Chinin


Chinin

Dieser Artikel behandelt das Alkaloid, Zum brasilianischen Zehnkämpfer siehe Carlos Eduardo Chinin.
Strukturformel
Strukturformel von Chinin
Allgemeines
Name Chinin
Andere Namen

(8α,9R)-6'-Methoxycinchonan-9-ol

Summenformel C20H24N2O2
CAS-Nummer 130-95-0
PubChem 8549
ATC-Code
Kurzbeschreibung

weißer, fast geruchloser kristalliner Feststoff [1]

Eigenschaften
Molare Masse 324,44 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Schmelzpunkt
pKs-Wert
Löslichkeit

sehr schwer löslich in Wasser: 0,5 g·l−1 (20 °C) [1]

Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [4]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302-315-317-319-335
P: 261-​280-​305+351+338 [4]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5][6]

Xn
Gesundheits-
schädlich
R- und S-Sätze R: 42/43
S: 22-27-37-45
LD50
  • 74 mg·kg−1 (Frau, TDLo, oral)[7][8]
  • 294 mg·kg−1 (Mensch, LDLo, unbekannter Aufnahmeweg)[7][9]
  • 800 mg·kg−1 (Ratte, oral, LDLo)[7][10]
  • 68 mg·kg−1 (Maus, LD50, intravenös) 68mg/kg)[7][11]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Chinin ist eine natürlich in Chinarinde vorkommende chemische Verbindung aus der Gruppe der Alkaloide. Es ist ein weißes, sehr schwer wasserlösliches, kristallines Pulver mit bitterem Geschmack, das als Bitter- und Arzneistoff eingesetzt wird. Ein Diastereomer von Chinin ist Chinidin.

Vorkommen

Chinin wird aus der Rinde des Chinarindenbaums (Cinchona pubescens) gewonnen (Familie Rubiaceae, Subfamilie Cinchonoideae). Der Ursprungsort ist der Hochwald (1500–2700 m ü. M.) der Anden (Venezuela bis Bolivien). Der Name der Pflanze stammt von den Ureinwohnern (Quechua quina-quina ‚Rinde der Rinden‘), die bereits von den fiebersenkenden Eigenschaften wussten.

Den lateinischen Namen Cinchona, nach dem später auch das Chinin benannt wurde, erhielt die Pflanze vermutlich von der Gräfin von Chinchón, Gattin des Vizekönigs Luis Jerónimo Fernández de Cabrera Bobadilla Cerda y Mendoza der spanischen Kolonien, die 1638 durch den Arzt de Vega mit einem Sud aus Rindenpulver von der Malaria geheilt werden konnte.[12] Jesuiten sorgten für die Verbreitung des Mittels in Europa (daher auch die Namen Jesuitenrinde, Kardinalspulver etc.).

Chinin wird in Mengen von ca. 300 bis 500 Tonnen pro Jahr durch Rindenextraktion von kultivierten Pflanzen hauptsächlich in Indonesien, Malaysia und Demokratische Republik Kongo gewonnen[2]; manche Arten enthalten 11 bis 15 Prozent Chinin in der Rinde.

Geschichte

Chinin wurde 1820 von Pierre Joseph Pelletier und Joseph Bienaimé Caventou durch Extraktion mit Alkohol aus der Chinarinde isoliert.[13][14] Der Extrakt wurde mit Kalilauge verdünnt, worauf ein gelblicher amorpher, sehr bitter schmeckender Niederschlag entstand.[15] Pelletier und Caventou nannten die getrocknete Substanz Chinin.

1823 wurde vom Apotheker Friedrich Koch in Oppenheim Chinin erstmals im industriellen Maßstab aus der Rinde von Cinchona-Arten gewonnen. Die Konstitution von Chinin wurde 1911 von Pictet aufgeklärt.[16]

1944 wurde Chinin durch Robert B. Woodward formal totalsynthetisiert,[17][18] die tatsächliche Totalsynthese gelang M. R. Uskokovic erst 1970.[19][20]

Der Franzose François Magendie analysierte um 1840 erstmals die physiologische Wirkung von Chinin.

