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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:(-)-Sparteine.svg|150px|Struktur von Spartein]]
| Strukturhinweis = Strukturformel von (−)-Spartein
| Freiname = Spartein
| Andere Namen =
* [7''S''-(7α,7aα,14α,14aβ)]-Dodecahydro-7,14-methano-2''H'',6''H''-dipyrido[1,2-''a'':1',2'-''e''][1,5]diazocin
| Summenformel = C15H26N2
| CAS = * {{CASRN|90-39-1}} (−)-Spartein
* {{CASRN|299-39-8|Q27257065}} (−)-Sparteinsulfat wasserfrei
* {{CASRN|6160-12-9|Q27279227|KeinCASLink=1}} (−)-Sparteinsulfat-Pentahydrat
| EG-Nummer = 201-988-8
| ECHA-ID = 100.001.808
| PubChem = 644020
| ChemSpider =
| ATC-Code = * {{ATC|C01|BA04}}
* {{ATC|Q|C01BA04}}
| DrugBank = DB06727
| Wirkstoffgruppe =
| Wirkmechanismus =
| Molare Masse = 234,38 [[Gramm|g]]·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 1,02 g·cm−3<ref name="sigma" />
| Schmelzpunkt = 30,5 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="CRC90_3_462">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Organic Compounds|Kapitel=3|Startseite=462}}</ref>
| Siedepunkt = * 325 °C<ref name="CRC90_3_462" />
* 137–138 °C (1,3 hPa)<ref name="sigma" />
| Dampfdruck =
| Löslichkeit =
| Quelle GHS-Kz = <ref name="sigma">{{Sigma-Aldrich|ALDRICH|415316|Name=(−)-Sparteine|Abruf=2011-04-23}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme-klein|07}}
| GHS-Signalwort = Achtung
| H = {{H-Sätze|302|312|332}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|280}}
| Quelle P = <ref name="sigma" />
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=960 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="sigma" /> }}
}}

'''Spartein''' [genauer (−)-Spartein, L-Spartein; auch '''Lupinidin'''] ist ein [[Naturstoff]] aus der Gruppe der [[Lupinen-Alkaloide]]. Es wirkt anregend auf [[Herz]], [[Blutkreislauf|Kreislauf]] und [[Darm]] und steigert die [[Diurese]]. Spartein ist für den Menschen giftig und kann zum Tod durch Kreislaufkollaps führen.

Das Enantiomer (+)-Spartein, auch '''Pachycarpin''' genannt, kommt nur selten vor. Deswegen ist mit „Spartein“ – wenn nicht anders angegeben – stets das (−)-Spartein gemeint.

== Vorkommen ==
[[Datei:schoellkraut01.jpg|mini|links|Schöllkraut (''Chelidonium majus'') enthält (−)-Spartein.]]
[[Datei:Lupinus pusillus (4012660217).jpg|mini|links|Lupine (''Lupinus pusillus'') enthält (+)-Spartein]]
(−)-Spartein findet sich beispielsweise im [[Besenginster]] und [[Schöllkraut]]. In den Samen der gelben [[Lupine]] (''Lupinus luteus'') besteht der Alkaloidanteil zu 30–50 % aus Spartein.<ref>Michael Wink, {{Webarchiv|url=http://www.uni-heidelberg.de/institute/fak14/ipmb/phazb/pdf-files/1992%20Pdf.Pubwink/21.%201992.pdf |wayback=20160205215246 |text=Methoden zum Nachweis von Lupinen-Alkaloiden}}</ref>

Seit einigen Jahren wird über Probleme bei der kommerziellen Verfügbarkeit von (−)-Spartein berichtet, wodurch die Preise erheblich gestiegen sind. Im Zusammenhang damit ist auch die Forschung der früher leicht und kostengünstig zugänglichen chiralen Chemikalie stark zurückgegangen.<ref>{{Internetquelle |autor=Stephen K. Ritter |url=https://cen.acs.org/articles/95/i17/sparteine-gone.html |titel=Where has all the sparteine gone? {{!}} April 24, 2017 Issue - Vol. 95 Issue 17 {{!}} Chemical & Engineering News |abruf=2019-07-22}}</ref>

