Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТЕМА: ХІМІКО-ТОКСИКОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ АЛКАЛОЇДІВ
План лекції
1. Застосування і фізико-хімічні властивості алкалоїдів.
2. Токсична дія.
3. Поводження в організмі і метаболізм.
4. Спрямований хіміко-токсикологічний аналіз алкалоїдів.
1. Застосування і фізико-хімічні властивості алкалоїдів
Алкалоїди - це азотовмісні речовини складної сполуки переважно рослинного походження, які володіють сильною фармакологічною дією.
В основі їхньої хімічної будови лежать найрізноманітніші гетероциклічні ядра: піридину і піперідину, тропану, хіноліну, ізохіноіну, пуріну, індолу й ін.
Похідні піридину і піперідину:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Нікотин - міститься в тютюні, хвощі польовому, у плаунах.
Анабазін - міститься в ежовнике безлистяному, у тютюні.
Пахікарпин - міститься в софорі товстоплідній і термопсісі ланцетоподібному.
Похідні тропану:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Атропін - міститься в беладоні, скополії.
Скопаламін - міститься в дурмані, скополії.
Кокаїн - міститься в листях кока.
Похідні хіноліну:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Хінін - міститься в корі хінного дерева.
Похідні ізохіноліну:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Морфін і кодеїн - містяться в опії, отриманому зі снодійного маку.
Морфін Кодеїн
Похідні індолу:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Стрихнін і бруцін - містяться в блювотному горісі і бобах Ігнатія.
Резерпін - міститься в раувольфії зміїній.
Похідні пуріну:
Головними алкалоїдами даної групи є:
Кофеїн - міститься в каві, чаї і деяких інших рослинах.
Теобромін - міститься в плодах какао і листях чаю.
Теофілін - міститься в листях чаю.
Ациклічні алкалоїди.
Ефедрін - міститься в деяких видах ефедри.
Фізико-хімічні властивості алкалоїдів. Алкалоїди у виді основ - це порошки, добре розчинні в органічних розчинниках (хлороформ, ефір, ізоаміловий спирт), але гірше розчинні або практично нерозчинні у воді. Алкалоїди у виді солей добре розчинні у воді, але гірше розчинні або практично нерозчинні в органічних розчинниках.
Похідні піридину і піперідину - ареколін, коніїн, нікотин, анабазин і пахикарпін - у вигляді основ є безбарвними маслянистими рідинами, які швидко засмолюються на повітрі; добре змішуються з водою й органічними розчинниками, що характеризуються леткістю.
Застосування.
Похідні піридину і піперідину - нікотин застосовується в сільському господарстві для боротьби зі шкідниками рослин; анабазину гідрохлорид - для полегшення відвикання від паління, анабазин використовується у ветеренарії для боротьби з вошивістю тварин. Пахікарпіну гідройодид - для посилення пологової діяльності, при спазмах периферичних судин.
Похідні тропану - атропіну сульфат застосовується при виразковій хворобі шлунку і дванадцятипалої кишки, холіциститі, жовчокам’яній хворобі, в офтальмології. Скополамін входить до складу таблеток «аерон» у якості противорвотного і заспокійливого засобу при морській і повітряній хворобах. Кокаїну гідрохлорид володіє місцевоанестезуючою властивістю.
Похідні хіноліну - хінін (у вигляді солей - сульфату, гідрохлориду і дигідрохлориду) - діє на збудника малярії, застосовується при аритміях, в акушерській практиці для посилення пологової діяльності.
Похідні ізохіноліну - морфіну гідрохлорид застосовується як сильний болезаспокійливий засіб при шоці, онкозахворюваннях. Кодеїну фосфат - застосовується при головних болях; невралгіях; при кашлі; як болезаспокійливий засіб.
Похідні індолу - настій блювотного горіха і стрихніну нітрат застосовуються при гіпотонічній хворобі, зниженому обміні речовин, ослабленні серцевої діяльності, паралічах. Бруцину нітрат - аналогічний по дії стрихніну. Резерпін - для лікування гіпертонії, при серцевій недостатності, застосовується в психіатрії і неврології.
Ациклічні алкалоїди - ефедрину гідрохлорид застосовується при лікуванні бронхіальної астми, в очній практиці, входить до складу таблеток «теофедрин» і інших лікарських засобів..
