Алкалоиды роду Carex у Європейському сході России

Сыктывкарский Державний Университет.

Хіміко-біологічний факультет.

РЕФЕРАТ.

по літньої практике.

«Алкалоїди роду Carex у Європейському сході России».

Роботу виконав студент 240 групи …

Сиктивкар 2001.

План реферата:

§ 1. Коротка характеристика алкалоїдів (особливості структури, історія відкриття). § 2. Поширення алкалоїдів в світі. § 3. Біосинтез і можливі функції в рослинах. § 4. Методи виділення, тож встановлення структури. § 5. Рослини — продуценти алкалоїдів (коротка ботанічна характеристика роду Carex. Біологічні особливості. Поширення у природі). § 6. Дані про хімічний склад. Використання до медицини. Укладання. Актуалізація теми. Список використовуваної литературы.

Алкалоїди є досить цікавою класом органічних сполук з погляду їх структури та фізіологічних дій, які надають на тваринний организм.

Ця робота більша частиною оглядової. У рефераті розглянемо коротку характеристику алкалоїдів, зокрема відзначимо наявну класифікацію, торкнемося історію відкриття окремих представників. У наступних параграфах йдеться про поширенні алкалоїдів у природі й їх локалізації в організмі. Також, коротко відзначимо про можливих функціях алкалоїдів в рослинах, опишемо біосинтез деяких гетероциклических підстав, і навіть шляху їхнього виділення, тож встановлення структуры.

Наступний блок включатиме інформацію безпосередньо про продуцентів алкалоїдів — рослинах. Тут би хотілося акцентувати увагу на безпосередньо сюжеті, який роді Carex, зазначаючи його коротку ботаническую характеристику. Також, буде приведено хімічний склад парламенту й корисні властивості представників роду Carex на сюжеті, який нас географічному ландшафте.

Додатково звучатимуть інформація по Carex Brevicollis DC. (Осока парвская), цікавою наявністю алкалоїдів (бревиколлин, бревикарин, гарман), проте произрастающей поза досліджуваної нами ‘флоры'.

Інформація для реферату було взято з монографії академіка А. П. Орехова «Хімія Алкалоїдів», «Біохімії рослин» С. О. Гребинского, ‘Рослинних ресурсів же Росії та сусідніх держав', та інших., і навіть з джерел глобальної інформаційної сети.

§ 1. Коротка характеристика алкалоїдів (особливості структури, історія открытия).

З найдавніших часів людина використовував алкалоїди як ліки, отрути і чаклунські зілля, проте структура багатьох із цих сполук була визначено нещодавно. Термін «алкалоїд» («схожий на луг») було запропоновано в 1819 фармацевтом В.Мейснером. Перше сучасне визначення (1910), дане Э. Винтерштейном і Г. Триром, описує алкалоїд в широкому значенні як азотсодержащее речовина основного характеру рослинного рослинного або тваринного походження; у своїй істинний алкалоїд повинен відповідати чотирьом умовам: 1) атом азоту може бути частиною гетероциклической системи; 2) з'єднання повинен мати складну молекулярну структуру; 3) він повинен виявляти значну фармакологічну активність і 4) мати рослинне происхождение.

На цей час виділено понад 10 000 алкалоїдів різноманітних структурних типів, що перевищує відомих сполук іншого класу природних речовин. Не дивно, що класичне визначення Винтерштейна — Тріра застаріло: сполуки, аналізовані більшістю хіміків і фармакологів як алкалоїди, не відповідають усім своїм вимогам. Наприклад, колхицин і пиперин немає основного характеру, до того ж час колхицин і ті (-фенилэтиламины, як мескалин, є гетероциклами:

[pic].

Складність структури — занадто розпливчасте поняття, щоб укладати визначення: те, що складно кого хіміків, здається простим й інших. Фармакологічна активність — невдалий критерій, оскільки багато речовини виявляють її, якщо є у достатніх дозах. Якщо включити їх у визначення, доведеться обумовити рівень доз. Багато речовини зі структурою класичних алкалоїдів отримані з матеріалів нерастительного походження — тканин тварин, грибів (зокрема цвілевих), бактерій. Отож нове визначення поняття «алкалоїд», з одного боку, має охоплювати, можливо, більше сполук, що відносяться до алкалоидам більшістю дослідників, з другого — виключати такі класи природних азотсодержащих сполук, як алифатические аміни, амінокислоти, аминосахара, білки, й пептиди, нуклеїнові кислоти, нуклеотиди, птерины, порфірини і вітаміни. Наступне визначення, запропоноване У. Пельтье, відповідає цих умов і, тому одержало широке визнання: алкалоїд — це циклічне органічне з'єднання, що містить азот в негативною ступеня окислення і має обмежений поширення серед живих организмов.

Вимога наявності циклічного фрагмента у структурі молекули виключає зі списку алкалоїдів прості низькомолекулярні похідні амонію, і навіть циклічні поліаміни, такі, як путресцин H2N (CH2)4NH2, спермидин H2N (CH2)4NH (CH2)3NH2 і спермин H2N (CH2)3NH (CH2)4NH (CH2)3NH2. У той водночас вимога наявності азоту в негативною ступеня окислення (с.о.) обумовлює місце у списку алкалоїдів амінів (с.о. -3), аминоксидов (-1), амідів (-3) і четвертинних амонієвих солей (-3), але виключає нитро- (+3) і нитрозо- (+1) сполуки. У цьому важливо, щоб дотримувалося умова обмеженою поширеності на живу природі, інакше майже всі природні азотисті сполуки довелося б зарахувати до алкалоидам. Визначення алкалоїдів, запропоноване Пельтье, зручно стосовно того, що підтверджує віднесення до алкалоидам більшості тих сполук, які, хоча традиційно вважаються алкалоїдами, мала б виключатимуться з їхньої кількості відповідно до класичного визначення Винтерштейна — Тріра. Це, наприклад, колхицин, пиперин, (-фенилэтиламины, рицинин, генцианин, буфотоксин. Оскільки структурою сполуки визначається її належність до алкалоидам, антибіотики відповідної структури (наприклад, циклосерин, глиотоксин, митомицин З, пеніцилін, стрептоміцин і стрептонигрин) теж можна віднести до алкалоидам.

