Простые индольные алкалоиды

Для индольных алкалоидов предложены ряд систем и характерные для отдельных оснований и групп алкалоидов реактивы, такие , как концентрированная азотная, серная кислоты , церий аммоний сернокислый ( или церий сернокислый) , сульфат железа аммонийного, и многие другие. Среди них по своей чувствительности и индивидуальности воздействия на отдельные хромофоры можно выделить реактив церия аммония сернокислого. В связи с этим нами была предпринята попытка связать окраску алкалоидов рода Vinca Erecta реактивом церия аммония сернокислого с химическим строением вещества, что дает возможность предварительно охарактеризовать принадлежность основания к определенному хромофору.

Качественному анализу и характеристике были подвергнуты примерно 60 алкалоидов, критерием служила их окраска с реактивом церия аммония сернокислого, наблюдаемая в течении 24 часов. В процессе исследования качественных цветных реакций алкалоидов сульфатов церия аммония нами выявлены три основные группы (-метилениндолиновая, индолиновая и индольная) в зависимости от хромофорной системы. Оксиндольные основания этим реактивом не проявляются.

Таким образом, исходя из проведенных исследований был сделан вывод о том, что использование сульфата церия аммония для проявления индольных, индолиновых, (-метилениндолиновых алкалоидов при хроматографировании на тонком слое дает возможность предварительно определить хромофорную группу алкалоида и провести соответствующую идентификацию. Многие из изученных соединений бладают широким спектром физиологического действия.

Выраженным седативным действием обладают алкалоиды -акуаммидин, винкарин и винкамин. Акуаммидин является центральным адренолитиком, по седативному эффекту превосходящим аминазин, мепротан и др.

Винкарин и винкамин блокируют восходящую активирующую ретикулярную формацию, по широте седативного действия они превосходят аминазин, резерпин и мепротан. Оба алкалоида представляют определенный практический интерес в качестве психотропных средств. Кроме того, винкамин стимулирует гладкую мускулатуру матки.

Алкалоид эрвин обладает выраженным антиаритмическим действием и превосходит в этом отношении аймалин. Механизм антиаритмического действия эрвина слагается из влияния на внутрисердечную проводимость и периферического анренолитического эффекта.

Препарат эрвинин (хлоргидрат копсинина) возбуждает дыхание, угнетенное морфином, мединалом, гексеналом, уретаном и диэтиловым эфиром , потенцирует судорожное действие коразола, стрихнина, винканина, кордиамина и др., оказывает пробуждающее действие при наркозе, вызванном этиловым алкоголем, укорачивает продолжительность сна, вызванного мединалом, люминалом и хлоральдегидратом.

Эрвинин является центральным антагонистом аминазина. Центральный эффект препарата распространяется на средний мозг, где он возбуждает адренореактивные структуры.

Изучение фармакологических свойств четвертичных N-алкильных производных алкалоидов винканина, винканидина, копсинина, псевдодокопсинина, винкарина и др. показало, что им присуще гипотензивное, ганглиоблокирующее и в более высоких дозах курареподобное свойство. Среди них хлорметилат винканина оказался наиболее активным в качестве ганглиоблокатора кратковременного действия. Винсумин ( сумма алкалоидов из надземной части Vinca Erecta ) оказывает относительно стойкое и выраженное гипотензивное действие и представляет определенный практический интерес в качестве гипотензивного средства. Винканин является аналептиком центральной нервной системы и по действию во многом напоминает стрихнин, а винканидин, подобно апоморфину, проявляет выраженный центральный рвотный эффект.

Фармакологические свойства алкалоидов надземной части Vinca Erecta проводили сотрудники лаборатории фармокологии и химиотерапии Института химии растительных веществ Саидкасымов Т, Курмуков А.Г, Султанов М.Б.

Алкалоид копсин является аналептиком центральной нервной ситемы. В малых дозах он вызывает возбуждение центральной нервной системы, особенно продолговатого мозга , а в больших дозах клонико-тонические судороги.

