Природные алкалоиды: опасность, признаки отравления, лечение

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

Понятие об алкалоидах……………………………………………………………………………………………………………………….. 3

Выделение…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3

Общие свойства алкалоидов………………………………………………………………………………………………………………. 3

Реакции осаждения…………………………………………………………………………………………………………………………… 4

Реакции окрашивания………………………………………………………………………………………………………………………. 4

Классификация……………………………………………………………………………………………………………………………………. 4

История открытия алкалоидов…………………………………………………………………………………………………………… 5

Никотин. Кокаин………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

Стрихнин…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8

Пилокарпин………………………………………………………………………………………………………………………………………. 8

Псевдопельтерин………………………………………………………………………………………………………………………………. 8

Кофеин. Теобромин. Теофиллин…………………………………………………………………………………………………….. 8

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

Литература…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 11

Понятие об алкалоидах

Дать определение алкалоидам – весьма трудная задача. Это связано с  широким структурным разнообразием, не свойственным ни одному классу других природных соединений: стероидам, терпеноидам, флавоноидам и др. Термин «алкалоиды» был предложен в  1819 г фармацевтом В. Мейсснером и означает «подобный щелочи».        Алкалоиды издавна привлекали исследователей ввиду их разнообразного физиологического действия, и химия алкалоидов, по всей видимости, является наиболее древним разделом химии природных соединений. В настоящее время описано свыше 10 тысяч различных алкалоидов, для многих из них полностью установлено химическое строение.

       С давних пор человечеству известны фармакологические свойства веществ этого типа: хинин, извлекаемый из коры хинного дерева, применялся для лечения малярии с 1639 г; морфин – главный алкалоид мака снотворного, широко использовался в Древнем Египте в качестве лекарственного вещества, помогающего справиться с острой физической болью.

       При большом общем количестве представителей этого класса природных соединений, распространены они далеко не повсеместно: единичны случаи нахождения алкалоидов в царстве животных и морских организмах.

       Наиболее широко алкалоиды представлены в растительном мире соединениями изохинолиновой структуры. Они содержатся в растениях 30 семейств и включают более 1000 представителей. Естественно, что такое большое количество алкалоидов с изохинолиновым ядром и их широкое распространение среди растительных семейств, влечет за собой большое разнообразие структурных типов этой алкалоидной группы.

       Спектр биологической активности изохинолиновых алкалоидов достаточно широкий: они проявляют противомикробное, спазмолитическое, гипотензивное, противовоспалительное действие; а такая подгруппа изохинолиновых алкалоидов как морфинановые, известна своими уникальными анастетическими и противовоспалительными свойствами.

       Под «настоящими» алкалоидами понимают соединения, удовлетворяющие следующим требованиям:

       Алкалоиды находятся в растениях в виде солей связанных с различными органическими кислотами.

       К алкалоидам, несомненно, следует относить и некоторые амиды. Так, бензофенантридиновые алкалоиды, могут встречаться в основной форме, например, хелидонин (1), т. е. проявлять щелочные свойства, но существуют соединения этой же группы с карбонильной функцией у С6 (оксихелидонин), которые не обладают основными свойствами. Эти же алкалоиды встречаются в виде четвертичных солей — сангвинарин (2).

       Нередко алкалоиды представлены окисями третичных аминов, что особенно характерно для пирролизидиновых алкалоидов.

В природе алкалоиды встречаются в виде агликонов при сахарной части, наиболее часто они представлены стероидными алкалоидами. Около 40% из всех растительный семейств содержат хотя бы один алкалоидоносный вид, а из 10 тыс. растительных родов лишь 9% являются алкалоидоносными.

       Однако не все азотсодержащие природные основания относят к алкалоидам, как например, метиламин или триметиламин и т. д. хотя они и встречаются в растениях. Аналогичная ситуация и у алифатических аминокислот основного характера как, например, г-диаминомасляная кислота или канаванин (3).

       С другой стороны отдельные протеиногенные амины, к примеру, тирамин, горденин (4) и трихоцереин (5)относят к алкалоидам.

