13.4. Содержание в растениях

Известно более 5000 представителей алкалоидов.

Содержание в растениях невелико ( 0,001 – 2 % ), но есть уникальные растения с высоким содержанием до 15-18%( хинное дерево, табак)

Чаще алкалоиды локализуются в определенных частях растений( листья, цветы,

семена, кора., клубни, корни ).

Содержание, структура, соотношение различных алкалоидов одного или разных классов сильно зависит от места произрастания растения, периода вегетации, срока созревания, возраста. Поэтому так ценятся разные сорта кофе, табака, существуют сроки сбора растений.

По содержанию одинаковых алкалоидов устанавливают филогенетическое родство растений.

Большинство алкалоидов в природных источниках содержится в виде солей с органическими кислотами( бензойной., яблочной и др.)

Алкалоидоносные растения распространены в природе

- маковые ( Papaverceae ) – мак, опий, чистотел

- пасленовые ( Solonaceae ) – табак, дурман, картофель

-мареновые ( Rubiaceae ) - ипекакуана , хинная кора

Алкалоиды, встречающиеся в одном растении, всегда химически родственны.

Сложного строения алкалоиды ( кокаин, хинин, колхицин) содержатся только в определенном виде растений и представляют их характерную особенность.

Первый алкалоид морфин был выделен из опия в 1806 г. Сертюрнером. Изучение строения алкалоидов позволило наладить производство их синтетических аналогов.

13.5. Качественные реакции обнаружения алкалоидов

Многие алкалоиды при обработке их концентрированной азотной кислотой, серной., хромовой, молибденсерной дают такие интенсивные цветные реакции, которые могут быть применены для обнаружения этих соединений. Избирательность подобных реакций невысока.

Алкалоиды образуют соли с ионами металлов серебра, ртути ( реакции осаждения алкалоидов) и с пикриновой кислотой.

13.6. Фармакологическая активность- общий взгляд

Изменяется в широких пределах в зависимости от структуры.

Среди известных алкалоидов имеются:

• Обезболивающие средства и наркотики (морфин, кодеин).

• Мощные стимуляторы центральной нервной системы (стрихнин, бруцин), мидриатические (т.е. расширяющие зрачок) средства (атропин, гиосциамин) и миотические (т.е. суживающие зрачок) средства (физостигмин, пилокарпин).

• соединения , обнаруживающие адренергическую активность.

• вещества, действующие на симпатическую нервную систем.

• повышающие (эфедрин, эпинефрин) и снижающие кровяное давление (резерпин, протовератрин А).

• стимулирующие сердечную деятельность( сердечные гликозиды)

Многие алкалоиды, даже будучи сильными ядами, находят применение в медицине.

13.7. Отдельные представители

13. 7.1. Алкалоиды группы фенилэтиламина

Эти соединения можно считать природными производными аминокислот фенилаланина и тирозина

Тирамин ( 4-гидроксифенилэтиламин)

Соединение состава С8 Н11 N О, находится в близкой химической связи с тирозином. Присутствует в гниющем белке , найден в спорынье(Claviceps), омеле, дроке одновременно с N –метилтирамином имеется в некоторых сортах сыра.

Твердое кристаллическое вещество, Т плавления 161 ⁰ .

Cпорынья паразитирует на злаковых растениях, образуя в завязях растения -хозяина твердые черно-фиолетовые рожки( склероции).

Омела ( Vistcum ) небольшие кустарники или травы, паразитирующие на ветвях деревьев, образует мелкие белые или окрашенные соцветия ( существует примета- счастливый брак освящается ветками омелы).

Дрок (Genistra)- семейство бобовых , из некоторых видов извлекали красители желтого цвета.

n- НО – С6 Н4 - СН2 – СН2- NН2 n- НО – С6 Н4 - СН2 – СН2- NН-CН3

тирамин N –метилтирамин

1-амино – 2- ( 4-гидроксифенил)этан

Тирамин вызывает сильное сокращение матки , суживает периферические сосуды, повышает артериальное давление. С древних времен присутствие спорыньи на злаковых было недопустимо, а омела и дрок считались крайне ядовитыми.

Тирамин образуется в реакции декарбоксилирования тирозина в организме человека, если нарушается нормальный путь обмена тирозина, который должен превратиться в дигидроксифенилаланин ( диоксифенилаланин, ДОФА ) Патология обмена тирозина может возникнуть в пожилом возрасте и при заболеваниях печени.

Схема обмена фенилаланина и тирозина в клетках человека in vivo в норме

Фенилаланин ———> тирозин —Х—> ДОФА ——> дофамин

блок превращения

В случае нарушения превращения тирозина в ДОФА возникает патологический путь, сопровождающийся реакцией декарбоксилирования :

витамин В6

Тирозин —————> тирамин + СО2

Тирамин блокирует образование и действие медиатора дофамина - 2 ( 3, 4 –диоксифенил)этиламина-1, который локализуется в нейронах центральной нервной системы. Развитие болезни Паркинсона и шизофрении связывают с нарушением обмена дофамина, его дефицит наблюдается при алкоголизме.

Эфедрин и псевдоэфедрин

Представителями этой группы являются два соединения состава С10 Н15 N О - диастереомеры эфедрин и псевдоэфедрин , которые содержатся в растениях семейства эфедровых. (эфедра хвощевая Ephedra equisetina Bunge- от греч. - epi -на, hedra –сидение). Густоветвистый кустарник высотой до 1,5 м. Для сбора лекарственного сырья собирают верхушечные молодые ветви.

Химическим «родственником» эфедрина и псевдоэфедрина в биохимических реакциях можно считать аминокислоту фенилаланин.

(2-метиламино-1-фенил-1-пропанол)

Псевдоэфедрин и эфедрин отличаются конфигурацией одного хирального атома

Псевдоэфедрин частично превращается в L -эфедрин при длительном нагревании в 25% растворе хлороводородной кислоты.

СН3 СН3

‌| |

Н- С – NН- СН3 Н-С- NН- СН3

| |

НО- С-Н Н-С-ОН

| |

С6 Н5 С6 Н5

псевдоэфедрин (+) L- эфедрин( - )

Т плавления 118 ⁰ Тплавления 70⁰

Эфедрин боковой цепью полностью совпадает с адреналином, но отличается ароматической частью( вспомните формулу адреналина - в бензольном цикле две орто-гидроксильные группы в положениях 3´, 4´ ).

Фармакологическое действие также напоминает адреналин, стимулирует α, β –рецепторы, его применяют при бронхиальной астме, аллергических заболеваниях, гипотонии, морской болезни, отравлении наркотиками.

Мескалин

Имеет сходное строение с фелилэтиламином, тирамином и ДОФамином

(одинаковый боковой радикал).Бесцветная маслянистая жидкость , состав C₁₁H₁₇NO₃

Природные источники: кактусы семейства Lophophora williamsii. Обладает сильным галлюциногенным действием.