Новости

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла)

 

 

 

 

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла) (1)

 

Стрихнин - главный алкалоид довольно многочисленных ви­дов чилибухи, семейство Loganiaceae. Растения рода Strychnos встречаются на островах Зондского архипелага, Филиппинских островах и издавна известны своей ядовитостью.

Стрихнин выделен впервые Пеллетье и Кавенту в 1818 г. из семян Strychnos Nux Vomica L (рвотные орешки). В семенах Strychnos Nux Vomica и бобах Игнатия (Strychnos Ignatii Berg), содержится 2-3% стрихнина и бруцина. Из растений видов Strychnos выделен и ряд других алкалоидов, не имеющих токси­кологического значения.

Изучением структуры стрихнина занимались ученые разных стран. Формула строения предложена в 1950 г. и подтверждена синтезом, осуществленным в 1954 г. Вудвардом.

Стрихнин-основание представляет собой кристаллическое вещество. Тем­пература плавления 268-290° (зависит от скорости нагревания). Основание алкалоида плохо растворимо в воде (1 : 6000 при 25°) и эфире (I : 5500 при 25°), легко растворяется в 90% спирте (1 : ПО при 25° и 1 : 28 при 60°), бен­золе и очень хорошо в хлороформе (1:6 при 25°). Водные растворы стрих­нина имеют щелочную реакцию по лакмусу и обладают горьким вкусом даже при разведении 1 : 700 000. Стрихнин образует соли с одним эквивален­том кислоты за счет третичного азота.

Фармакопейным препаратом является нитрат стрихнина - бесцветные бле­стящие иглы, растворимые в воде в соотношении 1 : 42, в спирте 1 : 120 и хло­роформе 1 : 156 (при 25°).

Для изолирования стрихнина из биологического материала при химико-токсикологических исследованиях применяют извле­чение подкисленным спиртом или подкисленной водой. Лучшее экстрагирование стрихнина и бруцина из водных растворов хло­роформом достигается при рН 9,0-12,0, при этом извлекается 92-94%  алкалоида.

Делались попытки применить для изолирования стрихнина из биологического материала злектродиализ (Р. Фабр, С. X. Бабич, И. В. Соколова, Н. И. Вестфаль).

Преимущества электродиализа перед общими методами изо­лирования стрихнина заключаются в большей степени очистки выделенного алкалоида, сокращении расхода растворителя и ра­бочего времени.

Качественное обнаружение. 1. Как основание стрихнин обра­зует аморфные или кристаллические осадки со многими общеал­калоидными реактивами (см. табл. 9).

2.   Одной из наиболее характерных реакций является реакция
стрихнина с бихроматом калия в концентрированной серной кис­
лоте. Часть остатка по испарении хлороформа из щелочного из­
влечения смешивают при помощи стеклянной палочки в фарфо­
ровой чашечке с каплей концентрированной серной кислоты (во
избежание обугливания удобно брать смесь серной кислоты и
воды в соотношении 5:1) и вносят небольшой кристаллик би-
хромата калия. При осторожном передвижении кристалла па­
лочкой или при покачивании чашечки появляется окрашивание
в виде характерных струек синего цвета, относительно быстро
переходящих в фиолетовые, красные и затем исчезающие. Чув­
ствительность реакции 1 мкг.

Другие окислители - двуокись марганца, перманганат калия, окись церия, феррицианид калия, перекись свинца - дают такой же эффект в результате окисления стрихнина. Отрицатель­ное влияние на результаты реакции оказывают морфин, бру-цин, антифебрин, азотная кислота, большие количества хи­нина.

  • 3. Серная кислота, содержащая ванадиевую кислоту, образует со стрихнином сине-фиолетовое окрашивание, которое переходит затем в пурпурное и красное. Антифебрин дает аналогичные ре­зультаты за счет окисления. Для отличия антифебрина от стрих­нина могут служить реакции переведения первого в анилин. От­рицательное влияние оказывает и большой избыток азотной кис­лоты, чем можно объяснить имевшие место в химико-токсиколо­гическом анализе случаи, когда при взаимодействии сравнитель­но больших количеств нитрата стрихнина с бихроматом калия в присутствии серной кислоты специфического сине-фиолетового окрашивания не наблюдалось.
  • 4. Концентрированная серная кислота, содержащая азотную, концентрированная серная и молибденовая кислоты и концент­рированная серная кислота, содержащая формальдегид, окраши­ваний со стрихнином не дают.
  • 5. Как органическое вещество, содержащее бензольное коль­цо, стрихнин способен нитроваться. При выпаривании с азотной кислотой остатка, содержащего стрихнин, образуется нитропро­изводное. При действии аммиака на сухой остаток после выпа­ривания кислоты наблюдается оранжевое, а от действия спирто-

вого  раствора  едкого   кали - красно-фиолетовое   окрашивание (см. реакцию Витали - Морена на атропин).

