Alkaloid - kaj je to? Lastnosti, primeri alkaloidov

Alkaloid je organska alkalija, pridobljena iz rastlin. To je že dolgo praksa uporabe nekaterih vrst rastlin znotraj v obliki prahu. Njihovi učinki na telo so bodisi strupeni ali zdravilni. V začetku 19. stoletja so znani kemiki Robike in Sertürner ugotovili, da je reakcija posledica različne vsebnosti organskih spojin v njih, ki vsebujejo dušik, in reagirajo kot alkalije. Danes rastlinski alkaloidi vsebujejo več deset tisoč posameznih spojin.

Zakaj se tako imenujejo?

Po svojih lastnostih in obnašanju so alkaloidi podobni alkalnim spojinam, zlasti amonijevim spojinam, zato je njihovo ime iz latinskega alkalijskega. Kasneje je bilo odkritje - z umetnimi sredstvi je bilo mogoče pridobiti organsko alkalijo. Nato se je pojavila ločitev alkaloidov v naravno in sintetično. Potem je vse zapleteno organske spojine Bilo je vprašanje časa, vendar alkaloidi še vedno ohranjajo koncept organskih spojin amoniaka, pridobljenih iz rastlin.

Načine, kako priti

V vegetaciji so alkaloidi v obliki soli in organske kisline. Bistvo vseh metod za njihovo pridobivanje je pretvorba organskih soli v soli žveplove in klorovodikove kisline. Nato nastalo kislino obdelamo z apnom ali kavstično soda. Dobijo se polovice čistih alkaloidov. Rekristalizacijske ali destilacijske reakcije omogočajo pridobivanje snovi brez nečistoč. Pri drugi metodi sproščanja čiste snovi so primerne le tekoče spojine, ki vsebujejo dušik, vodik in ogljik. Drugi rastlinski alkaloidi so sestavljeni iz enakih elementov in kisika, so trdni in zato lahko spremenijo svoje kristalne rešetke samo s prekristalizacijo.

Lastnosti

Lastnosti alkaloidov so podobne lastnostim alkalij. Prosto reagirajo s kislinami, ne da bi sprostili vodo. Amoniak se obnaša na podoben način, kot tudi vsi derivati ​​amonijaka. Prevladujoča količina alkaloidov ne reagira z vodo, zato se kot topila pogosteje uporabljajo vino ali fuzalni alkohol. Alkaloidne raztopine imajo grenak okus, vendar nimajo vonja. Z optičnega vidika lahko te snovi zavrtijo ravnino polarizacije na desno in levo stran.

V procesu destilacije alkaloidi reagirajo s kavstičnim kalijem v odsotnosti zraka, kar ima za posledico spojine, kot so karbazol, kinon in piridin, ki imajo vse lastnosti aminov. V procesu oksidacijskih reakcij - tvorijo kisline, npr. Kinolin, v katerem je en vodik nadomeščen s karboksilno skupino.

Na podlagi izvedenih poskusov so kemiki izrazili splošno mnenje, da naravni alkaloid ni nič drugega kot rezultat zamenjave vodikovih atomov v alkalijah z različnimi ostanki rastlin, ki vsebujejo oksid. O tem je prvič govoril kemik Vyshnegradsky.

Zgodovina odkrivanja

V 19. stoletju so menili, da snovi, ki izvirajo iz rastlin, ne vsebujejo dušika v svoji sestavi. Toda leta 1817 je nemški kemik Serturner izdelal reakcijo za izolacijo čistega alkaloida, morfina (ali morfija, za katerega je bil uporabljen opijski maka), nato pa so bile določene njegove kemijske lastnosti. Leta 1818 in 1819 so drugi kemiki iz Francije - Cavantu in Peltier - izbrali brucin in strihnin iz emetičnega oreha oz. Chelibuhija. Leta 1820 so ti isti znanstveniki ponovno naredili preboj in uporabili kininovo drevo za proizvodnjo kinina in cinhonina. V naslednjih letih, vse do leta 1842, sta se Peltier in Cavantu drug za drugim dobila nova vrsta alkaloida. Na primer, alkaloid, ki se aktivno uporablja v sodobnem svetu, je kofein. Odkrili so tudi kognin, nikotin, atropin, kodein. Leta 1842 je kemik Voskresenski dodelil teobromin ločeno vrsto alkaloida iz kakavovih zrn.

Leta 1860 so francoski raziskovalci ponovno uspeli in dobili kokain. Kasneje so odkrili tudi pilokarpin, efedrin in lobelin.

