38
"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 1 Alkaloidy jęz. arabski: al-kali = potaż Jęz. grecki eidos = zasada związki (pow. 10 tyś.!) pochodzenia naturalnego (znane są również przykłady syntetyczne) w niewielkim stopniu spokrewnionych ze sobą (problemy jednoznacznej definicji ) Cechy wspólne alkaloidów : np.: Atropa belladonna - atropina Substancje stałe (nieliczne są cieczami) – postać soli z popularnymi kwasami, jabłkowym, cytrynowym, szczawiowym, bursztynowym chinowym, tropowym (kwasy specyficznymi dla danej zasady) Większość jest nierozpuszczalna w wodzie (ale łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych ) Aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe nie są alkaloidami !

Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

  • Upload
    others

  • View
    12

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW1

Alkaloidyjęz. arabski: al-kali = potażJęz. grecki eidos = zasada

związki (pow. 10 tyś.!) pochodzenia naturalnego (znane są również przykłady syntetyczne) w niewielkim stopniu spokrewnionych ze sobą (problemy jednoznacznej definicji)

Cechy wspólne alkaloidów:

np.: Atropa belladonna - atropina

Substancje stałe (nieliczne są cieczami) – postać soli z popularnymi kwasami, jabłkowym, cytrynowym, szczawiowym, bursztynowym chinowym, tropowym (kwasy specyficznymi dla danej zasady) Większość jest nierozpuszczalna w wodzie (ale łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych )

Aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe nie są alkaloidami !

Page 2: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW2

Alkaloidy wstęp

Z fizjologicznego punktu widzenia alkaloidy są „odpadami produkcyjnymi” niebiorącymi czynnego udziału w metabolizmie komórki.

ale

produkcja alkaloidów wymaga dużego wkładu energii alkaloidy zawierają azot - pierwiastek trudny do pozyskania ze środowiska

…dar albo przekleństwo dla ssaka naczelnego – człowieka…

Page 3: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW3

Alkaloidy – związki, które wykazują wyraźne działanie fizjologiczne na organizmy zwierząt i ludzi

Lp Kategoria ALKALOID Działanie i zastosowanie1

Środki lecznicze

ATROPINAERGOTAMINA

KOFEINA, LOBELINAMORFINA, PAPAWERYNA

REZERPINA, GERMINAKOLCHICYNA, WINBLASTYNA

EFEDRYNAKOKAINACHININAKODEINA

PILOKARPINA

Preparaty rozkurczoweŚrodek powodujący skurcze mięśni

Środki pobudzająceŚrodki przeciwbólowe

LekI p/nadciśnieniuLeki przeciwnowotworowe

Lek zwężający naczynia i podwyższający ciśnienieŚrodek miejsowo-znieczulający

Lek przeciwmalarycznyLek przeciwkaszlowy

Stosowana w leczeniu jaskry, Silny środek napotny

2 Środki halucynogenne

MORFINA, MESKALINAKOKAINA, MUSKARYNA

3

Trucizny

NIKOTYNA, KONIINA,TUBOKURARYNA, STRYCHNINA,

AKONITYNAPIRETRYNA Środek do zwalczania owadów

:

poznano budowę ok. 6500 alkaloidówponad 100 znalazło zastosowanie w medycynie

Page 4: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW4

Alkaloidy

• odczynnik Mayera (jodortęcian potasowy; jodek potasowo-rtęciowy) wytrąca z alkaloidami osady barwy kremowej lub białej o ogólnej strukturze [(HnAlkaloid)n+ ]2(HgI4

2-)n

• odczynnik Dragendorffa (jodobizmutan(III) potasowy; jodek potasowo-bizmutowy) – z roztworów alkaloidów wytrąca pomarańczowe lub czerwone osady o ogólnej strukturze [HnAlkaloid]n+ (BiI4-)n

• odczynnik Wagnera (roztwór jodu w wodnym roztworze jodku potasu) – osady są jasnokawowe do ciemnobrunatnych, kłaczkowate o ogólnej strukturze: [KnAlkaloid]n+ (I3

-)n

• kwas pikrynowy (2,4,6-trinitrofenol ; nasycony na zimno roztwór wodny) – osady z alkaloidami są krystaliczne lub bezpostaciowe o barwie żółtej

