19_alkaloidy.pdf

ALKALOIDY

Podstawowy podział alkaloidów:

§ alkaloidy są organicznymi zasadami roślinnymi zawierającymi azot wbudowany w układ heterocykliczny

§ zaliczane są do związków biologicznie czynnych – oddziałują na w dużej mierze na układ nerwowy

§ są biogenetycznie powiązane z aminokwasami oraz aminami biogennymi (ale istnieje wiele substancji

zaliczanych do alkaloidów nie posiadających azotu w pierścieniu heterocyklicznym)

§ alkaloidy stanowią wtórne produkty przemiany materii

§ odstępstwa od tych cech posiadają jedynie pseudoalkaloidy oraz protoalkaloidy

§ wśród alkaloidów wyróżnia się trzy duże grupy:

ü alkaloidy właściwe

§ jest to najważniejsza grupa alkaloidów

§ posiadają atom azotu wbudowany do pierścienia heterocyklicznego

§ biogenetycznie pochodzą od amin powstałych w wyniku dekarboksylacji aminokwasów

alifatycznych lub aromatycznych (tryptofan, fenyloalanina, lizyna)

ü protoalkaloidy

§ są to związki o budowie aromatyczno-alifatycznej

§ zawierają atom azotu wbudowany nie do pierścienia heterocyklicznego, ale do łańcucha

bocznego alifatycznego

§ w ich powstawaniu uczestniczą aminokwasy, podobnie jak w przypadku alkaloidów

właściwych (powstają przez metylację lub dekarboksylację)

§ mają one charakter I- i II-rzędowych amin lub podstawionych amidów

§ do alkaloidów tego typu zaliczana jest efedryna, meskelina, kapsaicyna

ü pseudoalkaloidy

§ są tozasadyroślinne,wktórychazot niepochodziodaminokwasówlubamin

biogennych, ale jest wbudowany w końcowej fazie ich syntezy

§ struktura węglowa jest podobna do związków purynowych, związków terpenowych lub

steroidowych

§ nie posiadają odczynu zasadowego

Występowanie alkaloidów w świecie roślinnym i ich rola:

§ alkaloidy mają za zadanie chronić roślinę przed zwierzętami roślinożernymi (zwierzęta instynktownie je

omijają)

§ występują one zarówno w obrębie roślin wyższych, jak i niższych, choć zdecydowanie rzadziej (w przypadku

roślin niższych występują w przetrwalnikach buławinki czerwonej Claviceps purpurea , w paprotnikach

Lycopodium )

§ występują w obrębie licznych rodzin botanicznych:

ü rośliny 1-liścienne: Liliaceae, Poaceae, Palmae

ü rośliny 2-liścienne: Apocynaceae, Liguminosae, Papaveraceae, Solanaceae, Ranunculaceae,

Rubiaceae, Taxaceae

§ do rodzin, w obrębie których nie wyróżnia się gatunków zawierających alkaloidy zalicza się rodzinę:

ü Fagaceae

ü Lamiaceae

ü Rosaceae

ü Salicaceae

§ zawartość w alkaloidów w roślinach waha się od setnych części procenta do nawet kilkunastu procent, w

zależności od gatunku rośliny (np. chinowiec zawiera ok. 18% połączeń alkaloidowych)

§ alkaloidy występują w obrębie całej rośliny, zarówno w częściach nadziemnych jak i podziemnych z wyjątkami

(mak lekarski Papaver somniferum posiada nasiona pozbawione alkaloidów)

§ zazwyczaj występują w postaci soli w soku komórkowym jako szczawiany, jabłczany, cytryniany i siarczany –

rzadko natomiast występują w połączeniach z cukrami (jeżeli występują nazywane są glikoalkaloidami) czy

garbnikami (garbnikany alkaloidów)

§ zwykle tworzą zespołu składające się z kilku – kilkudziesięciu związków o zbliżonej budowie

§ niekiedy wykształcają połączenia z kwasami chelidonowym, mekonowym oraz chinowym:

COOH

kwas chelidonowy

Chelidonium majus

kwas mekonowy

Papaver somniferum

kwas chinowy

Chinchona pubescens

Właściwości fizykochemiczne alkaloidów:

§ alkaloidy małocząsteczkowe zawierające jedynie atom azotu jako heteroatom w pierścieniu są zazwyczaj

związkami ciekłymi, lotnymi z parą wodną (arekonina i pilokarpina zawierające atom tlenu również są ciekłe

występują jako wolne zasady)