Durch Chinin wurden 1916 zum ersten Mal experimentell ausgelöste neuromuskuläre Krämpfe gehemmt. Weitere Forschungsergebnisse um 1930 kristallisierten zwei Haupteffekte des Chinins heraus: eine neurotrope (nervenbezogene) und eine myotrope (muskelbezogene) Wirkung.[21][22][23]

Eigenschaften

Chininhaltiges Getränk unter normalem und UV-Licht

Chinin schmeckt bitter. Es fluoresziert in saurer Lösung bei Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung (365 nm) intensiv hellblau. Die Fluoreszenz verschwindet bei Zugabe von Salzsäure,[24] da die darin enthaltenen Chloridionen die Fluoreszenz löschen.

Mit Chrom(VI)-oxid (CrO3) kann Chinin in saurer wässriger Lösung zu Chininsäure und Merochinen oxidiert werden.[25]

Oxidation des Chinins zu Chininsäure und Merochinen

Wirkung und Verwendung

Medizinische Verwendung

Chininhydrochlorid

Chinin wird zur Behandlung von Malaria eingesetzt (besonders der komplizierten Malaria tropica); es verhindert die Bildung des Enzyms Hämpolymerase, auf welches die Erreger während ihrer Lebensphase in den roten Blutkörperchen angewiesen sind.[26]

Die Malariabehandlung erfolgt über 1,5 bis zwei Wochen mit oralen Gaben von Chininsalzen in Dosierungen, die mindestens 0,8 bis ein Gramm freier Chininbase pro Tag entsprechen (z.B. Tagesgabe von 1,95 Gramm Chininsulfatdihydrat).[27]

Chinin wirkt schmerzstillend, in unmittelbarer Umgebung betäubend und fiebersenkend. [28] In China wird es aufgrund der fiebersenkenden und schmerzstillenden Wirkung in geringen Dosen Mitteln zur Behandlung von grippalen Infekten beigemischt. Außerdem wird es gegen Muskelkrämpfe (z. B. nächtliche Wadenkrämpfe) verwendet[29].

Hierbei wird jedoch eine weitaus geringere Dosis als bei der Malariabehandlung verwendet. Man geht von einer Tagesdosis von 200 bis 400 Milligramm aus.

Der Naturstoff Chinin wird z.B. in der pharmazeutischen Zubereitung als Chininsulfat verwendet und zur Vorbeugung und Behandlung von Wadenkrämpfen eingesetzt. Pharmazeutisch betrachtet zählt der Wirkstoff Chinin zu den peripher wirkenden Muskelrelaxantien. Chininsulfat wirkt an der motorischen Endplatte, an den Verbindungsstellen zwischen Nerven und Muskelfasern.[30] Chininsulfat wirkt krampflösend und löst dadurch den Schmerz. Die Funktion des Muskels wird dadurch nicht beeinträchtigt.

In den USA ist Chinin aufgrund schwerwiegender Nebenwirkungen nur zur Behandlung der Malaria tropica zugelassen.[31] In Deutschland hingegen ist die Anwendung von Chinin zur Verhütung und Behandlung nächtlicher Wadenkrämpfe zugelassen. In Studien ist die Reduktion der Krampfhäufigkeit, Krampfintensität und Krampfdauer durch Chinin dokumentiert worden.[32]

Chinin wirkt anregend auf die Gebärmuttermuskulatur und wurde früher als wehenförderndes Mittel eingesetzt. In diesem Zusammenhang wurde Chinin auch als Abortivum (Abtreibungsmittel) missbraucht, was auf Grund der Aufnahme sehr hoher Dosen oftmals zum Tod der Mutter führte. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) warnt wegen der Wirkung auf die Gebärmuttermuskulatur in einer Publikation vor dem Verzehr durch Schwangere.[33]

Chinin kann bei empfindlichen Personen allergische Reaktionen auslösen.[34] Eine mögliche Oxidation des Hämoglobins durch aufgenommenes Chinin kann ferner auch eine Methämoglobinämie verursachen.[35]