Алкалоид в терапевтических дозах вызывает возбуждение дыхания у интрактных, наркотизированных и морфизированных животных, что сопровождается выраженным увеличением объема легочной вентиляции. Помимо возбуждения дыхания препарат вызывает повышение артериального давления.

Глава 3. Исследование алкалоидов растения рода VINCA

Выделенные из растения Vinca Erecta алкалоиды относятся к группе иохимбина ( рецерпина) , -иохимбина ( винкаин, резерпин), аймалина ( винкамайин, винкамедин) , эбурнамин (винкамин,винканорин) и аспидоспермина ( винкадифформин, миновин, виндолин) . Алкалоиды растения Vinca Erecta отличаются между собой различной степени сложности строения.

При исследование алкалоидов растения Vinca Erecta используются весенние наземные части собранные на стадии ранней вегетации . Эфирной экстракцией из наземной части растения выделяется приблизительно 1.2 % суммы алкалоидов. Из сгущенного эфирного раствора выпадает основание с температурой плавления 233-234 С0 . Элементарным анализом основания и его производных было установлено , что оно имеет состав С21 Н26 О3 N2. Основание содержало метоксильную группу и один атом активного водорода. Физико-химические свойства этого основания полностью совпадает со свойствами винкамина, выделенного из растения Vinca minor . Сравнение спектров и определение температуры плавления смешанной пробы показало их идентичность.

Эфирный раствор, после отделения винкамина упаривался азотной кислотой. При этом выделился кристаллический динитрат , который легко растворялся в органических растворителях и кристаллизовался с большим трудом из петролейного эфира с температурой плавления 103-104- С0 . Основание и его производные, как многие другие индольные алкалоиды, плохо горят и не дают сходные результаты при элементарном анализе. Потому сначало предварительные данные анализа колебались между формулами С22Н28О2N2 - С21Н26О2N2. Это основание было названо эрвинином (эректин).

Эректин оптически активное основание. Содержал один атом активного водорода и метоксильную группу . ИК- спектры поглощения эректина указывают на наличии ортозамещенного бензольного ядра, сложно-эфирной карбонильной группы и вторичного атома азота. Второй атом азота третичный, образует йодометилат. УФ-спектры поглощения эректина имеют максимумы, характерные для индольных оснований.

При действии уксусного ангидрида образуется N (а)-ацетильное производное , которое дает N (в)-йодметилат N-(а) ацетильного производного эректина. Омылением основания и его N (а)-ацетильного производного получена аминокислота.

С₁₉Н₂₂(-NH-)(=N-)(COOCH₃) C₁₉H₂₂(=N-COCH₃)(=N-)COOCH₃

_{2H KOH CH2N2}

_{10% HCl 10% HCl CH2N2}

C₁₉H₂₂(-NH-)(=N-)(COOH) (CH₃CO)₂O C₁₉(=NCOCH₃)(=N-)(COOH)

Метилирование аминокислоты диазометаном или хлористоводородной кислотой в метаноле получено исходное основание. Ацетилированием аминокислоты получено N (а)-ацетильное производное аминокислоты, которое при метилировании диазометаном переходит в N (а)-ацетильное производное эректина. Восстановлением эректина LiAlH4 в эфире был получен аминоспирт.

Сравнение физико-химического свойства эректина и его производных со свойствами копсинина, выделенного впервые из Kospia flavida и K. Longiflоra установлена идентичность. Маточный раствор суммы алкалоидов , после выделения копсинина, растворяется в бензоле? и нерастворимая часть обрабатывается метанолом , при этом были выделены кристаллы с температурой плавления 250С0 .

При стоянии бензольного раствора выпадают кристаллы с температурой плавления 242-243 С0 . на основании элементарного анализа и определения молекулярного веса установился состав С21 Н24 О3 N2.

Этот состав содержал одну метоксильную группу и два атома активного водорода. Этот алкалоид имеет название эрвамидин. ИК и УФ-спектры основания очень близки со спектрами винкамина.

Из бензольного раствора, после отделения эрвамидина, алкалоиды извлекаются серной кислотой и путем фракционного разделения по силе основности выделяется основание с температурой плавления 283 С0. и йодогидрат с температурой плавления 189-195 С0.

