Secondary plant products: Definition, types and uses of alkaloids

Secondary plant products (Secondary Metabolites) द्वितीयक पादप उत्पाद:- These are organic compounds produced by any life form, e.g. bacteria, fungi, animals, or plants, which are not directly involved in the metabolism for normal growth, development, or reproduction of the organism. 

(ये कार्बनिक यौगिक हैं जो किसी भी जीवन रूप जैसे जीवाणु, कवक, जन्तु या पौधों द्वारा निर्मित होते हैं, जो जीव के सामान्य वृद्धि, विकास या जनन के लिए प्रत्यक्ष मेटाबोलिज्म में शामिल नहीं होते हैं।)

Classification (वर्गीकरण):- 

1. Terpenes (टर्पीन):- 

> These are the largest single class of compounds found in essential oils.

(ये आवश्यक तेलों में पाए जाने वाले यौगिकों का सबसे बड़ा एकल वर्ग है।)

> They are responsible for the aromas, flavors, and colours.

(वे सुगंध, स्वाद व रंगों के लिए उत्तरदायी होते हैं।)

> These are polymer of isoprene molecules. Hence also called as isoprenoids. Each isoprene molecule contains five carbon atoms with double bonds.

(ये आइसोप्रीन अणुओं के बहुलक होते हैं। इसलिए इन्हें आइसोप्रिनॉइड भी कहा जाता है। प्रत्येक आइसोप्रीन अणु में 2 द्विबंध व 5 कार्बन परमाणु होते हैं।)

Isoprene

> Examples (उदाहरण):- 

i. Monoterpene (मोनोटर्पीन):- Geraniol (जिरेनियोल)

ii. Diterpene (डाइटर्पीन):- Cafestol (कैफेस्टॉल)

iii. Tetraterpene (टेट्राटर्पीन):- Lycopene (लाइकोपीन)

iv. Polyterpene (पॉलीटर्पीन):- Gutta-percha (गट्टा-पर्चा)

2. Phenolics (फिनोलिक):-

> Most abundant secondary metabolites of plants.

(पौधों के सबसे प्रचुर मात्रा में उपस्थित द्वितीयक मेटाबोलाइट्स।)

> They have potent antioxidant properties.

(इनके पास शक्तिशाली प्रति ऑक्सीकारी गुण होते हैं।)

> They are polyphenols which are ubiquitous means found in all plant organs.

(ये पॉलीफिनोल्स होते हैं जो सर्वव्यापी होते हैं अर्थात सभी पादप अंगों में पाए जाते हैं।)

> Examples (उदाहरण):-

i. Lignin (लिग्निन):- Structural polymer (संरचनात्मक बहुलक)

ii. Flavonoids and Carotenoids (फ्लेवोनोइड्स व कैरोटीनोइड्स):- Attractants (आकर्षक)

iii. Flavonoids (फ्लेवोनोइड्स):- UV screens (UV स्क्रीन)

iv. Salicylic acid and Flavonoids (सैलिसिलिक अम्ल व फ्लेवोनोइड्स):- Signal compounds (संकेत यौगिक)

v. Tannins and Phytoalexins (टैनिन व फाइटोअलैक्सिन):- Defense response chemicals (प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया रसायन)

vi. Coumarins (कौमेरिन्स)

3. Alkaloids (एल्केलोइड):-  

> These are N - containing cyclic organic compound.

(ये N-युक्त चक्रीय कार्बनिक यौगिक होते हैं।)

> The term ‘alkaloid’ was coined by W. Meibner, a German pharmacist, meaning ‘alkali like’. Latter it was demonstrated that the alkalinity was due to the presence of a basic nitrogen atom.

('एल्केलॉइड' शब्द जर्मन फार्मासिस्ट W. Meibner द्वारा दिया गया था, जिसका अर्थ है 'क्षार जैसा'। बाद में यह प्रदर्शित किया गया कि क्षारीयता एक बुनियादी नाइट्रोजन परमाणु की उपस्थिति के कारण होती है।)

> Morphine was the first alkaloid which was isolated by F.W. Serturner in 1806 from the latex of the opium poppy.

(मॉर्फिन पहला एल्कलॉइड था जिसे 1806 में अफीम पोपी के लेटेक्स से F.W. Serturner द्वारा अलग किया गया था।)

Types of Alkaloids (एल्केलोइड्स के प्रकार):-

a. Based upon type of nitrogen and the biochemical origin (नाइट्रोजन के प्रकार और जैव रासायनिक उत्पत्ति के आधार पर):-

i. True alkaloids (सत्य एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Cocaine, Morphine, Quinine etc.

(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होता है। उदाहरण- कोकेन, मॉर्फिन, कुनैन आदि।)

ii. Proto alkaloids (प्रोटो एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and do not have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Yohimbine, Mescaline, Hordenine etc.

(ये भी अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं परन्तु एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन नहीं होता है। उदाहरण- योहिम्बाइन, मेस्केलाइन, होर्डेनाइन आदि।)

iii. Pseudo alkaloids (असत्य एल्केलोइड्स):- They are not derived from amino acids but have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Capsaicin, Caffeine, Ephedrine etc.

(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त नहीं होते हैं, परन्तु एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होता है। उदाहरण- कैप्सीसिन, कैफीन, एफीड्रिन आदि।)

b. Based upon ring structure (वलय संरचना के आधार पर):-

i. Tropane alkaloids (ट्रोपेन एल्केलोइड्स):- They are abundantly found in the Solanaceae family. They are derived from ornithine and acetoacetate. Eg.- Hyoscyamine, Cocaine, Atropine, Scopolamine

(ये सोलेनेसी कुल में बहुतायत से पाए जाते हैं। ये ऑर्निथीन व एसीटोएसीटेट से प्राप्त होते हैं। उदाहरण- हायोसायमिन, कोकेन, एट्रोपिन, स्कोपोलेमिन)

ii. Pyrrolizidine alkaloids (पायरोलिजीडाइन एल्केलोइड्स):- They occur in the plants from Asteraceae and Fabaceae family. Eg.- Senecionine

(वे एस्ट्रेसी और फैबेसी कुल के पौधों में पाए जाते हैं। उदाहरण- सेनेसिओनाइन)

iii. Piperidine alkaloids (पिपेरिडीन एल्केलोइड्स):- Presence of odor is the common feature. Eg.-  Trigonelline, Coniine, Arecoline, Lobeline, Pelletierine, Nicotine, Anabasine, Piperine and Ricinine.

(गंध की उपस्थिति सामान्य विशेषता है। उदाहरण-  ट्राइगोनेलिन, कोनाइन, एरीकोलाइन, लोबेलाइन, पैलेटिएराइन, निकोटीन, एनाबेसिन, पिपेरिन और रिसीनाइन।)

iv. Quinolines alkaloids (क्विनोलाइन्स एल्केलोइड्स):- These alkaloids are obtained exclusively from the bark of the Cinchona plant. Eg.- Cinchonine, Cinchonidine, Quinine, and Quinidine

(ये एल्कलॉइड विशेष रूप से सिनकोना पौधे की छाल से प्राप्त होते हैं। उदाहरण- सिनकोनिन, सिनकोनिडीन, कुनैन और कुनैनिडीन)

v. Isoquinoline alkaloids (आइसोक्विनोलाइन एल्केलोइड्स):- These groups of alkaloids have huge types of medicinal properties like antiviral, antifungal, anticancer, antioxidant, antispasmodic, and an enzyme inhibitor. Eg.- Morphine, Codeine, Papaverine, Narcotine, Hydrastine, Berberine, Emetine, Cephaëline, Tubocurarine, Corydaline.

(एल्कलॉइड के इन समूहों में एंटीवायरल, एंटीफंगल, एंटीकैंसर, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीस्पास्मोडिक और एंजाइम अवरोधक जैसे अनेक प्रकार के औषधीय गुण होते हैं। उदाहरण- मॉर्फिन, कोडीन, पैपेवरीन, नारकोटीन, हाइड्रेस्टाइन, बरबेरिन, एमेटाइन, सिफेलाइन, ट्यूबोक्यूराइन, कोराइडेलाइन।)

vi. Indole alkaloids (इंडोल एल्केलोइड्स):- This is the largest and most interesting alkaloid group derived from tryptophan. Polyhalogenation is a common feature of these alkaloids. Eg.- Ergometrine, Ergotamine, Physostigmine, Ajmaline, Serpentine, Reserpine, Yohimbine, Aspidospermine, Vincablastine, Strychnine, Bruceine.

