Обнаружение анабазина

Свойства

Алкалоиды, молекулы которых  содержат атомы кислорода (что справедливо  для подавляющего большинства алкалоидов) при стандартных условиях, как правило, представляют собой бесцветные кристаллы. Алкалоиды, молекулы которых не содержат атомов кислорода, чаще всего являются летучими бесцветными маслянистыми жидкостями^[141] (как никотин^[142] или кониин^[19]). Некоторые алкалоиды не являются бесцветными: так, берберин жёлтый, сангвинарин оранжевый^[141].

Большинство алкалоидов обладает свойствами слабых оснований, но некоторые  из них амфотерны (как теобромин и теофиллин)^[143].

Как правило, алкалоиды плохо  растворимы в воде, но хорошо растворимы во многих органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе и 1,2-дихлорэтане). Исключением является, например, кофеин, хорошо растворимый в кипящей воде^[143]. При взаимодействии с кислотами алкалоиды образуют соли различной степени прочности. Соли алкалоидов, как правило, хорошо растворимы в воде и спиртах и плохо растворимы в большинстве органических растворителей, хотя известны соли, плохо растворимые в воде (сульфат хинина) и хорошо растворимые в органических растворителях (гидробромид скополамина)^[141].

Большинство алкалоидов имеет  горький вкус. Предполагается, что таким образом естественный отбор защитил животных от вырабатываемых растениями алкалоидов, многие из которых сильно ядовиты^[144].

Анабази́н C₁₀H₁₄N₂ — ( пиперидил пиридин), алкалоидпиридинового ряда, содержащийся в ежовнике безлистном (Anabasis aphylla L.) и в табаке (Nicotiana tabacum) наряду со своим изомером-никотином. алкалоид, Гидрохлорид анабазина - лекарственное средство, снижает влечение к курению. Сульфат анабазина применяется как инсектицид для опрыскивания плодовых и овощных культур. Анабазин — сырье для получения никотиновой кислоты.

АНАБАЗИН Бесцв. вязкая жидкость, желтеющая на воздухе и на свету; т. кип. 276°С, 104-105 °С/2 мм рт. ст.; d₂₀²⁰ 1,0455; п_D²⁰1,5430; -82,20°. Легко раств. в воде и орг. р-рителях. Образует соли, напр. дипикрат (т. пл. 200-205 °С). С HNO₂ дает N-нитрозамин, с бензоилхлоридом-N-бензоиланабазин, с алкилирующими агентами-N-алкиланабазины. В пром-сти анабазин выделяют из ежовника безлистного. Анабазин-ганглионарный яд, по действию на организм подобен никотину; ЛД₅₀ 10,2 мг/кг (мыши, внутрибрюшинно). В малых дозах возбуждает центр. нервную систему, усиливает дыхание, повышает артериальное давление. Легко всасывается через кожу и может вызвать отравление. Гидрохлорид анабазина-лек. ср-во, облегчающее отвыкание от курения. Ранее т. наз. анабазин-сульфат (смесь сульфатов разл. алкалоидов, содержащая 35-40% анабазина) использовался как инсектицид, а также для лечения вшивости и стригущего лишая у животных, но из-за высокой токсичности снят с произ-ва.

 Основание анабазина представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, которая хорошо растворяется в воде и ряде органических растворителей.

Анабазин экстрагируется органическими растворителями как из кислых, так и из щелочных водных растворов. Однако большие количества анабазина экстрагируются из щелочных водных растворов, из которых он перегоняется с водяным паром без разложения.

Анабазин присутствует в следовых количествах в табачном дыме и  может быть использован как индикатор  того, что человек был подвержен  воздействию табачного дыма^[1].

Анабазинды анықтау  жолдары,алыну жолдары

Обнаружение анабазина

Реакция с реактивом Драгендорфа. На предметное стекло наносят 2—3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты и каплю реактива Драгендорфа. Предметное стекло вносят во влажную камеру (см. гл. 3, § 2) на 20—30 мин, а затем продукт реакции рассматривают под микроскопом. Появление сростков, состоящих из оранжево-красных кристаллов, имеющих игольчатую форму, указывает на наличие анабазина в исследуемом растворе. Предел обнаружения: 1 мкг анабазина в пробе.

С реактивом Драгендорфа кристаллические осадки дают ко-ниин, никотин и ряд других азотсодержащих веществ. Однако форма кристаллов анабазина с реактивом Драгендорфа отличается от формы кристаллов других указанных веществ.

