растворителей чаще применяют винный или сивушный алкоголь. Алкалоидные растворы имеют горький вкус, но не обладают запахом. С оптической точки зрения эти вещества способны вращать плоскость поляризации в правую и в левую стороны.

В процессе перегонки алкалоиды вступают в реакцию с едким кали при отсутствии воздуха, в результате получаются такие соединения, как карбазол, хиномен и пиридин, обладающие всеми свойствами аминов. В процессе реакций окисления — образуют кислоты, например, хинолин, в котором один водород замещается на карбоксильную группу.

На основании проведенных опытов ученые-химики выразили единое мнение о том, что натуральный алкалоид – это не что иное, как результат замещения водородных атомов в щелочах разнообразными оксид содержащими остатками растительного происхождения. Впервые об этом заговорил химик Вышнеградский.

Примечания и ссылки

  1. Химик Морис-Мари Жано определил пять критериев: 1. Принадлежность к классу органических молекул со структурой, образованной расположением атомов углерода , водорода , кислорода. 2. Присутствие азота в молекулярной структуре 3. образование солей (за заметным исключением колхицина, не выделяемого в соль 4. Признанная физиологическая активность 5. Получение нерастворимых производных с помощью ряда общих реагентов алкалоидов. Другие химики считают, что определение этой гетерогенной группы молекул достаточно большого размера является затруднительным, если не невозможно, если мы не забудем производные этих молекул со сравнимыми свойствами. Действительно, молекулярные структуры и химические свойства, а также наблюдаемые биологические эффекты очень разнообразны. Классификация, открытия и исследования алкалоидов были мощным рычагом и сыграли стимулирующую роль в химии природных веществ.
  2. Оригинальное название напоминает растение или организм, являющееся источником или связанным с открытием: трава или табак никот , кофейный напиток , цветок Прекрасной Дамы или Atropa belladona … В меньшей степени оно напоминает физиологическую активность или фармакологическая роль: эметин для рвотной функции, морфин для засыпания «в объятиях Морфеуса» …
  3. Область исследований, первоначально ограниченная царством растений, распространилась на наземных и морских животных, а также на различные микроорганизмы.
  4. Легче выбрать дурман , виды растений, вызывающие галлюцинации и трансы, которые искали в древних шаманских культурах.
  5. Они часто бывают одинаковыми. Таким образом, стрихнин в очень малых количествах из-за его стимулирующих свойств, кофеин …
  6. по словам Великого Роберта
  7. Брюнетон, J. Pharmacognosy — Фитохимия, лекарственные растения, 4- е издание, исправленное и дополненное , Париж, Tec & Doc — International Medical Publishing,2009 г., 1288  с. ( ISBN  978-2-7430-1188-8 )
  8. (in) Пол Бернард Фоли, бобы, корни и листья: история химической терапии паркинсонизма , Tectum Verlag,2003 г.
  9. ↑ и (en) Тадеуш Анишевский, Алкалоиды — секреты жизни, химия алкалоидов, биологическое значение, применение и экологическая роль , Elsevier,
    2007 г.
  10. Quid 1998

Препараты из растений, содержащих алкалоиды

Существует большой список растений, которые содержат алкалоиды. Они могут быть ядовитыми, но в то же время считаются прекрасными лекарственными средствами.

Крестовник плосколистный

Широко распространенным на Кавказе является Крестовник плосколистный.
Из него выделяют такие алкалоиды:

  • платифилин;
  • сенецифиллин.

Из них изготавливаются препараты, оказывающие воздействие на центральную нервную систему (Тепафиллин, Палюфин, Плавефин). Они характеризуются спазмолитическими и успокаивающими качествами.

Другим видом, произрастающим на Кавказе, а также в Крыму, Карпатах, является Красавка обыкновенная. В ней накапливаются атропин, белладонин.
Эти алкалоиды обладают следующими свойствами:

  • усиление работы нервной системы;
  • увеличение активности мозга и физической активности;
  • спазмолитическое действие;
  • понижение болевого синдрома.

Из нее производят лекарственные средства — Атропина сульфат, Бесалол, Бекарбон, Беллоид.

В сибирской земле растет Термопсис ланцетный, который отличается огромным составом алкалоидных соединений. Из него изготавливают отхаркивающие лекарства (Цититон) и средство для отказа от табакозависимости (Табекс).

В тропической и субтропической полосе можно встретить Стефанию гладкую, в корнях и клубнях которой находится около 6-8% алкалоидов. Из них производят Гиндарин гидрохлорид, Стефаглабрин сульфат, употребляемые при нервных расстройствах.

Мак снотворный

В азиатских государствах возводится Мак снотворный, в котором накапливаются 20 алкалоидов (морфин, кодеин, папаверин и др.). Они служат для получения анальгетиков с наркотическим действием при возникновении боли — Морфина гидрохлорид, Омнопон.

В повседневной жизни человек также употребляет алкалоидные вещества, когда пьет чай, кофе. В чае содержится 1-4% кофеина, относящийся к соединениям возбуждающего действия. Сорт кофе обусловлен наличием кофеина. При употреблении разнообразных сортов кофе организм получает стимулирующее воздействие.







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Спорынья как наркотик

Токсикозы животных, вызванные чемерицей

Одной из широко распространенных трав степных, луговых, пастбищных фитоассоциаций является чемерица. Это растение нередко вырастает в высоту до 1,5 м. В ее корневой системе содержится до 2% алкалоидов от сухой массы. В других вегетативных частях содержание алкалоидов меньшее, до 0,5%. Среди домашних животных к их действию наиболее чувствительны лошади.

Конкретными причинами, приводящие к подобного рода токсикозам, являются:

употребление чемерицы в корм на лугах и пастбищах;поедание сена, силоса, зеленых кормов, в составе которых есть части этого растения, несоблюдение дозировки при внутреннем использовании настойки чемерицы, изготавливаемой из корней данного растения и широко распространенная в ветеринарии для стимуляции кишечной моторики, секреторной функции отделов желудка растительноядных животных. Безопасной для жизни дозировкой этого спиртового раствора является 5–12 мл для коров, козам — 2–4 мл. Для свиней оптимальным количеством будет 1–2 мл настойки.

Чемеричные алкалоиды негативно влияют на животный организм и при внешнем, и при внутреннем попадании. На слизистых оболочках, кожных покровах, куда могут попасть ее алкалоиды, незамедлительно начинается раздражение. Всасывание алкалоидов происходит не только при пероральном поступлении в организм. Поверхность тела, особенно у домашних животных с негустым шерстяным покровом, выступает хорошим проводником этих фитотоксикантов. Внутреннее их действие в основном направлено на нервную систему, а уже через нее на желудочно-кишечный тракт и сердечную мышцу.

Отравления, вызываемые данным растением, имеют острое течение, первые клинические признаки которого могут проявиться уже через несколько часов после попадания внутрь организма. У коров может наблюдаться непродолжительное нервное перевозбуждение, следом за которым животное может впасть в состояние подавленности. Нарушается в сторону усиления и функция слюноотделения, полностью не контролируемая больным животным. Кроме прочнго нарушается процесс вторичного пережевывания пищи, что чревато серьезнейшими пищеварительными нарушениями. Также можно заметить обильную секрецию пота. Самым верным и безоговорочным симптомом, который не может не встревожить животновода, является появление обильной рвоты. Она может длиться пару часов, приводя к выбросам всего содержимого желудочных камер наружу. Однако рвота является не только симптомом отравления, но и причиной таких пагубных патологий, как, например, обезвоживание. Стремясь избавиться от токсина организм выбрасывает из себя полупериваренную пищу, лишаясь при этом в первую очередь столь необходимой в случае отравления влаги.

Лошади, подобно коровам, так же на ранних стадиях отравления испытывают переменно то чувство возбудимости, то наоборот апатию и подавленность. Практически сразу активизируется рвотный рефлекс, можно наблюдать даже неестественное выведение рвотных масс не через ротовую полость, а носовую. Все это обычно происходит на фоне мышечного тремора, обильного выделения пота. Животное испытывает частые позывы к мочеиспусканию. По мере всасывания яда организмом дыхательная функция ослабевает, переходя в поверхностную форму. Летальный исход зачастую и наступает от поражения дыхательного центра и прекращения дыхания, а так же из-за внутрисердечной блокады. Летальная доза для них, когда смерть наступает в 100% случаев, составляет 0,2 кг сухих частей чемерицы.