Похідні піримідину - кофеїн застосовується у вигляді солей - кофеїну бензоат натрію, кофеїну саліцилат натрію й у вигляді лікарських форм (аскофен, пірамеїн, цитрамон) для лікування захворювань центральної нервової системи, для збудження дихального центру, при лікуванні мігрені. Теобромін - у вигляді лікарських форм (темісал, теоверин) стимулює серцеву діяльність, підсилює діурез, використовується при спазмах судин мозку. Теофіллін - застосовується у вигляді лікарських форм (еуфіллін, теофедрин) як диуретик, протиастматичний засіб, для лікування ішемічної хвороби серця.
2. Токсична дія алкалоїдів.
Токсична дія й особливості клінічних проявів, характерні для алкалоїдів:
3. Поведінка в організмі і метаболізм.
Алкалоїди всмоктуються в тонкому кишковику, частково зв'язуються з білками, піддаються метаболічним змінам переважно в печінці, виводяться з організму в нативному вигляді й у вигляді метаболітів нирками і кишковиком. Нікотин і анабазин можуть виводитися через легені.
Основні шляхи і продукти метаболізму алкалоїдів:
4. Спрямований хіміко-токсикологічний аналіз алкалоїдів.
Об'єкти дослідження - мозок, печінка, нирки, шлунок і кишиковик з вмістом, промивні води, легені, сеча.
Ізолювання препаратів проводиться по методу В.Ф.Крамаренко - з врахуванням фізико-хімічних властивостей алкалоїдів.
Метод характеризується використанням полярного розчинника - води, підкисленної сульфатною кислотою. Сульфатна кислота застосовується для руйнування зв'язку отрута - білок (рН 2-3), для утворення стійких солей з алкалоїдами - сильними основами, які добре розчинні у воді. Для очищення витяжки від домішок використовуються: висолювання за допомогою (NH4)2SO4, центрифугування й екстракція ефіром домішок.
Враховуючи, що алкалоїди - сильні основи, їхнє виділення з водного середовища в хлороформну фазу проводиться при рН 8,5-9, для чого водні витяжки подлужнюють розчином NaOH. При ненаправленому аналізі алкалоїди - сильні основи й алкалоїди середньої основності попадають в «лужний» хлороформний витяг, а алкалоїди - слабкі основи (похідні пурину й індолу) - можуть попадати й у «кислий» витяг, тому що вони утворють із оксалатною (слабо органічною) кислотою легко гідролізуючі в кислому середовищі солі.
Основність алкалоїдів залежить від константи дисоціації. Чим більша константа дисоціації, тим алкалоїд являється сильною основою.
Алк.·ОН ═ алк.+ +ОН-
К дис=
Бруцин К·10 –11 - слабка основа – переходить в кислий екстракт
Кокаїн К·10 –5,6
Коніїн К·10 –3
Кофеїн К·10 –13 - слабка основа – переходить в кислий екстракт
Морфін К·10 –6,13
Наркотин К·10 –7,8
Никотин К·10 –6
Папаверін К·10 –8
Стрихнін К·10 –11 - слабка основа – переходить в кислий екстракт
Хінін К·10 –6
Якщо константа дисоціації більша, ніж 10 –7, то такі алкалоїди являються сильними основами.
Якщо константа дисоціації менша, ніж 10 –7, то такі алкалоїди являються слабкими основами і при екстракції кислого розчину вони переходять в перші кислі хлороформні витяжки – кофеїн, стрихнін, бруцин. Це пояснюється гідролізом їх солей.
ТСХ-скринінг алкалоїдів проводиться в загальній системі розчинників -хлороформ - диоксан - ацетон - 25 % розчин аміаку (45:47,5:5:2,5); сорбент - силікагель КСК; проявник - реактив Драгендорфа по Муньє, алкалоїди виявляються за наявністю плям оранжевого і оранжево-коричневого забарвлення в 1-4 зонах. Отруту із сорбенту силікагелю виділяють елюентом - метанол-диетиламін (9:1) з наступним проведенням підтверджуючого етапу в окремих системах розчинників - хлороформ - етанол(20:1); циклогексан-ацетон (5:1); хлороформ - диетиламін (9:1); хлороформ - ацетон (5:1).
