Де використовують алкалоїди?

Алкалоїди — це природні органічні, переважно лужні ре- човини, які містять один або декілька атомів нітрогену в гетеро- циклах молекули. Алкалоїди виявляють високу фармакологічну активність і використовуються у фармації та медицині.

Де містяться алкалоїди?

Найбільше алкалоїдів у рослинах таких родин: макових, пасльонових, жовтецевих, метеликових. Найвідоміші алкалоїди, що застосовуються у медицині, є в таких рослинах: у головках маку снотворного — морфін, у беладонні лікарській — атропін, у тютюнових листках — нікотин, у листках чаю китайського і зернах кави — кофеїн.

Що таке алкалоїди речовини?

Алкалоїди (лат. alkali — луг + oides — подібний, тобто подібні до лугу) –велика група вторинних рослинних речовин, які містять один чи більше атомів азоту, частіше у складі гетероциклічного кільця, мають лужні властивості, більшість з них чинить виражену фармакологічну дію на організм людини і тварин. Кеш

АЛКАЛОЇДИ ТРОПАНОВОГО РЯДУ

АЛКАЛОЇДИ ТРОПАНОВОГО РЯДУ. Тропан становить біциклічну конденсовану систему, яка складається з піролідинового (A) і піперидинового (B) циклів з метильною групою при атомі Нітрогену:

Тропан є структурною основою ряду алкалоїдів та їх синтетичних аналогів. Похідні тропану — важливі лікарські речовини, до яких належать холінолітики (атропіну сульфат, гіосціаміну камфорат, скополаміну камфорат, скополаміну гідробромід, гоматропіну гідробромід, атровент або іпратропію бромід, тровентол); активні речовини протипаркінсонічної дії (тропацин або дифенілтропіну гідрохлорид); речовини антиадренергічної дії (тропафен або троподифену гідрохлорид та ін.).

За хімічною будовою А.т.р. можна розділити на: групу атропіну (1) — похідні вторинного спирту тропіну (3-окситропану) (атропін, гіосціамін, їх синтетичні аналоги — гоматропін, дифенілтропін, троподифен); скополамін — похідне спирту скопіну (2), який відрізняється від тропіну наявністю кисневого містка в положенні 6,7; групу кокаїну (3) — похідні спиртокислоти екгоніну (3-окси-2-карбокситропану) — кокаїн та його супутники:

За хімічною будовою А.т.р. (таблиця) та їх синтетичних аналогів належать до числа естерів тропіну (4). Атропін — естер тропіну й d,l-тропової кислоти (див. Атропіну сульфат), а гіосціамін і скополамін — естери l—тропової кислоти. Тропацин — естер дифенілоцтової кислоти, гоматропін — мигдальної кислоти, тропафен — α-феніл-β-(п-ацетоксифеніл)пропіонової кислоти:

А.т.р. містяться в рослинах родини Пасльонові (беладона, дурман, блекота, скополія тощо). Основним джерелом одержання атропіну є коріння скополії (див. Скополія), а також коріння та листя беладони (див. Беладона); скополаміну гідробромід одержують з насіння дурману індійського (див. Дурман). Одержання синтетичних аналогів А.т.р. здійснюють із тропіну за загальною схемою синтезу естерів (конденсація спирту тропіну й відповідної кислоти або її хлорангідриду). За фізичними властивостями похідні тропану — білі кристалічні речовини, наявність слабкого кремового відтінку допускається в дифенілтропіну гідрохлориду (тропацину) і троподифену гідрохлориду (тропафену). Солі тропанових алкалоїдів та їх синтетичних аналогів легко розчиняються у воді (атропіну сульфат — дуже легко), легкорозчинні в етанолі (скополаміну гідробромід — розчинний, а гоматропіну гідробромід — помірно розчинний). У хлороформі атропіну сульфат практично нерозчинний, скополаміну гідробромід дуже малорозчинний, гоматропіну гідробромід малорозчинний, а дифенілтропіну і троподифену гідрохлориди легкорозчинні. За розчинністю у хлороформі можна відрізнити природні алкалоїди від синтетичних аналогів. Ідентифікацію похідних тропану проводять методом ІЧ-спектроскопії за збігом смуг поглинання з фармакопейним стандартним зразком або еталонним спектром і за характерними особливостями УФ-спектрів поглинання, або методами газорідинної хроматографії, ВЕРХ. Для ідентифікації алкалоїдів похідних тропану використовують також хімічні реакції: гідролізу, нітрування, окиснення, виявлення аніонів, нейтралізації, зумовлених наявністю в молекулах третинного атома нітрогену, естерної групи, фенольного радикала, зв’язаних неорганічних кислот. Груповою реакцією ідентифікації алкалоїдів групи тропану є реакція Віталі — Морена. При нагріванні сполук з концентрованою азотною кислотою спочатку відбувається гідроліз, продуктами якого є тропова чи дифенілоцтова кислоти, подальше нітрування яких спричиняє утворення полінітросполук. Полінітросполуки після розчинення в ацетоні зі спиртовим розчином калію гідроксиду утворюють забарвлені у фіолетовий колір ацинітросолі хіноїдної структури. Схема реакції на прикладі тропової кислоти:

