Алкалоиды. Распространение алкалоидов в растительном мире

• Название: Распространение алкалоидов в растительном мире
• Анкор: Алкалоиды
• Дата: 22.11.2020
• Размер: 163.88 Kb.
• Имя файла: Алкалоиды.docx
• Тип: Документы; #152704

Алкалоиды

Алкалоиды — это особая группа органических азотсодержащих соединений основного характера, встречающихся в растительных организмах и обладающих сильным физиологическим действием.

Термин «алкалоид» — «щелочеподобный» (от арабского «alcali» — щелочь и греческого «eidos» — подобный) предложил в 1819 году немецкий ученый К. Мейснер. Название указывает на основной характер соединений.

В природе существует множество различных веществ, содержащих в своей структуре азот. Например, в растениях встречаются простейшие амины (метиламин, диметиламин, различные аминокислоты), которые обладают ярко выраженными основными свойствами, но не относятся к алкалоидам.

Существуют также природные соединения (протеиногенные амины), которые занимают положение между алкалоидами и другими азотистыми соединениями.
Распространение алкалоидов в растительном мире

По современным представлениям растения, содержащие алкалоиды, составляют около 10 % всей мировой флоры. Наиболее широко алкалоиды распространены у покрытосеменных растений. Особенно богаты алкалоидами растения семейств маковые (Papaveraceae), пасленовые (Solanaceae), бобовые (Fabaceae), кутровые (Аросупасеае), мареновые (Rubiaceae), лютиковые (Ranunculaceae), логаниевые (Loganiaceae) и др. В зависимости от количества родов и видов растений, содержащих алкалоиды, все семейства делят на 3 группы:

• 
  высокоалкалоидные семейства — содержат не менее 20 % родов, содержащих алкалоидоносные виды растений;
  
• 
  среднеалкалоидоносные семейства — содержат от 10 до 20 % родов, имеющих алкалоидоносные виды;
  
• 
  малоалкалоидоносные семейства – содержат от 1 до 10 % родов с алкалоидоносными видами растений.
  

В растениях алкалоиды находятся в виде солей органических и неорганических кислот (лимонной, щавелевой, яблочной, уксусной, фосфорной и т.д.), растворенных в клеточном соке.

Обычно содержание алкалоидов в растениях невелико и составляет 0,01-0,1 %. Если в растении накапливается 1-3 % алкалоидов, сырье считается высокоалкалоидным. Только некоторые растения, например культивируемые сорта хинного дерева, накапливают в коре до 15-20 % алкалоидов. Большинство растений содержат несколько алкалоидов (катарантус розовый — более 60). Чаще всего, в растении количественно преобладает один или 2-3 алкалоида, содержание других значительно меньше. Алкалоиды одного растения, как правило, имеют довольно близкое строение.

Алкалоиды накапливаются в листьях, плодах, семенах, коре, подземных органах. У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех частях в значительных количествах (красавка). Но у большинства алкалоиды преобладают только в каком-либо одном органе или части растения. Так, например, в чае китайском алкалоиды накапливаются в листьях, в дурмане индейском, чилибухе – в плодах или семенах, в раувольфии, безвременнике – в подземных органах.

Различные части растения отличаются не только по количественному содержанию алкалоидов, но и по качественному составу. Например, у термопсиса ланцетного в траве преобладает алкалоид термопсин, а в семенах – цитизин.
Значение для жизни растений

Биологические функции алкалоидов пока до конца не выяснены. В последнее время считают, что алкалоиды:

• 
  участвуют в обмене веществ;
  
• 
  являются стимуляторами и регуляторами роста;
  
• 
  выполняют защитную роль.
  
• 
  
  

Биосинтез алкалоидов

Большинство алкалоидов образуются из аминокислот. В зависимости от происхождения и местоположения атома азота в структуре молекулы, все алкалоиды делят на три группы:

• 
  истинные алкалоиды – соединения, которые образуются из аминокислот и содержат атом азота в составе гетероцикла;
  
• 
  протоалкалоиды – соединения, которые образуются из аминокислот, но не имеют гетероциклов и содержат алифатический атом азота в боковой цепи;
  
• 
  псевдоалкалоиды – азотсодержащие соединения терпеновой и стероидной природы, образуются из кислоты мевалоновой по типу синтеза изопреноидов.
  

Сырьевая база растений, содержащих алкалоиды

Сырьевая база обеспечена преимущественно за счет культивируемых видов и импорта. Заготавливаемые дикорастущие растения немногочисленны.

Дикорастущие растения, содержащие алкалоиды, встречаются большей частью на юге России:

• 
  на юге европейской части России растут: в лесной зоне — барвинок малый; в лесной и лесостепной — дурман обыкновенный; в лесостепной — барбарис обыкновенный; в степной — мачок желтый; в зоне степей и полупустынь — гармала обыкновенная; в зоне полупустынь — анабазис безлистный;
  
• 
  на юге европейской части России и Сибири в степной зоне растет термопсис ланцетный;
  
• 
  на всей европейской территории России и в Сибири, за исключением тундровой зоны и зоны полупустынь, растет белена черная;
  
• 
  на севере, в тундровой и лесотундровой зоне России растет баранец обыкновенный;
  
• 
  в европейской части России и Сибири почти во всех зонах растут кубышка желтая, чемерица Лобеля, чистотел большой. Эти растения имеют обеспеченную сырьевую базу;
  
• 
  только на Кавказе растут безвременник великолепный, крестовник плосколистный, красавка обыкновенная.
  

Растения-алкалоидоносы из тропических и субтропических зон стран Центральной и Южной Америки, Индии, Индонезии, Индокитая, Австралии и Новой Зеландии на территории России культивируют в Краснодарском крае. Это дурман индейский, перец стручковый, паслен дольчатый, маклейя сердцевидная и м. мелкоплодная, катарантус розовый, чай китайский.

