Алкалоиды и история их открытия
от ?-пиколина перешел к ?-пропилпиперидину и
расщепил полученный продукт на оптические изомеры путем кристаллизации его
в виде кислого тартрата, причем правовращающий изомер оказался
тождественным природному алкалоиду кониину. Этот алкалоид был открыт еще в
1827 г. Гизеке в вытяжке из болиголова (Cnium maculatum), а в 1881 г.
Гофман установил его структурную формулу и показал отношение кониина к
пиридину и пиперидину.
Алкалоид никотин, как видно из формулы также принадлежит к
пиридиновой или, точнее, пиридин-пирролидиновой группе алкалоидов.
Он был открыт в табаке Вокленом (1809), установившим также
принадлежность никотина к основаниям. Правильная структурная формула
никотина предложена Пиннером (1891); она была подтверждена синтезом этого
алкалоида, осуществленным Пикте (1903).
Окислением никотина Хуберт (1867) получил никотиновую кислоту. Скрауп
и Лобенцль (1883) установили строение ?- и ?-пиридикарбоновых кисллот
(пиколиновой и никотиновой) получением их при окислении хинолина и
изохинолина.
К алкалоидам пиперидин-пирролидиновой группы принадлежит алкалоид
кокаин. После нескольких неудачных попыток выделить его из листьев колы
это удалось Ниману (1860) в лаборатории Вёлера. Вёлер и Лоссен предложили
(1862) эмпирическую формулу кокаина С16Н20О4N, допустив ошибку только в
определение числа атомов водорода (должно быть Н21,а не Н20). Либерман и
Гизель (1890) усовершенствовали способ получения кокаина из листьев колы и
тем открыли путь к промышленному производству этого алкалоида.
Из продуктов своего разложения кокаин был вновь синтезирован
независимо Мерком и Скраупом (1885). Впервые правильную структурную формулу
кокаина предложил Вильштеттер (1897); он подтвердил её в 1923 году 18-
ступенчатым синтезом этого алкалоида.
Стрихнин.
С некоторым основанием к производным индола с гидрированным
гетероциклом можно отнести алкалоид стрихнин, так как при его окислении
выделяется динитроиндолдикарбоновая кислота. Алкалоиды стрихнин и бруцин
(диметоксильное производное стрихнина ) были выделены Пеллетье и Каванту
(1818 ) из « рвотных орешков » - семян одного ядовитого индонезийского
растения. Систематические структурные исследования этих алкалоидов начались
с работ Тафеля (с 1890г.) и Лейкса(с 1908г.). К 1910г. относится первая
работа по изучению строения этих алкалоидов Перкина-младшего и Робинсона.
В этой работе уже была предложена формула стрихнина, содержащая шесть
циклов. Правда, оба атома азота у Перкина и Робинсона оказались ошибочно в
одном и том же, притом шестичленном,цикле. После смерти Перкина в 1924г.
исследование стрихнина продолжал Робинсон, который наконец в 1945г. пришел
к правильной структурной формуле этого алкалоида. Синтезирован стрихнин
Вудвордом в 1945г. Это был, конечно, очередной триумф органического
синтеза.
Пилокарпин.
Применяющийся в медицине алкалоид пилокарпин был выделен из
растительных веществ в 1875г. английским химиком Харди. Строение
пилокарпина было доказано в 1930г. Чичибабиным и Н.А.Преображенским, а
синтез осуществлён в 1933г. Преображенским и сотрудниками.
Псевдопельтерин.
Алкалоид псевдопельтерин открыт в коре гранатового дерева в 1878г.
Танре.
Кофеин. Теобромин. Теофиллин.
Коссель еще в 80-х годах 19в. нашел, что в состав нуклеиновых кислот
входят пуриновые основания, но только в 30-х годах было установлено (Левин
и Басс), что это четыре следующих основания, существующих в виде окси- и
(приводимых ниже) оксоформ:
Производными этих оснований являются алкалоиды
Достаточно взглянуть на формулы этих соединений, чтобы стало
очевидным, почему химики при попытках уяснить их природу и взаимные
отношения наталкивались на такие же трудности, как и при исследовании
мочевой кислоты.