§ wielkocząsteczkowe alkaloidy oraz alkaloidy małocząsteczkowe zawierające wbudowany atom tlenu są

substancjami krystalicznymi

§ są to związki optycznie czynne, zazwyczaj występujące w formie lewoskrętnej, niekiedy również w postaci

racematu (np. hioscyjamina (L) – racemiczna atropina)

§ są związkami biologicznie czynnymi

§ zazwyczaj mają charakter amin II- oraz III-rzędowych, jedynie nieliczne mają charakter amin I-rzędowych

(meskalina) lub IV-rzędowych soli aminowych czy podstawionych amidów

§ charakteryzują się zróżnicowaną rozpuszczalnością:

ü występują jako wolne zasady, dlatego są trudno rozpuszczalne w wodzie, dobrze w

rozpuszczalnikach średniopolarncyh

ü są rozpuszczalne są w benzenie czy chloroformie

ü alkaloidy sporyszu o charakterze prostych amidu są rozpuszczalne w wodzie, podobnie jak

niektóre alkaloidy o charakterze IV-rzędowych zasad

§ alkaloidy z kwasami tworzą stałe, łatwo krystalizujące sole (w procesie izolacji z materiału roślinnego) – sole

dobrze rozpuszczają się w wodzie, trudno natomiast w rozpuszczalnikach niepolarnych i średniopolarnych

Reakcje charakterystyczne dla alkaloidów:

§ analiza surowców alkaloidowych opiera się o reakcje strąceniowe oraz strąceniowo-barwne, pozwalające na

wykrycie związku, a następnie za oznaczeniu jego zawartości

§ dla alkaloidów charakterystyczne są reakcje z:

ü odczynnikiem Mayera (jodek rtęciowo-potasowy) – białe osady

ü odczynnikiem Dragendorfa (zasadowy azotan bizmutu z jodkiem) – powstają charakterystyczne

pomarańczowe osady

ü kwasem krzemowo-wolframowym

ü kwasem pikrynowym (reagują sole dając żółte zabarwienie)

ü taniną (powstają osady)

Aktywność farmakologiczna alkaloidów:

§ alkaloidy charakteryzują się bardzo wysoką i szeroko zakresową aktywnością farmakologiczną

§ stosowane są jako:

ü remedia analgetica (środki p/bólowe) – morfina, chinina, chelidonina (słabe działanie p/bólowe)

ü remedia analeptica (środki cucące) – strychnina, lobelina, kofeina

ü remedia narcotina (środki narkotyczne) – morfina, opium, kodeina

ü remedia psychoanaleptica (środki poprawiające sprawność umysłową i samopoczucie) – kofeina, teofilina,

efedryna, teobromina

ü remedia sedativa (środki uspokajające) – rezerpina

ü remedia antitussica (środki p/kaszlowe) – kodeina, glaucyna, morfina (słabo), cefelina, emetyna

ü remedia hipotonica (środki obniżające ciśnienie krwi) – receprina, uwodornione alkaloidy sporyszowe,

alkaloidy Veratrum , johimbina

ü remedia smasmolitica (środki rozkurczające) – papaweryna, teofilina, kofeina, teobromina, atropina,

narkotyna, glaucyna, chelidonina

ü remedia uterotonica (środki kurczące mięśnie macicy) – alkaloidy sporyszu, chinidyna

ü remedia chelagoga, choleretica (środki żółciopędne i żółciotwórcze) – boldyna, chelidonina

ü remedia diuretina (środki moczopędne) – alkaloidy kofeinowe

ü remedia antiastmatica (środki p/astmatyczne) – efedryna, alkaloidy tropanowe

ü remedia carcinostaticum (środki p/nowotworowe) – kolchicyna, taksol, winkrystyna

Izolacja alkaloidów z materiału roślinnego:

§ izolacja alkaloidów z surowców roślinnych możliwa jest dzięki zastosowaniu rozpuszczalników o różnej

polarności – w pierwszej kolejności wykorzystuje się rozpuszczalniki średniopolarne, następnie zmienia się

pH (odchodzenie substancji balastowych)

§ IV-rzędowe zasady strąca się solną Breinekego, a następnie w wyniku rozkładu otrzymuje się wolne zasady

§ w wyniku destylacji parą wodną można otrzymywać lotne alkaloidy

§ wyizolowane substancje następnie rozdziela się i analizuje metodą chromatograficzną

Podział alkaloidów w oparciu o podstawowy układ związku:

§ najprostszą budową charakteryzują się fenyloalkiloaminy, do których zaliczana jest m.in. muskalina, efedryna,

kapsaicyny, kolchicyna, demelkacyna (protoalkaloidy)