Дві які зазвичай використовуються системи класифікують алкалоїди за родами рослин, у яких зустрічаються, чи підставі подібності молекулярної структури. Класи алкалоїдів, члени яких об'єднані по джерелу виділення, — це алкалоїди аконіту, аспидоспермы, хінного дерева, ріжка, ефедри, ибоги, іпекакуани, люпину, опійного маку, раувольфії, крестовника, картоплі, стрихноса (блювотного горіха) і иохимбе. Хімічна класифікація полягає в особливостях молекулярного азотно-углеродного скелета, загальних членам цієї групи алкалоїдів. Головні структурні класи включають пиридиновые (нікотин), пиперидиновые (лобелин), тропановые (гиосциамин), хинолиновые (хінін), изохинолиновые (морфін), индольные (псилоцибин, активне початок мексиканських галюциногенних грибів, резерпін і стрихнін), имидазольные (пилокарпин), стероидные (томатидин з томатів), дитерпеноидные (аконитин), пуриновые (кофеїн з чай та кава, теофиллин з чаю та теобромин з чаю та какао) алкалоиды:

[pic].

[pic].

История відкриття деяких алкалоїдів. Початок хімії алкалоїдів зазвичай належать до 1803, коли Л.-Ш.Деронь виділив із опіуму — висохлого надворі чумацького соку снодійного (опійного) маку Papaver somniferum — суміш алкалоїдів, що він назвав наркотином. Потім в 1805 Ф. Сертюрнер повідомив виділення морфіну з опіуму. Він приготував кілька солей морфіну і показав, що став саме морфіном обумовлюється фізіологічне дію опіуму. Пізніше (1810) Б. Гомес обробив спиртовий екстракт кори хінного дерева лугом і невдовзі одержав кристалічний продукт, назвавши його «цинхонино,». П. Пельтье і Ж. Кавенту на фармацевтичному факультеті Сорбонни (1820) виділили з «цинхонино» два алкалоїду, названі хініном і цинхонином. Пізніше дослідники отримали більш як двох десятків підстав з екстрактів кори хінного дерева і рослин роду ремиджия (Remijia) цьому. мареновых. Між 1820 і 1850 виділили і описано велике число алкалоїдів нових різноманітних типів. У тому числі аконитин з рослин роду аконіт (Aconitum, борець) — одне з найбільш токсичних речовин рослинного походження; атропін — оптично неактивна форма гиосциамина і потужне мидриатическое засіб (навіть 4*10−6 р викликають розширення зіниці); колхицин — алкалоїд безвременника осіннього, застосовуваний під час лікування подагри; кониин представляє особливий історичний інтерес, бо це стала знаряддям страти Сократа в 399 е., коли велика філософ вимушений був випити чашу з настоєм болиголова (Conium maculatum); кодеїн — близька до морфину алкалоїд, є цінним знеболюючим і противокашлевым засобом; пиперин — алкалоїд чорного перцю (Piper nigrum); берберин — алкалоїд з коріння барбарису звичайного (Berberis vulgaris); стрихнін — дуже отрутний алкалоїд, який міститься у насінні чилибухи (Strychnos nux-vomica) і використовуваний при деяких серцевих хворобах і для винищення гризунів; эметин міститься у корені іпекакуани (Cephaelis ipecacuanha, блювотний корінь) — блювотний і противопротозойное засіб, застосовується на лікування амебної дизентерії; кокаїн міститься у листі тропічних рослин роду Erythroxylum, головним чином коке (E. coca), використовують у медицині як местноанестезирующее средство:

[pic].

[pic].

[pic].

§ 2. Поширення алкалоїдів в мире.

За даними, що беруть своє коріння з творів академіка А. П. Орехова (1955), алкалоїди перебувають ні в всіх рослинах і кількість останніх невелика. Однак через малого вивчення рослин, у цій галузі очікується певних змін у бік збільшення кількості видів алкалоидсодержащих рослин. Розподіл алкалоїдів між ботанічними видами досить нерівномірно. Деякі сімейства багаті алкалоидоносными представниками, за іншими панує відсутність таковых.

Часто рослини, які стоять близько одне до іншого у системі ботанічній класифікації, укладають у собі низку алкалоїдів, дуже близьких зі свого будовою й утворюють природну групу. Але відомі випадки, коли з двох дуже близьких між собою ботанічних видів один багатий алкалоїдами, а на другий або цілком їх містить, або ж містить алкалоїди іншого будівлі. Раніше вважалося, що існують певні алкалоїди є характерними і специфічними для певних ботанічних сімейств і навіть видів, і зустрічаються у яких інших рослинах. Однак у міру розгляду питання знайшовся ряд випадків, коли той і хоча б алкалоїд знайшли у рослинах, що стоять дуже далека одне одного в ботанічній класифікації і які належать до зовсім різних властивостями. Оскільки число таких випадків досить велика, їх можна вважати винятками не може йти розмови про суворої ботанічній специфічності алкалоидов.