• odczynnik Sonnenscheina (kwas molibdenianofosforowy, H3[P(Mo3O10)4] · xH2O ) – bardzo czuły odczynnik do wykrywania alkaloidów, strącający bezpostaciowe, jasno żółte albo brunatno-żółte osady, które po pewnym czasie przybierają barwę błękitną albo zieloną

• odczynnik Scheiblera (kwas wolframianofosforowy) – czułość reakcji z wieloma alkaloidami jest wyjątkowo wysoka, osady są kłaczkowate, początkowo dość objętościowe

• kwas chloroplatynowy – daje z większością alkaloidów osady o barwie od jasnożółtej do pomarańczowej

Wykrywanie – ulegają strąceniu z metalami ciężkimi :

Page 5: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW5

Alkaloidy

Obecnie stosuje się jonity…

Wydzielanie

Page 6: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW6

Alkaloidy – podział…

Klasyfikacja zależna od przyjętego kryterium:

Budowy strukturalnej alkaloidów

Źródła pozyskiwania alkaloidów z materiału naturalnegoa) alkaloidy Amarylis b) alkaloidy Cynchona c) Alkaloidy Papaverum,

d) alkaloidy Claviceps purpurea (sporyszu) e) alkaloidy Ephedraf) alkaloidy Lythraceae g) alkaloidy Thylophora h) Alkaloidy Ipomoea

itd........

Szlaku biosyntetycznego prowadzącego o powstawania alkaloidów –podział najnowszy

Page 7: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW7

Alkaloidy – podział wg szlaku biosyntetycznego

Page 8: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW8

Alkaloidy – przegląd ważniejszych grup

ALKALOIDY NIE ZAWIERAJĄCE AZOTU W PIERŚCIENIU HETEROCYKLICZNYM

Najbardziej znane przykłady:

Efedryna (ephedra – przęśl, aconitum - tojad, taxus - cis)Fenyloetyloamina (PEA) (ephedra – gorzkie migdały, jest wytwarzany przez ludzki organizm w stanach pobudzenia emocjonalnego) Meskalina (kaktusy – Lophophora williamsii, pejotl)Kapsaicyna ( owoce pieprzowca – np. capsicum annuum)Demekolcyna (zimowit – colchicum autumnale)Akatoina (carduus acanthoides)

Page 9: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW9

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym

Działanie :

• Przyśpiesza akcję serca• Rozszerza oskrzela• Pobudzające na ośrodkowy układ nerwowy (OUN)• Zwiększa przepływ krwi tętniczej Stosowana w leczeniu astmy oskrzelowej Obecnie występuje w preparatach leczniczych takich jak: Tussipect, Proasthmin, Allergoasthmin)

„nieczysto zażywania jako środek dopingujący i ECA ; może powodować uzależnienie

Występuje w przęśli (Ephedra equisetina, E. sinica) cisie (Taxus baccata)Najczęściej dostępna w formie chlorowodorku i siarczanu (w produkcji przodują Chiny (13 mln $/rok!)Budowa zbliżona do tzw. Katecholoamin

Stymulanty – leki pobudzające

EphedrineCoffeineAspirin

Związek handlowy

Page 10: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW10

Alkaloidy – efedryna , otrzymywanie

metoda stereoselektywna

wada – duża ilość eteru

Page 11: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW11

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym

Syntetyczny analog efedryny(2R)-deoksynorefedryna

środek psychostymulujący (analeptyk) nie daje typowego zespołu abstynencyjnego, ale wywołuje silną tolerancję objawy uboczne : suchość w ustach, zmiany ciśnienia tętniczego, zaburzenia żołądkowo-jelitowe,

nadmierne poty, trudności w oddawaniu moczu, bóle głowy, brak łaknienia, bezsenność; w większych dawkach wywołuje euforię, nerwowość, niepokój, zaburzenie procesów myślowych, zaburzenie akcji serca, śpiączkę, drgawki i w końcu śmierć ( w USA więcej zgonów wywołuje amfetamina niż heroina i kokaina)

występujący w roślinie kath (Catha Edulis) Skutki używania katyny podobne do amfetaminy

naturalny analog

Page 12: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW12

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym

PEA- naturalny analog amfetaminy

hormon miłości Występuje w mózgu – przypuszcza się, że pełni rolę neuroprzekaźnika „euforia biegacza”

zwiększa wydzielanie neuroprzekaźników z gr. katecholamin (adrenaliny, dopaminy i noradrenaliny)

oddziaływanie farmakologiczne przejawia się pobudzeniem psychomotorycznym i zmniejszeniem łaknienia

