Пикротоксин (124-87-8) Физические и химические свойства

Химический профиль

Пикротоксин

Смесь растительно-биогенных сесквитерпеновых дилактонов, используемая преимущественно как исследовательский реагент и эталонное вещество в нейрофармакологии и исследованиях ГАМК-А рецепторов.

Номер CAS	124-87-8
Химическое семейство	Сесквитерпеновые дилактоны
Типичная форма	Микрокристаллический порошок или призмоподобные кристаллы
Распространённые фармакопейные стандарты	BP, EP, USP

В первую очередь используется как инструмент в нейронаучных исследованиях и аналитический эталон; отделы закупок и контроля качества обычно требуют данные о чистоте конкретной партии, сертификаты анализа и документацию по безопасности поставщика из‑за высокой токсичности вещества. Хранение обычно требует защиты от света, поставщики предоставляют данные по растворимости и стабильности для поддержки разработки формулировок, аналитических методов и безопасных процедур обращения.

Пикротоксин — природный молекулярный комплекс сесквитерпенового происхождения, состоящий из двух компонентов-дилактонов (пикротоксинина и пикротина) в соотношении примерно 1:1. Структурно он наиболее корректно описывается как нейтральное молекулярное соединение без азота, состоящее из двух сильно окисленных бициклических дилактонных фрагментов; суммарная молекулярная формула указывается как C15H18O7·C15H16O6 (часто записывается как C30H34O13 для комплекса 1:1). Соединение содержит множественные стереоцентры и несколько конденсированных эфирных и лактонных колец, формирующих компактную и жёсткую полициркулярную структуру с ограниченной конформационной гибкостью (число ковалентно связанных единиц = 2; число вращающихся связей = 2).

По электронной структуре пикротоксин весьма полярен для терпеноида: содержит многочисленные карбонильные и эфирные кислородные атомы, обеспечивающие высокую способность к акцепции водородных связей и умеренное количество доноров водородных связей. Вычисленная топологическая поверхность полярности (TPSA) равна 191 \(\text{Å}^2\), количество акцепторов водородных связей — 13, доноров — 3, что соответствует низкому распределению в мембранах и относительно высокой водной аффинности для природного терпенового продукта. Значение октанол–вода коэффициента распределения (logP) указано как \(-2.229\), что свидетельствует о гидрофильных свойствах при нейтральных условиях. Пикротоксин является нейтральной, неосновной, некислотной молекулой в стандартной водной среде (насыщенный водный раствор описывается как нейтральный по лакмусу) и не ионизируется в физиологическом диапазоне pH.

Функционально пикротоксин — мощный активатор центральной нервной системы с конвульсивным действием, выступающий в роли неконкурентного антагониста хлоридных каналов, управляемых ГАМК_A рецепторами. В истории он применялся как инструмент исследований, а также ограниченно и в значительной степени прекращённо как лекарственное средство для стимуляции дыхания и антидот при отравлении барбитуратами из‑за узкого терапевтического окна. Широкораспространённые коммерческие стандарты для этого вещества включают: BP, EP, USP.

Основные физико-химические свойства

Плотность и кристаллическая форма

Чистый материал представлен бесцветными блестящими призмоподобными кристаллами или белым до почти белого микрокристаллическим порошком, иногда — блестящими ромбическими пластинками. Твёрдое состояние соответствует молекулярному комплексу 1:1 пикротоксинина и пикротина; в данных указано число ковалентно связанных единиц равное 2, что свидетельствует о комплексе, а не о мономере маленькой молекулы. Абсолютное значение плотности в твёрдом состоянии не представлено в данных.

Точка плавления

Экспериментально зарегистрированы следующие точки плавления: 397 \(^\circ\)F (EPA, 1998); 203.5; и 203 \(^\circ\)C. Консенсус по неопределённости точки плавления отсутствует.