При малейших подозрениях на отравление чемерицей, экстренно назначают промывание желудка. Для этого используют танин в растворе, слабоокрашенный гидрораствор марганцовки. После этого целесообразно давать животному сорбирующие препараты, постепенно подключая к ним слабительные, а так же препараты, действующие для устранения или ослабления определенных симптомов. В этом хорошо помогают коразол, глюкоза в растворе, хлорид кальция, кофеин-натрия бензоат. Лечение сопровождают употреблением витамина В1. Эффективным против судорог средством животным может быть оксибутират натрия и диазепам. В ходе соматогенной фазы отравления, составляющую временной промежуток после выведения яда из организма до полного выздоровления, нелишним будет применение сульфата атропина.

Библиография

О других проектах Викимедиа:

Алкалоид , на Викискладе?

  • Арнольд Бросси, Алкалоиды, химия и фармакология , Academic Press, 1989.
  • Жак Э. Пуассон, статья Алькалоида , Encyclopædia Universalis , 2011.
  • А.-Матьё Вийон и Пьер Гишар , Словарь по промышленной химии: содержащий приложения химии к промышленности, металлургии, сельскому хозяйству, фармации, пиротехнике и декоративно-прикладному искусству , Париж, научные и промышленные библиотеки (Бернар Тиньоль, затем Анри Ноло),1880 г.( репринт  1902 г.), в трех томах не пагинально  с.

Внутриклеточные противоопухолевые препараты /  код АТХ L01

Алкилирующие агенты
Соли платины Карбоплатин  • Цисплатин  • Оксалиплатин
Нитрозомочевины Кармустин  • Фотемустин  • Ломустин  • Урамустин
Монофункциональные алкилентанты Бусульфан  • Хлорамбуцил  • циклофосфамид  • Изофосфамид  • Melphalan  • Мехлорэтамин  • Temozolomide  • треосульфан
Другой Митомицин  • Трабектин
Антиметаболиты Азатиоприн  • Капецитабин  • Цитарабин  • Флоксуридин  • Флударабин  • Фторурацил  • Гемцитабин  • Метотрексат  • Пеметрексед
Алкалоиды растений Винбластин  • Винкристин ( Винорелбин )  • Виндезин  • Доцетаксел  • Паклитаксел  • Трабектин
Ингибиторы топоизомеразы Иринотекан  • Топотекан  • Этопозид
Противоопухолевые антибиотики Блеомицин  • Даунорубицин  • Доксорубицин  • Эпирубицин  • Гидроксимочевина  • Идарубицин  • Митомицин C  • Митоксантрон
Отравляет митотическое веретено Доцетаксел  • Паклитаксел  • Винбластин  • Винкристин  • Винорелбин  • Виндезин
  • Биохимический портал
  • Портал медицины
  • Аптечный портал

Какова физиологическая роль алкалоидов в растении?

Часто высказывалось мнение о том, что алкалоиды, так же как смолы, каучук и некоторые другие вещества, являются отбросами растений и не играют какой-либо существенной физиологической роли. Однако алкалоиды играют определенную роль в обмене веществ у растений. Например, показано, что никотин совершенно отсутствует в семенах табака и начинает образовываться уже на первых этапах прорастания семени. С другой стороны, созревание семян табака и накопление в них белков сопровождаются постепенным снижением содержания никотина. Установлена также тесная связь между интенсивностью роста табачного растения и его азотистым питанием, с одной стороны, и образованием никотина, с другой.

Весьма интересные данные, свидетельствующие о том, что алкалоиды используются в растении для построения других соединений, получены при исследовании обмена алкалоида горденина. Этот протоалкалоид (не содержащий гетероцикл) – производное тирозина, содержится в значительном количестве в молодых растениях ячменя и постепенно исчезает по мере развития и созревания растений. С помощью изотопного метода показано, что горденин при этом превращается в лигнин. В отношении многих алкалоидов показано, что их содержание в растении подвергается большим колебаниям – за периодами потребления следуют периоды накопления. Таким образом, алкалоиды являются определенной промежуточной формой процесса превращения азотистых соединений в растениях; в этой форме азотистые продукты обмена веществ обезвреживаются и сохраняются.

Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о возможном участии алкалоидов в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях. Интересные результаты были получены также при введении в растения махорки никотина, меченного радиоактивным углеродом. Установлено, что значительная часть радиоактивности обнаруживается в никотиновой кислоте, амид которой является коферментом пиридиновых дегидрогеназ. Таким образом, показана роль алкалоида, в данном случае никотина, как источника материала, необходимого для синтеза ферментов.

Характеристики алкалоидов

Эти вещества представляют собой химические соединения, содержащие азот и имеющие сложное циклическое строение. Атомы в молекуле связываются между собой различными способами. Алкалоиды входят в состав некоторых органических кислот. Чистое вещество представляет собой твердые кристаллы либо жидкость. Оба типа имеют схожие химические свойства, которые давно изучены. Так, например, определены способы получения этих соединений из растительного сырья, основные характеристики алкалоидов и их воздействие на организм человека. Соли этих веществ растворимы в воде, в чистом виде же это свойство отсутствует.

Химические реакции для получения алкалоидов

Существует несколько типов химических реакций, с помощью которых можно получать и изучать алкалоиды. Осаждение основано на выделении нерастворимой соли. Для этого используются органические кислоты и таннин. Реакции, способствующие появлению сложных солей, протекают с участием йодида калия и хлорида ртути. При окрашивании у алкалоида вид может изменяться, поэтому это вещество начинает выделяться на фоне общего состава. Подобные реакции могут давать неточные результаты, что связано со схожестью строения молекул алкалоидов с белковыми соединениями.

Исторический

Термин «алкалоид», засвидетельствованный на французском языке в 1827 году, может быть разложен на корень щелочь *, означающий «основной, щелочной или основной характер», и суффикс -oïde *, означающий «подобный, той же формы, того же поведения «. Суффикс греко-римского происхождения происходит от греческого είδος «форма». Корень происходит от средневекового латинского щелочи , заимствованного из арабского al-qétiyi под его общей формой al qate, al qaly القالي «сода», растения рода Salsola, из которого в течение длительного времени более или менее извлекался карбонат натрия. . менее чистый, называемый «сода», из которого каустической соды может быть сделано . Термин al qali также означает кальцинированную золу с основными свойствами, как и слово «сода» на французском языке с двойным использованием для солевого завода и химической соды.

Знание и использование растительных алкалоидов, такие как опийный мак или аконит , очень старые, но знание даты их активные веществ только с начала XIX — го  века . В 1803 году французский фармацевт и промышленник Шарль Деросн первым выделил растительную щелочь путем извлечения из опия смеси наркотина и морфина , но он приписал щелочную природу его экстракта остаткам препарата. В следующем году, в 1804 году, Арман Сеген сообщает об открытии процесса приготовления морфина, но он не публикует свои результаты до 1814 года. Наконец, в 1805 году в Вестфалии помощник аптеки Фридрих Сертюрнер признал природную щелочность сна. принцип опиума. Десять лет спустя он назвал его морфием в честь Морфея , божества снов в Древней Греции. Остающиеся незамеченными в то время открытия, сделанные во Франции и Германии, не были признаны до 1817 года, когда Сертюрнер предоставил доказательство того, что морфин реагирует с кислотой с образованием соли.

Франко-германское соперничество продолжало приносить плоды, поскольку между 1817 и 1820 годами два французских фармацевта, Пеллетье и Кавенту , открыли впечатляющую серию активных соединений: кофеин , эметин (из ипекака), стрихнин (из рвотного ореха), хинин и цинхонин (из коры хинного дерева).

Термин «алкалоид» был придуман в 1819 году фармацевтом из Галле Вильгельмом Мейснером  (де) (1792–1853).

Выяснение химических структур алкалоидов начинается в 1870 году с этим простейшим, кониина по Шифф, и некоторые из них не раскрывают их структуру в конце XX — го  века , во время которого Мориса-Мари Janot и его ученики будут изолированы, проанализировали и синтезировали более сотни, установив в 1953 году структуру коринантеина, что стало важным шагом в развитии химии алкалоидов.

