Алкалоиды: физико-химические свойства, выделение из ЛРС, очистка; количественное определение в ЛРС по ГФ РБ.

Физико-химические свойства алкалоидов.

1) Кислородсодержащие алкалоиды – обычно твердые кристаллические вещества, чаще бесцветные и реже окрашенные (берберин, хелеритрин, сангвинарин – желто-оранжевого цвета), без запаха, горького вкуса. Поэтому лекарственные растения, содержащие алкалоиды, как правило, имеют горький вкус, но из-за токсичности алкалоидов вкус ЛРС определять не рекомендуется (!).

2) Алкалоиды, не содержащие кислорода – маслянистые жидкости, летучие, с неприятным запахом (никотин, конин, пахикарпин, анабазин).

3) Алкалоиды имеют четкие температуры кипения и плавления.

4) оптически активны: левовращающиеся изомерыактивнее правовращающихся.

5) Некоторые флуоресцируют под ультрафиолетовыми лучами (берберин, хинин).

6) Жидкие алкалоиды перегоняются с водяным паром.

7) В растениях алкалоиды могут присутствовать в виде солей и в виде оснований. Растворимость алкалоидов-солей и алкалоидов-оснований различна. Алкалоиды-соли, как правило, хорошо растворимы в воде и спиртах (особенно в разбавленных и особенно при нагревании), но нерастворимы в органических растворителях. Алкалоиды-основания хорошо растворимы в органических растворителях (хлороформе, эфире, дихлорэтан, спиртах и др.) и нерастворимы в воде.

8) Благодаря оснóвному характеру алкалоиды при взаимодействии с кислотами образуют соли. Данное свойство алкалоидов широко используется при выделении и очистке алкалоидов, их количественном определении, получении препаратов.

9) Общим химическим свойством всех алкалоидов является образование осадков: а) с солями тяжелых металлов, б) с комплексными йодидами, в) с комплексными кислотами. Эти свойства алкалоидов используются для их обнаружения в сырье.

Выделение. экстрагируют из ЛРС либо в виде солей, либо в виде оснований.

1) При выделении алкалоидов в виде солей сырье обрабатывают водой, спиртом или водно-спиртовыми смесями, содержащими 1-2% щавелевой, уксусной, винно-каменной и других органических кислот, так как их соли хорошо растворимы в спирте. После такой обработки все алкалоиды из ЛРС переходят в водно-кислотную вытяжку в виде солей. Одновременно в спиртовую и особенно водную вытяжку переходит бóльшая часть балластных веществ из ЛРС, извлекаемых этими растворителями.

Чтобы очистить алкалоиды от примесей, вытяжку алкалоидов-солей, имеющую кислые рН, подщелачивают, и образовавшиеся при этом алкалоиды-основания извлекают соответствующими органическими растворителями. Однако одной обработки раствора алкалоидов-солей щелочью и извлечения алкалоидов-оснований органическими кислотами для очистки недостаточно. Повторяют. Органический растворитель выпаривают, а остаток, содержащий сумму алкалоидов, подвергают дальнейшей обработке (т е разделению на отдельные фракции хроматографическим методом).

2) При выделении алкалоидов в виде оснований, алкалоиды-соли, в которых они обычно содержатся в лекарственном растительном сырье, необходимо перевести в алкалоиды-основания. Для этого растительный материал обрабатывают щелочью (раствором аммиака, гидрокарбоната и др.). При подборе щелочи учитывают свойства алкалоидов. Сильные щелочи (NaOH, KOH и др.) используют при выделении сильных алкалоидов-оснований и алкалоидов, находящихся в лекарственном растительном сырье в виде прочных соединений с дубильными веществами.

В других случаях обычно используют раствор аммиака. Образующиеся алкалоиды-основания экстрагируют органич р-лем, в который переходят сумма алкалоидов-оснований и некоторые сопутствующие в-ва. Далее сумму алкалоидов-оснований в орган р-ле обрабатывают 1-5% кислотой (винной, уксусной, HCl, H₂SO₄ и др. – т.е. берут те кислоты, которые дают с алкалоидами соли, хорошо растворимые в воде или спирте). Алкалоиды-основания с кислотой образуют соответствующие соли; соли переходят в водный слой, а основная масса сопутствующих в-в остается в органич р-ле, который удаляют с помощью делительной воронки. К водному раствору алкалоидов-солей добавляют щелочь для перевода алкалоидов-солей в алкалоиды-основания: если содержание алкалоидов высокое, алкалоиды-основа-ния выпадают в осадок, который просто можно собрать на фильтре. Если этого нет, то водное извлечение после подщелачивания образуют несмешивающимся органич р-лем, куда переходят алкалоиды-основания. Эту операцию повторяют до тех пор, пока не будет достигнуто более полное отделение алкалоидов от сопутствующих в-в. Далее органический растворитель отгоняют и получают сумму алкалоидов.

Разделение алкалоидов на фракции проводят способами:

а) в случае наличия в смеси летучих алкалоидов-оснований их разделяют фракционной перегонкой, используя различия в темп кипения, начиная с более низкой;

б) на основании химич особенностей − подбирают реактивы, которые реагируют с одним алкалоидом и не реагируют с другим: алкалоиды с фенольным гидроксилом со щелочью образуют водораствор феноляты, другие выделяют органич р-лями;

в) по различной адсорбционной способности (хроматографической). Через колонку с адсорбентом пропускают раствор алкалоидов, потом эту колонку промывают органическим растворителем или смесью растворителей и получают фракции, в которых содержатся отдельные алкалоиды;

г) по различной растворимости алкалоидов-оснований в р-лях с возрастающей полярностью: в эфире, в который перейдут одни алкалоиды, затем в хлороформе - другие

д) по различной силе оснóвности алкалоидов. Более слабые алкалоиды-основания перейдут в первые фракции растворителя, а более сильные – в последние.

Количественное определение алкалоидов производится:

а) методом нейтрализации (титриметрии ), который изложен в статье Листья красавки. Для этого проводят извлечения алкалоидов из ЛРС в виде оснований. Затем в хлороформное извлечение со щелочным рН добавляют HCl: алкалоиды-соли переходят в водно-кислую фракцию. Добавляя вновь хлороформ и раствор NH₄OH (для сдвига рН в щелочные значения), алкалоиды-соли становятся алкалоидами-основаниями и переходят в хлороформную фракцию. После этого хлороформ выпаривают. Получают остаток, содержащий сумму алкалоидов-оснований. К остатку добавляют 0,02М HCl в избытке (~ 15 мл) и таким образом получают раствор хлористоводородных солей алкалоидов. После внесения в этот раствор капли раствора метилового красного (индикатора) его титруют 0,02М NaOH. Нейтрализацию избытка 0,02М HCl раствором 0,02М NaOH фиксируют изменением цвета индикатора. Результаты рассчитывают в пересчете на гиосциамин.

б) гравиметрическим методом (взвешиванием собранного и высушенного осадка А);

в) методом спектрофотометрии (разновидность - флуориметрия для определения изохиноновых алкалоидов, которые в УФ-лучах светятся желтым, оранжевым, зеленым или голубым светом − интенсивность этой флуоресценции можно измерить).