У рослинному організмі зазвичай розподіл алкалоїдів буває досить нерівномірний. Локалізація алкалоїдів відбувається в певних частинах. Наприклад, в видах Cincona алкалоїди перебувають головним чином у корі, тоді як в аконитов головна їх маса перебуває у клубнях. У рокитника алкалоїди зосереджені головним чином насінні, в кокаиновом кактусі в листі. Відомі ситуації, коли самі частини рослин дуже багаті алкалоїдами, тоді в інших частинах тієї самої рослини вони цілком відсутні чи утримуватися значно меншому количестве.

Різні частини однієї й тієї ж рослини можуть бути різні між собою ще й якісними змістом алкалоїдів, тобто. у різних частинах рослин можуть бути різні алкалоїди. Наприклад, корінь мачка бахромчатого містить виключно хелеретрин і сангвинарин, тоді як і надземних його частинах знаходяться тільки протопин, коридин і аллокриптопин. Тому, за вивченні нових рослин необхідно досліджувати окремо різні їх останній частині. З іншого боку, як відсотковий вміст, і якісний склад алкалоидной суміші можуть змінюватися в тому протягом року у залежність від стадій розвитку растений.

Відсоткове зміст алкалоїдів, яке у якомусь органі рослини, зазвичай невелика. Відомо, щоправда, кілька прикладів — хінне дерево, барбарис, коридалис та інших., коли зміст алкалоїдів сягає 10−15%. Але такі є рідкісним винятком, й рослини, містять 1−2% алкалоїдів, вважаються вже багатим сировиною. У багатьох ж випадків зміст алкалоїдів вимірюється десятими, котрий іноді сотими частками відсотка. Відсоткове зміст алкалоїдів схильна сильним коливань, залежним тільки від досліджуваної частини рослини, а й від пори року (періоду вегетації) і умов проростання: клімату, грунту, добрива, вологості тощо. За час вегетації він може чи безупинно зростати, або ж спочатку збільшуватися, та був падати. Тож тих алкалоидоносных рослин, які мають виробниче значення, потрібно знати, коли саме кількість алкалоїдів досягаємо максимуму, що Грузія може бути досягнуто шляхом вивчення динаміки їх нагромадження та їх складу, аби з’ясувати в такий спосіб оптимальний момент сбора.

Для культивованих видів алкалоидоносных рослин шляхом селекції і агромероприятий як збільшити загальний вміст алкалоїдів, а й змінити їх якісний склад в бажану для дослідника бік. Кількісне і дуже якісне зміст алкалоїдів може дуже змінюватися від перенесення дикозростаючого рослини в іншій обстановці. Іноді таке дикорастущее алкалоидоносное рослина у культурі втрачає свої алкалоїди чи їх склад сильно змінюється, що, звісно, пояснюється лише недоцільними умовами культури, не відповідними тим, яких дикорастущее рослина пристосувалося у процесі эволюции.

Один алкалоїд рослина містить тільки в окремих випадках, т.к. при докладному дослідженні не виключена можливість, що він знайдуть інші алкалоїди. Найчастіше в рослині перебуває суміш кількох алкалоїдів, кількість яких може становити близько 15−20 і навіть более.

Зазвичай алкалоїди перебувають у рослині як солей різних органічних чи мінеральних кислот. Особливо зустрічаються вони у вигляді солей яблучною, лимонної, щавлевої, бурштинової і дубильної кислот (таннин). Далі зустрічаються солі оцтової, пропионовой і молочної кислот. З мінеральних кислот зустрічаються сірчана, фосфорна, роданистоводородная. У деяких рослинах алкалоїди пов’язані з кислотою, що є характерною для даного рослини, наприклад аконитовой (в аконіті), хінної (в хінної шкірки), меконовой (опій). § 3. Біосинтез і можливі функції в рослинах. Фармакологічна активность.

У основі біосинтезу алкалоїдів лежить освіту відповідних гетероциклов. Вихідними речовинами для освіти гетероциклов, містять азот, є амінокислоти чи продукти їх декарбоксилирования — аміни. Наведемо конкретні схеми освіти низки гетероциклов виходячи з дослідів по кормлению рослин міченими амінокислотами. Мічені атоми вуглецю є такі зірочками. Глутаминовая кислота і орнитин служать джерелами освіти пирролидина:

[pic].

Орнитин, введений листя блекоти, входить у тропановое кільце гиосциамина:

[pic].

Никотиновая кислота і орнитин в листі тютюну перетворюються на никотин:

[pic].

Из нікотинової кислоти у рицини утворюється рицинин, а сама нікотинова кисота виникає з аспаргиновой кислоти і гліцеринового альдегида:

[pic].

При годівлі маку Papaver somniforum міченими фенилаланином і тирозином було отримано морфін, у якому изохинолиновое кольцо.

[pic].

Лизин перетворюється на амін кадаверин, що є безпосереднім попередником анабазина, лупинина, спартеина та інших алкалоидов:

[pic].

Тирозин є джерелом горденина; з фенілаланіну утворюється эфедрин.

[pic].

[pic].

Алкалоид з проростків ячменю грамин утворюється з триптофана:

[pic].

При синтезі стероидных алкалоїдів атом азоту впроваджується у кільце при допомоги реакції трансаминирования. Більшість алкалоїдів містить [pic] групу. Метильные групи таким алкалоїдів, як нікотин, рицинин, гиосциамин, морфін та інших., з’являються у результаті перенесення їхнього капіталу від метіоніну і аналогічних сполук. Джерелом метильных груп можуть бути також мурашина кислота, формальдегід, серин і гликолат.