       

       Алкалоиды могут локализоваться в различных органах растений —  корнях, листьях, коре, стеблях, цветках, плодах и семенах. Причем, в зависимости от периода вегетации они появляются, либо исчезают в том или ином органе. Это относится как к сумме алкалоидов, так и к отдельным представителям

Как правило, на ранней стадии вегетации алкалоиды накапливаются в наземной части (листья, стебли), а в поздний период в корнях и коре, что может говорить о важной функции алкалоидов в растениях. Качественный и количественный состав алкалоидов зачастую зависит и от места произрастания и климатических условий

Выделение

При планировании выделения алкалоидов из растений следует учитывать, что многие их соли хорошо растворимы в воде, свободные же алкалоиды-основания плохо растворимы в воде, но хорошо растворимы в спирте, эфире и хлороформе.

       Для выделения алкалоидов измельченные растения непосредственно обрабатывают щелочами, а затем извлекают выделенные алкалоиды-основания хлороформом, эфиром и др. Существуют и другие способы. Так иногда из растворов солей алкалоидов последние для очистки выделяют путем осаждения различными реактивами.

Пилокарпин.

Этот имидазольный алкалоид получают из листьев различных видов африканского кустарника Pilocarpus. Его гидрохлорид и нитрат – холиномиметические (действие аналогично возбуждению холинорецепторов) и миотические (сужающие зрачок с одновременным понижением внутриглазного давления) средства. Главное же использование пилокарпина – для лечения глаукомы. Он применяется также для усиления деятельности потовых и слюнных желез, при водянке на почве нефрита, при некоторых отравлениях (ртутью или свинцом) и др. Пилокарпин также вводят перорально или подкожно, параллельно с введением ганглиоблокаторов, чтобы стимулировать слюноотделение.

Алкалоиды

В кофе содержится обильное количество алкалоидов, но только некоторые из них способны оказывать физиологический эффект. Кофейное зерно по мере своего созревания аккумулирует два главных алкалоида:

• кофеин
• теобромин

Первый запасается в оболочке продукта, второй — во внутренней части. Если напиток готовится из необработанных цельных зерен, то в нем присутствуют оба азотистых вещества. Алкалоиды кофе обуславливают тонизирующее действие напитка на организм.

Кофеин

Этот алкалоид —важный компонент кофе. Именно он обуславливает все физиологические эффекты, вызываемые тонизирующим напитком. В чистом виде это вещество не имеет выраженного запаха или цвета, но идентифицировать его можно по довольно горькому вкусу. Это вещество обладает высокой растворимостью в полярных жидкостях и нейтральную реакцию среды. В кофе алкалоид встречается в моноварианте или связанным с кисловатым калием в соединения солевого типа.

Концентрация главного азотистого соединения определяет качество кофе. Каждый вид этого напитка отличается своей концентрацией алкалоида. На это влияют природные условия, в которых выращивалось сырье.

Кофеин обуславливает основной эффект напитка. Это в первую очередь стимуляция нервной системы. Но при частом применении может вызвать медлительность в проведении нервных импульсов. А в изобилии может спровоцировать истощение организма.

 Теобромин

Это азотистое соединение, как и кофеин , обладает выраженным горьким вкусом. От кофеина отличается насыщенностью метильными группами. Теобромин плохо растворим в водной среде и встречается в виде кристаллогидрата. Этот алкалоид чаще всего имеет прозрачный или белый цвет.

Это вещество действует почти как кофеин, но эффект не такой выраженный. Теобромин обладает высокой тропностью к сердечно-сосудистой системе. Он влияет положительно на работу сердечной мышцы, увеличивая ее сократительную способность и улучшая работу коронарных артерий. Наиболее выраженный эффект заметен на мускулатуре мышц, участвующих в дыхании. Теобромин также способствует снижению давления и ухудшению почечного кровотока. По этой причине , после приема тонизирующего напитка необходимо восполнить водный баланс.

О растении

Спорынья (лат. Secale cornutum) — гриб-паразит, чаще всего обнаруживается на ржи. Распространен в Европе, Азии, Северной Африке, на территории некоторых регионов Америки и австралийского континента. В России рожь, пораженная грибом, специально выращивается в ряде совхозов Новосибирской, Кировской областей.

Размножение спорыньи осуществляется за счет самосева или распространения спор насекомыми, которых привлекает сладкая роса. Созревание спор происходит в одно время с цветением ржи. Созревшие споры осыпаются, ветер разносит их на значительные расстояния.

