Центральный Дом Знаний - Алкалоиды

Информационный центр "Центральный Дом Знаний"

Заказать учебную работу! Жми!



ЖМИ: ТУТ ТЫСЯЧИ КУРСОВЫХ РАБОТ ДЛЯ ТЕБЯ

      cendomzn@yandex.ru  

Наш опрос

Я учусь (закончил(-а) в
Всего ответов: 2656

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Форма входа

Логин:
Пароль:

Алкалоиды

стр.: 1  2

Алкалоиды, азотсодержащие органические соединения преимущественно растительного происхождения, обладающие свойствами оснований. А. — физиологически активные соединения.

Открытие А. в растениях имело большое значение, т. к. ещё в начале 19 в. считали, что растительные вещества, в отличие от веществ животного происхождения, не содержат азота. Первыми были открыты А. опия (1803) в виде смеси кристаллических веществ, из которых в 1806 выделили индивидуальный А. — морфин. В 19 в. были открыты также стрихнин, хинин, кофеин, атропин, эфедрин и др. К 60-м гг. 20 в. стало известно уже более 1000 А. как природных, так и полученных синтетическим путём.

Большинство А. — бесцветные кристаллические вещества, по химической природе представляющие собой гетероциклические соединения с атомами азота в цикле. Простейшие А. содержат до 10 атомов углерода, наиболее сложные — более 50. А. образуют кристаллические соли с кислотами, например с серной, соляной, салициловой, щавелевой и др.; этот процесс используется для их выделения и очистки.

Установление строения А. — часто очень сложная задача, для решения которой обычно определяют природу групп, содержащих атомы кислорода и азота, а также расщепляют молекулу А. до осколков уже известного строения. Правильность представлений о строении подтверждается синтезом. В определении строения А. достигнуты большие успехи. Установлена структура таких сложных веществ, как морфин, стрихнин, резерпин, предложены возможные формулы строения аконитина и родственных ему А.

Большое разнообразие строения А. затрудняет их классификацию. Чаще всего основным признаком при классификации является строение азотсодержащей части молекулы А. (например, производные пирролидина, пиридина, хинолина, индола и т.д.). Вещества неустановленного строения классифицируют по систематическому принципу, объединяя в одну группу все А., выделенные из близких растений.

Во флоре земного шара А. распространены неравномерно: в одних семействах (маковые, паслёновые, лютиковые, бобовые и т.п.) они содержатся во многих видах растений, в других А. пока не обнаружены. В одном и том же растении обычно встречается несколько А., близких по строению, число которых может доходить до 15—20 (опийный мак, кора хинного дерева) и меняться в зависимости от условий произрастания растения. Содержание А. колеблется от долей процента до нескольких процентов. Алкалоидоносность растений определяется характером почвы и её агротехнической обработкой, высотой местности над уровнем моря, водным режимом, продолжительностью дня, интенсивностью солнечной радиации и др. факторами.

А. участвуют в химических реакциях обмена растительного организма. Так, в созревающих семенах табака наблюдается постепенное исчезновение никотина параллельно с накоплением белка.

Из высушенного измельченного растительного сырья выделяют смесь А. экстракцией разбавленными кислотами или спиртами. В некоторых случаях растительный материал обрабатывают смесью водного раствора щёлочи и бензола, дихлорэтана или др. не смешивающимися с водой органическими растворителями. Для разделения смеси А. прибегают к различным приёмам: дробной кристаллизации солей, хроматографированию и др. Для производства различных тонизирующих и наркотизирующих препаратов (из табака, чая, кофе и др.), действие которых зависит от присутствия в них А., созданы специальные отрасли сельского хозяйства и промышленности.

Ряд А., например кофеин, теобромин, эфедрин, ареколин, получают синтетически. В некоторых случаях выделенные природные А. превращают в более эффективные лекарственные средства. В промышленности синтезируются близкие по строению к А. эффективные синтетические лекарственные средства, например новокаин (вместо кокаина), акрихин (вместо хинина) и др.