Chinin ist wie jedes Präparat in Abhängigkeit von der Dosierung giftig. Eine Überdosis führt unter anderem zu Schwindelgefühl, Kopfschmerz, Tinnitus, Taubheit, vorübergehender Erblindung und Herzlähmung. Die Nebenwirkungen beruhen auf einer Hemmung von Enzymen der Gewebsatmung sowie einer Blockierung der Synthese der DNA. Die tödliche Dosis liegt für einen erwachsenen Menschen bei etwa fünf bis zehn Gramm Chinin.[36] Der Tod tritt durch zentrale Atemlähmung ein.[37]

Nichtmedizinische Verwendung

Das bitter schmeckende Chinin wird in geringen Mengen Getränken wie Bitter Lemon oder Tonic Water zugesetzt. Als Höchstmenge ist in Deutschland 85 mg/kg in alkoholfreien Getränken, 300 mg/kg in Spirituosen zugelassen.[38]

Bitter-Lemon-Getränke finden ihren Ursprung in Afrika; dort versetzte man Getränke mit Chinin, um Malaria vorzubeugen. Generell ist es ein beliebter Bittermacher der Lebensmittelindustrie und ist so beispielsweise auch in Magenbitter zu finden.

Da es sich jedoch um eine pharmakologisch wirksame Substanz handelt, muss die Verwendung in Deutschland in alkoholfreien Getränken stets kenntlich gemacht werden.[39]

Gelegentlich wird Chinin auch als Streckmittel für Heroin benutzt.[40]

In der chemischen Reaktionsführung kann Chinin bzw. dessen Derivate in asymmetrischen Synthesen eingesetzt werden. Durch die Tatsache, dass Chinin enantiomerenrein aus der Natur gewonnen werden kann, wird es besonders genutzt, um mit Enantiomeren Diastomerepaare zu bilden, welche sich in chemischen und physikalischen Eigenschaften unterscheiden. Damit ist eine Trennung der zuvor chemisch und physikalisch Identischen Enantiomere möglich. Chinin dient zudem oft als Katalysatorbestandteil für die Induktion einer spezifischen stereochemischen Information, um mit höherer Wahrscheinlichkeit ein bestimmtes Enantiomer bei einer Synthese zu erhalten (hoher ee-Wert). Beispiele sind Epoxidierungen, Dihydroxylierungen und Aminohydroxylierungen an Doppelbindungen.

Literatur

  • Hobhouse, Henry: Sechs Pflanzen verändern die Welt. Chinarinde, Zuckerrohr, Tee, Baumwolle, Kartoffel, Kokastrauch. Klett-Cotta (2001), ISBN 3-608-91024-7.
  • T. S. Kaufman und E. A. Rúveda: Die Jagd auf Chinin: Etappenerfolge und Gesamtsiege, in: Angewandte Chemie 2005, 117, 876–907; doi:10.1002/ange.200400663.
  • Christian Mähr: Von Alkohol bis Zucker – Zwölf Substanzen, die die Welt veränderten, Köln 2010, ISBN 978-3-8321-9549-6