На территории России выращивают мак снотворный. Родина этого растения неизвестна, предположительно — страны Азии. Выращивают только масличные сорта мака, выращивать опийные сорта запрещено Всемирной организацией здравоохранения. Регионы культуры — Поволжье, Воронежская область, Западная Сибирь и др.

Культивируют в России не только растения зарубежной флоры, но и виды, не имеющие обеспеченной сырьевой базы. Это барбарис обыкновенный, белена черная, дурман обыкновенный, красавка обыкновенная, крестовник плосколистный, мачок желтый. Регион культуры — Краснодарский край. Спорынью выращивают в Новосибирской области.

Для получения препаратов в Россию импортируют сырье чилибухи, кофейного дерева, шоколадного дерева, раувольфии змеиной, хинного дерева, термопсиса очередноцветкового, софоры толстоплодной, унгернии Виктора и у. Северцова, эфедры хвощевой, пассифлоры воплощенной, стефании гладкой. Закупаются индивидуальные алкалоиды и готовые препараты на их основе.
Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего алкалоиды

Сбор сырья проводят в фазу максимального накопления алкалоидов, учитывая онтогенетические факторы и факторы внешней среды. Заготовку сырья проводят по общим правилам в разные сроки вегетации, в зависимости от вида сырья.

Заготовка сырья

1. 
   Травы и побеги заготавливают:
   

• 
  в фазу бутонизации и начала цветения:
  

траву термопсиса ланцетного (Herba Thermopsidis lanceolatae), траву термопсиса очередноцветкового (Herba Thermopsidis alterniflorae), траву гармалы обыкновенной (Herba Pegani harmalae), траву маклейи (Herba Macleayae), траву мачка желтого (Herba Glaucii flavi);

• 
  в фазу цветения:
  

траву чистотела (Herba Chelidonii), траву барвинка малого (Herba Vincae minoris);

• 
  в фазу цветения и начала плодоношения:
  

траву пассифлоры (Herba Passiflorae), траву паслена дольчатого (Herba Solani laciniati), траву крестовника плосколистного (Herba Senecionis platyphylloidis);

• 
  в фазу плодоношения:
  

траву красавки (Herba Belladonnae);

• 
  в течение всего периода вегетации:
  

траву софоры толстоплодной (Herba Sophorae pachycarpae), побеги эфедры хвощевой (Cormi Ephedrae equisetinae), побеги анабазиса (Cormi Anabasidis);

• 
  после окончания спороношения (июнь — сентябрь):
  

траву баранца обыкновенного (Herba Huperziae selaginis).

2. 
   Листья собирают, как правило, в фазу цветения: листья барбариса обыкновенного (Folia Berberidis vulgaris), листья красавки (Folia Belladonnae), листья дурмана обыкновенного (Folia Stramonii), листья унгернии Виктора (Folia Ungerniae victoris), листья унгернии Северцова (Folia Ungerniae sewertzowii), листья белены (Folia Hyoscyami), листья катарантуса розового (Folia Catharanthi rosei), листья чая (Folia Theae).
   
3. 
   Плоды и семена собирают в фазу созревания (плодоношения): плоды дурмана индейского (Fructus Daturae innoxiae), семена дурмана индейского (Semina Daturae innoxiae), плоды перца стручкового (Fructus Capsici), семена термопсиса ланцетного (Semina Thermopsidis lanceolatae).
   
4. 
   Заготовку подземных органов проводят осенью: корни красавки (Radices Belladonnae), корни барбариса обыкновенного (Radices Berberidis vulgaris), корневища кубышки желтой (Rhizomata Nupharis lutei), клубни с корнями стефании гладкой (Tubera cum radicibus Stephaniae glabrae).
   

Исключение: клубнелуковицы безвременника (Bulbotubera Colchici) собирают в период цветения, корневища с корнями чемерицы Лобеля (Rhizomata cum radicibus Veratri lobeliani) собирают весной или осенью. Корни раувольфии змеиной (Radices Rauwolfiae serpentinae) поступают по импорту.

5. 
   Рожки (склероции) спорыньи (Cornua Secalis cornuti) собирают в период начала созревания ржи.
   

Сырье ядовито, поэтому все этапы заготовительного процесса (сбор, первичную обработку, сушку и доведение сырья до стандартного состояния) выполняют только взрослые люди, прошедшие специальный инструктаж. Работу проводят с соблюдением мер предосторожности. Например, работу с сырьем, содержащим тропановые алкалоиды, необходимо проводить в перчатках, нельзя касаться лица и глаз, т.к. тропановые алкалоиды вызывают расширение зрачка и повышают внутриглазное давление. При работе с высушенным сырьем чемерицы надевают марлевые повязки или респираторы, т.к. возможно сильное раздражение органов дыхания.

Сушка сырья

Сушат сырье сразу после сбора в сушилках при температуре 40-60 ºС. Допускается воздушно-теневая сушка, а для отдельных видов сырья — солнечная (сырье анабазиса безлистного, гармалы обыкновенной, паслена дольчатого, софоры толстоплодной, термопсисов, эфедры хвощевой и др.). В свежем виде используют клубнелуковицы безвременника великолепного.

Хранение сырья

Хранят сырье отдельно от других видов, семена чилибухи, клубнелуковицы безвременника хранят по списку А, остальные виды сырья — по списку Б. Сроки годности сырья строго индивидуальны, в основном до 5 лет.
Пути использования сырья, содержащего алкалоиды

Сырье и сборы, содержащие алкалоиды, не входят в ассортимент безрецептурного отпуска из аптек, кроме травы чистотела (приказ МЗСР РФ № 587 от 13.09.2005).