Химический состав включает алкалоиды, являющиеся производными продуктами лизергиновой кислоты.

Выделены следующие подгруппы:

• подгруппа эрготамина;
• подгруппа эрготоксина;
• подгруппа эргометрина.

Алкалоиды из первых двух подгрупп не растворяются в воде, из третьей — растворяются.

Свойства

Спорынья зерновых культур

Алкалоиды спорыньи обладают свойством усиливать тонус среднего слоя матки, гладкомышечных волокон сосудов. У первых двух подгрупп отмечены альфа-адреноблокирующие качества.

Сравнение алкалоидов:

1. Увеличение тонуса миометрия: для эргометрина характерна значительная активность, скорое наступление эффекта, возможно пероральное использование; эрготамин, эргозин, эргокриптин и эргокорнин неэффективны при пероральном приеме, однако являются высокоактивными веществами.
2. Альфа-адреноблокирующие свойства: отсутствуют у эргометрина, выражены у остальных представителей.
3. Способность вызывать ангиоспазм: низкая активность у эргометрина, наибольшая активность у эрготамина.

Наиболее проявляется тонизирующее воздействие на матку у эргометрина и эрготамина. После ведения их препаратов наблюдается продолжительное тоническое сокращение мышечного слоя матки. Эргометрин превосходит остальные алкалоиды по результативности при пероральном ведении и отсутствием альфа-адреноблокирующего действия.

Сосудистый спазм обусловлен альфа-адреномиметическим и миотропным эффектом действующего вещества. У эрготамина это свойство проявляется меньше, чем у эрготамина и эрготоксина.

Алкалоиды спорыньи обладают некоторым воздействием на центральную нервную систему, которое проявляется в виде транквилизирующего эффекта, торможения сосудодвигательного центра, купирования сосудосуживающего рефлекса, стимулирования рвотного центра.

Нахождение в природе

Не все растения содержат эти вещества. Закономерности нахождения для них не характерно. Алкалоиды пребывают в клеточном соке.

Семейства растений, для которых характерно наличие этих веществ делятся на три категории:

• 1 категория — насчитывают более 20% родов алкалоидных растений.
• 2 категория — включают 10-20% родов алкалоидных растений.
• 3 категория — насчитывают 1-10% родов алкалоидоносных растений.

Особо богатыми алкалоидными группами являются двудольные растения. Для низших растений характерно минимальное содержание алкалоидных веществ. Максимальным содержанием отличаются покрытосеменные растения, а именно Маковые, Пасленовые, Бобовые, Мареновые, Лютиковые, Логаниевые семейства. Водоросли, мхи, грибы, голосеменные почти не содержат эти вещества. В папоротниковых и хвойных семействах, также, алкалоиды практически отсутствуют. Злаковые и осоковые виды содержат эти вещества изредка.

Дурман

В траве алкалоиды фигурируют в виде солевых соединений. Бывает так, что эти соединения доминируют в каком-нибудь органе растения. Либо распределяются равномерно по всей структуре. В растениях могут иметься разнообразные алкалоиды. Изредка находится растение, характеризующееся наличием одного алкалоида.

ЦВЕТНЫЕ РЕАКЦИИ НА АЛКАЛОИДЫ

С некоторыми реактивами многие из алкалоидов дают цветные реакции:

• Концентрированная серная кислота дает жёлтое окрашивание, затем оранжевое, переходящее в фиолетово-красное с вератрином.
• Концентрированная серная кислота со следами азотной кислоты даёт кроваво-красное окрашивание при бруцине; окрашивание, подобное окрашиванию с чистой серной кислотой — при вератрине; жёлто-красное — при папаверине; красное, переходящее при нагревании в фиолетово-красное — при наркотине.
• Реактив Фреде (концентрированная серная кислота с молибденовой кислотой) даёт фиолетовое окрашивание с морфином; красное — с бруцином; жёлтое, переходящее в фиолетово-красное — с вератрином.
• Реактив Маркиза (концентрированная серная кислота с формальдегидом) даёт фиолетовое окрашивание с морфином, кодеином, героином, наркотином и папаверином; фиолетовое, быстро переходящее в чёрно-зелёное — с апоморфином.
• Концентрированная серная кислота с кристаллом двухромовокислого калия даёт синее окрашивание (в виде струек), переходящее в фиолетовое, красное, а затем исчезающее — со стрихнином.