Классификация

По сравнению с большинством других классов природных соединений, алкалоиды характеризуются большим структурным разнообразием. Не существует единой классификации алкалоидов. Первые методы классификации исторически объединяли алкалоиды с общим природным источником, например, определенным видом растений. Эта классификация была оправдана отсутствием знаний о химическом строении алкалоидов и теперь считается устаревшей.
Более поздние классификации основаны на сходстве углеродного скелета (например, индольные, изоквинолиновые и пиридиновые алкалоиды) или биохимического предшественника (орнитин, лизин, тирозин, триптофан и др.). Однако, такая классификация требует компромиссы в пограничных делах; например, никотин содержит фрагмент пиридина из никотинамида и пирролидина из орнитина, и, следовательно, может быть отнесен к обоим классам.
Алкалоиды часто делят на следующие основные группы:

  1. «Настоящие алкалоиды», которые содержат азот в гетероцикле и происходят из аминокислот. Характерными примерами являются атропин, никотин и морфин. Эта группа также включает в себя некоторые алкалоиды, которые, помимо гетероцикла азота, содержат терпен (например, эвонин) или пептидные фрагменты (например, эрготамин). Эта группа также включает в себя пиперидиновые алкалоиды кониин и коницеин, хотя они не происходят из аминокислот.
  2. «Протоалкалоиды», которые содержат азот, и также происходят из аминокислот. Примеры включают мескалин, адреналин и эфедрин.
  3. Полиаминные алкалоиды – производные путресцина, спермидин и спермин.
  4. Пептидные и циклопептидные алкалоиды.
  5. Псевдоалкалоиды – алкалоид-подобные соединения, которые не происходят из аминокислот. Эта группа включает алкалоиды терпенового типа и стероидные алкалоиды, а также пуриновые алкалоиды, такие как кофеин, теобромин, теофиллин и теакрин. Некоторые авторы относят к псевдоалкалоидам такие соединения, как эфедрин и катинон. Вещества, произошедшие из аминокислоты фенилаланина, но атом азота которых происходит не из аминокислоты, а через переаминирование, также включены в эту группу.

Некоторые алкалоиды не имеют характеристику углеродного скелета своей группы. Так, галантамин и гомоапорфины не содержат изоксинолиновый фрагмент, но, вообще говоря, относятся к изохинолиновым алкалоидам.

Группы веществ и их свойства

Чтобы как-то ориентироваться среди такого количества соединений, относимых к алкалоидам, химики попытались поделить их по принципу биосинтеза, то есть по тем метаболическим цепочкам, в результате которых эти вещества появляются. Таких групп пять:

  • истинные алкалоиды, производные пурина, пиридина и других оснований, к ним относится большинство таких веществ, содержащихся в растениях;
  • протоалкалоиды, не содержащие азот в циклических компонентах, но имеющие его в боковых ответвлениях молекул;
  • полиаминные, один из компонентов трупного яда;
  • пептидные;
  • псевдоалкалоиды, в число которых входят вещества класса стероидов — производных холестерина.

Все эти соединения в чистом виде представляют собой либо белый кристаллический порошок (если в составе есть кислород), либо маслянистую бесцветную жидкость. Лишь некоторые из них имеют какой-то оттенок.

3.1 История происхождения

Название происходит, вероятно, от древнегреческого города Аконе, в окрестностях которого эти цветы росли в изобилии. По древнегреческому мифу, аконит вырос из ядовитой слюны объятого ужасом адского пса Цербера, которого Геракл привел из подземного царства на землю (одиннадцатый подвиг Геракла). Названием “борец” растение обязано скандинавской мифологии: борец вырос на месте гибели бога Тора, победившего ядовитого змея и погибшего от его укусов. Ядовитые свойства аконита были известны уже в глубокой древности: греки и китайцы делали из него яд для стрел, в Непале им отравляли приманку для крупных хищников и питьевую воду при нападении врага.Все растение — от корней до пыльцы — чрезвычайно ядовито, ядовит даже запах. Плутарх пишет, что отравленные аконитом воины Марка Антония теряли память, и их рвало желчью. По преданию, именно от аконита умер знаменитый хан Тимур — ядовитым соком была пропитана его тюбетейка. Токсичность растения вызвана содержанием в нем алкалоидов (в первую очередь, аконитина), воздействующих на центральную нервную систему и вызывающих судороги и паралич дыхательного центра. Ядовитость аконита зависит от географического положения (почва, климат), от возраста растения — в южных широтах он максимально ядовит, а в Норвегии, например, им кормят животных. Возделываясь в культуре, на плодородной садовой земле, аконит через несколько поколений утрачивает свои ядовитые свойства. Медицинское применение этого растения весьма разнообразно; в Тибете его называют “королем медицины”, им лечили сибирскую язву, воспаление легких; в русской народной медицине его использовали как наружное болеутоляющее средство. К настоящему времени некоторые виды аконита занесены в Красную книгу.

3.2 Местность произрастания

Аконит растет во влажных землях почти каждой горной страны Северной и Центральной Европы (особенно в Швейцарии, Германии и Швеции), а также в России и Центральной Азии. Аконит предпочитает легкие известняковые, богатые гумусом, хорошо дренируемые почвы, прохладный климат, полутень. Чаще встречается в лесах по берегам рек и ручьев.

По моим наблюдениям, он предпочитает горные районы и распадки. Почва в таких местах, как правило, влажная, с очень тонким (5-10 см) плодородным слоем и каменистой основой, представляющая собой сырой суглинок. На открытых участках аконит чаще всего вял и низкоросл. Во влажных распадках, где есть тень, среди кустарника и деревьев борцы вырастают очень мощными, с диаметром стебля у корня до 3-5 см и длиной до 6-8 м вьющихся видов (А. volubile, А. arcuatum и др.).

Искусственное разведение борца предпринимается и в Европе, в основном в Швейцарских Альпах, Зальцбурге, Северном Тироле и Форарльберге (Австрия), а также в Германии, Испании, Англии и на Украине.

3.3 Описание

Борец — многолетнее, травянистое растение, с прямостоячим либо вьющимся стеблем длиной от 50 см до 8 м. Стебель красновато-коричневый, гладкий, круглый в поперечном разрезе.

Листья черешковые, округлой формы, пальчато-разделенные у одних видов до основания, у других — на две трети листовой пластинки, темно-зеленые, глянцевые с наружной поверхности.

Цветки, собранные в концевую кисть, имеют белые, желтые, синие, сине-фиолетовые лепестки. Цветки неправильные: чашечка пятилистная, венчиковидная. Верхний листочек ее шлемовидный (как у живокости, но без шпорца), под ним — редуцированный венчик, превращенный в два нектарника. Тычинок много, завязь верхняя. Цветок имеет устройство, позволяющее эффективно использовать пчел, собирающих нектар, для опыления. Цветет аконит со второй половины лета до середины сентября.

Экстрагирование

Из-за структурного разнообразия алкалоидов, не существует единого метода выделения их из природного сырья. В большинстве методов используются свойства большинства алкалоидов растворяться в органических растворителях, но не в воде, и противоположная тенденция у их солей.
Большинство растений содержат несколько алкалоидов. Смесь этих алкалоидов экстрагируют, а затем разделяют на отдельные алкалоиды. Растения тщательно измельчают до экстракции. Большинство алкалоидов присутствуют в растениях в виде солей органических кислот. Экстрагируемые алкалоиды могут остаться в виде соли или превратиться в основания. Щелочная экстракция достигается за счет обработки сырья с щелочными растворами и экстрагирования основания алкалоида с использованием органических растворителей, таких, как 1,2-дихлорэтан, хлороформ, диэтиловый эфир или бензол. Затем примеси растворяют слабыми кислотами; это преобразует основания алкалоидов в соли, которые смываются водой. При необходимости, водный раствор солей алкалоидов снова подщелачивают и обрабатывают органическим растворителем. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая чистота.
В ходе кислотной экстракции, растительное сырье обрабатывается слабым кислотным раствором (например, уксусной кислоты в воде, этаноле или метаноле). Затем добавляется основание для преобразования алкалоидов в форму основания, которые извлекаются при помощи органического растворителя (если проводить экстракцию с алкоголем, он сначала удаляется, а остаток растворяется в воде). Раствор затем очищают.
Алкалоиды отделяются от их смеси с использованием их различной растворимости в определенных растворителях и различной реакционной способностью с определенными реагентами или же путем перегонки.

