Растения содержащие ациклические алкалоиды

Тема 15. Алкалоиды

Название «алкалоиды» было предложено Мейснером в 1819 г. Оно происходит от 2-х слов: арабского alcali — щелочь и греческого eidos — подобный. Таким образом, слово «алкалоид» означает «щелочеподобный».

Начало развития химии алкалоидов можно отнести к первому десятилетию XIX столетия, когда в 1806 г. Сертюрнер (нем. аптекарь) выделил из опия морфин, а затем установил (1811 г.), что морфин с кислотами образует соли.

С открытием алкалоидов началась новая эпоха в химии и медицине. Установление структуры алкалоидов шло медленно и относится главным образом к XX cтолетию.

В настоящее время известно около 5 тысяч алкалоидов, для 3000 алкалоидов установлено строение.

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:

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:

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

II. Алкалоиды с азотом в составе гетероцикла — истинные алкалоиды

Производные пирролидина

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

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

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

III. Пиридиновые и пиперидиновые алкалоиды:

Эта группа алкалоидов подразделяется на:

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

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

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

IV. Тропановые алкалоиды —

производные бициклической конденсированной системы пирролидина и пиперидина:

ГИОСЦИАМИН (L), СКОПОЛАМИН

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:

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

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.

VII. Изохинолиновые алкалоиды:

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:

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

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:

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.

Источник

14. Стероидные соединения (сапонины, стероидные алкалоиды) их растительные источники и значение в медицине.

Сапонины (сапонизиды) – природные БАВ, обл-ие гемолитической и поверхностной активностью, токсичностью для холоднокровных животных.

Агликон у сапонинов называется сапогенином. По структуре сапогенинов сапонины разделяются на две подгруппы: стероидные и тритерпеновые.

Все сапонины – это б/цв или желтоватые крист. или аморфные гигроскопичные в-ва, гликозиды сапонинов ХР в воде и разбавленных спиртах, НР в орг. р-лях.

Особенностью структуры стероидных сапонинов является наличие кислородной функции у С-16, а иногда в положении 1, 2, 5, 12. Большинство из них обладает пирокетальной группировкой за счет окисления боковой цепи из 8 углеродных атомов и 16-ОН-группы. У многих сапонинов в положении 5,6 имеется двойная связь. В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины разделяются на соединения «нормального» ряда и «изо»-ряда.

Стероидные сапонины близки к гормонам и их используют в настоящее время для синтеза стероидных гормонов. У ряда сапониновых гликозидов выявлена противоопухолевая активность. Стероидные сапонины влияют на развитие атеросклероза, некоторые из них понижают АД, нормализуют учащенный ритм сердечных сокращений, замедляют и углубляют дыхание. Стероидные сапонины встречаются в растениях сухого и жаркого климата: диоскорея ниппонская, заманиха, элеутерококк, аралия маньчжурская, юкка славная, якорцы.

Стероидные алкалоиды (гликоалкалоиды). В природе встречаются в форме гликозидов. Различают стероидные алкалоиды типа соласодина и тип йервина.

соласодин

йервин

В стероидных алкалоидах сочетаются св-ва алкалоидов и стероидных сапонинов. Они обладают ПА и гемолитическими св-ми, за счет азота имеют основные св-ва. Стероидные алкалоиды типичны для растений сем. Пасленовые, мелантиевые. Растения – паслен дольчатый, чемерица Лобеля, мак снотворный.

14. Гликозиды. Особенности структуры, классификация, физ-хим. Свойства.

Гликозиды – это орг. соединения, молекула которых состоит из сахарной части (гликон) и неса-

харной – агликона, связанных через атомы углерода, кислорода, серы или азота. Чаще – это кислород. По строению сахарной части гликозиды подразделяются на пиранозиды (6тичленное кольцо) и фуранозоиды (5тичленное кольцо); α– и β- гликозиды, а также на пентазиды, гаксозиды, биозиды.

Наибольшее разнообразие глизидов обусловлено строением агликона. В зависимости от хим. природы агликона гликозиды разделяются на 6 групп: 1) сердечные гликозиды (агликон–производное ЦППГФ); 2) сапонины (агликоны–соединения стероидной и тритерпеновой природы); 3) антрагликозиды (агликоны–производные антрацена); 4) иридоиды – горькие гликозиды (агликоны — производные циклических монотерпенов); 5) цианогликозиды (агликоны – соединения, содержащие цианооводородную кислоту в связанном состоянии);

6) тиогликозиды – серусодержащие (агликон – анион глюкозинолата); 7) фенольные (флаваноиды, кумарины, фенологликозиды).

Гликозиды, выделенные из растений в чистом виде — большей частью б/цв или окрашенные крист. в-ва, реже – аморфные. Они ЛР в воде и водном спирте, ТР – в чистом спирте и почти НР в орг. р-лях. Оптически активны.