Большинство А. — ценные лекарственные препараты; многие из них сильнейшие яды. Некоторые А. обладают избирательным действием на различные отделы нервной системы, сосуды, мышцы и т. д. Например, стрихнин и кофеин возбуждают центральную нервную систему, морфин и скополамин действуют на неё успокаивающе; пилокарпин усиливает выделения желёз (противоположное действие оказывает атропин); хинин убивает малярийных плазмодиев; апоморфин вызывает рвоту; теобромин оказывает мочегонное действие; адреналин повышает кровяное давление и т.д. А. оказывают действие либо на причину заболевания (например, хинин при малярии), либо только устраняют отдельные симптомы болезни (например, морфин, опий как снотворные и болеутоляющие, кофеин как возбуждающее). В медицине используют А. в чистом виде (кодеин), их соли (хлористоводородный хинин) и производные (апоморфин).

Кроме того, А. применяют в сельском хозяйстве как инсектициды.

Лит.: Орехов А. П., Химия алкалоидов, 2 изд., М., 1955; Генри Т. А., Химия растительных алкалоидов, пер. с англ., М., 1956; Преображенский Н. А., Генкин Э. И., Химия органических лекарственных веществ, М. — Л., 1953.


АЛКАЛОИДЫ («подобные щелочам», от арабск. алкали — щёлочь) — вещества главным образом ра­стительного происхождения, содержащие азот и обладающие подобно аммиаку основными свойства­ми, т. е. способные соединяться с кислотами с обра­зованием солей.

Исторический обзор. Открытие А. в растениях имело большое значение в истории химии, т. к. в начале 19 в. считали, что раститель­ные вещества, в отличие от веществ животного проис­хождения, не содержат азота. Первыми были от­крыты в 1803—04 А. опия, сначала в виде смеси кристаллич. веществ; в 1817 нем. химик Сертюрнер выделил в чистом виде наиболее важный А. опия — морфий (или морфин) и установил его свойства. Вскоре франц. химики Пельтье и Каванту открыли и ис­следовали два главных А. растения челибухи, или рвотного ореха, — стрихнин (1818) и бруцин (1819), а затем главные А. коры хинного дерева — хинин и цинхонин (1820). В 1821 был открыт А. чая и кофе — кофеин; затем последовало открытие мно­гих других А., например кониина (1827) в семенах болиголова, никотина (1828) в табаке, атровина (1831) в дурмане, белладонне, белене и др., кодеина (18Я2) в опии, теобромина (А. А. Воскресенский, I8'i2) в бобах какао, кокаина (1860) в листьях кока, пилокарпина (1875), эфедрина (1887), скопо- ламина (1888), иохимбина (1896), лобелина (1921), анабазина (А. П. Орехов, 1929). Ежегодно откры­вают несколько новых А. В настоящее время их выделено около 700, Вплоть до 80-х гг. 19 в. строение молекул А. оставалось почти неизвестным, и принадлежность веществ к этому классу определялась их расти­тельным происхождением, содержанием азота, физиологическими свойствами. Искусственное по­лучение (синтез) А. давно было предметом стрем­ления химиков. Но им сперва удавалось произве­сти лишь так называемый «частичный синтез» не­многих А., т. е. получение А. из менее слож­ных продуктов распада их молекулы, иногда встре­чающихся в природе или получаемых искусственно из родственных малоценных А. Нек-рые синтезы этого рода приобрели практическое значение, напр. технические синтезы кокаина из побочных А. ли­стьев кока, кодеина из морфина и т. п. Выяснение строения А. и полный синтез их стали возможными только после создания А. М. Бутлеровым теории строения органич. соединений. Бго ученик, рано умерший русский химик А. II. Вышнеградский, на основании своих экспериментальных работ (1878— 1880), впервые пришёл к выводу, что А. следует рас­сматривать как производные более простых органич. оснований: пиридина C5II5N и хинолина C9I17N. Этот взгляд в дальнейшем оправдался лишь частично, но долгое время имел руководящее значение нри син­тезе А., многие из к-рых действительно оказались производными пиридина и хинолина. Уже после смерти Вышнеградского, немецкий химик А. Ладенбург осуществил в 1886 полный синтез А.— кониина C8H,jN с помощью предложенного Вышнеградским в 1880 метода восстановления пиридина и его гомологов металлическим натрием в присутствии спирта. За этим последовали синтезы теофиллина (1895), кофеина (1897), теобромина (1898), атропина (1903), никотина (1904), кокаина (1923), хинина (1944). Однако промышленный синтез А. во многих случаях представил значительные затруднения; были получены лишь кофеин, теобромин, теофиллин, адреналин и нек-рые другие А.