Функции алкалоїдів в рослинах недостатньо зрозумілі. Можливо, алкалоїди — це побічні продукти обміну речовин (метаболізму) в рослинах, або їх служать резервом для синтезу білків, хімічної захистом від тварин і звинувачують комах, регуляторами фізіологічних процесів (зростання, обміну речовин і розмноження) чи кінцевими продуктами детоксикації, обезвреживающей речовини, накопичення яких міг би зашкодити рослині. Кожна з цих пояснень то, можливо справедливим у випадках, проте 85−90% рослин зовсім не від містять алкалоїдів. Фармакологічна активність алкалоїдів змінюється в межах в залежність від структури. У тому числі є знеболюючі кошти й наркотики (морфін, кодеїн); потужні стимулятори центральної нервової системи (стрихнін, бруцин), мидриатические (тобто. розширюють зіницю) кошти (атропін, гиосциамин) і миотические (тобто. суживающие зіницю) кошти (физостигмин, пилокарпин). Деякі алкалоїди виявляють адренергическую активність, збуджують симпатичну нервову систему, стимулюють серцеву діяльність й підвищують кров’яний тиск (ефедрин, эпинефрин). Інші - знижують кров’яний тиск (резерпін, протовератрин А). Завдяки своєї фізіологічної активності багато алкалоїди, будучи сильними отрутами, знаходять використання у медицині. § 4. Методи виділення, тож встановлення структуры.

Головною проблемою при виділенні алкалоїдів є відділення речовини від «балластного «матеріалу, що становить головну масу рослинного сировини. Що стосується легколетучими алкалоїдами, виділення виробляється шляхом отгонки з водяникам пором, але такі випадки рідкісні. Так звісно ж алкалоїди перебувають у рослині у різноманітних кислот, то потрібно спочатку звільнити їх шляхом змочування подрібненого рослини розчином щелочи.

Нерідко для вилучення алкалоїдів вдаються до екстракції з допомогою підхожих розчинників. Такі методики виділення діляться на дві групи: екстракція як солей і екстракція як вільних підстав. У першому випадку рослинне сировину обробляється підхожим розчинником, до якому додається небагато будь-якої кислоти (оцтової, соляної, винної, лимонної та інших.). Екстракція ведеться зазвичай, у конічних экстракционных апаратах (перколяторах), у яких завантажується дрібно размолотое сировину й заливається розчинник. Після настоювання протягом кількох годин розчин повільно випускають через кран, наявний у нижній частини перколятора, а сировину знову заливають свіжим розчинником і продовжує так до вилучення, тобто. доти, як у пробі рідини, водою, що з перколятора, з допомогою підхожих якісних реакцій не вдається більше відкрити присутність алкалоїду. Ще досконалої є невпинна перколяция; у своїй способі, тоді що з крана перколятора повільно зливається розчин, в верхню його частину автоматично додається стільки ж свіжого розчинника. При наявності апаратури доцільно використання екстракцію у кількох перколяторах за принципом противотока: розчин, що з першого перколятора, надходить на свіже сировину, що у у другому перколяторе; з другого збагачений розчин надходить на свіже сировину — в третьому перколяторе тощо. Цим шляхом вдасться одержати більш концентровані розчини алкалоїду і обійтися із меншим кількістю розчинника. На виробництві встановлюються «экстракционные батареї», які з 5−10 перколяторов.

Солі алкалоїдів зазвичай розчиняються у воді, спиртах (метиловом і этиловом) і нерозчинні в ефірі і вуглеводнях. Тому, за добуванні алкалоїдів як солей як розчинника зазвичай застосовується вода чи спирт. Хоча екстракція алкалоїдів іде у вона найчастіше легко і швидко, проте це спосіб має недолік, що спирт, і особливо вода, витягує зі рослин поруч із алкалоїдами дуже багато так званих «экстрактивных речовин» (білки, смоли, дубители, слизу та інших.), наявність яких часто сильно утрудняє обробку таких растворов.

Екстракція алкалоїдів як вільних оснований.

У цьому методі необхідно попередньо виділити алкалоїди, перебувають у рослині як солей, яка досягається обробкою лугом. Іноді при цьому злегка вологий порошок рослинного сировини старанно змішують з сухим підставою (окис магнію чи вапно), та був піддають екстракції. За інших випадках рослина змочують і старанно розтирають з розчином луги (аміак, сода, їдкий натр) і далі піддають екстракції в перколяторе. Оскільки вільні алкалоїди розчиняються у води та спирті, а й у більшій кількості органічних розчинників, то вибір підходящого розчинника у разі значно багатшими. Найчастіше з цією мети застосовують бензол, дихлоретан, рідше користуються ефіром, хлороформом, четыреххлористым вуглеводнем, петролейным эффиром і гасом. Сама екстракція ведеться шляхом перколирования цілком як і, як у екстракції у кислому среде.

Вибір підходящої луги є дуже важливим моментом, оскільки багато алкалоїди дуже чутливі до дії сильних лугів і може у своїй піддаватися небажаним змін, також можуть зустріти випадки, коли алкалоїд є настільки сильне підставу, що щодо його виділення з солей недостатньо слабких підстав на кшталт аммиака.

Предварительная экстракция.

