Глава 11. Алкалоиды. Антибиотики и другие лекарственные средства. Полимеры

В предыдущих разделах, посвященных гетероциклическим соединениям, упоминались различные алкалоиды. Этот термин предложил в 1818 году немецкий фармацевт Карл Фридрих Вильгельм Мейсснер (1792–1853). Алкалоиды представляют собой азотсодержащие соединения, чаще всего гетероциклические, обычно растительного происхождения. С химической точки зрения это основания, откуда и произошло их общее название, от англ. alkali – «щелочь» (см. Калий). Многие алкалоиды применяются в медицине, сведения об их действии на организм можно найти в справочниках по лекарственным средствам.

Число выделенных из различных источников алкалоидов огромно и превышает 10 тысяч, что больше числа известных соединений любого другого класса природных веществ. Приведем происхождение названий еще ряда алкалоидов разного строения, многие из которых хорошо известны не только химикам.

В незрелых коробочках опийного мака содержится около двадцати алкалоидов. Ранее были упомянуты морфин и папаверин. Хорошо известен также кодеин (от греч. kodeia – «головка мака»). От «кодеина» и «амина» произошло название алкалоида кодамина. Необычно звучат некоторые производные кодеина – хлоркодид (хлорированный кодеин), эукодал, текодин ("тебаин" + "кодеин"). Название опийного алкалоида тебаина происходит от древнеегипетского города Фивы (лат. Thebae), где изготовляли опиум. Слово же опиум происходит от греч. opion – «маковый сок» (а opos – просто «сок», любого растения).

Средневековый врач и алхимик Парацельс (1493–1541; настоящее имя Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм) спиртовый раствор опиума применял в своей практике и называл "лауданум" – "достойный похвалы", отсюда и название алкалоидов лауданидина и лауданозина. В неявном, именно что «скрытом», виде слово "опиум" присутствует в названии алкалоида криптопина (греч. kryptos – «скрытый»); название отражает малое содержание алкалоида в опиуме. К опиумным алкалоидам относятся также наркотин и котарнин. Первый термин (как и наркотик) происходит от греч. narke – «оцепенение», narkotikos – «приводящий в оцепенение». А термин «котарнин» – это просто анаграмма слова «наркотин». По шаблону наркотина придумано и название опийного алкалоида нарцеина. Синтетически из морфина можно получить его диацетилпроизводное, которое назвали героином. Когда-то не знали о его убийственном действии на организм и применяли в медицине, например, пытались с его помощью «героически» лечить туберкулез; отсюда и название этого вещества, от греч. heros – «герой». По другой, более правдоподобной, версии, это фирменное название ввел в 1898 году Генрих Дрезер, немецкий химик, работавший в крупнейшей фармацевтической компании «Байер». Он испытал действие этого вещества на себе, а также на некоторых работниках компании. По их отзывам, после приема люди начинали чувствовать себя «героями».

В тропических растениях рода Aspidosperma содержится алкалоид аспидоспермин. К змеям этот алкалоид (как и растение) не имеет отношения: aspis по-гречески – «щит». А в менее экзотическом травянистом лекарственном растении хохлатке (семейства Дымянковые) содержится алкалоид бульбокапнин. Латинское название хохлатки – Bulbocapnos, от лат. bulbus – «шарик, луковица» (у хохлатки клубеньки имеют шаровидную форму) и греч. kapnos – «дым». Хохлатка относится к роду Corydalis (от греч. korydallos – «хохлатый жаворонок»), откуда произошло название другого содержащегося в ней алкалоида коридалина. А в хохлатке полой (Corydalis cava; на латыни cavus – «выдолбленный, полый»), кроме коридалина, содержатся алкалоиды коридин, корикавин, корикавамин, коритуберин, корибульбин и др.

