Имена | |
---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК [(1 R ,9a R )-Октагидро-2 H -хинолизин-1-ил]метан | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) |
|
ЧЭБИ | |
ChEMBL | |
ChemSpider | |
Информационная карта ECHA | 100.006.944 |
Номер ЕС |
|
КЕГГ |
|
CID PubChem |
|
УНИИ |
|
Панель инструментов CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
Характеристики | |
С 10 Н 19 Н О | |
Молярная масса | 169,268 г·моль −1 |
Температура плавления | 68–69 °C (154–156 °F; 341–342 K) |
Точка кипения | 269–270 °C (516–518 °F; 542–543 K) |
Опасности | |
Маркировка СГС : | |
Предупреждение | |
Н302 , Н312 , Н332 | |
Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р280 , Р301+Р312 , Р302+Р352 , Р304+Р312 , Р304+Р340 , Р312 , Р322 , Р330 , Р363 , Р501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). |
Люпинин — это хинолизидиновый алкалоид, присутствующий в роде Lupinus (в просторечии называемый люпинами ) цветкового растения семейства Fabaceae . [1] В научной литературе содержится множество отчетов о выделении и синтезе этого соединения, а также огромное количество исследований по его биосинтезу из его природного предшественника, лизина . [2] [3] Исследования показали, что гидрохлорид люпинина является умеренно токсичным ингибитором ацетилхолинэстеразы и что люпинин оказывает ингибирующее действие на ацетилхолиновые рецепторы . [4] [5] Характерный горький вкус бобов люпина , которые получают из семян растений Lupinus , объясняется содержащимися в них хинолизидиновыми алкалоидами, что делает их непригодными для употребления в пищу человеком и животными, если с ними не обращаться должным образом. [6] [7] Однако, поскольку бобы люпина имеют потенциальную пищевую ценность из-за высокого содержания белка, [8] были предприняты попытки снизить содержание в них алкалоидов путем выведения «сладких» сортов Lupinus . [9] [10]
Люпинин — гепатотоксин, распространенный в семенах бобовых трав рода Lupinus . [9] Люпинин и другие алкалоиды хинолизидина придают горький вкус естественно растущим цветам люпина. [5] Из-за токсичности алкалоидов хинолизидина бобы люпина замачивают на ночь и промывают, чтобы удалить часть содержащихся в них алкалоидов. [7] Однако, если процедура приготовления и промывания недостаточна, 10 граммов семян способны высвободить до 100 миллиграммов люпинина. [11]
Нейротоксичность люпинина известна в ветеринарных медицинских кругах уже некоторое время из-за использования люпина в качестве корма для скота, поскольку он содержит большое количество белка. [9] [ необходимо разъяснение ] [ необходима цитата ] обнаружено, что он вызывает люпиноз, который является болезненным и часто смертельным состоянием, которое приводит к острой атрофии функции печени и которое поражает домашних животных, таких как крупный рогатый скот и овцы. [9] При попадании внутрь человека отравление алкалоидом хинолизидина вызывает дрожь, тряску, возбуждение, а также судороги. [12] Люпинин, помимо того, что он токсичен для млекопитающих при приеме внутрь, также является антифидантом для насекомых, а также ингибитором роста кузнечиков. [13]
Люпинин, по сравнению с другими алкалоидами хинолизидина, обычно встречающимися в люпинах, такими как лупанин и спартеин , проявляет меньшую токсичность. Люпинин, с минимальной летальной дозой 28–30 мг/кг и токсической дозой 25–28 мг/кг, примерно на 85 процентов так же токсичен, как d-лупанин, и примерно на 90% так же токсичен, как спартеин. Относительная токсичность люпинина с другими алкалоидами хинолизидина, обычно встречающимися в люпинах, показана в таблице ниже. [14]
Вещество | Минимальная летальная доза (мг/кг) [14] | Токсическая доза (мг/кг) [14] |
Люпинин | 28-30 | 25-28 |
Лупанин | 22-25 | 21-24 |
Спартеин | 23-30 | 21-31 |
Исследования гидрохлорида люпинина показали, что он является обратимым ингибитором ацетилхолинэстераз . [4] Лупинин, азотсодержащий гетероцикл , имеет структуру, похожую на аммониевую «головку» эндогенного агониста ацетилхолинэстеразы , ацетилхолина . [15] При физиологическом pH амин люпинина протонируется, что приводит к ион-ионному взаимодействию с анионным сайтом ацетилхолинэстеразы таким же образом, как взаимодействует аммоний с ацетилхолином. [15] Предыдущие исследования обратимых ингибиторов аммония, подобных люпинину, показали, что аммониевые группы (соответствующие протонированному амину люпинина) входят в ущелье активного центра ацетилхолинэстеразы в области остатка Trp 84 . [4] Это приводит к образованию фермент-сорбционного комплекса с анионной частью ацетилхолинэстеразы, расположенной на активном центре лупинина, а именно амина. [15] Этот комплекс блокирует доступ ацетилхолина к активному центру, что снижает каталитический гидролиз и последующее расщепление ацетилхолина ацетилхолинэстеразой. [15] Инактивация фермента приводит к накоплению ацетилхолина в организме, гиперстимуляции как мускариновых , так и никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, а также последующему нарушению нейротрансмиссии . [16] Однако было обнаружено, что время инкубации не влияет на ингибирование, что приводит к выводу, что лупинин является обратимым ингибитором. [4]