Цю реакцію не дає гоматропіну гідрохлорид, що дозволяє відрізнити його від інших сполук зазначеної групи. Похідні тропану дають реакції із загальноалкалоїдними осадовими реактивами, серед яких у фармацевтичному аналізі найчастіше застосовують розчини калію йодвісмутату, калію йодиду йодованого, пікринової кислоти. Речовини групи тропану ідентифікують за характерною T_пл. субстанцій, а солі атропіну сульфат та гоматропіну гідробромід — за T_пл. основ, що утворюються після осадження дією гідроксидів лужних металів. Солі алкалоїдів похідних тропану визначають за наявністю аніонів (залишків кислот) — атропіну сульфат за наявністю сульфат-іона; дифенілтропін та троподифену гідрохлориди — хлорид-іона; скополаміну гідробромід і гоматропіну гідробромід дають позитивну реакцію на бромід-іон. При нагріванні основи атропіну, скополаміну та гоматропіну з концентрованою сульфатною кислотою за наявності кристалічного калію дихромату утворюється бензальдегід із характерним запахом гіркого мигдалю:

Естерну групу в молекулах алкалоїдів похідних тропану визначають гідроксамовою реакцією (утворюються гідроксамати заліза (III) червоно-фіолетового кольору):

Кількісне визначення алкалоїдів похідних тропану проводять методом ацидиметрії в неводному середовищі, використовуючи як розчинники безводну оцтову кислоту, як титрант — 0,1 М розчин кислоти хлорної. Еквівалентну точку встановлюють потенціометричним методом або за допомогою індикатора кристалічного фіолетового. Титрування гідрохлоридів, а також гідробромідів проводять за наявності ртуті (ІІ) ацетату (для пригнічення дисоціації галогенід-іонів):

Визначення атропіну сульфату проводять без додавання ртуті (II) ацетату, тому що кислота сульфатна в цих умовах поводиться як одноосновна кислота:

Кількісне визначення можна проводити також методом нейтралізації у водно-спиртовому середовищі з додаванням хлороформу. Суміш органічних розчинників використовується з метою екстрагування (розчинення) та зменшення основності алкалоїдів. Титрують 0,1 М розчином натрію гідроксиду, а момент еквівалентності визначають потенціометрично чи за допомогою індикатора фенолфталеїну:

Для кількісного визначення похідних тропану використовують також методи аргентометрії, меркуриметрії, зворотної йодометрії; у ЛП визначають методом спектрофотометрії чи фотоколориметрії.

Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. — Пятигорск, 1996; ДФУ. — Х., 2001; Машковский М.Д. Лекарственные средства. — М., 2012; Туркевич М.М., Владзімірська О.В., Лесик Р.Б. Фармацевтична хімія. — Вінниця, 2003; Химическая энциклопедия: В 5 т. / Ред. И.Л. Кнунянц и др. — М., 1988.

