Химическая структура эфедрина — алкалоида, производного фенилэтиламина


Не следует путать с Альдегид.

Алкалоиды — большая группа азотсодержащих органических соединений, обладающих свойствами слабого основания, часто имеющих достаточно сложную химическую структуру и выделяемых на основании не только химических признаков. Помимо углерода, водорода и азота в молекулы алкалоидов могут входить атомы серы, реже хлора или брома. Многие алкалоиды обладают выраженной физиологической активностью, большая часть алкалоидов имеет растительное происхождение, реже алкалоиды обнаруживаются в грибах и животных. Некоторые соединения, иногда относимые к алкалоидам, синтезированы и в естественных условиях не встречаются.

Такие соединения, как аминокислоты, пептиды, белки, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, аминосахара и антибиотики обычно не относят к алкалоидам.[1]

Содержание

Название

Название нем. Alkaloide введено в 1818 году немецким аптекарем Карлом Майснером (нем. Carl Meißner) и образовано от арабского al qualja — «пепел растений» или позднелатинского alcali — «щёлочь» и греческого oidos — «похожий (вид)».

По сложившейся традиции алкалоидам присваивают тривиальные названия, образуя индивидуальные названия алкалоидов присоединением суффикса «ин» к видовым или родовым названиям алкалоидоносов.
Например: атропин выделен из растения Белладонна (Atropa belladonna L.), стрихнин получен из рвотных орешков — семян дерева Чилибуха (Strychnos nux-vomica L.)

История открытия и исследования

Изучение алкалоидов началось в XIX веке. В 1803 году были получены алкалоиды опия в виде смеси кристаллических веществ. В 1806 году из них был выделен первый индивидуальный алкалоид морфин. В последующие годы были открыты стрихнин, хинин, кофеин, атропин, эфедрин и другие. Первый синтез алкалоида осуществлён в 1873 году. К середине XX века было открыто более тысячи соединений. В настоящее время известно более 5000 алкалоидов и поиск новых алкалоидов продолжается, например, в морских организмах.

Классификация

Не существует единой классификации алкалоидов.

