Алкалоиды и история их открытия (стр. 2 из 2)
Систематическое исследование алкалоидов изохинолинового ряда началось в 1918 г. (Шпет).
В 1925г. Робинсон и Галланд установили строение морфина, в основе которого лежит следующая изохинолино-фенантреновая группировка:
 |
Синтезирован он был в 1952 году (Гейтс и Тшуди).
В 1886г. Ладенбург от a-пиколина перешел к a-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 a- и b-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.
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.
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.
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.
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.
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.