АЛКАЛОЇДИ

Алкалоїди (лат. alkali — луг + oides — подібний, тобто подібні до лугу) –велика група вторинних рослинних речовин, які містять один чи більше атомів азоту, частіше у складі гетероциклічного кільця, мають лужні властивості, більшість з них чинить виражену фармакологічну дію на організм людини і тварин. Алкалоїди не є гомологічною групою речовин і розрізняються за хімічними, біохімічними і фармакологічними властивостями. Крім С, Н, О і N, молекули А. містять атоми S, рідше Cl чи Br.

Алкалоїди зазвичай надають назви рослин, з яких їх виділяють.

Назва алкалоїдів може бути:

1. за родовою назвою рослини (атропін — Atropa);
2. за видовою назвою рослини (кокаїн — Erytroxylon coca);
3. за фізіологічною активністю (морфін — від імені бога сну Морфея);
4. за назвою рослинної сировини (ерготамін — від назви ріжок (рос. назва: спорынья) ergot);
5. або називають іменем першовідкривача (Пелетьє — пелетьєрин).

Іноді до назви алкалоїдів додають префікс чи суфікс, щоб позначити інший А. з цього ж рослинного джерела, проте відповідно до хімічної номенклатури назва алкалоїдів має закінчуватися на суфікс -ін.

Найбільш прийнятна класифікація алкалоїдів, що базується на будові вуглецево-азотного скелета молекули, напр.: ізохінолінові алкалоїди, тропанові, індольні, хінолінові, пуринові, імідазольні, піридинові, піперидинові, хінолінові, піролідинові.

Класифікують також за філогенетичними ознаками, поєднуючи в одну групу всі сполуки, виділені з рослин однієї родини чи роду, напр.: А. аконіту, А. дурману, А. іпекакуани, А. родини Макових.

За біогенетичними попередниками (прекурсорами) можна групувати А., розрізняючи групи А., у біосинтезі яких беруть участь амінокислоти орнітин, лізин, пролін, фенілаланін, триптофан, антранілова кислота і гістидин. З точки зору біосинтезу А. розподіляють на 3 групи: А., або справжні А., — мають гетероцикли і біосинтетично походять з А. амінокислот або з кислот нікотинової чи антранілової; протоалкалоїди (біогенні аміни) — містять азот поза циклом, але утворюються з амінокислот; псевдоалкалоїди (ізопреноїдні А.) — утворюються без участі амінокислоти, але за участю мевалонової кислоти і об’єднуються в групу незалежно від наявності гетероциклу, тобто вони мають терпеноїдне походження. Біохімічна класифікація А. не завжди дозволяє однозначно віднести той чи інший А., особливо складної структури, до певної групи. Можна системазувати А. за фармакологічним принципом, згрупувавши речовини з однотипною активністю. Напр., А. з протикашльовою дією — кодеїн, глауцин та ін.; А., що чинять спазмолітичний ефект — папаверин, атропін, платифілін та ін.

Зазвичай рослини містять суміш декількох, іноді до 15 або 20 А., які близькі за своєю будовою, напр. мак снодійний, хінне дерево. Однак деякі рослини містять тільки один А., напр. рицинін у рицині. Багато А., особливо складної будови, специфічні для певних родів і навіть родин, що широко використовуються у систематиці (хемотаксономія). Часто А. містяться в рослині у вигляді солей органічних та неорганічних кислот. Локалізацію А. виявляють переважно у певних частинах (органах) рослин, напр. у хінному дереві — кора, в аконіті — бульби, у кокаїновому кущі — листя, у болиголова — плоди, у фізостигмі — насіння. Вміст А. у тканинах зазвичай становить десяті або соті частки відсотка і рідко доходить до 10–15% (кора хінного дерева, лист тютюну). Значний вплив на накопичення А. у рослинах має географічне розповсюдження та різні фактори: температура повітря і ґрунту, кількість опадів, тривалість та інтенсивність сонячного дня, затемнення, висота над рівнем моря тощо, а також вплив людини у разі культивування та акліматизації.