Реакция с солью Рейнеке. На предметное стекло наносят 2— 3 капли раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,01 н. раствора соляной кислоты и каплю 1 %-го свежеприготовленного раствора соли Рейнеке. При наличии анабазина в пробе через несколько минут под микроскопом наблюдаются сростки, состоящие из мелких игольчатых кристаллов, которые несколько увеличиваются при стоянии. Предел обнаружения: 0,7 мкг анабазина в пробе.

Реакцию с солью Рейнеке дает и никотин, но форма кристаллов рейнеката никотина отличается от формы кристаллов рейнеката анабазина.

Реакция с пикриновой кислотой. К капле исследуемого раствора прибавляют 2 капли насыщенного раствора пикриновой кислоты. При наличии анабазина в растворе выпадает желтый кристаллический осадок. Никотин не дает этой реакции.

Реакция с реактивом Бушарда. К 2—3 каплям исследуемого раствора прибавляют каплю реактива Бушарда. При наличии анабазина выпадает красно-бурый осадок. Эту реакцию дает и никотин.

Реакция с пергидролем. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора, 1 мл пергидроля и 2—3 капли концентрированной серной кислоты. Появление красной или шоколадно-коричневой окраски указывает на присутствие анабазина в растворе. Эту реакцию дает и никотин.

Реакция с ванилином. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют кристаллик ванилина и 1—2 капли концентрированной соляной кислоты. Появление красной или вишнево-красной окраски указывает на наличие анабазина в пробе. Эту реакцию дает и никотин.

 

Фотоколориметрическое определение анабазина

Описанный ниже метод фотоколориметрического определения анабазина базируется на реакции Кенига, который установил, что при взаимодействии пиридина и его производных, имеющих свободные α- и α'-положения, с хлорцианом или бромцианом образуется хлорид или бромид цианпиридиния:

При взаимодействии цианпиридиния с водой образуется глутаконовый альдегид, который может быть в двух таутомерных формах:

Необходимый для реакции Кенига хлорциан может быть получен при взаимодействии хлорамина с цианидами:

Учитывая высокую токсичность хлорциана, в последнее время ряд исследователей рекомендуют заменить его бромроданом (BrSCN).

С. И. Банк и другие исследователи использовали описанную выше реакцию Кенига для фотоколориметрического определения анабазина, никотина и других производных пиридина. С этой целью к раствору анабазина прибавляют цианид калия и хлорамин Б. При этом образуется производное глутаконового альдегида:

При взаимодействии производного глутаконового альдегида с барбитуровой кислотой образуется краситель, имеющий желто-оранжевую окраску:

Извлечение

Кристаллы пиперина, извлечённого из чёрного перца

Ввиду большого структурного разнообразия алкалоидов не существует единого метода выделения их из природного сырья^[152]. Большинство методов основаны на использовании того факта, что основания алкалоидов, как правило, хорошо растворимы в органических растворителях и плохо растворимы в воде, а соли — наоборот.

Большинство растений содержат несколько алкалоидов. При выделении  алкалоидов из природного сырья сначала  производится извлечение смеси алкалоидов, а затем выделение индивидуальных алкалоидов из смеси^[153].

Перед извлечением алкалоидов растительное сырьё тщательно измельчается^[152][154].

Чаще всего алкалоиды  находятся в растительном сырье  в виде солей органических кислот^[152]. При этом извлечены алкалоиды могут быть как в виде оснований, так и в виде солей^[153].

При извлечении алкалоидов в виде оснований сырьё обрабатывается щелочными растворами для перевода солей алкалоидов в основания, после чего основания алкалоидов извлекаются органическими растворителями (1,2-дихлорэтан, хлороформ, диэтиловый эфир, бензол). Затем для очистки от примесей полученный раствор оснований алкалоидов обрабатывается слабым раствором кислоты, при этом алкалоиды образуют соли, нерастворимые в органических растворителях и переходящие в воду. При необходимости водный раствор солей алкалоидов снова подщелачивают и обрабатывают органическим растворителем. Процесс продолжается, пока не получен раствор смеси алкалоидов достаточной чистоты.

При извлечении алкалоидов в виде солей сырьё обрабатывается слабым раствором кислоты (например, уксусной) в воде, этаноле или метаноле. Полученный раствор подщелачивают для перевода солей алкалоидов в основания, которые извлекаются органическим растворителем (если экстракция производилась с помощью спирта, его предварительно необходимо отогнать, а остаток растворить в воде). Раствор оснований алкалоидов в органическом растворителе подвергается очистке, как указано выше^[152][155].

Разделение смеси алкалоидов на компоненты производится с использованием различия их физических и химических свойств. Для этого может быть использована перегонка, разделение на основе различной растворимости алкалоидов в конкретном растворителе, разделение на основе различия в силе основности и разделение путём получения производных^[156].

