реферат скачать
 
Главная | Карта сайта
реферат скачать
РАЗДЕЛЫ

реферат скачать
ПАРТНЕРЫ

реферат скачать
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

реферат скачать
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Алкалоиды - производные индола

Алкалоиды - производные индола

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия

Фармацевтический факультет

Кафедра фармакогнозии

Шутов Роман Вадимович

3 курс, 397 группа

Алкалоиды – производные индола

Курсовая работа

Руководитель: Шеховцова Елена Григорьевна

Санкт-Петербург

2002

Оглавление

|Введение………………………………………………………………………………….. |3 |

|Общая характеристика алкалоидов – производных индола…………….…………. |4 |

|Определение и классификация………..…………………………….…………. |4 |

|Распространение в природе…………………………………………….……… |6 |

|Накопление в растениях……………….…………….…………………….…… |6 |

|Общие пути биосинтеза………………………………………………………... |7 |

|Качественный анализ……………………………………….……….….………. |9 |

|Количественный анализ………………….………………….……….….….….. |10|

|Основные направления медицинского применения……………….…………. | |

|Лекарственные растения и сырье, содержащие |11|

|алкалоиды – производные индола…………………………….……………….. | |

|2.1. Род Чилибуха – Strychnos sp……………….………………………..…………. | |

|Таксономия и внешнее описание……………………………………. |13|

|Географическое распространение и местообитание……………….. | |

|Определение сырья…………………………………………………… |13|

|Заготовка………………………………………………………………. | |

|Внешний вид сырья………………………………………………..…. |13|

|Микроскопический анализ сырья………………………….………… | |

|Химический состав…………………………………………………… |13|

|Биосинтез стрихнина…………………………………………….…… | |

|Доказательство строения стрихнина………………………..……….. |13|

|Качественный анализ…………………………………………………. | |

|Количественный анализ…………………………………………..….. |13|

|Числовые показатели…………………………………………………. | |

|Хранение…………………………………………………………….… |13|

|Фармакологические свойства и медицинское применение………... | |

|Другие представители рода Strychnos……………………….….…... |15|

|Заключение…………………………………………………………………………….… | |

|Список использованной литературы……………………………………….…………... |15|

| | |

| |17|

| | |

| |18|

| | |

| |20|

| | |

| |21|

| | |

| |22|

| | |

| |22|

| | |

| |22|

| | |

| |23|

| | |

| |25|

| | |

| |26|

Введение

Лекарственные растения применялись для лечения различных болезней

задолго до того, как были открыты их действующие вещества, а тем более, до

того как были синтезированы новые препараты и фактически они и были первыми

средствами для лечения различного рода недугов. Вместе с тем своей

актуальности фитотерапия не потеряла до сих пор. В современной научной

медицине используется свыше 250 растений, обладающих тем или иным

терапевтическим действием, которое определяется входящими в их состав

биологически активными веществами. Несмотря на то, что термин «действующие

вещества», считается несколько устаревшим, т.к. действие растительных

препаратов – комплексное и определяется суммой веществ, все-таки есть ряд

групп веществ, для которых действие чистого вещества и эффект

фитопрепарата, содержащего это вещество в достаточной степени сходны.

Наиболее известной группой таких веществ являются алкалоиды, действие

которых часто проявляется в минимальных количествах.

Самой многочисленной группой алкалоидов являются производные индола,

весьма разнообразные по химическому строению, распространению и

фармакологическому действию. Многие из них наглядно демонстрируют верность

утверждения, приписываемого основателю йатрохимии Парацельсу: «Одно и то же

вещество одновременно может являться и лекарством, и ядом, все дело только

в дозе». Этот принцип в полной мере применялся как в средние века, при

решении вопросов престолонаследия, так и в современной медицине, где

лекарственные препараты на основе этих алкалоидов зачастую спасают

человеческие жизни.

Ряд алкалоидов имеет важное социально-уголовное значение, являясь

психотропными веществами, вызывающими болезненное пристрастие – наркоманию,

хотя они и уступают в этом отношении изохинолиновым опийным алкалоидам.

Знать все эти нюансы обращения с ядовитыми, сильнодействующими,

наркотическими и психотропными веществами – одна из первейших задач любого

медицинского работника, обязанного свято соблюдать главный принцип

Гиппократа: «Не навреди!».