1. 
   Экстемпоральные лекарственные формы:
   

• 
  настои (трава чистотела, трава термопсиса ланцетного);
  
• 
  отвары (трава баранца обыкновенного).
  

2. 
   Лекарственные сборы:
   

• 
  противоастматические курительные сборы «Астматин» (листья белены, листья дурмана обыкновенного) и «Астматол» (листья красавки, листья белены, листья дурмана обыкновенного).
  

3. 
   Экстракционные (галеновые) лекарственные формы:
   

• 
  настойки (листья красавки, листья барбариса обыкновенного, плоды перца стручкового);
  
• 
  экстракты сухие (трава красавки, трава термопсиса ланцетного);
  
• 
  экстракты густые (трава красавки, плоды перца стручкового);
  
• 
  экстракты жидкие (трава пассифлоры, корневища и корни гидрастиса (желтокорня) канадского);
  
• 
  масло беленное;
  
• 
  масло дурманное.
  

4. 
   Суммарные препараты:
   

• 
  «Раунатин», «Эрготал» и др.
  

5. 
   Препараты индивидуальных алкалоидов:
   

• 
  атропина сульфат (трава и корни красавки);
  
• 
  берберина бисульфат (корни барбариса обыкновенного);
  
• 
  физостигмина салицилат (семена физостигмы) и др.
  

6. 
   Комплексные препараты:
   

• 
  капли Зеленина (входит настойка красавки);
  
• 
  «Бекарбон» (входит экстракт красавки);
  
• 
  «Беллоид» (входит сумма алкалоидов красавки);
  
• 
  «Бепасал» (входит экстракт красавки и папаверина гидрохлорид);
  
• 
  «Беллатаминал» (входит экстракт красавки и эрготамина тартрат);
  
• 
  «Аэрон» (входит скополамина камфорат и гиосциамина камфорат);
  
• 
  пластырь перцовый (содержит густые экстракты перца стручкового и красавки);
  
• 
  «Капсин», «Салинимент», линимент метилсалицилата сложный (содержат масло беленное или масло дурманное) и др.
  

7. 
   Полусинтетические препараты:
   

• 
  препараты стероидных гормонов (кортизон и прогестерон) из алкалоидов травы паслена дольчатого;
  
• 
  апоморфина гидрохлорид, этилморфина гидрохлорид (на основе морфина);
  
• 
  гоматропина гидробромид (на основе атропина);
  
• 
  «Кавинтон» («Винпоцетин») (полусинтетический препарат на основе алкалоида травы барвинка малого винкамина).
  

Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих алкалоиды

Алкалоиды обладают широким спектром фармакологического действия. В настоящее время в современной медицине с различной целью используются около 80 алкалоидов.

Алкалоидоносное растительное сырье и получаемые из него лекарственные формы и препараты классифицируют либо по месту проявления фармакологического эффекта, либо по механизму действия:

I. Средства, действующие преимущественно на центральную нервную систему

1. 
   Седативные средства (оказывают успокаивающее и противосудорожное действие):
   

• 
  препараты пассифлоры (жидкий экстракт, «Ново-Пассит»);
  
• 
  гиндарина гидрохлорид (клубни с корнями стефании гладкой).
  

2. 
   Средства, стимулирующие центральную нервную систему.
   

а) Психомоторные стимуляторы (оказывают стимулирующее влияние на функции головного мозга, активизируют психическую и физическую деятельность организма):

• 
  кофеин (листья чая, семена кофе, семена кола).
  

б) Аналептические средства (возбуждают сосудодвигательный и дыхательный центры продолговатого мозга). Показания: препараты скорой помощи при остановке дыхания:

• 
  «Цититон» (0,15 % раствор алкалоида цитизина (семена термопсиса ланцетного, трава термопсиса очередноцветкового));
  
• 
  лобелина гидрохлорид (трава лобелии вздутой);
  
• 
  анабазина гидрохлорид (побеги анабазиса безлистного).
  

Входят в состав препаратов, облегчающих отвыкание от курения: «Табекс» (цитизин), «Лобесил» (лобелина гидрохлорид), «Гамибазин» (анабазина гидрохлорид).

в) Стимуляторы функций спинного мозга (возбуждают сосудодвигательный и дыхательный центры, тонизируют скелетную мускулатуру и мышцу сердца). Показания: парезы, параличи, атония желудка, поражение спинного мозга. В токсических дозах – судорожные яды:

• 
  стрихнина нитрат (семена чилибухи);
  
• 
  секуринина нитрат (побеги секуринеги).
  

3. 
   Анальгезирующие средства (наркотические анальгетики):
   

• 
  морфина гидрохлорид, «Морфилонг», «Омнопон» (мак снотворный).
  

4. 
   Наркотические противокашлевые средства (уменьшают возбудимость кашлевого центра):
   

• 
  кодеин, кодеина фосфат (мак снотворный).
  

5. 
   Ненаркотические противокашлевые средства:
   

• 
  глауцина гидрохлорид, «Бронхолитин» (трава мачка желтого).
  

II. Средства, действующие преимущественно на периферические нейромедиаторные процессы.

1. 
   Средства, действующие на периферические холинергические процессы.
   

а) Холиномиметики (возбуждают периферические М-холинорецепторы, вызывают усиление секреции пищеварительных и бронхиальных желез, сужение зрачка с одновременным уменьшением внутриглазного давления и улучшением трофики тканей глаза, повышение тонуса гладких мышц бронхов, кишечника, желчного и мочевого пузырей, матки). Показания: пилокарпина гидрохлорид применяют в офтальмологии:

• 
  пилокарпина гидрохлорид (листья пилокарпуса (яборанди)).
  

б) Ингибиторы холинэстеразы (антихолинэстеразные средства) (активируют процесс синаптической передачи в холинергических нервных окончаниях, облегчают проведение нервных импульсов в центральную нервную систему, усиливают процессы возбуждения, вызывают повышение тонуса гладких мышц, сужение зрачка с одновременным уменьшением внутриглазного давления и улучшением трофики тканей глаза). Показания: парезы, параличи, миастения, миопатия, глаукома:

• 
  галантамина гидробромид (листья унгернии Виктора, луковицы подснежника Воронова);
  
• 
  стефаглабрина сульфат (клубни с корнями стефании гладкой);
  
• 
  дезоксипеганина гидрохлорид (трава гармалы обыкновенной);
  
• 
  «Сангвиритрин» (трава маклейи);
  
• 
  физостигмина салицилат (семена физостигмы (калабарские бобы)).
  

в) Антихолинергические средства (М-холиноблокаторы) (блокируют преимущественно периферические холинергические синапсы, понижают тонус гладкой мускулатуры бронхов, органов брюшной полости, уменьшают секрецию слюнных, потовых желез). Показания: в офтальмологии для расширения зрачка, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и других заболеваниях для снятия спазмов и уменьшения боли:

• 
  атропина сульфат, настойка и экстракты красавки;
  
• 
  сбор противоастматический: листья красавки, белены, дурмана обыкновенного;
  
• 
  скополамина гидробромид (плоды и семена дурмана индейского);
  
• 
  «Аэрон» (скополамина камфорат и гиосциамина камфорат) (для профилактики и лечения морской и воздушной болезней как противорвотное, успокаивающее средство);
  
• 
  платифиллина гидротартрат (трава крестовника плосколистного).
  

г) Ганглиоблокирующие средства (повышают тонус и сократительную способность матки, улучшают функцию мышц при миопатии, эндартериите):

• 
  пахикарпина гидройодид (трава софоры толстоплодной).
  

2. 
   Средства, действующие на периферические адренергические процессы.
   

а) Адреномиметики (вызывают сужение сосудов, повышение артериального давления, расширение бронхов, торможение перистальтики кишечника, расширение зрачка). Показания: диагностические цели, лечение аллергических заболеваний:

• 
  эфедрина гидрохлорид (побеги эфедры хвощевой).
  

б) Альфа-адреноблокаторы. Показания: лечение нарушений периферического и мозгового кровообращения, лечение и профилактика мигрени, гипертонической болезни и др.:

• 
  дигидроэрготамин, дигидроэрготоксин (склероции спорыньи).
  

III. Средства, действующие преимущественно в области чувствительных (афферентных) нервных окончаний.

1. 
   Средства, стимулирующие рецепторы слизистых оболочек, кожи и подкожных тканей. Показания: раздражающие, отвлекающие, согревающие средства при невралгиях, радикулитах, миозитах, люмбоишиалгиях и др.:
   

• 
  препараты плодов перца стручкового: настойка, мазь от обморожения, «Капситрин», перцово-камфорный и перцово-аммиачный линименты, пластырь перцовый, мази «Эспол», «Эфкамон», крем «Никофлекс», линименты «Камфоцин», «Капсин» и др.
  

2. 
   Отхаркивающие средства (стимулируют секреторную функцию бронхиальных желез):
   

• 
  препараты травы термопсиса ланцетного: настой (1:400; 1:200), экстракт сухой (входит в состав комбинированных препаратов: таблетки от кашля, «Коделак», сухая микстура от кашля для взрослых);
  
• 
  ликорина гидрохлорид (листья унгернии Северцова).
  

IV. Средства, действующие на сердечно-сосудистую систему.

1. 
   Антиаритмические средства:
   

• 
  хинидина сульфат (кора хинного дерева);
  
• 
  «Аймалин» (алкалоид корней раувольфии змеиной).
  

2. 
   Средства, улучшающие кровоснабжение органов и тканей.
   

а) Средства, улучшающие мозговое кровообращение (сосудорасширяющее, гипотензивное и седативное действие). Показания: нарушения мозгового кровообращения:

• 
  «Винканор» (сумма алкалоидов барвинка малого);
  
• 
  «Кавинтон» («Винпоцетин») (полусинтетический препарат на основе алкалоида травы барвинка малого винкамина).
  

б) Спазмолитические средства (расслабляют гладкие мышцы внутренних органов, кровеносных сосудов, бронхов):

• 
  платифиллина гидротартрат (трава крестовника плосколистного);
  
• 
  папаверина гидрохлорид (мак снотворный);
  
• 
  теобромин (семена какао);
  
• 
  теофиллин (листья чая и семена кофе).
  

3. 
   Гипотензивные средства:
   

• 
  резерпин (алкалоид корней раувольфии змеиной);
  
• 
  «Раунатин» (сумма алкалоидов корней раувольфии змеиной);
  
• 
  папаверина гидрохлорид (мак снотворный);
  
• 
  «Винканор» (сумма алкалоидов барвинка малого).
  

V. Желчегонные средства:

• 
  берберина бисульфат (корни барбариса обыкновенного);
  
• 
  настойка листьев барбариса обыкновенного;
  
• 
  2,5 %-ный настой травы чистотела.
  

VI. Стимулирующие мускулатуру матки. Показания: атония матки, маточные кровотечения:

• 
  эргометрина малеат, эрготамина тартрат, «Эрготал» (склероции спорыньи);
  
• 
  настойка листьев барбариса обыкновенного.
  

VII. Противомикробные, противовирусные и противопаразитарные средства

1. 
   Антипротозойные (противомалярийные) средства:
   

• 
  хинина гидрохлорид, хинина дигидрохлорид, хинина сульфат (кора хинного дерева).
  

2. 
   Антимикробные средства. Показания: незаживающие раны, язвы, пародонтоз и др.:
   

• 
  «Сангвиритрин» (трава маклейи).
  