Хотя начало полного синтеза А. было положено русскими учёными, в дореволюционной России не существовало своего производства А. и не велось систематических исследований в этой об­ласти. Только в 1915 в Москве В. М. Родионов с сотрудниками начал работы по нолучешпо А. опия, к-рый до того времени ввозился из-за гра­ницы. Основателем химии А. в СССР был А. П. Орехов, который начал свои исследования в 1928; он обследовал флору СССР на содержание А., изу­чил строение новых А., физиологич. действие к-рых изучалось советскими фармакологами.

Советскими учёными проведены большие работы по изучению А. В 1929 был открыт анабазин (А. П. Орехов), а в 1936 этот А. синтезирован (Г. П. Меньшиков и А. А. Григорович); в 1932 открыты конвольвин и конволамин (А. П. Орехов и Р. А. Ко­новалова); в 1933 выделены сальсолин и сальсолидин (А. И. Орехов и Н. Ф. Нроскурнина), синтезирован пилокарпин (Н. А. Преображенский с сотрудника­ми); в 1935 выделен сферофизин (Г. 11. Меньшиков и М. М. Рубинштейн).

Многие из А. нашли широкое применение в ме­дицине как лекарственные препараты и в сельском хозяйстве — как средство борьбы с вредителями. Значение А. в народном хозяйстве огромно и побу­ждает к поискам новых алкалоидных растений, к глу­бокому изучению А., выяснению их химического строения. В результате за сравнительно короткий период в СССР выделено 108 новых А. В годы сталинских пятилеток создана отечественная про­мышленность А.

Химия А. На основании работ Вышнеград­ского, немецкий химик Ь'енигс (1880) предложил считать А. только растительные основания, явля­ющиеся производными пиридина. Это определение некоторое время было общепринятым, но согласно ему пришлось исключить из класса А. такие ти­пичные А., как кофеин, теобромин и мн. др.

Более близкое изучение природных веществ, дающих реакции А., выяснило, что многие из них иногда не содержат пиридинового кольца, но яв­ляются производными других гетероциклических соединений, особенно часто — кольца ниррола, индола, имидазола, пиримидина; советским химиком, лауреатом Сталинской премии (1947) Г. 11. Меньши­ковым открыта новая гетероциклическая система, на­званная 1-метилпирролизидином, лежащая в основе большой группы алкалоидов. Кроме того, оказалось, что и в животных организмах содержатся дающие реакции А. вещества, иногда очень близкие, по строению молекулы, к растительным А. Таковы, напр., ксантин, открытый еще в 1817 в мочевых камнях, позднее найденный в крови в разных орга­нах животных, а затем и в растениях, гииоксан- тин и аденин, родственные кофеину и теобромину. Поэтому под названием «А.» стали объединять все основного характера вещества как животного, так и растительного происхождения, содержащие в молекуле кольца из атомов углерода и азота, т. е. природные основания, относящиеся к ряду гетеро­циклических азотистых соединений. Большинство химиков относили к алкалоидам все азотистые основания органического происхождения, за ис­ключением белковых веществ и непосредственных продуктов их гидролитического распада (мочевина, аминокислоты, иолипептиды). Согласно такому ши­рокому определению, среди А. имеются и простей­шие газообразные вещества, и более сложные жид­кие, и твёрдые. Иногда А. состоят только из угле­рода, водорода и азота, но большая часть их со­держит и кислород, а в редких случаях и серу. Для А. более простого состава швейцарский хи­мик А. Пикте предложил иногда применяемое название «протоалкалоиды». В наст, время под А. подразумеваются природные органич. соединения основного характера, имеющие сложное химическое строение, в основе к-рого лежат гетероцикпические ядра: пирролидпн, пиридии, хиполин, изохинолин, индол, имндазол, хииоксалии, пурин, 1-метилпиролизидин. Классификацию А. целесообразно про­изводить на основании строения главного угле­родно-азотного скелета их молекулы (А.П. Орехов).