Алкалоїди, які виявляють у тварин, не завжди синтезуються самим організмом, іноді їх походження пов’язане з характером їжі. Так, бобри, вживаючи в їжу кореневища латаття жовтого (рос. назва: кувшинка желтая), накопичують А. касторамін, дуже близький до А. нуфаридину.

Розчинність, екстракція та розділення А. залежать від форми, в якій вони знаходяться у рослинній сировині: А. у рослинах містяться у формі А.-основ, А.-солей і А.-N-оксидів. А.-основи розчинні в органічних розчинниках (спирті, ефірі, хлороформі, бензолі тощо) і, як правило, нерозчинні або малорозчинні у воді. Виняток: кофеїн, ефедрин, кодеїн, які розчинні у воді. Солі А. — білі кристалічні речовини, розчинні у воді й не розчинні в органічних розчинниках (крім спирту). Розчинність у воді різна; напр. для хініну сульфату — у співвідношенні 1:1000, а для хініну гідрохлориду — усього 1:1. Деякі солі А. (напр. папаверину гідрохлорид) розчинні у хлороформі. Більшість кисневмісних А. — тверді кристалічні сполуки, безбарвні або ледь забарвлені (як виняток — берберин жовтого кольору), гіркі на смак. А., які не містять кисню (напр. коніїн з болиголову, нікотин, пахікарпін) є рідинами, що переганяються з водяною парою, проте солі цих А. — тверді кристалічні сполуки. А. оптично активні, які обертають площину поляризованого променя ліворуч, мають більшу фармакологічну активність. Деякі А. в УФ-світлі мають характерну флуоресценцію. А. — досить слабкі основи. Константи дисоціації відомих А. коливаються у значних межах, а їх солі мають різний ступінь стійкості. А. з дуже малим ступенем дисоціації не утворюють солей (кофеїн, колхіцин). До найбільш сильних основ відносять кодеїн (К = 9·10 –7 ), до найбільш слабких — кофеїн (К = 4,1·10 –14 ). А. у водних або водно-спиртових розчинах виявляють лужну реакцію. Зазвичай рН водно-спиртових розчинів А. не перевищує 8–8,5. А. з кислотами утворюють солі, причому один азот молекули приєднує один еквівалент одноосновної кислоти. За другим азотом приєднання проходить важче, такі А. зазвичай приєднують також один еквівалент одноосновної кислоти (стрихнін). Луги й розчин аміаку, а іноді карбонати і оксид магнію розкладають солі А., витісняючи вільні основи. А., які містять фенольний гідроксил, утворюють з лугами феноляти. Так, морфін випадає в осад під дією лугів, а потім розчиняється в їх надлишку, що дає можливість визначити його серед інших А. А., що є складними ефірами (атропін, кокаїн), під дією лугів омилюються.

Найчастіше використовують такі методи виділення: екстракція А. у вигляді солей; екстракція А. у вигляді основ. За першим методом А. екстрагують хлороформом з рослинної сировини, попередньо змоченої лужними агентами (розчином аміаку чи карбонату натрію). За другим методом з рослинної сировини виділяють А. водним розчином кислоти чи спиртом (етанолом чи метанолом). Рідкі й леткі А. (нікотин і коніїн) одержують методом перегонки з парою.

На сьогодні у практичній медицині використовують >90 А., які застосовують у чистому вигляді та у вигляді галенових та новогаленових препаратів, що одержують з А. сировини, входять до складу багатьох комплексних препаратів.

Алкалоїди мають низку суттєвих негативних властивостей: при застосуванні деяких А. виникає залежність; багато з них є сильнодіючими отрутами, здатними призвести до летального наслідку.

Заготівлю, сушіння, переробку і зберігання сировини, яка містить А., проводять з урахуванням токсичності.

Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений. В 2 т. — М., 1986; Орехов А.П. Химия алкалоидов. — М., 1955; Химическая энциклопедия / Гл. ред. И.Л. Кнунянц. — М., 1988. — Т. 1; Юнусов М.С. Алкалоиды. — Ташкент, 1981.