В корнях растения с красивыми белыми цветами сангвинарии канадской (Sanguinaria canadensis) содержится ядовитый алкалоид сангвинарин, по своему действию напоминающий стрихнин. Название и вещества, и растения происходит от лат. sanguinarius – «кровожадный» (лат. sanguis – «кровь»). Растение так назвали из-за сочащегося при надломе корневища оранжево-красного сока, которым североамериканские индейцы раскрашивали свои лица. Отсюда другое название сангвинарии – кровяной корень. (А травянистое растение кровохлебка названо так по способности останавливать кровотечение.) Этимологически сангвинарину родственны слова «сангвиник» («полнокровный» человек) и «сангвинизм» (темперамент, присущий сангвинику), а также «сангина» (в живописи: рисунок, выполненный сангиной – красным карандашом).

В мексиканских грибах и спорынье содержится алкалоид лизергиновая кислота, название которой происходит от греч. lysis – «развязывание, избавление», а также «растворение» и фр. ergot – «спорынья». Диэтиламид лизергиновой кислоты – сильнейший галлюциноген; его синтезировал в 1938 году швейцарский химик Альберт Хофман (1906–2008), психотропные свойства он обнаружил случайно в 1943-м. Известное название этого вещества lsd происходит от сокращенного немецкого термина Lysergsäure-N,N-diethylamid.

Алкалоид гидрастин получают из корня травянистого растения Hydrastis canadensis, семейства Лютиковые. В луковицах редкого дальневосточного растения ликориса (Lycoris), который называют также «воскресшей лилией», содержится алкалоид ликорин. Алкалоиды лупанин, лупинин, люпинин, лупинидин содержатся в декоративном растении люпине (Lupinus). Синоним лупинидина – спартеин, названный по содержащему его растению Spartium scopartum (дереза обыкновенная).

Разные названия алкалоида хондродендрина (он же бебирин, он же нектандрин) происходят от разных растений и из разных языков. Первое – от южноамериканского вьющегося растения хондродендрона (Chondrodendron), третье – от вечнозеленого растения семейства Лавровые нектандры (Nectandra rodiaei), а второе – от испанского и португальского названия нектандры: bibirú (слово пришло из карибских языков). Алкалоид магнофлорин не содержит магния; он был выделен из коры магнолии крупноцветковой (Magnolia grandiflora). По тому же принципу назван магнолол, природный димер хавикола.

В 1933 году в спиртовом экстракте из листьев ячменя был обнаружен очень ядовитый алкалоид. Немецко-шведский биохимик, лауреат Нобелевской премии по химии Ханс Карл Август Симон фон Эйлер-Хельпин (1873–1964), в лаборатории которого проводились эти исследования, назвал новое вещество грамином, от латинского названия семейства Мятликовые – Gramineae. По строению это тоже производное индола, 3-(диметиламинометил)индол. Другое название этого соединения – донаксин, у него своя история. Примерно в те же годы академик А. П. Орехов и его сотрудница С. С. Норкина проверяли старые истории о верблюдах в Средней Азии, которые отказывались есть некоторые травы из-за их горького вкуса. Из гигантского камыша Аrundo donax они выделили алкалоид, названный донаксином. Впоследствии выяснилось, что он идентичен грамину.

батрахотоксин (от греч. batrachos – «лягушка»), сильнейший небелковый яд, который содержится в кожных железах некоторых видов лягушек-древолазов (смертельная доза для человека 0,2 мг). Больше всего этого яда (до 0,5 мг) содержится в лягушке с красноречивым названием листолаз ужасный (Phyllobates terribilis). В чистом виде его получили в 1962 году. В 2010 году из кожных выделений крошечной колумбийской лягушки пятиполосого листолаза (Epipedobates anthonyi) был выделен еще один очень ядовитый тетрациклический алкалоид, молекула которого содержит фурановый, пирролидиновый, хлорзамещенный пиридиновый и циклобутановый циклы. Его назвали фантасмидин – по английскому названию этой лягушки phantasmal poison frog, что можно перевести как «призрачная (или фантомная) ядовитая лягушка».

