Алкалоиды. Классификация алкалоидов:

1.

2.

Алкалоиды.
1
Алкалоиды
- азотсодержащие вещества оснóвного характера,
являющиеся вторичными метаболитами преимущественно растений.
Обладают высокой биологической и физиологической активностью.
Известно более 10000 алкалоидов, из них очень мало метаболитов животных,
морских организмов, высших и низших грибов, водорослей.
Иногда присутствуют в виде четвертичных солей или солей органических кислот
(лимонной, яблочной, янтарной, щавелевой, реже – уксусной, пропионовой и т.д.)
Различают истинные алкалоиды (как правило, азагетероциклические соединения;
биогенетически происходят от аминокислот) и протоалкалоиды (азот не включён
в циклический фрагмент молекулы, азотсодержащая функция находится вне
основного углеродного скелета молекулы).
Способность алкалоидов к солеобразованию используют для их выделения из
экстрактов растительного сырья.
Образуют интенсивно окрашенные соли и комплексы с пикриновой,
фосфорномолибденовой, фосфорновольфрамовой и кремневольфрамовой
кислотами, что используется для аналитического (качественного) обнаружения
алкалоидов.

3.

Алкалоиды.
2
Способы классификации алкалоидов:
1)
Химический (по типу гетероциклического фрагмента);
2)
Ботанический (из каких семейств растений выделены);
3)
По характеру биологического действия (болеутоляющие, сосудорасширяющие, противовоспалительные и т.д.).
Наиболее богаты алкалоидами семейства бобовых
паслёновых
(Solanaceae),
маковых
(Papaveraceae),
(Ranunculaceae) и некоторых других.
(Fabaceae),
лютиковых
Почти нет в розах, папоротниках, лишайниках и мхах. Совсем нет в
бактериях.
Эфироносы и масличные растения почти не содержат алкалоидов.

4.

Группа морфина.
3
Выделено более 20 алкалоидов из мака Papaver somniferum . Основной – морфин.
HO
По химической классификации – к группе производных хинолина.
O
H
HO
H
N
CH3
морфин
Относится к наркотическим анальгетикам (болеутоляющим
средствам). Обладает седативным и снотворным эффектами,
стимулирует гладкую мускулатуру, однако в больших дозах
вызывает рвоту, запоры, затрудняет диурез, угнетение дыхания
и гипотермию. Вызывает привыкание (наркомания).
H3CO
H3CO
AcO
Papaver somniferum
O
H
HO
кодеин
H
N
CH3
O
H3CO
H
H
N
HO
O
H
CH3 AcO
тебаин
O
H
N
CH3
героин
не обладает
в опии от 0.2 до 6%;
слабое наркотическое наркотическим действием;
вызывает конвульсии;
средство, применяется
является вредной
против кашля
примесью в опийных
препаратах
H
H
N
HO
налорфин
антагонист морфина;
применяется при
лечении наркомании и
острых отравлениях
наркотиками

5.

Группа морфина.
H3CO
EtO
N
H3CO
EtO
NH
H3CO
OEt
OCH3
OEt
папаверин
но-шпа
4
Папаверин выделен из опия, входит в
состав спазмолитических и сосудорасширяющих препаратов; применяется при гипертонии, стенокардии, спазмах коронарных сосудов, сосудов мозга, гладкой мускулатуры брюшной
полости.
Но-шпа – полусинтетический аналог папаверина. Используется как спазмолитик.
По химической классификации – к группе производных изохинолина (бензилизохинолиновые алкалоиды).
R1O
N
R2O
R3O
R4
R5

6.

Синтетические анальгетики.
5
NHAc
COOH
OCOCH3
O
O
O
N
CH3
CH3
O
CH3
N
CH3
CH3
лидол
промедол
в 10 раз слабее
морфина и значительно
менее токсичен
в 2-4 раза
слабее морфина
аспирин
тормозит синтез
простагландинов
O
CH3
фенацетин
Обладают
противовоспалительным и
жаропонижающим действием
Салициловая кислота в виде сложных эфиров встречается в растениях, например,
в ивах (Salicaceae), грушанке Gaultheria procumbens, гортензии Hydrangea
macrophylla, подмареннике Galium aparine, подорожнике Plantago major .
N
N
SO3Na
N
O
N CH3
N
N
H3CO
COOH
N
O
O
Cl
N
N
O
Hydrangea
Galium aparine
Gaultheria
анальгин
амидопирин
индометацин
фентанил
macrophylla
procumbens
Фентанил – анальгетик наркотического действия, в 100-400 раз активнее морфина.