Биосинтез

Биологическими предшественниками большинства алкалоидов являются аминокислоты, такие как орнитин, лизин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, аспарагиновая кислота и антраниловая кислота. Никотиновая кислота может быть синтезирована из триптофана или аспарагиновой кислоты. Пути биосинтеза алкалоидов слишком многочисленны и их сложно классифицировать. Тем не менее, существует несколько типичных реакций, участвующих в биосинтезе различных классов алкалоидов, включая синтез Шиффа и реакции Манниха.

Синтез Шиффа

Основания Шиффа могут быть получены с помощью реакции аминов с кетонами или альдегидами. Эти реакции являются обычным способом получения C = N связей.
В биосинтезе алкалоидов, такие реакции могут иметь место в пределах молекулы, например, как в синтезе пиперидина.

Реакция Манниха

Неотъемлемым компонентом реакции Манниха, помимо амина и карбонильного соединения, является карбанион, который играет роль нуклеофила в нуклеофильном присоединении к иону, образованному в результате реакции амина и карбонила.
Реакция Манниха может протекать как межмолекулярно, так и внутримолекулярно.

Димерные алкалоиды

Помимо описанных выше мономерных алкалоидов, существуют также димерные и даже тримерные и тетрамерные алкалоиды, которые образуются при конденсации двух, трех и четырех мономерных алкалоидов. Димерные алкалоиды обычно образуются из мономеров одного и того же типа через следующие механизмы:

  • реакции Манниха, в результате чего, например, образуется воакамин
  • реакция Михаэля (виллалстонин)
  • конденсация альдегидов с аминами (токсиферин)
  • окислительное присоединение фенолов (даурицин, тубокурарин)
  • лактонизация (карпаин).

История

Фридрих Сертюрнер , немецкий химик, первым выделивший морфин из опиума.

Растения, содержащие алкалоиды, использовались людьми с древних времен в лечебных и рекреационных целях. Например, лекарственные растения были известны в Месопотамии примерно с 2000 года до нашей эры. В « Одиссее Гомера» говорится о подарке Елене египетской царицей — снадобье, приносящем забвение. Считается, что подарком был наркотик, содержащий опиум. В китайской книге о комнатных растениях, написанной в I – III веках до нашей эры, упоминается медицинское использование эфедры и опийного мака . Кроме того, листья коки использовались индейцами Южной Америки с древних времен.

Экстракты растений, содержащие токсичные алкалоиды, такие как аконитин и тубокурарин , использовались с древних времен для отравления стрел.

Исследования алкалоидов начались в 19 веке. В 1804 году немецкий химик Фридрих Сертюрнер выделил из опиума «снотворное средство» (латинское: Principium somniferum ), которое он назвал «морфием», имея в виду Морфея , греческого бога снов; на немецком и некоторых других центральноевропейских языках это все еще название препарата. Термин «морфин», используемый в английском и французском языках, был дан французским физиком Жозефом Луи Гей-Люссаком .

Значительный вклад в химию алкалоидов в первые годы ее развития внесли французские исследователи Пьер Жозеф Пеллетье и Жозеф Бьенэме Кавенту , открывшие хинин (1820 г.) и стрихнин (1818 г.). Примерно в то же время было открыто несколько других алкалоидов, включая ксантин (1817 г.), атропин (1819 г.), кофеин (1820 г.), кониин (1827 г.), никотин (1828 г.), колхицин (1833 г.), спартеин (1851 г.) и кокаин (1860 г.). . Развитие химии алкалоидов ускорилось появлением в 20 веке спектроскопических и хроматографических методов, так что к 2008 году было идентифицировано более 12 000 алкалоидов.

Первый полный синтез алкалоида был осуществлен в 1886 году немецким химиком Альбертом Ладенбургом . Он произвел кониин путем реакции 2-метилпиридина с ацетальдегидом и восстановления полученного 2-пропенилпиридина натрием.

Буфотенин , алкалоид некоторых жаб, содержит ядро индола и вырабатывается в живых организмах из аминокислоты триптофана .

Свойства алкалоидов

Природные алкалоиды состоят из таких элементов, как водород, азот, кислород, углерод и сера. Множество кислородсодержащих алкалоидных веществ бесцветны. Имеют аморфную структуру или кристаллический вид. Отличаются оптической активностью. Встречаются вещества, которые окрашены, к примеру, барберин имеет желтую окраску. Запах и вкус этим веществам не свойственен.

Алкалоидные соединения с кислородом характеризуются резким запахом и жидким состоянием. Они летучи. Вещества, в которых содержится гидроксильная группа, не подвергаются растворению в воде.

Хлороформ

Но хорошо смешиваются с такими растворителями:

  • спирт;
  • эфир;
  • хлороформ.

Соли этих соединений характеризуются хорошей растворимостью в водной и спиртовой фазе.

Из алкалоидов можно получить карбазол, пиридин, хиномен. Для этого осуществляется реакция перегонки алкалоидного вещества и гидроокиси калия в отсутствии поступления кислорода. Получаемые вещества имеют свойства аминов. Для реакций окисления алкалоидов характерно образование кислот.

Растительные алкалоиды

Многие виды растений содержат, как правило, не один, а несколько алкалоидов часто различного действия, но в количественном отношении преобладает один из них, что обуславливает преимущественный характер эффективности применения лекарственного растения и суммарных препаратов из него. Так, в корне

содержится 25 различных алкалоидов, но 10% от общего количества их приходится на резерпин, обладающий гипотензивным (понижает артериальное давление) и седативным (успокаивающим) действием. Так же действуют суммарные препараты корней этого растения. Второй алкалоид — аймалин — таким действием почти не обладает, его используют в качестве антиаритмического средства.

Свойства

Свойства алкалоидов схожи со свойствами щелочей. Они беспрепятственно вступают в реакции с кислотами, не выделяя при этом воду. Аналогично себя ведет и аммиак, а также все аммиачные производные. Преимущественное количество алкалоидов не вступает в реакцию с водой, потому в качестве растворителей чаще применяют винный или сивушный алкоголь. Алкалоидные растворы имеют горький вкус, но не обладают запахом. С оптической точки зрения эти вещества способны вращать плоскость поляризации в правую и в левую стороны.

В процессе перегонки алкалоиды вступают в реакцию с едким кали при отсутствии воздуха, в результате получаются такие соединения, как карбазол, хиномен и пиридин, обладающие всеми свойствами аминов. В процессе реакций окисления — образуют кислоты, например, хинолин, в котором один водород замещается на карбоксильную группу.

На основании проведенных опытов ученые-химики выразили единое мнение о том, что натуральный алкалоид – это не что иное, как результат замещения водородных атомов в щелочах разнообразными оксид содержащими остатками растительного происхождения. Впервые об этом заговорил химик Вышнеградский.

Примечания и ссылки

  1. Химик Морис-Мари Жано определил пять критериев: 1. Принадлежность к классу органических молекул со структурой, образованной расположением атомов углерода , водорода , кислорода. 2. Присутствие азота в молекулярной структуре 3. образование солей (за заметным исключением колхицина, не выделяемого в соль 4. Признанная физиологическая активность 5. Получение нерастворимых производных с помощью ряда общих реагентов алкалоидов. Другие химики считают, что определение этой гетерогенной группы молекул достаточно большого размера является затруднительным, если не невозможно, если мы не забудем производные этих молекул со сравнимыми свойствами. Действительно, молекулярные структуры и химические свойства, а также наблюдаемые биологические эффекты очень разнообразны. Классификация, открытия и исследования алкалоидов были мощным рычагом и сыграли стимулирующую роль в химии природных веществ.
  2. Оригинальное название напоминает растение или организм, являющееся источником или связанным с открытием: трава или табак никот , кофейный напиток , цветок Прекрасной Дамы или Atropa belladona … В меньшей степени оно напоминает физиологическую активность или фармакологическая роль: эметин для рвотной функции, морфин для засыпания «в объятиях Морфеуса» …
  3. Область исследований, первоначально ограниченная царством растений, распространилась на наземных и морских животных, а также на различные микроорганизмы.
  4. Легче выбрать дурман , виды растений, вызывающие галлюцинации и трансы, которые искали в древних шаманских культурах.
  5. Они часто бывают одинаковыми. Таким образом, стрихнин в очень малых количествах из-за его стимулирующих свойств, кофеин …
  6. по словам Великого Роберта
  7. Брюнетон, J. Pharmacognosy — Фитохимия, лекарственные растения, 4- е издание, исправленное и дополненное , Париж, Tec & Doc — International Medical Publishing,2009 г., 1288  с. ( ISBN  978-2-7430-1188-8 )
  8. (in) Пол Бернард Фоли, бобы, корни и листья: история химической терапии паркинсонизма , Tectum Verlag,2003 г.
  9. ↑ и (en) Тадеуш Анишевский, Алкалоиды — секреты жизни, химия алкалоидов, биологическое значение, применение и экологическая роль , Elsevier,
    2007 г.
  10. Quid 1998

Препараты из растений, содержащих алкалоиды

Существует большой список растений, которые содержат алкалоиды. Они могут быть ядовитыми, но в то же время считаются прекрасными лекарственными средствами.