Stymuluje psychoaktywnie, podnosi poziom serotoniny, która wpływa na nastrój i uczucie głodu (lek wspomagający leczenie otyłości i przeciwdepresyjny

Syntetyczne analogi PEA

Page 13: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW13

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym

Stosowana w czasie II wojny światowej

„Najbardziej niebezpieczny narkotyk Ameryki” silnie uzależnia i wyniszcza organizm działanie psychotropowe zbliżone do amfetaminy („speed”, „flush”) szybko uzależnia i bardzo trudny do odstawienia (efekty odstawienia fizycznego

oraz psychicznego są trudne do zniesienia: totalne zejście (brak dopaminy powoduje irytację, bezsenność, zagubienie, drżenia, drgawki, niepokój, paranoję, samobójcze lub wręcz mordercze myśli)

”meta robi z mózgu sito” - bardzo toksyczna („brzydsza siostra amfetaminy”) –duże dawki powodują chwilowe uwolnienie ogromnych ilości serotoniny i dopaminy prowadzi do zniszczenienia komórek wytwarzających neuroprzekaźniki

zażywający mają metamfetaminowy uśmiech – zaciśnięte szczeki, poczerniałe zepsute zęby (narkotyk hamuje wydzielanie śliny)

Pervitin

MethIceSpeedHighcrystal

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ0gJPJh1nz_OZ4Ca0HL3TFQUqDj9o0DQIjX6J0bKtbo9BK0HBR

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQhNSSsJf7HmsFaNqKDGW-3781pSMBbmqjrAx4HELgVCp4eKIZ-gAhttps://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQhNSSsJf7HmsFaNqKDGW-3781pSMBbmqjrAx4HELgVCp4eKIZ-gA

Page 14: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

14

Alkaloidy – w depresji łac. depressio – „głębokość”, deprimere – „przygniatać

DEPRESJA - pojęcie stosowane w terminologii psychiatrycznej, odnoszące się do zespołów objawów depresyjnych występujących w przebiegu chorób afektywnych (określanych także jako zaburzenia nastroju).

Objawy depresji: obniżenie nastroju, smutek, przygnębienie, niską samoocena, poczucie winy, pesymizm, myśli samobójcze, niezdolność przeżywania przyjemności (anhedonia), obniżenie napędu psychoruchowego (spowolnienie), zaburzenie rytmu dobowego (bezsenność lub nadmierna senność) zmniejszenie (rzadziej wzmożenie) apetytu

1). Nieselektywne regulatory neuroprzekaźników (noradrenaliny, serotoniny, GABA, acetylocholiny, dopaminy)

2). Inhibitory MAO (odwracalne i nieodwracalne)

3). Inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI) , wychwytu zwrotnego serotoniny i noradrenaliny (SNRI)

4). Czteropierścieniowe nowoczesne leki modelujące przewodnictwo serotoniny i noradrenaliny.

typy leków przeciw depresyjnych

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT1qsiUFSLDyGcPTg_U_NSz_rSpq-SKCSdevzpEaCl2172Sz5CfvQ

Page 15: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW15

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym

powoduje rozkurcz oskrzeli w przypadku odwracalnego ich zwężenia i poprawę wentylacji płuc

lek stosowany w doraźnym i przewlekłym leczeniu astmy oskrzelowej, przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (stosowany w postaci aerozolu dozowanego, inhalatora proszkowego, tabletek, syropu lub iniekcji)

najpopularniejszy antydepresant Inhibitor wychwytu zwrotnego serotoniny

Wspomaga rzucanie palenia (Zyban)

Stosowany w próbnych terapiach leczenia ADHD nie powoduje przyrostu masy ciała ani dysfunkcji seksualnych Nie uzależnia

nieselektywny, nieodwracalny inhibitor monoaminooksydazy (IMAO), środek przeciwdepresyjny (stosowany w leczeniu zamkniętym)

groźne interakcje z innymi lekami oraz niektórymi pokarmami (wymaga stosowania diety ubogiej w tyraminę)