§ pozostałe alkaloidy w zależności od budowy pierścienia dzieli się na:

fizostygmina

poch. β-karboliny

johimbina

rezerpina, derezerpina

alkaloidy rodz. Strychnos

dimeryczne alk. indolowe

pilokarpina

alkaloidy indolowe

alkaloidy imidazolowe

nikotyna

nornikotyna

anabazyna

konina

lobelina

arekolina

alkaloidy pirydynowe

alkaloidy piperydynowe

chinina

chinidyna

cynchonina

cynchonidyna

morfina

tebaina

kodeina

grupa emetyny

alkaloidy chinolinowe

alkaloidy izochinolinowe

H 3

skopolamina

hioscyjamina

kokaina

cytozyna

sparteina

alkaloidy tropanowe

alkaloidy chinolizydynowe

kofeina

teofilina

teobromina

(pseudoalkaloidy)

solanidyna (Solanum)

protoweratryna A, B

(Veratrum)

alkaloidy purynowe

alkaloidy steroidowe

§ dodatkowo występują alkaloidy terpenowe oraz pirolizydynowe (alkaloidy toksyczne)

! Grupa związków: Protoalkaloidy – alkaloidy grupy fenyloalkiloaminy

§ protoalkaloidy są grupą związków posiadających atom azotu w łańcuchu bocznym

§ do najważniejszych alkaloidów tej grupy należą meskalina, efedryna, kapsaicyny, kolchicyna, amfetamina

1. Meskalina

§ meskalina jest związkiem krystalicznym o niskiej temperaturze topnienia

§ występuje w kaktusach – Anhalonium Lawinii i Opuntia

§ jest to substancja odurzająca, wywołująca barwne wizje oraz wrażenia

dźwiękowe

H 3 CO

NH 2

H 3 CO

OCH 3

§ w leczeniu nie jest stosowana, mimo iż nie jest traktowana jako narkotyk

§ w wyniku żucia pokrojowych i wysuszonych łodyg kaktusów działa meskal – tańce obrzędowe

§ wywołuje stanu oszołomienia, euforie, wizje i prowadzi do uzależnienia

2. Efedryna

! Surowiec: Ephedrae herba – ziele przęśli

Gat. Ephedra distachya – przęśla prosta

Gat. Ephedra sinica

Gat. Ephedra tibetica

Gat. Ephedra equisetina

Rodz. Ephedraceae - przęślowate

§ jest to drobny krzew, wiecznie zielny (kształtem może przypominać skrzyp polny)

§ roślina występuje na stepach w Azji Wschodniej, południowo-wschodniej Europie, Chinach

§ w jego skład wchodzi 0,1-3% alkaloidów

§ największe znaczenie mają L-efedryna oraz D-pseudoefedryna

§ efedryna posiada 2 węgle asymetryczne i może występować w formie 4 izomerów różniących się między

sobą skręcalnością

ü w przyrodzie występuje tylko lewoskrętna efedryna, uzyskiwana z surowca roślinnego, przy złym

przechowywaniu przechodzi w formę racemiczną

ü prawoskrętna efedryna jest o połowę słabsza

ü lewoskrętna D-pseudoefedryna i prawoskrętna D-pseudoefedryna są optycznie nieczynne, nie

wykazujążadnej aktywności leczniczej

ü dwa racematy – jeden z nich to efetonina (syntetyczny chlorowodorek efedryny) – działa o

połowę słabiej

§ efedryna jest sympatykotonikiem, pobudza układ współczulny - zwęża naczynia krwionośne, rozkurcza

mięśnie gładkie oskrzeli, działa spazmolitycznie na mięśnie gładkie pęcherzyka żółciowego oraz podnosi

ciśnienie krwi – wykazuje działanie podobne do adrenaliny, nie ulega jednak rozkładowi w przewodzie

pokarmowym

§ znalazła zastosowanie w astmie oskrzelowej w postaci chlorowodorku oraz przy niskim ciśnieniu

§ stosowana jest również jako środek dopingujący, niedozwolony w sporcie, przy dłuższym stosowaniu

może wywołać przyzwyczajenie

§ substancjami zawierającymi efedrynę, a uwzględnionymi w Farmakopei Polskiej VI są:

ü Ephedrini hydrochloridum FPVI

ü Ephedrini hydrochloridi iniectia FPVI

ü Ephedrini tabulettae FPVI

§ innym surowcem alkaloidowym jest również cis pospolity Taxi herba – Taxus bacata , rodz. Taxaceae –

cisowate

ü igły zawierają znaczne ilości efedryny

ü roślina bardzo rzadka, dlatego nie jest wykorzystywana do otrzymywania efedryny

(wykorzystywany jest jako źródło do otrzymywania związków di terpenowych, które służą do

otrzymywania półsyntetycznego taksolu)