Агликоны гликозидов ПН в воде, ХР в спирте и орг. р-лях.

Гликозиды легко расщепляются (гидролизуются) под действием ферментов на сахара и соответствующие агликоны. Некоторые гликозиды могут разлагаться даже при кипячении с водой.

Источник

1.Алкалоиды. Понятие. Классификация

Алкалоиды – группа природных азотсодержащих соединений, обладающих свойствами оснований (способны образовывать соли с кислотами). Ядовиты!

Классификация Соколова по алкалоидоносным семействам:

● Первый класс (высокоалкалоидоносные) – это группа семейств, в составе которых не менее 20% родов, содержащих алкалоиды — Ranunculaceae (лютиковые), Berberidaceae (барбарисовые), Loganiaceae (логаниевые), Papaveraceae (маковые), Solanaceae (пасленовые), Fabaceae (бобовые) и др.

● Второй класс (среднеалкалоидоносные) — содержит от 10% до 20% родов, имеющих алкалоидоносные виды.

● Третий класс (малоалкалоидоносные) — объединяет семейства, у которых от 1% до 10% родов с алкалоидоносными видами — Asteraceae (астровые).

Классификация Орехова по химической структуре:

1. Ациклические алкалоиды и алкалоиды с азотом в боковой цепи (эфедрин, капспицин)
2. Пирролидиновые и пирролизидиновые алкалоиды (платифиллин)
3. Пиридиновые и пиперидиновые алкалоиды (анабазин, лобелин)
4. Алкалоиды с конденсированными пирролидиновым и пиперидиновым кольцами- тропановые а. (гиосциамин, скополамин)
5. Хинолизидиновые алкалоиды (нуфлеин, цитизин, термопсин)
6. Хинолиновые алкалоиды (хинин)
7. Изохинолиновые алкалоиды (берберин, морфин, папаверин, кодеин)
8. Индольные алкалоиды (винкамин)
9. Алкалоиды – производные имидазола (пилокарпин)
10. Хиназолиновые алкалоиды (пеганин)
11. Пуриновые алкалоиды (кофеин, теобромин)
12. Дитерпеновые алкалоиды (аконитин)
13. Стероидные алкалоиды (соласодин)

2.Биологическая роль алкалоидов в растении. Распространение алкалоидов в растительном мире, распределение в растении.

Биологическая роль алкалоидов до конца еще не выяснена (имеют разнообразное строение и проявляют разное физиологическое действие). В большинстве своем каждая отдельно взятая теория не может быть общей и

1. Согласно теории Клотрю и Тунмана, алкалоиды вырабатываются растениями для защиты от вредителей. Но есть исключения, например, листья красавки опасны для человека, но не опасны для гусениц и кроликов. Поэтому теория сомнительна.

2. Теория Пикте состоит в том, что алкалоиды – отбросы жизнедеят. организма. Они образуются из белков и являются конечными продуктами обмена веществ, соответствуя мочевине живого организма. Однако:

● Они не выводятся из организма растения и не присутствуют во всех растениях

● Они имеют очень сложное строение.

3. Иванов и Кузьменко считают, что алкалоиды являются запасными питательными веществами. Теория основывается на опытах, где из алкалоидов образуются белковые вещества. В то же время, имеются факты, когда в семенах алкалоидоносного растения среди запасших питательных веществ алкалоидов нет: они появляются значительно позже, когда из семян разовьются проростки

4. Теория Чиамичиена и Равена – алкалоиды являются необходимыми и активными веществами в биосинтезе растений. Чаще всего являются гормонами биокатализаторами. Алкалоиды широко используются в растениях в качестве передатчика кислорода через “N-оксидные» формы. Считают, что при дыхании растений алкалоиды окисляются в перекись, затем в N-оксид и активный кислород, который используется для дальнейшего фитохим. процесса. Также предполагается, что алкалоиды способствуют выздоровлению растения – находили повышенное содержание алкалоидов в патологически измененных органах растения (механически поврежденных).

ЛОКАЛИЗАЦИЯ АЛКАЛОИДОВ В РАСТЕНИИ: Алкалоиды могут содержаться во всем растении (во всех его частях) или образовываться и накапливаться только в какой-либо одной или нескольких определенных частях. В основном алкалоиды образуются в листьях и подземных органах, но нельзя утверждать, что они из листьев и корней затем перемещаются в другие органы (например, в семена). Не исключено, что алкалоиды в семенах могут образовываться самостоятельно, на фоне разрушения алкалоидов в листьях. В тех случаях, когда доказаны перемещения алкалоидов в растении, транспорт их, как правило, осуществляется по сосудам ксилемы. Данные о локализации алкалоидов по частям растения имеют значение для определения сырьевых объектов заготовки.

Источник