Przykłady leków

Page 16: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW16

Alkaloidy – nie zawierające at. N w pierścieniu heterocyklicznym - podsumowanie

Pochodne 2-fenyloetyloaminy pod kątem działania dzieli się na:Stymulatory – np. amfetamina, metamfetamina, efedryna, MDPVleki odchudzające – np. fentermina, fenfluramina leki działające na układ oddechowy – np. efedryna, salbutamolleki przeciwdepresyjne – np. bupropinon, fenelzynaepatogeny – np. MDA, MDMA, 5-MAPBpsychodeliki – np. meskalina, 2C (Aleksander Shulgin)

wytwarzana przez lophophora willimsii (peyot) kaktus najdłużej znany ludzkości psychodelik większe dawki powodują paraliż i śmierć przyjmowana wielokrotnie, nawet w małych dawkach, prowadzi do uzależnienia,

zmiany osobowości i objawów schizofreniio Witkacy (Stanisław Ignacy Witkiewicz)…

półsyntetyczna substancja psychoaktywna działająca empatogenne, euforycznne i psychodeliczne

kontrowersyjna psychoterapia Aleksandra Shulgina…

Page 17: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW17

Alkaloidy – grupy pirolidyny

Nie mylić z rycyną! Silna trucizna:

(LD 50) dla człowieka wynosi: w postaci aerozolu – ok. 3 μg / 1 kg masy ciała, aparentalnie - ok. 0,1 μg/kg

w nasionach rącznika – Semen Ricini, ok. 1% Składnik oleju rycynowego • Produkcja 270 - 360 tyś. / rok• od czasów starożytnych środek przeczyszczający• składnik maści (owrzodzenia skóry, oparzenia, zapalenia

spojówek); np. Xenaderm (maść)

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTLy-J4coZeyzGyAxcdJpjB8dHoB1-6Q2uxV6lXm0nENlspnyvC

Page 18: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW18

Alkaloidy – grupy pirolidyny

w tytoniu (Nicotiana tabacum, N. rustica), (oprócz 10 innych alk.) Zawartość w liściach tytoniu ok. 2% (ale w N. rustica, w rosyjskiej

machorce dochodzi do 8%); zawartość nikotyny w dymie papierosowym rzędu 0,2–1 mg/papieros

Nikotynę otrzymuje się przez poddanie destylacji z parą wodną liści tytoniu, w alkalicznym roztworze;

• nikotyna ma zapach tytoniu• dobrze rozpuszczalna w wodzie• na powietrzu szybko brunatnieje w wyniku utlenienia

silna neurotoksyna – dawka LD50 to ok. 1–1,5 mg/kg masy ciała stosuje się w mieszankach z innymi związkami jako środek owadobójczy (en. (+) jest 8x słabszy) Silny agonista receptorów N-acetylocholinowych; w niskich dawkach (1–3 mg) wykazuje działanie

stymulujące (pobudza układ nerwowy, podwyższa ciśnienie tętnicze, wzmaga wydzielanie adrenaliny, przyspiesza akcje serca); w większych dawkach powoduje trwałe zablokowanie działania UN - wiąże się trwale z receptorami nikotynowymi w komórkach nerwowych zaburzając ich metabolizm

Nikotyna działa na wiele różnych sposobów - wiąże się trwale i blokuje działanie kilkudziesięciu różnego rodzaju enzymów

Page 19: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

19

Alkaloidy – grupy pirolidyny

odkryta w latach 70’ XXw (struktura oznaczona w 1992) alkaloid wydzielany przez żabę z. drzewołaz trójbarwny stosowana przez Indian do przygotowywania zatrutych strzał działanie przeciwbólowe niemal 200 razy silniejsze niż morfina