NH CH 3

CH 3

L-efedryna

D-pseudoefedryna

3. Kapsaicyna FPIV

§ kapsaicyna jest substancją krystaliczną, trudno rozpuszczalną w wodzie, dobrze natomiast w niższych

alkoholach o temperaturze topnienia 65C

§ posiada ona charakter podstawionego amidu

§ charakterystyczny jest dla niej silny, piekący

§ w dawkach terapeutycznych, podawana doustnie pobudza wydzielanie soku żołądkowego oraz posiada

właściwości immunotropowe

rosną w Azji Wschodniej

§ wykorzystywana jest w schorzeniach terapeutycznych, pobudza receptory termiczne i wywołuje uczucie

ciepła – rumienienie i przekrwienie skóry

§ w wyższych dawkach może doprowadzić do podrażnienia skóry oraz błon śluzowych

H 3 CO

CH 3

kapsaicyna

! Surowiec: Capsici fructus – owoc pieprzowca

Syn: Pieprz turecki, papryka

Gat. Capsicum annuum – pieprzowiec roczny

Rodz. Solanaceae – psiankowate

§ surowcem farmaceutycznym są dojrzałe owoce pieprzowca, wysuszone w temperaturze do 30C

zawierające nie mniej niż 0,18% alkaloidów w przeliczeniu na kapsaicynę (FPIV)

§ roślina pochodzi z Ameryki Środkowej, największe jej uprawy znajdują się na Węgrzech, Bałkanach, we

Włoszech oraz Francji (hodowana jest tam jako roślina 1-roczna)

§ znanych jest ok. 150 odmian handlowych różniących się kształtem, wielkością, barwą owoców i

zawartością kapsaicyny

§ surowiec farmaceutyczny pochodzi z importu

§ owocem pieprzowca jest typowa jagoda – zawiera ona liczne, żółte nasiona, jej owocnia zewnętrzna

zbudowana jest z komórek o ścianach nieregularnych, zgrubiałych, natomiast owocnia środkowa

tworzona jest przez komórki olbrzymie zawierające oleiste krople

§ jagoda papryki jest owocem stożkowatym, wydłużonym posiadającym zielony, skórzasty kielich i zagiętą

szypułkę

§ powierzchnia zewnętrzna jest gładka i błyszcząca, owocnia jest skórzasta, łamliwa

§ Skład chemiczny:

ü alkaloidy

fenyloalkiloaminowe

(0,04-1,5%)

–

kapsaicyna,

dihydrokapsaicyna,

norhydrokapsaicyna, homokapsaicyna

ü olejek eteryczny do 1,5%

ü karotenoidy

ü witaminy rozpuszczalne w wodzie i tłuszczach – witamina C, B 2 , E

ü dodatkowo flawonoidy: pochodne epigeniny i luteoliny

§ Działanie i wykorzystanie:

ü w lecznictwie stosowany jest sproszkowany surowiec oraz nalewka do użytku wewnętrznego

(pobudza wydzielanie soku żołądkowego)

ü w postaci maści stosowany jest w chorobach reumatycznych i gośćcowych

ü znalazł zastosowanie również jako przyprawa

ü preparaty: Tincturae Capsici

ü nalewki wyciągi z surowca stosowane są również jako środki powodujące przekrwienie skóry

4. Kolchicyna

§ kolchicyna jest substancją bezpostaciową o barwie żółtej dobrze rozpuszczalną w wodzie, chloroformie i

alkoholach, trudniej natomiast w toluenie i eterze

§ obecnie rzadko stosowana jest w lecznictwie

§ powoduje zahamowanie podziałów komórek w stadium metafazy – jest to silna trucizna mitotyczna,

protoplazmatyczna

§ jest to lek o potencjalnym działaniu p/nowotworowym, gdyż powoduje rozpad komórek nowotworowych,

nie jest natomiast stosowana jako lek tego typu ze względu na zbyt małą rozpiętość pomiędzy dawką

farmakologiczną a dawką toksyczną

§ stosowana jest obecnie jedynie w leczeniu dny moczanowej, gdyż hamuje syntezę kwasu moczowego w

tkankach (zmniejsza wytwarzanie się kwasu mlekowego, co pozwala utrzymać prawidłowe pH, które

utrudnia wytrącanie kryształów kwasu moczowego) – dodatkowo alkaloid ten hamuje fagocytozę

leukocytów do miejsc, w których nastąpiło wytrącenie kryształów kwasu moczowego i zapobiega

rozprzestrzenianiu się kwasu moczowego

§ wykazuje również działanie p/astmatyczne, powoduje obniżenie temperatury ciała i podnosi ciśnienie krwi

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: