Sinds de oudheid gebruiken mensen kruideningrediënten om pijn te verlichten en van ziekten en kwalen af te komen. De studie van de samenstelling van de componenten, de isolatie van die verbindingen die een dergelijk effect hebben, werd echter alleen mogelijk met de brede en massale ontwikkeling van de chemie als wetenschap, dat wil zeggen vanaf de 17e eeuw.
Het was toen in de ingewanden van plantaardige organismen, en vandaag al in sommige dieren, dat stikstofbevattende organische verbindingen werden ontdekt, die zo'n breed therapeutisch effect gaven. Sinds 1819 is de algemene naam voor deze groep stoffen alkaloïden. Voorgesteld door W. Meisner, apotheker en arts.
Wat is een alkaloïde?
Momenteel wordt aangenomen dat een alkaloïde een cyclische verbinding is die een of meer stikstofatomen in de ring of zijketen bevat en door zijn chemische aard de eigenschappen vertoont van een zwakke alkali, zoals ammoniak. Eerder werd over de definitie van deze stoffen gezegd:derivaten van de stikstofbase van pyridine. Later werden echter een aantal verbindingen van deze groep ontdekt, waaruit bleek dat een dergelijke interpretatie niet helemaal correct is en niet de hele variëteit aan alkaloïden dekt.
Voor het eerst werd deze stof in 1803 verkregen en bestudeerd door de wetenschapper Derson. Het was morfine, afgeleid van opium. Vervolgens ontdekten veel wetenschappers onafhankelijk van elkaar een aantal complexe heterocyclische verbindingen uit plantaardig materiaal. Zo ontstond het idee dat een alkaloïde een stof is van overwegend natuurlijke oorsprong. Alleen gevormd in planten.
Chemische samenstelling van moleculen
Door hun chemische aard zijn deze stoffen stikstofbevattende organische verbindingen die stikstofatomen bevatten in complexe heterocycli die onderling verbonden zijn door verschillende soorten bindingen en interacties.
Van planten onderscheiden ze zich als zouten van bepaalde zuren:
- appel;
- wijn;
- oxaalzuur;
- azijnzuur en anderen.
Als een zuivere stof wordt gescheiden van zout, kan een alkaloïde worden verkregen in de vorm van een vast kristallijn poeder of in de vorm van een vloeibare structuur (nicotine). In beide gevallen is het een alkalische verbinding die de overeenkomstige chemische eigenschappen vertoont.
Dat wil zeggen, de chemie van alkaloïden is bekend en bestudeerd. Er zijn bijvoorbeeld methoden geïdentificeerd waarmee ze uit plantaardig materiaal kunnen worden geïsoleerd. Ze zijn gebaseerd op de oplosbaarheid van alkaloïde zouten in water, aangezien deze verbindingen in hun zuivere vorm bijna onoplosbaar zijn in water, maardoe het goed in organische oplosmiddelen.
Een aantal reacties waarmee deze verbindingen worden geïsoleerd en bestudeerd, worden alkaloïde reacties genoemd.
- Neerslag. Reacties gebaseerd op de vorming van een onoplosbaar alkaloïdezout dat neerslaat. Dit kan door gebruik te maken van de volgende componenten: tannine, picrinezuur, fosfowolfraam- of molybdeenzuur.
- Neerslag. Reacties gebaseerd op de vorming van complexe complexe zouten met de deelname van alkaloïde verbindingen. Reagentia: kwikchloride, kaliumjodide of bismut.
- Kleuren. Tijdens deze reacties verandert de vorm van de alkaloïde en wordt het merkbaar in de algemene samenstelling. Het werkingsprincipe is het effect op heterocycli, het verschijnen van kleur. Reagentia: salpeterzuur, zwavelzuur, vers neergeslagen koper (II) hydroxide.
Kleurreacties geven vaak geen nauwkeurige resultaten, omdat de heterocyclische samenstelling van alkaloïden vergelijkbaar is met die van eiwitmoleculen. Daarom geven ze hetzelfde effect.
Classificatie van alkaloïden
In welke categorieën alle bekende verbindingen van deze groep zijn onderverdeeld, bepa alt het type alkaloïde, de chemische structuur ervan. Een dergelijke classificatie is gemaakt door academicus A. P. Orekhov en is gebaseerd op het type en de structuur van de heterocyclus met daarin stikstofatomen.
- Pyrrolidine, pyrrolizidine en hun derivaten. Deze groep omvat alkaloïden zoals platifillin, sarracin, senecifyllin en anderen. De structuur is gebaseerd op complexe vijfledige heterocycli die met elkaar zijn verbonden,die een stikstofatoom bevatten.
- Piperidine en pyridine, hun derivaten. Vertegenwoordigers: anabasin, lobelin. De basis is zesledige complexe kringlopen met stikstof.
- Quinolizidine en zijn verbindingen. Deze groep omvat: pahikarpin, thermopsin en anderen. De chemische basis in complexe zesledige heterocycli die aan elkaar en stikstof zijn gekoppeld.
- Chinolinederivaten - kinine, echinopsine.
- Een belangrijke groep van veel voorkomende alkaloïden zijn de isochinolineverbindingen. Salsaline, morfine en papaverine worden veel gebruikt in de geneeskunde. Dit omvat ook alkaloïden in berberisplanten, machka en stinkende gouwe.
- Chemisch zeer complexe tropaanderivaten - hyoscyamine, atropine, scopolamine. De structuur wordt weergegeven door complex gecondenseerde, met elkaar verweven pyrrolidine- en piperidineringen.
- Indool en zijn verbindingen - reserpine, strychnine, vinblastine en andere. Een complexe combinatie van vijf- en zesledige ringen met stikstofatomen in de structuur.
- De belangrijkste alkaloïde in de voedingsindustrie en medicijnen is cafeïne uit theebladeren en zaden van de colaplant. Verwijst naar purinederivaten - complexe verbindingen van verschillende heterocycli en verschillende stikstofatomen in de samenstelling.
- Efedrine en zijn verbindingen - sferophysine, colchicine en colchamine. De chemische naam voor efedrine, die de complexe structuur weerspiegelt, is fenylmethylaminopropanol, een complexe organische aromatische alcohol.
- Onlangs is het gebruikelijk om sommige stoffen van de steroïdgroep - corticosteroïden en geslachtshormonen - te isoleren in alkaloïden.
Fysieke eigenschappen
De belangrijkste eigenschappen van deze groep zijn onder meer het vermogen om in verschillende vloeistoffen op te lossen en de aggregatietoestand onder standaardomstandigheden.
Bij kamertemperatuur is een gewone alkaloïde een kristallijne vaste stof. Kleuren en geuren hebben dat in de regel niet. De smaak is meestal bitter, samentrekkend, onaangenaam. Toon optische activiteit in oplossingen.
Sommige van deze stoffen zijn onder standaard vloeibare omstandigheden zuurstofvrije alkaloïden, in totaal ongeveer 200 soorten. Bijvoorbeeld nicotine, pachycarpine, coniine.
Als we het hebben over oplosbaarheid in water, dan kunnen alleen cafeïne, efedrine en ergometrine dit volledig doen. De overige vertegenwoordigers van deze klasse van verbindingen lossen alleen op in vloeibare organische stoffen (oplosmiddelen).
Actie op het menselijk lichaam
Alkaloïde is een stof die een sterk effect heeft op het menselijk lichaam en dieren. Wat is deze invloed?
- Grote impact op het zenuwstelsel, zenuwceluiteinden, synapsen, neurotransmitterprocessen. Verschillende groepen alkaloïden werken op deze delen van het lichaam als sedativa, psychotrope, reflexen, antitussiva, stimulerende middelen, verdovende middelen, pijnstillers. Bij correct gebruik voor medische doeleinden, strikt gedoseerd en nauwkeurig, zijn deze effecten gunstig. De geringste overdosis kan echter tot zeer ernstige en trieste gevolgen leiden.
- Actie op de cardio-vaatstelsel - antiaritmisch, verbetert de bloedtoevoer, krampstillend, hypotensief, choleretic.
In het geval dat preparaten op basis van alkaloïden oneigenlijk of zonder naleving van de vereiste dosering worden gebruikt, zijn de volgende gevolgen mogelijk:
- slecht zien, horen;
- ademhalingsstoornis, zwaar gevoel op de borst;
- duizeligheid, misselijkheid, braken;
- bloeding;
- droge mond;
- een scherpe stijging of daling van de bloeddruk;
- ernstige dodelijke vergiftiging.
Een aanzienlijk deel van de alkaloïden in hun fysiologische effecten op mensen zijn vergiften, sterk, die stuiptrekkingen en de dood veroorzaken (strychnine, morfine, belladonnin). Het andere deel zijn verdovende middelen die verslaving veroorzaken. Psychologisch, emotioneel en fysiek (nicotine, cafeïne, cocaïne). Daarom moeten deze verbindingen met uiterste voorzichtigheid worden gehanteerd en alleen worden gebruikt op advies en voorschrift van een arts.
Medisch gebruik
In dit gebied vormen planten die alkaloïden bevatten de basis voor veel medicijnen met een breed werkingsspectrum, of juist zeer gespecialiseerde. Op basis van dergelijke grondstoffen worden kaarsen, tincturen, tabletten en ampuloplossingen verkregen. De actie is gericht op de behandeling van hart- en vaatziekten, ademhalingsorganen, zenuwstelsel en uitgangen, psychische stoornissen. Ook voor de behandeling van het spijsverteringsstelsel, als anticonceptie, voor oncologische aandoeningen, vooreliminatie van alcoholverslaving en vele andere gebieden.
Waar komen alkaloïden voor in de natuur?
In natuurlijke omstandigheden bevatten alkaloïden geneeskrachtige kruiden en planten. Tegenwoordig zijn er ongeveer 10.000 namen van deze stoffen bekend, en ze worden bijna allemaal uit dergelijke grondstoffen gehaald.
Er zijn geen alkaloïden gevonden in delen van schimmels, cellen van bacteriën, algen, stekelhuidigen. Alkaloïde verbindingen zijn geëxtraheerd uit de cellen van sommige dieren, maar er zijn er maar heel weinig.
Zo blijkt dat de belangrijkste leverancier, een onuitputtelijke bron van deze stoffen voor medische doeleinden, het menselijk leven en de industrie, planten zijn die alkaloïden bevatten.
Medicinale planten
Wat zijn deze planten? Het zijn er eigenlijk te veel om ze allemaal op te noemen. U kunt echter de meest voorkomende en meest gebruikte door de mens noemen.
- Goosewort platbladig - alkaloïde platifillin en senecifylline - krampstillend en kalmerend effect op het lichaam, gebruikt om geschikte medicijnen te maken.
- De gewone belladonna uit de familie Solanaceae. Een zeer belangrijke plant voor de geneeskunde. De belladonna-alkaloïde is atropine en belladonnin. Preparaten op basis van belladonna-componenten prikkelen het centrale zenuwstelsel, activeren mentale en fysieke activiteit, verhogen de efficiëntie en het uithoudingsvermogen. Ze hebben een krampstillend en pijnstillend effect. Medicinale druppels, tincturen en zetpillen zijn gebaseerd op het extract van deze plant.
- Zwart bilzekruid. Ten vollegiftige plant, alle delen ervan zijn gevaarlijk. Alkaloïden - hyoscyamine en scopolamine. Gebruikt om neurologische aandoeningen en zeeziekte te behandelen.
- Stinkende gouwe groot. Een veel voorkomende plant in ons land. Het bevat echter alkaloïden quinolizidine, pachycarpine, saponine, thermopsine en andere. Zeer giftig bij misbruik.
- Alkaloïden in planten van de Poppy-familie worden geschat op twee dozijn. Dit zijn opium, morfine, narcotine, papaverine, thebaïne, codeïne en andere isochinolinederivaten. We zullen hun actie en betekenis afzonderlijk bekijken.
- Passiflora vlees rood. Bevat een aantal alkaloïden, derivaten van indol. Heeft een sterk kalmerend effect.
- Argot. Speciaal gecreëerde culturen van deze parasitaire schimmel die roggegewassen vernietigt, worden gebruikt om de sterkste alkaloïden te verkrijgen. Dit zijn ergotamine en ergometrine, evenals 18 andere varianten. Gebruikt in de geneeskunde (vooral in de gynaecologie).
- Rauwolfia serpentina - de wortels van deze plant bevatten meer dan 50 alkaloïden die worden gebruikt voor de behandeling van hart- en vaatziekten, waaronder hypertensie.
Geneeskrachtige kruiden en planten zijn een zeer belangrijk gebied van de moderne geneeskunde. De meeste medicijnen worden immers gesynthetiseerd op basis van natuurlijke grondstoffen. Ze worden al sinds de oudheid gebruikt en hebben hun relevantie voor de mens vandaag niet verloren. Integendeel, in de loop van de tijd streven mensen er steeds meer naar om de samenstelling van dergelijke planten te ontdekken en te bestuderen om iets belangrijks te vinden, iets dat het probleem van vele ongeneeslijke ziekten zal helpen oplossen.
De meest voorkomende alkaloïde
Dit is het derivaat van opium - codeïne. Het kan worden geïsoleerd door speciale chemische reacties uit morfine. In vergelijking met de laatste is het veiliger in gebruik, omdat het zacht is in actie. De effectiviteit als analgeticum, hoeststillend, kalmerend middel is echter niet slechter dan die van morfine of opium zelf.
Daarom zijn op codeïne gebaseerde medicijnen zeer wijdverbreid in de geneeskunde en worden ze door mensen uit alle landen gebruikt. De enige beperking is de dosering. Het mag alleen worden gebruikt op aanbeveling en onder toezicht van een arts.
Opium en zijn alkaloïden
Opiaten - dus in de geneeskunde en chemie is het gebruikelijk om al die opiumalkaloïden te noemen die eruit kunnen worden geïsoleerd en op basis daarvan kunnen worden gesynthetiseerd. Wat zijn deze verbindingen? Helaas hoort tegenwoordig bijna iedereen erover en heeft niet altijd een goede reputatie en vindt een waardige, correcte toepassing. Dit zijn alkaloïden zoals:
- morfine;
- papaverine;
- heroïne;
- codeïne.
In de geneeskunde worden deze stoffen gebruikt als antitussiva, pijnstillers, kalmerende middelen. Op basis van codeïne zijn zelfs een aantal medicijnen gemaakt voor verkoudheid bij kinderen.
Verbindingen zoals opium en heroïne worden echter niet alleen voor medische doeleinden gebruikt, maar ook als zware bedwelmende drugs. Ze veroorzaken een verschrikkelijke afhankelijkheid van het menselijk lichaam en kunnen na verloop van tijd ernstige schade toebrengen aan de gezondheid, zelfs aan het leven van mensen.