NCl

CHOP

O

CO2Me(CF3CH2O)2

N Cl

NHCO2(CH2)2TMS

N Cl

NH

O CF3

Br

Br

N

Cl

N

HBr

O

F3C

N Cl

CO2Me

N Cl

CO2Me

N Cl

NH

O CF3

N

Cl

N

H

O

F3C

N Cl

CO2H

N

ClHN

H

KHMDS,

18-crown-6/MeCN

THF, -78 oC, 1h

89%

toluen, 190 oC

24h

95%

LiOH, THF

23 oC, 5h,

100%

1. (PhO)2P=ON3

toluen, 85 oC, 2h

2. TMSCH2CH2OH

85 oC, 12h,

95%

1. TBAF, THF, 55 oC, 4h

2. (CF3CO)2O, TEA, DCM

23 oC, 30min

80%

Br2, Et4NBr

-78 oC, DCM, 30min

96%

KOt-Bu, THF

-78 oC, 18h,

75%

Bu3SnH, AIBN

benzen, tw, 1.5h,95%

MeONa, MeOH

23 oC, 2h

96%

Epipedobates tricolor

Org. Lett 2001, 3, 3009https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR-wN8AoPVTZRhM6eHnf7tDNdW5_PjHJ--UgtmcgdXWkNK3YPUG

Page 20: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW20

Alkaloidy – grupy piperydyny

występujący w nasionach i liściach szczywołu plamistego (cykuty)

w temperaturze pokojowej to bezbarwna oleista ciecz słabo rozpuszczalna w wodzie charakterystyczny "mysi" zapach silna trucizna podobna w działaniu do nikotyny (dawka śmiertelna dla

człowieka wynosi 0,5-1,0 g) Wywołuje porażenie ośrodka oddechowego wchłania się przez skórę i błony śluzowe pierwszy alkaloid otrzymany syntetycznie

„Śmierć Sokratesa” Jacques-Louis David

Conium maculatum

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR-wN8AoPVTZRhM6eHnf7tDNdW5_PjHJ--UgtmcgdXWkNK3YPUGhttps://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR-wN8AoPVTZRhM6eHnf7tDNdW5_PjHJ--UgtmcgdXWkNK3YPUG

Page 21: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW22

Alkaloidy – grupy piperydyny

występujący w pieprzu czarnym (Piperis nigri); odkryta w 1819 ostro-gorzki smak rozpuszczalna w rozp. organicznych wzmaga wydzielanie soków prowadzone są badania nad wykorzystaniem piperydyny w

leczeniu bielactwa wykazuje działanie antydepresyjne (wzrost neurotransmisji

serotoniny i dopaminy) nadzieja dla otyłych ! w roku 2012 opublikowano wyniki badań

wskazujące, że piperyna może blokować tworzenie się nowych kom. tłuszczowych i obniżać poziom tłuszczu w krwiobiegu

Ui-Hyun Park, Hong-Suk Jeong, Eun-Young Jo, Taesun Park, Seung Kew Yoon, Eun-Joo Kim, Ji-Cheon Jeong, Soo-Jong Um. Piperine, a Component of Black Pepper, Inhibits Adipogenesis by Antagonizing PPARγ Activity in 3T3-L1 Cells. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012; 60 (15): 3853

Page 22: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW23

Alkaloidy – grupy piperydyny, syntetyk

Page 23: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW26

Alkaloidy – grupy chinoliny

w korze drzewa chinowego (ok. 5 - 10%) (Ameryka Pd, Andy –w Europie od 1632 w temp. pokojowej biała, krystaliczna substancja o intensywnie gorzkim smaku

tt 177 °C (bezwodna), 57 °C ( hydrat) nierozpuszczalna w wodzie (rozpuszczalna: olej, benzyna, etanol) szybko wchłaniana i szybko wydalana z organizmu; maks. stężenie w ciągu 1-3

godzin; okres półtrwania wynosi 11-18 godzin od przyjęcia trucizna protoplazmatyczna, działa porażająco na enzymy oksydoredukcyjne

(działania niepożądane Lek przeciwmalaryczny w postaci chlorowodorku, drażetki 50, 300 mg– działa

zapobiegawczo, niszczy pasożyty (kuracja 4 tyg.) niewielkie dawki poprawiają trawienie i mają właściwości przeciwgorączkowe,

przeciwzapalne i przeciwbólowe dawki : USA 83 ppm (mg/Kg), EU 100 ppm

(R)-[(2S,4S,5R)-5-etenylo-1-azabicyklo[2.2.2]okt-2-ylo](6-metoksychinolin-4-ylo)metanol

Malaria (zimnica) jedna z trzech najważniejszych (obok AIDS i gruźlicy)chorób zakaźnych w świecie.