Для поділу суміші алкалоїдів від баластових речовин застосовується спосіб попередньої очищення сировини. І тому сировину спочатку обробляють будь-якої слабкої кислотою (чи сіллю, має слабокислую реакцію) і піддають екстракції бензолом чи петролейным ефіром. Алкалоїди, будучи пов’язані як солей, у ці розчинники не переходять, а розчинник дістає лише нейтральні чи кислі экстрактивные речовини. Після цієї попередньої обробки рослинний матеріал знову обробляють підходящої лугом і вдруге витягають з такого самого способу. Розчин алкалоїдів у своїй виходить значно більше чистим, що містить набагато менше сторонніх речовин, і виділення потім із нього чистих підстав значно полегшується. Проте, внаслідок громіздкість і великий витрати часу його застосовується у виняткових випадках, там де має справу з сировиною, особливо багатим балластными речовинами, чи разі дуже чутливих і легко змінюються алкалоидов.

Екстракти, отримані тим чи іншим способом, містять алкалоїди (і баластові речовини), або у вигляді солей, або вже у вільному вигляді. Відповідно до з цим подальша обробка їх ще кілька отличается.

Далі проводиться обробка екстрактів. У цьому виділення алкалоїдів з водних, кислих розчинів їх солей ці розчини подщелачиваются і алкалоїди отсасываются (якщо вони труднорастворимы у питній воді і аж випадають в твердому вигляді) або ж беруться підхожим розчинником (ефіром, хлороформом, бензолом, амиловым спиртом та інших.), не смешивающимся із жовтою водою. Таку обробку часто проводять многократно.

Що стосується спиртових кислих розчинів потрібно спочатку видалити спирт, що відбувається шляхом отгонки на водяній бані; залишається після цього густа маса обробляється водою (чи розведеною кислотою), причому частина смолистих речовин залишається нерастворенной і відокремлюється шляхом фільтрації. Ці смоли часто адсорбируют значну кількість алкалоїдів, отже припадати обробляти слід їх дещо раз гарячою водою (чи розведеною кислотою) до виділення їх алкалоидов.

Останнім часом виділення алкалоїдів з водних чи кислих диффузионных соків застосовується простіший метод адсорбции.

Як адсорбенту зазвичай застосовуються вугілля і ионообменные адсорбенти: природні глини чи штучні смолы.

Розчини вільних алкалоїдів не смешивающемся із жовтою водою розчиннику, отримані шляхом лужної екстракції рослини, зазвичай значно чистіше, ніж водні і спиртові екстракції, тобто. містять менше баластових речовин. Для отримання їх алкалоїдів ці розчини спочатку збовтуються з розведеною кислотою (1−5%), у якому переходять все алкалоїди. Останні, в такий спосіб, відразу концентруються в порівняно невеликий обсяг рідини. Цей кислий розчин піддається звичайній очищенні, подщелачивается і алкалоидная суміш чи відсмоктується чи знову витягається органічним растворителем.

Разделение алкалоидов.

Поділ алкалоїдів виходячи з різних температур кипіння. Цей метод використовують у разі, коли алкалоїди, перебувають у суміші, сильно відрізняються одне одного зі своєї температурі кипіння. Отже, можливо розподілити їх шляхом дробової перегонки. Методи, засновані на відмінності растворимости.

Різниця в розчинності алкалоїдів та його солей у різних розчинниках є основою найчастіше застосовуваних методів їх поділу праці й очистки.

Вже за добуванні «суми алкалоїдів» з первинного кислого розчину, отриманого при екстракції, можна, шляхом застосування різних несмешивающихся органічних розчинників, досягти часткового поділу суміші. Приміром, при збовтуванні подщелоченного розчином ефіром за останній переходить частина алкалоїдів, тоді як частину залишається в водному розчині і вилучають із нього лише застосуванням іншого розчинника, наприклад хлороформу чи бензолу. Таке часткове поділ алкалоидной суміші на два чи більш групи, застосовувалося наприклад, у разі алкалоїдів кактуса — Anhalonium. Це поділ, звісно, будь-коли буває повний та є лише грубу першу фракционировку. Поділ виходячи з різної «сили основности».

Метод грунтується у тому, що різні алкалоїди мають різної «силою основности». Якщо до суміші таких алкалоїдів додати кількість кислоти, недостатнє для нейтралізації всієї маси, то першу чергу, з кислотою зв’яжуться найсильніші підстави, тоді як більше слабкі залишаться вільними. Навпаки, якщо розчину суміші алкалоїдів в теоретичному кількості будь-якої кислоти додати кількість луги, недостатнє для звільнення всього комплексу алкалоїдів, то першу чергу разложатся солі найслабших підстав, тоді як сильні залишаться у що з кислотою вигляді. Поділ у такий спосіб зазвичай буває неповним, особливо при складних сумішах, в окремих фракціях спостерігається збагачення однією з підстав. Для повного розділення бізнесу і очищення його комбінують коїться з іншими способами, заснованими на кристалізації солей чи вільних оснований.

Поділ виходячи з різної адсорбційної здібності (хроматографія). Метод хроматографії у тому, що за колонку, наповнену адсорбентом, пропускається випробовуваний розчин, у якому кілька алкалоїдів. Коли розчин повністю проникає в шар адсорбенту, колонку промивають органічним розчинником чи сумішшю кількох розчинників і збирають окремі фракції що з колонки рідини. Подальша звичайна обробка окремих фракцій дозволяє виділяти індивідуальні сполуки. Поділ шляхом отримання производных.