Следует учитывать, что сходные реакции окрашивания могут давать также продукты распада белков.

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.

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).

Классификация алкалоидов

(модифицированный
вариант классификации А.П. Орехова)

В основе классификации
алкалоидов лежит структура гетероцикла
и положение азота в молекуле алкалоида.

Большинство
алкалоидов — гетероциклические соединения
(с азотом в цикле) — истинные
алкалоиды.
Небольшое число алкалоидов содержат
азот в боковой цепи или являются
ациклическими соединениями — протоалкалоиды.

I. Алкалоиды с азотом в боковой цепи и
ациклические алкалоиды — протоалкалоиды

Протоалкалоиды
— низкомолекулярные относительно простые
азотсодержащие соединения, имеющие
генетическую связь с аминокислотами.

Протоалкалоиды
делят на три группы:

1. Алифатические.
Сферофизин из сферофизы солонцовой:

СФЕРОФИЗИН

2. Фенилалкиламины,
из которых самая большая группа —
фенилэтиламиновые
протоалкалоиды.
К алкалоидам этой группы относится
эфедрин из побегов эфедры хвощевой и
капсаицин из плодов перца однолетнего:

ЭФЕДРИН
КАПСАИЦИН

3. Колхициновые
алкалоиды
— колхицин и колхамин из клубнелуковиц
безвременника великолепного:

КОЛХИЦИН

II. Алкалоиды с азотом в составе
гетероцикла — истинные алкалоиды

Производные
пирролидина

ПИРРОЛИДИН

подразделяются
на:

1)
простые
производные пирролидина —
гигрин, кускгигрин, которые содержатся
в сырье белладонны:

ГИГРИН

2) производные
пирролизидина
— это конденсированная система из двух
циклов пирролидина:

ПИРРОЛИЗИДИН

Производными
пирролизидина являются платифиллин и
саррацин, которые содержатся в траве
крестовника плосколистного:

ПЛАТИФИЛЛИН

III. Пиридиновые и пиперидиновые
алкалоиды:

ПИРИДИН
ПИПЕРИДИН

Эта группа алкалоидов
подразделяется на:

1) простые
производные пиридина и пиперидина.
Представителем этой группы является
кониин, который содержится в плодах
болиголова пятнистого:

КОНИИН

2)
производные
бициклической неконденсированной
системы, состоящей из циклов пиридина
и пирролидина.
К этой группе относится никотин, который
содержится в табаке:

НИКОТИН

3) производные
бициклической неконденсированной
системы колец пиридина и пиперидина.
Представителем этой группы является
анабазин, который содержится в анабазисе:

АНАБАЗИН

IV. Тропановые алкалоиды —

производные
бициклической конденсированной системы
пирролидина и пиперидина:

ТРОПАН

ГИОСЦИАМИН
(L), СКОПОЛАМИН

АТРОПИН
(рацемат)

Эти алкалоиды
содержатся в растениях из семейства
Пасленовые: белладонне, белене, дурмане
обыкновенном и дурмане индейском.

V. Хинолизидиновые алкалоиды —

производные
бициклической конденсированной системы
из двух циклов пиперидина:

ХИНОЛИЗИДИН

Различают 5 групп
хинолизидиновых алкалоидов:

1. Группа
лупинина.
Лупинин впервые выделен из люпина. В
медицинской практике представители
этой группы не применяются.

2. Группа
спартеина.
К ней относятся пахикарпин, термопсин,
анагирин, содержащиеся в траве софоры
толстоплодной:

ПАХИКАРПИН

3. Группа
цитизина.
Цитизин содержится в семенах термопсиса
ланцетовидного и в траве термопсиса
очередноцветкового:

ЦИТИЗИН

4. Группа
матрина.
Матрин найден в софоре желтоватой.

5. Группа
нуфаридина.
Алкалоиды этой группы обнаружены в
представителях семейства нимфейных и
в своем составе содержат серу, например,
алкалоид нуфлеин, который содержится
в корневищах кубышки желтой.

VI. Производные хинолина

Сюда относятся
алкалоиды хинного дерева: хинин, хинидин,
цинхонин.