Крестовник плосколистный

Широко распространенным на Кавказе является Крестовник плосколистный.
Из него выделяют такие алкалоиды:

  • платифилин;
  • сенецифиллин.

Из них изготавливаются препараты, оказывающие воздействие на центральную нервную систему (Тепафиллин, Палюфин, Плавефин). Они характеризуются спазмолитическими и успокаивающими качествами.

Другим видом, произрастающим на Кавказе, а также в Крыму, Карпатах, является Красавка обыкновенная. В ней накапливаются атропин, белладонин.
Эти алкалоиды обладают следующими свойствами:

  • усиление работы нервной системы;
  • увеличение активности мозга и физической активности;
  • спазмолитическое действие;
  • понижение болевого синдрома.

Из нее производят лекарственные средства — Атропина сульфат, Бесалол, Бекарбон, Беллоид.

В сибирской земле растет Термопсис ланцетный, который отличается огромным составом алкалоидных соединений. Из него изготавливают отхаркивающие лекарства (Цититон) и средство для отказа от табакозависимости (Табекс).

В тропической и субтропической полосе можно встретить Стефанию гладкую, в корнях и клубнях которой находится около 6-8% алкалоидов. Из них производят Гиндарин гидрохлорид, Стефаглабрин сульфат, употребляемые при нервных расстройствах.

Мак снотворный

В азиатских государствах возводится Мак снотворный, в котором накапливаются 20 алкалоидов (морфин, кодеин, папаверин и др.). Они служат для получения анальгетиков с наркотическим действием при возникновении боли — Морфина гидрохлорид, Омнопон.

В повседневной жизни человек также употребляет алкалоидные вещества, когда пьет чай, кофе. В чае содержится 1-4% кофеина, относящийся к соединениям возбуждающего действия. Сорт кофе обусловлен наличием кофеина. При употреблении разнообразных сортов кофе организм получает стимулирующее воздействие.







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Спорынья как наркотик

Токсикозы животных, вызванные чемерицей

Одной из широко распространенных трав степных, луговых, пастбищных фитоассоциаций является чемерица. Это растение нередко вырастает в высоту до 1,5 м. В ее корневой системе содержится до 2% алкалоидов от сухой массы. В других вегетативных частях содержание алкалоидов меньшее, до 0,5%. Среди домашних животных к их действию наиболее чувствительны лошади.

Конкретными причинами, приводящие к подобного рода токсикозам, являются:

употребление чемерицы в корм на лугах и пастбищах;поедание сена, силоса, зеленых кормов, в составе которых есть части этого растения, несоблюдение дозировки при внутреннем использовании настойки чемерицы, изготавливаемой из корней данного растения и широко распространенная в ветеринарии для стимуляции кишечной моторики, секреторной функции отделов желудка растительноядных животных. Безопасной для жизни дозировкой этого спиртового раствора является 5–12 мл для коров, козам — 2–4 мл. Для свиней оптимальным количеством будет 1–2 мл настойки.

Чемеричные алкалоиды негативно влияют на животный организм и при внешнем, и при внутреннем попадании. На слизистых оболочках, кожных покровах, куда могут попасть ее алкалоиды, незамедлительно начинается раздражение. Всасывание алкалоидов происходит не только при пероральном поступлении в организм. Поверхность тела, особенно у домашних животных с негустым шерстяным покровом, выступает хорошим проводником этих фитотоксикантов. Внутреннее их действие в основном направлено на нервную систему, а уже через нее на желудочно-кишечный тракт и сердечную мышцу.

Отравления, вызываемые данным растением, имеют острое течение, первые клинические признаки которого могут проявиться уже через несколько часов после попадания внутрь организма. У коров может наблюдаться непродолжительное нервное перевозбуждение, следом за которым животное может впасть в состояние подавленности. Нарушается в сторону усиления и функция слюноотделения, полностью не контролируемая больным животным. Кроме прочнго нарушается процесс вторичного пережевывания пищи, что чревато серьезнейшими пищеварительными нарушениями. Также можно заметить обильную секрецию пота. Самым верным и безоговорочным симптомом, который не может не встревожить животновода, является появление обильной рвоты. Она может длиться пару часов, приводя к выбросам всего содержимого желудочных камер наружу. Однако рвота является не только симптомом отравления, но и причиной таких пагубных патологий, как, например, обезвоживание. Стремясь избавиться от токсина организм выбрасывает из себя полупериваренную пищу, лишаясь при этом в первую очередь столь необходимой в случае отравления влаги.

Лошади, подобно коровам, так же на ранних стадиях отравления испытывают переменно то чувство возбудимости, то наоборот апатию и подавленность. Практически сразу активизируется рвотный рефлекс, можно наблюдать даже неестественное выведение рвотных масс не через ротовую полость, а носовую. Все это обычно происходит на фоне мышечного тремора, обильного выделения пота. Животное испытывает частые позывы к мочеиспусканию. По мере всасывания яда организмом дыхательная функция ослабевает, переходя в поверхностную форму. Летальный исход зачастую и наступает от поражения дыхательного центра и прекращения дыхания, а так же из-за внутрисердечной блокады. Летальная доза для них, когда смерть наступает в 100% случаев, составляет 0,2 кг сухих частей чемерицы.

При малейших подозрениях на отравление чемерицей, экстренно назначают промывание желудка. Для этого используют танин в растворе, слабоокрашенный гидрораствор марганцовки. После этого целесообразно давать животному сорбирующие препараты, постепенно подключая к ним слабительные, а так же препараты, действующие для устранения или ослабления определенных симптомов. В этом хорошо помогают коразол, глюкоза в растворе, хлорид кальция, кофеин-натрия бензоат. Лечение сопровождают употреблением витамина В1. Эффективным против судорог средством животным может быть оксибутират натрия и диазепам. В ходе соматогенной фазы отравления, составляющую временной промежуток после выведения яда из организма до полного выздоровления, нелишним будет применение сульфата атропина.

Библиография

О других проектах Викимедиа:

Алкалоид , на Викискладе?

  • Арнольд Бросси, Алкалоиды, химия и фармакология , Academic Press, 1989.
  • Жак Э. Пуассон, статья Алькалоида , Encyclopædia Universalis , 2011.
  • А.-Матьё Вийон и Пьер Гишар , Словарь по промышленной химии: содержащий приложения химии к промышленности, металлургии, сельскому хозяйству, фармации, пиротехнике и декоративно-прикладному искусству , Париж, научные и промышленные библиотеки (Бернар Тиньоль, затем Анри Ноло),1880 г.( репринт  1902 г.), в трех томах не пагинально  с.

Внутриклеточные противоопухолевые препараты /  код АТХ L01

Алкилирующие агенты
Соли платины Карбоплатин  • Цисплатин  • Оксалиплатин
Нитрозомочевины Кармустин  • Фотемустин  • Ломустин  • Урамустин
Монофункциональные алкилентанты Бусульфан  • Хлорамбуцил  • циклофосфамид  • Изофосфамид  • Melphalan  • Мехлорэтамин  • Temozolomide  • треосульфан
Другой Митомицин  • Трабектин
Антиметаболиты Азатиоприн  • Капецитабин  • Цитарабин  • Флоксуридин  • Флударабин  • Фторурацил  • Гемцитабин  • Метотрексат  • Пеметрексед
Алкалоиды растений Винбластин  • Винкристин ( Винорелбин )  • Виндезин  • Доцетаксел  • Паклитаксел  • Трабектин
Ингибиторы топоизомеразы Иринотекан  • Топотекан  • Этопозид
Противоопухолевые антибиотики Блеомицин  • Даунорубицин  • Доксорубицин  • Эпирубицин  • Гидроксимочевина  • Идарубицин  • Митомицин C  • Митоксантрон
Отравляет митотическое веретено Доцетаксел  • Паклитаксел  • Винбластин  • Винкристин  • Винорелбин  • Виндезин
  • Биохимический портал
  • Портал медицины
  • Аптечный портал

Какова физиологическая роль алкалоидов в растении?