Для основания с температурой плавления 283 С0 установлен состав С21 Н26О4 N2 содержит метоксильную группу и один атом активного водорода. В ИК- спектре имеются полосы сложно-эфирной карбонильной группы и вторичного атома азота.

Характер кривых поглощения УФ-спектра основания указывает, на то что оно относится к алкалоидам -метилениндолина.

Полученный алкалоид является - эрвинидином. Йодгидрат с температурой плавления 189-195С0 состоял из смеси йодгидратов двух оснований (температурой плавления 198-200 и 256-258) , которые разделяются по растворимости в метаноле.

Основание полученное из йодгидрата с температурой плавления 198-200С0 не кристаллизуется. Кроме йодгидрата образует кристаллический тартрат, нитрат и йодметилат. Алкалоид оптически активный. Элементарным анализом основания и его нитрата, тартрата, определением йода в йодгидрате и йодметилате был установлен его состав С21 Н26О2 N2. Алкалоид под названием эрвамин.

Из йодгидрата с температурой плавления 256-258 С0 обычным путем получено основанием с температурой плавления 222-223 С0 , которое образует кристаллических хлоргидрат, бромгидат. Элементарным анализом основания и его производных установливается суммарная формула- С21 Н24О3 N2.

Содержит одну метоксильную группу и один атом активного водорода. Алкалоид под названием эрвин. В УФ- спектре эрвина имеются максимумы , характерные для -конденсированного индольного производного. ИК-спектры показывают, кроме полос поглощения, характерных для вторичного атома азота и С-метильной группы, интенсивную полосу, указывающую на наличие сложноэфирной группировки типа:

СН3СОО-С=С-О-С-

На основании этих данных и сравнения ИК- и УФ- спектров эрвина со спектрами аймалицина установлено, что эрвин относится к алкалоидам группы -иохимбина и имеет развернутую формулу

С19 Н20 (NH) (N) (COOCH3) (-O-).

Определение качественного содержания алкалоидов показало, что впервые установлено С.Ю.Юнусовым в своей работе, посвященной динамике накопления и роли образования алкалоидов в растении, что максимальное содержание суммы алкалоидов в наземной части Vinca Erecta достигается в раннем периоде вегетации, а к концу вегетации содержание алкалоидов сильно уменьшается.

На основании этих данных наземную часть этого растения следовало бы заготовлять в период вегетации. Однако , в этот период длина наземной части достигает 10 см, и при таких размерах растения производить массовую заготовку затруднительно.

К полученным алкалоидам нужно было подбирать соответствующий растворитель. Многие индольные алкалоиды имеют сложноэфирный характер и легко поддаются различным изменениям. Хлороформный раствор суммы алкалоидов при стоянии, особенно в летнее время , темнеет , осмоляется и выделить из него какой-либо кристаллический алкалоид не удается.

На основе многих исследований были выбраны самые оптимальные растворители. Наиболее подходящая -эфирная экстракции. Так как применение эфира в промышленном масштабе ограничено, экстракцию можно проводить хлороформом на холоду( не выше 25 С0 ). Но При этом наблюдается следующее явление, хотя количество суммы алкалоидов не меняется в зависимости от продолжительности экстракции, но выход копсинина и эрвамина заметно уменьшается. Следовательно, продолжительность экстракции хлороформом должна быть самой минимальной.

3.1 Количественное определение алкалоидов наземной части Vinca erecta по периодам вегетации

500 г измельченной воздушно-сухой наземной части Vinca смачиваются 7 %- ным водным раствором аммиака (350 мл) . После двухчасового стояния растение заливают эфиром и алкалоиды экстрагируются в аппарате непрерывного действия до отрицательной реакции на алкалоиды с кремневольфрамовой кислотой. Эфирный экстракт сгущается (1 литр) и обрабатывается 10%-ной серной кислотой . Кислый раствор алкалоидов (200 мл) промывается эфиром, отфильтровывается , подщелачивается 25 % водным раствором аммиака и алкалоиды экстрагируются эфиром, а затем и хлороформом. Затем после отгонки растворителей получается примерно 5,37 г эфирной суммы оснований и 1,18 г хлороформной части, что составляет 1,31 % от веса сухого растения.

