חומרים משניים המכילים חנקן

Presentation on theme: "חומרים משניים המכילים חנקן"— Presentation transcript:

1 חומרים משניים המכילים חנקן
Nitrogen Containing Compounds אלקלואידים = חומרים שלהם טבעת הטרוצקלית Alkaloid המכילה לפחות אטום חנקן אחד לאלקלואידים - נטייה לפרוטוניזציה -יוצר מלחים בתגובה עם חומצות נפוצים במשפחת המרכבים גלוקוזינולטים = גליקוזידים בהם הסוכר קשור לאטום גופרית Glucozinolates ובאגליקון יש קשר כפול לחנקן  (שמני החרדל) OSO3 CH2CHCH2N=C SC6H11O5 נפוצים במשפחת המצליבים

2 חומצות אמינו בלתי חלבוניות
Non-protein-amino acid נפוצות במשפחת הקטניות H2N-C(NH2)=N-O-CH2-CH2-CH(NH2)COOH Canavanine אנלוג לארגינין H2N- C(NH2)-NH-CH2-CH2- CH(NH2)COOH גליקוזידים ציאנוגנים  Cyanogenic glycoside R O-glucose C N = C R נפוצים במשפחת הוורדניים

3 Alkaloids Most are derived from amino acids
Contain nitrogen, usually as part of a ring Many are basic (alkaline) substances Generally occur in plants as ‘salts’ or N-oxides Water/alcohol soluble Found in a limited number of plants Strong medicinal or poisonous properties Names end in ‘-ine’ or ‘-in’ Different plant parts can contain different types or concentrations of alkaloids More than 10,000 structures known Illustration: Opium Poppy, Papaver somniferum

4 אלקלואידים מטבוליטים משניים המאופיינים על-ידי נוכחות אטום חנקן בטבעת הטרוציקלית  נפוצים בעקר בצמחים מכוסי-זרע במחלקת הדו-פסיגיים, במינים העשבוניים – הרבה במינים מעוצים – מעט. יוצרים בתמיסה סביבה אלקאלית + H בנוכחות חומצות נוצרים R--NH מלחים גבישיים הנמסים במים H   אלקלואיד חופשי – צורתו אמורפית, חסר צבע, שוקע במים, מסיס בנוזלים אורגניים למסיסות האלקלואידים חשיבות רבה בתעשיה הפרמצפטית   האלקלואידים מוכרים: כרעלים חזקים כחומרים הלוצינוגניים כתרופות הרגעה

5 תרשים לתיאור מיצוי אלקלואידים מחומר צמחי
המיצוי מבוסס על תכונת הבסיסיות החלשה של האלקלואיד: לחלוח של חומר צמחי טחון עם תמיסה מימית של בסיס חזק (NH4OH) (משחרר את האלקלואיד הקשור לחומצות אורגניות). הוספת ממס אורגני (אתר) תגרום לאלקלואיד החופשי לעבור לפאזה האורגני>. סילוק הפאזה המימית מהממס האורגני (במשפך מפריד), הוספה של חומצה חזקה ((H2SO4 לפאזה האורגנית – נוצר מלח של האלקלואיד שנמס בפאזה המימית. סילוק הפאזה האורגנית שמכילה חומרים אורגניים שאינם אלקלואידים . הוספת בסיס חזק לתמיסה המימית בה נמצאים האלקלואידים , ומקבלים מלח של הבסיס והחומצה + אלקלואיד חופשי. מוסיפים אתר, מסלקים פאזה מימית, מנדפים אתר ומקבלים גבישי אלקלואיד. חומר צמחי טחון לחלוח עם NH4OH הוספת אתר חומצות אורגניות, פנולים, טאנינים בפאזה מימית אלקלואידים חופשיים H2SO4 חזקה מסולק ממס אורגני+ חומרים אורגניים מלח של האלקלואיד בתמיסה מימית מסולק NHNOH ממס אורגני נידוף הממס האורגני סילוק הפאזה המימית הפרדת הפאזות אלקלואיד חופשי אלקלואיד חופשי בממס אורגני

6 טיפוסי אלקלואידים מסקלין – Peyote פירול ופירולידין –סולניים,
פירול ופירולידין –סולניים, פירוליזידינים סביון Senecio פירדין או פיפרידין טבק Nicotiana טרופן - אטרופין , Atropa belladona קוקאין Coca , קווינולין – כינין Cinchona, איזוקווינולין - פאפאוורין Papaver , אפורפין – Peumus boldo, נורלופינן – תורמוס Lupinus, אינדול – LSD, פטריית הארגוט, אימידזול - Pilocarpine Pilocarpus, פורין - קפאין, תיאוברומין,

7 Isoquinoline Tropane Indole Pyrrolizidine Pyrrolidine

8 אלקלואידים שחומר המוצא שלהם הוא פניל-אלנין וטירוזין
אלקלואידים שבהם אטום החנקן אינו בטבעת האלקלואידים של האופיום