Растворимость и поведение при растворении

Экспериментальные наблюдения растворимости включают: - "1 г на 350 мл воды" - "1 г на 5 мл кипящей воды (приблизительно)" - "1 г на 13.5 мл 95% этанола" - "1 г на 3 мл кипящего спирта (приблизительно)" В исходных данных содержится дополнительное числовое значение растворимости "4100" без указания единиц. Практическое толкование перечисленных значений указывает на умеренную растворимость в холодной воде, существенно повышенную растворимость в горячей воде и горячем спирте, а также значительную растворимость в спирте высокой концентрации. Насыщенный водный раствор описывается как нейтральный по лакмусу, что согласуется с отсутствием ионизации и нейтральным характером соединения.

Химические свойства

Кислотно-щелочное поведение и качественное значение pKa

Пикротоксин — нейтральное соединение без азота; насыщенный водный раствор нейтрален по лакмусу. Экспериментально установленное значение \(\mathrm{p}K_a\) в данных не представлено.

Реакционная способность и стабильность

Пикротоксин стабилен на воздухе, однако чувствителен к свету; для хранения рекомендуется защита от света. Может реагировать с сильными окислителями или восстановителями. Термическое разложение сопровождается образованием едкого дыма и паров. Химически пикротоксин рассматривается как пара дилактоновых структур (пикротоксинин и пикротин); два компонента обладают различной активностью (пикротоксинин является главным активным конвульсантом, а пикротин — практически неактивным). Множество лактонных и эфирных групп функциональности предполагают чувствительность к гидролитическому расщеплению в жестко-кислой или щелочной среде, а также потенциал реакции нуклеофильного или восстановительного деградаций у лабильных карбонильных центров; однако количественные скорости гидролиза и кинетические данные в представленных материалах отсутствуют.

Молекулярные параметры

Молекулярная масса и формула

Суммарная молекулярная формула (указана): C15H18O7·C15H16O6
Также указывается как: C30H34O13
Вычисленная молекулярная масса: 602.6 (указанное значение)

Точная/молекулярная моноизотопная масса составляет 602.19994113.

LogP и структурные особенности

Указанный logP: \(-2.229\)

Отрицательное значение logP указывает на низкое распределение в октаноле и подтверждает высокую полярную поверхность и большую способность к водородным связям (акцепторы HB = 13; доноры HB = 3; TPSA = 191 \(\text{Å}^2\)). Структурно молекула содержит несколько конденсированных лактонных колец и эфирных мостиков, формирующих жёсткий трехмерный каркас с ограниченным числом вращающихся связей (число вращающихся связей = 2) и множеством определённых стереоцентров (число определённых стереоцентров атомов = 11). Эти характеристики снижают конформационную гибкость и влияют на связывание с хлоридным каналом ГАМК-рецептора.

Структурные идентификаторы (SMILES, InChI)

SMILES: CC(=C)[C@@H]1C2[C@@H]3[C@@]4(C@(CC5[C@]4(O5)C(=O)O3)O)C.C[C@@]12[C@H]3C4C@HC(C)(C)O
InChI: InChI=1S/C15H18O7.C15H16O6/c1-12(2,18)6-7-10(16)20-8(6)9-13(3)14(7,19)4-5-15(13,22-5)11(17)21-9;1-5(2)7-8-11(16)19-9(7)10-13(3)14(8,18)4-6-15(13,21-6)12(17)20-10/h5-9,18-19H,4H2,1-3H3;6-10,18H,1,4H2,2-3H3/t5-,6+,7?,8?,9-,13-,14-,15+;6?,7-,8?,9?,10+,13+,14+,15-/m10/s1
InChIKey: VJKUPQSHOVKBCO-ZTYBEOBUSA-N

Все представленные структурные идентификаторы сохранены в исходном виде и отражают двухкомпонентный ковалентный комплекс, характерный для образцов пикротоксина.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 124-87-8
Номер Европейского сообщества (EC): 204-716-6
Номер ООН (указан в некоторых транспортных документах): 3462 (COCCULUS)
ID DrugBank (указано): DB00466
InChIKey: VJKUPQSHOVKBCO-ZTYBEOBUSA-N

Эти идентификаторы используются для перекрёстных ссылок и учёта образцов.

Синонимы и непатентованные наименования

Указанные синонимы и общеупотребительные названия включают: - Пикротоксин - Коккулин - Коккулус - Пикротоксинин–пикротин (1:1) - Пикротоксинин - Пикротин - Пикротоксин - Пикротокс

(Список выше отражает общепринятые наименования, встречающиеся в аннотациях поставщиков и нормативных документах.)