(+)-Spartein (Pachycarpin) ist deutlich seltener, es ist sehr toxisch und kommt in verschiedenen [[Hülsenfrüchtler]]n vor,<ref name="roth2010" /> z. B. in der US-amerikanischen Lupinenart ''Lupinus pusillus''.<ref>{{Literatur |Autor=Léo Marion, Stuart W. Fenton |Hrsg=ACS |Titel=The Papilionaceous Alkaloids. VI. Lupinus Pusillus, Pursh. |Sammelwerk=The Journal of Organic Chemistry (JOC) |Band=13 |Nummer=5 |Datum=1948-09 |Seiten=780–781 |DOI=10.1021/jo01163a025}}</ref>

== Historisches ==
Spartein wurde von [[John Stenhouse]] entdeckt, der es durch Säureextraktion und Destillation aus dem [[Besenginster]] (lat. auch ''Spartium scoparium'') erhielt und die Entdeckung 1850/1851 beschrieb.<ref name="StenhouseRSC">{{Literatur |Autor=[[John Stenhouse]] |Hrsg=The Royal Society |Titel=On the Action of Nitric Acid on Various Vegetables, with a More Particular Examination of Spartium scoparium, Linn., or Common Broom |Sammelwerk=Philosophical Transactions R. Soc. Lond. |Band=141 |Ort=London |Datum=1851-01-01 |Seiten=413–431 |DOI=10.1098/rstl.1851.0020 |JSTOR=108406}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=John Stenhouse |Hrsg=Royal Society |Titel=On the Action of Nitric Acid on Various Vegetables, with a More Particular Examination of Spartium scoparium, Linn., or Common Broom. |TitelErg=Abstract |Sammelwerk=Abstracts of the Papers Communicated to the Royal Society of London |WerkErg=1850 - 1854 |Band=6 |Verlag=Taylor and Francis |Ort=London |Datum=1854 |Seiten=3–6 |Online=[https://archive.org/details/philtrans05072554 online im Internet Archive] |JSTOR=111121 |Abruf=2016-02-02}}</ref><ref name="Stenhousedt">{{Literatur |Autor=John Stenhouse |Hrsg=Friedrich Wöhler, Justus Liebig, Hermann Kopp |Titel=Ueber die Wirkung von Salpetersäure auf verschiedene Vegetabilien, nebst einer näheren Untersuchung von Spartium Scoparium. Linn. |Sammelwerk=Annalen der Chemie und Pharmacie |Band=78 |Nummer=1 |Verlag=C.F. Winter |Ort=Heidelberg |Datum=1851 |Seiten=1–30 |Online=[https://archive.org/stream/annalenderchemi15liebgoog#page/n404/mode/2up online beim Internet Archive] |Abruf=2016-02-02}}</ref> Er beschrieb es als flüchtige organische Base und als farbloses Öl, deutlich dichter als Wasser, mit einem schwachen, dem [[Anilin]] ähnlichen Geruch und einem bitteren Geschmack. Spartein wurde in Form von Sparteinsulfat schon seit 1873 zur Behandlung von Herzkrankheiten verwendet.<ref name="Thies">{{Literatur |Autor=Peter W. Thies |Titel=Spartium und Spartein |TitelErg=Vom Besenginster zum Antiarrhythmicum |Sammelwerk=Pharmazie in unserer Zeit |Band=15 |Nummer=6 |Verlag=VCH |Ort=Weinheim |Datum=1986-11 |Seiten=172–176 |DOI=10.1002/pauz.19860150604}}</ref> Seit 1939 diente es als Wehenmittel.<ref>{{Literatur |Autor=Burritt W. Newton, Ralph C. Benson, Colin C. McCorriston |Titel=Sparteine sulfate: a potent, capricious oxytocic |Sammelwerk=American Journal of Obstetrics and Gynecology |Band=94 |Nummer=2 |Datum=1966-01-15 |Seiten=234–241}}</ref> Noch in den 1980er Jahren galt es als verlässliches und sicher wirksames Antiarrhythmikum der ersten Wahl für die Notfallmedizin, und als zuverlässiges Wehenmittel.<ref name="Thies" />

Die ersten [[Totalsynthese]]n von Spartein wurden 1948 bekanntgegeben.<ref>{{Literatur |Autor=Nelson J. Leonard, Roger E. Beyler |Hrsg=ACS |Titel=The Total Synthesis of Sparteine |Sammelwerk=Journal of the American Chemical Society |WerkErg=JACS |Band=70 |Nummer=6 |Datum=1948-06 |Seiten=2298–2299 |DOI=10.1021/ja01186a522}}</ref><ref name="Nelson1950">{{Literatur |Autor=Nelson J. Leonard, Roger E. Beyler |Hrsg=ACS |Titel=The Total Synthesis of Sparteine and an Isosparteine by Reductive Cyclization |Sammelwerk=Journal of the American Chemical Society |WerkErg=JACS |Band=72 |Nummer=3 |Datum=1950-03 |Seiten=1316–1323 |DOI=10.1021/ja01159a067}}</ref><ref>{{Webarchiv|text=Raissa M. Trend: Sparteine – A lupin alkaloid |url=http://stoltz.caltech.edu/litmtg/2002/trend-lit-6_13_02.pdf |wayback=20150404075600 }} (engl., mit einer Übersicht über die Synthesen)</ref> Die ersten Synthesen erforderten eine Racematspaltung. Die erste asymmetrische Totalsynthese des (+)-Spartein-Isomers nutzt eine Variante der [[Beckmann-Umlagerung]] und wurde 2002 veröffentlicht.<ref>{{Literatur |Autor=Brenton T. Smith, John A. Wendt, Jeffrey Aubé |Hrsg=ACS |Titel=First Asymmetric Total Synthesis of (+)-Sparteine |TitelErg=Letter |Sammelwerk=Organic Letters |Band=4 |Nummer=15 |Datum=2002-07 |Seiten=2577–2579 |DOI=10.1021/ol026230v}}</ref>

In den 1950er Jahren wurden Spartein-Komplexsalze (als Präparat ''Perivar'' von Curta & Co. GmbH) zur Behandlung von venenbedingten Symptomen wie Krampfaderbeschwerden, Thrombophlebitis, Hämorrhoiden und Muskelkrämpfen angeboten.<ref>''Perivar zur kausalen Behandlung des varikösen Symptomenkomplexes.'' In: ''Münchener Medizinische Wochenschrift.'' Band 95, Nr. 1, 2. Januar 1953, S. LVI.</ref>

== Eigenschaften ==
In kaltem Wasser ist Spartein kaum löslich. Die Lösung reagiert deutlich alkalisch.<ref name="StenhouseRSC" /><ref name="Stenhousedt" /> Es löst sich leicht in [[Ethanol]], [[Diethylether]], [[Dichlormethan]] und [[Chloroform]]. Spartein ist in Benzin ([[Petrolether]] oder [[Ligroin]]) und [[Benzol]] unlöslich.<ref>''Biochemisches Handlexikon: V. Band: Alkaloide, Tierische Gifte, Produkte der inneren Sekretion, Antigene, Fermente.'' Herausgegeben von H. Altenburg et al., Seiten 114–117 {{Google Buch | BuchID =5B-WBwAAQBAJ | Seite=114}}</ref> Es ist an Licht und Luft instabil und verfärbt sich gelblich bis braun. Spartein riecht ähnlich wie Anilin und schmeckt intensiv bitter.

Die oral [[letale Dosis]] beträgt für Mäuse 220 mg/kg Körpergewicht.

