Физико-химические свойства
В широком смысле алкалоиды являются первичными (мескалин, тирамин), вторичными (эфедрин), третичными (атропин)
аминами или производными четвертичных аммониевых оснований. Алкалоиды
можно рассматривать как сложные производные аммиака, в котором атомы водорода
замещенные радикалами:
R
1—N—R"
Таким образом, алкалоиды могут существовать в свободном состоянии
(в виде оснований) и в виде солейи или алкалоидов N-оксидов.
Этот факт учитывается при получении или выделении алкалоидов
из растительного сырья.
В растениях алкалоиды содержатся в форме солей органических
кислот: лимонной, щавелевой, янтарной, малоновой, уксусной и др.
В лекарственных препаратах это преимущественно гидрохлориды, нитраты, фосфаты, иногда тартраты.
Растворимость, экстракция и разделение алкалоидов зависят от
формы нахождения их в растительном сырье. Алкалоидные основания
растворимы в органических растворителях (спирте, эфире, хлороформе,
бензоли и др.) И, как правило, нерастворимы или мало растворимы в воде.
Исключение составляют кофеин, эфедрин, кодеин, которые растворимы в воде.
Соли алкалоидов-белые кристаллические вещества, растворимые в воде
и нерастворимы в органических растворителях (кроме спирта). Растворимость
в воде разная; например, хинина сульфат — в соотношении 1:1000,
а хинина гидрохлорид-всего 1: 1.Некоторые соли алкалоидов (например, Папаверина гидрохлорид) растворимы в хлороформе.
453
Большинство алкалоидов представляют собой твердые кристаллические соединения, бесцветные
или едва окрашенные (например, берберин желтого цвета), горькие
на вкус. В состав алкалоидов входят атомы углерода, водорода,
кислорода, азота. Некоторые алкалоиды не содержат кислорода (например, кониин
из болиголова, никотин, пахикарпин) и являются жидкостями, перегоняемыми с водяным паром, но соли этих алкалоидов — твердые кристаллические соединения.
Алкалоиды оптически активны. Те, которые вращают плоскость поляризованного луча влево, более фармакологически активны. Ряд
алкалоидов в УФ-свете имеют характерную флуоресценцию.
Алкалоиды-довольно слабые основания. Константы диссоциации известных алкалоидов варьируются в значительных пределах, а их соли имеют различный
степень устойчивости. Алкалоиды с очень небольшим количеством диссоциации
не образуют солей (кофеин, колхицин). К сильнейшим основам
относят кодеин (К = 9 * 107
), к самым слабым — кофеин (к =
= 4,1 • 10
14). Алкалоиды в водных или водно-спиртовых растворах
проявляют щелочную реакцию. Обычно рН водно-спиртовых растворов
алкалоидов не превышает 8-8, 5.
Алкалоиды с кислотами образуют соли, причем один азот
молекулы присоединяет один эквивалент одноосновной кислоты. До
второму азоту присоединение идет тяжелее, и такие алкалоиды, как правило, присоединяют также один эквивалент одноосновной кислоты
(стрихнин). Щелочи и раствор аммиака, а иногда карбонаты и оксид магния, разлагают соли алкалоидов, выжимая свободные основания.
Алкалоиды, содержащие фенольный гидроксил, образуют со щелочами феноляты. Так, морфин выпадает в осадок под действием щелочей, а затем
растворяется в их избытке, что дает возможность определить его
среди других алкалоидов. Алкалоиды, являющиеся сложными эфирами (атропин, кокаин), под действием щелочей омыляются.
Методы выделения и исследования
Выделение. В растениях алкалоиды находятся, как правило, группами (до 20 и более), многие из них являются схожими по химической
строением. Чаще всего выделяют сумму алкалоидов в виде солей
или основ.
В растениях главным образом находятся соли алкалоидов. Для
извлечение их в виде оснований растительный материал сначала обрабатывают слабым щелочью-раствором аммиака или гидрокарбонатом натрия (сильные щелочи могут разрушить некоторые алкалоиды-эфиры). Потом
экстрагируют органическим растворителем, и алкалоиды-основы с сопутствующими веществами переходят в раствор. Очищают, переводя
алкалоиды-основы в алкалоиды-соли и наоборот, пока органический
растворитель, содержащий сумму алкалоидов-оснований, не станет чистым.
454
Для разделения и очистки алкалоидов используют хроматографические методы.
Растительное сырье, как? содержит алкалоиды-основы, обрабатывают водой и спиртом, к
яки х
добавляют виннокаменную кислоту
для перевода всех алкалс^Дев в соли. Кроме алкалоидов, в раствор
переходит большое количество экстрактивных веществ: белков, смол,
танинов и т. д. К * очистке от сопутствующих примесей кислую вытяжку подщелачивают, алка.иоиды-основы, образовавшиеся при этом, изымают соответствующий органическим растворителем, к которому
добавляют 1-5% раствор кислс
) Ты-алкалоиды-основания вновь становятся солями, которые переходят в водно-кислый слой, а все липофильные соединения остаются в органическом растворителе.
