アルカロイドの実験
アルカロイド（alkaloid （英））とは、元々”アルカリのようなもの”と言う意味で、かなりあいまいな定義である。 通常は、「植物成分中の 構造環内に窒素を持つ 塩基性有機化合物の総称」の意味で（酸性、中性の例外もある。 ドーパミン、セロトニン等のアミンや、アミノ酸、たんぱく質、ヌクレオチド、核酸、抗生物質などは除かれる）、有毒なものや、ごく少量でも動物生体の神経系に影響をもたらす（＝薬理作用を持つ）ものが多いのが特徴である。 歴史と共に、ある程度のアルカロイドが 構造決定、合成まで行われているが、阿片や漢方薬のように、未だ 天然のまま用いられているものも多い。
注） これらは 純粋に化学的興味による実験であり、飲用・服用、また悪用等しないで下さい。 これらの実験は ご自身の責任において行なってください。
１． 紅茶カフェインの抽出：
茶葉やコーヒー豆などに カフェイン（Ｃ8Ｈ10Ｎ4Ｏ2、Ｍ＝１９４．２、ρ１．２３、ｍｐ．２３５−２３８℃）が含まれているので、熱水や有機溶媒によって抽出することができる。 （その他 テオフィリン、カカオ豆にはテオブロミン） ”玉露”の粉末が最もカフェインの含有量が多いが高価であり、また コーヒーは脱脂が必要なので、一般的な紅茶のティーバッグ（一次ろ過不要）から抽出することにする。
カフェイン、テオフィリン、テオブロミンは、プリン環を骨格とした、キサンチン誘導体のアルカロイド（プリンアルカロイド）となる。 カフェインは、中枢神経を興奮させる覚醒作用と同時に、解熱・鎮痛、強心、利尿作用などがあるが、摂り過ぎると中毒を起こす。（エナジードリンクによる中毒死もある。）
カフェインの含量： 各浸出液 １００ｍｌにつき、 コーヒー ６０ｍｇ、（インスタント・コーヒー ８０ｍｇ/２ｇ（スプーン１杯））、 紅茶 ３０ｍｇ、 煎茶・ウーロン茶 ２０ｍｇ、 玉露 １６０mｇ
紅茶のティーバッグ １箱 ２２包 （２ｇ×２２＝４４ｇ） を鍋に入れ、約８００ｍｌの水で、約１５分 煮出す。 煮出した液に 細粒シリカゲル、酸化マグネシウム（軽質）を大さじ１杯ずつ入れ（エマルジョンにならないよう液をまとめる作用・タンニン等を吸着）、炭酸カリウム３ｇを加え（アルカリ性にしてカフェインを遊離させる）、よく撹拌する。 ろ過しないで（ＭｇＯのため詰まってろ過できない）、上澄みを分液漏斗に入れ、ジクロロメタン５０ｍｌを入れて軽く振る。これをもう一度繰り返す。 （＊ コーヒーでする場合は、明礬、あるいは酢酸鉛を加えて、タンニンやたんぱく質を沈殿させる。）
下層の液を取って、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過する。 ろ液をフラスコに入れて、湯煎してジクロロメタン（ｂｐ．３９．６℃）を除去すると、フラスコに白く 粗製のカフェインが残る。
フラスコに最小限のエタノールを入れて温めて溶かし、ビーカーにあけてゆっくり冷却すると、綿のような非常に軽い繊維状のカフェインの結晶が析出する。 吸引ろ過、乾燥で、収量：約０．２ｇ （浸出液からの収率： 約３０％）。 抽出時に ＮａＣｌで飽和させると もっと収率は上がるかもしれない。
２． ピペリンの抽出：
ピペリン（Ｃ17Ｈ19ＮＯ3、Ｍ＝２８５．３、ｍｐ．１３０℃分解、水に難溶、エタノール６．７％、クロロホルム５９％溶）は、ピペリジン環に１個だけ Ｎを持つ ピペリジン・アルカロイド（芳香族アルカロイドの一つ）に分類される。 コショウの乾燥果実に 最大約７％含まれ、ヒハツなどにも含まれている。 ピペリンは感覚神経の温度受容体（カプサイシンと同じ ＴＲＰＶ１受容体）に作用して、辛みと温熱感を感じる。 ピペリン自身は水に難溶性なので、直接舐めても辛くはないが、エタノールや油などの”溶剤”があると 突然辛さを発現する。 コショウ中の含有量が比較的多いので、市販のコショウ紛から抽出することにした。