сакситоксин – нейротоксин небелковой природы, продуцируемый простейшими организмами – динофлагеллятами и цианобактериями. Название этого токсина происходит от съедобных моллюсков вида Saxidomus. иохимбин является главным алкалоидом дерева йохимбе (Pausinystalia johimbe), произрастающего в центральной части Африки. Алкалоид демасценин содержится в семенах растения семейства Лютиковые – чернушки дамасской (Nigella damascena). Эфирное масло из этих семян содержит витамин Е, имеет запах земляники и употребляется в пищевой промышленности как пряность, хотя в больших дозах может представлять опасность. Похожее название (но другое строение) имеют β-дамаскон и β-дамасценон, найденные в розовом масле розы дамасской (Rosa damascena).

Очень ядовитый алкалоид эзерин содержится в калабарских бобах – плодах южноафриканского растения Physostygma venenosum, которое местные жители называют эзере. Синоним эзерина, физостигмин, происходит от латинского названия этого растения.

Алкалоид эрготамин (от фр. ergot – «петушиная шпора», а также «спорынья») содержится в спорынье – рожковых наростах на зернах ржи и пшеницы. Похожие названия у алкалоидов эргокорнина, эрготоксина и эрголина. Первое – от фр. ergot и нем. Korn – зерно (или от лат. cornu – «рог, клюв»; возможны оба толкования, так как спорынья имеет вид рожков на зернах злаковых). Второе название – от того же ergot + «токсин». А в структуре эрголина есть индольный фрагмент, откуда «ол».

Алкалоид эхинопсин содержится в плодах мордовника (Fructus echinopsis). галантамин содержится в разных видах подснежника, впервые выделен из луковиц подснежника Воронова (Galanthus woronowii) семейства Амариллисовые.

глауцин – алкалоид, содержащийся в различных видах растений, таких как мачок желтый, он же глауциум желтый (Glaucium flavum); глауцин оказывает бронхолитическое и противовоспалительное действие. Латинское glaucium происходит от греч. glaukos – «сине-зеленый»; именно такого цвета листья этого растения.

Алкалоид карпаин интересен тем, что в его молекуле содержится 26-членное кольцо (образованное с помощью двух лактамовых фрагментов). Название же его происходит от растения папайя, оно же хлебное, или дынное, дерево (Carica papaya). Интересно, что первая часть латинского термина взята из карийского языка, на котором когда-то говорили карийцы – древний народ, населявший побережье Малой Азии. А «папайя» – слово на языке отомак, на нем говорили аборигены, жившие когда-то на территории Южной Венесуэлы.

В офтальмологии применяют алкалоид пилокарпин, выделенный из африканского растения рода Pilocarpus, названного так по виду своих плодов (от греч. pilos – «войлок», karpos – «плод, фрукт»). Среди производных пилокарпина – пилоповая, изопилоповая, изогомопилоповая кислоты и другие «пило»-соединения.

Во всех частях растений семейства Пасленовые (Solanum) содержится ядовитый алкалоид соланин. В съедобных клубнях картофеля (Solanum tuberosum) его содержание мало (около 0,05 %) и не представляет опасности. Но если картофель, особенно влажный, хранился на свету, он прорастает и зеленеет. Сама по себе зелень не опасна (это хлорофилл), но она свидетельствует о том, что содержание соланина в картофеле значительно повышено и его нельзя употреблять в пищу. (В то же время для семенного картофеля позеленение полезно.) Соланин также содержится в незрелых помидорах. Агликон соланина называется соланидином. Алкалоид сарпагин содержится, наряду со многими другими алкалоидами, в корневище раувольфии змеевидной; на языке хинди она называется sarpagandha.

Чрезвычайно токсичный стрихнин был выделен из рвотных орешков – семян чилибухи (Strychnos nux-vomica). В этих семенах содержится также алкалоид бруцин. Это еще одно название, данное химическому веществу по ошибке: полагали, что бруцин содержится в кустарнике Brucea ferruginea, который назвали в честь шотландского исследователя Африки и писателя Джеймса Брюса (1730–1794). Хиральную молекулу бруцина используют для разделения оптических антиподов – рацематов.

цитизин, содержащийся в семенах растения ракитник русский (Cytisus ruthenicus), известен тем, что используется как средство для отвыкания от курения (препарат «Табекс»). Другое название цитизина – софорин, потому что этот алкалоид содержится в плодах софоры японской (Sophora japonica). N-Метилпроизводное цитизина получило название каулофиллин, поскольку было найдено в стеблелисте (лат. Caulophyllum) – многолетнем травянистом растении семейства Барбарисовые. Русское название растения дублирует латинское, которое происходит от греч. kaulos – «стебель, черенок» и phyllon – «лист». В результате ряда превращений из цитизина можно получить цитизолидин (6,8-диметилхинолин).

В 1986 году из японской морской губки Hymeniacidon был выделен необычный по своему строению алкалоид. В его молекуле оказалось дибромпиррольное кольцо, сконденсированное с семичленным гексаметилениминовым циклом с кетонной группой и присоединенным к нему аминоимидазольным циклом. И название у этого алкалоида, данное по источнику выделения, необычное: гименин.

адреналин относится к алкалоидам с атомом азота в боковой цепи. В организме он служит основным гормоном надпочечников, а также нейромедиатором. По химическому строению адреналин является катехоламином, то есть производным пирокатехина. Его название происходит от лат. glandula adrenalis – «надпочечники». Один из метаболитов адреналина назван адренохромом, потому что образует кристаллы пурпурного цвета (по-гречески chroma – «окраска, цвет»). Название синонима адреналина – эпинефрина происходит от греч. epinephron – «надпочечник» (nephron – «почка»). Аналогом адреналина является амфетамин; этот термин сконструирован из химического названия этого вещества на английском: alpha-methylphenethylamine → amphetamine. Синоним «амфетамина» – бензедрин. «Бенз» – поскольку в молекуле содержится бензольное кольцо. Вторая же часть произошла от «эфедрина»: в 1927 году американский химик и фармаколог Гордон Аллес (1901–1963) в поисках замены эфедрину специально синтезировал амфетамин (известный с 1887 года) и испытал его на себе.

Название другого психотропного производного фенилэтиламина, мескалина (или мецкалина), происходит от американского растения мескаля (вид агавы), которое, в свою очередь, связано с названиями на языке науатль: metl – «агава» и ixcalli – «отвар». Из кактуса Trichocereus terscheckii было выделено метилпроизводное мескалина, N-метил-2-(3,4,5-триметоксифенил)этиламин. По природному источнику алкалоид получил название трихоцереин. В этом слове – греческие корни trichoma – «мех, пушнина» и keros – «воск», которые, по мысли ботаников, должны были описывать этот кактус. В кактусах содержатся и другие алкалоиды: пеллотин, от peyotl – «кактус» (на языке индейцев Мексики и Сальвадора науатль); ангалонин (из кактусов Anhalonium) и др.

Алкалоид акантин был выделен, наряду с другими алкалоидами, из корней барбариса. Это колючий кустарник, отсюда и название алкалоида, от греч. akantha – «шип, колючка».

Закончим этот раздел необычным природным соединением. В 2011 году группа из девяти китайских химиков, работающих в Пекине и Куньмине, опубликовала статью о новом алкалоиде. Ее название говорит само за себя: "психотрипин: новый пирролоиндолиновый тример из Psychotria pilifera". Авторы отмечают, что в этой молекуле впервые для природного соединения обнаружен 11-членный цикл. Остается добавить, что источником нового вещества послужил растущий в Китае ворсистый кустарник.