Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 portalstudcon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Хіміко-токсикологічний аналіз алкалоїдів

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
16
Мова: 
Українська
Оцінка: 
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:
  • анабазин – збудження, а потім параліч закінчень преганглионарних волокон вегетативної нервової системи (частіше дихання, підвищення кров'яного тиску), випадання волосся, пронос; нейролептичне;
  • нікотин – нейролептичне; збудження, а потім гноблення Н-холінореактивних систем ЦНС, гангліїв наднирників (слиновиділення, диспептичні розлади, звуження зіниці, порушення зору, слуху, миофібрилляція), (смертельна доза – 0, 01 0, 08 г) ;
  • атропін – блокада М-холінореактивних систем організму, парасимпатична денервація. Підвищення внутріочного тиску тахікардія, розширення зіниці, фотофобія, гіпотензія, сухість шкіри й ін. У великих дозах – психічне і рухове збудження (смертельна доза – 0, 01 г – для дітей, 0. 05-0, 1 – для дорослих) ;
  • кокаїн – нейротоксичне; звикання, пристрасть; галюцинації, марення, страх, притуплення або втрата відчуття, смаку, слуху, зору, розширення зіниць (смертельна доза – 0, 1 – 1, 2 г при підшкірних ін'єкціях) ;
  • морфін – наркотичне; збудження центрів блукаючого нерву; кома, що супроводжується міозом з ослабленням реакції на світло, гіпертонія скелетних м'язів, пригнічення дихання, гіперемія шкіри, параліч дихання (смертельна доза – 0, 1-0, 4 г) ;
  • кодеїн – те ж саме (смертельна доза – 0, 8 г) ;
  • хінін – дистрофія зорового нерву, неясність бачення, сліпота, розлад ритму і провідності серця; параліч дихання і серця (смертельна доза – близько 10 г) ;
  • стрихнін – збудження ЦНС із переважним підвищенням рефлекторної збудливості; «судорожна» отрута; напруга в жувальних і потиличних м'язах, затруднення дихання, ковтання; раптові приступи тетанічних судорог рефлекторного характеру; гіркий смак у роті; почуття страху; параліч дихального центру з зупинкою дихання (смертельна доза – 0, 05 г) ;
  • ефедрин – нейротоксичне; головний біль, збудження серцебиття, тремтіння кінцівок, затруднення сечовипускання, безсоння. Підвищення артеріального тиску, послаблення серцевої діяльності, клоніко-тонічні судороги, різке зниження артеріального тиску; смерть від порушення дихання, послаблення серцевої діяльності і паралічу (смертельна доза – 0, 2 г – для дітей, 2, 0 г – для дорослих) ;
  • кофеїн – збудливе на ЦНС; виснаження нервових клітин, клоніко-тонічні судороги, погіршення роботи серця (смертельна доза -1, 0 г і більше) ;
  • пахікарпін – нейротоксичне, зубумовлене блокуванням передачі збудження у вегетативних вузлах (пригнічує дію ацетилхоліну, пригнічує активний транспорт йонів), слухові і зорові галюцинації, судорожні реакції; збудження пам'яті, поліневрити (смертельна доза – 1, 0 – 1, 5 г).
 
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:
атропін – гідроліз по ефірній групі до тропіну; деметилування по -N -СН3 – групі; кон'югація;
морфін – норморфін (втрата – СН3 – групи), псевдоморфін 2, 2-біморфін; етерифікація із сульфатною кислотою; глюкуронід морфіну,
кодеїн – деметилування – морфін; окислення (N – деметилування норкодеїн) ; глюкуронид морфіну; псевдоморфін;
срихнін – 4 метаболіти (окси-2-стрихнін і ін.) ;
ефедрин – дезметилювання, дезаминування, окислення, кон'югація;
хінін – окислювання: 2-гідроксихинін, хінетин (окислювання в бічному ланцюзі), диоксихинін (-2-гідроксильні групи в хінуклидиновому ядрі) ;
нікотин – конітин (окислювання) ;
кофеїн – деметилювання й окислювання: 1 і 7 – метилксантини; 1 і 7 -диметилксантин; 1-метилсечова кислота і 1, 3-диметилсечова колота.
 
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= 
Апоморфін К•10 -7
Атропін К•10 -4, 35
Бруцин К•10 -11 – слабка основа – переходить в кислий екстракт
Кодеїн К•10 -6, 05
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.
Хімічі 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
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;
Кількісне визначення проводиться спектральними (УФ-спектрофотометрія, фотоелектроколориметрія, екстракційна фотометрія) і хроматографічними методами (тонкошарова хроматографія – планіметричний і денситометричний методи; газо-рідинна хроматографія і рідинна хроматографія).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Фото Капча