Часто высказывалось мнение о том, что алкалоиды, так же как смолы, каучук и некоторые другие вещества, являются отбросами растений и не играют какой-либо существенной физиологической роли. Однако алкалоиды играют определенную роль в обмене веществ у растений. Например, показано, что никотин совершенно отсутствует в семенах табака и начинает образовываться уже на первых этапах прорастания семени. С другой стороны, созревание семян табака и накопление в них белков сопровождаются постепенным снижением содержания никотина. Установлена также тесная связь между интенсивностью роста табачного растения и его азотистым питанием, с одной стороны, и образованием никотина, с другой.

Весьма интересные данные, свидетельствующие о том, что алкалоиды используются в растении для построения других соединений, получены при исследовании обмена алкалоида горденина. Этот протоалкалоид (не содержащий гетероцикл) – производное тирозина, содержится в значительном количестве в молодых растениях ячменя и постепенно исчезает по мере развития и созревания растений. С помощью изотопного метода показано, что горденин при этом превращается в лигнин. В отношении многих алкалоидов показано, что их содержание в растении подвергается большим колебаниям – за периодами потребления следуют периоды накопления. Таким образом, алкалоиды являются определенной промежуточной формой процесса превращения азотистых соединений в растениях; в этой форме азотистые продукты обмена веществ обезвреживаются и сохраняются.

Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о возможном участии алкалоидов в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях. Интересные результаты были получены также при введении в растения махорки никотина, меченного радиоактивным углеродом. Установлено, что значительная часть радиоактивности обнаруживается в никотиновой кислоте, амид которой является коферментом пиридиновых дегидрогеназ. Таким образом, показана роль алкалоида, в данном случае никотина, как источника материала, необходимого для синтеза ферментов.

Характеристики алкалоидов

Эти вещества представляют собой химические соединения, содержащие азот и имеющие сложное циклическое строение. Атомы в молекуле связываются между собой различными способами. Алкалоиды входят в состав некоторых органических кислот. Чистое вещество представляет собой твердые кристаллы либо жидкость. Оба типа имеют схожие химические свойства, которые давно изучены. Так, например, определены способы получения этих соединений из растительного сырья, основные характеристики алкалоидов и их воздействие на организм человека. Соли этих веществ растворимы в воде, в чистом виде же это свойство отсутствует.

Химические реакции для получения алкалоидов

Существует несколько типов химических реакций, с помощью которых можно получать и изучать алкалоиды. Осаждение основано на выделении нерастворимой соли. Для этого используются органические кислоты и таннин. Реакции, способствующие появлению сложных солей, протекают с участием йодида калия и хлорида ртути. При окрашивании у алкалоида вид может изменяться, поэтому это вещество начинает выделяться на фоне общего состава. Подобные реакции могут давать неточные результаты, что связано со схожестью строения молекул алкалоидов с белковыми соединениями.

Исторический

Термин «алкалоид», засвидетельствованный на французском языке в 1827 году, может быть разложен на корень щелочь *, означающий «основной, щелочной или основной характер», и суффикс -oïde *, означающий «подобный, той же формы, того же поведения «. Суффикс греко-римского происхождения происходит от греческого είδος «форма». Корень происходит от средневекового латинского щелочи , заимствованного из арабского al-qétiyi под его общей формой al qate, al qaly القالي «сода», растения рода Salsola, из которого в течение длительного времени более или менее извлекался карбонат натрия. . менее чистый, называемый «сода», из которого каустической соды может быть сделано . Термин al qali также означает кальцинированную золу с основными свойствами, как и слово «сода» на французском языке с двойным использованием для солевого завода и химической соды.

Знание и использование растительных алкалоидов, такие как опийный мак или аконит , очень старые, но знание даты их активные веществ только с начала XIX — го  века . В 1803 году французский фармацевт и промышленник Шарль Деросн первым выделил растительную щелочь путем извлечения из опия смеси наркотина и морфина , но он приписал щелочную природу его экстракта остаткам препарата. В следующем году, в 1804 году, Арман Сеген сообщает об открытии процесса приготовления морфина, но он не публикует свои результаты до 1814 года. Наконец, в 1805 году в Вестфалии помощник аптеки Фридрих Сертюрнер признал природную щелочность сна. принцип опиума. Десять лет спустя он назвал его морфием в честь Морфея , божества снов в Древней Греции. Остающиеся незамеченными в то время открытия, сделанные во Франции и Германии, не были признаны до 1817 года, когда Сертюрнер предоставил доказательство того, что морфин реагирует с кислотой с образованием соли.

Франко-германское соперничество продолжало приносить плоды, поскольку между 1817 и 1820 годами два французских фармацевта, Пеллетье и Кавенту , открыли впечатляющую серию активных соединений: кофеин , эметин (из ипекака), стрихнин (из рвотного ореха), хинин и цинхонин (из коры хинного дерева).

Термин «алкалоид» был придуман в 1819 году фармацевтом из Галле Вильгельмом Мейснером  (де) (1792–1853).

Выяснение химических структур алкалоидов начинается в 1870 году с этим простейшим, кониина по Шифф, и некоторые из них не раскрывают их структуру в конце XX — го  века , во время которого Мориса-Мари Janot и его ученики будут изолированы, проанализировали и синтезировали более сотни, установив в 1953 году структуру коринантеина, что стало важным шагом в развитии химии алкалоидов.

Классификация

По сравнению с большинством других классов природных соединений, алкалоиды характеризуются большим структурным разнообразием. Не существует единой классификации алкалоидов. Первые методы классификации исторически объединяли алкалоиды с общим природным источником, например, определенным видом растений. Эта классификация была оправдана отсутствием знаний о химическом строении алкалоидов и теперь считается устаревшей.
Более поздние классификации основаны на сходстве углеродного скелета (например, индольные, изоквинолиновые и пиридиновые алкалоиды) или биохимического предшественника (орнитин, лизин, тирозин, триптофан и др.). Однако, такая классификация требует компромиссы в пограничных делах; например, никотин содержит фрагмент пиридина из никотинамида и пирролидина из орнитина, и, следовательно, может быть отнесен к обоим классам.
Алкалоиды часто делят на следующие основные группы:

  1. «Настоящие алкалоиды», которые содержат азот в гетероцикле и происходят из аминокислот. Характерными примерами являются атропин, никотин и морфин. Эта группа также включает в себя некоторые алкалоиды, которые, помимо гетероцикла азота, содержат терпен (например, эвонин) или пептидные фрагменты (например, эрготамин). Эта группа также включает в себя пиперидиновые алкалоиды кониин и коницеин, хотя они не происходят из аминокислот.
  2. «Протоалкалоиды», которые содержат азот, и также происходят из аминокислот. Примеры включают мескалин, адреналин и эфедрин.
  3. Полиаминные алкалоиды – производные путресцина, спермидин и спермин.
  4. Пептидные и циклопептидные алкалоиды.
  5. Псевдоалкалоиды – алкалоид-подобные соединения, которые не происходят из аминокислот. Эта группа включает алкалоиды терпенового типа и стероидные алкалоиды, а также пуриновые алкалоиды, такие как кофеин, теобромин, теофиллин и теакрин. Некоторые авторы относят к псевдоалкалоидам такие соединения, как эфедрин и катинон. Вещества, произошедшие из аминокислоты фенилаланина, но атом азота которых происходит не из аминокислоты, а через переаминирование, также включены в эту группу.

Некоторые алкалоиды не имеют характеристику углеродного скелета своей группы. Так, галантамин и гомоапорфины не содержат изоксинолиновый фрагмент, но, вообще говоря, относятся к изохинолиновым алкалоидам.

Группы веществ и их свойства

Чтобы как-то ориентироваться среди такого количества соединений, относимых к алкалоидам, химики попытались поделить их по принципу биосинтеза, то есть по тем метаболическим цепочкам, в результате которых эти вещества появляются. Таких групп пять:

  • истинные алкалоиды, производные пурина, пиридина и других оснований, к ним относится большинство таких веществ, содержащихся в растениях;
  • протоалкалоиды, не содержащие азот в циклических компонентах, но имеющие его в боковых ответвлениях молекул;
  • полиаминные, один из компонентов трупного яда;
  • пептидные;
  • псевдоалкалоиды, в число которых входят вещества класса стероидов — производных холестерина.

Все эти соединения в чистом виде представляют собой либо белый кристаллический порошок (если в составе есть кислород), либо маслянистую бесцветную жидкость. Лишь некоторые из них имеют какой-то оттенок.

3.1 История происхождения

Название происходит, вероятно, от древнегреческого города Аконе, в окрестностях которого эти цветы росли в изобилии. По древнегреческому мифу, аконит вырос из ядовитой слюны объятого ужасом адского пса Цербера, которого Геракл привел из подземного царства на землю (одиннадцатый подвиг Геракла). Названием “борец” растение обязано скандинавской мифологии: борец вырос на месте гибели бога Тора, победившего ядовитого змея и погибшего от его укусов. Ядовитые свойства аконита были известны уже в глубокой древности: греки и китайцы делали из него яд для стрел, в Непале им отравляли приманку для крупных хищников и питьевую воду при нападении врага.Все растение — от корней до пыльцы — чрезвычайно ядовито, ядовит даже запах. Плутарх пишет, что отравленные аконитом воины Марка Антония теряли память, и их рвало желчью. По преданию, именно от аконита умер знаменитый хан Тимур — ядовитым соком была пропитана его тюбетейка. Токсичность растения вызвана содержанием в нем алкалоидов (в первую очередь, аконитина), воздействующих на центральную нервную систему и вызывающих судороги и паралич дыхательного центра. Ядовитость аконита зависит от географического положения (почва, климат), от возраста растения — в южных широтах он максимально ядовит, а в Норвегии, например, им кормят животных. Возделываясь в культуре, на плодородной садовой земле, аконит через несколько поколений утрачивает свои ядовитые свойства. Медицинское применение этого растения весьма разнообразно; в Тибете его называют “королем медицины”, им лечили сибирскую язву, воспаление легких; в русской народной медицине его использовали как наружное болеутоляющее средство. К настоящему времени некоторые виды аконита занесены в Красную книгу.

3.2 Местность произрастания

Аконит растет во влажных землях почти каждой горной страны Северной и Центральной Европы (особенно в Швейцарии, Германии и Швеции), а также в России и Центральной Азии. Аконит предпочитает легкие известняковые, богатые гумусом, хорошо дренируемые почвы, прохладный климат, полутень. Чаще встречается в лесах по берегам рек и ручьев.

По моим наблюдениям, он предпочитает горные районы и распадки. Почва в таких местах, как правило, влажная, с очень тонким (5-10 см) плодородным слоем и каменистой основой, представляющая собой сырой суглинок. На открытых участках аконит чаще всего вял и низкоросл. Во влажных распадках, где есть тень, среди кустарника и деревьев борцы вырастают очень мощными, с диаметром стебля у корня до 3-5 см и длиной до 6-8 м вьющихся видов (А. volubile, А. arcuatum и др.).

Искусственное разведение борца предпринимается и в Европе, в основном в Швейцарских Альпах, Зальцбурге, Северном Тироле и Форарльберге (Австрия), а также в Германии, Испании, Англии и на Украине.

3.3 Описание

Борец — многолетнее, травянистое растение, с прямостоячим либо вьющимся стеблем длиной от 50 см до 8 м. Стебель красновато-коричневый, гладкий, круглый в поперечном разрезе.

Листья черешковые, округлой формы, пальчато-разделенные у одних видов до основания, у других — на две трети листовой пластинки, темно-зеленые, глянцевые с наружной поверхности.

Цветки, собранные в концевую кисть, имеют белые, желтые, синие, сине-фиолетовые лепестки. Цветки неправильные: чашечка пятилистная, венчиковидная. Верхний листочек ее шлемовидный (как у живокости, но без шпорца), под ним — редуцированный венчик, превращенный в два нектарника. Тычинок много, завязь верхняя. Цветок имеет устройство, позволяющее эффективно использовать пчел, собирающих нектар, для опыления. Цветет аконит со второй половины лета до середины сентября.

Экстрагирование

Из-за структурного разнообразия алкалоидов, не существует единого метода выделения их из природного сырья. В большинстве методов используются свойства большинства алкалоидов растворяться в органических растворителях, но не в воде, и противоположная тенденция у их солей.
Большинство растений содержат несколько алкалоидов. Смесь этих алкалоидов экстрагируют, а затем разделяют на отдельные алкалоиды. Растения тщательно измельчают до экстракции. Большинство алкалоидов присутствуют в растениях в виде солей органических кислот. Экстрагируемые алкалоиды могут остаться в виде соли или превратиться в основания. Щелочная экстракция достигается за счет обработки сырья с щелочными растворами и экстрагирования основания алкалоида с использованием органических растворителей, таких, как 1,2-дихлорэтан, хлороформ, диэтиловый эфир или бензол. Затем примеси растворяют слабыми кислотами; это преобразует основания алкалоидов в соли, которые смываются водой. При необходимости, водный раствор солей алкалоидов снова подщелачивают и обрабатывают органическим растворителем. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнута желаемая чистота.
В ходе кислотной экстракции, растительное сырье обрабатывается слабым кислотным раствором (например, уксусной кислоты в воде, этаноле или метаноле). Затем добавляется основание для преобразования алкалоидов в форму основания, которые извлекаются при помощи органического растворителя (если проводить экстракцию с алкоголем, он сначала удаляется, а остаток растворяется в воде). Раствор затем очищают.
Алкалоиды отделяются от их смеси с использованием их различной растворимости в определенных растворителях и различной реакционной способностью с определенными реагентами или же путем перегонки.

Биосинтез

Биологическими предшественниками большинства алкалоидов являются аминокислоты, такие как орнитин, лизин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, аспарагиновая кислота и антраниловая кислота. Никотиновая кислота может быть синтезирована из триптофана или аспарагиновой кислоты. Пути биосинтеза алкалоидов слишком многочисленны и их сложно классифицировать. Тем не менее, существует несколько типичных реакций, участвующих в биосинтезе различных классов алкалоидов, включая синтез Шиффа и реакции Манниха.

Синтез Шиффа

Основания Шиффа могут быть получены с помощью реакции аминов с кетонами или альдегидами. Эти реакции являются обычным способом получения C = N связей.
В биосинтезе алкалоидов, такие реакции могут иметь место в пределах молекулы, например, как в синтезе пиперидина.

Реакция Манниха

Неотъемлемым компонентом реакции Манниха, помимо амина и карбонильного соединения, является карбанион, который играет роль нуклеофила в нуклеофильном присоединении к иону, образованному в результате реакции амина и карбонила.
Реакция Манниха может протекать как межмолекулярно, так и внутримолекулярно.

Димерные алкалоиды

Помимо описанных выше мономерных алкалоидов, существуют также димерные и даже тримерные и тетрамерные алкалоиды, которые образуются при конденсации двух, трех и четырех мономерных алкалоидов. Димерные алкалоиды обычно образуются из мономеров одного и того же типа через следующие механизмы:

  • реакции Манниха, в результате чего, например, образуется воакамин
  • реакция Михаэля (виллалстонин)
  • конденсация альдегидов с аминами (токсиферин)
  • окислительное присоединение фенолов (даурицин, тубокурарин)
  • лактонизация (карпаин).

История

Фридрих Сертюрнер , немецкий химик, первым выделивший морфин из опиума.

Растения, содержащие алкалоиды, использовались людьми с древних времен в лечебных и рекреационных целях. Например, лекарственные растения были известны в Месопотамии примерно с 2000 года до нашей эры. В « Одиссее Гомера» говорится о подарке Елене египетской царицей — снадобье, приносящем забвение. Считается, что подарком был наркотик, содержащий опиум. В китайской книге о комнатных растениях, написанной в I – III веках до нашей эры, упоминается медицинское использование эфедры и опийного мака . Кроме того, листья коки использовались индейцами Южной Америки с древних времен.

Экстракты растений, содержащие токсичные алкалоиды, такие как аконитин и тубокурарин , использовались с древних времен для отравления стрел.

Исследования алкалоидов начались в 19 веке. В 1804 году немецкий химик Фридрих Сертюрнер выделил из опиума «снотворное средство» (латинское: Principium somniferum ), которое он назвал «морфием», имея в виду Морфея , греческого бога снов; на немецком и некоторых других центральноевропейских языках это все еще название препарата. Термин «морфин», используемый в английском и французском языках, был дан французским физиком Жозефом Луи Гей-Люссаком .