Промышленные и фармацевтические применения

Роль в качестве активного фармацевтического ингредиента или промежуточного продукта

Пикротоксин является прежде всего биологически активным конвульсантом, действующим как неконкурентный антагонист хлоридных каналов рецептора GABA\(_A\). Его основные функции на практике — использование в качестве фармакологического инструмента в нейронауках (для изучения ингибирующей хлоридной проводимости и ГАМКергической сигнализации) и исторически в качестве лекарственного средства, применяемого как стимулятор ЦНС и как антидот при отравлении барбитуратами. Клиническое применение сократилось из-за высокой токсичности и узкого терапевтического окна; он не считается широко применимым терапевтическим агентом.

Контексты разработки и формулирования

В контексте формулирования пикротоксин использовался как в виде чистого кристаллического вещества, так и в виде экстрактов природного происхождения (экстракты семян/ягод). Учитывая его активность и токсичность, формулы для исследований или ветеринарного применения требуют точного дозирования и строгой фиксации; совместимость с конкретными вспомогательными веществами, формы введения и валидированные параметры формулирования в текущем описании не представлены. Конкретные промышленные технологии производства не приведены, кроме указания, что соединение получают экстракцией из семян Anamirta paniculata (Cocculus indicus/рыбные ягоды) или родственных природных источников.

Спецификации и категории качества

Типичные категории качества (фармацевтическое, аналитическое, техническое)

В коммерческом обращении для пикротоксина обычно указываются категории качества BP, EP, USP. Эти обозначения свидетельствуют о том, что аналитические и фармакопейные характеристики качества учитываются в некоторых цепочках поставок. Типичные классы качества, с которыми приходится работать на практике для этой группы веществ, включают фармацевтическое (фармакопейное), аналитическое/реагентное и техническое/исследовательское качество.

Общие характеристики качества (качественное описание)

Ключевые параметры качества, значимые для закупок и контроля качества, включают:

Идентификацию и чистоту (подтверждение соотношения пикротоксинина:пикротина и отсутствие других алкалоидов, полученных из семян).
Физическую форму (кристаллические пластинки или микрокристаллический порошок) и соответствующую сыпучую плотность/размер частиц для удобства обработки.
Стабильность к свету и нагреву (продукт светочувствителен и разлагается при сильном нагревании).
Содержание остаточных растворителей при экстракционном способе получения.

Пределы содержания примесей, конкретные показатели анализа или сертификаты качества в текущем описании не приводятся и должны запрашиваться у поставщика для целей закупок или регуляторного контроля.

Обзор безопасности и обращения

Токсикологический профиль и рекомендации по воздействию

Пикротоксин обладает высокой токсичностью. Сообщаемые острые эффекты включают стимуляцию ЦНС с возможностью развития тяжелых судорог; доза порядка \(20\,\mathrm{mg}\) может вызвать симптомы тяжёлого отравления, а летальная доза для человека в одном случае была оценена примерно как \(1.5\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\). Клинические проявления острого воздействия могут включать головную боль, слюноотделение, потливость, расширение зрачков, нарушение зрения, мышечную ригидность, гиперактивность, делирий, галлюцинации, тошноту, рвоту, дыхательную недостаточность, отек легких, судороги и кому. Из-за конвульсантного действия применение пикротоксина противопоказано при наличии альтернативных средств поддержки; его не следует использовать, если стимуляторная терапия может быть опасна. Вещество также высокотоксично для водных организмов, особенно рыб.

В условиях производства и лабораторий необходимо применять меры безопасности, исходя из высокой острой токсичности: избегать проглатывания, ингаляции и контакта с кожей; использовать инженерные средства контроля (локальная вентиляция, герметизация) и надевать соответствующие СИЗ, включая перчатки, средства защиты глаз/лица, а при аварийных ситуациях — респиратор с подачей воздуха или дыхательный аппарат с положительным давлением и полноэнкапсулирующие защитные костюмы в зависимости от сценария воздействия.