4.Физико-химические свойства алкалоидов. Выделение алкалоидов из лекарственного растительного сырья.

В состав большинства алкалоидов входят углерод, водород, азот и кислород, некоторые содержат в своем составе серу (алкалоиды кубышки желтой).

Физические свойства:

1. Агрегатное состояние:

● Алкалоиды, содержащие кислород, обычно кристаллические вещества.

● Алкалоиды, не содержащие кислород, летучие маслянистые жидкости.

2. Запах: обычно отсутствует

3. Вкус: горький

4. Цвет: чаще всего это бесцветные вещества, но есть несколько окрашенных:

● Берберин (корни барбариса) - желтый,

● Хелеритрин (чистотел, маклейя) – оранжевый

● Сангвинарин (маклейя, чистотел) и коптизин (чистотел) – оранжево-красные

Алкалоиды, имеющие ароматическую природу (кофеин, папаверин) в УФ свете имеют характерное свечение.

Химические свойства: Основные свойства у различных алкалоидов выражены в разной степени. Алкалоиды чаще всего по своему строению относятся к третичным аминам, реже – к вторичным и четвертичными аммонийными основаниями. Алкалоиды образуют соли. Алкалоиды с очень малой величиной диссоциации (кофеин, колхицин) прочных солей не образуют.

● Соли алкалоидов хорошо растворимы в воде и этиловом спирте, в водных спиртах. Плохо растворимы или совсем нерастворимы в большинстве органических растворителей (хлороформ, этиловый эфир, дихлорэтан).

● Основания алкалоидов хорошо растворимы в органических растворителях и нерастворимы или плохо растворимы в воде, но есть те, что растворяются и там, и там (цитизин, кофеин). Аномально ведет себя коптизин (чистотел) – плохо растворяется в хлороформе, но хорошо в спиртах, частично – в воде. В растениях алкалоиды находятся чаще всего в виде солей и растворены в клеточном соке. Алкалоиды связаны с орг. кислотами – щавелевой, яблочной, лимонной, янтарной, винной. Иногда алкалоиды связаны со специфическими кислотами, характерными для растений определенного семейства или отдельного растения:

● Меконовая кислота – мак снотворный,

● Хелидоновая кислота – чистотел большой,

● Хинная кислота — хинное дерево. Иногда алкалоиды связаны с неорганическими кислотами серной, фосфорной (мак снотворный).

Выделение алкалоидов

Включает 3 основные стадии:

1. Извлечение алкалоидов из растительного сырья

2. Очистка полученных извлечений

3. Разделение и очистка суммы алкалоидов Извлечение алкалоидов из растительного сырья. Алкалоиды могут быть извлечены в виде свободных основании и в виде солей.

1А. Извлечение алкалоидов и виде оснований. Алкалоиды в растительном сырье обычно содержатся в виде солей, поэтому до извлечения необходимо перевести соли алкалоидов в свободные основания, что достигается обработкой сырья различными щелочами (NН4ОH, NaOH, Са(ОН)2). При подборе щелочи учитывают свойства алкалоидов. Сильные щелочи (NaOH) используют при выделении:

● Сильных оснований алкалоидов

● Алкалоидов, находящихся в растительном сырье в виде прочных соединений с дубильными веществами (кора хинного дерева, кора гранатового дерева) Сильные щелочи не используют:

● При выделении алкалоидов, имеющих в молекуле фенольные гидроксилы (морфин, сальсолин) вследствие образования фенолятов, которые хорошо растворимы в воде и не извлекаются органическими растворителями (тут используют аммиак)

● При выделении алкалоидов, имеющих сложноэфирную группировку (атропин, гносциамии, скопрламип) – тоже аммиак, так как сильные щелочи могут вызывать разложение алкалоидов.

● При выделении алкалоидов из семян, содержащих жирные масла, так как они вызывают омыление жиров с последующим образованием мылов, способствующих формированию эмульсий. Извлечение свободных оснований алкалоидов из растительного сырья проводится различными органическими растворителями (дихлорэтан, гексан, бензол, хлороформ, диэтиловын эфир). Вместе с алкалоидами в извлечение переходят сопутствующие вещества — смолы, жирные масла, стерины, жирорастворимые витамины, хлорофилл и другие пигменты, от которых алкалоиды необходимо отделить.

1Б. Извлечение алкалоидов в виде солей. Соли алкалоидов хорошо растворимы в воде и спиртах (метиловый, этиловый). Поэтому применяют один из названных растворителей, содержащий 1-2% какой-либо кислоты (серную, хлористоводородную, винную, уксусную и др., дающие с алкалоидами хорошо растворимые в воде или спирте соли). Извлечение проходит быстро и достаточно полно, но вместе с алкалоидами извлекается большое количество сопутствующих веществ (дубильные вещества, слизи, сапонины, флавоноиды, водорастворимые витамины, белки). Очистка извлечений. Очистка извлечений, основанная на различной растворимости свободных оснований алкалоидов и их солей.

2А. Извлечение алкалоидов из растительного сырья, полученное щелочной (после подщелачивания) экстракцией органическим растворителем (несмешивающимся с водой). Извлечения обрабатывают 1-5%-ной кислотой. Основания алкалоидов с кислотой образуют соли, которые, растворяясь в воде, переходят в водный слой, а основная масса сопутствующих веществ остается в органическом растворителе. К водному раствору солей алкалоидов добавляют щелочь для переведения в основания. Если содержание алкалоидов высокое, то основания алкалоидов выпадают в осадок (крайне редко), и их можно собрать на фильтре. Чаще водные извлечения после подщелачивания обрабатывают несмешивающимся с водой органическим растворителем. Алкалоиды в виде оснований переходят в органический растворитель. Если требуется, эти операции повторяют несколько раз для более полного отделения алкалоидов от сопутствующих веществ. Органический растворитель отгоняют. Остаток, полученный после отгонки растворителя, представляет смесь алкалоидов.

2Б. Извлечение алкалоидов из растительного сырья, полученное экстракцией 1-2%-ним раствором кислоты, подщелачивают и после этого основания алкалоидов извлекают органическим растворителем. Если алкалоиды извлекали спиртом (этиловый, метиловый), то спирт отгоняют, а полученный остаток растворяют в воде. При этом соли алкалоидов растворятся в воде, а та часть сопутствующих веществ, которая в воде не растворилась, отделяется фильтрованием. Водный раствор солей алкалоидов подвергают дальнейшей очистке, как обсуждалось выше.

2В. Очистка извлечений хроматографическим методом (колоночная хроматография). Адсорбционная хроматография основана на избирательной способности одного или нескольких веществ адсорбироваться из растворов самостоятельно или сорбентами (алюминия оксид, силикагель). Хроматографический метод применим как к водным растворам солей, так и к растворам оснований в органических растворителях. Адсорбционные процессы, применяемые в химико-фармацевтической промышленности делят на две группы: 1. Процессы очистки, при которых поглощаются примеси (сопутствующие вещества), а алкалоиды остаются в растворе 2. Процессы очистки, при которых поглощаются алкалоиды, а сопутствующие вещества остаются в растворе