В якості «свідків» використовуються хлороформні розчини препаратів даної групи. Для проведення наступного етапу аналізу алкалоїди елююють сумішшю розчинників - метанол - диетиламін (9:1).
Очищення. Етап скринінгу методом тонкошарової хроматографії дозволяє паралельно проводити якісне очищення від біогенних домішок, що локалізуються на хроматографічних пластинках в областях Rf < 0,2 і Rf > 0,8.
Однак, в елюаті можлива присутність залишків домішок, які віддаляються з використанням методів: екстракційного; хроматографії-гель-хроматографії; електрофорезу; сполучення екстракціного і ТСХ-методів.
Підтверджуючі дослідження елюату включають найбільш чутливі хімічні і фізико-хімічні методи аналізу алкалоїдів.
Хімічні реакції:
1. Реакції осадження з загальалкалоїдними осадовими реактивами (пікринова кислота; сіль Рейнеке; реактиви Драгендорфа; Марме; Майєра; Зонненшейна й ін.).
Аморфні або кристалічні осади з нехарактерною формою частинок вказують на наявність гетероциклічного атому азоту в препаратах. Реакції високочутливі, не специфічні.
2. Мікрокристалокопічні реакції.
Очищений хлороформний екстракт випарюють досуха, залишок розчиняють у 0,1 М розчині хлороводневої кислоти. По краплі розчину наносять на предметні скельця з заглибленнями, куди додають різні реактиви, результат спостерігають під мікроскопом.
Форма кристалів при проведенні реакцій на алкалоїди
|
Речовина |
Реактив |
Форма кристалів |
|
1 |
2 |
3 |
|
Похідні піридину і піперідину |
||
|
Нікотин |
Драгендорфа |
В вигляді літаючих птахів, букви К і Х |
|
Сіль Рейнеке |
Зростки призматичних кристалів |
|
|
Р-н йоду в ефірі |
Голчасті рубінові кристали |
|
|
Анабазин |
Драгендорфа |
Зростки з голчастих кристалів в вигляді пік |
|
Сіль Рейнеке |
Голчасті кристали |
|
|
Пахікарпін |
Бушарда |
Золотисто-жовті або золотисто-зелені в формі дубових листків |
|
Роданідний комплекс кобальту |
Зростки з голубих призматичних кристалів, при стоянні гілчасті дендрити |
|
|
Пікринова кислота |
Зростки з жовто-зелених призматичних кристалів |
|
|
Похідні тропану |
||
|
Атропін |
Пікринова кислота |
Світло-жовті кристали в вигляді пластинок або зростків з них |
|
Атропін, скополамін |
Сіль Рейнеке |
Зростки кристалів з ромбовидними кінцями |
|
Атропін |
Бромна вода |
Жовті або червоно-бурі кристали рисоподібної форми |
|
Скополамін |
Золотобромистоводнева к-та |
Світло-коричневі, жовті зубчасті дендрити |
|
Кокаїн |
Перманганат калію |
Червоно-фіолетові прямокутники і зростки з них |
|
Похідні ізохіноліну |
||
|
Морфін |
Йодид кадмію |
Безбарвні голки, зібрані в пучки |
|
Хлорид ртуті |
Зростки з голчастих кристалів у вигляді пучків |
|
|
Кодеїн |
Йодид кадмію |
Призматичні одинокі і зібрані в пучки |
|
Похідні хіноліну |
||
|
Хінін |
Роданід кобальту |
Голчасті, зібрані в зростки в вигл. пучків |
|
Похідні індолу |
||
|
Стрихнін |
Пікринова кислота |
Дрібні голчасті кристали у вигл. Пластинок або зростки з них |
|
Ациклічні алкалоїди |
||
|
Ефедрін |
Сіль Рейнеке |
Тонкі пластини прямокутної форми |
|
Похідні піримідину |
||
|
Кофеїн, теобромін, теофелін |
Реактив Несслера |
Червоно-бурий осад |
Реакції високочутливі і специфічні за певних умов (додаткове очищення, температура, вологість і тиск у лабораторії).
2. Реакції забарвлення на алкалоїди.
Для проведення кольорових реакцій на алкалоїди хлороформний екстракт або елюат вносять в декілька порцелянових чашок або тиглів, одержують сухі залишки, до яких додають по краплі різних реактивів і спостерігають забарвлення.