Исследования также показали, что люпинин имеет связывающее сродство как к мускариновым , так и к никотиновым ацетилхолиновым рецепторам. Было обнаружено, что люпинин имеет значение IC 50 >500 мкМ для никотиновых рецепторов и значение IC 50 190 мкМ для мускариновых рецепторов. Однако еще предстоит определить, является ли это сродство агонистическим или антагонистическим по своей природе. [17]
Люпинин естественным образом биосинтезируется из L-лизина в генах растений Lupinus вместе с различными другими алкалоидами хинолизидина . В процессе биосинтеза лизин сначала декарбоксилируется в кадаверин, который затем окислительно дезаминируется до соответствующего альдегида . Затем альдегид спонтанно циклизуется в два таутмера , которые соединяются через механизм альдольного типа, в котором аллильный амин атакует иминий , образуя диссимметричный димерный промежуточный продукт, который затем гидратируется. Затем первичный амин окисляется, и происходит внутримолекулярная конденсация, давая хинолизидинальдегид. Затем альдегид восстанавливается до спирта, давая, энантиоселективно, (-)- лупинин. [3] [18]
Люпинин имеет хиральный атом углерода; поэтому полные синтезы люпинина должны быть энантиоселективными по отношению к (-)-люпинину, чтобы обеспечить биологически активный продукт. Первый рацемический полный синтез люпинина был осуществлен в 1937 году Клемо, Морганом и Рапером. [19] Еще шесть полных синтезов люпинина последовали в период с 1940 по 1956 год, причем первый энантиоселективный синтез люпинина был осуществлен в 1966 году Голдбергом и Рагаде. [2] После этого первоначального энантиоселективного синтеза было проведено множество полных синтезов как энантиочистого, так и рацемического люпинина. Один синтез, примечательный тем, что он описывает получение всех четырех стереоизомеров люпинина и содержащий много ссылок на более ранние работы в этой области, был опубликован Ма и Ни. [20] Другой полный синтез, заслуживающий особого внимания из-за энантиоселективности и ограниченного числа шагов, был проведен Сантосом и др. В 2010 году Сантос и др. синтезировали энантиоселективный (-)-лупинин с выходом 36% за восемь стадий, используя двойную реакцию Мицунобу . [21] Сначала они использовали асимметричное добавление исходных материалов с использованием кислоты Льюиса, а затем обработку восстановителем и основанием. Это дало (R,R)-спирт. Эта конфигурация была инвертирована с использованием реакции Мицунобу с последующим гидролизом, что дало (R,S)-конфигурацию спирта. Затем спирт был восстановлен аланом, подвергнут еще одной реакции Мицунобу, был гидролизован до кислоты и, наконец, восстановлен до (-)-лупинина посредством восстановления алана. [21]
Одно из самых ранних выделений люпинина из Lupinus palmeri, собранного в штате Юта, США, было описано Каучем, которому удалось получить кристаллический люпинин без использования хроматографических методов. [22]
Люпинин является антифидантом насекомых. [13] Исследования его инсектицидной активности показали, что он эффективен против личинок комаров -кулицинов , которые являются переносчиками вирусов, филяриатозных червей и птичьей малярии . [23] [24]
Люпины часто встречаются вместе с Castilleja (индийская кисть), которая использует люпины в качестве хозяина и передает себе люпинин и другие алкалоиды. Это работает в тандеме с увеличением фиксации азота, увеличивая темпы размножения паразитов и потенциально снижая активность травоядных; однако исследования показали неоднозначные результаты эффективности передачи алкалоидов в предотвращении активности травоядных. [25]
Европейское химическое агентство (ECA) маркирует люпинин кодами опасности H302, H312 и H332, которые указывают, что люпинин вреден при проглатывании, вреден при контакте с кожей и вреден при вдыхании соответственно. Ему присвоена маркировка GHS07, которая указывает на то, что его острая пероральная токсичность относится к категории 4. [26]
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: другие ( ссылка )