Лекарственные растения и сырье, содержащие алкалоиды

Тема лекции

Лекция № 16

1. Понятие об алкалоидах.

2. История изучения алкалоидов.

3. Распространение алкалоидов в растительном мире. Роль для жизни растений.

4. Биосинтез алкалоидов.

5. Классификация алкалоидов.

6. Физические и химические свойства алкалоидов.

7. Оценка качества сырья, содержащего алкалоиды. Методы анализа.

8. Сырьевая база растений, содержащих алкалоиды.

9. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего алкалоиды.

10 Луга использования сырья, содержащего алкалоиды.

11.Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих алкалоиды.

12 Лекарственные растения и сырье, содержащие алкалоиды

Понятие об алкалоидах

«Алкалоиды - это особая группа азотистых органических соединений основного характера, имеющие сложный химический состав, встречающиеся в готовом виде в растительных или животных организмах и обладающие сильным фармакологическим действием» (АП.Орехов).

Термин «алкалоиды» - «щелочеподобный» (от арабского «alkali» - щелочь, и греческого «eidos» - подобный) предложил в 1819 году К. Мейснер (Германия). Название указывает на основной характер соединений.

В природе существует множество различных веществ, содержащих в своей структуре азот. Например, в растениях встречаются простейшие амины (метиламин, диметиламин, различные аминокислоты), которые обладают ярко выраженными основными свойствами, но не относятся к алкалоидам.

Существуют также природные соединения (протеиногенные амины), которые занимают положение между алкалоидами и другими азотистыми соединениями.

История изучения алкалоидов

Алкалоиды издавна применялись в народной медицине. Так, более 400 лет известны лечебные (противомалярийные) свойства коры хинного дерева. Отваром этой коры от малярии была вылечена королева Перу Чин-Чон, в честь которой растение получило название Cinchona succirobra - цинхона красносоковая.

Первые исследования в области изучения алкалоидов относятся к началу XIX века. В 1806 году немецкий аптекарь Сертюрнер выделил в чистом виде и изучил снотворное действие алкалоида, названного им «морфии» (в честь греческого бога сна Морфия).

Это открытие имело революционное значение для науки, так как тогда считалось, что в растениях могут содержаться вещества не только кислого и нейтрального, но и основного характера.

Большой вклад в изучение алкалоидов внесли русские ученые. В 1816 г. профессор ФЛГизе (Харьковский университет) из коры хинного дерева выделил в чистом виде хинин, В Европе это открытие осталось неизвестным.

Несколько позднее Пелетье и Кавенту (Франция) повторно открыли хинин и доказали, что он является основным действующим веществом коры хинного дерева. Этим ученым принадлежит также честь открытия алкалоидов, которые получили названия «стрихнин» и «бруцин». За открытие хинина Пелетье и Кавенту во Франции поставлен памятник.

«Отец» химии алкалоидов Г.Драгендорф, профессор Юрьевского (г.Тарту) университета (Россия) изучил химические свойства алкалоидов, разработал методы их обнаружения и анализа. «Реактив Драгендорфа» (калия тетрайодовисмутат - K[BiI₄]) широко используется при анализе алкалоидов.

Установление структуры алкалоидов стало возможным только на основе теории химического строения, которую предложил А.М.Бутдеров (Россия). Ученик Бутлерова академик А.М.Вишнеградский изучил строение многих алкалоидов - производных пиридина и хинолина.

В связи с началом 1-й мировой войны потребовалось большое количество обезболивающих и противошоковых препаратов. А,М.Родионов и А.Е.Чичебабин (Россия) в 1914 году разработали промышленный способ получения алкалоидов из опия. Они являются основоположниками химико-фармацевтической промышленности в России.

Огромная заслуга в изучении алкалоидов принадлежит АП. Орехову, организовавшему при ВНИХФИ (г.Москва) отдел, который занимался, изучением алкалоидов. За 10 лет (1928-1939 г.г.) этим отделом было открыто и изучено около 100 новых алкалоидов.

Орехов создал новое комплексное направление в науке, которое включает в себя поиск алкалоидоносных растений, разработку методов анализа, изучение фармакологического действия и промышленный выпуск препаратов на основе алкалоидов. Монография А.П.Орехова «Химия алкалоидов» (1938 г.) не потеряла своего значения и в настоящее время.

