ALKALOIDY 1.doc

ALKALOIDY

•Stanowią ważną z punktu widzenia leczniczego grupę związków naturalnych, głównie pochodzenia roślinnego

•Charakteryzują się strukturalną niejednorodnością

•Brak jest jednoznacznej definicji alkaloidów

•We wszystkich definicjach podkreśla się aktywność fizjologiczną alkaloidów, jako jedną z najbardziej stałych i powtarzalnych cech

Najogólniej alkaloidy można zdefiniować jako związki naturalne pochodzenia głównie roślinnego, przeważnie o dość skomplikowanej budowie, zawierające zawsze azot, wykazujące najczęściej charakter zasadowy oraz mniejszą lub większą aktywność biologiczną

•Dawniej stosowano inną definicję alkaloidów tzw. klasyczną, spotykaną również obecnie

Wg powyższej definicji alkaloidami są organiczne zasady roślinne, zawierające azot w pierścieniu heterocyklicznym, farmakologicznie aktywne o wyraźnym działaniu na układ nerwowy

Definicja klasyczna jest nieścisła

- alkaloidy takie jak efedryna, kolchicyna czy kapsaicyna posiadają bowiem atom azotu w łańcuchu bocznym cząsteczki

- niektóre alkaloidy nie posiadają charakteru zasadowego, mają charakter obojętny np. kolchicyna, teobromina i in.

- nie wszystkie alkaloidy posiadają silną aktywność fizjologiczną np. trigonellina

- nie wszystkie alkaloidy sa pochodzenia roślinnego (np. salamandryna, występująca w organizmie salamandry

•Alkaloidy zaliczane są do wtórnych produktów biosyntezy w roślinach

•

W oparciu o procesy biosyntezy alkaloidy można zaliczyć do trzech grup:

1.Alkaloidy właściwe – azot występuje zawsze w pierścieniu heterocyklicznym, powstają z amin biogennych powstałych z odpowiednich aminokwasów, np. morfina, atropina, strychnina, chinina, w świecie roślinnym przeważają

2.Protoalkaloidy – azot w pierścieniu bocznym, powstają z aminokwasów i amin biogennych, np. kapsaicyna, efedryna

3.Pseudoalkaloidy – azot nie pochodzi od aminokwasów ani od związków pokrewnych, a zostaje wbudowany w warunkach zachodzącej biosyntezy do już utworzonego szkieletu podstawowego, np. solanidyna, tomatydyna, kolchicyna prekursorami najczęściej są związki z grupy izoprenoidów (irydoidy, sterydy, terpeny, sekwiterpeny)

•ze względu na skomplikowaną budowę chemiczną w nazewnictwie alkaloidów stosowane są nazwy zwyczajowe, związane najczęściej z rośliną w której alkaloidy występują lub z której po raz pierwszy zostały wyizolowane

•Alkaloidy pirydynowe, piperydynowe, imidazolowe, indolowe, pirolizydynowe, tropanowe i in. (klasyfikacja na podstawie podstawowego układu zawierającego heteroatom azotu)

•Alkaloidy są jedną z najliczniejszych i najlepiej poznanych grup związków naturalnych

•Występują głównie w roślinach wyższych, w roślinach niższych spotykane są rzadko

•rośliny jednoliścienne – najczęściej:  Amyrylidaceae, Liliaceae, Gramineae, Orchidaceae, Plamae, rzadziej Discoreaceae, Cyperaceae i Stemonaceae

•rośliny dwuliścienne – najczęściej: Berberidaceae, Chenopodiaceae, Magnoliaceae, Buxaceae, Euphorbiaceae, Ranunculaceae, Loganiaceae, Apocynaceae, Rubiaceae, Solanaceae, Boraginaceae, Campanulaceae, Leguminosae, Compositae, Papaveraceae i in.

