Алкалоїд - це ... Класифікація алкалоїдів, характеристика

Здавна люди використовували рослинні компоненти для полегшення болю і позбавлення від хвороб і недуг. Проте вивчення саме компонентного складу, виділення тих сполук, що надають таку дію, стало можливим лише з широким і масовим розвитком хімії як науки, тобто починаючи з XVII століття.

Саме тоді в надрах рослинних організмів, а сьогодні вже і в деяких тварин, виявили азотомісткі органічні сполуки, які й давали такий широкий лікувальний ефект. З 1819 загальна назва даної групи речовин - алкалоїди. Запропоновано В.Мейснером, фармацевтом і лікарем.

Що таке алкалоїд?

В даний час прийнято вважати, що алкалоїд - це циклічне з`єднання, що містить у складі циклу або бокового ланцюга один або декілька атомів азоту і по хімічній природі проявляє властивості слабкої луги, на зразок аміаку. Раніше говорилося про визначення цих речовин як похідних азотистого підстави піридину. Проте пізніше було відкрито ряд сполук даної групи, який показав, що таке трактування не зовсім вірно і не охоплює всього різноманіття алкалоїдів.

Вперше дана речовина було отримано і досліджено в 1803 році вченим Дерсоном. Це був морфій, отриманий з опію. Згодом незалежно один від одного багато вчених відкрили ряд складних гетероциклічних сполук з рослинної сировини. Так склалося уявлення про те, що алкалоід- ця речовина переважно природного походження. Утворюється тільки в рослинах.

Хімічний склад молекул

За своєю хімічною природою дані речовини - це азотомісткі органічні сполуки, які містять атоми азоту в складних гетероциклів, з`єднаних між собою різними типами зв`язків і взаємодій.

З рослин вони виділяються в складі солей деяких кислот:

• яблочной;
• вінной;
• щавелевой;
• оцтової та інших.

Якщо чиста речовина відокремити від солі, то можна отримати алкалоїд у вигляді твердого кристалічного порошку, а можна у вигляді рідкої структури (нікотин). І в тому і в іншому випадку - це лужний з`єднання, що проявляє відповідні хімічні властивості.

Тобто хімія алкалоїдів відома і вивчена. Так, наприклад, визначені методи, за допомогою яких можна виділяти їх з рослинної сировини. Вони базуються на розчинності солей алкалоїдів у воді, так як у чистому вигляді дані сполуки у воді майже нерозчинні, але зате чудово роблять це в органічних розчинниках.

Ряд реакцій, за допомогою яких відбувається виділення і вивчення таких сполук, носять назву алкалоїдних.

1. Осадження. Реакції, засновані на освіті нерозчинної солі алкалоїду, яка випадає в осад. Це можна здійснити, якщо використовувати такі компоненти: таннин, пікринову кислоту, фосфорновольфрамовую або молибденовую кислоти.
2. Осадження. Реакції, засновані на формуванні складних комплексних солей за участю алкалоїдних з`єднань. Реактиви: хлорид ртуті, йодид калію або вісмуту.
3. Фарбування. При цих реакціях вид алкалоїду змінюється і він стає помітний в загальному складі. Принцип дії - вплив на гетероцикли, поява забарвлення. Реактиви: азотна, сірчана кислоти, гідроксид міді (II) свіжоосадженого.

Часто реакції фарбування не дають точних результатів, оскільки гетероциклічний складу алкалоїдів схожий з таким у білкових молекул. Тому вони дають однаковий ефект.

Класифікація алкалоїдів

На які категорії поділяються всі відомі сполуки цієї групи, визначає вид алкалоїду, його хімічну будову. Така класифікація була створена академіком А. П. Горіховим і в основі неї лежить тип і структура гетероциклу з атомами азоту в них.