Существует ряд специальных реактивов, осаж­дающих А в водном растворе: иод в иодистом ка­лии, йодная ртуть в иодистом калии, йодистый висмут в иодистом калии, кремневольфрамовая кислота, фосфорновольфрамовая кислота, пикри­новая кислота, таннин и др. Простота этих реакций позволяет широко использовать их для предвари­тельного испытания растений на содержание в них А.

А. в растениях. Алкалоиды являются продуктами обмена растительного организма Пока еше не выяснены закономерности распространения А. среди различних семейств цветковых растений. Большое число алкалоидных растении имеется среди сем. лютиковых, маковых, бобовых, пасленовых, кутровых и др.; из однодольных А. найдены только у лилейных. Не выявлены А. в сем. розовых и в ряде других семейств цветковых растении, а также у бак­терий, лишайников, мхов, сосудистых споровых (па­поротников). Среди голосеменных растений и грибов А. найдены лишь у очень немногих представителей (из нервых, напр., у тисса, эфедры, из вторых— у спорыньи, мухомора). В результате обследования флоры СССР на содержание А. открыты новые алкалоидные растения в семействах маревых, вьюн­ковых, бурачниковых, ворсянковых, злаков, го­речавковых, магнолиевых. А., близкие по своему химическому строению, часто встречаются в пре­делах одного и того же семейства растений. Од­нако в наст, время установлено, что нек-рые растения, принадлежащие к разным, далеко стоя­щим друг от друга, семействам, также могут содер­жать один и тот же А. Напр. анабазин открыт в Anabasis aphylla (сем. маревых) и в Nicotiana glauca (сем. паслёновых). Берберин содержится в растениях 5 различных семейств. Следовательно, нельзя говорить о специфичности А. только для данного семейства.

До сих пор не существует единого мнения но вопросу об образовании и роли А. в растениях. А. рассматриваются как продукты конечного обмена, вещества запаса, средство защиты. В последнее время советские учёные (А. П. Орехов, 1938 Р. А. Коновалова, 1938, Г. С. Ильин, 1948) высказывают мнение, что А. являются не отбросами растительно­го обмена, как предполагалось прежде, а актив­ными его участниками в качестве катализаторов, веществ, обезвреживающих ядовитые продукты об­мена, и т. д.

Нек-рые А., как никотин в Nicotiana glutinosa и конволамин в Convolvus pseudocantabricus, могут передавать свои метильные группы другим соедине­ниям, в чём может выражаться их физиологич. роль. Другие А., как платифиллин и сенецефиллин в Senecio plati phyllus, в виде N-оксидных соеди­нений могут отдавать кислород и тем принимать участие в окислительно-восстановительных реакциях клетки.

Сходство строения нек-рых А. с активными груп­пами ферментов и с витаминами также не позволяет считать эти вещества отбросами обмена и делает ве­роятным пх активное участие в жизнедеятельности клетки.