Если же не считать ксантина, открытого Мерсером в 1819 г., сначала
химики познакомились с алкалоидами этой группы. Кофеин был изолирован в
1821 г. несколькими химиками, но первая публикация принадлежит Рунге.
Теобромин был выделен из бобов какао Воскресенским в 1840 г. Гуанин был
получен в лаборатории Либиха Унгером в 1845 г. из гуано и поэтому
первоначально был назван «ксантином из гуано», гипоксантин обнаружен в
селезёнке Шерером в 1850 г., а аденин выделен из препаратов поджелудочной
железы Косселем в 1885 г. В том же году Коссель открыл в чайных листьях и
алкалоид теофиллин.
В открытии новых алкалоидов и изучении их строения огромная роль
принадлежит ученым нашей страны. Так, ещё на заре развития органической
химии, в 1816г., харьковский профессор И. Гизе открыл алкалоид хинин.
Огромную роль в химии алкалоидов сыграли работы А. Н. Вышнеградского –
ученика А. М. Бутлерова. Особенно широко развернулась работа по алкалоидам
после Великой Октябрьской социалистической революции (исследования В.М.
Родионова, А.М. Орехова, А.Г. Меньшиков, Н.А. Преображенского, Р. А.
Коноваловой, С. И. Каневской и др.). Выдающаяся роль в этой области
принадлежит А. П. Орехову и его школе.
Заключение
Среди алкалоидов мы находим и сильнейшие яды (стрихнин, бруцин, никотин), и
полезные лекарства (пилокарпин – средство для лечения глаукомы, астропин –
средство для расширения зрачка, хинин – препарат для лечения малярии,
папаверин – сосудорасширяющее средство, помогающее при гипертонии). К
алкалоидам относятся и широко применяемые возбуждающие вещества – кофеин,
теобромин, теофиллин.
Интересно, что некоторые алкалоиды являются противоядиями по отношению
к своим собратьям. Так, в 1952 г. из одного индийского растения был выделен
алкалоид резерпин, который позволяет лечить не только людей отравившихся
ЛСД или другими галлюциногенами, но и больных, страдающих шизофренией.
Таким образом, можно заключить, что алкалоиды – весьма обширный класс
органических соединений, оказывающих самое различное действие на организм
человека. В этом состоит их важная роль, которую играют алкалоиды в
химической науке в целом и в повседневной жизни в частности.
Литература
1. Быков Г.В., История органической химии. Открытие важнейших органических
соединений. – М.: Наука, 1978 г.
2. Пикулина Е.П., Исторический очерк развития органического синтеза в
первой половине XIX в. – М.: Наука, 1977 г.
3. Джуа М. – История химии. Под редакцией Погодина С.А. – М.: Мир, 1975 г.
4. Гьельт Э., История органической химии с древнейших времён до настоящего
времени. Перевод с немецкого под редакцией Луцкого А.Е. Харьков-Киев.-
Гос. Науч.-техн. изд-во Украины, 1937 г.
5. Азимов А. Краткая история химии. – М.: Мир, 1983 г.
6. Шульпин Г.Б., Эта увлекательная химия. – М.: Химия, 1984 г.
-----------------------
[1] Некоторые ученые относят в группу алкалоидов адреналин, содержащийся в
надпочечных железах животных.
[2] Тибумери, о котором почти ничего не известно историкам химии, был
управляющий фабрикой химических продуктов, принадлежавшей Пеллетье.
Варьируя способы осаждения морфина, Тибумери обрабатывал настой опия
гашеной известью и, к своему удивлению, получил новое вещество, которому
Пеллетье дал название «параморфин», а Кёрб, исследовавший это вещество-
тебаин.
| |  скачать работу |
Алкалоиды и история их открытия |