Выделение анабазина из биологического материала. Для выделения анабазина применяют метод, основанный на изолировании алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой, а также метод перегонки с водяным паром.

Один из методов выделения анабазина основан на том, что биологический материал настаивают с водой, подкисленной серной кислотой. Полученную кислую вытяжку фильтруют или центрифугируют, подщелачивают и взбалтывают с хлороформом или другими органическими растворителями, в которые переходит основание анабазина.

Учитывая летучесть основания анабазина, хлороформную вытяжку насыщают газообразным хлороводородом. В результате этого основание анабазина переходит в нелетучий гидрохлорид этого алкалоида. После этого хлороформную вытяжку выпаривают досуха. В сухом остатке определяют наличие анабазина. Подробно методика выделения анабазина из биологического материала приводится ниже.

Для насыщения хлороформной вытяжки  газообразным хлороводородом берут колбу Вюрца вместимостью 50—100 мл, в которую вносят 25 мл раствора соляной кислоты (плотность 1,19). Колбу Вюрца закрывают пробкой с капельной воронкой, в которую вносят концентрированную серную кислоту (плотность 1,84). Затем из капельной воронки к соляной кислоте по каплям прибавляют концентрированную серную кислоту. При этом выделяется газообразный хлороводород, который в течение 2—3 мин пропускают через хлороформную вытяжку из биологического материала, содержащую анабазин.

Биосинтез

Биогенетическими предшественниками  большинства алкалоидов являются аминокислоты: орнитин, лизин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, аспарагиновая кислота и антраниловая кислота. Все эти аминокислоты, кроме антраниловой кислоты, являются протеиногенными^[157]. Никотиновая кислота может быть синтезирована из триптофана или аспарагиновой кислоты. Пути биосинтеза алкалоидов не менее разнообразны, чем их структуры, и их невозможно объединить в общую схему^[67]. Тем не менее, существует несколько характерных реакций, участвующих в биосинтезе различных классов алкалоидов^[157]:

• образование оснований Шиффа,
• реакция Манниха,

Образование оснований  Шиффа

Основная статья: Шиффово основание

Основания Шиффа могут быть получены в результате реакции аминов с кетонами или альдегидами^[158]. Данная реакция является распространённым способом формирования C=N связи^[159].

При биосинтезе алкалоидов реакция образования основания  может проходить также внутримолекулярно^[157]. Примером может являться реакция образования Δ₁-пиперидеина, происходящая при синтезе пиперидинового цикла^[25]:

Реакция Манниха

Основная статья: Реакция Манниха

В реакции Манниха, помимо амина и карбонильного соединения, участвует также карбанион, играющий роль нуклеофила в процессе присоединения к иону, образованному взаимодействием амина и карбонильного соединения^[159].

Реакция Манниха также может осуществляться как межмолекулярно, так и внутримолекулярно^[160]. Примером внутримолекулярной реакции Манниха может служить синтез пирролизидинового ядра^[161]:

Разновидностью внутримолекулярной реакции Манниха является реакция Пикте — Шпенглера — циклизация шиффовых оснований, образованных из β-фенилэтиламинов с образованием системы тетрагидроизохинолина. У растений биосинтез алкалоидов происходит всегда под действием ферментов, у животных же известны случаи неферментативного синтеза изохинолиновых алкалоидов, включающий две последовательные стадии — образование основание Шиффа из катехоламинов и альдегида и реакцию Пикте — Шпенглера. Обе эти реакции могут протекать в физиологических условиях и в отсутствии ферментов. Обычно неферментативный синтез алкалоидов происходит при нарушениях обмена веществ или интоксикациях, когда в организме имеется избыток аминов или альдегидов. Так, высокий уровень катехоламинов в мозгу человека наблюдается при шизофрении, паркинсонизме. Сопутствующие этим заболеваниям нарушения психики отчасти связывают с неферментативным синтезом изохинолиновых алкалоидов. В результате приёма алкоголя из дофамина и ацетальдегида образуется алкалоид салсолинол, который является одним из факторов развития алкогольной зависимости. ^[162]

Димерные алкалоиды

Помимо описанных выше мономерных алкалоидов, существует также некоторое количество димерных (реже — тримерных, значительно реже — тетрамерных) алкалоидов, образующихся в процессе конденсации двух (трёх, четырёх) мономерных алкалоидов. Как правило, димерные алкалоиды являются результатом конденсации двух алкалоидов одинакового типа. Наиболее распространены бисиндольные алкалоиды и димерные изохинолиновые алкалоиды. Основные механизмы димеризации алкалоидов^[163]: