原題は『The Chemical Constituents of Piper Methysticum』、著者は Alice A. Ball です。
例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼をもうしあげる。
図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
以下、本篇。（ノー・チェックです）
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「パイパー・メティスティカムの化学成分」の開始 ***
転写者注
明らかな誤植は静かに修正しました。その他の綴りと句読点は変更ありません。特に、著者は現在一般的にKavainと呼ばれているものをKavahinと表記しています
1915 年 6 月、アリス A. ボールが ハワイ大学で 理学修士
号取得のために提出した 論文 。
アリス・A・ボールによる「アヴァ根の有効成分の化学成分」に関する学位論文は、彼女の独創的な研究能力と、その結果を論理的に提示する能力を明確に示しています。承認します。
JF イリングワース上級学位
委員会委員長
。
ハワイ大学、
1915年5月14日。
パイパー・メチスティカム
の 化学成分
または、 AVA 根の 有効成分の
化学成分。
索引
ページ
1 歴史 1
- 抽出方法 7
- 樹脂の分離方法 9
- 樹脂酸の様々な金属塩 12
- 総樹脂 13
- バリウム酸 15
- バリウム酸の酸化生成物 21
- 鉄酸 28
- 鉄酸と遊離酸の酸化 33
- アルコールラジカル 34
11 メチスチシンとメチスチシン酸 36 - 生理作用 38
13 結論 43
[1ページ]
歴史的
南太平洋諸島の住民に特有の習慣のうち、おそらく最も有名なのは、アヴァ、カヴァ、またはヤコナと呼ばれる麻薬のような飲み物の作り方と飲み方でしょう。その悪名の多くは、その作り方が不快なことから生じています。それだけでなく、この習慣は特定の海洋地域に特有のもので、棒と溝で火を起こす方法と同じくらいこの地域に著しく限定されているようです。この習慣は特定の民族に限定されているわけではなく、文献にはパプア人とポリネシア人の両方が実践していることを示す記述が多数あります。多くの島では、この酒はマクロピペル・メシスチカム（長胡椒）の根を噛み、砕いた塊をボウルに出し、水を加え、果肉を濾してその液体を飲むことで作られます。他の地域では、単に根をすりおろして水を加えるだけで作られています。
カヴァの原料となる植物は、コショウ科（Piperaceae）の低木です。高さは約1.8メートル、茎の太さは2.5～3.5センチです。葉は心臓形で、長さは10～20センチです。この科は商業的に流通するコショウの原種であり、薬用および商業的に重要な種がいくつか含まれています。
[2ページ]
カヴァを作るには、根と茎の基部を使います。根の重さは通常2～4ポンドですが、時には22ポンドにもなります。地元の人々によっていくつかの品種が区別されています。例えば、タヒチにはマレアと呼ばれる黄色の品種があり、空気に触れるとピンク色になる品種はアビニウテと呼ばれます
摘みたての根を噛むと、最初は甘く芳香があり、その後苦く、刺激臭がする。唾液が大量に分泌され、数秒後に舌に焼けるような感覚が生じる。根には約50%のデンプン、少量の淡黄色の精油、2%の刺激臭のある樹脂、そして1%のカバヒンと呼ばれる中性結晶成分メチスチシンが含まれている。カバの毒性は、このカバヒンに起因すると考えられる。樹脂とカバヒンは水に溶けないが、唾液と胃液には溶ける。
サモアでは、アヴァの根をすりおろすか噛んでから水に浸し、木質の果肉を濾してその液体を飲みます。根は乾燥した状態でも生の状態でも使用されます。液体は最初は石鹸のような風味ですが、すぐに心地よい芳香が加わり、キニーネのようなほのかな苦味を感じます。サモアでは、アヴァを飲むことは男性のあらゆる会合の付き添いとなります。
[3ページ]
カヴァは最初は刺激的ですが、過剰摂取するとアヘンに似た作用を及ぼし、2時間続く眠気を誘う酩酊状態を引き起こします。酩酊状態は通常は穏やかですが、時折、物音に苛立ちを覚えることがあります。地元の人々は、これは湿地で栽培されるカヴァの使用に起因すると考えています。過剰摂取の結果、皮膚病、衰弱、そして全身の衰弱が見られます。カヴァを飲むことで生じる独特の肌の白さは、一部の島々では、カヴァの所有者がカヴァの入手に時間を費やすほど裕福であることを示す証として、求められていると言われています。
液体が飲用前に発酵するかどうかについては誤解があるが、発酵は起こらないことは明白である。なぜなら、この液体は根を浸軟させた後に水を加えてすぐに飲まれるからである。咀嚼して作るカヴァはより口当たりが良いと言われているが、これはおそらく唾液中のプチアリンによってデンプンが発酵性物質に変換されるためであろう。[1]