Weblinks

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Eintrag zu Chinin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 13. Oktober 2007 (JavaScript erforderlich).
  2. 2,0 2,1 2,2 Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu China-Alkaloide im Römpp Online. Version 3.29. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2012, abgerufen am 8. Juni 2011.
  3. 3,0 3,1  Harry G. Brittain: Profiles of Drug Substances, Excipients and Related Methodology: Critical .... Academic Press, 2007, ISBN 012260833X, S. 354−356 (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  4. 4,0 4,1 Datenblatt Quinine bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 16. März 2011.
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. Datenblatt Chinin bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Chinin bei ChemIDplus
  8. American Journal of Ophthalmology. Vol. 90, S. 403, 1980.
  9. J.M. Arena, I.L. Springfield, C.C. Thomas: Poisoning; Toxicology, Symptoms, Treatments, 2. Auflage, 1970, S. 73.
  10. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. Vol. 100, S. 408, 1950.
  11. Japanese Journal of Toxicology. Vol. 4, S. 105, 1991.
  12. Meilensteine, Hrsg. Bayer AG, Leverkusen, 1988, ISBN 3-921349-48-6.
  13. C. Gerhardt: Lehrbuch der Organischen Chemie: Band 4, S. 113, Otto Eiland Verlag, Leipzig, 1853.
  14. J. J. Berzelius: Lehrbuch der Organischen Chemie: Band 5, S. 86, Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig, 1856.
  15. V. Gulliermond: Ueber die gelbe Chinarinde, in: Pharmaceutisches Centralblatt 1957, 508–510.
  16. E. Schwab in: Römpp Online – Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  17. Robert B. Woodward und Wilhelm E. von Doering: Total Synthesis of Quinine, in: Journal of the American Chemical Society 1944, 66, 849–849; doi:10.1021/ja01233a516.
  18. Robert B. Woodward und Wilhelm E. von Doering: Total Synthesis of Quinine, in: Journal of the American Chemical Society 1945, 67, 860.
  19. Milan R. Uskokovic, Juerg Gutzwiller und Thomas Henderson: Total Synthesis of Quinine and Quinidine I, in: Journal of the American Chemical Society 1970, 92, 203–204; doi:10.1021/ja00704a036.
  20. Juerg Gutzwiller und Milan R. Uskokovic: Cinchona alkaloids. 2. Stereoselective total syntheses of quinine and quinidine, in: Journal of the American Chemical Society 1978, 100, 576–581; doi:10.1021/ja00470a036.
  21. Harvey A.M. J.Physiol. 1939;95:45-67
  22. Berg A. et al. Med.Welt 1985;16:414–418
  23. Löffelholz K. Wessler I. in Mörl H. (ed.), Muskelkrämpfe, Springer Verlag, 1987:35–44
  24. F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis : Drogen A–K, S. 101, 5. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1998, ISBN 3-540-61618-7.
  25. C. Vernon, H. Resch: The Oxidation of Optochin, in: J. Am. Chem. Soc. 1932.
  26. medikamente.onmeda.de: Mittel gegen Malaria
  27. Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR): Chininhaltige Getränke können gesundheitlich problematisch sein. Aktualisierte Gesundheitliche Bewertung Nr. 020/2008, 9. Mai 2008
  28. www.dge.de.
  29. klosterfrau.de: Limptar® N Produkte.
  30. Harvey A.M. J.Physiol. 1939;95:45–67
  31. FDA Drug Safety Communication: New risk management plan and patient Medication Guide for Qualaquin (quinine sulfate), 8. Juli 2010
  32. El-Tawil S. et al. Quinine for muscle cramps (Review), The Cochrane Collaboration 2010:12
  33. Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR): Publikationen zu Chinin.
  34. www.alles-zur-allergologie.de.
  35. Methämoglobinämie im Roche Lexikon Medizin, 4.Auflage, Urban & Fischer Verlag, München 1984/1987/1993/1999.
  36. Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu Chinin im Römpp Online. Version 3.29. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2012, abgerufen am 24. Mai 2011.
  37. Virchow: Über die Wirkung des Chinins auf den respiratorischen Stoffwechsel des Menschen In: Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology, Heidelberg 1927 doi:10.1007/BF01863946
  38. Anlage 4 (zu § 2 Abs. 3) Höchstmengen an bestimmten Stoffen in verzehrfertigen aromatisierten Lebensmitteln AromV
  39. § 5 Verkehrsverbot AromV
  40. Microgram Bulletin, Volume 42, Number 10, October 2009, Page 79. Stand 22. September 2012.
  1. 1,0 1,1 In der Literatur sind eine Reihe von zum Teil stark abweichenden Werten genannt, da pKs-Werte stark abhängig von Temperatur und Ionenstärke sind. Die als Referenz angegeben Quelle listet eine umfangreiche Anzahl von Werten für Chinin mit Quelle und Meßbedingungen auf.
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