Тема курсовой работы: МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И СВОЙСТВА АЛКАЛОИДОВ РАСТЕНИЯ РОДА Рeganum harmala L. и Thalictrum foetidum L.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Поиск и создание новых физиологически активных веществ из растительного сырья является наиболее актуальным и перспективным направлением при изыскании лекарственных препаратов различного назначения. В этом отношении особый интерес представляют алкалоиды, занимающие «привилегированное» положение среди природных соединений, что объясняется как своеобразием строения и химизма алкалоидов, так и их практической ценностью, которую многие из них представляют в качестве незаменимых лекарственных средств. Они находят широкое применение как противоопухолевые, противомикробные, антибактериальные, антихолинэстеразные, противокашлевые и психотропные средства, а также при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому алкалоиды можно рассматривать как перспективный источник новых экологически чистых лекарственных препаратов. Широкий спектр биологической активности алкалоидов и азотистых гетероциклов, их обширная область применения и синтетические возможности привлекают внимание исследователей с давних времен.

В химическом отношении алкалоиды интересны своим структурным многообразием. К интересным по своему химическому строению классам алкалоидов относятся производные изохинолиновых, пирролидиновых, хинозолиновых, индольных и дитерпеновых алкалоидов, которые представляют собой основания с четвертичным, третичным или вторичным атомом азота. Среди них имеются вещества с различным сочетанием метокси-, гидрокси-, амино-, карбо- и гетероциклов, конформационные и оптические изомеры. Химический синтез и дизайн этих алкалоидов позволяет расширить возможные пути поиска лекарственных средств. Актуальность проведения химических трансформаций растительных алкалоидов определяется необходимостью получения новых веществ, характеризующихся улучшенными физико-химическими свойствами (растворимостью в воде), более выраженной биологической активностью, пониженной токсичностью, пролонгированностью действия по сравнению с исходными природными аналогами. Поэтому работы по синтезу новых соединений на основе веществ природного происхождения и разработке новых методов трансформации трудно переоценить. Перспективными объектами для модификации являются алкалоиды, выделенные из растений, произрастающих на территории Казахстана, такие как гармин, пеганин, глауцин, лаппаконитин, зонгорин, анабазин и цитизин, известные своими высокими противокашлевыми, антибактериальными, психофармакологическими, инсектицидными, антитрихофитозными и противотуберкулезными свойствами. 

В качестве сорбента для хроматографии применяют также активированный уголь. Однако последний чаще используется для обесцвечивания растворов при перекристаллизации алкалоидов и их солей.

Описан способ отделения клавина от других алкалоидов путем гель-фильтрации на сефадексе LH-20 в системе растворителей спирт – ацетон – диметилформамид – вода [53]. Хроматография алкалоидов в тонком слое сорбента с целью контроля и идентификации освещена в работе [54].

Для препаративного получения алкалоида хелидонина применяют адсорбцию кислотного экстракта чистотела большого на вофатите с последующей десорбцией целевого соединения смесью спирт – хлороформ (80:20) и 4% аммиака [55].

Обычно полученные экстракты алкалоидоносных растений, кроме суммы алкалоидов, содержат сложную смесь балластных веществ. Например, выделение лаппаконитина представляет собой многоступенчатую схему экстракционной очистки, что приводит к потере продукта. Применение механохимического метода [56, 57], заключающегося в предварительной интенсивной механической обработке растительного сырья совместно с твердой добавкой (оксидные сорбенты, минеральные соли, органические кислоты, сахар, мочевина) позволило увеличить выход, скорость и селективность извлечения целевого вещества [58].

Д) Разделение алкалоидов по функциональным группам структуры

В ряде случаев алкалоиды от смеси можно отделить путём получения различных их производных, обладающих изменёнными физическими свойствами ввиду наличия в их структуре специфических функциональных группировок. Так, если алкалоиды содержат в структуре фенольные гидроксилы, под действием едких щелочей они образуют феноляты, растворимые в воде, тогда как основания алкалоидов в воде не растворимы.

Характеристику алкалоидов анабазина [59] и цитизина [60], содержащих вторичную аминогруппу, образовывать N-нитрозопроизводные было использовано в технологи их выделения и очистки. Исходные алкалоиды регенерируют из нитрозопроизводных путем нагревания с кислотой. Согласно этому методу цитизин был выделен из Thermopsis lanceolata с выходом 90-95% [61].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Произрастает свыше 537 видов растений из 228 родов и 61 семейства, содержащих алкалоиды. Среди них 213 видов растений, ранее не изучены на содержание алкалоидов, 32 из которых являются эндемичными.

Мной проведены работы по химическому изучению растений, имеющих промышленные запасы. В результате исследований выделено более 20 алкалоидов, среди них лаппаконитин, зонгорин, гармин, стахидрин, пеганин, вазицинон, глауцин и др. При этом алкалоид лаппаконитин выделен впервые из Aconitum soongaricum, а дитерпеновый алкалоид делькозин - из Aconitum monticola. Строение выделенных алкалоидов установливается с использованием современных спектральных методов (ИК-, УФ-, ЯМР-спектроскопией, масс-спектрометрией), а также рентгеноструктурного анализа.

Расчеты реакционных центров в молекулах алкалоидов полуэмпирическими методами квантовой химии могут показать, что молекулы обладают как электрофильными (гармин, пеганин, вазицинон, глауцин), так и нуклеофильными свойствами (лаппаконитин, стахидрин, зонгорин).

Результаты наших исследований свидетельствуют, что алкалоиды растений являются доступным возобновляемым материалом для химической модификации и получения новых соединений. В результате химических превращений молекул выделенных алкалоидов с использованием реакций алкилирования, аминирования, окисления, фосфорилирования, галоидирования возможно получить ряд их новых производных.

Анализ проведенных нами реакции на молекулах алкалоидов отдельных структурных типов свидетельствует о характерности для них реакции общего  и частного типов, объясняемых особенностью строения изучаемых алкалоидов.

Реакции общего характера обусловлены присутствием в строении молекул соединений данного класса основного атома азота. К таким реакциям можно отнести все характерные свойства аминов вне зависимости, от типа гетероцикла. Это, прежде всего, взаимодействие алкалоидов с кислотами Льюиса, комплексообразование, молекулярным йодом и серным ангидридом, N-алкилирование галогенпроизводными, образование  N-окисей при действии перекисных реагентов.

При этом для алкалоидов с первичной и вторичной аминной функцией следует отметить их отношения к азотистой кислоте, для соединений с пиррольным фрагментом – N-H-кислотные свойства, способность всех азотистых функций изменять свое валентное состояние при реакции алкилирования-ацилирования. Если третичные амины с перекисью водорода образуют N-окиси, то вторичные амины (при условии катализа) – нитроксильные радикалы.