Многих современных ученых волнует проблема изучения этой тонкой грани

между терапевтическим и токсическим действием веществ, применительно к

веществам растительного происхождения, содержащих в своем составе

определенную химическую структуру, а именно индольное ядро, а также

выяснение связи между химическим строением вещества и его фармакологическим

действием.

Кроме того, интерес представляет также биогенез этих зачастую довольно

сложных соединений, структура, а тем более метаболизм в растении которых

нередко остается невыясненным даже после нескольких десятилетий усиленного

научного поиска.

В данной работе сделана попытка осветить общие вопросы классификации и

биогенеза индольных алкалоидов, их фитохимический анализ и краткая

фармакологическая характеристика. Во второй части более детально

рассмотрена конкретная группа индольных алкалоидов, вместе с растениями –

источниками этих алкалоидов, также с более подробным изучением проблемы их

медицинского применения.

1. Общая характеристика алкалоидов – производных индола.

1.1. Определение и классификация.

Как известно, алкалоиды (от араб. alkali – щелочь и греч. eidos – вид,

подобный) – обширная группа природных азотсодержащих соединений основного

характера. По классификации А.П. Орехова, в основе которой лежит структура

азотсодержащих гетероциклов, индольные алкалоиды – азотсодержащие природные

соединения, имеющие в своей структуре индольный цикл (1).

Индольные алкалоиды – самая многочисленная группа алкалоидов,

насчитывающая свыше 900 соединений, разделенных на 28 подгрупп.

В основу классификации индольных алкалоидов положена их химическая

структура. Практически все они содержат 2 атома азота, один из которых

является индольным азотом, другой почти всегда отделен от (-положения

индольного ядра двухуглеродной цепью и может находиться в боковой

алифатической цепи или каком-либо гетероцикле. Всего выделяют 5 основных

классов индольных алкалоидов (2):

1. производные индолалкиламина – триптамина:

[pic]

2. производные (-карболина:

[pic]

3. производные физостигмина:

[pic]

4. производные эрголина:

[pic]

5. монотерпеноидные индольные алкалоиды – наиболее разнообразный тип,

охватывающий большую часть всех индольных алкалоидов. Г.В.

Лазурьевский делит их на 7 групп, в зависимости от структуры

терпеноидной части (3).

Группа стрихнина:

[pic]

Группа аспидоспермина:

[pic]

Группа сарпагина.

Группа коринантеина:

[pic]

Группа аймалицина:

[pic]

Группа ибогаина:

[pic]

Группа иохимбана:

[pic]

Как уже отмечалось, на сегодняшний день таких групп выделено более 20.

Кроме того, отдельно упоминаются дигидроиндольные алкалоиды – беталаины,

биогенетически отличающиеся от индольных (1).

1.2. Распространение в природе.

Будучи самой многочисленной группой алкалоидов, индольные алкалоиды

широко распространены в растительном мире. Известно около 40 семейств, в

которые входят виды, продуцирующие эти алкалоиды, однако в отдельных

семействах, как правило, встречается всего 1-2 вида, в которых

обнаруживаются эти алкалоиды. Исключением являются тропические растения

порядка горечавковые – Gentianales: кутровые – Apocynaceae, насчитывающие

73 продуцирующих вида, логаниевые – Loganiaceae – 40 видов, мареновые –

Rubiaceae – 72 вида, мальпигиевые – Malpighiaceae. У видов этих семейств

обнаружены в основном монотерпеноидные алкалоиды, у которых к индольному

кольцу присоединены различные 4-, 5-, 6-членные углеродные циклы (3).

Довольно богато индольными алкалоидами и семейство бобовых, в котором

свыше 60 видов содержат алкалоиды этой группы, но в данном случае они, в

основном, простые по строению (4).

Есть малочисленные семейства, в которых, тем не менее, велика доля

алкалоидоносных видов. Таково, например, семейство страстоцветные –

Passifloraceae.

Встречаются индольные алкалоиды и в грибах, например в спорынье –

Claviceps purpurea (Fries) Tulasne. из класса сумчатых грибов – Ascomycetes

(5).

Есть данные о наличии индольных алкалоидов животного происхождения, в

частности, в слизи, выделяемой тропическими лягушками, обнаружены вещества

курареподобного действия (6).

1.3. Накопление в растениях.