3.2 Выделение суммы алкалоидов из наземной части Vinca erecta

40 кг воздушно-сухой наземной части растения, собранного на ранней вегетации высотой 15-20 см смачивается % 5 водным раствором аммиака, загружается в перколяторы и спустя 2 часа заливаются эфиром. Через двое суток эфирных экстракт сливается и многократно обрабатывается 10 % серной кислотой.

Сернокислый раствор промывается эфиром , подщелачивается 25 % раствором аммиака и основания экстрагировали эфиром.

При сгущении эфирного экстракта суммы алкалоидов до 2 л выпадает приблизительно 2 г винкамина с температурой плавления 222-225 С 0. После отделения винкамина экстракт упаривается досуха и высушивается под вакуумом. Выход суммы алкалоидов приблизительно равен 467 г, что составляет 1,2 % от веса сухого растения.

Сумма алкалоидов представляет собой аморфный порошок или бледно-желтого цвета, хорошо растворимого в метаноле, этаноле , хлороформе и в разбавленных минеральных кислотах. Но плохо растворим в воде. Растворы суммы алкалоидов, особенно хлороформный при стоянии постепенно темнеют.

3.3 Разделение суммы алкалоидов

467 г суммы алкалоидов растворяют в 500 мл метанола и при охлаждении подкисляют концентрированной азотной кислотой. Выпавший динитрат копсинина отсасывался 2 раза метанолом. Выход составляет примерно 62 г, или 0,1 %. От растения при расчете на основание. Технический динитрат копсинина представляет собой мелкий кристаллический порошок, слегка окрашенный в желтый цвет и плавиться при 188-190 С0.

Маточник после отделения нитрата копсинина подщелачивают аммиаком и экстрагируют эфиром. Эфирный раствор алкалоидов промывается водой 2 раза по 100 мл и сушится над безводным углекислым калием.

После отгонки эфира, остаток сушится до порошкообразного состоянии (356 г). Аморфный порошок обрабатывается 1 л бензолом и отделяется от нерастворимой части ( 30 г) . нерастворимая часть растворяется в 100 мл метанола. При стоянии из метанольного раствора выпадают мелкие кристаллы. Эти кристаллы отсасываются и промываются 2 раза метанолом, выход 2,7 г температура плавления 250-252 С0 с разложением. Основание плохо растворимо в метаноле , спирте, хлороформе , бензоле и т.д. при стоянии бензольного раствора выпали 3,2 г эрвамидина с температурой плавления 237-280С0.

Бензольный раствор , после выпадения эрвамидина , взбалтывается с 1 л 5% серной кислоты и путем фракционного подщелачивания 28 % аммиаком разделяется по силе основности на 10 фракций.

Из сгущенного эфирного экстракта 1-4 фракции было выделено 2 г эрвинидина. При обработке бензолом из этих же фракций выделили еще 3,6 г эрвинидина с температурой плавления 250-253 С0.

При подкислении метанольных растворов 2-3 и 4 фракции свеже перегнанной йодистоводородной кислотой выпадают мелкие кристаллы, которые отсасываются и 2 раза промываются метанолом. Выход технического йодгидрата 115 г температура плавления 189-195 С0 .

Разделение йодгидрата

Йодгидрат с температерой плавления 189-195 С0 по растворимости в метаноле разделяли на 2 фракции.

1 -фракция, растворимая часть в метаноле

2- фракция, не растворимая часть в метаноле , которая составляет 5 % от веса йодгидрата

Йодгидрат первой фракции - йодгидрат эрвамина - представляет собой игольчатые кристаллы , собранные в розетки, с температурой плавления 188-190 С0.

Йодгидрат второй фракции -йодгидрат эрвина-представляет собой пластинчатые кристаллы бледно-желтого цвета температура плавления 255-258 С0.