3. 
   Протистоцидные средства. Показания: трихомонадные заболевания, местное контрацептивное действие:
   

• 
  «Лютенурин» (сумма алкалоидов корневищ кубышки желтой).
  

4. 
   Инсектицидные (противопаразитарные) средства:
   

• 
  настойка чемерицы, чемеричная вода (корневища с корнями чемерицы Лобеля);
  
• 
  анабазина сульфат (побеги анабазиса безлистного).
  

VIII. Противоопухолевые (цитостатические) средства (средства для лечения онкологических заболеваний):

• 
  «Винкристин», «Розевин» («Винбластин») (листья катарантуса розового);
  
• 
  «Колхамин», «Колхицин» (клубнелуковицы безвременника великолепного);
  
• 
  «Мазь колхаминовая» (клубнелуковицы безвременника великолепного).
  

IX. Средства для лечения алкоголизма:

• 
  5 %-ный отвар травы баранца обыкновенного.
  

Виды классификаций алкалоидов

В настоящее время открыто около 10 000 алкалоидов, из которых около 4 000 имеют доказанное строение. Такое огромное количество и многообразие алкалоидов не дают возможности разработать единую классификацию.

В основу классификации алкалоидов могут быть положены разные принципы, поэтому различают несколько видов классификаций алкалоидов.

1. В основе фармакологической классификации лежит характер фармакологического действия алкалоидов на организм:

• 
  наркотические алкалоиды;
  
• 
  местноанестезирующие алкалоиды;
  
• 
  спазмолитические алкалоиды и т.д.
  

2. В основе ботанической классификации лежит систематическая принадлежность растений, из которых выделены алкалоиды, к определенному роду или семейству:

• 
  алкалоиды табака;
  
• 
  алкалоиды мака;
  
• 
  алкалоиды спорыньи и т.д.
  

3. В основе биогенетической классификации, предложенной английским ученым Хегнауэром, лежит строение аминокислот, которые являются вероятными предшественниками алкалоидов в растениях:

• 
  алкалоиды триптофана;
  
• 
  алкалоиды фенилаланина и т.д.
  

4. Наиболее удобна и чаще всего используется в фармакогнозии химическая классификация, предложенная А.П. Ореховым, в основе которой лежат особенности химического строения алкалоидов, в частности, структура азотсодержащего гетероцикла.
Классификация по строению углеродноазотного цикла

В зависимости от строения углеродноазотного цикла А.П. Орехов разделил все алкалоиды на 13 групп:

1. Алкалоиды с азотом в боковой цепи или ациклические алкалоиды (без гетероциклов): эфедрин из видов эфедры, капсаицин из плодов стручкового перца, колхицин и колхамин из клубнелуковиц видов безвременника.

2. Алкалоиды, производные пирролидина и пирролизидина: платифиллин из крестовника плосколистного.

3. Алкалоиды, производные пиридина и пиперидина, делятся на несколько групп.



а) простые производные пиридина и пиперидина: лобелин из лобелии вздутой, кониин из плодов болиголова пятнистого;

б) бициклические неконденсированные системы: анабазин из анабазиса безлистного, никотин из листьев табака;

в) бициклические конденсированные системы пиперидина и пирролидина (производные тропана): гиосциамин, скополамин из красавки, белены, видов дурмана

4. Алкалоиды, производные хинолизидина: пахикарпин, термопсин, цитизин (софора толстоплодная, виды термопсиса).



5. Алкалоиды, производные хинолина: хинин из хинной коры, эхинопсин из плодов мордовника.



6. Алкалоиды, производные изохинолина: морфин, кодеин и папаверин из коробочек мака, хелеритрин, сангвинарин из травы чистотела и маклейи, глауцин из травы мачка желтого, берберин из корней барбариса.



7. Алкалоиды, производные индола: алкалоиды спорыньи, барвинка малого, резерпин и аймалин из корней раувольфии, стрихнин из семян чилибухи, винбластин и винкристин из листьев катарантуса розового.



8. Алкалоиды, производные пурина: кофеин из листьев чая, семян кофе, теобромин из семян шоколадного дерева.



9. Алкалоиды, производные хиназолина: пеганин из травы гармалы обыкновенной.



10. Алкалоиды, производные имидазола: пилокарпин из листьев видов пилокарпуса.



11. Стероидные алкалоиды: соласонин из травы паслена дольчатого, алкалоиды чемерицы.

12. Дитерпеновые алкалоиды: алкалоиды аконитов и живокостей.

13. Алкалоиды неустановленного строения.

На основании этой классификации систематизируется и сырье, содержащее алкалоиды.

Физические свойства алкалоидов

Большинство алкалоидов, кроме атомов азота (N), углерода (С) и водорода (Н), содержат атом кислорода (О). Некоторые алкалоиды (нуфлеин) содержат в своем составе атом серы (S).

Алкалоиды, содержащие кислород, и бескислородные алкалоиды различаются по физическим свойствам.

Кислородсодержащие алкалоиды – твердые кристаллические вещества, реже аморфные, с определенной температурой плавления, без запаха, горького вкуса, как правило, бесцветные, лишь некоторые алкалоиды окрашены — берберин в желтый, сангвинарин в оранжевый цвет.

Бескислородные алкалоиды – летучие маслянистые жидкости с сильным неприятным запахом, легко перегоняющиеся с водяным паром. К этой группе относятся анабазин, никотин, кониин, пахикарпин.

Отдельные алкалоиды способны сублимироваться (возгоняться) при нагревании (кофеин, никотин); пары хинина малинового цвета.

Обладают оптической активностью, причем у левовращающих изомеров фармакологическая активность, как правило, выше (гиосциамин, эфедрин).

Некоторые алкалоиды флуоресцируют в УФ-свете. Например, цитизин флуоресцирует фиолетовым цветом, берберин — желто-зеленым.

Основные свойства выражены в различной степени. В природе чаще встречаются алкалоиды, которые относятся к третичным аминам, реже — к вторичным либо к четвертичным аммонийным основаниям.

Химические свойства алкалоидов

Основные свойства выражены в различной степени. В природе чаще встречаются алкалоиды, которые относятся к третичным аминам, реже — к вторичным либо к четвертичным аммонийным основаниям.

Благодаря основному характеру алкалоиды образуют с кислотами соли разной степени прочности. Соли алкалоидов хорошо растворимы в воде и этиловом спирте (особенно в разбавленном) при нагревании, плохо или совсем нерастворимы в органических растворителях (хлороформ, этиловый эфир и др.). Как исключения можно назвать хинина сульфат (плохо растворяется в воде) и скополамина гидробромид (растворяется в хлороформе).

Соли алкалоидов легко разлагаются под действием щелочей и аммиака. При этом выделяются свободные основания.

Алкалоиды-основания обычно не растворяются в воде, но легко растворимы в органических растворителях. Исключение составляют цитизин, кофеин и кодеин, которые хорошо растворяются как в воде, так и в органических растворителях.

Алкалоиды образуют нерастворимые (или слабо растворимые) комплексы с солями тяжелых металлов, комплексными неорганическими кислотами, высокомолекулярными органическими веществами кислого характера.

Алкалоиды вступают в реакции, зависящие от наличия в их молекулах различных функциональных групп. Например, морфин содержит фенольный гидроксил, поэтому образует со щелочами феноляты и вступает в реакцию с солями трехвалентного железа. Некоторые алкалоиды представляют собой сложные эфиры (атропин, скополамин) и подвергаются гидролизу кислотами и щелочами.
Качественные реакции на акалоиды

В растительном сырье алкалоиды содержатся в основном в виде солей, реже в виде алкалоидов-оснований.

Наличие алкалоидов в растительном сырье подтверждают качественными реакциями, которые основаны на физических и (или) химических свойствах алкалоидов.

Качественная реакция на кору хины (реакция Грахе) основана на физических свойствах: способности возгоняться при нагревании, окраске паров и конденсата.

Большинство качественных реакций основаны на щелочных свойствах алкалоидов, их способности образовывать нерастворимые либо окрашенные комплексы.

Качественные реакции выполняют:

• 
  непосредственно на сырье (если наблюдению результата реакции не мешают пигменты). Такие реакции предусмотрены нормативной документацией (НД) на корни барбариса обыкновенного и клубни с корнями стефании гладкой;
  
• 
  с извлечением из растительного сырья. Извлечение может быть очищенное от сопутствующих веществ или неочищенное. Алкалоиды извлекаются в виде оснований или в виде солей.
  

Неочищенное извлечение из сырья, содержащего алкалоиды, получают экстрагированием органическим растворителем при подщелачивании (алкалоиды-основания) либо нагреванием измельченного сырья с разбавленными кислотами (алкалоиды-соли). Согласно НД, неочищенное извлечение, содержащее алкалоиды-основания, для выполнения качественных реакций получают из семян чилибухи; неочищенные извлечения, содержащие алкалоиды-соли, получают из листьев барбариса обыкновенного, склероциев спорыньи, листьев унгернии Виктора, листьев фирмианы простой (стеркулии платанолистной), травы пассифлоры воплощенной.

Мешают проведению реакций на алкалоиды азотсодержащие вещества — амины и их производные. Они дают такие же результаты реакций. Для освобождения от сопутствующих веществ используют прием смены растворителей либо метод распределительной хроматографии.

Прием смены растворителей основан на различной растворимости свободных алкалоидов-оснований и их солей и заключается в следующем:

1. 
   алкалоиды-основания экстрагируют из растительного сырья органическим растворителем после подщелачивания;
   
2. 
   полученное извлечение обрабатывают 1-5 %-ной кислотой. Основания алкалоидов образуют с кислотой соответствующие соли, которые растворяются в воде, а основная масса сопутствующих гидрофобных веществ остается в органическом растворителе;
   
3. 
   к водному раствору добавляют щелочь для переведения солей алкалоидов в основания и обрабатывают несмешивающимся с водой органическим растворителем (на последних стадиях очистки чаще всего используют хлороформ). Алкалоиды-основания переходят в органический растворитель, его отделяют; в водной фазе остаются водорастворимые (гидрофильные) сопутствующие вещества;
   
4. 
   органический растворитель отгоняют. Сухой остаток представляет собой очищенную сумму алкалоидов.
   

С полученным сухим остатком очищенной суммы алкалоидов могут быть выполнены качественные реакции (на алкалоиды травы барвинка малого).

Другой способ очистки — метод распределительной хроматографии. Метод хроматографии используют для отделения алкалоидов от сопутствующих веществ и разделения алкалоидов травы крестовника плосколистного и листьев катарантуса розового. Алкалоиды крестовника плосколистного идентифицируют по величине R_f, алкалоиды катарантуса розового — в сравнении с эталонным образцом розевина после проявления хромогенными реактивами.

Различают

• 
  общие качественные реакции, с помощью которых доказывают присутствие алкалоидов в сырье или в извлечении из сырья, и
  
• 
  частные качественные реакции, с помощью которых устанавливают наличие индивидуального алкалоида или определенной группы алкалоидов.
  

Общие качественные реакции на акалоиды

I. Реакции осаждения

Реакции осаждения основаны на способности алкалоидов к комплексообразованию. Образующиеся комплексы нерастворимы или мало растворимы в воде.