Интересные результаты по вопросу о закономер­ностях образования А. дали исследования с приме­нением метода прививок растений. Опыты в послед­нее время проводились глазным образом в Советском Союзе (А. А. Шмук, 1941 Г. С. Ильин, 1948, А. П. Смирнов и др.) и показали, что в синтезе А. никотина и норникотина в табаке исключи­тельная роль принадлежит корневой системе. Роль корневой системы растений установлена и для синтеза атропина, гиосциамина и люпиновых А. Синтез этих А. неразрывно связан с белковым обменом. Содержание А. в разных органах растения колеблется. В частности установлено, что никотин исчезает полностью из семян табака при созревании и появляется вновь при прорастании.

В растениях А. содержатся обычно в небольших количествах (от долей % до 1—2%). Эти колебания наблюдаются в разных органах растения и в преде­лах одного и того же органа. Часто А. концентри­руются только в нек-рых органах растения (листья, семена, корни). Количество А. в растениях опреде­ляется условиями произрастания (интенсивность освещения, температура и пр.) и стадией развития. Кроме того, количество А. в растениях зависит от агротехнических приёмов (удобрение, орошение, вершкование). При этом часто может меняться и качественный состав А. За единичными исклю­чениями, в растениях наряду с главным А. при­сутствуют и сопутствующие ему А., имеющие сходную с ним структуру. Являясь основаниями, А. находятся в соке растений в виде растворов солей органических или минеральных кислот. В та­ком виде А. хорошо растворимы в воде, спирте, но нерастворимы в эфире, углеводородах. Свободные алкалоиды-основания растворимы в большинстве органических растворителей. С целью выделения А. и получения их в чистом виде из растительного ма­териала как в лабораториях, так и в производст­венных условиях материал измельчают, и затем А. извлекают водой или спиртом, иногда кислота­ми, причём в раствор переходят соли А. В иных случаях к измельчённому материалу прибавля­ют щёлочь (аммиак, соду, известь и пр.) и извле­кают А. бензолом, эфиром, бензином, дихлорэта­ном и т. п. растворителями, причём в раствор пе­реходят свободные А. После испарения или отгон­ки растворителей, продукты извлечения, содержа­щие А., подвергают разделению и очистке. Более простым способом выделения А. оказалась адсорб­ция их на глинах.

Медицинское значение А. Многие А. являются сильнейшими ядами, другие А. явля­ются ценными лекарственными веществами. От­дельные А. обладают избирательным действием на те или иные органы: на различные отделы нерв­ной системы, мышцы, сосуды и т. п. Так, возбуж­дают центральную нервную систему стрихнин и кофеин; успокаивают — морфин и скополамин; уменьшает, чувствительность периферия, нервов ко­каин, усиливает выделение желез пилокарпин; ослабляют выделение желез атропин и скопола­мин-, парализует окончания двигательных нервов курарин; вызывают сокращения матки эрготок­син, эрготамин, эргометрин (А. спорыньи); губит плазмодиев малярии хинин; вызывают рвоту апо- морфин и эметин; расширяет зрачок атропин, су­живает его физостигмин; действует мочегоино тео­бромин, повышает кровяное давление адреналин и т. д. А. имеют широкое применение в меди­цине. В одних случаях А являются специфическим средством, воздействующим на причину болезни (хи­нин при малярии); в других — они только уст­раняют отдельные симптомы (напр. морфин, опий как снотворные и болеутоляющие; кофеин как возбуждающее). В медицине пользуются к ж А. в чистом виде (напр. коюин), их солями (напр. хлористоводородный хинин) и производными (апоморфин, эйхинин), так и растительным сырьём, содержащнм А. (напр. хинная кора), или соками рас­тений (оний).

Лит.: Советская химия за двадцать пять лет. 1917 — XXV—1942 Сб.статей, М,—-Л..1 944; Орехов А П., Химия алкалоидов М , 19:18; Ш м у к А А., Химия габака и махорки. 2 изд., М., 1938.

продолжение

Loading

Календарь

«  Сентябрь 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30

Архив записей

Друзья сайта

  • Заказать курсовую работу!
  • Выполнение любых чертежей
  • Новый фриланс 24