Алкалоиды

       АЛКАЛОИДЫ 

       Определение, классификация 

       Алкалоиды - большая группа органических азотсодержащих соединений основного характера, встречающихся в растительных организмах и обладающих сильным физиологическим действием.

       Название "алкалоид" происходит от двух слов: арабского "алкали" (alcali)  щелочь и греческого  "ейдос" (eidos) - подобный. 

       Классификация алкалоидов 

       В основу классификации алкалоидов могут  быть положены разные принципы, поэтому  различают следующие классификации:

1. Ботаническая классификация, в зависимости от того, к какому семейству или роду относятся растения, содержащие алкалоиды. Например, алкалоиды спорыньи, алкалоиды амариллисовых, пасленовых.
2. Фармакологическая классификация по характеру действия. Например, алкалоиды обладающие курареподобным действием.
3. Биогенетическая классификация (классификация Хегнауэра). В основе этой классификации, которой предпочитают следовать биохимики, лежит представление об аминокислотах - предшественниках алкалоидов.
4. Химическая классификация - по характеру азотсодержащего гетероцикла. Эта классификация предложена академиком Ореховым. Её чаще всего и используют в фармакогнозии.

 

       Химическая  классификация 

       В зависимости от строения углеродноазотного  цикла Орехов разделил алкалоиды  на несколько групп.

       1 группа - алкалоиды с азотом в боковой цепи или ациклические алкалоиды (без гетероциклов). К этой  группе относятся алкалоиды: эфедрин (эфедра хвощевая), колхамин, кохицин (безвременник великолепный), капсаицин (перец стручковый).

 
 
 
 
 

       2 группа - алкалоиды, производные  пирролидина, пирролизидина. 

 

       К этой группе относится платифиллин (крестовник плосколистный).

       

       платифиллин 

       3 группа -алкалоиды, производные пиридина  и пиперидина, делятся на несколько групп.

 

       а) простые производные пиридина и  пиперидина. К этой группе относятся  лобелин (лобелия вздутая), кониин (болиголов пятнистый).

       

       лобелин 

       б) бициклические неконденсированные системы.

       К этой группе относятся анабазин (анабазис безлистный), никотин (табак).

       

       анабазин 

       в) бициклические конденсированные системы  пиперидина и пирролидина (тропановые алкалоиды). к этой группе относятся алкалоиды скополамин, гиосциамин, атропин (растения семейства пасленовых).

 

       4 группа - алкалоиды, производные  хинолизидина.

       

       хинолизидин

       К ним относятся термопсин, цитизин (виды термопсиса), пахикарпин (софора толстоплодная).

        

       5 группа - алкалоиды, производные  хинолина.

 

       

       хинин 

       6 группа - алкалоиды, производные  изохинолина. 

       

       изохинолин

       Очень большая группа делится на несколько  подгрупп. К этой группе относятся  морфин, папаверин, кодеин (мак снотворный), глауцин (мачок желтый), хелеритрин, сангвинарин, протопин (чистотел большой, виды маклеи). 

 

       7 группа - алкалоиды, производные  индола 

 

       8 группа - алкалоиды, производные  имидазола. К этой группе относится  алкалоид пилокарпин (род пилокарпус).

 

       9 группа - алкалоиды, производные хиназолина. К ним относится алкалоид пеганин (гармала обыкновенная). 

 

       10 группа - алкалоиды, производные  пурина. К ним относятся кофеин, теобромин (чай, кофе).

       

       пурин 

       11 группа - дитерпеновые алкалоиды.  К ним относятся алкалоиды аконитов и живокостей.

       12 группа - стероидные алкалоиды. К  ним относятся алкалоиды чемерицы, паслена дольчатого.

       13 группа - алкалоиды неустановленного  строения.

       На  основании этой классификации классифицируется и сырье, содержащее алкалоиды. 

       Физические  свойства 

       В состав большинства алкалоидов входят углерод, водород, азот и кислород. Кроме  того, некоторые алкалоиды содержат в своем составе еще и серу (алкалоиды кубышки желтой).

       Агрегатное  состояние в основном зависит  от наличия в молекуле кислорода. Большинство кислородосодержащих алкалоидов - твердые кристаллические вещества, реже аморфные, без запаха, горького вкуса, как правило бесцветные, лишь некоторые алкалоиды окрашены - берберин в желтый, сангвинарин в оранжевый цвет.

