ALKALOIDOK 1.

Cél: ezen természetben előforduló vegyületek legfontosabb jellemzőinek megismerése, melyek a következők: - előfordulás, jelentőség, történeti és szakirodalmi háttér stb. - kémiai szerkezet - tulajdonságok és reakciók - szintézis - bioszintézis, esetleg metabolizmus - biológiai aktivitás, fiziológiai hatás Számuk több, mint 5000 !!! Definíció: a növény- és állatvilágban, sőt gombákban és baktériumokban is előforduló, negatív oxidációs fokú, N-atomot tartalmazó, ciklusos szerves bázisok. Többségük erős fiziológiai és farmakológiai hatással rendelkezik.

egyes növények, növényi nedvek erős fiziológiai hatása régóta ismert pl. az ópium (a mák éretlen gubójának beszárított nedve) évszázadok óta ismert kábítószer; már i. e. fájdalomcsillapítóként és görcsoldóként alkalmazták 1805-ben Sertürmer ópiumból tiszta kristályos állapotban morfint izolált a morfin erős fiziológiai hatású, N-tartalmú szerves bázis, az alkaloidok elsőként izolált képviselője az 1800-as évek első felében izolált alkaloidok: morfin, narkotin, kodein, papavern, cinkonin, kinin, berberin, sztichnin, brucin * * * alkaloidokat főleg a zárvatermők, ezen belül is főként a kétszikű növények tartalmaznak gombák közül: anyarozs az alkaloidok nagy sejtaktivitású szövetekben (levelek) koncentrálódnak, de felhalmozódhatnak kéregben, maghéjban stb. is a természetben általában szerves savakkal (pl. tejsav, almasav, borkősav, ecetsav, borostyánkősav, citromsav, maleinsav, oxálsav) képzett sóik formájában fordulnak elő

kokacserjéből izolálható: Pirrolidinvázas alkaloidok . . pirrolidin (+) - higrin A Peruban honos kokacserjéből izolálható: Erythroxylon coca

a higrin színtelen, vízzel elegyedő folyadék, erős bázis redukciója higrolint, CrO3 – dal történő oxidációja higrinsavat (N-metil-prolint) eredményez, mely N-metil-pirrolidinné dekarboxileződik - a higrin bioszintézise ornitinből történik: γ β δ α ornitin (α,δ-diamino-valeriánsav) .. + 2 H / Pt red. * .. * * higrin higrolin ox. CrO3 CO2 hev. .. .. 1 2 N-metil-pirrolidin v. 1-metil-pirrolidin higrinsav (N-metil-prolin v. 1-metil-prolin v. 1-metil-pirrolidin-2-karbonsav)

Piperidinvázas alkaloidok - molekuláik piperidingyűrűt tartalmaznak: .. - legismertebb piperidinvázas alkaloid a koniin: .. 2 1 N-propil-csoport (+) – koniin (S-koniin) foltos bürök (Conium maculatum) Conium alkaloid !

A foltos bürök mellékalkaloidjai: N-metil-koniin konhidrin pszeudo-konhidrin konikein

a pszeudokonhidrin és a konhidrin kristályosak, a koniin, a metil-koniin és a konikein folyadékok viszonylag erős bázisok, savakkal jól kristályosodó sókat képeznek a bürökben almasavval és kávésavval képzett sóik formájában fordulnak elő erősen toxikus vegyületek: bénítják a központi idegrendszert, nagyobb dózisban a légzés bénulása következtében halált okoznak (pl. Szókratész kivégzése i. e. 399-ben bürökkivonattal – méregpohár – ) a koniint tiszta állapotban 1827-ben izolálták először (Giesecke) összegképlete: C8H17N szekunder amin (gyűrűs) Zn-por - desztillációval 2-propil-piridinné (konirin) dehidrogénezhető (Hofmann 1885): Zn-por deszt. - 6 H .. * .. koniin 2-propil-piridin - a koniin szerkezetére Hofmann ezen reakció alapján következtetett

α – pikolin acetaldehid (helyette paraldehid is alkalmas) a koniin szerkezetével összhangban erélyes redukció hatására n-oktánná és ammóniává alakul: HI P 300 °C .. * + NH3 - a koniin szerkezetét Ladenburg 1888-ban a következő szintézissel igazolta: H2O 250 °C + O = HC – CH3 .. 2-propenil-piridin α – pikolin acetaldehid (helyette paraldehid is alkalmas) Na C2H5OH forr. (+ 8H) .. * (±) koniin

a racém-koniin D-borkősavval készített sópárját rezolválva Ladenburg (+)-koniint tudott előállítani, mely azonos volt a bürökből izolált jobbra forgató koniinnel ez a szintézis első példája volt egy természetes alkaloid szintézisének! a bürökben a balra forgató (–) koniin (R-koniin) is előfordul kisebb mennyiségben a koniin bioszintézisét ecetsavból és ammóniából azt alábbi egyszerűsített séma szemlélteti: 4 „CH3COOH” + „NH3” poli-β-ketosav red. + 2 H * γ-konikein koniin

gránátalmafa (Punica granatum) gyökérkérgében található piperidinvázas alkaloidok : pelletierin metilpelletierin izopelletierin metilizopelletierin (a pszeudopelletierin tropánvázas!) Punica granatum .. * .. * pelletierin metilpelletierin .. * .. * izopelletierin metilizopelletierin

izolálásuk: 1878-1880 (Tanret) színtelen bázisos folyadékok ásványi savakkal jól kristályosodó sókat képeznek vízzel és a legtöbb szerves oldószerrel elegyednek a pelletierin és a metilpelletierin optikailag aktív, a másik 2 racemát a pelletierin hidrazonja koniinné redukálható: .. * .. * + H2N-NH2 + 2H pelletierin pelletierin hidrazonja C2H5OH / Na 170 °C red. .. * koniin

metilizopelletierin (R=CH3) - a pelletierin formaldehiddel hangyasavas közegben metilpelletierinné metilezhető: CH2O HCOOH 140 °C ezek a reakciók bizonyították a pelletierin és metilpelletierin szerkezetét (Hess 1917-19) az izopelletierin és a metilizopelletierin szerkezetét az alábbi érdekes szintézis bizonyítja (Anet 1949): β γ α δ pH = 7 H2O CO2 + COOH l CH2 – C – CH3 ll O * izopelletierin (R=H) metilizopelletierin (R=CH3) δ – amino – valeril – aldehid (R=H) acetecetsav δ – metilamino – valeril – aldehid (R=CH3)

- az izopelletierin szintézise lizinből kiindulva az alábbi séma szerint értelmezhető: γ δ β ε * * ox. H2O CO2 + acetecetsav addíció * .. lizin tetrahidro-piridin (α,ε-diamino-kapronsav) - CO2 izopelletierin a gránátalmafa fenti piperidinvázas alkaloidjai magasabbrendű szervezetekre hatástalanok bélférgekre viszont toxikusak, így a gyógyászatban betegek kezelésére használatosak