Жидкие и летучие алкалоиды (никотин, кониин) получают путем
перегонки с водяной парок*•
Хранят сильнодействующее алкалоидоносное сырье по списку
Б. исключение-клубнелуковицы безвременника и семена чилибухи, которые
хранят по списку А. Работа с этим токсичным сырьем требует соблюдения определенных правил безопасности.
Качественные реакции. Обнаруживают
наличие алкалоидов в растительном сырье общеосадовыми реакциями, вследствие которых образуются
труднорастворимые в воде осадги (комплексы). Чаще всего применяют следующие реактивы: Майера (раствор дихлорида ртути и йодида калия) - кремовый осадок; Весов " эра и Бушарда (раствор йода в калии
йодиди) - красно-брунатрий осадок; Хагера (насыщенный раствор
пикриновой кислоты) - желтый осадок; Драгендорфа (раствор нитрата висмута основного В калия йодиде) - красно-булатный осадок,
а также свежесготовленный раствор танина, растворы фосфорномолибденовой и фосфорновольфрамовой кислот.
Следует учитывать, что эти реактивы дают осадки с протеинами,
а кофеин и некоторые другие пуриновые алкалоиды осадков не образуют.
Для обнаружения алкалоиди8
используют также реакции окраски с концентрированными неорганическими кислотами — азотной,
серной или их смесями. И основу реакций положены особенности
химической структуры алкалоиде?, поэтому они могут выступать в качестве специфических для определения грур алкалоидов. Реакции окраски проводят как с чистыми алкалоидами, так и с их смесями в сухом
виде.
Специфические реакции. Кофеин и другие пуриновые алкалоиды определяют с помощью мурексидной пробы — образуется краснопурпуровая окраска. Каждый с минеральными кислотами дает
желтая окраска. При взаимодействии алкалоидов группы индола (например, алкалоидов маточных рожек) с 60% серной кислотой и
/ 7-диметиламинобензальдегидрм раствор приобретает сине-фиолетовый цвет
или красного цвета. Дл4 тропановых алкалоидов использова455
в ответ Витали-Морена. ее модификация позволяет определить
кокаин по образованию пурпурного окраса.
Алкалоиды, содержащие фенольную группу (морфин), дают синее
окраска с хлоридом железа. Ванилин является реактивом на индольный
цикл. Характерные цветовые реакции дают Нитропруссид натрия с пилокарпином, теофиллином, пахикарпином, сферофизином.
Иногда для идентификации алкалоидов используют процесс
гидролиза с последующим обнаружением артефактов. Так, физостигмин при
гидролиз в щелочной среде образует метиламин, сферофизин
выделяет аммиак. Кокаин под действием концентрированной серной кислоты
расщепляется на метиловый спирт и бензойную кислоту с последующим образованием метилового эфира бензойной кислоты, который
определяется по запаху.
Для выявления и определения качественного состава и количества алкалоидов часто используют бумажную и тонкослойную хроматографию в смесях различных растворителей, главным образом кислых.
Обычно алкалоиды в-УФ-свете флуоресцируют синим, зеленым или желтым цветом. При обработке хромогенными реактивами флуоресценция пятен, как правило, меняется и часто появляется окраска, которую можно видеть при дневном свете.
Идентификацию алкалоидов также проводят с помощью
физико-химических методов: ультрафиолетовой, инфракрасной, Ямри ПМР-спектроскопии.
Количественное определение. Для каждого сырья разрабатывают индивидуальную методику определения содержания алкалоидов. Все они многоступенчатые из-за длительной очистки.
Долгое время количественная оценка алкалоидов проводилась весовым или объемным способом, теперь количество алкалоидов в сырье
определяют физическими, физико-химическими и объемными методами.
Наиболее распространенная титрометрия: 1) прямое титрование алкалоидов раствором кислоты; 2) обратное титрование избытка кислоты раствором щелочи; 3) прямое титрование алкалоидов раствором
йода или другого комплексообразующего реактива, при взаимодействии
с которым алкалоиды образуют нерастворимые соединения.
Большинство алкалоидов определяют титрованием в неводных растворителях (пахикарпин. тропановые алкалоиды, кокаин, платифиллин.
сальсолин. морфин, резерпин, сферофизин. эфедрин и др.). Титрантом является раствор хлорной кислоты в уксусной кислоте. Соли алкалоидов титруют хлористоводородной, йодистоводородной и бромистоводородной кислотами в присутствии ацетата ртути.
Некоторые алкалоиды (кофеин и его соли) можно количественно определить по образованию нерастворимых солей, таких как полиедиды.
Избыток йода в фильтратах определяют титрованием тиосульфатом натрия. Алкалоиды пуринового ряда (теобромин, теофиллин) ут456
воруют соли с нитратами. Эквивалентное количество образовавшейся азотной кислоты определяют титрованием.
Многие алкалоиды определяют методами фотометрии, спектрофотометрии, фотонефелометрии, полярографии, поляриметрии и другими физико-химическими способами. |
Скачать 17.29 Kb.