  • Классификация, основанная на строении углеродного скелета молекулы, наиболее распространена и признана. Например: изохинолиновые, пептидные, пиридиновые, пуриновые, хиназолиновые, хинолиновые.
  • Классификация по филогенетическому признаку основана на объединении в одну группу всех соединений, выделенных из общего источника, например из растений одного рода.
  • Классификация по биогенетическим предшественникам, различает группы алкалоидов на основании участия в биосинтезе определённых соединений: орнитин, пролин, лизин, фенилаланин, триптофан, антраниловая кислота, гистидин. Такая классификация используется не часто, на её основе бывает невозможно однозначно отнести алкалоиды со сложной структурой к одной определённой группе.
Тип (базовое соединение) Основные группы Основные пути биосинтеза Представители
Алкалоиды с азотистыми гетероциклами (истинные алкалоиды)
Производные пирролидина[2] Орнитин или аргининпутресцин → N-метилпутресцин → N-метил-Δ1-пирролин[3] Гигрин, гигролин, кускгигрин, стахидрин, турицин, бруссонетин[4][5]
Производные пиперидина[6] Простые производные пиперидина[7] Лизинкадаверин → Δ1-пиперидеин[8] Седамин[9]
Группа кониина[10] Кониин, коницеин, конгидрин, пельтьерин[11]
Группа лобелина[12] Лобелин, лобеланин[13][14]
Производные пиридина[15] Простые производные пиридина[16] Никотиновая кислота → дигидроникотиновая кислота → 1,2-дигидропиридин[17] Тригонелин, рицинин, ареколин[18][19]
Полициклические неконденсированные производные пиридина[20] Никотин, норникотин, анабазин, анатабин[21][22]
Полициклические конденсированные производные пиридина[23] Актинидин, генцианин, педикулинин[24]
Сесквитерпеноидные производные пиридина[25] Никотиновая кислота, изолейцин[26] Эвонин, гиппократеин, гипоглаунин, триптонин[27][28]
Производные имидазола[29] Напрямую из гистидина[30] Гистамин, пилокарпин, долихотелин, пилозин, стивенсин[31][32]
Производные тиазола[33] 1-деокси-D-ксилулозы-5-фосфат (DOXP), тирозин, цистеин[34] Аргохелин, ностоцикламид, тиострептон[35][36]
Производные оксазола[37] (Тирозинтирамин), кофейная кислота[38] Аннулолин, галфординол, тексалин, тексамин[39]
Производные тропана[40] Группа атропина
Заместители в позициях 3,6 или 7[41]
Орнитин или аргининпутресцин → N-метилпутресцин → N-метил-Δ1-пирролин[42] Атропин, апоатропин, скополамин, гиосциамин[43][44][45]
Группа кокаина
Заместители в позициях 2 и 3[46]
Кокаин, экгонин[47][48]
Производные пирролизидина[49] Неэфирные[50] Орнитин или аргининпутресцин → гомоспермидин → ретронецин Ретронецин, гелиотридин, лабурнин[51][52]
Сложные эфиры монокарбоновых кислот[53] Индицин, линделофин, саррацин[54]
Макроциклические диэфиры[55] Платифиллин, триходесмин[56]
Производные хинолизидина[57] Группа лупинина[58] Лизинкадаверин → Δ1-пиперидеин[59] Лупинин, нуфаридин[60]
Группа цитизина[61] Цитизин[62]
Группа спартеина[63] Спартеин, лупанин, анагирин, пахикарпин[64]
Группа матрина[65] Матрин, оксиматрин, алломатридин, софоранол[66][67][68]
Группа ормозанина[69] Ормозанин, пиптантин[70][71]
Группа 9b-азафеналена[72] Гиппоказин, конвергин, кочинеллин[73]
Группа фенантрохинолизидина[74] Криптоплеврин, криптоплевридин[75]

Свойства

Растворы алкалоидов имеют слабо щелочную реакцию. Большинство алкалоидов плохо растворимы в воде. Они, как правило, лучше растворимы в растворах неорганических кислот. При этом образуются лучше растворимые соли алкалоидов. Растворы солей алкалоидов, как правило, имеют кислую реакцию, в полном соответствии с законами диссоциации солей слабых оснований с сильными кислотами.

Многие алкалоиды сильно ядовиты, нередко они имеют горький вкус. Предполагается, что таким образом естественный отбор защитил животных от вырабатываемых растениями алкалоидов, в свою очередь обеспечивших защиту растения от поедания животными. В растениях алкалоиды могут откладываться в листьях, коре, корнях, семенах. Некоторые из этих ядовитых алкалоидов обладают в малых дозах теми или иными ценными фармакологическими свойствами, делающими возможным их медицинское применение.

Примерами алкалоидов, нашедших применение в медицине в виде чистых веществ, являются морфин, кокаин, кофеин, кодеин, хинин, стрихнин, атропин, галантамин, теин, теобромин, пахикарпин и другие.

Многие алкалоиды не выделены в чистом виде за ненадобностью и малоценностью для клинической практики, но содержащие эти алкалоиды растения продолжают широко использоваться в клинической практике. Примером является валериана, содержащая среди прочих веществ алкалоиды валерин и хатинин.