[1]—ウォルター・ハフ著—スミソニアン雑集第1472号（1904年8月）より転載。「パプア人とポリネシア人によるカバの飲用法」
「1779年、キャプテン・クックに続いて島々へ渡ったキング船長は、ある司祭のケースについて次のように記している。『痩せ衰えた体格の小柄な老人で、目はひどく[4ページ] 彼の体は赤く腫れ上がり、白い癩病の皮で覆われていた。これはアヴァの過度の使用による影響である。彼はまたこうも述べている。「酋長たちはアヴァの過度の使用によって恐ろしい影響を受けている。最も影響を受けた者たちは、体が白い皮で覆われ、目は赤く炎症を起こし、手足は衰弱し、全身が震え、頭を上げることもできない状態だった。」[2]
[2]「ハンセン病賞エッセイ」第2シリーズ、トンプソン＆カンティル著、1897年
FAグリエルは脚注で次のように述べています。「この混合物は麻薬性物質ではなく、ヨーロッパの船員が飲むと強い吐き気を催す作用があります。頻繁に摂取すると、全身に乾燥した灼熱感が生じ、目が赤くなり、皮膚が薄片状に剥がれ落ち、その後ハンセン病性潰瘍に変質するか、全身が衰弱して衰弱していきます。」[3]
[3]ミケル、Systema Piperacearum
活性化学成分を単離する試みは数多く行われてきました。1844年には早くも、モルソンが活性成分であるカヴィネを発見しました。これは緑がかった黄色で、強い芳香と刺激臭のある樹脂です。これは1860年にクザントによって再び研究されました
[5ページ]
ゴブリーはカヴァの根から、ピペリンに類似した結晶性物質、メチスチシン（別名カヴァヒン）を単離した。これは無臭無味で、おそらく不活性である。[4] 1886年、ルーウィンはこの樹脂を2種類に分離した。ベータ樹脂は油っぽく赤褐色で、塊にするとほぼ黒色となる。ベータ樹脂はアルファ樹脂よりも活性が低く、黄褐色でカヴァ特有の臭気があり、アルコールに溶けやすく、舌に載せると灼熱感と局所麻酔を引き起こす。[5]
[4]JPC 1860年1月
[5]AJP 1886, 450
根からは揮発性油が発見されている。[6]
[6]JPC 1862年3月
ラヴィアルはアルカロイドであるカヴェインを入手したと主張した 。[7]
[7]ルニオン薬学誌、1889年1月号
「ワッツ化学辞典」には、「カワインはカワカワにメチスチシンとともに含まれる結晶性樹脂で、グルコシドではありません。酸化すると安息香酸を生成します。」という記述がありました。[8]
[8]ゴブリー、J. Ph. (3) 37, 19.
[6ページ]
ブリタニカ百科事典には次のような記述があります。「この飲料の有効成分がアルカロイド性の毒であることに疑いの余地はほとんどありません。この物質は植物中にそれ自体（すなわち遊離アルカロイドとして）存在するのではなく、グルコシドの形で存在し、咀嚼の過程でこのグルコシドが唾液中の発酵物の1つによって分解され、遊離アルカロイドと糖が形成されると考えられます。」
アーサー・ボッシンガム[9]はカバカバの化学分析結果を報告している。既に他の研究者によって報告されている結晶体メチスチシンに加え、彼は3種類の樹脂を分離・同定した。1つは炭酸カリウム5%溶液に溶解し、2つ目は炭酸カリウムには溶解しないものの、苛性カリ5%溶液には溶解する。3つ目は、これら2種類のアルカリ性溶媒には溶解しない。灰分は風乾した根の2.495%に相当し、微量の鉄、マンガン、そして主にカルシウム、ナトリウム、カリウムを含んでいた。[10]
[9]Proc. A. Ph. A. 1898, 564.
[10]Proc. Wisc. Pharm. Assos. 1898, 53, 55
[7ページ]
抽出方法
新鮮な根茎を切り刻み、肉切り機で粉砕した。予備作業では、材料は真空オーブンで摂氏40度を超えない温度で乾燥させた。後の作業では、材料は天日で急速に乾燥させた。この作業には約2日間かかった。完全に乾燥させた後、材料は細かく粉砕され、エーテルで抽出された。以下の連続抽出装置を使用した。エーテルの蒸発が非常に速いため、コンデンサーを冷却するためにコイルを氷で囲む必要があった
[8ページ]
装置の図
[9ページ]
樹脂の分離方法
抽出物から結晶性メチスチシンを除去した後、樹脂生成物を分離する以下の方法を使用した。
遊離酸は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムをそれぞれ1%ずつ含む溶液に樹脂全体を順次振盪することで除去した。こうして除去された酸は、アルカリ溶液を希塩酸で処理し、エーテルで振盪することで回収した。3種類の酸の物理的性質には大きな違いはなかった。生薬特有の臭気を持ち、粘性があり、褐色で、マイナス10℃でも固化しなかった。これらの遊離酸は、樹脂全体の約5%を占める。