Значительный вклад в химию алкалоидов в первые годы ее развития внесли французские исследователи Пьер Жозеф Пеллетье и Жозеф Бьенэме Кавенту , открывшие хинин (1820 г.) и стрихнин (1818 г.). Примерно в то же время было открыто несколько других алкалоидов, включая ксантин (1817 г.), атропин (1819 г.), кофеин (1820 г.), кониин (1827 г.), никотин (1828 г.), колхицин (1833 г.), спартеин (1851 г.) и кокаин (1860 г.). . Развитие химии алкалоидов ускорилось появлением в 20 веке спектроскопических и хроматографических методов, так что к 2008 году было идентифицировано более 12 000 алкалоидов.

Первый полный синтез алкалоида был осуществлен в 1886 году немецким химиком Альбертом Ладенбургом . Он произвел кониин путем реакции 2-метилпиридина с ацетальдегидом и восстановления полученного 2-пропенилпиридина натрием.

Буфотенин , алкалоид некоторых жаб, содержит ядро индола и вырабатывается в живых организмах из аминокислоты триптофана .

Свойства алкалоидов

Природные алкалоиды состоят из таких элементов, как водород, азот, кислород, углерод и сера. Множество кислородсодержащих алкалоидных веществ бесцветны. Имеют аморфную структуру или кристаллический вид. Отличаются оптической активностью. Встречаются вещества, которые окрашены, к примеру, барберин имеет желтую окраску. Запах и вкус этим веществам не свойственен.

Алкалоидные соединения с кислородом характеризуются резким запахом и жидким состоянием. Они летучи. Вещества, в которых содержится гидроксильная группа, не подвергаются растворению в воде.

Хлороформ

Но хорошо смешиваются с такими растворителями:

  • спирт;
  • эфир;
  • хлороформ.

Соли этих соединений характеризуются хорошей растворимостью в водной и спиртовой фазе.

Из алкалоидов можно получить карбазол, пиридин, хиномен. Для этого осуществляется реакция перегонки алкалоидного вещества и гидроокиси калия в отсутствии поступления кислорода. Получаемые вещества имеют свойства аминов. Для реакций окисления алкалоидов характерно образование кислот.

Растительные алкалоиды

Многие виды растений содержат, как правило, не один, а несколько алкалоидов часто различного действия, но в количественном отношении преобладает один из них, что обуславливает преимущественный характер эффективности применения лекарственного растения и суммарных препаратов из него. Так, в корне

содержится 25 различных алкалоидов, но 10% от общего количества их приходится на резерпин, обладающий гипотензивным (понижает артериальное давление) и седативным (успокаивающим) действием. Так же действуют суммарные препараты корней этого растения. Второй алкалоид — аймалин — таким действием почти не обладает, его используют в качестве антиаритмического средства.

Свойства

Свойства алкалоидов схожи со свойствами щелочей. Они беспрепятственно вступают в реакции с кислотами, не выделяя при этом воду. Аналогично себя ведет и аммиак, а также все аммиачные производные. Преимущественное количество алкалоидов не вступает в реакцию с водой, потому в качестве растворителей чаще применяют винный или сивушный алкоголь. Алкалоидные растворы имеют горький вкус, но не обладают запахом. С оптической точки зрения эти вещества способны вращать плоскость поляризации в правую и в левую стороны.

В процессе перегонки алкалоиды вступают в реакцию с едким кали при отсутствии воздуха, в результате получаются такие соединения, как карбазол, хиномен и пиридин, обладающие всеми свойствами аминов. В процессе реакций окисления — образуют кислоты, например, хинолин, в котором один водород замещается на карбоксильную группу.

На основании проведенных опытов ученые-химики выразили единое мнение о том, что натуральный алкалоид – это не что иное, как результат замещения водородных атомов в щелочах разнообразными оксид содержащими остатками растительного происхождения. Впервые об этом заговорил химик Вышнеградский.

Примечания и ссылки

  1. Химик Морис-Мари Жано определил пять критериев: 1. Принадлежность к классу органических молекул со структурой, образованной расположением атомов углерода , водорода , кислорода. 2. Присутствие азота в молекулярной структуре 3. образование солей (за заметным исключением колхицина, не выделяемого в соль 4. Признанная физиологическая активность 5. Получение нерастворимых производных с помощью ряда общих реагентов алкалоидов. Другие химики считают, что определение этой гетерогенной группы молекул достаточно большого размера является затруднительным, если не невозможно, если мы не забудем производные этих молекул со сравнимыми свойствами. Действительно, молекулярные структуры и химические свойства, а также наблюдаемые биологические эффекты очень разнообразны. Классификация, открытия и исследования алкалоидов были мощным рычагом и сыграли стимулирующую роль в химии природных веществ.
  2. Оригинальное название напоминает растение или организм, являющееся источником или связанным с открытием: трава или табак никот , кофейный напиток , цветок Прекрасной Дамы или Atropa belladona … В меньшей степени оно напоминает физиологическую активность или фармакологическая роль: эметин для рвотной функции, морфин для засыпания «в объятиях Морфеуса» …
  3. Область исследований, первоначально ограниченная царством растений, распространилась на наземных и морских животных, а также на различные микроорганизмы.
  4. Легче выбрать дурман , виды растений, вызывающие галлюцинации и трансы, которые искали в древних шаманских культурах.
  5. Они часто бывают одинаковыми. Таким образом, стрихнин в очень малых количествах из-за его стимулирующих свойств, кофеин …
  6. по словам Великого Роберта
  7. Брюнетон, J. Pharmacognosy — Фитохимия, лекарственные растения, 4- е издание, исправленное и дополненное , Париж, Tec & Doc — International Medical Publishing,2009 г., 1288  с. ( ISBN  978-2-7430-1188-8 )
  8. (in) Пол Бернард Фоли, бобы, корни и листья: история химической терапии паркинсонизма , Tectum Verlag,2003 г.
  9. ↑ и (en) Тадеуш Анишевский, Алкалоиды — секреты жизни, химия алкалоидов, биологическое значение, применение и экологическая роль , Elsevier,
    2007 г.
  10. Quid 1998

Препараты из растений, содержащих алкалоиды

Существует большой список растений, которые содержат алкалоиды. Они могут быть ядовитыми, но в то же время считаются прекрасными лекарственными средствами.

Крестовник плосколистный

Широко распространенным на Кавказе является Крестовник плосколистный.
Из него выделяют такие алкалоиды:

  • платифилин;
  • сенецифиллин.

Из них изготавливаются препараты, оказывающие воздействие на центральную нервную систему (Тепафиллин, Палюфин, Плавефин). Они характеризуются спазмолитическими и успокаивающими качествами.

Другим видом, произрастающим на Кавказе, а также в Крыму, Карпатах, является Красавка обыкновенная. В ней накапливаются атропин, белладонин.
Эти алкалоиды обладают следующими свойствами:

  • усиление работы нервной системы;
  • увеличение активности мозга и физической активности;
  • спазмолитическое действие;
  • понижение болевого синдрома.

Из нее производят лекарственные средства — Атропина сульфат, Бесалол, Бекарбон, Беллоид.

В сибирской земле растет Термопсис ланцетный, который отличается огромным составом алкалоидных соединений. Из него изготавливают отхаркивающие лекарства (Цититон) и средство для отказа от табакозависимости (Табекс).

В тропической и субтропической полосе можно встретить Стефанию гладкую, в корнях и клубнях которой находится около 6-8% алкалоидов. Из них производят Гиндарин гидрохлорид, Стефаглабрин сульфат, употребляемые при нервных расстройствах.

Мак снотворный

В азиатских государствах возводится Мак снотворный, в котором накапливаются 20 алкалоидов (морфин, кодеин, папаверин и др.). Они служат для получения анальгетиков с наркотическим действием при возникновении боли — Морфина гидрохлорид, Омнопон.

В повседневной жизни человек также употребляет алкалоидные вещества, когда пьет чай, кофе. В чае содержится 1-4% кофеина, относящийся к соединениям возбуждающего действия. Сорт кофе обусловлен наличием кофеина. При употреблении разнообразных сортов кофе организм получает стимулирующее воздействие.







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *