Алкалоид - какво е това? Свойства, примери за алкалоиди
Алкалоидът е органичен алкал, получен от растения. Отдавна е практиката да се използват определени видове растения вътре във формата на прах. Техните ефекти върху организма са или токсични, или лечебни. В началото на 19-ти век известните химици Робик и Сертюнер установяват, че реакцията се дължи на различното съдържание на органични съединения в тях, които съдържат азот, и реагират като алкали. Днес растителните алкалоиди имат десетки хиляди отделни съединения.
Защо се наричат така?
По отношение на техните свойства и поведение, алкалоидите са подобни на алкалните съединения, по-специално амонячните съединения, откъдето идва и тяхното наименование от латинската алкална - алкална. По-късно е открито, че е възможно да се получат органични алкали по изкуствен път. Тогава се появи разделяне на алкалоиди на естествени и синтетични. След това се усложнява органични съединения Беше въпрос на време, но алкалоидите все още запазват концепцията за органични амонячни съединения, получени от растения.
Начини за получаване
В растителността алкалоидите са под формата на сол и органични киселини. Същността на всички методи за получаването им е превръщането на органичните соли в соли на сярна и солна киселина. След това получената киселина се третира с вар или сода каустик. Получават се половината чисти алкалоиди. Рекристализационните или дестилационните реакции дават възможност за получаване на вещества без примеси. 
За втория метод за освобождаване на чисто вещество са подходящи само течни съединения, съдържащи азот, водород и въглерод. Други растителни алкалоиди са съставени от едни и същи елементи и кислород, те са твърди и следователно могат да променят своите кристална решетка само чрез прекристализация.
свойства
Свойствата на алкалоидите са подобни на свойствата на алкалите. Те реагират свободно с киселини, без да отделят вода. Амонякът се държи по подобен начин, както и всички производни на амоняка. Преобладаващото количество алкалоиди не реагира с вода, затова като разтворители по-често се използват вино или фузелов алкохол. Алкалоидните разтвори имат горчив вкус, но не притежават миризма. От оптична гледна точка тези вещества са способни да въртят равнината на поляризация на дясната и лявата страна.
В процеса на дестилация алкалоидите реагират с калиев калий в отсъствието на въздух, което води до съединения като карбазол, хиномен и пиридин, които имат всички свойства на амините. В процеса на окислителни реакции - образуват киселини, например хинолин, в който един водород се замества с карбоксилна група.
Въз основа на проведените експерименти химиците изразиха общо мнение, че естественият алкалоид не е нищо повече от резултата от заместването на водородните атоми в алкали с различни оксидни съдържащи растителни остатъци. За първи път химикът Вишнеградски говори за това.
История на откриването
През 19-ти век се смяташе, че веществата, извлечени от растенията, не съдържат азот в състава си. Но през 1817 г. германският химик Сертурнер произвежда реакция за изолиране на чист алкалоид, морфин (или морфин, за който е бил използван опиев мак) и след това са определени неговите химични свойства. 
През 1818 и 1819 г. други химици от Франция - Cavantu и Peltier - са избрали бруцин и стрихнин от еметичен орех и челибухи, съответно. През 1820 г. същите тези учени отново правят пробив и използват хининовото дърво за производството на хинин и цинхонин. 
През следващите години, до 1842 г., Пелтие и Кавану един след друг получават нов вид алкалоид. Например, алкалоидът, използван активно в съвременния свят, е кофеин. Бяха открити също конин, никотин, атропин, кодеин. През 1842 г. химикът Воскресенски разпределя теобромин отделен тип алкалоид от какаовите зърна. 
През 1860 г. френските изследователи отново успяват и получават кокаин. По-късно те също откриха пилокарпин, ефедрин и лобелин.
Днес има около седемстотин различни алкалоиди. Но най-голямата тайна беше разгледана молекулярна структура тези загадъчни вещества. Той продължава до 1880 година. Тогава всички сили на учените от умовете бяха изпратени да получат синтетични алкалоидни съединения. След развитието на теорията за структурата на органичните съединения, авторът на която е А. М. Бутлеров, стана възможно да се научи за молекулярната структура и синтеза на алкалоидите.
През 1886 г. немски химик Ладенбург възпроизвежда синтетичната реакция за получаване на конско месо въз основа на методи за редукция на хомолог, използвайки метален натрий в алкохол. Теофилин, кофеин, теобромин, никотин, кокаин и атропин също са синтезирани. През тези години е било изключително трудно да се произведат подобни реакции в промишлени условия, така че известно време не са провеждани изследвания. А през 1915 г. химик В. Родионов организира работата по синтеза на опиум, който от дълго време е донесен от чужди страни. През 1928 г. А. П. Орехов провежда изследвания на флората на СССР за съдържанието на алкалоиди в него. Тогава той бил наречен основател на химическата природа на алкалоидите. Година по-късно той произвежда и изучава анабасин. Седем години по-късно Григорович и Меншиков, които синтезираха това вещество, се обърнаха към тази работа.
През 1932 г. и 1933 г. Орехов прави следващите си открития - получаване на свинска и коиволамин, салсолин и салсолидин.
Паралелно с растителните елементи се извършва и работа с животински организми. Дълго преди триумфалните си открития химикът Меншиков успял да получи ксантип от камъка в урината, който след това открил в кръвта и тъканите на различни животни. Провеждат се и изследвания.
приложение
Част от алкалоидните съединения са полезни в медицинската практика като лекарства, както и в селскостопанските дейности в борбата с вредителите.
Известно е, че почти всички алкалоиди, чието използване е широко разпространено в медицината, са най-силните отрови, а останалите са най-ценните лекарства. Някои от тях засягат централната нервна система, някои - от мускулния скелет, други - от съдовете.
Кофеинът и стрихнинът бързо подобряват дейността на нервната система и повишават кръвното налягане; скополамин и морфин имат успокояващ ефект; пилокарпин повишава активността на жлезите; кокаинът намалява чувствителността на нервната периферия; напротив, атропин инхибира жлезите; Курарин блокира двигателните нерви; Ергометринът помага за намаляване на маточните мускули; хининът се бори с маларията; и повръщане може да бъде предизвикано с еметин и аноморфин; в офталмологичната практика, атропинът се използва за разширяване на зениците на пациента; и за неговото стесняване се прилага физистигмин; теоброминът има диуретичен ефект; и адреналин се използва за повишаване на кръвното налягане и за реанимация. Действието на алкалоидите в някои случаи е често срещано явление (елиминира болестта), а в други се противопоставя само на симптомите. Например, хининът може напълно да излекува маларията, докато морфинът само облекчава и успокоява, но не е в състояние да елиминира причината за заболяването.
класификация
Класификацията на алкалоидите се основава на структурата на азот-въглеродния молекулен скелет. Основател на това е учен А.П. Ядки.
- Пиролидиновото производно се нарича хигрик.
- Производното на пиридин се нарича рицинин, никотин (съдържащ се в партидните стави), анабасин (считан за инсектицид), амодендрин, атропин (получен от Datura и Hebbane), конвалвин (използван като местна упойка), кокаин (от кокаини храсти, използвани като анестетик, сега класифициран като наркотично и психотропно вещество, забранен за производство и употреба).
- Хинолиновото производно се нарича хинин и нинонин (за производство се използва хининово дърво, използвано за лечение на малария).
- Производното на изохинолин се нарича салсолин (използван за понижаване на кръвното налягане), папаверин и опиум.
- Производно на диизохинолин е морфин (алкалоид, който съдържа опиев мак) и берлерин.
- Производното от индол се нарича стрихнин, бруцин (силна отрова).
- Производно от пурин е кофеин и теоромин (възбужда централната нервна система и повишава кръвното налягане).
Растения и алкалоиди
Алкалоидът е продукт, получен в резултат на обменни реакции в растенията. Все още не са определени законите, според които алкалоидите се разпространяват в околната среда на цъфтящи растения. Най-голям брой от тях се срещат в лютички, макове, бобови растения, в семейство на кучешките лилии, тис, ефедра и мухомор. Сред флората на СССР алкалоидите са открити в зърнените култури, магнолиите и конвулватите. 
По-късно беше дадена променена дефиниция на алкалоидите като вещество - те се наричаха катализатори, които са способни да неутрализират токсичните продукти на обменните реакции вътре в тялото, но по никакъв начин не могат да бъдат отпадъчни продукти на растенията. Няколко години по-късно експериментално е доказано, че някои групи алкалоиди са способни да участват в окислително-редукционните реакции вътре в клетките.
Общият дял на алкалоидите в растителните клетки не надвишава 1%. В някои части на растението концентрацията им е различна, но най-много са концентрирани в листата, семената и корените. Колкото по-високо е нивото на осветление, температурата на околната среда, толкова по-често се случват торове и напояване, толкова по-голямо е количеството на алкалоидите, открити в завода.
функционален
От химическа гледна точка, алкалоидите, когато се погълнат в телата на хората и животните, образуват силни връзки с рецепторите на нервната система и след това контролират процесите на блокиране или задействане на процесите на жизнената активност.
За растенията алкалоидите играят много важна роля, тъй като са резервни вещества в процеса на протеиновия синтез, помагат за защита от насекоми и животни, регулират всички физиологични процеси (метаболизъм, растеж, репродукция).
Морфин и атропин
Получава се атропин от растителни растения (беладона, късче, допин). Със своето действие учениците се разширяват значително, това се дължи на отслабването на мускулните влакна в ириса. Малък страничен ефект е повишаване на вътреочното налягане, тъй като изтичането на течност е нарушено. Друга употреба на атропин е лечението на заболявания на стомашно-чревния тракт, урогениталната система, за регулиране на жлезите. За спазми на гладките мускули, атропин е включен в аналгетиците (промедола или морфин). В анестезиологията това вещество се прилага на пациенти преди анестезия, както и в процеса на извършване на операции с цел пречистване на рефлексните реакции в организма. Понякога хората, които страдат от прекомерно изпотяване, се предписват на употреба на атропин, който потиска потните жлези.
При предозиране на атропин се наблюдават халюцинации, гърчове и повишена умствена възбуда, в някои случаи може да се появи парализа на дихателните пътища.
Морфинът е използван за първи път в медицината след изобретението на спринцовка за инжектиране през 1853 година. До днес това вещество се използва само в болнична среда и под строго счетоводство като анестетик. По-рано морфинът се използва за подтискане на алкохола и наркоманиите. Когато се погълне, той намалява възбуждането на болката, като осигурява антишокова реакция при наранявания. 
Също така морфинът може да забави метаболизма и да намали телесната температура. Той има отрицателно въздействие върху дихателната система, което води до намаляване на дълбочината на вдишване, което води до проблеми с вентилацията на белите дробове и пълно спиране на дишането (при високи дози).
Кокаин и кофеин
Кокаинът е мощно психотропно вещество. През 19 век с него се лекува астма, проблеми с храносмилателната система и алкохолизъм. За първи път Зигмунд Фройд говори за въздействието на кокаина върху нервната система, провеждайки серия от изследвания. 
В резултат се оказа, че молекулите му са способни да блокират болковите импулси, причинявайки психични разстройства, зависимост и смърт. Намалява апетита, води до унищожаване на личността от психологическа и физическа гледна точка. Кокаин хидрохлорид е бял прах. В медицината се използва изключително рядко - по време на операции на носните и устните кухини.
Кофеинът е синтетичен алкалоид, има психоактивен ефект, няма мирис, горчив вкус. Действието му започва в рамките на няколко минути след употреба. Може да увеличи дихателната активност, да увеличи сърдечната честота, да ускори метаболизма. В същото време работата му е съпроводена от диуретичен ефект, както и от облекчаване на главоболие. Когато се използва в големи количества причинява зависимост, да се откаже, което е почти невъзможно. Съдържа се в чай, кафе, какао.