Ші дәріс. Алкалоидтар.

Дәрістің жоспары:

1. Алкалоидтардың құрылымы.

2. Алкалоидтардың түрлері.

3. Алкалоидтардың қолданылуы.

4. Алкалоидтардың алғашқы шикізаттары.

5. Гликозидтер.

Алкалоидтар құрамында азоты бар гетероциклдi қосылыстар болып табылады. Олардың ерiтiндiлерi сiлтiлiк қасиет көрсететiндiктен алкалоидтар деп атаған ( «alqali» сөзі «сілтілі» деген мағынаны бiлдiредi ). Ең алғаш рет 1806 жылы немiс дәрiгерi Сертюрнер көкнәрдiң қауашағының сүттi шырынынан морфин алкалоидын бөлiп алды. Қазiр 2000-нан аса алкалоидтар түрi белгiлi.

Ацетиленген морфинді немесе диацетилморфинді героин деп атайды. Бүкiл өсiмдiк түрлерiнiң 15%-де алкалоидтар жасалады деп есептеледi. Алкалоидтар сiлтiлi болғандықтан олар өсiмдiк денесiнде алма-, лимон-, қымыздық және басқа органикалық қышқылдармен тұздар түзедi. Өсiмдiктерде алкалоидтардың мөлшерi аса жоғары емес (0,1 - 2 %-ке дейiн ), сонымен қатар ол өсiмдiктiңмүшесінің түрiне байланысты. Екiншi жағынан, өсiмдiктерде алкалоидтардың бiрден бiрнеше түрлерi де кездесуi мүмкiн. Мысалы, көкнәрдiң қауашағының дәнiнде 25-ке жуық алкалоидтардың түрлерi жасалады. Алкалоидтардың көпшiлiгi құрамында 8-ден 50-ге дейiн жететiн көмiртегi атомдары бар азотты гетероциклдар болып табылады. Сонымен алкалоидтарға құрамында гетероцикл жоқ қосылыстар да жатады, мысалы - эфедрин және горденин.

Алкалоидтардың халық шаруашылығындағы, әсiресе медицинадағы маңызы өте зор. Олар жүрек, жүйке, ас қорыту және тағы басқа ауруларды емдеуде кеңiнен қолданылады. Көптеген алкалоидтар өсiмдiк негiзiндегi тағамдардың құрамында болады. Оларға шәй, кофе, какао, көкнәр, темекi және т.б. жатады. Олардың денені сергiтетiн және наркотикалық қасиеттерi бар.

Эфедрин тыныс алуды күшейтедi, қанның қысымын түсiруге пайдаланады. Эфедрин алкалоидының улылығы өте төмен және ол астманы емдеуге қолданылады. Горденин, керiсiнше, қанның кысымын күшейтедi. Пиридиннiң туындысы - пиперин - қара бұрыштың құрамында болады, ол улы емес, бiрақ, белокты қыздырады - сол үшiн тағамға қосады. Атышулы алкалоид - никотин, ол темекi өсiмдiгiнiң жапырағында синтезделедi, бұл орталық және шеткi жүйке жүйесiне әсер ететiн күштi улы зат. Никотиннiң әсерiмен қан тамырлары тарылады, яғни қан қысымы күшейедi. Оның жоғары мөлшерi тынысты бекiтiп, өлiмге алып келуi мүмкін. Пиридин және пиперидин сақиналарынан тұратын анабазиннiң әсерi никотинге өте ұқсас. Бiрақ, оның жәндiктердi жоюдағы әсерi никотиннен әлдеқайда күштi.

Кокаин деген алкалоид қоғам күресiп жатқан есiрткелердiң iшiндегi ең күштiсi. Ол Оңтүстiк Америкада, Ява аралы мен Индияда өсетiн кока өсiмдiгiнiң өнiмi. Кокаин сезiмтал жүйке нервтерінің ұштарын қызметiнен айырады, сондықтан жергiлiктi жансыздандырғыш ретiнде қолданылады, орталық жүйке жүйесiне әсер ету арқылы адамды мастықтың ерекше түрiне ендiредi. Бiрнеше қайтара пайдаланғанда адам кокаинға үйренiп, оның әсерiне шексiз құштар болып тұрады - бұл адам ағзасын қайтымсыз өзгерiстерге алып келедi. Адам үшiн кокаиннiң улық дозасы - 0.2 грамм, ал, емдiк дозасы 30 миллиграмм ғана.

Хинолиннiң туындысы хинин алкалоиды Қара теңiз жағалауында өсетiн хин ағашының қабығында көп синтезделедi және оның мөлшерi ағаш қабығының құрғақ салмағының 15%-не дейiн жетедi. Хининнiң адам ағзасына әсерi әртүрлi - ол нерв жүйесiнiң қызметiн тежейдi, температураны төмендетедi. Малярияға қарсы дәрi ретiнде медицинада қолданады. Аса күштi есiрткелердiң бiрi - морфин изохинолиндi алкалоидтар тобына жатады, ол көкнәр өсiмдiгiнiң қауашағының қабығында синтезделедi және оның мөлшерi өсiмдiктiң құрғақ салмағының 25 %-на жетедi. Сонымен қатар, көкнәрде морфиннен басқа наркотин (5%), папаверин (0.8%), кодеин (0.3%) сияқты алкалоидтар кездеседi. Пуриннiң туындысы болып табылатын алкалоидтар - кофеин және теобромин. Кофеин кофе дәнiнде (3%), шайдың жапырағында (5%) және какаода синтезделедi. Кофеин орталық нерв жүйесiн қоздырады, қан тамырларын тарылтады және оның нәтижесінде қан қысымы артады. Оның ерекше қасиетi - есiрткелердiң басқа түрлерiне үйренiп кетуден сақтай алады.

Алкалоидтардың көпшiлiгiнiң адам мен жануарлар үшiн улық қасиетi бар, сондықтан оларды көп мөлшерде пайдалану денсаулық үшiн өте зиян, мысалы, стрихниннiң орташа мөлшерiнiң өзi адамды өлiмге алып келедi. Анабазин, никотин және стрихнин секiлдi алкалоидтар өсiмдiктердi қорғау үшiн пайдаланылады. Өсiмдiктерде табиғи жолмен жасалатын алкалоидтардың негiзiнде олардың жаңа синтетикалық түрлерiн алу мүмкiн болып отыр. Мысалы, кокаиннiң негiзiнде медицинада кеңiнен қолданып жүрген новокаин жасалды.

Бүгiнгi күнi алкалоидтардың өсiмдiктердегi ең негiзгi ролi нақты анықталмаған. Дегенмен, олардың көпшiлiгi амин қышқылдарының ыдырау өнiмдерi болып табылады. Мысалы, тирозиннен горденин мен папаверин пайда болады. Фенилаланин химиялық өзгерiстерден кейiн кокаиндi бередi. Алкалоидтардың құрылысында бәрiне жалпы ерекшелiк бар екенi анықталған. Колхицин тек өсiмдiктерде синтезделедi. Колхициннiң биосинтезi флавоноидтардың синтезiмен тiке байланысты деп есептеледi. Радиоактивтi атомдары белгiленген қосылыстарды пайдалана отырып көкнәрдiң кодеин, тебаин, морфин және папаверин секiлдi алкалоидтарының шығу тегi тирозиннiң 2 молекуласы екенi анықталған. Морфин метилдеу нәтижесiнде кодеиндi алуға болады.

Алкалоидтар және олардың шикізаттары

Лизин à Конин (пиперидин) Орнитин à Никотин (пиридин)

Орнитин à Кокаин Триптофан à Хинин

Тирозин à Морфин Пурин à Кофеин

Сонымен қатар, өсiмдiк клеткаларында алкалоидтардың туындылары нуклеин қышқылдарының құрамына кiретiн азоттық негiз - пуринге, фитогормондар - ауксиндерге айланады және гистидин амин қышқылының да құрамына кiредi. Улы қасиеттерiне байланысты анабазин, никотин, стрихнин секiлдi алкалоидтар өсiмдiктердi жануарлар мен жәндiктерден қоғаушы да болып табылады (олардың ең көп мөлшерi өсiмдiктiң дамуының гүлдену кезеңiне сәйкес келедi - яғни өсiмдiктер әбден дамып жетiлгенге дейiн олар қорғаныш қызметiн атқарады деуге болады ). Маңызды алкалоидтар - никотин мен анабазин темекi өсiмдiктерiнде синтезделедi. Рицинин клещевина өсiмдiгiнде көп болады. Айтылған осы 3 алкалоидтардың құрамында пиридин ядросы бар. Амин қышқылдары көптеген алкалоидтардың бастапқы шикiзаттары болып табылады. Алкалоидтардың көбiнiң құрамында метил топтары бар, яғни олардың синтезiндегi аралық өнiмдер метилденiп отырады. Метионин амин қышқылы көбiнесе метил тобының доноры болып табылады. Глутамин және пролин амин қышқылдары путресцин биогендi амин арқылы никотиндi, лизин кадаверин арқылы анабазиндi бередi.

Кейбiр алкалоидтардың алғашқы шикiзаты путресцин және кадаверин секiлдi бiрiншi қатардағы аминдер болып табылады (бұл аминдердi басқаша биогендi аминдер деп атайды). Осы жерде ерекше айтатын нәрсе сол - бұл аминдер нитритпен оңай байланысып, нитрозаминдерді түзедi. Канцерогендiк қасиетiжағынан нитрозаминдер афлатоксин және бензпиреннен кейiн 3-шiорында тұр. Топырақтан немесе судан сiңiрiлген нитрат нитритке айналғанда оның едәуiр бөлiгiалкалоидты өсiмдiктерде нитрозаминдердiң түзiлуiне қатысады. Яғни, құрамында алкалоидтар көп синтезделетiн өсiмдiктерде нитрозаминдер де көп жасалады және ондай өсiмдiктердiң қауiпiтек наркотиктермен шектелiп қоймайды екен, сонымен қатар iсiк ауруын тудыратын нитозаминдердiсинтездейдi.

Алкалоидтардың тағы бiр тобын гликоалкалоидтар (гликозидтi алкалоид) деп атайды, олардың құрамына моносахаридтердiң қалдықтары кiредi. Соланин гликоалкалоиды картофельдiң қабығында көп синтезделедi, сондықтан оның дәмiашты. Қышаның (горчица) дәндерiнiң құрамында синигрин кiредiжәне дәл осы қосылыс қышаға өткiр дәм бередi.

Өсiмдiктерде алкалоидтардан басқа гликозидтер деп аталатын қосылыстар синтезделедi, олар да моносахаридтердiң туындылары болып табылады. Олардың көмiрсусыз бөлiгiн агликондар деп атайды және олар спирттер, ароматикалы қосылыстар, стероидтар болып келедi. Гликозидтердің құрамындағы көмiрсу мен агликон оттегi, күкiрт, азот немесе көмiртегiатомдары арқылы байланысады. Гликозидтердiң көпшiлiгiыдырағанда синиль қышқылын беретін болғандықтан адам мен жануарлар үшiн улық қасиет көрсетедi. Сонымен қатар, кейбiреулерiнiң пайдалы қасиеттерiде бар. Мысалы, глюкоза және ванилиннiң ароматикалы альдегидi- ванилиннен тұратын глюкованилин өсiмдiктерде кең тараған. Оны ыдыратудан алынатын ванилин өте бағалы иiстiзат, оны кәмпиттер, торт, жемiс компоттарын, сүт тағамдарын, шараптарды және кремдер жасағанда тамақ өнеркәсiбiнде, сонымен қатар парфюмерия және фармацевтiк өндiрiстерде кеңiнен қолданылады.

Ваниль өсiмдiгi Мексикада, Панамада, Бразилияда, Цейлонда, Явада, Мадагаскарда және Антиль аралдарында кең тараған. Ол хош иiстi ағаш діңінде өрмелеп өсетiн шырмауқ, орхидтер тұқымдастарына жататын өсiмдiк. Аспаздық пен медицинада ванильдiң бұршақ тұқымдастардағы секiлдi ұзынша қорабшада болатын қара майда жемiсiн пайдаланады. Жемiсi арнайы өңдеуден өткеннен кейiн ине тәрiздi ванилин кристалдары қорабшаның бетiне жиналады. Кептiрiлген жемiстерiнiң құрамында 2.7 %-ға дейiн ванилин, сонымен қатар глюкованилин, эфир майы (бұл майдың құрамында анис спиртi, анис альдегидi және еркiн анис қышқылы болады). Олардың табиғи түрiванилла, ал, қолдан немесе синтетикалық жолмен жасалғаны ванилин деп аталады.

Ванилин

Қазiр синтетикалық жолмен алынатын ванилин (С₈Н₈О₃) сапасы жағынан табиғи түрiнен ешқандай кем түспейдi, бiрақ оны өндірудің осы жолы жүздеген есе арзан болады. Сондықтан да қазiр табиғи ванилла өндiрiске өте сирек қолданылады. Қазiр ванилиндiлигнин және гваяколдан алады, бiрақ гваяколдан алынған түрiөте таза болып шығады.

Бақылау сұрақтар:

1. Қандай алкалоидтар дәрәләк қасиет көрсетеді?

2. Қандай алкалоидтардың есірткелік қасиеті бар?

3. Қандай алкалоид пуринге жатады?

4. Қандай алкалоидтың құрамына моносахарид қалдығы кіреді?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: