Uchebnik

Одним из простейших алкалоидов является гигрин (из листьев коки и вьюнка). Как кетон, гигрин вступает во все типичные реакции кетонов, при окислении образует соответствующую кислоту, а затем N-метилпирролидин:

Платифиллин - циклический сложный эфир, при гидролизе образует гетероциклический спирт платинецин и сенециониновую кислоту, образование которой подтверждается наличием оптического вращения гидролизата:

Платифиллин также оптически активен и существует в двух изомерах, рацемат образуется при встречном синтезе с выходом 68.5%. По двойной С=С связи проходит присоединение водорода, галогенов, аммиака и галогеноводородов. Наиболее интересным является продукт присоединения аммиака, т.к. при этом значительно увеличивается основность продукта присоединения и открываются возможности дальнейшей трансформации с участием NH2 -группы.

Основой высокоактивной группы алкалоидов болиголова является пиперидиновый цикл. Так, кониин является α-пропилпиперидином, при дегидрировании которого образуется α-пропилпиридин (конирин), а при окислении последнего - α-пиридинкарбоновая кислота и ее производные:

Вместе с кониином часто встречаются его кислородпроизводные - конгидрин, псевдоконгидрин и пельтьерин (антигельминтное средство):

52

 В высохшем соке из надрезов на головках мака (опий) имеется алкалоид папаверин (сосудорасширяющее средство при гипертонии) и ближайший аналог кодамин, в структуре которого вместо группы ОСН3 содержится группа ОН:

 В соке недозрелых головок мака содержатся близкие по структуре алкалоиды опия морфин и кодеин, которые в условиях деструкции по Гофману превращаются:

Легкость разрыва С-С связи с отщеплением цепи, несущей азот, объясняется ароматизацией фенантренового звена с выигрышем энергии.

53

 По реакции ацилирования морфина получают его диацетат, героин, имеющий большую токсичность и биодоступность, благодаря ацетатным фрагментам:

 Алкалоид некоторых видов лупина и ежовника безлистного - лупинин легко окисляется по первичной спиртовой группе до альдегида и кислоты, декарбоксилируется, вступает в реакции алкилирования и ацилирования каталитического гидрирования и др., например:

Эта последовательность реакций, известная как Гофмановский распад, позволяет установить углеродный скелет молекул, после удаления атомов азота.

Хлорирование и бромирование лупинина проходит при взаимодействии

сPCl3(PCl5), PBr3(PBr5) и 48% HBr-H2SO4 с выходом более 70%. Хлориды и бромиды используются в синтезе эфиров различного строения:

 Лупиновые эфиры гликолевой, метоксиуксусной , молочной, стеариновой, оксибензойной, пиколиновой, никотиновой, изоникотиновой и др. кислот получены переэтерификацией соответствующих метиловых и этиловых эфиров кислот в присутствии Na:

54

Кофеин в присутствии перекиси водорода расщепляется по схеме, а затем два шестичленных фрагмента конденсируются в кислой среде с образованием С-О-С связи:

Атропин из беладонны и гиосциамин из белены являются стереоизомерами и гидролизуются с образованием гетероциклического спирта тропина и троповой кислоты:

Эти превращения одновременно могут быть доказательством строения молекул экгонина и кокаина.

 Один из первых местнообезболивающих и наркотических средств кокаин (из коки) содержит 2 асимметрических атома углерода и существует в виде 4-х изомеров, отличающихся уровнем биоактивности и токсичности:

55

Псевдопельтьерин (метилгранатонин) из коры гранатового дерева по строению аналогичен тропинону и отличается двумя пиперидиновыми циклами:

Важной является реакция раскрытия кольца под действием BrCN "Броуновский распад":

т.е. гетерокольцо без потери атомов углерода переходит в соответствующий вторичный амин, метиламиламин.

Реакция деметилирования проходит при действии бромцианата на третичное основание:

Наличие третичного азота также может быть доказано по реакции окисления:

Во всех органах растения клещевины и многих видах молочаев содержится рицинин, химическая трансформация которого позволила не только подтвердить его строение, но и получить ряд биологически активных производных на его основе:

 В табаке содержится более 12 алкалоидов с точно установленной структурой, в том числе L-никотин, L-норникотин, D-норникотин, никотирин, изоникотеин, анабазин, N-метиланабазин, анатабин, N-метиланатабин,

56

никотеин, никотеллин, никотоин и др. Качественный состав разных видов табака меняется в широких пределах, но L-никотин доминирует во всех видах:

Окислительный аммонолиз никотина проходит по схеме:

Анабазин доминирует в ежовниках, особенно в безлистном. При его окислении также образуется никотиновая кислота, по реакции алкилирования получен ряд N-алкилпроизводных, по реакции с хлористым бензоилом - N- бензоильное производное, что доказывает наличие NH-группы, наряду с пиридиновым кольцом:

При дегидрированиианабазина по реакции с ацетатом серебра при нагревании по методу Тафеля отщепляется 6 атомов водорода, что является доказательством шестичленного кольца, связанного пиридином.

На 3 оксидных катализаторах осуществлен окислительный аммонолиз анабазина:

57

Электрокаталитическое восстановление анабазина на скелетном Niкатализаторе проходит с образованием изомеров в соотношении 83:17, которые разделяют колоночной хроматографией на сорбентах с обращенной фазой:

Гипогликемический, гипертензивный и противовоспалительный эффект проявляют продукты взаимодействия с ангидридами дикарбоновых кислот с образованием N’-анабазинил- и N,N’-дипиперидиниламидо-бискислот:

Потенциирующий эффект в отношении паутинного клеща проявляют фосфорные эфиры анабазина, полученные по реакции:

Осуществлен синтез 3-(N-анабазинил)-1-пропина и реакция его аминометилирования по Манниху с различными аминами:

; O

58

По реакции с циангидринами различного строения получены α- аминонитрилы, восстановление которых (каталитическое и электрокаталитическое) приводит к образованию N-этилимино- и N-этиламиноанабазинов:

Своеобразное чувство опьянения с разнообразными цветовыми галлюцинациями вызывает мецкалин из кактусов и карнегин, строение которого доказано в реакциях:

Ближайшим аналогом карнегина является сальсолидин из Salsola (семейство маревых), который отличается только отсутствием группы СН3 у атома азота.

 Гармин и гармалин из растения Peganum harmala оптически не активны, растворимы в спирте, не растворимы в воде. На их основе проведен цикл химических реакций по схеме:

Отличием алкалоидов гармалы является в небольших дозах возбуждение нервной системы, в больших - судороги. Гармалин (дигидрогармин) в 2 раза токсичнее гармина. В этом же растении содержится оптически активный пеганин, который ранее был описан как вазицин из растения Adhatoda vasica:

59

Новые α-метил(бензил)-дезоксивазициноны получены на основе дезоксивазицинона по реакции алкилирования с образованием α-метил(бензил)-, α- формилдезоксивазицинонов, которые в условиях реакции (NaOH, CH3I, 75800С, 6 ч.) отщепляют моль муравьиной кислоты:

 Структурными аналогами и производными пурина являются ксантин, гуанин, теобромин, кофеин и теофиллин:

Все они являются антагонистами наркотиков в отношении к ЦНС и деятельности головного мозга.

L- и D-эфедрины и псевдоэфедрины относятся к опти-

чески активным алкалоидам, которые описаны из нескольких видов растений эфедры. Несколько позже описаны метил- и норэфедрин, норпсевдоэфедрин и их рацематы.

Асимметрические атомы углерода обуславливают различные физические свойства изомеров: L-эфедрин гидрат имеет Тпл 39-400С, безводный - 73-740С и обладает значительной биоактивностью по сравнению с D- и L,D- изомерами.

При нагревании с кислотой хлороводородной эфедрин частично превращается в псевдоэфедрин с Тпл 1180С, [α]D+620 (вода) и + 520 (спирт). Рацемат может быть разделен на оптически активные изомеры при взаимодействии с D-винной и D-дибензоилвинной кислотами.

Химическая модификация была осуществлена с участием спиртовой группы и подвижного атома водорода при атоме азота, например:

60