40-45% ludności Ziemi żyje na terenach zagrożonych malarią

300-500 mln. zachorowań rocznie (2 mln śmiertelnych)

R*CO2H

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTIdVpl4OT0IsWOwXUZI6F1-U_G-TP6YEgyr9jhyXr-wP0pcR1ODQ

Page 24: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW27

Alkaloidy – synteza chininy Pierwsze próby syntezy w 1944 – Amerykanie: Woodward i Doering Synteza trudna (niealternatywna dla przemysłowej produkcji przez izolację z kory chinowca)

G.Stork, D. Niu, A. Fujimoto, E. R. Koft, J. M. Balkovec, J. R. Tata, G.R. Dake J.Am. Chem,. Soc. 2001, 123, 3239

Page 25: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW28

Alkaloidy – strategie w terapii malarii

„problem z leczeniem”

Arechin – tabletki 0,25 glek pierwotniakobójczy, znosi ostry atak malarii, pełzaka czerwonki, lamblii jelitowej; działa także przeciwzapalnie.

Lariam – racemat: (S,R) + (R,S); przyjmowany doustnie przeciwko malarii (profilaktycznie i leczniczo;stosowany w połączeniu z chininą)

Jomaa, H et al.: "Inhibitors of the nonmevalonate pathway of isoprenoid biosynthesis as antimalarial drugs" Science 1999 , 285, 1573–6

Antybiotyk Inhibuje enzymy E.coli

Page 26: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW29

Alkaloidy – synteza analogów chininy

Page 27: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW30

Alkaloidy – grupy izochinoliny

Wydzielana z kurrary (spośród ok. 70 alkaloidów) Obecnie otrzymywana syntetycznie Poraża mięśnie poprzecznie prążkowane; LD50 23 μg/kg Antagonista receptorów N2 nikotynowych Stosowana w chirurgii do zwiotczania mięśni szkieletowych

Obecnie zastępowany przez stabilniejszą pochodną atrakurium

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTIdVpl4OT0IsWOwXUZI6F1-U_G-TP6YEgyr9jhyXr-wP0pcR1ODQ

Page 28: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW31

Alkaloidy – grupy izochinoliny

Zsyntezowany 1974, dopuszczony do badań na ludziach w 1979 możliwych 10! Izomerów

Od 1995 Cisatracurium (Glaxo Wellcome Inc.) Środek blokuje przewodnictwo nerwowo-mięśniowe - zwiotczenie mięśni szkieletowych; Stosowany podczas intubacji dotchawiczej podczas zabiegów operacyjnych Metabolizowany w organizmie po 35 min.

w opium do 0.1%

Page 29: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW32

Pankuronium Lek zwiotczający, w formie roztworu soli pankuronium: bromku

pankuroniowego 2002 – „afera łowców skór” W USA stosowany przy wykonywaniu wyroków śmierci

Alkaloidy – analog strukturalny

Page 30: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW33

Alkaloidy – opium…Opium crudum, Laudanum, Meconium

zawiera około 20 alkaloidów (głównie poch. izochinoliny oraz poch. Fenantrenu)

Skład: Morfina 10-14% Narkotyna 3-8% Kodeina do 4% Papaweryna do 1%

wykorzystywane w medycynie jako źródło morfiny i innych alkaloidów (papaweryny, tebainy)

silne działanie przeciwbólowe, spazmolityczne, przeciwkaszlowe (dawniej Laudanum – nalewka alk.

silne właściwości narkotyczne !! (uzależnienie psychiczne nawet w ciągu kilku dni, uzależnienie fizyczne po czasie systematycznego zażywania

Opioidy należą do najbardziej uzależniających substancji znanych

człowiekowi

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRcJLyKKjSKsymiEd3MvAIm5XTwp3iGPRVBv8Skc9UKccKpqHiB

Page 31: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW34

Alkaloidy – grupy izochinoliny

Składnik opium nazwa międzynarodowa: papaverini hydrochloridum, nazwa handlowa

(w Polsce): Papaverinum hydrochloricum; postać: ampułki chlorowodorku papaweryny 40 mg w 2 ml

działanie spazmolityczne (rozkurczające) na mięśnie gładkie narządów wewnętrznych

skutki uboczne przy większych dawkach: wywołuje zwiotczenie mięśni w obrębie całego ciała, senność, apatię, euforię, depresję oddechową

stosowana w stanach skurczowych przewodu pokarmowego, kolce wątrobowej, skurczach macicy, kamicy pęcherza żółciowego, stanach zapalnych i skurczowych dróg żółciowych

1-(3,4-dimetoksybenzylo)-6,7-dimetoksyizochinolina

łac. Papaver – mak

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT4KHJlJKwaYyvP1zjTYrWU9IVf1D8NiqimELpTxw1VXeq_JkO0NA

Page 32: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW36

Alkaloidy – grupy izochinoliny

Występuje w opium (do 10%) hamuje skurcze mięśni gładkich działanie przeciwkaszlowe, jednocześnie pobudzające ośrodek oddechowy słabe działanie spazmolityczne Nie ma właściwości narkotycznych

O

O

CO2H

HCHO O

O

OO

TTFA O

O

OO

I

N

O

O

O OH

HCl KI

N

O

O

O

OO

O

O

I Al-Hg

MeOH

N

O

O

O

OO

O

Otemp.

Lyman C. Craig J. Am. Chem. Soc., 1933, 55 (7), 2854 Dong-Ung Lee Bull. Korean Chem. Soc. 2002, 23(11), 1548

Page 33: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

37

Alkaloidy – grupy fenantrenu

wyodrębniona w 1804 r., totalna synteza w 1954 r. gorzka w smaku, w postaci białego proszku, słabo rozpuszczalna w wodzie działa przeciwbólowo, przeciwkaszlowo, przeciwbiegunkowo, ale również

depresyjnie na ośrodkowy UN (zalicza się do depresentów) dawka śmiertelna 200 mg; w przypadku nadwrażliwości – 60 mg krótki okres półtrwania dawki stosowana przy leczeniu bólu w okresie okołooperacyjnym, zwalczaniu bólu

pourazowego, nowotworowego, zawałowego; w leczeniu przewlekłych bólów nowotworowych

do iniekcji podskórnych i domięśniowych używany jest chlorowodorek morfiny (w tabletkach jest siarczan morfiny)

fenantren

działa narkotyczne! (odurzająco) - kilkunastokrotne użycie morfiny prowadzi do uzależnienia fizycznego (uzależnienie psychiczne pojawia się szybciej)powtarzanie dawek powoduje tolerancję na lek (nawet do 2–3 g/dzień)objawem zażywania są silnie zwężone źrenicemoże działać euforycznie długotrwałe zażywanie powoduje zmianę osobowości, utratę potrzeby stosowania się do norm moralnych, zanik uczuć wyższych, niewrażliwość na doznania osób bliskichniszczy błony śluzowe przewodu pokarmowego = utrudnia przyswajanie pokarmów = wyniszczanie organizmu = śmierć!https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQT1Yszy2sEoV8ZlTXb1dEmIRNZ9nkN1RwcWWFzn41sVo3gw2rt

Morfeuszgrecki bóg snu

Page 34: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW38

działa depresyjnie na OUN Znosi odczuwanie bólu stosowany jest fosforan kodeiny wchłaniany z przewodu pokarmowego stosowana w leczeniu zespołów bólowych po urazach, zabiegach chirurgicznych, operacyjnych, silnych

bólach kostno-stawowych, po ekstrakcji zęba oraz bólach nowotworowych; dopuszczalna dawka 30 mg.

wykazuje słabe działanie narkotyczne (bardziej stymulująca niż depresyjna) jest wykorzystywana do otrzymywania innych opioidów, m.in. kodeiny,

buprenorfiny, etorfiny, naloksonu

Alkaloidy – grupy fenantrenu Pochodne morfiny

składnik wielu leków złożonych (z aspiryną, ibuprofenem, paracetamolem, kofeiną)

Page 35: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

39

Alkaloidy – alkaloidy opium cd., modyfikacje morfiny

półsyntetyczny lek otrzymany w 1960 r („historia przypadku”) działa ok. 1000-80000 razy mocniej przeciwbólowo od morfiny bardzo toksyczna dla ludzi (kropla podana na skórę człowieka może spowodować

śmierć wskutek depresji oddechowej w ciągu kilku minut) stosowana w weterynarii w postaci chlorowodorku jako środek usypiający duże

zwierzęta (konie, słonie)

ma działanie uspokajające i przeciwbólowe (ok. 8–10 razy silniejsza od morfiny) została opisana i opatentowana w 1932 w USA Silnie uzależnia –najdrastyczniejszy narkotyk świata -od 2010 „hit” narkomanii

w Rosji – „krokodyl” !!!! – „podróbka” heroiny

Objawy zażywania• narkotyk nie całkowicie rozpuszcza się we krwi → odkłada się w żyłach →

zapalenie żył, zakrzepy i zatory → śmierć

• narkotyk zombii - wstrzykiwany w formie nieoczyszczonej →gangrena → gnijące rany → odpadanie mięśni od kości, gnicie uszu, ust, nosa → konieczność amputacji

• czas życia przyjmującego narkotyk – 2-3 lata

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSxSfN0szhzkHYgxI3S-NzFXNTvbvigMkKQGt1D2qw0_2c6AmJF

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSxSfN0szhzkHYgxI3S-NzFXNTvbvigMkKQGt1D2qw0_2c6AmJF

Page 36: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW40

Alkaloidy – walka z morfinizmem – ogólnie narkomanią

„najprostszy chemicznie” lek opoidowy działa przeciwbólowo (kilkakrotnie silniej od morfiny)-efekt do 4-8 h używany jest w formie chlorowodorku podawany jest doustnie (syrop), dzienna dawka 60 - 100 mg substytut w terapii odwykowej opiatów (głównie heroiny)-eliminuje objawy

odstawienia i obniża chęć zażywania opioidów

Opioidy należą do najbardziej uzależniających substancji znanych człowiekowi

Zależnie od środka, częstotliwości i metody podania uzależnienie psychiczne może pojawić się w krótkim okresie, nawet na przestrzeni kilku dni.

Zależność fizyczna pojawia się zwykle po dłuższym i regularnym przyjmowaniu, ale słabe objawy abstynenckie mogą pojawić się nawet po tygodniu przyjmowania silnych opioidów (morfina, kodeina, heroina).

Charakterystycznym jest, że uzależnieniu towarzyszy rozwój tolerancji na lek i konieczność zwiększenia dawek do osiągnięcia pożądanego efektu.

ale - mimo słabszego działania uzależniającego powoduje znacznie dłuższe objawy odstawienne

Page 37: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW41

Alkaloidy – synteza metadonu

Zsyntezowany w 1937 r. w Niemczech podczas II wojny światowejpatent na syntezę wygasł w USA w latach 90. XX w

Page 38: Alkaloidy jęz. arabski: al-kali Jęz. grecki eidos zasadazcho.ch.pw.edu.pl/dyd_tech609.pdf"hemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3 Alkaloidy –związki, które

"Chemia Medyczna" dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW42

Alkaloidy – walka z morfinizmem – ogólnie narkomanią

Używany w leczeniu ostrych zatruć narkotycznymi (głównie w lecznictwie zamkniętym.)

Silny antagonista receptorów opoidowych (znosi ośrodkowe i obwodowe działanie opioidów)

nie działa przeciwbólowo, nie powoduje depresji ośrodka oddechowego nawet długie, regularne podawanie nie prowadzi do uzależnienia (czas

półtrwania: 1-1,5 h) doustnie słabo wchłaniany

Półsyntetyczny lek opidowy przeciwbólowy i znieczulający w mniejszym stopniu wywołuje objawy euforyczne ma słabsze działanie kurczące na mięśnie gładkie i mniejszą tendencję do

wywoływania uzależnienia Przyjmowana w formie tabletek podjęzykowych, plastrów lub syropu; dawka

dzienna 12 mg do 16 mg W Polsce terapia buprenofiną nie jest wykonywana – terapia za droga

Pochodna ratująca życide !

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQT1Yszy2sEoV8ZlTXb1dEmIRNZ9nkN1RwcWWFzn41sVo3gw2rt