Исследования А.П.Орехова продолжили его ученики: СЮ.Юнусов, А.М.Рабинович, А.С.Садыков и другие. Так, С.Ю.Юнусов возглавил Институт химии растительных веществ Академии наук Узбекистана. В этом институте изучены многие растения азиатской флоры (эфедра хвощевая и другие).

Изучением алкалоидов занимаются ученые и в учебных институтах. Так, в Пятигорской фармацевтической академии под руководством профессора

Д.А.Муравьевой ведутся обширные исследования лекарственной флоры Кавказа. В частности, детально изучены растения из рода Крестовник (Senecio) и их основные алкалоиды платифиллин и сарацин).

Исследования алкалоидов проводятся и зарубежными учеными - в Японии, Канаде, Англии, Индонезии, Индии, Бирме. Так, английский биохимик Р.Робинсон (Оксфордский университет) разработал теорию биосинтеза тропа-новых алкалоидов в растениях.

Распространение алкалоидов в растительном мире.

Роль для жизни растений

По современным представлениям растения, содержащие алкалоиды, составляют около 10% всей мировой флоры. Наиболее широко алкалоиды распространены в покрытосеменных растениях (Angiospermae). Особенно богаты алкалоидами растения семейств Маковые (Papaveraceae), Пасленовые (Solanaceae), Бобовые (Fabaceae), Кутровые (Аросуnасеае), Мареновые (Rubiaceae), Лютиковые (Ranunculaceae), Логаниевые (Loganiaceae) и других. В водорослях (Algae), грибах (Fungi), мхах (Bryophyta), папоротниках (Polypodiaphyta) и голосеменных (Gymenospermae) алкалоиды встречаются сравнительно реже. В зависимости от количества родов и видов растений, содержащих алкалоиды, все семейства делят на 3 группы:

• Высокоалкалоидные семейства - содержат не менее 20% родов, имеющиеалкалоидоносные виды растений.

• Среднеалкалоидоносныесемейства - содержат от 10 до 20% родов.

• Малоалкалоидоносныесемейства - от 1 до 10% родов

В растениях алкалоиды находятся в виде солей органических и неорганических кислот (лимонной, щавелевой, малоновой, уксусной, фосфорной и т.д.), растворенных в клеточном соке. Они накапливаются в листьях, плодах, семенах, коре, подземных органах. Как правило, растение содержит не один, а несколько алкалоидов (катарантус розовый - более 60). Различные части растения могут содержать разные алкалоиды (термопсис ланцетный: семена - цитизин, трава - термопсин, пахикарпин).

Обычно концентрация алкалоидов в растении невелика и составляет 0,01-0,1%. Бели в растении накапливается 1-3% алкалоидов, оно считается высоко-алкалоидным. Некоторые культивируемые растения накапливают до 15-20% алкалоидов (хинное дерево).

Биологические функции алкалоидов пока до конца не выяснены. В последнее время считают, что алкалоиды:

• участвуют в обмене веществ;

• являются стимуляторами и регуляторами роста;

• выполняют защитную роль.

Биосинтез алкалоидов

Большинство алкалоидов образуется из аминокислот. В настоящее время, в зависимости от происхождения и местоположения атома азота в структуре молекулы, среди алкалоидов выделяют:

• Истинные алкалоиды - соединения, которые образуются из аминокислот и содержат атом азота в составе гетероцикла (гиосциамин, кофеин, платифиллин и другие).

• Протоалкалоиды - соединения, которые образуются из аминокислоту, но содержат алифатический атом азота в боковой цепи (эфедрин, капсаицин).

• Псевдоалкалоиды - азотсодержащие соединения терпеновой и стероидной природы (соласодин).

Классификация алкалоидов

В настоящее время открыто около 10 000 алкалоидов, из которых около 4 000 имеют доказанное строение. Такое огромное количество и многообразие алкалоидов не дают возможности разработать единую классификацию.

Существует несколько классификаций алкалоидов.

В основе фармакологической классификации лежит фармакологическое действие алкалоидов на организм:

• наркотические алкалоиды;

• местноанастезирующие алкалоиды;

• спазмолитические алкалоиды и т.д.

В основе ботанической классификации лежат ботанические признаки растений, из которых выделены алкалоиды:

• алкалоиды табака;

• алкалоиды мака;

• алкалоиды спорыньи и т.д.

Данные классификации не предусматривают химического строения. Хэгнауэр (Англия) предложил биогенетическую классификацию, В ее основе лежит строение аминокислот, которые являются вероятными предшественниками алкалоидов в растениях:

• алкалоиды триптофана;

• алкалоиды фенилаланина и т.д.

Наиболее удобна и часто используется химическая классификация предложенная А.П.Ореховым.

В основе классификации А.П. Орехова лежат особенности химического строения алкалоидов (например, структура гетероцикла) и, следовательно, физические и химические свойства алкалоидов.

А,П.Орехов разделил все алкалоиды на 13 групп:

1. Ациклические алкалоиды (содержат атом азота в боковой цепи):

• эфедрин (Ephedra equisetina, Ephedraceae)

• капсаицин(Capsicum annuurn, Solanaceae)

• колхамин и колхицин (Colchicum speciosum,Liliaceae)

2. Производные пнрролидина:

• гигрин и гигролин (Erythroxylum coca, Erythroxylaceae)

3. Производные пнрролизидина:

4. Производные пиридина и пиперидина:

Это большая группа алкалоидов, в которой можно выделить несколько подгрупп:

• Алкалоиды, содержащие гетероцикл в неизменном виде («собственно гетероцикл»):

• Тропановые алкалоиды:

- гиосциамин - сложный эфир спирта тропина и троповой кислоты (Atropabelladonna, A.caucasica, Hyoscyamus niger, Datura stramonium, Solanaceae);

- скополамин (окисленная форма гиосциамина) - сложный эфир спиртаскопила и троповой кислоты (Datura innoxia, Scopoiia carniolica, Solanaceae)

- кокаин (Erythroxylmn coca, Erythroxylaceae)

• Хинолизидиновые алкалоиды - два конденсированных кольца пиперидина имеющие общий атом азота

• ликоподии (Huperzia selago, Lycopodiaceae)

• пахикарпин (Thermopsis lanceolata, Sophorapachycarpa, Fabaceae)

• цитизин (Thermopsis lanceolata, Th.alterniflora,Fabaceae)

• нуфлеин (Nuphar luthea, Nympheaceae)

5. Производные хинолина:

• хинин и хинидин (Cinchona succirubra, Rubiaceae)

6. Производные изохинолина:

• хелидонин(Chelidoniummajus, Papaveraceae);

• сангвинарин, хелеритрин (Macleaya microcarpa,Mxordata, Chelidonium majus, Papaveraceae);

• морфин (Papaver somniferum);

• кодеин (Papaver somniferum);

«папаверин (Papaver somniferum);

• глауцин (Glaucium flavura, Papaveraceae).

• берберин (Berberis vulgaris, Hydrastis canadensis,Berberidaceae);

• гиндарин и стефаглабрин (Stephania glabra, Me-nispermaceae)

• галантамин(Ungernia victoris, Amaryllidaceae);

• ликорин (Ungemia sewertzovii, Amaryllidaceae);

• гидрастин и канадин (Hydrastis canadensis, Berberidaceae)

7. Производные

индола

· стрихнин и бруцин (Strychnos nux-vomica,Loganiaceae);

• резерпин (Rauwolfia seipentina, Vinca minor,Apocynaceae);

• аймалин и серпентин (Rauwolfia serpentina,Apocynaceae);

• винкамин и др.(Vinса minor, Apocynaceae);

• винбластин, винкристин и др. (Catharantusroseus ^Vinca rosea, Apocynaceae);

• эрготамин, эрготоксин, эргометрин и другиепроизводные лизергиновой кислоты (Clavicepspurpurea, Clavicepitaceae)

• гармин и гарман (Passiflora incarnata,Passifloraceae; Peganum harmala,Zygophyllaceae).

• физостигмин (Physostigma venenosum, Fa-baceae)

Дата добавления: 2014-01-04