Производные индола
Группа производных индола охватывает довольно большое число алкалоидов весьма различной степени сложности. Наряду с простыми произвольными индольного кольца имеется ряд алкалоидов, в которых индольное кольцо конденсировано с одним или несколькими 6- и 5-членными кольцами.
Резерпин – алкалоид индийского растения Rauvolfia serpentina. Начиная с 1950 годов, он применялся как одно из главных гипотензивных (понижающих кровяное давления) средств. Его строение обнаруживалось в процессе долгого функционального анализа. А также с помощью ультрафиолетовых и инфракрасных спектров поглощения. Синтез резерпина осуществлен Вудвордом в 1957 году. Это была достаточно сложная задача, в связи со сложной стереохимией молекулы, отраженной в следующей формуле:
Резерпин оказывает сложное воздействие на организм. С влиянием на периферическую нервную систему в значительной мере связано его антигипертензивное действие, а с влиянием на центральные нейрохимические процессы — нейролептическое. Первоначально, до появления современных нейролептических средств, резерпин применяли для лечения психических заболеваний. В настоящее время резерпин как антипсихотическое средство применяют редко, в основном его используют как антигипертензивное средство для лечения артериальной гипертензии. Назначают чаще в сочетании с другими антигипертензивными средствами (диуретики и др.).
Стрихнин, выделенный в 1818 году Пельтье и Кавенту из рвотных орешков — семян чилибухи (Strychnos nux-vomica), чрезвычайно токсичен. Может использоваться в качестве пестицида. Стрихнин и другие препараты чилибухи возбуждают ЦНС и в первую очередь повышают рефлекторную возбудимость. Под влиянием стрихнина рефлекторные реакции становятся более генерализованными, при больших дозах стрихнина различные раздражители вызывают появление сильных болезненных тетанических судорог. В терапевтических дозах стрихнин оказывает стимулирующее действие на органы чувств (обостряет зрение, вкус, слух, тактильное чувство), возбуждает сосудодвигательный и дыхательный центры, тонизирует скелетную мускулатуру, а также мышцу сердца, стимулирует процессы обмена, повышает чувствительность сетчатки глаза.
Производные имидазола
Производные имидазола среди алкалоидов встречаются достаточно редко. К этому ряду относятся только пилокарпин и его аналоги и эрготионеин.
Пилокарпин был изолирован (Арди, 1895 г) из листьев Pilocarpus Jalorandi, произрастающего в Африке, и нашел широкое применение в борьбе с глаукомой – глазной болезнью, связанной с повышением внутриглазного давления, причиной большей части случаев слепоты. Пилокарпин суживает зрачок. Строение пилокарпина, как производное имидазола следует из его превращений при нагревании с известью в 1,5-диметилимидазол и 1-метил-5-н-амилимидазол. С другой стороны, при окислении пилокарпина перманганатом, наряду с азотсодержащими продуктами распада имидазольного цикла получены пилоновая кислота и её гомолог – гомопилоповая кислота.
Строение пилоповой и гомопилоповой кислот было потверждено синтезом (А.Е. Чичибабин, Н.А. Преображенский).
Способы получения и идентификация алкалоидов
Получение алкалоидов происходит в три стадии: извлечение из растительного сырья щелочами, очистка полученных извлечений, разделение суммы алкалоидов и очистка алкалоидов. Для выделения или разделения суммы алкалоидов пользуются методом хроматографии на бумаге. Для обнаружения алкалоидов достаточно нанести на полоску фильтровальной бумаги каплю испытуемого раствора и «проявить» соответствующим реактивом.
Качественное определение алкалоидов. Различают общие качественные реакции, с помощью которых доказывают присутствие алкалоидов в сырье или в извлечении из сырья, и специальные цветные реакции, которые применяют для анализа отдельных алкалоидов. Общие качественные реакции чаще основаны на осаждении. Существует множество общеалкалоидных осадочных реактивов, к ним относятся: йод и его растворы (пары йода, KI), комплексные йодиды металлов (ВiI3/KI - реактив Драгендорфа (К[ВiI4]), HgI2/KI- реактив Майера (K2[HgI4])), реактивы комплексных неорганических кислот (реактив Шейблера НзРО4 .12 WО3 . 2Н2О, реактив Зоненштейна HзРО4 • 12МоОз 2Н2О), высокомолекулярные органические вещества кислого характера (раствор пикриновой кислоты).
