Alkaloid - co to je? Vlastnosti, příklady alkaloidů

Alkaloid je organický alkalický materiál odvozený od rostlin. Již dávno se používá praxe některých druhů rostlin ve formě prášku. Jejich účinky na tělo jsou buď toxické, nebo hojivé. Na počátku 19. století zjistili slavní chemici Robike a Sertürner, že reakce je způsobena různým obsahem organických sloučenin v nich, které obsahují dusík, a reagují, chovají se jako alkálie. Dnes rostlinné alkaloidy představují desítky tisíců jednotlivých sloučenin.

Proč se jim říká?

Z hlediska vlastností a chování jsou alkaloidy podobné alkalickým sloučeninám, zejména sloučeninám amoniaku, tudíž jejich jméno z latiny alkalické - alkalické. Později byl objev - bylo možné získat umělé organické alkálie. Pak se objevilo oddělení alkaloidů do přírodních a syntetických. Pak se nějaké komplikuje organických sloučenin Byla to otázka času, ale alkaloidy stále zachovávají koncept organických sloučenin amoniaku odvozených z rostlin.

Způsoby, jak se dostat

Ve vegetaci jsou alkaloidy ve formě soli a organické kyseliny. Podstatou všech metod jejich získání je přeměna organických solí na soli kyseliny sírové a kyseliny chlorovodíkové. Poté se výsledná kyselina zpracuje vápnem nebo hydroxidem sodným. Jsou získány poločisté alkaloidy. Rekrystalizační nebo destilační reakce umožňují získat látky bez nečistot. Pro druhou metodu uvolňování čisté látky jsou vhodné pouze tekuté sloučeniny obsahující dusík, vodík a uhlík. Ostatní rostlinné alkaloidy jsou složeny ze stejných prvků a kyslíku, jsou pevné, a proto mohou změnit své krystalová mřížka pouze rekrystalizací.

Vlastnosti

Vlastnosti alkaloidů jsou podobné vlastnostem zásad. Reagují volně s kyselinami, aniž by uvolňovali vodu. Amoniak se chová podobným způsobem stejně jako všechny deriváty amoniaku. Převládající množství alkaloidů nereaguje s vodou, a proto je víno nebo fusel alkohol častěji používán jako rozpouštědla. Alkaloidní roztoky mají horkou chuť, ale nemají vůni. Z optického hlediska jsou tyto látky schopny otočit rovinu polarizace na pravou a levou stranu.

Při procesu destilace reagují alkaloidy s žíravým draslítem v nepřítomnosti vzduchu, což vede ke vzniku sloučenin, jako jsou karbazol, quinomen a pyridin, které mají všechny vlastnosti aminů. V procesu oxidačních reakcí se tvoří kyseliny, například chinolin, ve kterém je jeden vodík nahrazen karboxylovou skupinou.

Na základě provedených experimentů chemici vyjádřili společný názor, že přirozený alkaloid není nic jiného než výsledek nahrazení atomů vodíku v zásadách různými rostlinnými zbytky obsahujícími oxid. Poprvé o tom hovořil chemik Vyshnegradský.

Historie objevů

V 19. století se věřilo, že látky odvozené z rostlin neobsahují v jejich složení dusík. Ale v roce 1817 vyvolal německý chemik Serturner reakci na izolování čistého alkaloidu, morfinu (nebo morfinu, pro který byl použit opiový mák), a poté byly stanoveny jeho chemické vlastnosti. V letech 1818 a 1819, jiní lékárníci z Francie - Cavantu a Peltier - vybrali brucine a strychnine z emetic vlašského ořechu a chelibuhi, respektive. V roce 1820 tito vědci znovu učinili průlom a použili chininový strom k výrobě chininu a cinchoninu. V následujících letech, až do roku 1842, Peltier a Cavantu jeden po druhém obdrželi nový druh alkaloidu. Například alkaloid, který se v moderním světě aktivně používá, je kofein. Cognin, nikotin, atropin, kodein byly také objeveny. V roce 1842 přidělil chemik Voskresensky teobromin samostatný typ alkaloidu z kakaových bobů.

V roce 1860 se francouzští vědci opět podařilo a dostali kokain. Později také objevili pilokarpin, efedrin a lobelin.

Dnes je asi sedm set různých alkaloidů. Bylo však zvažováno největší tajemství molekulární struktura tyto tajemné látky. Trvalo to až do roku 1880. Pak byly poslány veškeré síly vědců mysli, aby získaly syntetické alkaloidové sloučeniny. Po vývoji teorie struktury organických sloučenin, jehož autorem je A. M. Butlerov, bylo možné se dozvědět o molekulární struktuře a syntéze alkaloidů.

V roce 1886 německý chemik Ladenburg reprodukoval syntetickou reakci získání konského masa na základě metod pro snížení homologu s kovovým sodíkem v alkoholu. Teofylin, kofein, teobromin, nikotin, kokain a atropin byly také syntetizovány. V těchto letech bylo extrémně obtížné tyto reakce vyvolat v průmyslových podmínkách, takže nebylo provedeno nějaký časový výzkum. A v roce 1915 chemik V. Rodionov uspořádal práci na syntéze opia, která byla dlouhou dobu přinášena z cizích zemí. V roce 1928 provedl A. P. Orekhov studium flóry SSSR pro obsah alkaloidů v něm. Pak byl nazván zakladatelem chemické povahy alkaloidů. O rok později produkoval a studoval anabasin. O sedm let později se k této práci obrátili Grigorovič a Menshikov, kteří tuto látku syntetizovali.

V letech 1932 a 1933 uskutečnil Orekhov další objevy - získal konvolvin a koivolamin, salsolin a salsolidin.

Souběžně s rostlinnými prvky byly prováděny práce s živočišnými organismy. Dlouho před jeho triumfálními objevy byl chemik Menshikov schopen dostat xantip z močového kamene, který pak objevil v krvi a tkáních různých zvířat. Rovněž probíhá výzkum.

Aplikace

Část alkaloidových sloučenin byla užitečná v lékařské praxi jako léky, stejně jako v zemědělských záležitostech v boji proti škůdcům.

Je známo, že téměř všechny alkaloidy, jejichž použití je rozšířené v medicíně, jsou nejsilnějšími jedy, zbytek jsou nejhodnotnějšími léky. Některé z nich ovlivňují centrální nervový systém, některé - na svalnaté kostře, některé - na plavidlech.

Kofein a strychnin rychle zvyšují aktivitu nervového systému a zvyšují krevní tlak; skopolamin a morfin mají uklidňující účinek; pilokarpin zvyšuje aktivitu žláz; kokain snižuje citlivost nervové periferie; atropin, naopak, inhibuje funkci žláz; Kurarin blokuje motorické nervy; ergometrin pomáhá snižovat děložní svaly; chinin bojuje proti malárii; a zvracení může být vyvoláno emetinem a anomorfinem; v oftalmické praxi se atropin používá k rozšíření žáků pacienta; a pro jeho zúžení platí fyzostigmin; theobromin má diuretický účinek; a adrenalin se používá ke zvýšení krevního tlaku a k resuscitaci. Účinek alkaloidů je v některých případech běžný (eliminuje onemocnění), v jiných se jedná pouze o symptomy. Například, chinin může zcela vyléčit malárii, zatímco morfin jen zmírňuje a uklidňuje, ale není schopen eliminovat příčinu onemocnění.

Klasifikace

Klasifikace alkaloidů je založena na struktuře molekulového skeletu dusíku a uhlíku. Zakladatelem toho byl vědec A.P. Ořechy

1. Pyrrolidinový derivát se nazývá hygrose.
2. Derivát pyridinu se nazývá ricinin, nikotin (obsažený v dávkových kloubech), anabazin (považovaný za insekticid), ammodendrin, atropin (získaný z datury a henbane), konvolvin (používaný jako lokální anestetikum), kokain anestetikum, které je nyní klasifikováno jako omamná a psychotropní látka, zakázáno pro výrobu a použití).
3. Chinolinový derivát se nazývá chinin a ninhonin (pro výrobu byl použit chininový strom používaný k léčbě malárie).
4. Derivát isochinolinu se nazývá salsolin (používaný ke snížení krevního tlaku), papaverin a opium.
5. Derivát diizochinolinu je morfin (alkaloid, který obsahuje opium mak) a berlerin.
6. Derivát z indolu se nazývá strychnin, brucine (silný jed).
7. Derivát purinem je kofein a teoromin (vzrušuje centrální nervový systém a zvyšuje krevní tlak).

Rostliny a alkaloidy

Alkaloid je produkt získaný v důsledku výměnných reakcí v rostlinách. Zákony, podle nichž se alkaloidy šíří v prostředí kvetinových rostlin, dosud nebyly stanoveny. Největší počet se vyskytuje u kukátků, máku, luštěnin, v rodina noční, lilie, tis, ephedra a létající agar. Mezi flórou SSSR byly nalezeny alkaloidy v obilovinách, magnoliích a konvolvátech.

Později byla dána pozměněná definice alkaloidů jako látky - byly nazývány katalyzátory, které jsou schopné neutralizovat toxické produkty výměnných reakcí uvnitř těla, ale nemohou být v žádném případě odpadními produkty rostlin. O několik let později bylo experimentálně prokázáno, že určité skupiny alkaloidů jsou schopné podílet se na redoxních reakcích uvnitř buněk.

Celkový podíl alkaloidů v rostlinných buňkách nepřesahuje 1%. V některých částech rostliny je jejich koncentrace odlišná, ale největší počet je koncentrován do listů, semen a kořenů. Čím vyšší je úroveň osvětlení, okolní teplota, častější hnojení a zavlažování, tím větší je množství alkaloidů nalezených v rostlině.

Funkční

Z chemického hlediska alkaloidy, když jsou absorbovány do těl lidí a zvířat, vytvářejí silné vazby s receptory nervového systému a pak kontrolují procesy blokování nebo spouštění procesů životně důležité činnosti.

U rostlin hrají alkaloidy velmi důležitou roli, jsou rezervní látky v procesu syntézy proteinů, pomáhají při ochraně před hmyzem a živočichy, regulují všechny fyziologické procesy (metabolismus, růst, reprodukce).

Morfin a atropin

Získejte atropin od solanaceous rostlin (belladonna, henbane, drogy). Pod jeho působením se žáci výrazně rozšiřují, což je způsobeno oslabením svalových vláken v duhovce. Malý vedlejší účinek je nárůst nitroočního tlaku, protože výtok tekutiny je narušen. Dalším použitím atropinu je léčba onemocnění gastrointestinálního traktu, urogenitálního systému, pro regulaci žláz. Pro křeče hladkého svalstva je atropin zařazen do analgetik (promedola nebo morfin). Při anesteziologii se tato látka podává pacientům před anestézou, stejně jako při provádění operací s cílem vyčistit reflexní reakce v těle. Někdy lidé, kteří trpí nadměrným pocením, jsou předepisováni použitím atropinu, který potlačuje potní žlázy.

Při předávkování atropinem jsou pozorovány halucinace, křeče a zvýšené duševní vzrušení, v některých případech může dojít k paralýze dýchacího traktu.

Morfina byla poprvé použita v medicíně po vynalezu stříkačky pro injekci v roce 1853. Dosud se tato látka používá pouze v nemocničním prostředí a pod přísným účetnictvím jako anestetikum. Dříve byl morfin používán k potlačení alkoholu a drogové závislosti. Při požití snižuje excitaci střediska bolesti a poskytuje protizánětlivé reakce při poranění. Také morfin může zpomalit metabolismus a snížit tělesnou teplotu. Má negativní vliv na dýchací systém, což způsobuje snížení hloubky vdechnutí, což vede k problémům s ventilací plic a úplným zastavením dýchání (při vysokém dávkování).

Kokain a kofein

Kokain je silná psychotropní látka. V 19. století se s ním léčil astma, problémy s trávicí soustavou a alkoholismus. Poprvé Sigmund Freud hovořil o účincích kokainu na nervový systém a uskutečnil řadu studií. V důsledku toho se ukázalo, že jeho molekuly jsou schopné blokovat bolestivé impulsy, způsobující duševní poruchy, závislost a smrt. Snižuje chuť k jídlu, vede k zničení osobnosti z psychologického a fyzického hlediska. Kokain hydrochlorid je bílý prášek. V lékařství se používá extrémně vzácně - při operacích na nosní a ústní dutině.

Kofein je syntetický alkaloid, má psychoaktivní účinek, nemá vůni, má hořkou chuť. Jeho působení se začne během několika minut po použití. Je schopen zvýšit respirační aktivitu, zvýšit srdeční frekvenci, urychlit metabolismus. Současně je jeho práce doprovázena diuretickým účinkem, stejně jako úleva od bolesti hlavy. Při použití ve velkém množství způsobuje závislost, opuštění, což je téměř nemožné. Obsahuje čaj, kávu, kakao.