ALKALOIDOK 1..

Az előadások a következő témára: "ALKALOIDOK 1.."— Előadás másolata:

1 ALKALOIDOK 1.

2 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.

3 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

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

5 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)

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

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

8 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 propil-piridin - a koniin szerkezetére Hofmann ezen reakció alapján következtetett

9 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

10 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

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

12 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 °C red. .. * koniin

13 metilizopelletierin (R=CH3)
- a pelletierin formaldehiddel hangyasavas közegben metilpelletierinné metilezhető: CH2O HCOOH 140 °C ezek a reakciók bizonyították a pelletierin és metilpelletierin szerkezetét (Hess ) 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)

14 - 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