残りの抽出物はアルコール性水酸化カリウムで処理し、溶液を約80℃に15分間加熱して鹸化した。蒸留によりアルコールを除去した後、少量の水を加えた。得られた溶液をエーテルで抽出し、鹸化生成物からアルコールラジカルと不鹸化物質を除去した。エーテル抽出物は、以下の研究に使用するために保存した。[10ページ] アルコールラジカル。水相部分を蒸発させて半固体とした。この塊に二酸化炭素を約15分間通して、過剰の水酸化カリウムを炭酸カリウムに変換した。次に、アルコール（95%）を加えて炭酸塩を沈殿させた。炭酸塩を濾過し、濾液に水を加えた
透明な濾液に塩化バリウム溶液を加えたところ、すぐに濃厚なクリームイエローの沈殿物が生じた。塩化バリウムを過剰量加え、吸引ポンプで濾過し、沈殿物を水で洗浄した。濾液にさらに数滴の塩化バリウムを加え、沈殿物が形成されないことで過剰量添加されたことを確認した。この透明な濾液に、塩化第二鉄溶液を過剰量加えたところ、すぐに鉄塩の濃厚な沈殿物が生じた。これを吸引ポンプで濾過し、沈殿物を水で洗浄した。
バリウム沈殿物を希塩酸で処理し、沸騰まで加熱してバリウム樹脂酸塩を分解し、遊離樹脂酸を遊離させた。遊離した酸は褐色の樹脂で、粘稠度は低く、特徴的な臭いがあった。この酸は、[11ページ] エーテルで振盪した。エーテル溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、蒸留によりエーテルを除去した。最後の痕跡量のエーテルは、樹脂酸を真空オーブンで65℃に加熱することにより除去した。この樹脂酸は、本論文では以下、バリウム酸と呼ぶ酸である
鉄沈殿物を希硫酸（塩化第二鉄はエーテルに可溶だが、硫酸第二鉄は不溶）で処理し、沸騰まで加熱して鉄樹脂酸塩を分解した。遊離した酸は強い特有の芳香を有していた。バリウム酸と同様にエーテルで抽出した。この樹脂酸こそが、本論文で鉄酸と呼ぶ酸である。
結晶性メチスチシンを除去した後に残る樹脂抽出物は、トータル樹脂と呼ばれます。
各種水性アルカリによる予備振盪によって除去された樹脂酸は、総遊離酸と呼ばれます。
[12ページ]
樹脂酸の様々な金属塩
酸のカリウム塩を得、過剰の水酸化カリウムと炭酸カリウムを除去した後、様々な金属塩の形成の可能性を試みた
以下の金属の可溶性塩は沈殿物を生成した。
マンガン
バリウム
コバルト
銀
水銀
鉄
亜鉛
銅
カルシウム
鉛
以下の金属塩は完全に沈殿した。
銀
鉄（第二鉄）
マンガン
バリウム塩と鉄（第二鉄）塩は分離に最も効果的であったため、樹脂の分離に使用されました
[13ページ]
全樹脂
全樹脂は茶色で、濃厚なシロップ状で、薬物特有の臭いがしました
バリウム酸の場合と同じ方法で分子量測定を行い、以下のデータが得られました。
ピペットの重量（前） 18.7660 ピペット重量（使用後）
14.7160 使用した樹脂重量
4.0500 前の温度
3.52 後の温度
3.71 温度変化
0.18 体積
37cc 溶媒定数
3280 おおよその分子量
2000 燃焼が行われ、以下のデータが得られました。
ボートの重量
3.4722 3.4720 ボートと樹脂の重量
3.6355 3.6220 樹脂重量
0.1633 0.1500 [14ページ]硫酸チューブ
79.1051 79.3865 チューブと水
79.2073 79.4770 水
.1022 0.0905 水素当量
0.01136 0.01006 KOH電球
49.4316 50.8720 電球と二酸化炭素
49.8350 51.2430 二酸化炭素
0.4034 0.3710 炭素当量
.12102 .1010 炭素含有率
67.31% 67.3 水素含有率
6.9% 6.7 酸素含有率
26.8% 27.0 全樹脂を舌の端に置くと、強い刺すような感覚が生じ、その後局所麻酔が起こりました。最初の刺すような感覚の後は、むしろ心地よい感覚でした。局所麻酔は長時間持続し、コカインとほぼ同じ感覚を与えました。バリウム酸と鉄酸もこの局所麻酔を引き起こしましたが、最初の刺すような感覚ははるかに顕著で、これはおそらく物質の酸性によるものと思われます
[15ページ]
バリウム酸
「バリウム酸」として使用され、言及されている樹脂状の物質は、「分離法」に従って調製され、そのように命名された物質です
物理的性質: 色は暗赤褐色、粘稠度はシロップ状で、特有の臭いがあります。水より重く、ベンゾール、エーテル、アルコール、アセトンには溶けますが、石油エーテルと水には溶けません。
PHYSICAL PROPERTIES:—Dark reddish brown in color, syrupy in consistency and has a characteristic odor; heavier than water; soluble in benzol, ether, alcohol and acetone, but insoluble in petroleum ether and water.