(यह ट्रिप्टोफैन से प्राप्त सबसे बड़ा और सबसे दिलचस्प एल्कलॉइड समूह है। बहुहैलोजिनीकरण इन एल्कलॉइड्स की एक सामान्य विशेषता है। उदाहरण- अर्गोमेट्रिन, अर्गोटेमाइन, फिजोस्टिग्माइन, एज्मालाइन, सर्पेन्टाइन, रेसर्पाइन, योहिम्बाइन, एस्पिडोस्पर्मिन, विंकाब्लास्टाइन, स्ट्राइकिनिन, ब्रुसीन।)

vii. Steroidal alkaloids (स्टीरोइडल एल्केलोइड्स):- 1,2-Cyclopentane phenanthrene ring system is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Solanine, Veratrum, Funtamine, Conessine.

(1,2-साइक्लोपेंटेन फेनेंथ्रीन वलय तन्त्र इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। उदाहरण- सोलेनिन, वेराट्रम, फंटामाइन, कोनेसीन।)

viii. Imidazole alkaloids (इमिडाजोल एल्केलोइड्स):- The imidazole ring structure is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Pilocarpine.

(इमिडाज़ोल वलय संरचना इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। उदाहरण- पिलोकार्पिन।)

ix. Purine alkaloids (प्यूरीन एल्केलोइड्स):- They contain purine ring. Purine is the nitrogenous base. Eg.- Caffeine, Theobromine, Theophylline.

(इनमें प्यूरीन वलय होता है। प्यूरीन नाइट्रोजनी क्षार होता है। उदाहरण- कैफीन, थियोब्रोमाइन, थियोफाइलाइन।)

x. Pyrrolidine alkaloids (पायरोलिडीन एल्केलोइड्स):- Eg.- Hygrine, Stachydrine, Ficine, Brevicolline.

(उदाहरण- हाइग्रीन, स्टैकहीड्रिन, फिसीन, ब्रेविकोलाइन।)

Uses of Alkaloids (एल्केलोइड्स के उपयोग):-

i.Ajmaline (एज्मेलाइन):- Antiarrhythmic (प्रतिअतालिक)

ii. Atropine, scopolamine, hyoscyamine (एट्रोपाइन, स्कोपोलेमीन, हायोसायमिन):- Anticholinergic (कोलीनधर्मरोधी)

iii. Caffeine (कैफीन):- Stimulant, adenosine receptor antagonist (उत्तेजक, एडिनोसिन ग्राही विरोधी)

iv. Codeine (कोडीन):- Cough medicine, analgesic (खांसी की दवा, दर्दनाशक)

v. Colchicine (कोल्चीसीन):- Remedy for gout (गाउट का उपचार)

vi. Emetine (एमेटाइन):- Antiprotozoal agent (प्रतिप्रोटोजोआ कारक) 

vii. Ergot alkaloids (अर्गट एल्केलोइड्स):- Sympathomimetic, vasodilator, antihypertensive (अनुकंपी अनुकारी, वाहिकाविस्फारक, उच्चरक्तचापरोधी)

viii. Morphine (मोर्फीन):- Analgesic (दर्दनाशक)

ix. Nicotine (निकोटीन):- Stimulant, nicotinic acetylcholine receptor agonist (उत्तेजक, निकोटिनिक एसिटिल कोलीन ग्राही विरोधी)

x. Physostigmine (फिजोस्टिग्माइन):- Inhibitor of acetylcholinesterase (एसिटिलकोलिनेस्टरेज का अवरोधक)

xi. Quinidine (क्विनीडाइन):- Antiarrhythmic (प्रतिअतालिक)

xii. Quinine (कुनैन):- Antipyretics, antimalarial (ज्वरनाशक, मलेरिया रोधी)

xiii. Reserpine (रेसर्पाइन):- Antihypertensive (उच्चरक्तचापरोधी)

xiv. Tubocurarine (ट्यूबोक्यूरेराइन):- Muscle relaxant (मांसपेशियों को आराम)

xv. Vinblastine, Vincristine (विनब्लास्टिन, विनक्रिस्टिन):- Antitumor (अर्बुदरोधी)

xvi. Vincamine (विनकेमाइन):- Vasodilating, antihypertensive (वाहिकाविस्फारक, उच्चरक्तचापरोधी)

xvii. Yohimbine (योहिम्बाइन):- Stimulant, aphrodisiac (उत्तेजक, कामोत्तेजक)