1. Піролідин, пірролізідіна та їх похідні. До цієї групи можна віднести такі алкалоїди, як платифілін, саррацин, сенеціфіллін та інші. В основі структури складні пятічленниє гетероцикли, з`єднані один з одним, до складу яких входить атом азоту.
2. Піперидин та піридин, їх похідні. Представники: анабазин, лобелін. Основа - шестичленні складні цикли з азотом.
3. Хінолізідін та його сполуки. До цієї групи відносяться: пахікарпін, термопсин та інші. Хімічна основа в складних шестичленних гетероциклів, з`єднаних між собою і азотом.
4. Похідні хіноліну - хінін, ехінопсин.
5. Важлива група дуже поширених алкалоїдів - сполуки ізохіноліну. Сальсалін, морфін і папаверин - широко використовуються в медицині. Сюди ж можна віднести алкалоїди в рослинах барбарису, мачка і чистотілу.
6. Хімічно дуже складні за структурою похідні тропана - гіосціамін, атропін, скополамін. Будова представлено складно конденсованими, переплетеними між собою пірролідінових і піперидинового кільцями.
7. Індол і його сполуки - резерпін, стрихнін, вінбластин та інші. Складне поєднання п`яти- і шестичленних циклів з атомами азоту в структурі.
8. Основний алкалоїд в харчовій промисловості та медицині - кофеїн з чайного листя і насіння рослини кола. Відноситься до похідних пурину - складним сполукам з різних гетероциклов і декількома атомами азоту в складі.
9. Ефедрин та його сполуки - сферофізін, колхіцин і колхамін. Хімічна назва ефедрину, що відбиває його складну будову, фенілметіламінопропанол - складний органічний ароматичний спирт.
10. Останнім часом прийнято виділяти в алкалоїди деякі речовини групи стероїдів - кортикостероїди та статеві гормони.

Фізичні властивості

До основних властивостей цієї групи можна віднести здатність розчинятися в різних рідинах і агрегатний стан при стандартних умовах.

При кімнатній температурі звичайний алкалоїд - це тверде кристалічна речовина. Кольору і запаху, як правило, не мають. На смак, в основному, гіркі, в`яжучі, неприємні. Проявляють оптичну активність у розчинах.

Деяка ж частина цих речовин при стандартних умовах рідини - це безкисневі алкалоїди, всього близько 200 видів. Наприклад, нікотин, пахікарпін, коніїн.

Якщо говорити про розчинність у воді, то можуть це зробити повністю тільки кофеїн, ефедрин, ергометрін. Решта представників цього класу сполук розчиняються тільки в рідких органічних речовинах (розчинниках).

Дія на організм людини

Алкалоїд - це речовина, яка робить сильну дію на організм людини і тварин. Яке це вплив?

1. Величезне вплив виявляється на нервову систему, закінчення нервових клітин, синапси, нейромедіаторні процеси. На дані ділянки організму різні групи алкалоїдів діють як седативні засоби, психотропні, рефлекторного характеру, протикашльові, стимулятори, наркотичні засоби, анальгетики. При правильному використанні в медичних цілях, суворо дозовано і точно, ці впливи приносять користь. Однак найменша передозування може призвести до дуже серйозних і сумних наслідків.
2. Дія на серцево-судинну систему - антиаритмічну, що покращує кровопостачання, спазмолітичну, гіпотензивну, жовчогінну.

У випадку, якщо препарати на основі алкалоїдів використовуються не за призначенням або без відповідності з необхідною дозуванням, можливі такі наслідки:

• порушення зору, слуху;
• порушення дихання, тяжкість в грудей;
• запаморочення, нудота, рвота;
• кровотеченіе;
• сухість у рту;
• різке підвищення або зниження кров`яного тиску;
• сильне отруєння з летальним результатом.

Значна частина алкалоїдів по своїй фізіологічній дії на людину є отрутами, сильними, що викликають судоми і смерть (стрихнін, морфін, белладоннін). Інша частина - наркотичні сполуки, що викликають залежність. Психологічну, емоційну і фізичну (нікотин, кофеїн, кокаїн). Тому з даними сполуками потрібно поводитися вкрай обережно і використовувати тільки за рекомендацією і рецептом лікаря.

Використання в медицині

У даній області рослини, що містять алкалоїди - це основа для багатьох препаратів широкого спектру дії, або ж, навпаки, вузькоспеціалізованих. На основі такої сировини одержують свічки, настоянки, таблетки, ампульні розчини. Дія спрямована на лікування серцево-судинних захворювань, органів дихання, нервової системи і закінчень, психічних розладів. Також для лікування травної системи, як протизаплідні засоби, при онкологічних недугах, для усунення алкогольної залежності і ще багато інших напрямків.

Де містяться алкалоїди в природі?

У природних умовах алкалоїди містять лікарські трави і рослини. Сьогодні відомо около10000 найменувань цих речовин і майже всі вони здобуті якраз з такої сировини.