Danes je okoli sedemsto različnih alkaloidov. Ampak največja skrivnost je bila upoštevana molekularne strukture te skrivnostne snovi. Vztrajal je do leta 1880. Potem so bile poslane vse moči znanstvenikov v mislih za pridobitev sintetičnih alkaloidnih spojin. Po razvoju teorije o strukturi organskih spojin, katere avtor je A. M. Butlerov, je bilo možno spoznati molekularno strukturo in sintezo alkaloidov.

Leta 1886 je nemški kemik Ladenburg ponovil sintetično reakcijo pridobivanja konjskega mesa na podlagi metod za redukcijo homologa s kovinskim natrijem v alkoholu. Sintetizirali so tudi teofilin, kofein, teobromin, nikotin, kokain in atropin. V teh letih je bilo takšne reakcije v industrijskih razmerah izjemno težko, zato nekaj časa ni bilo opravljenih raziskav. Leta 1915 je kemik V. Rodionov organiziral delo na sintezi opija, ki je bil dolgo časa pripeljan iz tujih držav. Leta 1928 je A. P. Orekhov izvedel študije flore ZSSR o vsebnosti alkaloidov v njem. Nato so ga imenovali ustanovitelj kemične narave alkaloidov. Leto kasneje je izdelal in študiral anabasina. Sedem let pozneje sta se Grigorovich in Menshikov, ki sta sintetizirala to snov, obrnila na to delo.

Leta 1932 in 1933 je Orekhov naredil nova odkritja - prejem konvolvina in coivolamina, salsolina in salsolidina.

Vzporedno z rastlinskimi elementi so bila opravljena tudi dela z živalskimi organizmi. Davno pred svojimi zmagoslavnimi odkritji je kemik Menshikov lahko dobil ksantip iz sečilnega kamna, ki ga je nato odkril v krvi in ​​tkivih različnih živali. V teku so tudi raziskave.

Uporaba

Del alkaloidnih spojin je bil uporaben v medicinski praksi kot zdravilo, kot tudi v kmetijskih zadevah v boju proti škodljivcem.

Znano je, da so skoraj vsi alkaloidi, katerih uporaba je zelo razširjena v medicini, najmočnejši strupi, ostalo pa so najbolj dragocene droge. Nekateri prizadenejo osrednji živčni sistem, nekateri - na mišično okostje, nekateri - na žile.

Kofein in strihnin hitro izboljšata delovanje živčnega sistema in zvišata krvni tlak; skopolamin in morfin imata pomirjujoč učinek; Pilokarpin poveča aktivnost žlez; kokain zmanjšuje občutljivost živčnega periferije; Nasprotno pa atropin zavira delovanje žlez; Kurarin blokira motorne živce; ergometrin pomaga zmanjšati mišice maternice; kinin se bori proti malariji; in bruhanje lahko induciramo z emetinom in anomorfinom; v oftalmološki praksi se atropin uporablja za razširitev učencev pacienta; in za njegovo zoženje uporablja fizostigmin; teobromin ima diuretični učinek; in adrenalin se uporablja za zvišanje krvnega tlaka in za oživljanje. Delovanje alkaloidov je v nekaterih primerih pogosta (odpravlja bolezen), v drugih pa se bori le proti simptomom. Na primer, kinin lahko popolnoma ozdravi malarijo, morfin pa le razbremeni in pomiri, vendar ne more odpraviti vzroka bolezni.

Razvrstitev

Razvrstitev alkaloidov temelji na strukturi njihovega dušik-ogljikovega molekularnega ogrodja. Ustanovitelj tega je bil znanstvenik A.P. Matice

1. Pirolidinski derivat se imenuje hygrice.
2. Derivat piridina se imenuje ricinin, nikotin (v šaržnih sklepih), anabasin (šteje se za insekticid), ammodendrin, atropin (pridobljen iz dature in henbana), konvolvina (uporablja se kot lokalni anestetik), kokain (iz koke, ki se uporablja kot anestetik, ki je sedaj razvrščen kot narkotična in psihotropna snov, prepovedan za proizvodnjo in uporabo).
3. Derivat kinolina se imenuje kinin in ninonin (za proizvodnjo se je uporabljalo kininsko drevo, ki je bilo uporabljeno za zdravljenje malarije).
4. Derivat izokinolina se imenuje salsolin (uporablja se za zniževanje krvnega tlaka), papaverin in opij.
5. Derivat diizokinolina je morfin (alkaloid, ki vsebuje opijev mak) in berlerin.
6. Derivat iz indola se imenuje strihnin, brucin (močan strup).
7. Derivat iz purina je kofein in teoromin (vzbuja centralni živčni sistem in zvišuje krvni tlak).

