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| 名前 | |
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| 推奨IUPAC名
[(1 R ,9a R )-オクタヒドロ-2 H -キノリジン-1-イル]メタノール | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムブル |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.006.944 |
| EC番号 |
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| ケッグ |
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PubChem CID
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| ユニイ |
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CompToxダッシュボード （EPA）
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| プロパティ | |
| C 10 H 19 N O | |
| モル質量 | 169.268 g·mol −1 |
| 融点 | 68～69℃（154～156℉、341～342K） |
| 沸点 | 269～270℃（516～518°F、542～543K） |
| 危険 | |
| GHSラベル： | |
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| 警告 | |
| H302、H312、H332 | |
| P261、P264、P270、P271、P280、P301+P312、P302+P352、P304+P312、P304+P340、P312、P322、P330、P363、P501 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
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ルピニンは、顕花植物マメ科のルピナス属（口語ではルピンと呼ばれる）に含まれるキノリジジンアルカロイドである。[1]科学文献には、この化合物の単離と合成に関する多くの報告と、天然の前駆体であるリジンからの生合成に関する膨大な数の研究が含まれている。[2] [3]研究により、ルピニン塩酸塩は軽度の毒性のあるアセチルコリンエステラーゼ阻害剤であり、ルピニンはアセチルコリン受容体に対して阻害作用を有することが示されている。[4] [5]ルピナス植物の種子から採れるルピナス豆の特徴的な苦味は、含まれるキノリジジンアルカロイドによるもので、適切に取り扱われない限り、人や動物の食用に適さない。[6] [7]しかし、ルピナス豆は高タンパク質のため栄養価が高い可能性があるため、[8]甘いルピナス品種の開発を通じてアルカロイド含有量を減らす努力がなされてきました。[9] [10]
毒性
ルピニンは、ルピナス属のマメ科植物の種子に含まれる肝毒性物質です。[9]ルピニンやその他のキノリジジンアルカロイドは、自然に生育するルピナスの花に苦味を与えます。[5]キノリジジンアルカロイドの毒性のため、ルピナスの豆は一晩浸漬し、すすいでアルカロイド含有量の一部を除去します。[7]しかし、加熱とすすぎの手順が不十分な場合、10グラムの種子から100ミリグラムものルピニンが遊離する可能性があります。[11]
ルピニンの神経毒性は獣医学界では以前から知られており、これはルピナスが高タンパク質であることから放牧家畜の飼料として利用されていたためである。[9]ルピニンは[要説明] [要出典]ルピノーシスを引き起こすことが分かっている。ルピノーシスは急性肝機能萎縮を引き起こし、牛や羊などの家畜に影響を及ぼす病的で、多くの場合は致命的な状態である。[9]キノリジジンアルカロイドはヒトが摂取すると中毒を起こし、震え、興奮、痙攣を引き起こす。[12]ルピニンは哺乳類に対して経口毒性があることに加え、昆虫の摂食阻害薬であり、バッタの成長阻害剤でもある。[13]
相対毒性
ルピニンは、ルパニンやスパルテインなど、ルピンによく含まれる他のキノリジジンアルカロイドと比較して、毒性が低い。ルピニンの最小致死量は28～30 mg/kg、毒性量は25～28 mg/kgであり、d-ルパニンの約85%、スパルテインの約90%の毒性を有する。ルピニンとルピンによく含まれる他のキノリジジンアルカロイドの相対的な毒性は、以下の表に示されている。[14]
| 物質 | 最小致死量（mg/kg）[14] | 毒性量（mg/kg）[14] |
| ルピナス | 28～30 | 25～28 |
| ルパニン | 22～25 | 21～24 |
| スパルテイン | 23～30 | 21～31 |
作用機序
ルピニン塩酸塩に関する研究では、これがアセチルコリンエステラーゼの可逆的阻害剤であることが示されている。[4]窒素含有複素環であるルピニンは、アセチルコリンエステラーゼの内因性作動薬であるアセチルコリンのアンモニウム「頭部」に類似した構造を有する。[15]生理的pHでは、ルピニンのアミンがプロトン化され、アセチルコリンのアンモニウムが相互作用するのと同じように、アセチルコリンエステラーゼの陰イオン部位とイオン-イオン相互作用を引き起こす。[15]ルピニンに類似した可逆的アンモニウム阻害剤に関するこれまでの研究では、アンモニウム基（ルピニンのプロトン化アミンに相当）が、アセチルコリンエステラーゼの活性中心のTrp 84残基領域に入り込むことが示されている。[4]これにより、ルピニンの活性部位にあるアセチルコリンエステラーゼの陰イオン部分、すなわちアミンと酵素吸着複合体が形成される。[15]この複合体はアセチルコリンの活性中心へのアクセスを阻害し、アセチルコリンエステラーゼによるアセチルコリンの触媒加水分解とそれに続く分解を減少させる。[15]酵素の不活性化は、体内のアセチルコリンの蓄積、ムスカリン性およびニコチン性アセチルコリン受容体の過剰刺激、ならびにそれに続く神経伝達の破壊につながる。[16]しかし、インキュベーション時間は阻害に影響を与えないことが判明し、ルピニンは可逆的な阻害剤であるという結論に至った。[4]
研究では、ルピニンがムスカリン性アセチルコリン受容体とニコチン性アセチルコリン受容体の両方に結合親和性を示すことも示されています。ルピニンのIC 50値は、ニコチン性受容体に対して500μM以上、ムスカリン性受容体に対して190μMでした。しかし、この親和性がアゴニスト性かアンタゴニスト性かは未だ明らかにされていません。[17]
合成
生物学的
ルピニンは、植物のルピナス遺伝子中のL-リジンから、様々なキノリジジン アルカロイドとともに自然に生合成されます。生合成過程において、リジンはまず脱炭酸されてカダベリンとなり、次に酸化的に脱アミノ化されて対応するアルデヒドとなります。アルデヒドはその後、自発的に2つの互変異性体に環化し、アルドール型反応により結合します。この反応では、アリルアミンがイミニウムを攻撃し、非対称二量体中間体を形成します。この中間体はその後水和されます。次に、第一級アミンが酸化され、分子内縮合が起こり、キノリジジンアルデヒドが得られます。その後、アルデヒドはアルコールに還元され、エナンチオ選択的に(-)-ルピニンが得られます。[3] [18]
合成
ルピニンはキラル炭素原子を有するため、生物活性生成物を得るためには、ルピニンの全合成は(-)-ルピニンに対してエナンチオ選択的である必要がある。ルピニンの最初のラセミ全合成は、1937年にClemo、Morgan、Raperによって行われた。[19] 1940年から1956年の間にさらに6回のルピニンの全合成が続き、1966年にGoldbergとRagadeによって最初のエナンチオ選択的合成が行われた。[2]この最初のエナンチオ選択的合成以来、エナンチオ純粋およびラセミルピニンの両方の全合成が数多く行われてきた。ルピニンの4つの立体異性体すべての製造法を記載し、この分野における以前の研究への多くの参照を含む、注目に値する合成法がMaとNiによって発表された。[20]エナンチオ選択性と限られたステップ数で特に注目すべきもう一つの全合成法は、サントスらによるものである。2010年、サントスらは二重光延反応を用いて、8段階を経て36%の収率でエナンチオ選択的に(-)-ルピニンを合成した。[21]まず、出発物質にルイス酸を用いて不斉付加を行い、続いて還元剤と塩基で処理した。これにより(R,R)-アルコールが得られた。この配置を光延反応を用いて反転させ、続いて加水分解することで、アルコールの(R,S)配置が得られた。次に、アルコールをアランで還元し、さらに光延反応を受けさせ、酸に加水分解し、最後にアラン還元によって(-)-ルピニンに還元した。[21]
分離
ルピニンの最も古い単離例の一つは、アメリカ合衆国ユタ州で採集されたルピナス・パルメリから、クロマトグラフィー技術を使わずに結晶ルピニンを得ることに成功したカウチによるものである。[22]
アプリケーション
害虫駆除
ルピニンは昆虫の摂食阻害物質である。[13]殺虫活性に関する研究では、ウイルス、フィラリア、鳥マラリアの媒介となる蚊の幼虫に対して効果があることが示されている。[23] [24]
植物学
ルピナスは、カスティーリャ（インディアンペイントブラシ）と共生しているのがよく見られます。カスティーリャはルピナスを宿主として、ルピニンなどのアルカロイドを自らに供給します。これは窒素固定の増加と相まって寄生虫の繁殖率を高め、草食動物の活動を低下させる可能性があります。しかし、研究では、アルカロイドの移行が草食動物の活動を抑制する効果については、さまざまな結果が示されています。[25]
規則
欧州化学物質庁（ECA）は、ルピニンを危険有害性情報コードH302、H312、H332で分類しています。これは、ルピニンがそれぞれ飲み込んだ場合、皮膚に接触した場合、吸入した場合、有害であることを示しています。また、GHS07分類では、急性経口毒性がカテゴリー4であることを示しています。[26]
参照
参考文献
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外部リンク