市販のコショウ紛（細粉） 約９０ｇ を 一度 ｎ‐ヘキサン ２００ｍｌで洗い、油脂を大まかに除く。 次に、フラスコに入れて エタノール 約２５０ｍｌを加えて、フラスコを温め ３０分ほどよく振って抽出する。（＊ 本当はソクスレー抽出器によるパーコレーション抽出が良い）
これをペーパータオルでろ過して、ろ液を蒸留して 約５０ｍｌ程度に濃縮する。 熱いうちに約３００ｍｌの水に投入して 細粉化して、ろ過して固形物を取る。 （ろ紙が詰まる場合は、上澄みを捨てて、底に沈んだものを取る。）
それでも油脂がかなり含まれ 粘っこい半液状になっているので、少量のエタノールに溶かし 水酸化カリウム ２−３ｇを溶かして、加熱・撹拌して鹸化し、水溶性にして除く。 ろ紙上に数日置くと、液体はろ紙にしみこみ、ピペリンは結晶化して粉末に近くなる。
黒コショウ製のピペリンも、健康食の添加材として市販されている。（ｂｙ．アリエク、一応、パラパラの粉末） アンモニア水を加えるとエタノールに溶けるようになるので、おそらく酸性塩の形で出されている。
３． カプサイシン：
トウガラシの辛み成分である カプサイシン（Ｃ18Ｈ27ＮＯ3、Ｍ＝３０５．４、ｍｐ．６２℃、ｂｐ．２１０℃（分））は、カプサイシノイド、あるいはバニリル基をもつのでバニロイド類で、核外の窒素１個のみで、例外的にアルカロイドに含まれる。 脂溶性の固体で、乾燥トウガラシに ０．１％（鷹の爪１ｇに １ｍｇ）含まれる。
カプサイシンは、温度受容体のＴＲＰＶ１ 受容体に作用して、激しい灼熱感をもたらす。（メントールの冷涼感とは逆） 同時に、痛覚神経も刺激して、辛み、あるいは 痛みを感じさせる。（実際に温度が上がっているのではない。） また、脳内の内蔵神経に働いて、副腎のアドレナリン分泌を促進して 発汗、強心作用をもたらす。 そのため、動物、昆虫、人などに対する忌避剤、クマよけスプレー、催涙スプレー 等に用いられている。警察にも常備。 （ｃｆ． カラスやハトなどの鳥類は、この受容体を持たないので、効かない）
半 客観的な”辛さ”の指標として、スコヴィル値（＊）がある。 ＊ 砂糖水に入れて５人の被検者がその辛さを感じなくなるまで薄めた希釈倍率 （ピーマン、ししとう ０、 鷹の爪 ４−５万、 ハバネロ ３０万、 キャロライナリーパー ２００万、 純カプサイシン １６００万（ｍａｘ））
乾燥トウガラシにおける含量は０．１％しかないので、純アルカロイドの抽出はやめて、エタノールによるチンキのみ 作った。 カプサイシン・チンキや クリームは、逆に、外用薬として 消炎・鎮痛に用いられる。（最初は痛いが、後に 鎮痛作用をもたらす。） ブータンでは、乳離れした子供が、”野菜”として、普通にトウガラシを食べている。
日本薬局方により、鷹の爪の粉末（＝一味唐辛子） １０ｇを、エタノール と３０分振って、ろ過して、総量１００ｍｌにする。濃縮はしない。 （総カプサイシン（カプサイシン（C18H27NO3） ＋ ジヒドロカプサイシン（C18H29NO3、総カプサイシンの２２％）） ０．１％以上含む。）
また、合成カプサイシン（取扱要注意！）がアリエクで売られていたので（１０ｇ１０００円）、取り寄せ、ただ 小ビンに詰めるだけを行なったが、流しに持って行って、ゴム手、マスク、ゴーグルの”重装備”にもかかわらず、くしゃみと鼻水が止まらなかった。 １０ｇなので、乾燥トウガラシ 約１０ｋｇに相当する。 何に使うかは、今後の課題とします。（？）
・・・・ ここまでくると、兵器だ、兵器！ ・・・