Вывод

Основываясь на изученных материалах и результатов исследований можно сделать следующие выводы.

1. Что алкалоиды Vinca Erecta обладают ценными в практическом отношении фармакологическими свойствами.

2. Лекарственным сырьём являются корневище с корнями , а так же наземные части растений лист, цветы в период вегетации, содержащие алкалоиды , которые являются производными индола, среди них -- винкамин, винканин, винцин эрвамин.

3. Определение качественного и количественного содержания алкалоидов этого растения зависит от периода вегетации , места произрастания.

4. Оптимальным растворителем для алкалоидов растения Vinca Erecta является эфирная экстракция или же хлороформ.

5. При количественном определении из 500 г сухой наземной части растения можно получить примерно 5,37 г эфирной суммы оснований и 1,18 г хлороформной части, что составляет 1,31 % от веса сухого растения.

ГЛОССАРИЙ

Алкалоид (от лат. alcali -- щёлочь и греч. eidos -- вид) - органическое соединение, чаще всего растительного происхождения, сложной химической структуры, со свойствами слабого основания.

Аморфное состояние-это состояние твердого тела, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул.

Вегетациомнный перимод (вегетация; от лат. vegetatio -- оживление, произрастание) -- период года, в который возможны рост и развитие (вегетация) растений.

Гетероатом (от др.-греч. ?????? -- другой) в органической химии -- это любой атом соединения, который не является атомом углерода или водорода.

Гетероциклические соединения (гетероциклы) -- органические соединения, содержащие циклы, в состав которых наряду с углеродом входят и атомы других элементов.

Декарбоксилирование- процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде CO2

ДОВ (дисперсия оптического вращения) - зависимость угла поворота плоскости поляризации света в веществе от частоты (длины волны).

Инсектицимды (от лат. insectum «насекомое» + лат. caedo «убиваю») -- химические препараты для уничтожения вредных насекомых.

Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектрография, масс-спектральный анализ, масс-спектрометрический анализ) -- метод исследо вания вещества, основанный на определении отношения массы к заряду ионов, образующихся при ионизации представляющих интерес компонентов пробы.

Метаболимты (от греч. ???????????, metabolites) продукты метаболизмакаких-либо соединений. Метаболиты бывают первичными, вторичными, промежуточными .

Рентгеноструктумрный анамлиз (рентгенодифракционный анализ) -- один из дифракционных методов исследования структуры вещества. В основе данного метода лежит явление дифракции рентгеновских лучей на трёхмерной кристаллической решётке.

Саркомма (лат. sarcoma; от др.-греч. ???? -- «плоть», «мясо» + лат. oma «опухоль») -- группа злокачественных опухолей, производные активно делящейся, так называемой «незрелой» соединительной ткани

Серотонимн (5-гидрокситриптамин, 5-НТ) -- один из основных нейроме диаторов. По химическому строению серотонин относится к биогенным аминам, классу триптаминов. Серотонин часто называют «гормоном хорошего настроения» и «гормоном счастья»

Силикагемль -представляет собой высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2*mH2O) при pH > 5--6. Твёрдый гидрофильный сорбент.

Фракция, при дистилляции -- доля вещества, отбираемого при перегонке в определённых условиях.

Хроматография - метод выделения, разделения и идентификации близких по химическим свойствам веществ. Основан на различной подвижности молекул веществ при пропускании их в жидком или газообразном состоянии через твердые пористые материалы или жидкость, стабилизированную веществом.

Экстракция- это процесс распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) - резонансное поглощение электромагнитных волн атомными ядрами, происходящее при изменении ориентации векторов их собственных моментов количества движения (спинов)

Литература

1. Шавкат Мирзиеев «Мы все вместе постоим свободное, демократическое и процветающее государство» Узбекистон. Ташкент 2016 56 стр

2. Шавкат Мирзиеев «Критический анализ, жесткая дисциплина и персональная ответственность должны стать повседневной нормой в деятельности каждого руководителя» Узбекистон. Ташкент 2017 г 104 стр

Размещено на Allbest.ru