• W roślinach alkaloidy występują w postaci soli z kwasami organicznymi (kwas winowy, jabłkowy, octowy), a rzadziej jako sole kwasów nieorganicznych, rozpuszczone w soku komórkowym

•Rzadziej spotykane są połączenia alkaloidów z garbnikami tzw. garbnikany alkaloidów oraz z cukrami tzw. glikoalkaloidy

•W roślinach alkaloidy zazwyczaj występują w zespołach, składających się z kilku lub kilkudziesięciu związków o bardzo zbliżonej budowie, zarówno w częściach nadziemnych jak podziemnych roślin

•Zawartość alkaloidów waha się od setnych części procenta do kilku procent

•Większość alkaloidów to substancje krystaliczne (wyjątek – postać płynna - małocząsteczkowe alkaloidy jak pilokarpina i arekolina lub takie w których w cząsteczce nie ma atomu tlenu – nikotyna, koniina)

•Wolne zasady występują w stanie stałym lub ciekłym i tworzą z kwasami krystaliczne, stale sole

•Alkaloidy są optycznie czynne (wyjątek – atropina, która jest racematem)

•Większość alkaloidów to zasady trzeciorzędowe

•Nieliczne alkaloidy są zasadami  drugo- lub pierwszorzędowymi

•Spotykane są również alkaloidy o charakterze zasad czwartorzędowych (berberyna i in.)

•Niektóre alkaloidy mają charakter amidów podstawionych np. kapsaicyna

•Alkaloidy w postaci wolnych zasad dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, w praktycznie są nierozpuszczalne  w wodzie

•Alkaloidy w postaci soli rozpuszczają się dobrze w wodzie i alkoholach (metylowy, etylowy), a praktycznie są nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych

•Na różnicach w rozpuszczalności zasad i soli alkaloidów oparte jest ich wyodrębnianie z roślin

•

Dwie metody wyodrębnianie alkaloidów z roślin:

1.- zaalkalizowanie rozdrobnionego materiału roślinnego (najcz. NH3, rzadziej alkalicznymi węglanami)

         - w rezultacie zawarte w surowcu alkaloidy w postaci soli przechodzą w formę wolnych zasad

        - zaalkalizowany materiał zawierający alkaloidy w postaci wolnych zasad poddaje się ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi nie mieszającymi się z wodą (wodny r-r NH3 lub węglanów np. chloroformem, benzenem)

        - alkaloidy w postaci wolnych zasad przechodzą do rozpuszczalnika organicznego

        - oczyszczanie alkaloidów zawartych w wyciągu organicznym przeprowadza się przez wytrząsanie tego organicznego wyciągu z zakwaszoną wodą, co prowadzi do utworzenia przez alkaloidy soli z zawartym w wodzie kwas oraz rozpuszczenie tych soli w wodzie

        - roztwór wodny alkalizuje się i przeprowadza się jego reekstrakcję chloroformem

        - powtarzanie tych czynności kilkakrotne pozwala na oczyszczenie frakcji alkaloidowej (dalszy rozdział na poszczególne składniki – chromatografia preparatywna, ekstrakcja w przeciwprądzie)

2.- ekstrakcja materiału roślinnego zakwaszonym metanolem

        - alkalizacja uzyskanego ekstraktu

        - powtarzanie tej operacji parokrotne w celu oczyszczenia i wyodrębnienia alkaloidu lub frakcji alkaloidowej

-          sposób rzadziej stosowany

-           

•Dla stwierdzenia obecności alkaloidów w materiale roślinnym służą reakcje:

•STRĄTOWE – z odczynnikiem Dragendorffa, Mayera i z kwasem pikrynowym

•BARWNE – z zmodyfikowanym odczynnikiem Dragendorffa, odczynnikami opartymi o stężone kwasy mineralne (siarkowy lub azotowy)

Alkaloidy pochodne pirydyny i piperydyny
Nicotianae folium Nicotiana tabacum - tytoń szlachetny Solanaceae psiankowate	nikotyna, nornikotyna, anabazyna             nikotyna		Nikotyna działa na zwoje ukł autonomicznego podobnie jak acetylocholina lecz nie jest rozkładana acetylocholinesterazę, stąd działa dłużej   przez dwufazowe: najpierw objawy pobudzenia, wzrost ciśnienia i czynności oddechowej a później porażenie przewodnictwa impulsów w zwojach, obniżenie ciśnienia i czynności oddechowej •Po wypaleniu papierosa pojawia się krótkotrwały częstoskurcz i skok ciśnienia tętniczego, urazy te pojawiają się każdorazowo po wypaleniu papierosa •Uraz polega na krótkotrwałym zwiększeniu zużycia tlenu przez mięsień sercowy przy jednoczesnym obkurczeniu naczyń wieńcowych przez nikotynę oraz uderzeniu fali krwi na ścianę obkurczonych tętnic   Palenie sprzyja zakrzepicy i niewydolności wieńcowej przyczyna mikromartwicy m. serca , miażdżycy (zwłaszcza kończyn dolnych, nasila ślinienie się, zwiększa zapadalność na raka płuc i chorobę wrzodową żołądka i 12stnicy toksykologia, zwalczanie szkodników
Granati cortex- kora granatowca Punica granatum - granatowiec właściwy Punicaceae -granatowcowate	Poch. piperydyny: Izopeletieryna, N- metylopeletieryna               izopeletieryna		porażają mięśnie tasiemców obecnie rzadko stos. - p/tasiemcowe w weterynarii
Lobeliae herba - ziele lobelii (stroiczki) Lobelia inflata - lobelia, stroiczka rozdęta Campanulaceae- dzwonkowate	30 alkaloidów (poch. N metylopiperydyny, piperydyny i pirydyny różniących się podstawnikami w poz. C2 i C6 lub tylko C2): lobelina, lobelanina, lobelanidyna, izolobinina   kw. chelidonowy zw. i żywicowe i lotne z parą wodną		źródło alkaloidów gł. lobeliny, lobelina stymuluje ośrodek oddechowy(zamartwica u noworodków, zapaść po zatruciu gazem świetlnym, zatrucie narkotykami); p/astmatyczne(izolobinina), lobelina pobudza ośrodek wymiotny, w dużych dawkach dział. jak nikotyna- w kuracjach odwykowych-powoduje wstręt do palenia-odruch wymiotny stosowane drogą pozajelitową (iniekcje domięśniowe, po podaniu doustnym nie wykazują działania)                                                               izolobinina lobelina
Arecae semen - nasienie żuwni (areki) Areca catechu - palma katechowa Palmae- palmy	Głównie arekolina (bezwonna bezbarwna ciecz) arekaidyna		arekolina -podobnie do nikotyny (słabiej i mniej toksyczna) stos. w weterynarii jako śr. p/robaczy i p/tasiemczy – poraża mięśnie robaków i pobudza perystaltykę jelit co powoduje ich wydalanie p, używka arekaidyna- psychotropowo, pobudzająco             Arekolina                                       Arekaidyna
Conium maculatum-szczwół plamisty Umbelliferae- baldaszkowe	koniina, koniceina konina		koniina-ośrodkowo, poraża centra ruchowe i opuszkowe rdzenia, kręgowego i przedłużonego, w początkowym stadium zatrucia występuje porażenie o charakterze typowo wstępującym, śmierć następuje z powodu ośrodkowego porażenia oddechu, po 0,5 d0 5 godzin, a czasem nawet po kilku dniach   wchłania się przez skórę•i przez śluzówkę z przewodu pokarmowego, szybko przemieszcza się do wszystkich narządów Dawka śmiertelna koniiny dla człowieka od 0,5-1 g •γ - KONICEINA – bardziej toksyczna
Scoparii herba- ziele żarnowca Saothamnus scoparius- żarnowiec miotlasty Leguminosae- strączkowe	Al. Chinolizydynowe- sparteina, Poch. piperydyny: izosparteina, lupanina, genisteina		sparteina- chrono- i inotropowo (-),w niewydolności mięśnia sercowego,w częstoskurczu napadowym ,spadek przewodnictwa jako środek p/arytmiczy, cardiotonicum, pobudza skurcze macicy do wywoływania porodu     sparteina
Alkaloidy pochodne tropanu •Szkielet tropanu jest zbudowany z dwóch skondensowanych pierścieni zawierających heterocykliczny azot: z pięcioczłonowego pierścienia pirolidyny i sześcioczłonowego pierścienia piperydyny •Obydwa pierścienie występują w postaci N-metylowej pochodnej •Powstały z tropanu aminoalkohol – 3-hydroksy tropanol (tropan-3-ol)stanowi podstawowy szkielet alkaloidów tropanowych •3-hydroksy tropanol występuje w dwóch odmianach izomerycznych α i β tzn. tropan-3- α-ol i tropan-3- β-ol zwany Ψ-tropiną •Połączenia estrowe obu odmian tego aminoalkoholu stanowią właściwe alkaloidy tropanowe •Pochodne tropiny i kwasu tropowego (α-fenylo-β-hydroksypropionowego) występują przede wszystkim w rodzinie Solanaceae, natomiast pochodne Ψ-tropiny w rodzinie Erythroxylaceae •Pomiędzy alkaloidami tropinowymi, a alkaloidami pochodnymi Ψ-tropiny istnieją zasadnicze różnice w zakresie ich właściwości farmakologicznych                         ...