Алкалоиды — это природные азотсодержащие органические соединения основного характера, имеющие сложный состав и обладающие сильным специфическим действием. Большинство их относится к соединениям с гетероциклическим атомом азота в кольце, реже азот находится в боковой цепи. Синтезируются преимущественно растениями.[5]
В переводе термин «алкалоид» (от араб. «alkali» — щелочь и греч. «eidos» — подобный) означает щелочноподобный. Подобно щелочам, алкалоиды образуют с кислотами соли.
В растительном мире распределены неравномерно. В низших растениях их мало. Встречаются в семействе плауновых (плаун-баранец).
У злаков и осоковых растений встречаются редко. Наиболее богаты алкалоидами растения семейств маковых, пасленовых, лилейных, мареновых, сельдерейных, амариллисовых, бобовых, лютиковых. В растениях алкалоиды находятся в клеточном соке в растворенном виде. Содержание колеблется от тысячных долей процента до нескольких процентов, а в коре хинного дерева от 15 до 20%.
У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех органах (красавка обыкновенная и кавказская), у большинства они преобладают в каком-либо одном органе. Часто у одного растения в разных органах имеется различное число алкалоидов, некоторые органы могут быть безалкалоидными, напри-мер,мак опийный во всех органах, кроме семян, содержит алкалоиды. Обычно в растении встречается несколько алкалоидов: в опии, например, 26 алкалоидов, в корнях раувольфии — 35. Редко присутствует в растении один алкалоид.
Факторы, влияющие на накопление алкалоидов.
Обычно богаты алкалоидами растения влажного тропического климата. Теплая погода способствует повышению содержания в растениях алкалоидов, холодная — тормозит, а при заморозках алкалоиды в растении не накапливаются. Например, на Кавказе надземную часть чемерицы после заморозков животные поедают без последующего отравления, а в Средней Азии после заморозков верблюды поедают анабазис. Содержание алкалоидов меняется даже в течение суток. У лобелии одутлой количество их в ночное время на 40% больше, чем в полдень (Г. К. Крейер).
Надрезы коробочек опийного мака в вечерние часы дают больший выход опия и содержание в нем алкалоидов выше. Исследования В. С. Соколова показали преимущества сборов солянки Рихтера ранним утром и ночью. Небезразличен для содержания алкалоидов и высотный фактор.
Сбор, сушка и хранение лекарственных растений
... а после цветения содержание активных веществ в листьях уменьшается. Листья мать-и-мачехи собирают только в первой половине лета. Имеются виды лекарственных растений, листья которых собирают ... веществ, меньше осыпаются при хранении, лучше выдерживают сушку и сохраняют свою окраску. Цветки собирают вручную, ощипывая их и обрывая цветоножки. Иногда для сбора соцветий пользуются специальными ...
Установлено, что для каждого вида имеются свои оптимальные высоты. У крестовника плосколистного наибольшее количество алкалоидов накапливается на высоте 1800-2000 м над уровнем моря (крестовник встречается в горах на высоте до 2500 м), после чего содержание алкалоидов снижается. Такое явление наблюдается у хинного дерева, красавки, эфедры.
Важным фактором служат почвенные условия. Например, солянка Рихтера, растущая на песках, дает около 1% алкалоидов, а выросшая на глинистой почве содержит лишь их следы. У культивируемых растений отмечается повышение содержания алкалоидов при внесении азотсодержащих удобрений. Имеет значение и внутривидовая (индивидуальная) изменчивость. Наблюдается значительная разница в содержании алкалоидов у растений одного вида, растущих в одинаковых условиях, зависящая от индивидуальных свойств растений.
Колебания в содержании алкалоидов выявляются также при сушке и хранении сырья. При замедленной сушке нестойкие алкалоиды разлагаются. Содержание алкалоидов снижается также при хранении сырья в сырых помещениях.
Физико-химические свойства.
В состав алкалоидов в основном входят углерод, водород, азот и кислород; алкалоиды кубышки дополнительно содержат серу.
Большинство алкалоидов, содержащих кислород — бесцветные, оптически активные, кристаллические или аморфные вещества со щелочной реакцией; некоторые алкалоиды окрашены (например, алкалоид берберин из барбариса желтого цвета), без запаха, горького вкуса. Бескислородные алкалоиды — летучие жидкости с неприятным запахом (например, алкалоид никотин из табака, кониин из болиголова).
Алкалоиды-основания, в воде почти нерастворимы; растворяются в спирте, эфире, хлороформе и других органических растворителях. Соли алкалоидов растворимы в воде и спирте, но нерастворимы в органических растворителях. Алкалоиды в растениях находятся в виде солей, связаны с органическими кислотами: щавелевой, лимонной, яблочной, винной. Для мака снотворного характерна меконовая кислота, а для хинной коры — хинная кислота.
Способы получения.
Получение алкалоидов проходит три стадии: извлечение из растительного сырья щелочами; очистка полученных извлечений; разделение суммы алкалоидов и очистка алкалоидов. Для выделения или разделения суммы алкалоидов пользуются методом хроматографии на бумаге. Для обнаружения алкалоидов достаточно нанести на полоску фильтровальной бумаги каплю испытуемого раствора и «проявить» соответствующим реактивом.
Качественные реакции.
Для обнаружения алкалоидов применяют реакции, в результате которых образуются осадки или характерное окрашивание.