9 אלקלואידים שחומר המוצא שלהם - אורניטין
במסלול זה נוצרים אלקלואידים מטיפוס: טרופאן Tropane הפירולידין Pyrollidine והפירוליזידין (טבעת ביציקלית מ-2 מול. אורניטין) אורניתין – ח' אמינו בלתי חלבונית בבעלי חיים היא חלק ממעגל האוריאה מהווה פרקורסור לאלקלואידים שהחנקן מחובר לפחמן C4N . משפחת הסולנייםSolanaceae טבק Nicotiana, שיכרון Hyoscyamus, דטורה Datura, Atropa belladona, משפחת Erythroxylaceae Erythroxylum coca משפחת המרכבים Compositaea: סביון Senecio

10 החומרים הפעילים: ניקוטין (טבעת פירידין + טבעת פירולידין)
אנאבזין Anabasine (טבעת פירידין + טבעת פיפרידין). טבעת הפירידין מוצאה מחומצה ניקוטינית (=ויטמין 3 B Niacine=) טבק הטבק Nicotiana tabacum טבק השיח Nicotiana glauca

11 דטורה זקופת פריDatura straminium
הסולניים: Solanceae:האלקלואידים הפעילים מ טיפוס הטרופאן: Hyoscyamine, ו- Hyoscine) (=scopolamine דטורה זקופת פריDatura straminium שיכרון שחור Hyoscyamus niger 0.8% אלקלואיד בצמח 0.045%-0.14% אלקלואיד בצמח.

12 Erythroxylon coca Erythroxylaceae

13 Pyrrolizidine Alkaloids (PA)
Some types are considerably more toxic than others – macrocyclic esters especially toxic Most cases of human PA intoxication are due to crops contaminated w/high-PA weed species, i.e. Senecio vulgaris in wheat Some people receiving acute exposure develop VOD; many, but not all, recover Illustrations: L: Comfrey, Symphytum officinale M: Butterbur, Petasites spp. [Lindman/Stueber] TR: The necine ring system, common to all pyrrolizidine alkaloids BR: Coltsfoot, Tussilago farfara VOD: Veno-occlusive liver disease

14 Mucilaginous Herbs w/PAs
Comfrey & Borage do not contain macrocyclic esters; do have mono- & diesters Coltsfoot has tiny amounts of senkirkine, but has never been associated with VOD Illustrations: L: Comfrey, Symphytum officinale M: Coltsfoot, Tussilago farfara [Lindman/Stueber] R: Borage, Borago officinalis

15 PAs in Cynoglossum Hound’s Tongue (Borage family)
has high levels of heliosupine & echinatine Old European remedy similar to Comfrey for external use Poultice for sprains, bruises, swellings, broken bones Illustrations: TR: Seeds of Wild Comfrey (Cynoglossum officinale) stick to everything! BR: Wild Comfrey (aka Beggar’s Lice, Hound’s Tongue) starting to bloom See: for Eclectic use of Hound’s Tongue. See:

16 PAs: Macrocyclic Esters
Macrocyclic esters (i.e., in Senecio species) are the most toxic type of PAs Illustrations: L: Senecionine, a toxic macrocyclic pyrrolizidine alkaloid Spotlight 1: The necine system Spotlight 2: The macrocycle (large ring) R: Senecio jacobaea [Thomé/Stueber] See: for use of Senecio species were in Eclectic medicine. Senecionine Senecio jacobaea

17 סביון Senecio sp. מרכבים Compositae

18 אלקלואידים שחומר המוצא שלהם - ליזין
Quinolizidine Alkaloids אלקלואידים ביציקליים שנוצרים מ-2 מולקולות של ליזין. משפ' הפרפרניים Papilionaceae: תורמוס Lupinus. משפ' הפלפליים Piperaceae: פלפל שחור Piper niger.

19 Isoquinoline Alkaloids
Illustrations: TL: California Poppy, Eschscholtzia californica BL: Goldenseal, Hydrastis canadensis M: Celandine, Chelidonium majus (these flowers are doubled – most occur as singles) TR: Bloodroot, Sanguinaria canadensis [Walcott/SWSBM] BR: Oregon Grape, Mahonia spp.

20 פלפל שחור Piper nigrum פלפליים Piperaceae Lupinus polyphyla תורמוס, פרפרניים

21 אלקלואידים שחומר המוצא שלהם – טריפטופן וטריפטאמין
טריפטופאן וטרפטאמין הם חומרי מוצא לאלקלואידים מטיפוס ה אינדול שלהם 2 אטומי חנקן במולקולה. הרסרפין המופק מה- Revuolfia indica סטריכנין " " Strichnos nux vomita LSD מפטריית הארגוט

22 Strychnos nux vomita עץ הקיא בזרע 2 אלקלואידים רעילים (-5.5%)
בחלקו הפנימי – באנדוספרם - האלקלואיד סטריכנין, בקליפת הזרע החיצונית –ברוצין.