Стрихнин (19-13-9) Физические и химические свойства
Стрихнин
Натуральный индольный алкалоид, обычно поставляемый в форме кристаллического твердого вещества и используемый в качестве аналитического стандарта и реактива для разработки методов и токсикологических исследований.
| Номер CAS | 19-13-9 |
| Класс | Индольные алкалоиды |
| Типичная форма | Кристаллическое твердое вещество (порошок) |
| Распространённые фармакопейные стандарты | EP |
Стрихнин является полицциклическим индольным алкалоидом, относящимся к классу природных растительных продуктов. Структурно представляет собой сильно связанный, жесткий гетероцикл с ядром индола, конденсированным с несколькими кольцами, содержащими атомы азота и кислорода; молекулярная формула — \(\ce{C21H22N2O2}\). Каркас содержит третичные азотные центры и лактам (14-он), обеспечивающий ограниченную способность к донорству водородных связей (нет доноров Н-связей) и несколько акцепторных сайтов (три акцептора Н-связей). Конформационная гибкость очень низкая (число вращающихся связей = 0), сообщается о множестве неустановленных стереоцентров, что соответствует сложной стереохимической топологии.
С точки зрения электронной структуры и физико-химических свойств стрихнин обладает умеренной липофильностью (XLogP ≈ 1.9) и умеренной топологической полярной поверхностью (TPSA = 32.8 Å2), что указывает на разумную проницаемость мембран для алкалоида такого размера. Свободная основа плохо ионизируется в сильнокислой среде, но образует более водорастворимые соли с сильными кислотами; это поведение солей широко используется для регулирования водной растворимости в формулах и аналитике. Фармакологически и токсикологически стрихнин является мощным нейроактивным алкалоидом, антагонистом ингибирующей глицериновой хлоридной проводимости в центральной нервной системе, вызывая конвульсивные эффекты; эта биологическая активность лежит в основе его исторического применения в качестве пестицида для позвоночных и актуальности в фармакологических исследованиях.
Основные коммерческие стандарты, доступные для данного вещества: EP.
Основные физические свойства
Плотность
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Точка плавления
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Точка кипения
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Давление пара
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Температура вспышки
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Химические свойства
Растворимость и фазовое поведение
Стрихнин в форме свободной основы относительно липофилен (XLogP = 1.9) и обладает ограниченной растворимостью в воде при нейтральном pH; преобразование в соляную кислоту (например, гидрохлорид) значительно увеличивает водную растворимость и является стандартным подходом для приготовления растворов для биологических тестов или аналитических работ. Низкое значение TPSA (32.8 Å2) и отсутствие доноров водородных связей способствуют распределению в органические фазы и облегчению прохождения через липидные мембраны. Поведение в твердом состоянии типично для жестких алкалоидных твердых веществ (нелетучие, кристаллические или аморфные твердые вещества в зависимости от происхождения и способа приготовления), однако конкретные данные по растворимости или фазовым переходам здесь не представлены.
Реакционная способность и стабильность
Как сложный полицеклический третичный амин-лакзам, стрихнин химически стабилен при нормальных лабораторных условиях, но может быть чувствителен к сильным окислителям и экстремальным значениям pH. Кислотная обработка преобразует свободную основу в растворимые соли; сильные гидролитические условия (высокая кислотность или щелочность, повышенная температура) потенциально могут гидролизовать лабильные амидные/лакзамные функции, хотя экспериментальные данные по скорости гидролиза отсутствуют. Рекомендуется хранение в темном месте, в сухих условиях и вдали от окислителей, что является стандартной практикой для подобных алкалоидных соединений.
Термодинамические данные
Стандартные энтальпии и теплоёмкость
Экспериментально достоверное значение для данного свойства в текущем контексте отсутствует.
Молекулярные параметры
Молекулярная масса и формула
- Молекулярная формула: \(\ce{C21H22N2O2}\)
- Молекулярная масса: 334.4
- Точная масса: 334.168127949
- Моноизотопная масса: 334.168127949
LogP и полярность
- Вычисленный XLogP3: 1.9
- Топологическая полярная площадь (TPSA): 32.8 Å2
- Доноры водородных связей: 0
- Акцепторы водородных связей: 3
Данные параметры указывают на умеренную липофильность в сочетании с низкой способностью к донорству водородных связей, что соответствует проницаемым для мембран, но не сильно полярным низкомолекулярным алкалоидам.
Структурные характеристики
- Количество тяжелых атомов: 25
- Количество вращающихся связей: 0 (жесткий полицеклический каркас)
- Сложность молекулы: 689
- Формальный заряд: 0
- Число определённых стереоцентров: 0; число неопределённых стереоцентров: 6
Структура представляет собой высокосвязанный гетероцикл с семью и более звеньями, включающий индольный субструктурный фрагмент, третичные аминные центры и карбонильную группу лактама. Множество неопределённых стереоцентров указывает на сложность стереохимии — генерация конформеров для полного 3D перечисления может быть ограничена неопределённой стереохимией.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Номер CAS: 19-13-9
- InChI: InChI=1S/C21H22N2O2/c24-18-10-16-19-13-9-17-21(6-7-22(17)11-12(13)5-8-25-16)14-3-1-2-4-15(14)23(18)20(19)21/h1-5,13,16-17,19-20H,6-11H2
- InChIKey: QMGVPVSNSZLJIA-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: C1CN2CC3=CCOC4CC(=O)N5C6C4C3CC2C61C7=CC=CC=C75
- Другие идентификаторы из описательных метаданных: AIDS Number 578164; ChEMBL ID CHEMBL1609139; HMDB ID HMDB0251975; NSC Number 5365; Wikidata Q104667372.
Примечание: SMILES, InChI и InChIKey предоставлены как машиночитаемые идентификаторы для использования в рабочих процессах, основанных на структуре.
Синонимы и наименования по структуре
Синонимы, предоставленные заявителем и часто встречающиеся в описательных метаданных, включают: Стрихнин, Strychnine, Vauquline, NSC5365, NSC 5365, CHEMBL1609139, QMGVPVSNSZLJIA-UHFFFAOYSA-N, BBL033983, MFCD00005941, STL372869, AKOS025247982, UN 1692, NCGC00167847-01, VS-12360, DB-050083, WLN: T6 G656 B7 C6 E5 D 5ABCEF A& FX MNV QO VN SU AHT&&TTTTJ, а также несколько систематических названий в стиле IUPAC (например, 4a,5,5a,7,8,13a,15,15a,15b,16-дегидро-2H-4,6-метаноиндоло[3,2,1-ij]оксепино[2,3,4-де]пирроло[2,3-h]хинолин-14-он). Перечисленные выше имена воспроизводят сведения, присутствующие в доступных метаданных.
Промышленные и коммерческие области применения
Типичные сферы применения и отрасли
Стрихнин — растительный алкалоид, исторически и по настоящее время используемый в качестве пестицида для позвоночных для борьбы с мелкими млекопитающими и птицами. Его мощное нейротоксическое действие, направленное на ингибирующую нейротрансмиссию, является механистической основой такого применения. Соединение также применяется в исследованиях и аналитике как эталонный стандарт или фармакологический инструментальный препарат для изучения функции ингибирующих глицериновых рецепторов.
Коммерческие стандарты: EP.
Роль в синтезе и формациях
Роль соединения в коммерческих формациях заключается главным образом в качестве активного биоцидного ингредиента в пестицидных продуктах, где это разрешено. В контексте синтетической и медицинской химии оно служит структурно сложным каркасом и эталонной нейроактивной молекулой; однако здесь не представлены конкретные синтетические промежуточные продукты, концентрации в концентрированных формациях или спецификации продуктов. Краткого обзора применения, выходящего за рамки вышеизложенного, в текущем контексте данных нет.
Обзор безопасности и обращения
Острая и профессиональная токсичность
Стрихнин — высокоактивный конвульсантный алкалоид; при воздействии через пероральный прием или контакт с кожей может вызвать тяжелые мышечные судороги, приводящие к смерти от асфиксии или истощения. Механизм действия — антагонист стрихнин-чувствительного глицинового рецептора (лиганд-зависимый хлоридный канал) в спинном и головном мозге.
Отчетные показатели острой токсичности (по данным):
- LD50: 2350 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (перорально, крыса) (T14)
- LD50: 1100 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (внутрибрюшинно, крыса) (T14)
- LD50: 1200 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (подкожно, крыса) (T14)
- LD50: 582 \(\mathrm{\mu g}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (внутривенно, крыса) (T14)
Острая помощь при подозрении на отравление включает желудочную деконтаминацию (активированный уголь при необходимости) и интенсивное подавление судорог с использованием противосудорожных средств (например, барбитуратов, бензодиазепинов) и миорелаксантов; может потребоваться поддержка дыхания.
Условия хранения и обращения
Обращайтесь со стрихнином как с высокотоксичным алкалоидом: минимизируйте воздействие с помощью соответствующих инженерных средств защиты (вытяжной шкаф, закрытая рабочая зона), используйте средства индивидуальной защиты (химически стойкие перчатки, защитные очки, лабораторный халат), предотвращайте контакт с кожей и проглатывание. Контролируйте пыль и аэрозоли при взвешивании и переносе. Храните в плотно закрытой, маркированной таре в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте, вдали от окислителей и сильных кислот или оснований. Для детальной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях обращайтесь к паспорту безопасности (SDS) конкретного продукта и местному законодательству.