Фармакологическое испытание. Часть остатка после удаления хлороформа из щелочного извлечения обрабаты­вают 1-2 мл 1% раствора соляной кислоты. Раствор осторож­но выпаривают досуха на водяной бане при температуре 50- 60°. Остаток растворяют в 1-2 мл воды - реакщ^ раствора на лакмус при этом должна быть нейтральной. Двух по возможности одинаковых лягушек помещают на отдельные тарелки и закрывают большими воронками. Через воронку на спин­ку одной из лягушек (другая лягушка служит контролем) наносят из пипетки каплями испы­туемый раствор, рассчитывая нанесение ка­пель так, чтобы последующая попадала на ко­жу лягушки тогда, когда первая капля уже всосалась.

Через некоторое время наблюдается уси­ление рефлексов при прикосновении к лягуш­ке каким-либо предметом. Затем начинаются тетанические судороги, сначала от прикосно­вения к лапкам, затем при сотрясении тарел­ки, ударе по ней и т. д. Наконец, лягушка вытягивается и при раздражении, а затем без внешнего раздражения производит характер­ные движения. В состоянии столоняка лягуш­ка погибает в характерной позе  (рис.  13).

Явные признаки отравления лягушки на­ступают при наличии 0,01-0,02 мг стрихнина (на 10 г живого веса) и через 1-3 часа она погибает. Для определения малых количеств стрихнина более чувствительными являются белые мыши. Отравление мыши наступает от 1  м.кг стрихнина.

 

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла) (2)

 

Фармакологический опыт в сочетании с ре­зультатами химического исследова,ния позво­ляет сделать заключение об обнаружении стрихнина в биологических объектах исследо­вания. Имеются указания, что аналогичное окрашивание с би-хроматом калия и серной кислотой могут дать продукты белко­вого распада. В то же время эти продукты не всасываются ко­жей лягушки и не дают фармакологического эффекта, свойст­венного стрихнину.

Качественно-количественным методом определения стрихнина, изолированного из биологического материала, может служить методика Малакена и Дениже, примененная для химико-токси­кологического анализа Р. Фабром, В. Рот, Н. И. Вестфаль и Б. И. Швыдким.

Реакция основана на восстановлении стрихнина водородом в момент выделения. При последующем добавлении окислителя (нитрит натрия) получается красное окрашивание, подчиняю­щееся закону Бера. Бруцин в аналогичных условиях дает жел­то-зеленое окрашивание.

К 2-3 мл исследуемого раствора прибавляют равный объем соляной кислоты удельного веса 1,12 и около 0,3 г цинковой пыли. Смесь периодически перемешивают (встряхивают пробир­ку), а через 30 минут осторожно нагревают до кипения. Через 30-40 минут по охлаждении жидкости ее отделяют от непроре­агировавшего цинка декантацией или процеживанием через ма­ленький ватный тампон, смоченный водой. Пробирку с остатка­ми цинка промывают 1-2 мл 10% соляной кислоты и промыв­ную жидкость присоединяют к исследуемому раствору. Затем в последний вносят 5-7 капель 0,1% раствора нитрита натрия - розовое или красное окрашивание указывает на наличие стрих­нина. Окрашенный раствор переносят в колориметрическую про­бирку, объем доводят до метки дистиллированной водой и срав­нивают со стандартной шкалой, приготовленной из раствора нитрата стрихнина с содержанием 0,02-0,05-0,1-0,15-0,2 мг стрихнина в 10 мл раствора. Стандартная шкала сохраняет ок­раску в течение 24 часов. При получении красно-оранжевой ок­раски, что указывает на количество стрихнина более 1 мг, окра­шенный раствор разбавляют в мерной колбе соответствующим объемом воды и колориметрируют. Этим способом можно опре­делить 0,003-0,02 мг стрихнина в пробе.

Описан метод определения стрихнина, основанный на реакции Витали - Морена.

Токсикологическое значение. В медицине широко применяется нитрат стрихнина. Использование нитрата стрихнина для унич­тожения хищников приводило к случайным отравлениям, напри­мер, в результате смешивания стрихнина с порошками от голов­ной боли и т. п. В местах произрастания растений рода Strich-nos части его издавна использовались для уничтожения крупных хищников. Встречались случаи отравления семенами Strychnos Nux vomica L.

Известны случаи применения стрихнина в качестве орудия убийства.

Стрихнин относится к числу сильных ядов, действующих па нервную систему. Смертельной дозой его считают 0,05-0,1 - -0,12-0,2 г. Дети в первые дни после рождения малочувстви­тельны к этому алкалоиду. Стрихнин быстро всасывается слизи­стыми оболочками и медленно выделяется из организма, обла-

дает свойством кумулироваться. Действует стрихнин главным образом на спинной и продолговатый мозг, повышает рефлектор­ную возбудимость спинномозговых центров, что клинически вы­ражается в приступах тетанических судорог, следующих друг за другом через небольшие промежутки времени, сознание сохра­няется. Смерть наступает при явлениях асфиксии.

При отравлениях применяют производные барбитуровой кис­лоты, хлоралгидрат, эфир, производят промывание желудка раствором перманганата калия, что необходимо учитывать при проведении исследования.

Патологоанатомическая картина при отравлениях стрихнином нехарактерна. Отмечаются явления асфиксии с мелкими крово­излияниями во внутренние органы. В органах трупа стрихнин довольно хорошо сохраняется. Данные различных авторов и наш опыт позволяют полагать, что этот алкалоид можно обнаружить в трупе даже через несколько лет (до 6 лет).

 

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла) (3)

 

Молекула бруцина представляет собой ту же семичленную си­стему, что и молекула стрихнина. Атомы водорода в положении 2 и 3 замещены двумя метоксильиыми группами.

Бруцин - кристаллическое вещество. Из разбавленного спирта кристалли­зуется с 4 молекулами воды. Трудно растворяется даже в горячей воде (1 : 150), легко в спирте, хлороформе, почти нерастворим в эфире. Темпера­тура плавления гидратной формы 105°, безводного основания 78°.

Качественное обнаружение. 1. С концентрированной азотной кислотой бруцин дает кроваво-красное окрашивание, переходя­щее в красно-желтое, а затем в желтое. При смешивании крас­ного или желтого раствора бруцина в азотной кислоте (при ее малом количестве) с раствором двухлористого олова или суль­фида аммония появляется фиолетовое окрашивание. Реакцией с азотной кислотой можно обнаружить до 14 мкг алкалоида в пробе.

  • 2. Серная кислота в присутствии азотной кислоты дает крас­ное окрашивание, переходящее в желтое. Реакцией обнаружи­вается до 20 мкг алкалоида в пробе.
  • 3. Фосфорно-молибденовая кислота образует красное окраши­вание, переходящее в желтое.

Токсикологическое значение. Бруцин сопровождает стрихнин в растении, что может иметь значение при отравлениях семена­ми чилибухи. При микроскопическом исследовании семян чили­бухи характерны разрез семени и волоски.

 

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла) (4)

 

Резерпин - главный алкалоид раувольфии змеиной (Rauwol­fia serpentina Benth), семейство Аросупасеае. Корни раувольфии содержат около 1,83% алкалоидов, из них 0,11% приходится на долю резерпина. В других видах раувольфии также содержатся алкалоиды, но резерпин обнаружен лишь в немногих из них.

Наличие алкалоидов в раувольфии змеиной установлено еще в 1890 г. Энер­гичное изучение раувольфии началось в 30-х годах XX столетия, из нее выделено уже свыше 20 алкалоидов. Резерпин выделен Мюллером с со­трудниками в 1952 г., в 1954 г. предложена его структурная формула, а в 1956 г. Вудвард и сотрудники подтвердили ее синтезом.

Резерпин - дважды сложный эфир и при щелочном гидролизе распадается на метиловый спирт, резерпиновую (11,17-диметокси-18-оксиэпиаллойохнмбан-16-карбоновую)  и триметоксибензойпую кислоты.

