Tyto alkaloidy jsou molekuly s dusíkatými bázemi, obvykle heterocyklických , převážné většině rostlinného původu . Mohou být ve formě základních dusíkatých heterocyklických organických molekul . Spojeno s rozvojem farmaceutického průmyslu, které otevřely pole „chemických drog“ od konce XIX th století .
Stejně jako mnoho jiných přírodních produktů, téměř všechny běžné alkaloidů názvy mají „-ine“ končit, jako je nikotin , kofein , atropinem , ibogainu , emetin. , Ergin nebo morfinu . V biologické chemii jsou alkaloidy obvykle deriváty aminokyselin . Nacházejí se ve formě komplexních směsí, často založených na několika nebo dokonce desítkách různých molekul alkaloidů, s jejich prekurzory, jako sekundární metabolity , hlavně v rostlinách , houbách a několika malých skupinách zvířat. Existuje jeden typ alkaloidů, který obsahuje dva atomy dusíku v aromatickém kruhu a který není přírodního původu, jedná se o skupinu pyrazolů .
V purifikované formě tyto molekuly velmi často odhalují akutní toxicitu , stejně jako při nižších dávkách uklidňující farmakologickou aktivitu , a to bez návykových účinků nebo chronické dlouhodobé toxicity. Ale nepatrné podíly kofeinu v kávě , kokainu v suchém listu koky , nikotinu ve žvýkaném nebo žvýkaném tabáku byly přijaty v různých lidských kulturách, často velmi starých: je někdy těžké říci, zda je to navzdory nebo kvůli jejich různým psychotropním látkám , psychoaktivní , stimulační , dopingové , tonické , emetické , uklidňující , nečinné a analgetické účinky .
Ve skutečnosti jsou molekuly alkaloidů v čistém stavu, nejznámější, často vysoce toxické jako strychnin , aconitin , atropin , kokain ... ale některé se díky svému silnému fyziologickému účinku účinně používají v měřených a kontrolovaných dávkách v moderních lék nebo terapie. Jedná se například o analgetické vlastnosti s morfinem nebo kodeinem , v kontextu sedativních protokolů ( anestézie ) často doprovázených hypnotiky , nebo o použití jako antimalarikum ( chinin , chlorochin ) nebo jako protinádorové léky ( vinblastin , vinkristin ) a dokonce i sedace opioidů ibogainem .
Vydáno z chemických laboratořích mezi 1819 a 1827, slovo alkaloid původně se odkazoval na „chemickém chování podobně jako alkalický , to znamená, že na každém základního tělesa ve vodném prostředí“ v průběhu provozu extrakce v silné báze kapalné médium, solubilizačním základní rozpuštěná látka (y), zvané alkaloidy. To bylo používáno v následujícím století k popisu jakékoli Lewisovy báze obsahující dusíkatý heterocyklus nebo nesprávně aminovou funkci . Vzhledem k nezávazné elektronové dubletu z dusíku , alkaloidy jsou považovány za Lewisovy báze.
Termín „alkaloid“, který byl francouzsky doložen v roce 1827, lze rozložit kořenovou alkálií * ve smyslu „báze nebo s alkalickým nebo zásaditým charakterem“ a příponou -oïde * ve smyslu „podobného stejného tvaru“ stejné chování ". Přípona řecko-římského původu pochází z řecké είδος „formy“. Kořen pochází ze středověké latinské alkálie , sám si jej vypůjčil od arabštiny al-qétiyi jeho běžnou formou al qate, al qaly القالي "soda", rostlina rodu Salsola, ze které byl dlouhodobě více či méně získáván uhličitan sodný … méně čistá, zvaná „soda“, ze které by se dala vyrobit hydroxid sodný . Termín al qali také označoval, stejně jako slovo soda ve francouzštině s dvojím použitím pro solnou rostlinu a chemickou sodu, kalcinovaný popel se základními vlastnostmi.
Znalosti a využití rostlinných alkaloidů, jako máku nebo oměj , jsou velmi staré, ale znalost jejich účinných látek data jen od počátku XIX th století . V roce 1803 Charles Derosne , francouzský lékárník a průmyslník, izoloval jako první rostlinnou alkálii extrakcí směsi narkotinu a morfinu z opia , ale zásadním vlastnostem jejího extraktu připisoval zbytky z přípravy. Následující rok, v roce 1804, Armand Seguin uvádí, že našel postup pro přípravu morfinu, ale své výsledky zveřejňuje až v roce 1814. A konečně, v roce 1805 ve Vestfálsku rozpozná pomocník v lékárně Friedrich Sertürner zásadní povahu spánku. princip opia. O deset let později jej pojmenoval morfium v odkazu na Morpheus , božstvo snů ve starověkém Řecku. V té době byly tyto objevy provedené ve Francii a Německu bez povšimnutí rozpoznány až v roce 1817, což dokazuje Sertürner, že morfin reaguje s kyselinou za vzniku soli.
Francouzsko-německá rivalita byla nadále plodná, protože v letech 1817 až 1820 objevili dva francouzští lékárníci, Pelletier a Caventou , působivou řadu účinných látek: kofein , emetin (z ipecacu), strychnin (z zvratkového ořechu), chinin a cinchonin (z kůry cinchona).
Termín „alkaloid“ vytvořil v roce 1819 farmaceut z Halle, Wilhelm Meissner (de) (1792-1853).
Objasnění chemických struktur alkaloidů začíná v roce 1870 s tím nejjednodušším, coniine Schiff, a někteří nemají odhalit jejich strukturu, na konci XX th století , během níž Maurice-Marie Janot a jeho studenti budou izolovány, analyzoval a syntetizoval více než stovku a v roce 1953 stanovil strukturu korynantheinu, což je hlavní krok v pokroku chemie alkaloidů.
Alkaloidy mají tu vlastnost, že tvoří soli a mají hořkou chuť .
Charakterizaci přítomnosti alkaloidu lze provést srážením pomocí:
K identifikaci a stanovení molekuly se také používá mnoho dalších metod, jako je chromatografie .
Protože alkaloidy se nejčastěji vyskytují ve formě solí minerálních nebo organických kyselin a někdy i v jejich kombinaci (zejména včetně taninů), jsou rostliny postříkány zásadou. Jejich způsob extrakce je velmi variabilní v závislosti na povaze alkaloidu, ale obvykle existují dvě extrakční schémata: nepolárním rozpouštědlem v alkalickém prostředí nebo polárním rozpouštědlem v kyselém prostředí (de Brönsted).
Nakonec jsou pro ověření provedeny reakce srážení alkaloidů.
V současné době se odhaduje, že více než 8 000 přirozeně se vyskytujících sloučenin bylo identifikováno jako alkaloidy. Každý rok vědci z celého světa přidají přibližně 100 nových molekul. Pro lepší pochopení tohoto velkého seznamu byly navrženy tři typy klasifikace alkaloidů následovně:
Dlouho byly kategorizovány a pojmenovány podle rostlin, hub nebo zvířat, ze kterých byly izolovány.
Od XXI -tého století, které jsou rozděleny do kategorií podle jejich chemické struktury:
Alkaloidy lze klasifikovat podle jejich předchůdce, než budou syntetizovány biologickou cestou. Poté se rozlišují tři hlavní třídy podle toho, zda mají nebo nemají aminokyselinu jako přímého prekurzoru a zda obsahují atom dusíku v heterocyklu či nikoli.
Derivát aminokyseliny | Dusíkatý heterocyklus | |
---|---|---|
Praví alkaloidy | Ano | Ano |
Proto-alkaloidy | Ano | Ne |
Pseudo-alkaloidy | Ne |
Pravé alkaloidy pocházejí z aminokyselin a mají atom dusíku v heterocyklickém systému. Jsou to látky obdařené velkou biologickou aktivitou i při nízkých dávkách. Objevují se v rostlinách, buď ve volné formě, nebo jako sůl nebo jako N-oxid.
Protoalkaloidy jsou jednoduché aminy , jejichž dusík není obsažen v heterocyklu. Jsou také odvozeny z aminokyselin.
Pseudo-alkaloidy nejsou odvozeny od aminokyselin. Mohou však být nepřímo spojeny s aminokyselinovou cestou prostřednictvím jednoho ze svých prekurzorů nebo jednoho ze svých postkurzorů (derivátů). Mohou být také výsledkem aminace nebo transaminační reakce v dráze spojené s prekurzory nebo postkurzory aminokyselin.
Tadeusz Aniszewski navrhuje následující klasifikaci založenou na prekurzorech syntetické biologické dráhy.
Předchůdce | Skupina alkaloidů | Charakteristické jádro | Příklady |
---|---|---|---|
L- ornitin | Pyrrolidinové alkaloidy | Pyrrolidin | Cuscohygrine , Hygrine |
Tropanické alkaloidy | Tropane | Atropin , kokain , hyoscyamin , skopolamin | |
Pyrrolizidinové alkaloidy | Pyrrolizidin |
Acetyl-lykopsamin , Europin , Homospermidin , Ilamin , Meteloidin , Retronecin |
|
L- lysin | Piperidinové alkaloidy | Piperidin |
Anaferine , conine , Lobélanine , Lobelin , Pelletierine , piperidinová , piperin , Sedamine |
Chinolizidinové alkaloidy | Chinolizidin | Cytisin , lupinin , spartein | |
Indolizidinové alkaloidy | Indolizidin | Kastanospermin , swainsonin | |
L- tyrosin | Jednoduché tetrahydroisochinolinové alkaloidy |
Benzyltetrahydroisochinolin |
Kodein , morfin , Norcoclaurine , papaverin , Tetrandine , Thebaine , tubokurarin |
L- tyrosin nebo L- fenylalanin | Fenylethylisochinolinové alkaloidy | Alkaloidy Amaryllidaceae | Crinin , floramultin , galantamin , lykorin |
L- tryptofan |
Indolové alkaloidy | Indole | - Arundacine , Psilocin , Serotonin , Tryptamin , Zolmitriptan - Elaeagnine , Harmine - Ajmalicine , Catharantine , Tabersonine |
Chinolinové alkaloidy | Chinolin | Chlorochinin , cinchonidin , chinin , chinidin | |
Pyrroloindolické alkaloidy | Indole | A- yohimbin , Chimonantheine , Corynantheidine | |
Žito námelové alkaloidy | Ergoline | Ergotamin , Ergokryptin | |
L- histidin | Imidazolové alkaloidy | Imidazol | Histamin , pilokarpin , filozof |
Manzaminové alkaloidy | Xestomanzamin | Xestomanzamin A a B. | |
L- arginin | Mořské alkaloidy | β-karbolin | Saxitoxin , tetrodotoxin |
Kyselina anthranilová | Chinazolinové alkaloidy | Chinazolin | Peganin |
Chinolinové alkaloidy | Chinolin |
Acutin , Bucharine , Dictamine , Foliodine , Perforine , Skimmianine |
|
Akridonové alkaloidy | Akridin | Akronycin , rutakridon | |
Kyselina nikotinová | Pyridinové alkaloidy |
Pyridin Pyrrolidin |
Anabasine , Cassinine , Evoline , Nicotine , Wilforine |
Protoalkaloidy jsou sloučeniny, ve kterých atom dusíku N odvozený od aminokyseliny není součástí heterocyklu.
Předchůdce | Skupina alkaloidů | Charakteristické jádro | Příklady |
---|---|---|---|
L- tyrosin |
Fenylethylaminové alkaloidy |
Fenyletylamin |
Adrenalin , Anhalamine , dopamin , noradrenalin , Hordenine , Meskalin : |
L- tryptofan |
Indoloterpenové alkaloidy | Indole | Yohimbin |
L- ornitin |
Pyrrolizidinové alkaloidy | Pyrrolizidin |
4-hydroxy-stachydrin , stachydrin |
Pseudo-alkaloidy jsou sloučeniny, jejichž základní uhlíková kostra není odvozena od aminokyselin.
Předchůdce | Skupina alkaloidů | Charakteristické jádro | Příklady |
---|---|---|---|
acetát | Piperidinové alkaloidy | Piperidin | Koniin , konicein , pinidin |
Sesquiterpenové alkaloidy | Sesquiterpen |
Cassinine , Évonine , Maymyrsine , Wilforine |
|
kyselina pyrohroznová | Ephedra alkaloidy | Fenyl C. | Cathine, Cathinone, Efedrin , Norefedrin |
kyselina ferulová | Aromatické alkaloidy | Henyl | Kapsaicin |
geraniol | Terpenové alkaloidy | Terpenoidy |
Akonin , akonitin , methyllykaknitin , aktinidin , atisin , gentianin |
saponiny | Steroidní alkaloidy |
Cholestan , konessin , jervin, etiolin, pregnenolon , solanidin |
Díky svým fyziologickým rolím nebo svým specifickým biologickým aktivitám zůstávají molekuly alkaloidů důležitými biologickými reaktanty. O terapii mají stále aktuální zájem. Pokud hledání aktivních látek pokračuje aktivně s ohledem na léčivé a / nebo toxické rostliny, jsou známé alkaloidy základními produkty farmacie. V roce 1995 představovaly ve farmaceutickém průmyslu hodnotu přibližně 1,5 miliardy franků, což je stejné hodnocení jako u hormonů, což je hodnota překročená o vitamíny s 1,8 miliardami franků, ale hodnota antibiotik je vyšší než 1,2 miliardy franků.
Nikotin je přírodní rostlinný insekticid. Jeho účinky se znásobí, pokud se toxická sloučenina přidá do emulze rostlinného oleje, která se nazývá bílý olej. Celá látka je poměrně rychle biologicky odbouratelná. Ryanodinu byl použit jako botanické insekticidy.