Примечания

  1. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). Compiled by A. D. McNaught and A.Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook
  2. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 224
  3. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 75
  4. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 33
  5. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 224
  6. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 225
  7. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 80
  8. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 95
  9. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 80
  10. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 81
  11. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 81
  12. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 94
  13. Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — с. 94
  14. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 7
  15. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 227
  16. Химическая энциклопедия: Пиридиновые алкалоиды
  17. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 107
  18. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 227
  19. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 85
  20. Химическая энциклопедия: Пиридиновые алкалоиды
  21. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 227
  22. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 85
  23. Химическая энциклопедия: Пиридиновые алкалоиды
  24. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 228
  25. Химическая энциклопедия: Пиридиновые алкалоиды
  26. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 110
  27. Химическая энциклопедия: Пиридиновые алкалоиды
  28. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 107
  29. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 241
  30. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 104
  31. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 241
  32. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 104
  33. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 242
  34. Tadhg P. Begley Encyclopedia of Chemical Biology: Cofactor Biosynthesis
  35. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 242
  36. John R. Lewis Amaryllidaceae, muscarine, imidazole, oxazole, thiazole and peptide alkaloids, and other miscellaneous alkaloids // Nat. Prod. Rep.. — 2000. — № 17. — С. 57—84.
  37. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 241
  38. Arnold Brossi. The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology, Volume 35. — Academic Press, 1989. — p. 261
  39. Arnold Brossi. The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology, Volume 35. — Academic Press, 1989. — pp. 260-263
  40. Manfred Hesse. Alkaloids. Nature's Curse or Blessing. — Wiley-VCH, 2002. — p. 33.
  41. Химическая энциклопедия: Тропановые алкалоиды
  42. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 75
  43. Химическая энциклопедия: Тропановые алкалоиды
  44. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 224
  45. Manfred Hesse. Alkaloids. Nature's Curse or Blessing. — Wiley-VCH, 2002. — p. 34.
  46. Химическая энциклопедия: Тропановые алкалоиды
  47. Химическая энциклопедия: Тропановые алкалоиды
  48. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 27
  49. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 229
  50. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  51. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  52. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 229
  53. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  54. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  55. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  56. Химическая энциклопедия: Пирролизидиновые алкалоиды
  57. Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — с. 230
  58. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  59. Tadeusz Aniszewski Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: 2007. — p. 98
  60. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  61. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  62. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  63. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  64. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  65. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  66. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  67. J.E. Saxton The Alkaloids. A Specialist Periodical Report. Volume 1. — London: The Chemical Society, 1971. — p. 91.
  68. Joseph P. Michael Indolizidine and quinolizidine alkaloids // Nat. Prod. Rep.. — 2002. — № 19. — С. 458—475.
  69. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  70. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  71. J.E. Saxton The Alkaloids. A Specialist Periodical Report. Volume 1. — London: The Chemical Society, 1971. — p. 92.
  72. Химическая энциклопедия: Хинолизидиновые алкалоиды
  73. Joseph P. Michael Indolizidine and quinolizidine alkaloids // Nat. Prod. Rep.. — 1999. — № 16. — С. 675—696.
  74. J.E. Saxton The Alkaloids. A Specialist Periodical Report. Volume 1. — London: The Chemical Society, 1971. — p. 93.
  75. J.E. Saxton The Alkaloids. A Specialist Periodical Report. Volume 1. — London: The Chemical Society, 1971. — pp. 93-95.

Литература

  • Орехов А. П. Химия алкалоидов. — Изд.2. — М.: АН СССР, 1955. — 859 с.
  • Кунянц И. Л. Химическая энциклопедия. — М.: Советская эциклопедия, 1988. — Т. 1 абл-дар. — С. 83. — 623 с.
  • Племенков В.В. Введение в химию природных соединений. — Казань: 2001. — 376 с.
  • Tadeusz Aniszewski. Alkaloids – secrets of life. — Amsterdam: Elsevier, 2007. — 335 с. — ISBN 978-0-444-52736-3
  • Tadhg P. Begley. Encyclopedia of Chemical Biology. — Wiley, 2009. — 3188 с. — ISBN 978-0-471-75477-0
  • Arnold Brossi. The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology, Volume 35. — Academic Press, 1989. — 335 с. — ISBN 0-12-469535-3
  • Manfred Hesse. Alkaloids. Nature's Curse or Blessing. — Wiley-VCH, 2002. — 414 с. — ISBN 978-3-906390-24-6
  • J.E. Saxton The Alkaloids. A Specialist Periodical Report. Volume 1. — London: The Chemical Society, 1971. — 524 с.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.