Пиперидиновые алкалоиды

Государственное бюджетное

Общеобразовательное учреждение

профессионального образования

 

                                              Ивановская Государственная

Медицинская Академия

 

Министерства  здравоохранения

и социального развития России

 

Кафедра Биологической

и Органической Химии

 

                                           Реферат на тему:

«Пиперидиновые алкалоиды»

 

 

Выполнил  студент 1-го курса,  2-ой группы   лечебного факультета

Дайтов Гаджимурад Шахбанович

Проверила Клюева М. Е.

 

Иваново 2012

 

Пиперидин (пентаметиленимин) — гексагидропиридин, шестичленный насыщенный цикл с одним атомом азота. Бесцветная жидкость с аммиачным запахом, смешивается с водой, а также с большинством органических растворителей, образует азеотропную смесь с водой (35% воды по массе, Tкип 92.8°C) Входит в виде структурного фрагмента в фармацевтические препараты и алкалоиды. Получил своё название от латинского названия черного перца Piper nigrum, из которого впервые был выделен.

     Впервые пиперидин быль выделен Эрстедом из черного перца в 1819 году. В 1894 году осуществлён его полный синтез Альбертом Ладенбургом и Шолцом.

Методы  получения

В промышленности в основном гидрированием пиридина над дисульфидом  молибдена или никелем при 200 °C в качестве катализатора.

Электрохимическим восстановлением

Из пиридина восстановлением  натрием в абсолютном этаноле.

Нагреванием пентаметилендиамина дигидрохлорида.

*2HCl → NH*HCl

Реакционная способность

По своим химическим свойствам  пиперидин является типичным вторичным  алифатическим амином. Образует соли с минеральными кислотами, легко  алкилируется и ацилируется по атому азота, образует комплексные соединения с переходными металлами (Cu, Ni и т.п.). Нитрозируется азотистой кислотой с образованием N-нитрозопиперидина, при действии гипохлоритов в щелочной среде образует соответствующий N-хлорамин NCl,

При кипячении пиперидина с концентрированной йодоводородной кислотой происходит восстановительное раскрытие цикла с образованием пентана:

NH + HJ → 

При расщеплении исчерпывающем  метилировании и расщеплении по Гофману образует пента-1,3-диен.

При нагревании в серной кислоте в присутствии солей  меди или серебра пиперидин дегидрируется в пиридин.

Нахождение  в природе и биологическая  роль

Сам пиперидин выделялся  из перца. Пиперидиновый цикл является структурным фрагментом ряда алкалоидов. Так пиперидиновый цикл входит в состав алкалоида кониина, содержащегося в болиголове пятнистом, в состав пиперина, который придаёт жгучий вкус черному перцу. Также в Solenopsin токсине Огненных муравьёв.

Пиперидиновый алкалоид кониин

Кониин — сильный яд нервно-паралитического действия. Химическая формула — H₁₇N, основной алкалоид и ядовитое начало болиголова пятнистого. Кониин — бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворим в органических растворителях, слабо — в воде. Содержится во всех частях растения, главным образом в плодах и семенах (до 1 %). Образуется в клетках растения из остатков уксусной кислоты и аминокислоты лизина. Впервые выделен в 1826 году французскими фармацевтами Пеллетье и Кавенту. Кониин — первый синтезированный природный алкалоид, синтез провёл в 1886 году немецкий химик А. Ладенбург. Сильный яд нервно-паралитического действия. Сок болиголова применяли в древности для казни.

В природе встречается  в насекомоядных растениях из рода росянка, которым служит для  парализации своих жертв.

Синтез

 

АЛОИДЫ ПИПЕРИДИНОВЫЕ  И ПИРИДИНОВЫЕ — широко распространенная группа истинных алкалоидов, предшественниками  которых в растениях являются аминокислоты пролин и лизин. Обнаружены в растениях, относящихся к 51 семейству. Эту группу алкалоидов можно разделить на простые производные пиперидина, например изопеллетьерин, выделенный из коры гранатника, и бициклические неконденсированные алкалоиды, например анабазин из анабазиса безлистного и др.

Пиперидиновые алкалоиды отличаются достаточным разнообразием и распространенностью ( табл. 9.2.2), но этого нельзя сказать об их биологической активности.

Этот вывод противоречит способу включения лизина в другие пиперидиновые алкалоиды, но согласуется с рассмотренной выше гипотезой  объясняющей включение лизина и кадаверина в такого рода основания.

Алкалоиды этой группы являются пятичленными аналогами некоторых  пиперидиновых алкалоидов типа седамина.

Однако, как будет показано ниже, существуют некоторые пиперидиновые алкалоиды, образующиеся из лизина таким образом, что атомы, происходящие от С-2 и С-6 этой аминокислоты, становятся эквивалентными. В рамках рассматриваемой гипотезы этот факт легко объясняется, если допустить наличие равновесия между и несвязанным кадаверином.

В свете рассмотренной гипотезы кадаверин является нормальным предшественником пиперидиновых алкалоидов.

Симметричный кадаверин, однако, не может быть промежуточным  соединением в процессе превращения  лизина в пиперидиновые алкалоиды, так как в этом случае будет потеряна химическая индивидуальность атомов С-2 и С-6 аминокислоты, что противоречит результатам работ с мечеными соединениями.

В основе строения молекул  некоторых природных оснований  лежит полностью ( пиперидин) или частично ( пиперидеин) гидрированное пиридиновое кольцо. Простейшим представителем пиперидиновых алкалоидов можно считать пипеколиновую кислоту. В качестве катаболита белковой кислоты лизина она образуется у растений, животных, выделяется с мочой человека.

Отсюда следует, что орнитин включается в гио-сциамин несимметрично и, следовательно, симметричное основание, путресцин, не может быть промежуточным соединением в этом процессе. Этот путь биосинтеза отличается от биогенеза пиперидиновых алкалоидов.

При включении [ 2 - 14С ] лизина в лупинин и спартеин метка локализуется в тех же центрах, что и при включении кадаверина. Следовательно, в данном случае, как и во всех пиперидиновых алкалоидах с атомом азота, общим для двух циклов ( за исключением секуренина, лизин включается через промежуточное симметричное соединение, которым, скорее всего, является кадаверин.

Дополнительные осложнения возникли после длительных экспериментов  с 14СО2, результаты которых свидетельствовали  о том, что образование пирролидинового кольца происходит, с одной стороны, через некоторое промежуточное соединение симметричного строения, а с другой - при участии только несимметрично построенных промежуточных веществ. Отсюда следует, что, наиболее вероятно, никотин образуется двумя различными путями или что нормальный биосинтез никотина и, возможно, также тропановых алкалоидов отчасти напоминает путь биосинтеза пиперидиновых алкалоидов, если принять, что в этом случае равновесие между связанным и несвязанным путресцином не достигается, и поэтому алкалоиды будут образовываться только несимметричным образом.

ЛИТЕРАТУРА

Интернет – ресурсы:

http://www.ngpedia.ru/id652340p1.html

http://www.9lc.com/alkaloidi-piperidinovie-i-piridinovie.html

http://ru.wikipedia.org/wiki/Алкалоид

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E8%EF%E5%F0%E8%E4%E8%ED

http://ru.wikipedia.org/wiki/Кониин

http://www.fito.nnov.ru/special/classificators/chem_rus_list.phtml

Книги:

Бартон Д.Н. «Общая органическая химия Т.11»

Племенков В.В. «Введение в химию природных соединений».