1. Общие осаждающие реакции. Позволяют установить присутствие алкалоидов даже при незначительном их содержании. Из общих алкалоидных реактивов часто используют следующие: танин, дихлорид ртути, раствор иода в иодиде калия, пикриновую и фосфорномолибденовую кислоты, хлорную платину и золото, соли тяжелых металлов и др.
2. Специальные цветные реакции. П
Питание растений
... («корневое питание»). Воздушное питание Фотосинтез является основным процессом, приводящим к образованию органических веществ в растениях. При фотосинтезе ... отвечает за окислительно-восстановительные реакции, протекающие в клетках растений. Промышленность выпускает таблетки микроудобрений ... растение получает какой-либо микроэлемент в избытке, то получается отравление растения. Бор и медь, например, ...
Извлечение фильтруют и разливают в пробирки. Наиболее распространенные реактивы — концентрированная серная и азотная кислоты, раствор формалина в серной кислоте.
Кроме качественных реакций (осаждающих и цветных), для обнаружения алкалоидов используют люминесцентный анализ. Установлено, что ряд веществ в УФ-лучах дает характерное свечение: например, хинин — синюю флюоресценцию, гидрастин — золотистую.
Биологическая роль алкалоидов.
Значение алкалоидов для живых организмов, их синтезирующих, до сих пор изучено недостаточно. Первоначально предполагалось, что алкалоиды являются конечными продуктами метаболизма азота у растений, как мочевина у млекопитающих. Позднее было показано, что во многих растениях содержание алкалоидов может как увеличиваться, так и уменьшаться с течением времени; таким образом, эта гипотеза была опровергнута. Большинство известных функций алкалоидов относятся к защите растений от внешних воздействий. Так, например, апорфиновый алкалоид лириоденин, вырабатываемый лириодендроном тюльпановым, защищает растение от паразитических грибов. Кроме того, содержание алкалоидов в растении препятствует их поеданию насекомыми и растительноядными хордовыми, хотя животные, в свою очередь, выработали способы противодействия токсичному действию алкалоидов; некоторые из них даже используют алкалоиды в собственном метаболизме. Алкалоиды имеют и эндогенное значение. Такие вещества, как серотонин, дофамин и гистамин, иногда также относимые к алкалоидам, являются важными нейромедиаторами у животных. Известна также роль алкалоидов в регулировке роста растений.
Классификация А.П. Орехова.
В фармакогнозии принята химическая классификация сырья, содержащего алкалоиды, разработанная академиком А. П. Ореховым. В основу классификации положено деление на группы в зависимости от строения углеродного скелета. Из них некоторые группы встречаются редко.
- Алкалоиды с азотом в боковой цепи — эфедрин из различных видов эфедры, сферофизин из травы сферофизы солонцовой, колхицин и колхамин из клубнелуковиц безвременников.
- Производные пирролидина и пирролизидина (платифиллин, саррацин, сенецифилллин из крестовника плосколистного и ромболистного).
- Производные пиридина и пиперидина (анабазин, лобелин) из анабазиса безлистного и лобелии одутлой.
- Алкалоиды с конденсированными пирролидин
овыми и пиперидиновыми кольцами (производные тропана) — гиосциамин, атропин, скополамин из красавки, белены, дурмана.
- Производные хинолизидина (пахикарпин, термопсин) — софора толстоплодная, термопсис.
Использование фитонцидных растений для оздоровления воздуха помещений
... этих соединений в 1,8 раза. Понижение температуры воздуха отрицательно сказывается на выделении растениями летучих веществ. Значительное ослабление фитонцидной активности происходит ... кислородосодержащих производных, монотерпенов и сесквитерпанов, отличающихся минимальной летучестью, большей вязкостью. Всё это способствует выполнению функции регуляторов внутренних процессов растений. Решающее ...
- Производные хинолина — хинин из хинной коры, эхинопсин из плодов мордовника.
- Производные изохинолина — сальсолин из солянки Рихтера, морфин и папаверин из коробочек мака, алкалоиды чистотела, барбариса, мачка желтого.
- Производные индола — алкалоиды спорыньи, барвинков, резерпин из корня раувольфии, стрихнин из семян чилибухи, катарантус розовый.
- Производные пурина — кофеин из листьев чая и семян колы.
10. Стероидные алкалоиды — соласонин паслена дольчатого, алкалоиды чемерицы и др.
Влияние различных групп алкалоидов на организм человека.
Далее, на примере нескольких алкалоидов растений, будет представлена их характеристика, относящихся к разным группам и имеющих разные физиологические действия на организм.
Пиридиновая группа:
─Никотин
Никотин, алкалоид, содержащийся в табаке (до 8%), а также в разных видах плауна, хвоще полевом и некоторых других растениях.; производные пиридина. При курении табака никотин возгоняется, проникает в дыхательные пути и, всасываясь, действуют на ганглии вегетативной нервной системы и на так называемые холинреактивные структуры центральной и периферической нервной системой. В малых дозах никотин действует возбуждающе на нервную систему, в больших вызывает ее паралич . Никотин это один из самых ядовитых алкалоидов: несколько капель (100-200 мг, т.е. количество, содержащееся в 200 г табака) при в ведении в человека вызывают смерть[3], а ПДК никотина в воздухе составляет 0,5 мг/м3 [5].
Никотин используется в сельском хозяйстве как инсектицид.
─ Анабазин
Анабазин основной алкалоид ежовника безлистного, произрастающего в Средней Азии. Как и никотин, сильно токсичен, но тоже применяется в качестве контактного инсектицида.[1]
