Coniin aus geflecktem Schierling

Total- und Partialsynthesen von Naturstoffen.

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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Danke für den Artikel!

Irgendwie gibt es in älteren Büchern oft Angaben über toxische/letale Dosen, die von den heutigen stark abweichen. Das Coniin ist ein Beispiel.

Ein anderes sind Bariumsalze. Von Jaksch gibt als letale Dosis für Bariumchlorid 0,2 g an, für Bariumcarbonat 4 g (schon das ist ein Widerspruch). Die Dosis von 0,2 g fand ich in einem Repetitorium Chemie (aus der DDR) in den 70er Jahren ebenfalls. Heute gilt Bariumcarbonat als nur gesundheitsschädlich.

Ein weiteres Beispiel sind die Iodide. Kaliumiodid war in der Pharmazie als giftig (rotes Ettikett) eingestuft. Noch in den 70er Jahren war es Chemiekästen deswegen nicht beigegeben. Heute hat es gar keine Gefahrenkennzeichnung mehr. Das liegt vermutlich daran, daß Kaliumiodid früher viel medizinisch eingestezt wurde und deshalb oft Nebenwirkungen ("Vergiftungserscheinungen") zu beobachten waren. Ein schwarzes Ettikett bekamen nur Arzneistoffe, die gar keine Nebenwirkungen verursachten (Kräuter usw.). Eine andere sinnfällige Einteilung las ich bei Kindborg (1918): Arzneimittel mit schwarzem Ettikett werden garmmweise dosiert, die mit rotem Ettikett centi- bis dezigrammweise und die mit weißer Schrift auf schwarzem Grund ("Venena") milligrammweise. Nach dieser Definition wäre die Mehrzahl der heute gebräuchlichen Arzneistoffe hochgiftig.

Dagegen gelten Uransalze heute als "sehr giftig" während Jaksch berichtet, daß bei Therapieversuchen (bei Diabetes) mit Urannitrit (!) in Dosen von 150 mg/Tag und einer kumulativen Menge von 15,95 g in 100 Tagen keine toxischen Effekte beobachtet wurden.

Die Neubewertung der letalen Dosis für Nikotin ist interessant. Bei Betrachtung der tierexperimentellen Daten fällt aber auf, daß Mäuse offenbar vergleichsweise wenig empfindlich gegenüber Coniin sind, denn die LD50oral beträgt 100 mg/kg und wird für den Menschen mit 6-10 mg/kg angegeben. Woher die frühere Einschätzung von 150 mg Coniin als DL für den Menschen kommt, weiß ich nicht. Dass sich Schulzs' Student tatsächlich durch Schnuppern am Coniin vergiftet hat halte ich aber für zweifelhaft. Suggestion (in der Vorlesung wurde vermutlich die hohe Giftigkeit und die niedrige tödliche Dosis erwähnt) oder die Grippe könnten auch im Spiel gewesen sein.
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Ich habe noch ein paar ältere Identifizierungsreaktionen ausprobiert:

In der älteren Literatur wird der Unterscheidung zwsichen Coniin und Nikotin besondere Aufmerksamkeit geschenkt, da beide bei der forensisch-toxikologischen Analyse als wasserdampfflüchtige Alkaloide anfallen.

Nikotin soll - anders als Coniin - mit Platinchlorid (Hexachloroplatinsäure) einen Niederschlag geben. Das konnte ich bestätigen:

Bild
Versuch: 200 µl Wasser mit je 5 µg Akaloid und Zusatz von 200 µl einer 1%igen Lösung von H2[PtCl6]
links: Coniinhydrochlorid - Mitte: Piperidin - rechts: Nikotin

Im Jahre 1898 hat ein Herr H. Melzer, der sich ebenfalls mit forensischer Chemie befasste, eine ausgefallene Rekation angegeben, die folgendermassen durchgeführt wird: Eine "Spur" Coniin wird in 2 ml Ethanol gelöst, 2 Tropfen Schwefelkohlenstoff zugegeben, einige Minuten stehen gelassen und dann mit 2 Tropfen einer 0,5%igen Kupfersulfatlösung versetzt. Im positiven Falle soll eine Braunfärbung auftreten, die sich nach Verdünnen der Reaktionsmischung mit Wasser durch Ether ausschütteln lässt.
Auch diese Reaktion habe ich ausprobiert. Da sie mit Coniinhydrochlorid nicht funktioniert, habe ich durch Zugabe eines Tropfens NaOH die Base freigesetzt. Es wurden wieder ca 5-8 mg Coniin-HCl, 5 µl Piperidin und 5 µl Nicotin verwendet. Eine Blindprobe (Ethanol, NaOH, Kupfersulfatlösung) gab nur eine schwach gelbliche Färbung.