В начале вегетации до появления листьев алкалоиды из корней, семян и

коры переходят в ростки. В подземных органах число и сумма алкалоидов

уменьшаются, в коре их число остается прежним, но сумма также уменьшается.

Качественные и количественные изменения алкалоидного состава продолжаются в

течение всего периода вегетации. К концу вегетации в растениях

накапливается максимальное количество смеси оснований. Далее их количество

начинает уменьшаться, алкалоиды накапливаются в зимующей части растения

для перехода в следующее поколение – в семена, в подземную часть, у

древесных пород – в кору. В естественно отмерших частях растения алкалоидов

практически не остается. Вместе с тем не исключено, что алкалоиды в этих

органах могут разрушаться самостоятельно, на фоне накопления их в зимующих

органах (7).

Подвижность алкалоидов в растениях вызывается не только

онтогенетическими факторами, но также географическим положением и влиянием

факторов окружающей среды (5).

Большинство растений–источников индольных алкалоидов – тропические

растения, деревья или кустарники, ареал которых расположен главным образом

в юго-восточной части Азии, Северной Австралии и Океании. Эти растения

содержат достаточно сложные по своей структуре полициклические алкалоиды.

При продвижении на север общее количество алкалоидов снижается, а их

структура несколько упрощается и представлена в основном (-карболиновыми

алкалоидами. Это связано со снижением скорости обмена и интенсивности

включения терпеноидных структур в молекулу алкалоида (3),(8).

1.4. Общие пути биосинтеза.

Все индольные алкалоиды в биогенетически являются производными

аминокислоты триптофана (8). Сама аминокислота не является незаменимой для

растений и синтезируется из хоризмовой кислоты – метаболита шикиматного

пути биосинтеза ароматических аминокислот (5).

Дальнейшие превращения триптофана могут идти по нескольким путям. В

большинстве случаев первой реакцией является его декарбоксилирование с

образованием биогенного амина – триптамина (1):

[pic]

Далее возможно несколько вариантов превращений: триптамин может

алкилироваться по аминогруппе и гидроксилироваться в бензольное кольцо, в

результате чего образуется группа простейших индольных алкалоидов –

индолалкиламины (8):

[pic]

Группировки R1 и R2 почти всегда представлены метильными или этильными

радикалами, R3, R4 и R5 – гидрокси- или метоксигруппами.

Триптамин может циклизоваться с образованием структуры физостигмина (8):

[pic]

Образование иной циклической структуры из триптамина возможно после его

предварительного ацилирования с помощью активированного ацетила – ацетил

KoA.

[pic]

После циклизации образуется гармалин – родоначальник обширной группы (-

карболиновых алкалоидов.

[pic]

Далее он может окисляться в гарман (I) или восстанавливаться в

тетрагидрогарман (II), а также образовывать более сложные структуры при

соединении с другими соединениями, например бревиколлин (III), образующийся

в осоке парвской – Carex brevicollis D.C., структура которого включает

кроме гармана еще и пирролидиновое ядро (6),(9).

[pic] [pic] [pic]

Наиболее интересен биосинтез терпеноидных алкалоидов. Он заключается в

конденсации триптамина с циклическим иридоидным альдегидом – секологанином:

[pic]

На первой стадии образуется шиффово основание, которое по механизму

реакции Манниха – Шпенглера циклизуется с образованием стриктозидина

(винкозида) - родоначальника всех монотерпеноидных индольных алкалоидов

(10):

[pic]

Особое место в биосинтезе индольных алкалоидов занимает биосинтез

эрголиновых алкалоидов. В первую очередь он отличается от всех остальных

путей тем, что в метаболизм включается непосредственно аминокислота

триптофан, а не триптамин. Вначале, в результате взаимодействия триптофана

и структурной единицы терпенов - диметилаллилпирофософата образуется 4-

диметилаллилтриптофан, который в дальнейшем претерпевает последовательное

замыкание двух связей и декарбоксилирование. После окисления боковой

метильной группы образуется лизергиновая кислота, которая, соединяясь с

рядом аминокислот, образует уникальную группу пептидных алкалоидов,

встречающихся только в склероциях спорыньи – Claviceps purpurea (Fries)

Tulasne (11):

[pic]

Относительно роли индольных алкалоидов в растении есть предположение,

что их образование оберегает растения от избыточного накопления

гетероауксина – фитогормона, стимулятора роста растений, т.е. алкалоиды

выполняют регуляторную функцию (3).