       Небольшая группа бескислородных алкалоидов представлена нелетучими жидкостями, перегоняющимися с водой, с сильным неприятным запахом (кониин, никотин, пахикарпин).

       Алкалоиды оптически активны, большая часть  вращает плоскость поляризованного луча влево.

       Растворимость алкалоидов зависит от того, в какой форме они встречаются. Алкалоиды-основания хорошо растворимы в органических растворителях (исключение - кофеин) и нерастворимы в воде (исключение кофеин, эфедрин, эргометрин).

       Алкалоиды-соли хорошо растворимы в воде (исключение сульфат хинина) и нерастворимы в органических растворителях (исключение папаверина гидрохлорид - растворим в хлороформе). 

       Химические  свойства 

       Благодаря основному характеру, алкалоиды  при взаимодействии с кислотами  образуют соли. Это свойство алкалоидов широко используется при выделении и очистке алкалоидов, их количественном определении и получении препаратов. Другими общими химическими свойствами всех алкалоидов является образование осадков с солями тяжелых металлов, с комплексными соединениями, с некоторыми органическими соединениями кислого характера (пикриновая кислота, танин). Образующиеся комплексные соединения мало или совсем нерастворимы в воде. Эти свойства алкалоидов используются для их обнаружения.

       Кроме того, каждому алкалоиду присущи свои химические свойства, зависящие от его строения (тип фенолов, сложных эфиров и т.п.). 

       Распространение алкалоидов в растительном мире 

       В настоящее время из растений выделено около 5000 (по другим данным 10000) алкалоидов. алкалоиды обнаружены в растениях, составляющих примерно 10% от флоры Земного шара.

       Наиболее  широко алкалоиды распространены среди  покрытосеменных. Особенно ими богаты семейства пасленовые, маковые, лютиковые, бобовые, кутровые, логаниевые, рутовые и другие.

       Алкалоиды обнаружены также у голосеменных, хвощей, папоротников, мхов и плаунов.

       В растениях алкалоиды, как правило, находятся в виде солей органических или минеральных кислот, растворенных в клеточном соке.

       Содержание  алкалоидов в растениях невелико и колеблется от тысячных долей процента до нескольких процентов. При содержании 1-3% алкалоидов сырье считается уже богатым алкалоидами. Только некоторые растения, например, хинное дерево, содержит 15-20% алкалоидов.

       Большинство растений содержит несколько алкалоидов. Чаще всего у одного растения количественно преобладает один или 2-3 алкалоида, содержание других - значительно меньше. Алкалоиды одного растения, как правило, имеют довольно близкое строение.

       У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех  частях в значительных количествах (красавка обыкновенная, красавка кавказская). Но у большинства растений алкалоиды преобладают только в каком-либо одном органе или части растения.

       Так например, в чае китайском, белене черной алкалоиды накапливаются  в листьях, в дурмане индейском, чилибухе - в плодах или семенах, в раувольфии, безвременнике великолепном - в подземных органах.

       Различные части растения отличаются не только по количественному содержанию алкалоидов, но и по качественному составу. например, у термопсиса ланцетного в траве находится алкалоид термопсин, а в семенах - цитизин.

       На  образование и количественное содержание алкалоидов оказывает влияние фаза развития. В надземных частях растения максимальное количество алкалоидов отмечается в фазу цветения-плодоношения, в подземных органах - в фазу отмирания надземной массы.

       Большое влияние на накопление алкалоидов оказывают  внешние факторы: температура, влага. почва, свет, долгота дня, высота над уровнем моря.

       Температура - содержание алкалоидов в растениях  увеличивается в возрастанием температуры в местах из произрастания. Температура ниже 0⁰ отрицательно влияет на содержание алкалоидов, так количество алкалоидов в листьях дурмана резко снижается после заморозков.

       Влага - содержание алкалоидов в дождливые  годы значительно ниже, чем в сухие годы.

       Почва - с увеличением щелочности почв увеличивается содержание алкалоидов. Внесение азотистых удобрений повышает количество алкалоидов в растениях.

       Долгота дня - при коротком световом дне количество алкалоидов в растениях больше, нежели при длинном световом дне.