Він використовують у випадках, коли алкалоїди, перебувають у суміші, відрізняються одні з інших такими хімічними особливостями, які дозволяють зробити їх поділ шляхом отримання якихось підхожих похідних. Цей метод поділу грунтується, що з алкалоїдів входить у реакцію із будь-яким реактивом, тоді як інший залишається незмінною. Властивості що утворився в такий спосіб похідного першого алкалоїду (розчинність тощо.) часто дуже різняться від властивостей вихідного речовини й дозволяють провести поділ її звичайним методом кристалізації. Основним умовою у своїй і те, що алкалоїд повинен легко назад виходити з отриманого похідного і повинен перетерплювати у своїй ніяких істотних изменений.

Общие методи вивчення структуры.

Під час вивчення структури алкалоїдів особливо важливе значення мають реакції розмикання гетероциклических кілець, оскільки вказують вийти з складних полициклических структур до простішим. Поруч із цими реакціями велике значення мають також реакції, які ведуть встановленню основного азотно-углеродистого «скелета» досліджуваного алкалоїду, тобто. тієї спрощеної структури, яка залишається після видалення бічних груп, і цепей.

Типовими прикладами є реакції розкриття кільця, зокрема однією з найважливіших є «гофманский розпад» та її модифікація «розпад по Эмде». Це здійснити тому, що з нагріванні четвертинних підстав, останні розпадаються із заснуванням води, третинного аміну і ненасыщенного углеводорода.

Під час вивчення алкалоїдів, є третинним підставами з метильной трупою при азоті, буває важливо можливість перейти до відповідному вторинному підставі, позбавленому цієї групи, тобто. треба провести диметилирование. Ця реакція здійснюється: дією бромциана; сухий перегонкою хлорчи иодгидрата з отщеплением хлорметана чи иодметана; дією хлоргидритов на підставу, дає спочатку хлорамін, восстанавливающийся до вторинного аміну (метод Вильштеттера); окисленням підстави перманганатом, дає відповідну N-карбоновую кислоту, спонтанно втрачав CO2; дією азотної кислоти (за підвищеної температурі) на третичное основание.

Найчастіше застосовуються різноманітні методи окислення і відновлення, мають на меті або видозміну тих чи інших груп молекул, чи влаштувати розпад молекули більш прості части.

Як окислювачів використовують перманганат (у різних середовищах) і хромовую кислоту (у кислому середовищі). Як відновлювачів застосовують водень в останній момент виділення або ж елементарний водень у присутності металевих катализаторов.

§ 5. Рослини — продуценти алкалоїдів (коротка ботанічна характеристика. Біологічні особливості - поширення природі. Особливості культивирования).

CAREX L.-Осока. цьому. Осоковые Cyperaceae Короткий описание.

Осоки нагадують трави, і їх ростуть на болотистих місцях і вздовж водойм. З першого погляду рослини можна сплутати зі злаками, але є одна особливість, що дозволяє «впізнати їх межи очі «, — це тригранний стебло, ребра його можуть бути гострими чи закругленими. Більшість осок — многолетники з довгою чи укороченим кореневищем. Рід Саrех охоплює безліч видів, які один від друга як по виглядом і висоті, а й у екологічним вимогам. У тому числі знайдуться гірські види, арктичні, і навіть ниці й болотні види, ростучі на мокрих кислих луках, торфовищах, песчаниках. Одні утворюють невеликі щільні подушки, інші — великі чагарники чи зелені килими. Квіти однодомные чи двудомные, які з однієї чи двох колосків, які може бути двостатевими, чоловічими чи жіночими. Плід — пухнаста семянка. Осоки декоративні під час цвітіння своїми пильовиками, повисающими на тонких нитках.

Рід Carex — найбільший рід, до складу якого близько 2000 видів. Представники Carex ростуть на всій земній кулі - від високої Арктики аж до південних меж поширення покрытосеменных, зустрічаючись переважають у всіх кліматичних зонах, але це найбільш характерний цей рід для поміркованих і холодних областей північного полушария.

На колишнього СРСР зустрічається близько 400 видів осок. 87 видів з підвидами ростуть біля флори північного сходу європейської частини. Найбільша і найчисельніша група осок представлена тут бореальными видами, з яких найбільшого поширення мають C. aquatilis ssp.aquatilis, C. rostrata, C. vesicaria, C. globularis, C. caespitosa, C. diandra, C.cinerea. Невелика частина осок є арктичними видами: C. aquatilis ssp.stans, C. bigelowii ssp.arctisibirica, C. rariflora, C. glacialis, C. rotundata, C. misandra, C.ursina.

До арктоальпийской групі видів належить C. atrata, C. rupestris, C. fuscidula, C. crause, C. ledebouriana, C. atrofusca, C. bicolor, C.tripartita. Неморальными елементами флори є C. digitata, C. ornithopoda, C. pediformis ssp.rhizodes, C. muricata, C.contigua. Ці види приурочені, зазвичай, до карбонатним почвам і зустрічаються здебільшого на узвишшях рельєфу. На території європейського північного сходу Росії лежать поодинокі місцезнаходження горно-степных (C.praecox, C. obtusata) видов.

Більшість видів Carex пов’язано своєму поширенні з різного типу болотами, луговими асоціаціями (переважно гигрофильного характеру), заболоченими тундрами, берегами водойм. Деякі осоки (C.recta, C. paleacea, C. salina, C. subspathacea, C. maritima, C. glareosa, C. mackenziei, C. ursina) живуть по морським узбережжям на приморських луках, пісках, галечниках.