この樹脂は、総エステル樹脂の約 60 パーセントを構成します。つまり、遊離酸が水酸化カリウム水溶液で除去された後に残った樹脂です。
カリウム石鹸から沈殿して得られたバリウム塩の分析が行われ、次のデータが得られました。
使用される物質の重量 1.1715 0.5860
硫酸バリウムの重量 0.4430 0.2205
バリウム当量 0.2606 0.1298
バリウム含有率 22.2% 22.1%
上記の分析には以下の方法が用いられました。秤量した物質を白金るつぼに入れ、可燃性ガスが発生するまで弱火で加熱して点火しました。その後、るつぼをさらに[16ページ] 残った炭素質物質を完全に燃やし尽くすために強火で加熱した。残留物を硝酸で抽出し、希硫酸でバリウムを硫酸塩として沈殿させ、硫酸バリウムの重量を測定した
酸価、つまり物質1グラム中の遊離酸を中和するために必要な水酸化カリウムのミリグラム数として表すと、次のデータが得られました。
バリウム当量 0.2606 0.1298
KOH当量として表されるバリウム。 0.2131 0.1062
使用材料の重量 1.1715 0.5860
1グラムあたりのKOHのミリグラム数 181.9 181.3
酸価 181.9 181.3
以下はバリウム酸の直接滴定によって得られた酸価です。「A」では水酸化バリウムを使用し、「B」では水酸化ナトリウムを使用しました
少量の物質を十分な量の中和アルコールに溶解して淡黄色の液体を作り、指示薬としてフェノールフタレインを使用し、赤色が生成されるまでアルカリを加えました。
[17ページ]
「A」 「B」
物質の重量 0.6160 0.2345
アルカリ量 4.54 1.75
1グラムあたりのKOH当量 41.40 41.90
酸価 41.40 41.90
水酸化ナトリウムで滴定した後に残った物質からアルコールの一部を蒸発させ、水を加えてナトリウム塩の水溶液を得ると、乳化液が形成され、放置すると遊離した樹脂状の酸の小球が分離しました。このようにして得られたデータから、バリウム酸を構成する酸は多数のカルボキシル基を持ち、沈殿によって直接滴定とは異なる一連の塩を形成することが容易にわかります。直接滴定によって形成される塩は、フェノールタレインに対して中性ですが、構造的には酸性である可能性があります。これは、直接滴定によって生成されるカリウム塩が容易に加水分解されるという事実によってさらに示されています。バリウム塩の沈殿によって得られる酸価は結合価、滴定によって得られる酸価は滴定価と呼ばれます
分子量測定は数多く行われ、[18ページ] 遊離バリウム酸を用いて作製しました。マッコイ沸点測定装置を使用し、溶媒としてメルクのベンゾール（チオフェンを含まない）を使用しました。材料を導入するために、球状の計量ピペットを使用しました。材料を装置に導入する前に球状の計量器の重量を測定し、導入後にその差が使用した材料の重量となります
ピペットの重量（前） 16.3670 14.8895
ピペット重量（後） 14.8895 12.4610
使用材料の重量 1.5225 2.4285
元の温度 3.53 3.53
最終温度 3.60 3.62-3
0.18 0.07 0.09
溶液の体積 37 cc 43.5 cc
3280 おおよその分子量 おおよその分子量
おおよその分子量 燃焼が行われ、以下のデータが得られました。 2100年または1800年
バリウム酸を用いて燃焼が行われた。定性試験により、酸には炭素、水素、酸素のみが含まれていることが判明した。以下は燃焼の結果である
3.4722 2.8402 2.8402
3.6355 3.0500 3.0250
0.1633 0.2098 0.1848[19ページ]
H2SO4チューブの重量 78.0250 78.1415
チューブと水の重量 78.1520 78.2550
水の重量 0.1270 0.1135
水素当量 0.0143 0.0126
KOHバルブの重量 48.8140 51.7095
電球の重量とCO2 49.3800 52.2085
CO2の重量 0.5660 0.4990 炭素当量
0.1543 0.1361 水素含有率
6.9% 73.6% 炭素含有率
67.31% 酸素含有率 酸素含有率
26.8% 19.6% アルコール性カリを用いた鹸化により、バリウム酸のカリウム塩を製造しようと試みた。少量の酸を過剰量の10%アルコール性カリで処理し、80℃に加熱して鹸化を完了させた。カリウム塩は生成されず、濃い茶色の粘稠な固体が分離した。冷却すると、真の樹脂のすべての物理的性質を持つ脆い固体に固化した。この固体はエーテル、クロロホルム、ベンゾールに可溶である
[20ページ]アルコールにわずかに溶け、石油エーテルと水には溶けません。灰を生成せずに燃焼します。明らかに、この脆い物質は元のバリウム酸の縮合生成物です [21ページ]
バリウム酸の酸化生成物
少量のバリウム酸を硬質ガラス管に濃硝酸で封入し、ボンベ炉で1時間半、115～120℃で加熱した。冷却すると黄色の固体が分離した。定性試験の結果、この酸化生成物は窒素を含まず、水酸化ナトリウムと容易に結合し、熱水に溶け、冷水にわずかに溶け、エーテル、アルコール、ベンゾールに容易に溶け、四塩化炭素にわずかに溶けることが示された。アルカリ性過マンガン酸塩は脱色するが、臭素水は脱色しない
多数の中間生成物が生成され、これらの中間生成物の生成中にニトロ化も起こることは、以下の例から明らかである。少量の酸を試験管に入れ、濃硝酸で覆った。これを硫酸浴に吊るし、温度を観察できるように温度計を挿入した。徐々に温めると、硝酸と樹脂は反応を開始し、二酸化炭素と窒素酸化物が急速に発生した。反応が変化し、温度が100℃を超える前に、少量の酸を取り出し、水に加えた。生成された固体酸の一部は、
[22ページ][Pg 22] また、多数の油滴も生成し、ニトロベンゼンの強い持続臭がしました。最初の試験管を約120℃に加熱し、再び少量を取り出してみました。すると、さらに多くの固形物が形成され、その臭いはバニリン、クマリン、または桂皮アルデヒドに似ていました。試験管の温度が135℃に達した時点で再度検査を行いました。芳香臭はなく、大量の固形物が形成されていました。顕微鏡で観察すると、この物質は縮れた糸のように見えました。
バリウム酸を標準硝化混合物で処理すると、標準試験を適用したときに窒素の存在を示す固体が得られました。
予備試験を行った後、以下の調製方法が採用された。長さ約30センチメートルの硬質ガラス管にバリウム酸2～3グラムを入れ、15～20立方センチメートルの濃硝酸を加えた。最初は非常に激しい反応が起こったが、管を流水に浸すことで反応を制御できた。この激しい反応が終わった後、管を硫酸浴に浸し、温度を徐々に上昇させていき、最終的に[23ページ] 125℃に達し、その温度で約5時間保持しました。蒸発による損失を補うために、時々少量の硝酸を添加する必要がありました。酸化が完了すると、生成物を水に注ぎ、沸騰するまで加熱しました。得られた溶液を濾過し、濾液を冷却しました。静置すると、淡黄色の物質が分離しました。以下のデータは、この酸化生成物の収率（％）を示しています
容器の重量 6.7220
容器と内容物の重量 7.5920
物質の重量 0.8700
酸化生成物の重量 0.1240
収率 14%
酸化生成物は、真空中で硫酸中に数日間置いて乾燥させた。この粗酸化生成物の中和当量は157であった
使用される物質の重量 0.0502
NaOH N/10のcc数 3.2 cc
中和当量 157
酸化生成物はガラス板の上で加熱され、昇華物は漏斗に集められました。最初の昇華物の融点は109℃でした
[24ページ]
この昇華物を燃焼させたところ、以下の結果が得られました。
(1) C 66%
H 4.7%
(2) C 65.7%
H 4.8%
(3) C 65.15%
H 4.8%
(4) C 65.8%
H 4.85%
中和当量は、昇華物のアルコール溶液を標準水酸化ナトリウムで滴定することにより得られました。以下の結果は、昇華した酸化生成物の2つの異なるロットについて得られました
物質の重量 0.09 0.1006
アルカリ N/10 cc 7 cc 7.9cc
中和当量 128.6 127.3
3つ目のサンプルを用いて、銀塩の分析から中和当量を得た。銀塩は、昇華物を注意深く中和した溶液に硝酸銀溶液を加えることで生成された。不溶性の銀塩は濾過し、水で洗浄して再結晶させた。[25ページ]過剰の硝酸銀を除去し、数日間、硫酸中で真空乾燥させた。秤量した銀塩を白金るつぼで強熱し、残留金属銀を秤量した。以下のデータは、各分析において同一のサンプルから得られた材料を用いて得られたものである
皿の重量 12.8825 12.8826
皿と内容物の重量 13.0060 13.1310
物質の重量 0.1235 0.2484
皿と銀の重量 12.9400 12.9980
銀の重量 0.0575 0.1154
中和当量 125 125.3
同じサンプルを用いて、標準NaOHで滴定することにより中和当量を得ました
物質の重量 0.0912
N/10 NaOH 7.25cc
中和当量 125.8
上記のデータは、昇華物が混合物であることを示しています。燃焼から経験式を算出することはできず、サンプルごとに中和当量も異なりますが、同じサンプルで繰り返し測定した結果では良好な一致が見られ、[26ページ] 方法の信頼性
分別昇華により、異なる融点を持つ留分を得ることができました。最初の昇華物は109度で急激に融解しました。最後の留分からは、200度で融解する結晶を分離することができました。これらの結晶は、溶解性、結晶形、融点、昇華力などの特性がp-アセチル安息香酸と一致するため、p-アセチル安息香酸である可能性があります
安息香酸と同一の結晶を融点測定管に入れ、既知の安息香酸（トルオール由来）を別の融点測定管に入れました。これら2つの融点測定管を同じ硫酸容器に入れ、同時に融点を測定しました。結果は同じ温度で融解しました。
昇華物はベンゾインに似た非常に心地よい芳香を放ちました。塩化鉄(III)では着色せず、多くの芳香族化合物が除去されました。結晶のいくつかは顕微鏡で観察したところ、安息香酸と同一であることが分かりました。少量の結晶をメチルアルコールと濃硫酸で加熱すると、安息香酸メチル特有の香りが生まれました。注意深く処理した結晶のいくつかを…[27ページ] 生成物を塩化第二鉄溶液で中和すると、肌色の沈殿物が生成しました。これは、既知の安息香酸で生成された沈殿物と分析結果がよく一致しました