У частинах грибів, клітинах бактерій, водоростей, голкошкірих алкалоїдів не виявлено. З клітин деяких тварин були витягнуті з`єднання алкалоїдний природи, проте їх зовсім небагато.

Таким чином, виходить, що основний постачальник, невичерпне джерело даних речовин для медичних цілей, побуту людини, промисловості - це рослини, що містять алкалоїди.

Лікарські рослини

Які ж це рослини? Їх, насправді, занадто багато, щоб згадати все. Однак можна назвати найпоширеніші і часто використовувані людиною.

1. Крестовник плосколістний - алкалоїд платифілін і сенеціфіллін - спазмолітичну і седативну дію на організм, використовується для створення відповідних лікарських препаратів.
2. Беладона звичайна з сімейства Пасльонових. Дуже важливе для медицини рослина. Алкалоїд беладони - атропін і белладоннін. Препарати на основі компонентів беладони збуджують ЦНС, активізують розумову і фізичну діяльність, збільшують працездатність і витривалість. Мають спазмолітичну і болезаспокійливу дію. На основі екстракту цієї рослини створені лікарські краплі, настоянки та свічки.
3. Блекота чорна. Повністю отруйна рослина, всі його частини небезпечні. Алкалоїди - гиосциамин і скополамін. Використовують для лікування неврологічних недуг і при морської хвороби.
4. Чистотіл великий. Дуже поширене на території нашої країни рослину. Однак містить алкалоїди хінолізідін, пахікарпін, сапонін, термопсин та інші. Дуже отруйний при неправильному використанні.
5. Алкалоїди в рослинах сімейства Макові обчислюються двома десятками. Це опій, морфін, наркотин, папаверин, тебаин, кодеїн та інші похідні ізохіноліну. Їх дія і значення розглянемо окремо.
6. Пасифлора мясокрасного. Містить ряд алкалоїдів, похідних індолу. Володіє сильним седативною дією.
7. Ріжки. Спеціально створені культури цього гриба-паразита, що знищує посіви жита, використовуються для отримання найсильніших алкалоїдів. Це ерготамін і ергометрін, а також ще 18 різновидів. Використовуються в медицині (особливо в гінекології).
8. Раувольфія зміїна - коріння цієї рослини містять більше 50 алкалоїдів, які використовуються для лікування серцево-судинних захворювань, гіпертонії в тому числі.

Лікарські трави та рослини - дуже важлива галузь медицини сучасності. Адже велика частина препаратів синтезована саме на основі природної сировини. Вони використовувалися з давнини і не втратили своєї актуальності для людини і сьогодні. Навпаки, з часом люди все більше прагнуть відкрити і вивчити компонентний склад таких рослин з метою знайти щось важливе, те, що допоможе вирішити проблему багатьох невиліковних захворювань.

Найпоширеніший алкалоїд

Таким вважається похідне опію - кодеїн. Його можна виділити спеціальними хімічними реакціями з морфіну. У порівнянні з останнім, він більш безпечний у використанні, так як за дією м`який. Проте ефективність як анальгетика, противокашлевого кошти, седативного препарату анітрохи не гірше, ніж у морфіну або самого опію.

Тому препарати на основі кодеїну дуже широко поширені в медицині і використовуються людьми всіх країн. Єдине обмеження - це дозування. Застосовуватися він повинен тільки за рекомендацією і під наглядом лікаря.

Опій і його алкалоїди

Опіати - так в медицині та хімії прийнято називати всі ті алкалоїди опію, які можна з нього виділити і синтезувати на його основі. Які це з`єднання? На жаль, вони сьогодні майже у всіх на слуху і не завжди мають хорошу славу і знаходять гідне, правильне застосування. Це такі алкалоїди, як:

• морфін;
• папаверін;
• героін;
• кодеїн.

У медицині дані речовини застосовуються, як протикашльові, болезаспокійливі, заспокійливі засоби. На основі кодеїну навіть створений ряд препаратів при простудних захворюваннях у дітей.

Однак такі сполуки, як опій і героїн, використовуються не тільки в медичних цілях, але і як важкі одурманюючі наркотичні речовини. Вони викликають страшну залежність організму людини і з часом здатні завдати тяжка шкода здоров`ю, навіть життю людей.