Регуляция биосинтеза и метаболизма алкалоидов происходит либо по

аминокислотному пути, либо через белковый (энзиматический) путь.

О взаимосвязи между биосинтезом алкалоидов и пулом свободных аминокислот

свидетельствуют данные об увеличении содержания алкалоидов в 2 раза при

добавлении в среду ткани катарантуса розового – Catharanthus roseus (L.)

G.Don больших количеств триптофана. В опытах с некоторыми штаммами введение

экзогенного триптофана позволило достичь трехкратного увеличения содержания

серпентина и аймалицина.

Увеличение пула свободных аминокислот наблюдается при ингибировании

синтеза белка различными веществами.

Что касается активации биосинтеза, то получен целый ряд данных,

свидетельствующих о том, что участие аминокислот в образовании алкалоидов

не ограничивается только ролью предшественников, субстрата для биосинтеза.

Напротив имеются указания на то, что аминокислоты являются индукторами

ферментов биосинтеза алкалоидов и, следовательно, выполняют определенную

регуляторную функцию в их биосинтезе. Однако при высоких концентрациях

триптофана наблюдается снижение образования алкалоидов, без нарушения роста

и развития растений, что исключает токсическое влияние триптофана на

растение и позволяет сделать вывод о репрессии ферментов, ответственных за

синтез этих алкалоидов.

Регуляция образования алкалоидов осуществляется также путем

аллостерического ингибирования ключевых ферментов их биосинтеза конечными

продуктами реакций. Так, в опытах с культурой ткани барвинка розового было

показано снижение активности в среднем на 50% цитохром Р-450-зависимой

монооксигеназы такими алкалоидами как катарантин, винбластин и виндолин,

т.е. конечными продуктами биосинтеза. Дополнительное изучение кинетики

выявило, что этот процесс является неконкурентным и линейным, т.е.

аллостерическим (8).

1.5. Качественный анализ.

Все индольные алкалоиды дают осадочные реакции с общеалкалоидными

реактивами, такими как реактив Майера, реактив Марме, 1% растворы

фосфорномолибденовой, фосфорновольфрамовой, кремневольфрамовой кислот и

др. (2).

Еще более быстрый и простой метод качественного анализа основан на

способности ряда алкалоидов флуоресцировать в ультрафиолетовом свете. Это

свойство больше характерно для производных гармана. Для того чтобы

обнаружить алкалоиды, достаточно нанести на фильтровальную бумагу каплю

водной вытяжки или сока растения. Пятно светится при ультрафиолетовом

облучении. Этот способ можно использовать как экспресс-метод, так как в

этом случае выявить алкалоиды можно в течение нескольких секунд, что важно

при массовых анализах в период заготовительных работ, когда необходимо

отличать производящее растение от примесей (9).

Для идентификации индольных алкалоидов часто используют 1% раствор

пикриновой кислоты, дающей с алкалоидами стехиометрические кристаллические

осадки, которые отфильтровывают, сушат и определяют температуру плавления

(12).

В качестве достаточно высокоспецифичной реакции на различные группы

индольных алкалоидов используют т.н. тест Эрлиха – реакцию виннокислой соли

алкалоида с раствором п-диметиламинобензальдегидом в 65% серной кислоте.

После воздействия света ртутной лампы или в присутствии следов хлорного

железа развивается интенсивное окрашивание, варьирующее в зависимости от

типа алкалоида от пурпурного до ярко-синего. Причиной окрашивания является

образование хиноидного соединения типа розиндола, существующего в двух

таутомерных формах:

[pic]

Реакция протекает быстро для алкалоидов со свободным С3-положением и не

имеющих электронодонорных групп в ядре, медленнее – для С3-замещенных

алкалоидов, но не содержащих свободных аминов в этом заместителе и

электронодонорных групп в ядре. Реакция не идет в случае с алкалоидами,

имеющими аминосодержащий заместитель в 3 положении и электронодонорные

группы в ядре. В качестве заменителя п-диметиламинобензальдегида можно

использовать ванилин в концентрированной серной кислоте, при этом

Страницы: 1, 2, 3


реферат скачать
НОВОСТИ реферат скачать
реферат скачать
ВХОД реферат скачать
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

реферат скачать    
реферат скачать
ТЕГИ реферат скачать

Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.