ХИНОЛИН	ХИНИН

VII. Изохинолиновые алкалоиды:

ИЗОХИНОЛИН

В медицинской
практике нашли применение представители
следующих групп:

1. Группа
фенантренизохинолина
(морфина) — сюда относятся морфин, кодеин
— алкалоиды мака снотворного.

2. Группа
бензилизохинолина
— куда входит алкалоид папаверин, также
содержащийся в маке снотворном.

3. Группа
бензофенантридина
— сангвинарин и хелеритрин — алкалоиды
травы чистотела большого:

САНГВИНАРИН

4. Группа
апоморфина
— алкалоид глауцин, выделенный из травы
мачка желтого:

ГЛАУЦИН

5. Группа
протоберберина —
берберин, полученный из барбариса
обыкновенного, алкалоид гиндарин — из
стефании гладкой:

6.
Группа
бисбензилизохинолиновых алкалоидов,
куда относятся алкалоиды кураре.

VIII. Алкалоиды — производные индола:

ИНДОЛ

Это очень большая
группа алкалоидов, имеющих сложное
строение:

ЛИЗЕРГИНОВАЯ
КИСЛОТА РЕЗЕРПИН

Алкалоиды этой
группы содержатся:

 в склероциях
спорыньи — эргометрин, эрготамин,
эргокристин — производные лизергиновой
кислоты;

 в корнях раувольфии
— резерпин;

 в траве барвинка
малого — винкамин;

 в листьях
катарантуса розового — винбластин,
винкристин;

 в семенах чилибухи
— стрихнин;

 в траве пассифлоры
инкарнатной — гармин, гарман, гармол.

Библиография

• Анишевский, Тадеуш (2007). Алкалоиды — секреты жизни . Амстердам: Эльзевир . ISBN 978-0-444-52736-3.
• Бросси, Арнольд (1989). Алкалоиды: химия и фармакология . Академическая пресса.
• Дьюик, Пол М (2002). Лекарственные натуральные продукты. Биосинтетический подход. Второе издание . Вайли. ISBN 978-0-471-49640-3.
• Fattorusso, E .; Тальятела-Скафати, О. (2008). Современные алкалоиды: структура, выделение, синтез и биология . Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31521-5.
• Гринкевич Н.И. Сафронич Л.Н. (1983). Химический анализ лекарственных растений: Учеб. пособие для фармацевтических вузов . М.
• Гессен, Манфред (2002). Алкалоиды: проклятие или благословение природы? . Wiley-VCH. ISBN 978-3-906390-24-6.
• Орехов А.П. (1955). Химия алкалоидов (2-е изд. Акад.). М .: СССР.
• Племенков, В.В. (2001). Введение в химию природных соединений . Казань.
• Saxton, JE (1971). Алкалоиды. Специализированный периодический отчет . Лондон: Химическое общество.
• Веселовская, Н.Б .; Коваленко, А.Е. (2000). Наркотики . Москва: Триада-Х.

Влияние алкалоидов на живые организмы

Алкалоиды, виды которых достаточно разнообразны, являются жизненно необходимыми для организмов, в которых они производятся. Эти вещества защищают от болезнетворных бактерий, препятствуют уничтожению растений травоядными животными. Кроме того, они регулируют процессы роста и развития организма хозяина. Эти вещества оказывают мощное действие и на человека. Особенно это касается нервной системы.

Судорога

Большая часть алкалоидов на организм человека воздействует негативно. Стрихнин вызывает судороги, остановку дыхания и последующую смерть. Другая часть химических веществ относится к наркотическим. Использоваться они должны исключительно по назначению врача.

Растения, в состав которых входят алкалоиды, широко применяются в фармацевтической промышленности. На основе экстрактов производятся растворы для инъекций, таблетки, настои. Применяются препараты для лечения заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем. Некоторые соединения оказываются эффективными при злокачественных опухолях и алкогольной зависимости.