Strukturell ist das Spartein durch ein überbrücktes Ringsystem und vier chirale C-Atome charakterisiert: Im Zentrum befindet sich ein symmetrischer [[Heterocyclen|Heterocyclus]], der durch eine [[Methylengruppe]] überbrückt wird. An zwei Seiten ist je ein weiterer Ring (A und D) [[Anellierung|anelliert]], so dass ein Tetracyclus resultiert. Neben dem Enantiomer (+)-Spartein existieren als [[Epimere]] zu Spartein ferner das α-Isospartein (C-11-Epimer) und β‑Isospartein (C-6-Epimer).<ref name="roth2010">{{Literatur |Titel=Symmetrische Alkaloide* |Autor=[[Hermann J. Roth|H. J. Roth]] |Sammelwerk=Deutsche Apothekerzeitung |Band=18, 2010| Online=https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2010/daz-18-2010/symmetrische-alkaloide}}</ref>
 
{| class="wikitable"
|'''Natürlich vorkommende<ref>{{Literatur |Titel=Ergebnisse de Alkaloid-Chemie bis 1960, unter besonderer Berücksichtigung der Fortschritte seit 1950 |Autor=Hans Günther Boit |Verlag=Akademie-Verlag | Jahr=1961 |Seiten=194}}</ref> Isomere'''
|'''Strukturformel'''
|'''Stereochemische Anordnung'''
|'''Stellung der Ringe A/B-C/D'''
|-
|(−)-Spartein (Lupinidin)
|[[Datei:(6R,7S,9S,11S)-(-)-Sparteine Structural Formula V2.svg|130px|centre|Spartein]]
| 6''R'',7''S'',9''S'',11''S''
| rowspan="2" |''cis''-''trans'' (''exo''/''endo'')
|-
| (+)-Spartein (Pachycarpin)<ref>{{Substanzinfo|Name=(+)-Spartein |CAS=492-08-0 |EG-Nummer=805-899-0 |ECHA-ID=100.232.882 |ZVG= |PubChem=7014 |ChemSpider=10254876 |DrugBank= |Wikidata=Q66604441 }}</ref>
| [[Datei:(6S,7R,9R,11R)-(+)-Sparteine Structural Formula V2.svg|130px|centre|Pachycarpin]]

| 6''S'',7''R'',9''R'',11''R''
|-
| (−)-α-Isospartein ('''Genistein''')
| [[Datei:(6R,7S,9S,11R)-(-)-alpha-Isosparteine Structural Formula V3.svg|130px|centre|(−)-α-Isospartein]]
| 6''R'',7''S'',9''S'',11''R''
|''cis''-''cis'' (''endo''/''endo'')
|-
| (−)-β‑Isospartein ('''Pusillin''', Spartalupin)
| [[Datei:(6R,7R,9R,11R)-(-)-beta-Isosparteine Structural Formula V3.svg|130px|centre|(−)-β‑Isospartein]]
| 6''R'',7''R'',9''R'',11''R''
|''trans''-''trans'' (''exo''/''exo'')
|}

== Biosynthese des Sparteins ==
Das tetracyclische Spartein wird bei der Biosynthese aus der Aminosäure [[L-Lysin|L-Lysin]] aufgebaut. Dabei werden zunächst aus drei Molekülen L-Lysin drei Moleküle [[Cadaverin]] gebildet. Im Verlauf der weiteren Reaktionen nehmen vier Moleküle Pyruvat vier der Amin-Gruppen auf; es entstehen vier Moleküle [[Alanin]]. Die Biosynthese erfolgt in [[Chloroplast]]en; danach werden die Alkaloide in die übrigen Pflanzenteile transportiert, insbesondere in die reifenden Früchte.<ref>Gerhard Richter: ''Stoffwechselphysiologie der Pflanzen: Physiologie und Biochemie des Primär- und Sekundärstoffwechsels.'' Georg Thieme Verlag, 1998 {{Google Buch | BuchID =nZEALlGLXaYC | Seite=518 }}.</ref>

== Verwendung ==
Sparteinsulfat wurde als [[Antiarrhythmikum]], d. h. zur Behandlung von [[Herzrhythmusstörung]]en, verwendet. Es konnte bei schwerwiegenden symptomatischen [[Tachykardie]]n verabreicht werden, wenn diese nach der Beurteilung des Arztes lebensbedrohend sind.<ref>[https://www.arznei-telegramm.de/html/1991_10/9110091_04.html Beschreibung der Anwendung bzw. deren Einschränkungen bei arznei-telegramm.de]</ref> Die Antiarrhythmika der Klasse I werden aber kaum mehr verwendet. Spartein wurde früher auch in der Geburtshilfe eingesetzt. Allerdings traten dabei bei einigen Fällen ungewöhnlich heftige Wehen auf, die in einigen Fällen zum Tode des Fetus führten.<ref>Klinische Pharmakologie: ''Arzneitherapie'', herausgegeben von N. Rietbrock, A.H. Staib, D. Loew, Seite 66, rechte Spalte {{Google Buch | BuchID = FkwEBgAAQBAJ | Seite= 66}}</ref> Diese Arzneimittelnebenwirkung ist durch erbliche [[Polymorphismus|Polymorphismen]] erklärt worden.<ref>Klinische Pharmakologie: Arzneitherapie, herausgegeben von N. Rietbrock, A.H. Staib, D. Loew, Seite 68 {{Google Buch | BuchID = FkwEBgAAQBAJ | Seite= 68}}</ref> Spartein dient in der biomedizinischen Forschung als Modellsubstanz zum Studium dieses Polymorphismus, der die Oxidation von Stoffen durch das [[Cytochrom P450]] betrifft.<ref>{{Literatur |Autor=S.V. Otton, T. Inaba, W. Kalow |Titel=Competitive Inhibition Of Sparteine Oxidation In Human Liver By β-Adrenoceptor Antagonists And Other Cardiovascular Drugs |Sammelwerk=Life Sciences |Band=34 |Nummer=1 |Datum=1984-01 |Seiten=73–80 |DOI=10.1016/0024-3205(84)90332-1}}</ref>

Spartein kann analog zum [[Bispidin]] mit seinen beiden Stickstoffatomen als zweizähniger [[Ligand]] dienen. Im Gegensatz zu Bispidin ist Spartein [[Chiralität (Chemie)|chiral]]. (−)-Spartein wird als effektives Hilfsmittel in der [[Enantioselektive Synthese|enantioselektiven Synthese]] verwendet.<ref>{{Literatur |Autor=[[Dieter Hoppe (Chemiker)|Dieter Hoppe]], Thomas Hense |Titel=Enantioselektive Synthese mit Lithium/(−)-Spartein-Carbanion-Paaren |Sammelwerk=Angewandte Chemie |Band=109 |Nummer=21 |Datum=2006-02-01 |Seiten=2376–2410 |DOI=10.1002/ange.19971092105}}</ref>

Pachycarpin wird in der [[Gemeinschaft Unabhängiger Staaten|GUS]] arzneilich zur Behandlung [[Hypertonie|hypertoner]] Krisen, von Spasmen der peripheren Gefäße und bei [[Myopathie]]n angewendet.<ref>E. Teuscher: ''Biogene Arzneimittel.'' 5. Auflage. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 1997. ISBN 3-8047-1482-X. S. 356.</ref>

== Sparteinsulfat ==
Sparteinsulfat (Sparteinum sulfuricum, schwefelsaures Spartein) bildet farblose, nadelförmige Kristalle. Sie sind – im Gegensatz zum Spartein selbst – in Wasser leicht löslich und es bildet sich eine neutrale Lösung.
Außerdem ist Sparteinsulfat in Alkohol löslich, aber nicht in Chloroform.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Sparteine|Spartein}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Alkaloid]]
[[Kategorie:Arzneistoff]]
[[Kategorie:Piperidin]]
[[Kategorie:Polycyclische aliphatische Verbindung]]

Spartein - Versionsgeschichte

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