Rastline in alkaloidi

Alkaloid je produkt, ki nastane kot posledica reakcij izmenjave v rastlinah. Zakoni, po katerih se alkaloidi širijo v okolje cvetočih rastlin, še niso določeni. Največ jih je v maščobah, makah, stročnicah, v družina veverice, lilije, tisa, efedra in muhara. Med rastlinskimi vrstami ZSSR so alkaloidi našli v žitaricah, magnolijah in zrnih.

Kasneje je bila kot snov podana spremenjena definicija alkaloidov - imenovani so katalizatorji, ki lahko nevtralizirajo strupene produkte izmenjevalnih reakcij znotraj telesa, vendar nikakor ne morejo biti odpadki rastlin. Nekaj ​​let kasneje je bilo eksperimentalno dokazano, da so nekatere skupine alkaloidov sposobne sodelovati pri redoks reakcijah znotraj celic.

Skupni delež alkaloidov v rastlinskih celicah ne presega 1%. V nekaterih delih rastline je njihova koncentracija drugačna, vendar je največje število koncentrirano v listih, semenih in koreninah. Višja je stopnja osvetljenosti, temperatura okolice, pogosteje se je pojavilo gnojilo in namakanje, večja je količina alkaloidov, ki jih najdemo v obratu.

Funkcionalno

S kemičnega vidika alkaloidi, ko se zaužijejo v človeška telesa in živali, oblikujejo močne vezi z receptorji živčnega sistema in nato nadzorujejo procese blokiranja ali sprožanja procesov življenjske dejavnosti.

Za rastline imajo alkaloidi zelo pomembno vlogo, saj so rezervne snovi v procesu sinteze beljakovin, pomagajo pri zaščiti pred žuželkami in živalmi, uravnavajo vse fiziološke procese (metabolizem, rast, razmnoževanje).

Morfin in atropin

Dobite atropin iz rastlin iz solanov (belladonna, henbane, drope). Po njegovem delovanju se učenci znatno razširijo, kar je posledica oslabitve mišičnih vlaken v šarenici. Majhen neželeni učinek je povečanje intraokularnega tlaka, ker je iztekanje tekočine moteno. Druga uporaba atropina je zdravljenje bolezni prebavil, urogenitalnega sistema, za uravnavanje žlez. Za krče gladkih mišic je atropin vključen v analgetike (promedola ali morfij). V anesteziologiji se ta snov daje bolnikom pred anestezijo, kot tudi v procesu izvajanja operacij s ciljem čiščenja refleksnih reakcij v telesu. Včasih imajo osebe, ki trpijo zaradi prekomernega znojenja, predpisano uporabo atropina, ki zavira znojne žleze.

Pri prevelikem odmerjanju atropina opazimo halucinacije, konvulzije in povečano duševno vzburjenje, v nekaterih primerih lahko pride do paralize dihalnih poti.

Morfin je bil prvič uporabljen v medicini po izumu brizge za injiciranje leta 1853. Do danes se ta snov uporablja samo v bolnišničnem okolju in pod strogim računovodstvom kot anestetik. Prej je bil morfin uporabljen za zatiranje alkohola in odvisnosti od drog. Ko ga zaužijemo, zmanjša vzburjenost bolečinskega središča in tako povzroči protislepni odziv pri poškodbah. Tudi morfij lahko upočasni presnovo in zmanjša telesno temperaturo. To ima negativen učinek na dihalni sistem, povzroča zmanjšanje globine vdihavanja, kar vodi do težav z prezračevanjem pljuč in popolnim prenehanjem dihanja (pri visokih odmerkih).

Kokain in kofein

Kokain je močna psihotropna snov. V 19. stoletju so z njim zdravili astmo, težave s prebavnim sistemom in alkoholizem. Sigmund Freud je prvič govoril o učinkih kokaina na živčni sistem in izvedel vrsto študij. Kot rezultat se je izkazalo, da so njene molekule sposobne blokirati bolečine, povzročajo duševne motnje, odvisnost in smrt. Zmanjšuje apetit, vodi do uničenja osebnosti s psihološkega in fizičnega vidika. Kokain hidroklorid je bel prašek. V medicini se uporablja zelo redko - med operacijami na nosni in ustni votlini.

Kofein je sintetični alkaloid, ima psihoaktivni učinek, nima vonja, grenkega okusa. Njegovo delovanje se začne v nekaj minutah po uporabi. Lahko poveča dihalno aktivnost, poveča srčni utrip, pospeši metabolizem. Hkrati pa njegovo delo spremlja tudi diuretični učinek, kakor tudi lajšanje glavobolov. Ko se uporablja v velikih količinah, povzroča odvisnost, opustiti, kar je skoraj nemogoče. Vsebuje čaj, kavo, kakav.