鉄沈殿物を除去した後に残った濾液を酸性化し、エーテルで抽出した後、エーテルを蒸発除去した。得られた物質はアルカリ性過マンガン酸ナトリウム溶液を脱色したが、臭素水は脱色しなかった。元の昇華物から200℃で融解する針状結晶を機械的に除去した後、塩化第二鉄で沈殿させた後の物質は109℃で融解した。これらの結晶を除去しなかった場合、この物質の融点は明確ではなかったが、110℃から115℃までの5℃の範囲であった。
酸化生成物には、少なくとも 3 つの異なる物質、安息香酸、融点 200 度の物質 (おそらく p-アセチル安息香酸)、および融点 110 度の 3 番目の物質が含まれています。
[28ページ]
鉄酸
鉄酸として使用され、言及されている樹脂状の物質は、「分離法」に基づいて調製され、そのように命名された物質です
物理的性質: 透明で赤褐色、粘稠度は油状で、特徴的な紅茶のような香りがあり、水より重く、ベンゾール、エーテル、アルコール、アセトンには溶けやすいが、石油エーテルと水には溶けない。
この樹脂はエステル樹脂全体の約 18 パーセントを占めます。
定性試験の結果、酸には炭素、水素、酸素のみが含まれていることが示されました。鉄酸を燃焼させたところ、以下の結果が得られました。
3.4722 2.6950 2.6950
ボートと積載物の重量 2.8470 2.8495
物質の重量 0.1520 0.1545
49.4316 50.9620 51.0805
電球とCO2 51.3370 51.4610
CO2の重量 0.3750 0.3805
.12102 0.1023 .10376[29ページ]
79.1051 76.2448 76.3450
チューブと水 76.3400 76.4453
水の重量 0.0952 0.1003
水素当量 0.0106 0.01114
67.31% 67.3% 67.2%
水素含有率 7.0% 7.2%
26.8% 25.7% 25.6%
カリウム石鹸から沈殿して得られた鉄塩を分析したところ、次のデータが得られました。
使用される物質の重量 0.2955 0.3387
FeSO4の重量 0.0445 0.0509
第二鉄当量 0.03208 0.03676
鉄含有率 10.85% 10.85%
上記の分析には以下の方法を用いた。秤量した試料を白金るつぼに入れ、可燃性ガスが発生するまで弱火で加熱した。その後、るつぼを強火で加熱し、炭素質物質が完全に燃焼するまで加熱した。残留物を秤量し、鉄含有率を測定した。
酸価、または遊離酸を中和するために必要なKOHのミリグラム数として表されます。[30ページ] 物質1グラムあたり、以下のデータが得られました。
鉄当量 0.03208 0.03676
KOH当量として表されるFe。 0.0965 0.1107
使用材料の重量 0.2955 0.3387
1グラムあたりのKOHのmg 326.6 326.7
酸価 326.6 326.7
以下は、鉄酸の直接滴定によって得られた酸価です。この方法は、バリウム酸の滴定値を得る方法と同じです
物質の重量 0.2450 0.2472
アルカリのcc 2.2 2.3
KOH当量 0.01232 0.01288
1グラムあたりのKOH当量 53.87 52.
[31ページ]
鉄酸の一部を鹸化しようとしたが、不可能だった。アルコールは部分的に留去され、硫酸を加えて塊を酸性にし、エーテルで振盪することで酸が遊離した。エーテルは留去されたが、残った酸は実験開始時の酸とは物理的性質が異なっていた。色が薄く、0℃で固化した。室温ではほぼ固体であった。燃焼しても灰は残らなかった。これはおそらく、元の酸の重合生成物である。
通常の方法では塩を調製できない多くの有機酸は、無水エーテル中の酸の溶液に乾燥アンモニアガスを通すことによって調製できるため、この方法を鉄酸で試しました。鉄酸を無水エーテルに溶解し、このエーテル溶液に乾燥アンモニアガスを通気しました。最初は変化が見られませんでしたが、数分後に薄茶色の綿毛状の沈殿物が形成されました。この実験を繰り返しました。最初は沈殿物は非常に薄い茶色でしたが、形成後すぐに暗色になりました。数時間放置した後、綿毛状の沈殿物は粘着性のある茶色の塊に変化しました。沈殿物を空気にさらすと、同じ変化がすぐに起こりました。得られた塊はアンモニア臭がしませんでした。
[32ページ]
最初に形成された綿状の沈殿物は、おそらく鉄酸のアンモニウム塩であり、ほとんどのアンモニウム塩と同様に、エーテルへの不溶性のために沈殿しました。この塩は加水分解しやすいため、微量の水分が存在するとすぐに酸とアンモニアに分解しました
[33ページ]
鉄酸と遊離酸の酸化
鉄酸をバリウム酸と同じ方法で酸化した場合、生成された酸化生成物の量は、同量のバリウム酸で生成された量の約4分の1でした。鉄酸を完全に酸化するのに必要な時間は、バリウム酸に必要な時間よりもはるかに短かったです。昇華すると、鉄酸は110℃で融点を持つ生成物を与え、これはおそらくバリウム酸から生成されたものと同一です。鉄酸はまた、208℃で融点を持つ昇華物も生成しました
遊離酸を同様に酸化すると、生成物の 1 つとして窒素を含む低融点の結晶性化合物が生成されます。
鉄酸は、共通の酸化生成物が形成されることからバリウム酸と関連していますが、形成される酸化生成物の量と酸化が完了するまでの時間の違いからわかるように、構造が異なります。
[34ページ]
アルコールラジカルと不鹸化物
鹸化後にエーテルで振った物質は、不鹸化物と鹸化によって生成された酸のアルコールラジカルで構成されています
この物質からエーテルを蒸発させると、羽毛状の針状結晶が分離した。これらは吸引ポンプで除去し、熱アセトンで再結晶させた。この生成物の融点は122～125℃であった。沈殿物をベンゾールに溶解し、ゆっくりと結晶化させた。すると、融点130℃の長い柱状針状結晶が形成された。濃硫酸で加熱すると、褐色緑色の蛍光溶液が生成された。
残留物を水蒸気蒸留し、留出液からエーテルを抽出して油分を除去した。エーテルは無水炭酸ナトリウムで乾燥し、溶液を濾過した後、エーテルを蒸留で除去した。残った油分は淡黄色で、比重は水よりも小さく、ムスクに似た非常に特徴的な香りを有していた。水蒸気蒸留後に残った物質を冷却し、エーテルを加えて振盪した。エーテル溶液は[35ページ] 無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、エーテルを蒸留除去した。得られた塊は、特徴的な臭いのない暗褐色の樹脂で、0℃で固化した
融点130度の結晶性生成物と精油は、明らかに樹脂エステルの鹸化によって生成されたアルコールです。結晶性生成物はアセトンにわずかに溶けるため、樹脂物質から容易に分離できます。この生成物は、鹸化されていない樹脂エステルをアセトンで処理しても沈殿せず、鹸化処理後に初めて現れたことから、鹸化生成物である可能性が非常に高いです。精油は、その独特の強い臭いのため、ごく微量でも検出できます。鹸化処理前には検出されませんでしたが、鹸化が起こるとすぐに非常に強い臭いがしました。このことから、この精油が鹸化生成物であることは明らかです。
残った暗褐色の樹脂の塊は、エステル樹脂の加水分解によって形成されたアルコール樹脂か、鹸化に抵抗するレセン[11]と呼ばれるクラスに属する樹脂である可能性があります。
[11]Com. Organic Analysis. Allen Vol. II, 146.
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メチスチシンおよびメチスチシン酸
エーテル抽出物から得られた結晶性生成物は、無水アルコールで数回再結晶化され、樹脂状物質の痕跡をすべて除去しました。融点は122～123度でした。したがって、これは融点138～139度の純粋なメチスチシンではありませんでした。この生成物を顕微鏡で観察したところ、長い針状結晶と柱状板状結晶の2つの異なる結晶形態が含まれていることがわかりました。融点180度の遊離メチスチシン酸を顕微鏡で観察したところ、完全に柱状板状結晶で構成されていることがわかりました。したがって、元の結晶体にはメチスチシン酸が含まれていると考えられます。
元の沈殿物の一部を無水アルコールで一度結晶化し、十分に乾燥させた。この沈殿物を用いて、結晶生成物中の遊離メチスチシン酸の割合を以下のデータに測定した。秤量した結晶生成物を慎重に中和したアルコールに溶解し、フェノールタレインを指示薬として、10規定NaOHで滴定した。
使用される物質の重量 0.2590
NaOH N/10 0.5 cc
メチスチン酸%
[37ページ]
エステル樹脂の鹸化によって生成される様々な樹脂酸のカリウム塩は、もしそれが鉄酸とバリウム酸と呼ばれる2つの酸群のみで構成されている場合、酸性化するとシロップ状または油状の樹脂塊を生成するはずです。また、エステル樹脂が2つの酸のみである場合、バリウム酸の重量と鉄酸の重量の合計は、エステル樹脂の重量とほぼ等しくなるはずです。なぜなら、アルコール基はエステル樹脂の2%以下を占めるからです。しかし、カリウム塩全体を酸性化すると、生成された生成物には樹脂酸に加えて結晶性物質が含まれていました。この結晶性物質は、エーテルへの溶解度の差によって樹脂酸から分離されました。無水アルコールから再結晶すると、融点は179℃でした。したがって、これはメチスチン酸です。バリウム酸と鉄酸は約75%しか占めていないため、この酸はエステル樹脂の全酸の約20%を占めます
このメチスチシン酸は、樹脂物質から不完全に除去されたメチスチシンの加水分解によって完全に生成されるものではありません。メチスチシン酸は、メチルアルコール以外のアルコールと結合していたか、樹脂アルコールラジカルの1つと結合していたかのいずれかです。
[38ページ]
生理作用
バリウム酸および鉄酸のアルカリ塩を調製して、得られる製剤がバリウム酸および鉄酸を完全に代表することを確実にすることは不可能であり、また、酸および全樹脂が循環系に導入された際に再び沈殿しない溶媒に不溶性であったため、乳剤を調製する必要があることがわかりました。使用した乳化剤はアカシア（アラビアゴム）でした。慎重な調製により、あらゆる割合で水と混和し、均質な混合物を形成できる永続的な乳剤を調製することができました。使用した動物は、体重約6ポンドのウサギでした。注射は、カリヒのハンセン病研究ステーションの所長であるジオ・マッコイ博士によって行われました。すべての生理学的実験は、ハンセン病研究ステーションの細菌学研究所で行われました