Bild
Ansatz: 2 ml Ethanol, 100 µl Schwefelkohlenstoff und die jeweilige Testsubstanz (v.l.n.r.: Coniin - Piperidin - Nikotin)

Bild
nach 5 Minuten Reaktionszeit und Zugabe von 100 µl Kupfersulfatlösung

Bild
nach Verdünnen mit der doppelten Menge (4 ml) Wasser und Ausschütteln mit Ether

Wie man sieht unterscheidet der Test ziemlich eindeutig das Coniin vom Nikotin. Der Chemismus ist mir nicht bekannt. Piperidin gibt eine identische Reaktion, so daß möglicherweise der Piperidinring für den positiven Reaktionsausfall verantwortlich sein könnte. Leider verfüge ich nicht über weitere Piperidinderivate um diese Hypothese zu testen.
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NI2
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Beitrag von NI2 »

lemmi hat geschrieben:Wie man sieht unterscheidet der Test ziemlich eindeutig das Coniin vom Nikotin. Der Chemismus ist mir nicht bekannt. Piperidin gibt eine identische Reaktion, so daß möglicherweise der Piperidinring für den positiven Reaktionsausfall verantwortlich sein könnte. Leider verfüge ich nicht über weitere Piperidinderivate um diese Hypothese zu testen.
Um die Mechanismen/Chemismen zu verstehen, müsste man imho noch mindestens eine weitere wichtige Substanz testen: Pyridin (alternativ auch beta-Picolin)! Wenn man dann noch die Möglichkeit hätte Pyrrolidin, Anabasin und 2-Phenylpiperidin/pyrrolidin. Aus den Ergebnissen könnte man eher einen Rückschluss ziehen ob z.b. einfach der sperrige Pyridinrest die Reaktion am Pipieridinring verhindert oder die Ringgröße hier ebenfalls einen Einfluss hat.
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Mit Pyridin kann ich es noch probieren. Die anderen Stoffe habe ich nicht zur Verfügung.
Ich habe auch überlegt, ob bei der Reaktion irgendwelche etherlöslichen Kuperkomplexe entstehen. Aber in der Originalliteratur steht, daß man auch stark verdünnte Eisen(III)-chloridlösung verwenden kann. Das macht es m.E. wahrscheinlicher, daß das Metall einfach als Oxidans dient. Kennst du eine Rekation von N-haltigen Heterozyklen mit Schwefelkohlenstoff?
Bemerkenswert ist auch, daß die braune Farbe initial (in ethanolischer Lösung) mit Piperidin viel kräftiger ausfällt als mit Coniin, es sich nach der Etherausschüttelung aber umgekehrt verhält.

Übrigens ... hast du dir irgendwo den Kopf angeschlagen, oder warum hat dein Schädel jetzt einen Riss? :mrgreen:
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NI2
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Beitrag von NI2 »

Pyridin hätte man oben gleich mit testen sollen, der strukturelle Unterschied fällt ja direkt ins Auge. Die anderen müsste man machen.
Nein kenne ich nicht, ich habe auch schon überlegt, da müsste man aber mal recherchieren.

Nein, habe ich nicht, ich habe für den Avatar endlich mal ein neues gutes Template gefunden und hatte irgendwie Lust darauf ihn ein wenig umzugestalten :mrgreen:
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Ich habe den Versuch mit Pyridin wiederholt: keinerlei Braunfärbung und nach dem Ausschütteln ist die Etherphase farblos.

Wenn du zu einer möglichen Rekation etwas findest, würde mich das sehr interessieren! Kannst du mir ein paar gebräucliche Arzneimittel nennen, die einen Piperidinring enthalten? Vielleicht kann ich eines davon austesten.
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Pok
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Beitrag von Pok »

Hier ist der Mechanismus zu sehen: link.

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NI2
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Beitrag von NI2 »

Das klingt natürlich einleuchtend.
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Beitrag von lemmi »

Erklärt aber nicht den positiven Ausfall mit Eisen(III).
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Beitrag von Pok »

Warum nicht? Mit Nickel-, Cobalt- oder Uranyl-Ionen klappt es ja auch (Quelle). Und Eisen bildet auch im 3-wertigen Zustand Komplexe mit Dithiocarbamaten, z.B. Ferbam.

Edit: hier ist übrigens die Originalquelle vom link zum Mechanismus: Kramarenko (2012) Toxikologische Chemie, Seite 258. (auf Russisch) ISBN: 9785458370493 (Buchvorschau)

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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Hier noch die Dokumentation der DC der Coniumalkaloide mit Chloranil als Sprühreagenz. Wieder links das Präparat, rechts die Vergleichslösung aus Schierlingsblättern:

Bild

Das Laufmittel war dasselbe wie oben (Trichlormethan/Methanol = 55/45). Die getrocknete Folie wurde mit eine Lösung von 1 % Chloranil in Toluol besprüht, trocknen gelassen und für 10 Minuten auf 100 °C erhitzt. Vor einem blass blau gefärbten Hntergrund heben sich die Piperidinalkaloide als blauviolette Flecke ab. Nur das γ-Conicein gibt einen rotvioletten Fleck, der beim Lagern ziemlich rasch (bis das Bild aufgenommen wurde vergingen einige Stunden) nach Gelbbraun verblasst.

Danke an NI2 für das Chloranil!
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Beitrag von lemmi »

Ich habe den Text nochmal Korrektur-gelesen. Bitte die falsche Schreibweise Diäthylether in der Chemikalienliste nicht korrigieren! Sonst wird nämlich automatisch auf den Artikel "Diethylether" verlinkt und es werden die falschen Gefahrensymbole (Gasflasche statt Entzündlich) eingeblendet
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Beitrag von lemmi »

Im letzten Heft von "Chemie in unserer Zeit" (6/2016) ist ein lesenswerter Beitrag über Schierlingsalkaloide erschienen, wenngleich mir die Darstellung der Risiken bei der Präparation etwas übertrieben vorkommt. Interessant fand ich vor allem, daß die Autoren in der Pflanze ein Gemisch aus (S)- und (R)-Coniin [@ Hannes: ich hoffe ich hab's jetzt richtig gemacht mit dem kursiven und nicht kursiven Stereomarkern :mrgreen: ] isoliert haben, in dem das (R)-Enantiomer überwog. Das Produkt enthielt ausserdem eine erkleckliche Menge γ-Conicein, nämlich 33%. Allerdings haben sie zur Gewinnung nicht nur unreife Früchte sondern Fruchtstsände und Blütendolden verwendet, und die Ausbeute war eher mager. Aus 660 g Blüten und unreifen Früchten haben sie 2,5 g Rohalkaloide und nach Destillation knapp 900 mg Reinprodukt gewonnen, das, wie gesagt, zu 2/3 aus Coniin und 1/3 aus γ-Conicein bestand. Präparative Säulenchromatographie wurde zur Reinigung - von aus der ganzen Pflanze gewonnenem γ-Conicein - mit Aluminiumoxid, Kieselgel und Kieselgur versucht und war erfolglos (zum Glück habe ich das nicht ausprobiert).

In dem Artikel wird ausserdem angegeben, dass auch Aronstab (Arum maculatum L.) Coniin enthalten soll. Das war mir ganz neu. Bei Gelegenheit werde ich das mal überprüfen - eine Referenzsubstanz habe ich ja :wink:
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NI2
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Beitrag von NI2 »

Wenn du sie jetzt noch als "Stereodeskriptor" bezeichnest ist es perfekt!

Wie mir scheint wäre die Synthese also besser geeignet :D
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Beitrag von lemmi »

Na dann synthetisiere mal! Dann musst du aber die Enantiomere noch trennen (na gut, es sieht ganz so aus, als müsse man das bei dem extrahierten Coniin ja auch...)
Ich hab den o.g. Artikel noch in die Literaturliste übernommen.
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