реакции кофеина с раствором золотобромистоводородной кислоты
реакция образования йодвисмутов алкалоидов
реакция образования пикрата ареколина и никотина
реакция атропина с пикриновой кислотой
Реакции окрашивания или иначе частные реакции основаны на окислении, конденсации, дегидротации алкалоидов концентрированными кислотами и другими окислителями. В анализе могут быть также использованы: реактив Эрдмана (смесь конц.HNОз и конц.Н2SO4), реактив Марки (раствор формалина в конц. H2SO4), реактив Фреде (раствор молибдата натрия в конц. H2SO4). Окраска в зависимости от алкалоидов различна.
реакция образования перманганата кокаина
реакция Пеллагри на апоморфин
реакция морфина с раствором формальдегида в концентрированной серной кислоте (реактив Марки)
для некоторых алкалоидов существуют групповые качественные реакции, такие как: «реакция Витали-Морена» (тропановые алкалоиды),
Таким образом, общей специфической качественной реакции на алкалоиды не существует. Если проводят поиск алкалоидсодержащих растений, то всегда выполняют 5-10 реакций с общеалкалоидными реактивами, т.к. чувствительность реакций различна. Обычно эти реакции выполняют капельным способом на стеклянных пластинках. Для выделения или разделения суммы алкалоидов пользуются методом хромато-графии на бумаге. Для обнаружения алкалоидов достаточно нанести на полоску фильтровальной бумаги каплю испытуемого раствора и "проявить" соответствующим реактивом.
Количественное определение алкалоидов.Единой методики количественного определения содержания алкалоидов в раститель-ном сырье не существует, т.к. их химическая структура, физические кие свойства различны. Разработаны индивидуальные методики определения содержания алкалоидов или групповые методики (определение тропановых алкалоидов). Все методики коли-чественного определения алкалоидов в растительном сырье многоэтапные. Относительная точность их невелика. В ходе анализа обычно выделяют следующие этапы (стадии):
извлечение суммы алкалоидов из сырья (алкалоиды извлекают в виде солей или в виде оснований)
очистка извлечения от балластных веществ (обычно проводят путем двух- или трехкратной сменой растворителя, реже используют ионообменную или адсорбционную хроматографию)
разделение суммы алкалоидов и выделение индивидуальных алкалоидов (разделение основано на различных физико-химических свойствах алкалоидов, извлеченных из сырья: на способности перегоняться с водяным паром, на различной растворимости алкалоидов в органических растворителях, на различной растворимости полученных комплексов с общеалкалоидньми реактивами, т.е. используют реакции осаждения, для разделения используют также различные виды хроматографии)
собственно количественное определение проводят различными методами: гравиметрический (весовой) метод, титриметрические методы (ацидиметрического прямого титрования, ацидиметрического обратного титрования, йодометрический метод обратного титрования, титрование в неводных средах), физико-химические (инструментальные) методы (фотоэлектроколориметрический метод и спектрофотометрический).
Значение
Биологическая роль алкалоидов окончательно не выяснена. С. Ю. Юнусов (1948) считает, что
алкалоиды при дыхании растений окисляются в пероксид, который переходит в оксид алкалоида, а освобождающийся при этом активированный кислород используется растением для дальнейшего фотосинтеза;
алкалоиды подземных частей, по-видимому, регулируют рост и обмен веществ, т.е. являются стимуляторами и регуляторами роста;
выполняют защитную роль.
В Х1Х веке профессор Е.А. Шацкий сказал, что «открытие алкалоидов, последовавшее в начале нынешнего столетия, имело для медицины такое же значение, как открытие железа для мировой культуры». Лекарственные свойства алкалоидов были известны человеку с древнейших времен, их использовали как яды, колдовские зелья, а также в рекреационных целях, однако структура многих из этих соединений была определена относительно недавно. Среди природных фармакологически активных веществ эти соединения представляют основную группу, из которых современная медицина получает наибольшее количество высокоэффективных лекарственных средств. Как правило, алкалоиды проявляют большую физиологическую активность и оказывают сильное влияние на организм человека и животных. Действие алкалоидов зависит от химического строения, дозы и места применения. Одни вещества этой группы действуют на нервную систему возбуждающе, другие тормозят ее. Растения, которые содержат алкалоиды, оказывают успокаивающее, обезболивающее, наркотическое, мочегонное, рвотное, отхаркивающее, противопаразитическое действие.
Список литературы
А.П. Орехов «Химия алкалоидов», 2-е изд., испр. и доп. - М.: АН СССР, 1955. - 865 с.
А.С. Садыков «Химия алкалоидов», - Ташкент: АН Узбекской ССР, 1956. – 113 с.
Википедия — свободная энциклопедия http://www.wikipedia.org