＊ 分析は、ジエチルエーテル：メタノール＝１９：１展開液で 薄層クロマトにかけ、２、６ジブロモ‐Ｎクロロ‐１、４ベンゾキノンモノイミン液を噴霧し アンモニア蒸気にさらすと、青色のスポットが現れ、Ｒｆ値と 色調が等しいことから 同定する。（漢方薬の分析法） イミノ基（−Ｃ−ＮＨ−Ｃ−、または、ＮＨ＝Ｃ−）があるので、アミノ酸のプロリンと同様に ニンヒドリンで黄色を呈する。（薄めたので薄い黄色）
４． ホミカ・アルカロイド：
ホミカ（Vomica）の果実の種子（平べったい大きな硬い種）、馬銭子（まちんし）は、苦味健胃（くみけんい）薬や強壮剤として昔から漢方で用いられ、猛毒アルカロイドのブルシン（C23H26N2O4 = 394.47）と ストリキニーネ（C21H22N2O2 = 334.42）を含む。 これらは、インドール環の派生したもので、インドールアルカロイドの一種。
服用は漢方医や 薬剤師の監修の下で処方すべきで、素人が自分でするのは危険である。 ストリキニーネ（毒物）は、害獣駆除の毒薬として長い間用いられてきた。 ブルシンは、水質検査の硝酸イオンの定量に現在も用いられている。ブルシン（劇物）の毒性はストリキニーネの１/２０〜１/６といわれる。 （漢方薬の分析法）
マチン子紛（生薬） ３０ｇを、ｎ‐ヘキサン５０ｍｌで脱脂し、エタノール２５ｍｌ＋酢酸０．３ｍｌ＋水８ｍｌ で 加温しながら３０分振り 一回目の抽出。 次に、７０％エタノール５０ｍｌで 二回目の抽出を行ない、抽出液を合わせて溶媒を加熱除去して、濃縮エキス（液状）を作った。（粉末エキスにはならなかった。粉末エキスにはストリキニーネが７％含まれているという。） 少しなめると非常に苦い。
５． ベンゾカイン：
ベンゾカイン（＝ｐ‐アミノ安息香酸エチル）は アミノ基を持つエステルであり、全くアルカロイドではない。モルヒネ、コカインなどの麻薬系の鎮痛剤は、素人には使用はもちろん、製造も、所持も禁止されている。そこで、法に触れない「麻痺剤」程度の軽いものをここで作ってみた。 名前は”〜カイン”になっているが、天然のコカインとは構造が異なる（トロポロン環（７員環）をもつ トロパンアルカロイド）。 どちらかというと、リドカイン（＝キシロカイン）などのアミド型の局所麻酔剤に構造が近い。
ベンゾカインは、粘膜などのごく表面の神経を麻痺させるが、内部の神経伝達には影響しない。 そのため、歯科医が注射をする前に塗る麻痺用のジェル、かゆみ止め、胃腸薬、乗り物酔いの薬、動物用の鎮静・麻酔剤等に用いられている。
ｐ‐アミノ安息香酸（４‐アミノ安息香酸、薬剤名： ＰＡＢＡ、アミノ酸の一種）を用いて、エタノールとのエステル、ｐ‐アミノ安息香酸エチル（＝ベンゾカイン）を作る。
（＊ ｐ‐アミノ安息香酸をトルエンから作るとすると、 トルエン → ｐ‐ニトロトルエン → ｐ‐ニトロ安息香酸 → ｐ‐アミノ安息香酸 となり、なかなか大変である。 工業的には、ＰＡＢＡは、酵母抽出物から作られている。）
ＰＡＢＡ（市販の日焼け止め剤、５００ｍｇ１００個入り）のカプセル ５０個をばらして ｐ‐アミノ安息香酸を含む粉末を取る。 これを温エタノール２００ｍｌに溶かし、ろ過して不溶解成分を除く。 これに ｎ‐ヘキサン １００ｍｌを加えると、溶液に 添加物のステアリン酸等を残して、ｐ‐アミノ安息香酸 が沈殿するので、これをろ過して集める。
次に、これをフラスコに入れ エタノール５０ｍｌ、濃硫酸７ｍｌを加え、３０分還流する。（エステル化が進むと透明になる） ３００ｍｌのビーカーに入れた 炭酸ナトリウム水溶液に少しずつ投入して中和すると、ベンゾカインが遊離して、沈殿する。
ろ過物を 少量の温エタノールに溶かし、冷却して再結晶する。 （冷エタノールに５％、熱エタノールに易溶、冷水０．４７ｇ/１００ｍｌ（２０℃））
作った物をなめてみると、確かに舌の表面の感覚が麻痺する。