В природе эти вещества, как уже говорилось, содержатся в растениях. В грибах, бактериальных клетках и животных организмах подобные соединения отсутствуют. Вещества встречаются в таких растениях, как:

1. Крестовник плосколистный – растение, содержащее компоненты, обладающие спазмолитическим действием. Используется для производства соответствующих лекарственных препаратов.
2. Вещества, входящие в состав красавки, нормализуют функции нервной системы, повышают выносливость и физическую активность, обладают обезболивающим действием.
3. Чистотел – широко распространенное на территории нашей страны растение. Содержит пахикарпин, термопсин и хинолизидин. При неправильном применении приобретает свойства яда.
4. В состав мака входит более 20 видов алкалоидов – опий, морфин, папаверин, кодеин и другие соединения изохинолинового ряда.
5. Вещества, входящие в состав пассифлоры, обладают выраженными седативными свойствами.
6. Раувольфия змеиная содержит 50 алкалоидов, используемых для производства гипотензивных и антиаритмических препаратов.

Наиболее распространенным алкалоидом считается кодеин, добываемый из морфина посредством серии химических реакций. Это эффективное противокашлевое и седативное вещество, не оказывающее существенного негативного влияния на организм. Именно поэтому препараты на основе кодеина пользуются популярностью во многих странах. Принимать их необходимо по составленной врачом схеме, строго соблюдая дозировку.

Опиатами называют все химические соединения, получаемые из опия. Большинство из этих веществ в настоящее время применяется не по назначению. Это героин, морфин и папаверин, обладающие психотропным действием. В медицине они используются для устранения сильных болей и кашля при онкологических заболеваниях. Попадание их в организм здорового человека развивает привыкание.

Биогенез.

Одна из наиболее захватывающих и увлекательных сторон химии алкалоидов – это их синтез в растениях. В течение последних десятилетий химики предложили много биогенетических схем синтеза различных алкалоидов. Большая часть этих схем основана на мысли, что алкалоиды образуются из относительно простых предшественников, например, фенилаланина, тирозина, триптофана, гистидина, ацетатных и терпеновых остатков, метионина и других аминокислот, таких, как антраниловая кислота, лизин и орнитин. Структуры большинства алкалоидов можно вывести теоретически из таких простых предшественников, используя немногие хорошо известные химические реакции. Несколько простых алкалоидов были синтезированы из производных аминокислот в физиологических условиях с применением таких биогенетических концепций. С помощью радиоактивных меток эти теории были подвергнуты экспериментальной проверке.

Биосинтетические исследования алкалоидов включают введение меченых предшественников в растения с последующим (после надлежащего периода роста) выделением алкалоидов. Полученные алкалоиды подвергают последовательным реакциям расщепления, чтобы определить положение меченых атомов. Этот метод продемонстрировал, что тебаин, кодеин и морфин последовательно образуются в растении из тирозина:

Сходные эксперименты продемонстрировали, что многие другие алкалоиды (никотин, гиосциамин, пеллотин, папаверин, колхицин, грамин) синтезируются из аминокислот. В настоящее время произошел качественный скачок в исследованиях биогенеза алкалоидов: в растительную систему биосинтеза успешно вводят не только аминокислоты, ацетаты и мевалонолактон, но и в некоторых случаях большие промежуточные соединения.

История

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

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 — наркотике, 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 . Также листья коки использовались индейцами Южной Америки с древних времен.

Экстракты из 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, дал французский физик Жозеф Луи Гей-Люссак .

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, в том числе ксантин (1817), атропин (1819), кофеин (1820), кониин (1827), никотин (1828), колхицин (1833), спартеин (1851) и кокаин (1860). . 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 получил 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 .

Тубокурарин.

Кураре, известный яд, которым южноамериканские индейцы начиняют стрелы, является сухим экстрактом из коры и стеблей некоторых видов Strychnos (S. toxifera и др.). Различают четыре сорта кураре, получивших свое название в зависимости от способа расфасовки: калабаш-кураре («тыквенный», упакованный в небольших высушенных тыквах, т.е. калебассах), пот-кураре («горшочный», т.е. хранящийся в глиняных горшках), «мешочный» (в небольших плетеных мешочках) и тубо-кураре («трубочный», упакованный в бамбуковые трубки 25 см длиной). Поскольку кураре, расфасованный в бамбуковых трубках, обладал самым сильным фармакологическим действием, главный алкалоид был назван тубокурарином. Его гидрохлорид применяется в хирургии для расслабления скелетных мышц. Тубокураринхлорид используют также для лечения столбняка и конвульсий при отравлении стрихнином.