Окремі види, ксерофильные, зустрічаються на сухих местообитаниях: щебенистых, кам’янистих і мелкозернистых схилах, піщаних місцях, вапнякових обнажениях (C.rupestris, C. obtusata, C. praecox, C. ornithopoda, C. pediformis ssp.pediformis, C. glacialis, C. fuscidula). Лісовими видами є C. digitata, C. pediformis ssp.rhizodes, C.macrouta. Осокам належить дуже істотна роль додаванні рослинного покриву флори території європейського північного сходу Росії. Особливо це стосується видам, произрастающим зазвичай, у масовій кількості і котрий обіймав нерідко великі простору (C.aquatilis ssp. stans, C. aquatilis ssp.aquatilis, C. bigelowii ssp.arctisibiria, C. rotundata, C. rostrata, C. rhycchophysa, C. rariflora, C. globularis і др.).

Полезные властивості. Хим.состав. Применение.

За даними про відомому хімічний склад, корисні властивості і застосуванні різних видів представників роду Carex, які ростуть на цікавій для нас території складемо таблицу.

Таблиця № 1.

|Вид |Хим.состав |Корисні властивості | |C.acuta L. | Фітонциди |Фітонциди мають | |(C.gracilis Сurt.)| |антибактериальными | | | |властивостями. У Білорусі | |- О.острая. | |входить до складу збору | | | |миття голови при | | | |себореї. Чи придатна як | | | |сировину для | | | |целюлозно-паперової | | | |промисловості. Як | | | |плетеночный матеріал. | | | |Кормове для с/г | | | |тварин. Декоративне.| | | | | |C.acutiformis |Листя: фенолкарбоновые | | |Ehrh. |кислоти та його похідні: | | |- О.заостренная. |хлорогеновая. Флавоноїди: | | | |изоориентин, трицин, | | | |5-глюкозид трицина. | | |C.cespitosa L. | |Входять у складі | |- О.дернистая. | |полюстровского торфу, | | | |що у | | | |практичної медицині | | | |для стимуляції | | | |регенеративних | | | |процесів ушкоджених | | | |тканин, нормалізації | | | |обміну речовин, | | | |поліпшення місцевого | | | |кровообігу, як | | | |аналгезирующее. Входять | | | |у складі полюстровского| | | |торфу, що у | | | |практичної медицині | | | |для стимуляції | | | |регенеративних | | | |процесів ушкоджених | | | |тканин, нормалізації | | | |обміну речовин, | | | |поліпшення місцевого | | | |кровообігу, як | | | |аналгезирующее. | | | |Пом'якшувальний, при | | | |цинзі, часотке. | |C.dioica L.- | |Екстракт виявляє | |О.двудомная. | |бактерицидную | | | |активність. | | | |Подз.ч: Діуретичну, | | | |при ревматизмі. | | | |Кормове для с/г | | | |тварин. | |C.hirta L.- |Фітонциди |Фітонциди мають | |О.волосистая. | |антибактериальными | | | |властивостями. | | | |Настой-отхаркивающее | | | |при захворюваннях | | | |верхніх дихальних | | | |шляхів, | | | |родовспомогательное, | | | |діуретичну; відвар — | | | |при ларингіті, | | | |бронхіти, жіночих | | | |хворобах, неврозах, | | | |пом'якшувальний при цинзі,| | | |часотке. | |C.nigra (L.) |Циклитолы:мезоинозит. | | |Reichard- |Вітаміни групи B, PP, H. | | |О.черная. |Листя: Флавоноїди: трицин. | | | |Хінони: пластохинон. | | |C.praecox Schreb.-| |Подз.ч. У Білорусі, й | |О.ранняя. | |Брянській обл. (відвар — | | | |всередині ванны)-при | | | |ревматизмі і | | | |радикуліті. Надз.ч. | | | |придатна як | | | |плетеночный, | | | |набивочный, пакувальний| | | |матеріал, для | | | |виготовлення мотузок. | | | |Кормове для с/г | | | |тварин. | |C.riparia Curt. — |Листя. Фенолкарбоновые |У Сибіру — при жіночих | |О.береговая. |кислоти та його похідні: |хворобах. Надз.ч. | | |хлорогеновая. Флавоноїди: |Чи придатна як для | | |изоориентин (гомоориентин, |целюлозно-паперової | | |6-С-глюкозид лютеолина), |промисловості, як | | |трицин 5-глюкозид трицина. |плетеночный, | | | |набивочный, пакувальний| | | |матеріал. Перганос. | | | |Кормове для ВРХ. | | | |Декоративне. |.

Отже, осоки мають також низку лікувальних властивостей, застосовують у ролі сировини целюлозно-паперової промисловості, для поделочных цілей. Деякі види використовують як декоративних рослин i для озеленення територій. Осоки також знаходять використання у кормі для сільськогосподарських тварин. Інформації про культивуванні осок автору не зустрічалася, однак той факт, що різні види роду Carex застосовують у декоративних цілях, свідчить у тому, що у це застосовується. Мабуть, ця процедура проходить за стандартним ботанічним приемам.

Також наведемо інформацію про осоці парвской. Цей представник досить вивчений, але росте тільки у південних регіонах. На цьому виду осок було витягнуто ряд алкалоїдів і виготовлені препарати в цій основі застосовуються у медичній практиці, зокрема у акушерської. Осока парвская, Carex Brevicollis DC.

Багаторічне рослина 30−45 див висоти, з укороченим густодернистым кореневищем, сімейства осокових (Cyperaceae). Листя тонкокожистые, гладкі, 3−5 мм ширини. Суцвіття складається з 2−3 колосків, з яких одна чоловічої - товстий, іржавий, інші жіночі. Плід — горішок. Зростає в світлих лісах, кутсарниках Среднеднепровья, схилами гір Західного і Південного Закавказья.