樹脂抽出物全液の乳剤（濃度1/5）1立方センチメートルをウサギの耳に注入したところ、ウサギは即座に死亡した。別のウサギに、同様に0.5立方センチメートルを注入した。[39ページ] 同じ製剤を再度投与したところ、ウサギはすぐに体を伸ばして硬直し、麻痺したように見えましたが、数分後にはこれらの症状は軽減し、約5分後にはウサギの活動は正常に戻りました。ウサギが回復するとすぐに、同じ製剤を同じ方法で同じ動物に2度目の投与を行いました。同じ症状が現れ、強度も同じでしたが、動物が再び意識を取り戻すまで10分かかりました。回復後数分間、動物はやや眠気を催し、ぼんやりとした様子でしたが、すぐに以前のような活発さを取り戻しました。
鉄酸乳剤（濃度1/7）をウサギの耳に0.5立方センチメートル注入した。すると、直ちに麻痺と明らかな麻酔状態が発現し、8分間にわたり強い持続性を示した。ウサギの頭部は後方に傾き、脚は硬直し、ストリキニーネ中毒に類似した症状が発現したが、その後は持続しなかった。同じウサギに0.25立方センチメートルを再度注入したところ、同様の症状が発現し、ウサギは約15分間、注射の影響下にあった。
[40ページ]
同じ顕著なストリキニーネ中毒の症状を示す別のウサギに鉄酸注射を繰り返しましたが、効果は約10分しか持続しませんでした
バリウム酸乳剤（濃度1/7）を0.5立方センチメートル、ウサギの耳静脈に注入した。ウサギは数回大きな鳴き声を上げ、数フィート動いた後、痙攣を起こして一種の昏睡状態に陥ったが、10分後には意識を取り戻し始めた。ウサギが回復するとすぐに、0.25立方センチメートルを再度注入した。ウサギは再び大きな鳴き声を上げ、その後昏睡状態に陥ったが、痙攣は起こらなかった。この状態は約10分間続いた。ウサギが完全に回復したのは約20分後であった。
この作用は主に機械的なものであり、生じた症状は乳化剤自体によるものであり、乳化剤の作用によるものではないと考え、オリーブオイルの乳化剤を同様の方法で使用した。このオリーブオイル乳化剤は、樹脂乳化剤とほぼ同じ粘度に調製し、1立方センチメートルをウサギの耳静脈に注入した。ウサギを1時間観察したが、この注入後、目に見える影響は見られなかった。
[41ページ]
全樹脂抽出物乳剤と同量の鉄酸乳剤をウサギの腹腔内に1立方センチメートル注射した。3時間の観察中、動物はいかなる症状も示さなかった。これは、循環からの排出速度と比較して吸収が極めて遅かったためと考えられる
JF・イリングワース博士は、フィジー諸島での観察結果から、カバ飲料を大量に摂取しても、飲酒したように見えるほど脳に影響を与えることはないものの、腰から下の筋肉が麻痺したように見えると述べています。これらの症状は約30分続き、その後は問題なく歩いて帰宅できます。
一般的に、あらゆる薬物の有効成分は、生薬そのものよりも顕著な効果を発揮しますが、その効果は持続性が低いため、アヴァの単離された有効成分は、生薬そのものよりも激しい反応を示すことが予想されます。オリーブオイルエマルジョンの注入で得られた否定的な結果から判断すると、生理学的効果は[42ページ] 様々な製剤の静脈内注射後に上記で述べたような変化は、機械的なものではなく、Avaの成分の作用によるものであると考えられます
[43ページ]
結論
結晶性生成物は、主にメチスチシン酸のメチルエステルであるメチスチシンで構成されています。これに加えて、約5%の遊離メチスチシン酸が含まれています
樹脂生成物は約 5 パーセントの遊離樹脂酸で構成され、これらの酸は、異なるアルカリへの溶解度に応じて 3 つの異なる酸または酸のグループに分けることができます。残りの樹脂生成物はエステル樹脂で構成されます。これらのエステルを加水分解すると、2 種類の樹脂酸とメチスチシン酸の 3 つの異なる酸が生成されます。2 種類の樹脂酸は、物理的性質と化学的性質の両方で明確に異なります。これらは、バリウム塩と鉄塩の溶解度の違いによって明確に分けることができます。これらの酸は、独立した個別の物質である場合もあれば、関連した物質のグループである場合もあります。バリウム酸と鉄酸は化学的には異なりますが、共通の酸化生成物が形成されることからわかるように、いくつかの共通点があります。加水分解によって、少なくとも 3 種類のアルコール ラジカル、樹脂アルコール ラジカル、融点 130 度の結晶性物質、および揮発性オイルが生成されます。
[44ページ]
Avaの生理作用はエステル樹脂によるものです。これらのエステルの加水分解によって生成される2つの樹脂酸が、樹脂エステルの2つの活性成分であると考えられます
上で概説した研究から、アヴァの根にはアルカロイド物質は含まれていないようです。成分のいずれにも窒素が含まれていないことが判明したからです。
アヴァを飲む人が使用する水性煎じ液には、エーテルから抽出される成分と同じ成分が含まれていることが、以下の例から分かります。アヴァの煎じ液は、粉末状の薬剤の一部を水と約12時間接触させて作られました。煎じ液を濾過し、濾液をエーテルで抽出しました。すると、エーテル抽出物から得られた樹脂と全く同じ樹脂状の塊が残りました。また、舌の上に置いたときの作用も、エーテル抽出物から得られた樹脂と同じでした。
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「パイパー・メティスティカムの化学成分」の終了 ***
《完》