7.

Группа атропина (группа кокаина, производные тропана).
N
CH3
OH
O
O
атропин
гиосциамин
CH3
COOCH3
N
O
O
CH3
OH
O
Большое содержание в растениях семейства Паслёновых
(Solanaceae), особенно в красавке (белладонна, Atropa
belladonna),
дурмане
(Datura
stramonium)
и
белене
(Hyoscyanus niger).
Главный источник - Scopolia
Erythroxylon
carniolica (сем. паслёновых).
coca
Блокатор м-холинорецепторов. Снижают тонус гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта, желчного и мочевого пузыря, бронхов, уменьшает секрецию различных желез
и тонус мышц глаза. Применяют при язвах,Datura
для стимулирования сердечной деятельности
при инфаркте
миокарда, в
stramonium
Hyoscyanus
офтальмологии.
nigercarniolica
Scopolia
Atropa
Кокаин
выделен из листьев кокаинового кустарника Erythrobelladonna
xylon coca; обладает мощным местным обезболивающим
действием, наркотик;
используется
при
хирургических
операциях глаз, носа, горла и в зубной практике.
кокаин
N
6
O
O
скополамин
Скополамин по действию близок к атропину, но гораздо
сильнее воздействует на ЦНС; используется в качестве
успокаивающего средства в психиатрии, наркологии и для
лечения морской болезни.

8.

Группа никотина.
По химической классификации – к производным пиридина, пиперидина и пирролидина.
H
N
N
H
HO
N
CH3
N
N
анабазин
никотин
выделен из ежовника
безлистного Anabasis
aphylla, инсектицид
7
O
N
N
O
лобелин
цитизин
выделен из термопсиса;
добавляют в противоникотиновые таблетки
CH3
выделен из Lobelia inflata;
возбуждающее и сосудодвигательное
действие на дыхательные центры;
эффективное аналептическое
средство
Никотин присутствует в листьях Nicotiana tabacum (до 8%) и других видов Nicotiana;
высокотоксичен, действует на вегетативную нервную систему, сужает кровеносные
сосуды, является мощным ганглиоблокатором. При остром отравлении наблюдается тошнота, рвота, брахикардия и тахикардия, судороги и угнетение дыхания.
Никотин - основное исходное вещество для получения никотиновой кислоты.
O
N
H
гигрин
N
H
кониин
Гигрин выделен из кокаинового куста, является одним из ядов цикуты.
Антиспазмолитик. Оказывает общее Lobelia
стимулирующее действие.
inflate
Thermopsis
lanceolata
выделен из
семян болиголова
Conium
maculatum
Кониин
крапчатого (Conium maculatum),
парализует окончания двигательных и чувствительных осязательных
нервов.
Nicotiana
tabacum

9.

Группа эфедрина (протоалкалоиды).
OH H
N
H
Ph
(R) OH
(S)
H 3C
CH3
NHCH3
H
эфедрин
выделен из хвойника
темного Ephedra sinica
8
OH
CH3
HO
HO
R
NH
NH2
HO
R=H
- норадреналин
R = СH3 - адреналин
важнейшие
биологические
Ephedra
медиаторы адренергических
sinica
синапсов
OH
дофамин
Эфедрин используется в лечении бронхиальной астмы и других аллергических заболеваний, для сужения сосудов и уменьшения воспалительных явлений, для повышения кровяного давления, при отравлении снотворными и
наркотическими веществами.
H3CO
O
HN
HO
капсаицин
Капсаицин – алкалоид, содержащийся в различных
видах стручкового красного перца Capsicum, жгучий
компонент перцев. Не является амином (амид).
Раздражает верхние дыхательные пути и кожу, используется как отвлекающее и
обезболивающее средство, а также в мазях от обморожения. Вызывает массовую
гибель злокачественных клеток благодаря воздействию на митохондрии.

10.

Синтетические аналоги эфедрина
(по механизму действия).
NH
N
NH
N
Cl
нафтизин
CH3
O
NH
Cl
клофелин
N
OH H
анаприлин
CH3
NH2
CH3
фенамин
(амфетамин)
9
H
N
CH3
CH3
метамфетамин
мощное возбуждающее действие на ЦНС
Все указанные соединения действуют на - и -адренорецепторы.

11.