В СССР ведутся работы по изысканию резерпинсодержащего сырья и по­лучению синтетических аналогов резерпина. Метод получения резерпина раз­работан во Всесоюзном Научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте имени С. Орджоникидзе.

Резерпин - белый или желтоватый кристаллический порошок, без запаха и почти без вкуса, Труднорастворим в воде и петроленном эфире, в этило­вом спирте растворяется в соотношении 1 : 2000, в метиловом спирте 1 : 400, в хлороформе 1 : 6. Растворяется в уксусной кислоте. Температура плавления 261-265° (с разложением). С минеральными (НС1, HNО3, H24, НСlO4) и некоторыми органическими (щавелевая, пикриновая) кислотами резерпин дает легко гидролизующиеся соли. Под влиянием света, воздуха и окисли­телей легко разлагается.

Изолирование из биологического материала производится подкисленной водой. Изолирование подкисленным спиртом при малых количествах алкалоида (2 мг в 100 г биоло­гического материала) не дает удовлетворительных результатов. При специальных заданиях произвести исследование на наличие

резерпина для подкисления рекомендуется применять 10% ук­сусную кислоту, а изолирование проводить в течение 24 часов в защищенном от света месте. Экстрагирование проводится хлоро­формом при рН 4,0 и 8,5 (резерпин и метаболиты), а очистка - с помощью электрофореза на бумаге (Л. В. Песахович). В сред­нем удается изолировать около 20% алкалоида (при содержа­нии 6,2 мг в 100 г биологического материала).

Качественное обнаружение. 1. Общеалкалоидные осадитель­ные реактивы дают с резерпином аморфные осадки. Особенно чувствительным реактивом является фосфорно-молибденовая кислота; чувствительность реакции 0,6 мкг при предельном раз­бавлении 1:3200; растворы I2/KY; CdI2/KY; HgI2/KY и BiI3/KY имеют чувствительность 2,5 мкг при предельном разбавлении 1:8000 и фосфорно-вольфрамовая кислота - 5 мкг при разбав­лении 1 : 4000.

  • 2. Реакции окрашивания нехарактерны. Наиболее характерное фиолетовое окрашивание дает с резерпином раствор ванилина в присутствии соляной и серной кислот. Реакцией можно обнару­жить 0,6 мкг вещества в анализируемом объекте.
  • 3. Характерным свойством резерпина является его способность давать желто-зеленую флюоресценцию, которая наблюдается в свежеприготовленных растворах при разведении 1 : 1 000 000.
  • 4. С растворами роданида аммония, хлорида окисной ртути в присутствии хлорида натрия и тетрароданомеркуриата аммония резерпин дает характерные кристаллические осадки. Реакции довольно специфичны и позволяют обнаруживать резерпин при разведениях 1:200 000, 1 : 200 000 и 1 : 20 000 соответственно (данные относятся к водным растворам алкалоида).

Количественное определение резерпина и продуктов его распа­да производится флюорометрическим методом после выделения и очистки алкалоида с помощью электрофореза на бумаге. Хи­мико-токсикологическое обнаружение резерпина возможно толь­ко в свежем трупном материале.

Токсикологическое значение и метаболизм. Резерпин и различ­ные его препараты имеют широкое применение в медицине.

Резерпин токсичен. Он относится к нейролептическим вещест­вам с выраженным «антипсихотическим» седативным действием. Резерпин обладает способностью кумулироваться в организме. При его приемах со стороны центральной нервной системы и желудочно-кишечного тракта могут возникать разнообразные симптомы.

Неправильное применение препаратов, содержащих резерпин, и передозировки его неоднократно служили причиной отравле­ний, в ряде случаев с летальным исходом. Как на симптомы от­равления резерпином и его препаратами указывают на глубокий длительный сон, адинамию, сонливость, суженные зрачки, одут­ловатость лица, гиперемию кожи, тошноту, рвоту, нарушение психики и т. п.

Патологоанатомическая картина при отравлении резерпином нехарактерна. Одним из метаболитов резерпина (в моче и ка­ловых массах) является продукт его О-деметилирования- ме­тилрезерпат.

Секуринн

 

Алкалоиды, производные индола (бензопиролла) (5)

 

Секуринин обнаружен в 1950 г. советскими учеными А. И. Шретером и В. Н. Чайкой в секуринеге полукустарниковой (Securinega sufruticosa) сем. Euphorbiaceae. Выделен В. И. Му­равьевой и А. И. Баньковским в 1953 г. Ими же установлена эмпирическая формула. Структура секуринина установлена Saito, Nacano и др., а в 1965 г. подтверждена синтезом.

Секуринин-основание - кристаллы лимонно-желтого цвета. Температура плавления 139-142°. Хорошо растворим в этиловом алкоголе и хлороформе, трудно растворим в холодной воде. Как третичный амин секуринин с мине­ральными и органическими кислотами дает хорошо кристаллизующиеся соли. Фармакопейным препаратом является нитрат секуринина, представляющий собой белый или белый с кремовым или розовым оттенком кристаллический порошок горького вкуса, без запаха. Температура плавления 200-205°. Хо­рошо растворим в воде и трудно растворим в спирте [α]d, не ниже -300° (в спирте).

Водные растворы нестойки. Высшая разовая доза 0,005 г, подкожно 0,003 г.

Для изолирования секуринина при общем химико-токси­кологическом анализе рекомендовано извлечение водой, подкис­ленной щавелевой кислотой до рН 2,5 с последующим экстраги­рованием хлороформом при рН 7,5-8,5 (К. П. Лапина) и водой, подкисленной серной кислотой (В. В. Михно).

В целях очистки, отделения и предварительной индентифика­ции использована хроматография в закрепленном тонком слое силикагеля КСК восходящим методом. Система хлороформ - ацетон 1:1. Rf секуринина -0,7-0,75. Проявление: а) флюорес­ценция в УФ -на влажной хроматографической пластинке секу­ринин флюоресцирует желто-коричневым цветом; б) опрыскива­ние раствором йода в йодиде калия - коричневые пятна на желтом фоне.

Кроме флюоресценции в УФ рекомендованы микрокристалли­ческие реакции с растворами йода в йодиде калия (реактив Бу-шарда), с железойодидным и меднойодидпым (реактивы Стефа­на 1 и 11) комплексами (рис. 14-16). Чувствительность реакций соответственно 0,4 мкг при разведении 1 : 1 165 000, 0,3 мкг при разведении 1 : 220 000 и 0,1 мкг при разведении 1 : 660 000.

Другие алкалоиды, представляющие токсикологический инте­рес (кониин, ареколин, атропин, гоматропин, скополамин, кока­ин, хинин, морфин, кодеин, апоморфин, наркотин, папаверин, сальсолин, сальсолидин, стрихнин, бруцин, платифиллии, сарра-цин, сенецифилин и кофеин), либо не дают с этими реактивами кристаллических осадков, либо кристаллы имеют другой вид.

Микрокристаллическими реакциями обнаруживается 1 мг се­куринина в 100 г объекта исследования.

Как химическое соединение, содержащее лактонное кольцо, се-куринин дает гидроксамовую пробу. Чувствительность 0,1 мг в 1 мл. Реакция неспецифична.

Для количественного определения секуринина разработан ме­тод спектрофотометрии в ультрафиолетовой области, дающий возможность определять в органах трупа 46,5-50% секуринина


(СФ-4, λmax 256 нм, кювета с толщиной слоя 1 ем, подчинение закону светопоглощения 0,5-30 мкг в мл, удельный показатель поглощения 630).

Токсикологическое значение. Секуринин применяется в меди­цине как заменитель стрихнина при лечении парезов и парали­чей, при сердечно-сосудистой недостаточности и гипотонии, при недостаточной функции коры надпочечников, как общетонизи­рующее средство и при других болезнях. Обладает в 10 раз меньшей, чем стрихнин, токсичностью. Описаны случаи отравле­ния секуринином.

При отравлениях отмечаются напряжение затылочных, лице­вых, дыхательных и других групп мышц, затруднение: дыхания и глотания, судороги, преимущественно спинномозгового проис­хождения. Смерть наступает от паралича центральной нервной системы.

Секуринин довольно долго (~ 200-220 дней при комнатной температуре) сохраняется в биологическом материале животно­го происхождения (К. П. Лапина).

Объектами химико-токсикологического анализа являются же­лудок и кишечник (тонкий и толстый) с содержимым, печень, почки и моча.

В организме секуринин, по всей вероятности, подвергается превращениям, но метаболизм его еще не изучен.



29.06.2015