Можна провести кольорові реакції на хроматографічних пластинах:
• декілька крапель екстракту наносять на одну точку пластини за допомогою
капіляра;
• після висихання плями на нього наносять різні реагенти.
Реакції чутливі, неспецифічні.
Результати реакцій забарвлення на алкалоїди.
|
Назва речовини |
Реакція або реактив |
Характер забарвлення |
|
Похідні піридину і піперидину |
||
|
Нікотин |
Формальдегід, HNО3 конц. |
Рожеве |
|
п-диметиламінобензальдегід |
Рожеве, що переходить в фіолетове |
|
|
Анабазин |
Пергідроль, H2SO4 конц. |
Коричневе |
|
Ванілін, HCl конц. |
Вишнево-червоне |
|
|
Похідні ізохіноліну |
||
|
Морфін |
Марки, Фреде, Манделіна |
Фіолетове |
|
Хлорид заліза (ІІІ) |
Фіолетове |
|
|
Реакція Пеллагри |
Зелене |
|
|
Гексацианоферат (ІІІ) калію і хлорид окисного заліза |
Синє |
|
|
Кодеїн |
Марки, Фреде, Манделіна |
Зелене, що переходить в синьо-фіолетове |
|
Ациклічні алкалоїди |
||
|
Ефедрин |
Реакції з солями купруму і сірководнем |
Жовте або коричневе (бензольний шар) |
|
Розчин нінгідрину |
Рожево-фіолетове |
|
|
Реакція з 2,4-динітрохлорбензолу |
Жовте (хлороформний шар) |
|
|
Похідні індолу |
||
|
Стрихнін |
Конц. H2SO4, кристалик біхромату калію |
Фіолетові цівки |
|
Манделіна |
Синьо-фіолетове, що переходить в червоне |
|
|
Віталі-Морена |
Червоно-фіолетове |
|
|
Похідні тропану |
||
|
Атропін, скополамін |
Віталі-Морена |
Фіолетове,швидко зникаюче |
|
п-диметиламінобензальдегід, H2SO4 конц. |
Вишнево-червоне, що переходить в фіолетове |
|
|
Похідні хіноліну |
||
|
Хінін |
Флюоресценції |
Блакитне |
|
Таллейохіна |
Зелене |
|
|
Еритрохінна реакція |
Рожеве (хлороформний шар) |
|
|
Похідні піримідину |
||
|
Кофеїн, теобромін, теофелін |
Мурексидна проба |
Червоне або фіолетове |
Хімізми деяких реакцій забарвлення.
Реакція Вітаяі-Морена:
Мурексидна проба
Кофеїн 1,3-диметилал- 1,3-диметилдиа-
локсан лурова кислота
амонійна сіль тетраметилпурпурової к-ти
Реакція утворення таллейохіну:
Ідентифікація фізико-хімічними методами: за УФ- і ІЧ-спектрами, методами ТСХ, ГРХ, ВЕРХ.
Максимуми поглинання алкалоїдів
|
Речовина |
Розчинник |
λ |
|
1 |
2 |
3 |
|
Хінін |
0,05М сульфатна кислота |
250, 316, 346 |
|
Морфін |
Етанол |
287 |
|
0,1М гідроксид натрію |
250 і 296 |
|
|
0,05М сульфатна кислота |
284 |
|
|
Кодеїн |
Етанол |
286 |
|
Нікотин |
Етанол |
260 |
|
Атропін |
0,05М сульфатна кислота |
252, 258, 264 |
|
Кокаїн |
Етанол |
230, 274, 281 |
|
0,05М сульфатна кислота |
233, 275, (281-згин) |
|
|
Стрихнін |
Етанол |
255 |
|
0,05М сульфатна кислота |
255 |
|
|
Ефедрін |
0,05М сульфатна кислота |
251, 256, 262 |
|
Хінін |
Етанол |
236, 278, 332 |
|
0,05М сульфатна кислота |
250, 316, 346 |
Ідентифікація за УФ-спектрами можлива тільки після ретельного очищення екстракційним методом і ТСХ- методом, або при їхньому сполученні.
Кількісне визначення проводиться спектральними (УФ-спектрофотометрія, фотоелектроколориметрія, екстракційна фотометрія) і хроматографічними методами (тонкошарова хроматографія - планіметричний і денситометричний методи; газо-рідинна хроматографія і рідинна хроматографія).