Группа кофеина.
10
По химической классификации – к пуриновым алкалоидам.
O
HN
O
N
H
H
N
H3C
N
O
ксантин
(дигидроксипурин)
O
N
N
CH3
N N
CH3
кофеин
в бобах кофе - до
1.5%, в чае - до 5%
O
HN
O
N
CH3
N N
CH3
теобромин
(3,7-диметилксантин)
H3C
O
O
N
H
N
N N
CH3
теофиллин
бронхолитическое и
мочегонное действие
Кофеин выделяют из листьев чая, зёрнах кофе, бобах какао. Может быть получен из
теобромина и теофиллина метилированием.
Кофеин является психостимулятором, возбуждает сердечную деятельность и ЦНС,
расширяет коронарные сосуды, усиливает двигательную активность и диурез.
O
HN
O
N
H
H
N
N
H
O
мочевая кислота
Выделяют из мочи КРС; является предшественником для
синтеза кофеина в промышленности.

12.

Хинин.
По химической классификации –
производным хинолина и хинуклидина.
хинуклидин
N
H
HO
H3CO
N
H
HO
HO
хинолин
N
N
цинхонидин
хинин
11
к
Известно более 20 подобных алкалоидов.
Выделяют из коры хинного дерева. Хинин
был основным средством борьбы с малярией (возбудители – простейшие микроорганизмы малярийные плазмодии).
Strychnos
С фармакологической точки зрения – антибиотики. Имеют ограниченное
применение
nux-vomica
при некоторых сердечных заболеваниях и в акушерской практике.
Стрихнин, бруцин.
N
N
H
H
H
N H
O
O
H
стрихнин
H3CO
H
H3CO
N H
O
O
H
бруцин
Относят
к
индольным
алкалоидам.
Выделены из чилибухи (рвотные орешки,
Strychnos nux-vomica). Использовались в
качестве яда для наконечников стрел.
Сильные судорожные яды, поражают
спинной мозг, затем ЦНС, зрение, слух и
обоняние. Смерть наступает от удушья.
Стрихнин в малых дозах стимулирует центры кровообращения и дыхания, усиливает рефлекторные реакции (аналептик). Бруцин менее ядовит, обладает курареподобным действием. Используется для разделения рацемических карбоновых кислот.

13.

Индольные алкалоиды.
12
Очень разнообразная группа алкалоидов, часто – с несколькими азагетероциклическими фрагментами в молекуле. Широкий спектр биологической активности.
Rauwolfia serpentina
H
N
H3CO
N H
H
H
H3CO
O
O
O
OCH3
резерпин
OCH3
OCH3
OCH3
Выделен из pаувольфии змеиной Rauwolfia
serpentina (кроме резерпина – более других 20
алкалоидов). Обладает низкой токсичностью
(но заметной канцерогенной активностью),
сильным
гипотензивным
действием,
успокаивает ЦНС. Применяется для лечения
гипертонии, психических и неврологических
заболеваний. Применяется
при укусе змей.
Corynanthe
yohimbe
N H
H
H
H3CO
Выделен из коры африканского дерева коринанта
(Corynanthe yohimbe). Обладает схожим с резерпином
биологическим действием, но более известен как составная
H
N
O
иохимбин
OH
часть африканских «любовных напитков», возбуждает
половую деятельность (афродиазик).

14.

Индольные алкалоиды.
N
13
N
N
NH
H3COOC
H3CO
N
N
O
HO
O O
H3C
H3CO
винбластин
NH
rosea
HVinca
3COOC
H3CO
H
N
O
HO
O O
O H3CO
винкристин
Среди прочих выделены из барвинка розового (Vinca rosea). Обладают мощной
противораковой (цитотоксичной) активностью, подавляют синтез ДНК и РНК.
Применяются в химиотерапии опухолей, а также как противовирусные препараты.
Аналогом по биологическому действию и структурному подобию алкалоидов
является вид барвинок малый (Vinca minor), произрастающий на территории России
и Сибири, в частности.
H
HO
N
O
OMe
N
Et
(+)-винкамин
Винкамин умеренно понижает артериальное
N
давление, расширяя сосуды мозга, и проявляет
N
седативный эффект. Минорин (другой алкалоид
O
Vinca minor) селективно улучшает кровообраEt
EtO
щение головного мозга. Похоже действует
Vincaлекарственный
minor
препарат винпоцетин.
(+)-винпоцетин
H