Общеалкалоидные осадочные реактивы можно разделить на несколько групп:

1. 
   Йод и его растворы. Образуют с алкалоидами перйодиды, плохо растворимые в воде:
   

• 
  пары йода используют для открытия алкалоидов на хроматограммах;
  
• 
  раствор йода в растворе калия йодида – K[I₃] (реактив Вагнера, реактив Бушарда). С алкалоидами образуют бурые, трудно растворимые в воде осадки.
  

2. 
   Комплексные йодиды металлов:
   

• 
  реактив Драгендорфа – раствор висмута основного нитрата и калия йодида с добавлением кислоты уксусной — К[BiI₄] (калия тетрайодовисмутат) — образует оранжевые или красно-бурые нерастворимые осадки.
  

Реакцию с реактивом Драгендорфа, согласно действующей НД, используют для обнаружения (проявления) алкалоидов крестовника плосколистного на хроматограмме в качественном и количественном анализе, алкалоидов травы термопсиса очередноцветкового на хроматограмме в количественном анализе;

• 
  реактив Майера – раствор ртути дихлорида и калия йодида — K₂[HgI₄] (тетрайодомеркурат калия) — образует осадки белого или желтоватого цвета.
  

Реакцию с реактивом Майера широко используют для проверки полноты экстракции алкалоидов при их количественном определении в листьях и траве красавки обыкновенной, в листьях белены черной, листьях дурмана обыкновенного, траве эфедры хвощевой, семенах чилибухи.

3. 
   Реактивы комплексных неорганических кислот:
   

• 
  реактив Бертрана – 1 %-ный водный раствор кислоты кремневольфрамовой (SiO₂ 12WO₃ · 2Н₂O) — образует белый аморфный осадок.
  

Реакцию с реактивом Бертрана используют для подтверждения наличия алкалоидов в извлечении из листьев барбариса обыкновенного (качественная реакция); для проверки полноты экстракции алкалоидов при их количественном определении в траве крестовника плосколистного и траве чистотела, листьях и корнях барбариса обыкновенного, семенах дурмана индейского;

• 
  реактив Шейблера – 1 %-ный водный раствор кислоты фосфорно-вольфрамовой (Н₃РО₄ 12WO₃ · 2Н₂O) — образует белые аморфные осадки;
  
• 
  реактив Зонненштейна – 1 %-ный водный раствор кислоты фосфорно-молибденовой (Н₃РО₄ 12МoО₃ · 2H₂О) — образует желтоватые аморфные осадки.
  

Все эти реактивы высокочувствительны и часто используются в научно-исследовательских работах.

4. 
   Органические соединения кислотного характера:
   

• 
  раствор кислоты пикриновой — образует осадки желтого цвета.
  

Реакцию используют для осаждения алкалоида скополамина при его гравиметрическом определении в семенах дурмана индейского;

• 
  раствор таннина — образует беловатые или бурые осадки.
  

Таннин используют в качестве противоядия при отравлении алкалоидами.

II. Реакции окрашивания

Реакции окрашивания (частные реакции) основаны на окислении, конденсации, дегидратации алкалоидов концентрированными кислотами и другими окислителями.

Используют:

• 
  концентрированную кислоту серную — качественная реакция на корни барбариса обыкновенного (берберин) (оранжево-красное окрашивание);
  
• 
  концентрированную кислоту азотную — качественная реакция на корни барбариса обыкновенного (берберин) (красно-бурое окрашивание);
  
• 
  раствор пероксида водорода — качественная реакция на корни барбариса обыкновенного (берберин) (фиолетовое окрашивание);
  
• 
  раствор калия бихромата и концентрированную кислоту серную — качественная реакция на семена чилибухи (стрихнин) (красно-фиолетовое окрашивание);
  
• 
  раствор калия бихромата и концентрированную кислоту азотную — качественная реакция на семена чилибухи (бруцин) (оранжево-красное окрашивание).
  

В анализе могут быть использованы:

• 
  реактив Эрдмана — смесь концентрированных кислот серной и азотной;
  
• 
  реактив Марки — раствор формалина в концентрированной кислоте серной;
  
• 
  реактив Фреде — раствор аммония молибдата в концентрированной кислоте серной.
  

Окраска в зависимости от структуры алкалоидов различна.

Групповые качественные реакции

Для некоторых алкалоидов существуют групповые качественные реакции, такие как мурексидная проба (на пуриновые алкалоиды), реакция Витали-Морена (на тропановые алкалоиды) и другие, которые подробно рассматриваются в курсе фармацевтической химии.
Частные реакции на акалоиды

Частные реакции основаны также на специфических свойствах алкалоидов и наличии в их структуре функциональных групп.

Например, реакция на алкалоиды спорыньи — алкалоиды переводят в соли кислоты винной и добавляют реактив Ван-Урка (концентрированная кислота серная + железа (III) хлорид + пара-диметиламинобензальдегид) — появляется фиолетовое окрашивание. Эту реакцию используют для подтверждения подлинности сырья, а также в методе количественного определения алкалоидов.

Таким образом, общей специфической качественной реакции на алкалоиды не существует.

Если проводят поиск алкалоидсодержащих растений, то всегда выполняют 5-10 реакций с общеалкалоидными реактивами, т.к. чувствительность реакций различна. Обычно эти реакции выполняют капельным образом на стеклянных пластинках.
Количественное определение алкалоидов

Количественное определение алкалоидов проводят для всех видов сырья, кроме травы пассифлоры воплощенной (определяют экстрактивные вещества) и листьев фирмианы простой (стеркулии платанолистной) (определяют сумму азотистых оснований в пересчете на холина хлорид).

Единой методики количественного определения содержания алкалоидов в растительном сырье не существует, т.к. их химическая структура, физические и химические свойства различны.

Разработаны индивидуальные методики определения содержания алкалоидов или групповые методики (определение тропановых алкалоидов).

Все методики количественного определения алкалоидов в растительном сырье многоэтапные. Относительная точность их невелика, ошибка составляет 10 % и более.

В ходе анализа обычно выделяют следующие этапы (стадии):

I. Извлечение суммы алкалоидов из сырья

Алкалоиды извлекают в виде солей или в виде оснований.

В первом случае сырье обрабатывают слабыми растворами органических или минеральных кислот, соли которых хорошо растворимы в воде или спирте. Используют винную, лимонную, уксусную, серную, соляную и другие кислоты. В извлечение попадают углеводы, белки и другие сопутствующие вещества.

Во втором случае сырье смачивают концентрированным раствором аммиака. Щелочи не используют, т.к. они образуют феноляты, вызывают гидролиз, изомеризацию алкалоидов. Раствор аммиака вытесняет алкалоиды-основания из солей. Алкалоиды-основания извлекают органическим растворителем (эфиром, хлороформом, бензолом и др.). В извлечение попадают воски, смолы, каротиноиды, фенольные соединения.

Извлечение проводят многократно новыми порциями до полного истощения сырья. Полученные порции объединяют.

II. Очистка извлечения от балластных веществ

Обычно проводят путем дву- или трехкратной смены растворителя. Реже используют ионообменную или адсорбционную хроматографию.

III. Разделение суммы алкалоидов и выделение индивидуальных алкалоидов

Выполняют в тех случаях, когда оценку качества сырья проводят не по всей сумме алкалоидов, а по содержанию алкалоида, определяющего основное фармакологическое действие сырья.

Разделение основано на различных физико-химических свойствах алкалоидов, извлеченных из сырья:

• 
  на способности перегоняться с водяным паром. Например, пахикарпин из суммы алкалоидов травы софоры толстоплодной отделяют путем отгонки его с водяным паром;
  
• 
  на различной растворимости алкалоидов в органических растворителях. Например, колхамин из суммы алкалоидов клубнелуковиц безвременника отделяют, используя его плохую растворимость в ацетоне;
  
• 
  на различной растворимости полученных комплексов с общеалкалоидными реактивами, т.е. используют реакции осаждения. Например, скополамин из суммы алкалоидов семян дурмана индейского отделяют, осаждая его в виде солей кислоты пикриновой (пикрата);
  
• 
  на различной адсорбции и десорбции хроматографируемых веществ. Например, колхамин отделяют хроматографическим разделением суммы алкалоидов клубнелуковиц безвременника, капсаициноиды плодов стручкового перца отделяют хроматографически.
  

IV. Собственно количественное определение проводят различными методами:

4.1. Гравиметрический (весовой) метод

Алкалоиды переводят в весовую форму, осадок отделяют, высушивают, взвешивают. Этим методом определяют алкалоиды листьев барбариса обыкновенного, травы гармалы обыкновенной, травы баранца обыкновенного, клубнелуковиц безвременника, семян и плодов дурмана индейского;

4.2. Титриметрические методы:

a) ацидиметрическое прямое или обратное титрование (алкалоиды листьев белены, листьев дурмана обыкновенного, листьев и травы красавки, травы термопсиса ланцетного, травы эфедры хвощевой, побегов анабазиса, семян чилибухи);

б) титрование в неводных средах:

• 
  точку эквивалентности определяют, используя индикатор (алкалоиды травы барвинка малого);
  
• 
  потенциометрическое титрование (алкалоиды травы чистотела);
  

4.3. Физико-химические (инструментальные) методы:

a) фотоэлектроколориметрический метод (алкалоиды листьев катарантуса розового, листьев унгернии Виктора, травы крестовника плосколистного, травы мачка желтого, травы софоры толстоплодной, травы паслена дольчатого, клубней с корнями стефании гладкой, склероциев спорыньи);

б) спектрофотометрический метод (алкалоиды корней барбариса обыкновенного, листьев унгернии Северцова, травы маклейи, травы термопсиса очередноцветкового, плодов стручкового перца);

в) полярографический метод (алкалоиды семян термопсиса ланцетного, корневищ кубышки желтой).

Так, например, количественное определение алкалоидов группы тропана в листьях красавки, белены, дурмана Государственная Фармакопея XI (вып. 2, ст. 13, 17, 24) предлагает проводить ацидиметрическим методом (вариант обратного титрования). При этом предварительно алкалоиды переводят в форму оснований, извлекают их из сырья эфиром, проводят очистку методом двукратной смены растворителей, удаляют экстрагент и растворяют сухой остаток суммы оснований алкалоидов в кислоте хлористоводородной, избыток которой титруют натрия гидроксидом.

Подобное определение рекомендовано и для травы термопсиса ланцетного (ГФ ХI, вып. 2, ст. 59).

Оценку количественного содержания алкалоидов в семенах чилибухи (ГФ Х, ст. 606) проводят ацидиметрическим методом (прямое титрование). При этом предварительно алкалоиды переводят в форму оснований, извлекают их из сырья хлороформом, проводят очистку путем двукратной смены растворителя, удаляют экстрагент, растворяют сухой остаток суммы оснований алкалоидов в этаноле и титруют кислотой хлористоводородной.

Количественное определение алкалоидов в сырье спорыньи проводят фотоэлектроколориметрическим методом (ГФ Х, ст. 599). Метод основан на измерении степени поглощения немонохроматического света устойчивым окрашенным комплексом алкалоидов спорыньи с реактивом Ван-Урка с помощью фотоэлектроколориметра при зеленом светофильтре. При этом склероции спорыньи обезжиривают петролейным эфиром, сумму алкалоидов-оснований извлекают из сырья эфиром, очищают алкалоиды путем смены растворителя (переводят сумму алкалоидов в соли кислоты винной, удаляют эфир), проводят реакцию образования комплекса алкалоидов-солей с реактивом Ван-Урка и определяют оптическую плотность окрашенного раствора.