Кониин
Конии́н (2-пропилпиперидин, цикутин, коницин), растительный алкалоид, яд нервно-паралитического действия, представляющий опасность для людей и животных.
Впервые кониин был выделен из болиголова пятнистого в 1826 г. В 1881 г. кониин оказался первым алкалоидом, структуру которого удалось расшифровать; сделал это немецкий химик А. В. Гофман. В 1886 г. кониин также стал первым алкалоидом, который удалось синтезировать в лаборатории (немецкий химик А. Ладенбург).
Физико-химические свойства
Алкалоид пиперидинового ряда, C5H9NHC3H7. Молекула кониина содержит асимметрический атом углерода. Возможно существование двух изомеров – D- и L-кониина. В природе встречается D-форма. Молярная масса 127,23 г/моль; плотность (при 19 °C) 0,8438 г/см3; tпл 2,5 °C; tкип 166,5 °C.
Кониин – бесцветная маслянистая жидкость с резким запахом и жгучим вкусом, малорастворимая в воде [1,1 г/100 мл], растворимая в диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, уксусной кислоте. В любых соотношениях смешивается с этанолом. Кониин растворяется в сероуглероде с образованием комплексного тиокарбамата.
Кониин – слабое основание, с кислотами образует соли. На воздухе медленно окисляется.
При мягком дегидрировании кониина (например, при нагревании с ацетатом серебра) образуется конирин (α-пропилпиридин), более жёсткое окисление приводит к α-пиридинкарбоновой (α-пиколиновой) кислоте. При окислении хромовой кислотой, кроме того, образуется масляная кислота. При восстановлении кониина иодистым водородом получается н-октан. Эти реакции послужили основой для предсказания структуры кониина.
С нитропруссидом натрия кониин даёт глубокую красную окраску, исчезающую при нагревании, но вновь появляющуюся при охлаждении, в присутствии альдегидов она переходит в синюю и фиолетовую.
Кониин в растениях
Кониин присутствует в некоторых однодольных (Aloe) и двудольных растениях (Sarracenia, Aethusa, Conium и др.). Насекомоядная саррацения жёлтая (Sarrecenia flava) выделяет смесь сахара и кониина, таким образом привлекая и парализуя насекомых, которыми она питается.
Самый известный источник кониина – болиголов пятнистый; его настойка входила в состав яда, которым, по легенде, был отравлен древнегреческий философ Сократ в 399 г. до н. э. (по другим данным, это был болиголов водяной, который также называют цикутой).
Кониин содержится во всех частях растения, но в основном в семенах и плодах (на определённых этапах развития его содержание в плодах доходит до 3 % от сухого веса, что защищает семена до их прорастания). Растения, поражённые молью болиголова (Agonopterix alstroemeriana), начинают вырабатывать больше кониина, т. к. это вещество необходимо её личинкам для правильного развития.
Благодаря своей летучести кониин отвечает за запах болиголова и необходим для привлечения мух, которые опыляют его цветки.
Биосинтез
В клетках растений синтезируется из поликетидов; биосинтез начинается с формирования углеродного остова из бутирил-КоА и двух молекул малонил-КоА, образующихся из ацетил-КоА; реакция катализируется ферментом поликетидсинтазой. После реакций переаминирования и самопроизвольной циклизации образуется γ-коницеин – первый из 13 известных алкалоидов болиголова. Кониин является результатом восстановления γ-коницеина при помощи НАДФ-Н-зависимой γ-коницеинредуктазы. Растительный кониин представляет собой рацемат – смесь двух энантиомеров, причём (R)-(-)-кониин более токсичен, чем (S)-(+)-кониин.
Биологическая активность
Кониин является нейротоксином. Он блокирует никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, расположенные на постсинаптической мембране нервно-мышечного синапса, т. е. сначала стимулирует их, а потом инактивирует: у млекопитающих дыхание сначала учащается, вдохи становятся более глубокими, но постепенно дыхание замедляется, становится поверхностным, развивается дыхательная недостаточность, вплоть до периферического паралича дыхательных мышц.
Кониин также приводит к иммобилизации плода у млекопитающих и порокам развития, обладая, таким образом, тератогенным действием.
Описаны случаи отравления болиголовом у крупного рогатого скота, свиней и других копытных, а также у некоторых птиц (перепелов, кур, индеек). У человека симптомы отравления проявляются после употребления 3 мг вещества, но смертельной дозой является 150–300 мг кониина.
Применение
Ещё со времён Древней Греции болиголов входит в арсенал средств народной медицины (Hotti, 2017). Препараты болиголова были вписаны в фармакопеи разных стран, но применение его оставалось ограниченным из-за высоких рисков для пациента. В последние годы ведутся исследования в области использования кониина для производства миорелаксантов.