Листя і коріння рослини містять алкалоїди, причому їх в зазначених органах рослини неодинакого.

За даними Г. В. Лазурьевского, И. В. Терентьевой і А. В. Боровкова, зміст бревиколлина в листі сягає 95% від суми алкалоїдів, в коренях — 50%, містяться також бревикарин, гарман та інших. Бревиколлин належить до похідним індолу. Це бескислородное підставу складу C17H19N3. Другий алкалоїд осоки парвской належить до похідним карболина — бревикарин C17H21N3, близький за своєю будовою до бревиколлину. Фармакологічні властивості алкалоїдів осоки парвской.

Вперше фармакологічне дослідження алкалоїду бревиколлина було проведено В. М. Черновым, який демонстрував невідому, що гидрохлоргидрат бревиколлина стимулює подих, знижує артеріальний тиск, знімає судинні спазми, посилює скорочення кишечника і матки, має ганглиоблокирующими властивостями. Надалі дослідження бревиколлина були продовжені А. И. Лесковым до лабораторій фармакології ВІЛАР. Їм підтверджені дані, отримані В. М. Черновым, виявлено провідні фармакологічні властивості алкалоїду і дано обгрунтування можливості використання в медичній практиці. Бревиколлин посилює сократительную функцію мускулатури матки, підвищує її тонус в дозах, котрі надають впливу інші систамы і органи. З цього погляду вважатимуться дію бревиколлина на матку виборчим. Бревиколлин вивчався в порівнянні з пехикарпином й почасти изоверином.

Внутрішньовенне запровадження алкалоїду в дозі 0,35−1 мг/кг викликає підвищене тонусу матки у наркотизированных кішок та морських свинок з одночасним частішанням та прийдешнім збільшенням амплітуди її скорочень. Пехикарпин і изоверин в таких дозах викликають менший ефект. По токсичності у мишей бревиколлин близький до пахикарпину.

Підвищення тонусу матки, посилення і почастішання її скорочень відзначені також в кішок під час введення алкалоїду в дванадцятипалу кишку в дозі 1 мг/кг.

Препарат має ганглиоблокирующими властивостями, які, повидимому, можна пояснити його гіпотензивне дію. Застосування в медицине.

Бревиколлин застосовують у акушерської практиці як засіб для прискорення родової діяльність у випадках пологових потуг і ранньому отхождении вод, і навіть при захворюваннях, коли доцільно зменшити збуджуваність вузлів вегетативного відділу нервової системи (облітеруючий ендартеріїт, переміжна кульгавість, ганглиониты та інших.). Препарат бревиколлина гидрохлорид (Brevicollini hydrochloridum). Світлокремовий з жовтуватим відтінком кристалічний порошок. Розчинний у питній воді, легко розчинний в спирті. Як маточне засіб бревиколлин призначають всередину як 3% розчину по 20−25 крапель приймання 4−5 разів у із інтервалами 1 годину. Для швидкого ефекту призначають в м’яз по 1−2 мл 2% розчину (0,02−0,04 р) 3−4 десь у із інтервалом 1 годину між ін'єкціями. Як спазмолитическое при спазмах периферичних судин і ганглиотитах бревиколлин призначають в 3% розчині по 20−25 крапель приймання 2 десь у день. При застосуванні бревиколлина іноді виникатимуть галасу вухах, почуття оглушування, зникаючі при зменшенні дози. Не слід призначати всередину при виразковій хворобі шлунка та гострих гастритах на стадії загострення через місцевого подразнюючого дії препарату. Його не можна вводити під шкіру.

Заключение

.

У рефераті було розглянуто характеристику алкалоїдів: відзначено класифікація, історія відкриття окремих представників, відзначений питання поширенні алкалоїдів у природі й їх локалізації в організмі й про можливі функціях алкалоїдів в рослинах, було представлено біосинтез деяких гетероциклических підстав на конкретні приклади, а також шляху їхнього виділення, тож встановлення структуры.

Розглядаючи питання продуцентів алкалоїдів, розглянуто запропонований рід Carex, в представників якого біля Європейського північного сходу Росії раніше алкалоїди виявлено були. З цією метою наведено інформація про осоці парвской, цікавою наявністю алкалоїдів (бревиколлин, бревикарин, гарман), проте произрастающей за межами досліджуваної нами ‘флори'. Щодо цього представника хотілося сказати пару слов.

Наявність алкалоїдів в осоці парвской, дарує надію на те, що нам можливо поталанить виявити такі (навіть у незначних кількостях) й у представників роду Carex, які ростуть на наших північних територіях. Якщо це зробити, то можливо, вивчивши алкалоидоноскость як і більшої кількості видів із різних популяцій цікавій для нас флори, може знайти якусь (навіть абсурдну) закономірність встечаемости цих унікальних азотсодержащих підстав з прикладу роду Carex.

Список використовуваної літератури.. Орєхов О.П. Хімія алкалоїдів.- М.:Издательство Академії наук СССР,.

1955.. Гребинский С. О. Біохімія растений.-Львов:Вища школа, 1975. 280 з.. Рослинні ресурси Росії і близько сусідніх держав: Квіткові рослини, їх хімічний склад, використання; Сімейства Butomaceae;

Typhaceae.-СПб.:Наука, 1994.-271 з.. Флора північного сходу європейській частині СРСР. т.II. Сімейство Cyperaceae;

Caryophyllaceae. Під ред. А. И. Толмачева.-Л.:Наука, Ленингр.отд., 1976.

316 з.. Турова А. Д. Лікарські рослини СРСР та їх застосування. — М.:Медицина,.

1974. — 424 с.