Заполните таблицу, указав физико-химические свойства кумаринов.
| Свойства кумаринов
| Характеристика свойств
| | 1.Физические свойства
| Кумарины, как правило, бесцветные или слегка желтоватые кристаллические вещества. Кумарины (агликоны) хорошо растворимы в органических растворителях: гексане, петролейном эфире, хлороформе, диэтиловом эфире, ацетоне, этиловом и метиловом спиртах, но нерастворимы в воде. Гликозиды кумаринов, как правило, растворимы в этиловом и метиловом спиртах, водно-спиртовых смесях и практически нерастворимы в органических растворителях. Кумарины хорошо растворяются в водных растворителях щелочей (особенно при нагревании) за счет образования солей гидроксикоричных кислот. При нагревании до температуры 100 ˚ С кумарины возгоняются в виде игольчатых кристаллов. Кумарины проявляют очень характерную флуоресценцию в УФ свете: например, умбеллиферон, скополетин, изофряксидин и их производные имеют ярко-голубую флуоресценцию. В щелочной среде флуоресценция наиболее интенсивная, при подкислении флуоресценция становится менее интенсивной и характер флуоресценции меняется. В электронных спектрах поглощения кумаринов наблюдаются характеристические частоты. В области поглощения с длиной волны выше 200 нм имеется две характерные полосы поглощения - коротковолновая (250-270 нм) и длинноволновая (290-350 нм). Характеристичность этих спектров поглощения обусловлена хромофором, включающим в себя сопряженные между собой а-пироновое и бензольное кольцо. Кумарины имеют характерные спектры поглощения в инфракрасной области, где в частности, обнаруживаются полосы валентных колебаний карбонильной группы (а-пироновое кольцо) в области 1750-1700 см.
| | 2. Химические свойства
| Химические свойства кумаринов обусловлены наличием в структуре бензольного и лактонного ядра. Лактонное кольцо отличается большой устойчивостью, не расщепляется при нагревании в воде, не взаимодействует с аммиаком и кислотами и раскрывается лишь при нагревании с едкими щелочами. При этом образуются соли цис-орто-кумаровой кислоты (кумаринаты) и появляется желтое окрашивание. При подкислении раствора a-пироновое кольцо замыкается и кумарины регенерируются в неизменном виде (окраска исчезает).
Кумарины способны к азосочетанию при взаимодействии с солью диазония в щелочной среде. Реакции со щелочами и азосочетания используют для обнаружения кумаринов в растительном сырье.
|
Заполните таблицу, указав химический состав лекарственного растительного сырья, содержащего танины.
Вариант задания А: кора дуба, корневища лапчатки, плоды черемухи, листья скумпии.
| Вид
| Семейство
| Название ЛРС
| Состав БАС
| | Дуб черешчатый (дуб обыкновенный) — Quercus
robur L.
| Буковые — Fagaceae.
| Кора дуба – Cortex Quercus.
| В коре молодых деревьев содержится 7-20% конденсированных дубильных веществ, образовавшихся в результате
окислительной полимеризации катехинов. Начальная стадия формирования дубильных веществ коры дуба представлена в виде димера катехина. Катехин и галлокатехин представлены также в виде сложных эфиров галловой кислоты, в частности, катехин-3-галлаата. В коре содержатся также в свободном виде галловая и эллаговая кислоты, флавоноиды кверцетин, кверцитрин, лейкоантоцианидин. Желуди содержат в себе крахмал (до 10%), дубильные вещества (5-8%), жирное масло (до5%), белки, аминосахара, углеводы.
| | Лапчатка прямостоячая (калган, дикий калган, дубровка, узик, завязник, завязный корень, шептуха, могущник) — Potentilia erecta (L.) Rausch. (P. tormentilla
Stokes).
| Розоцветные — Rosaceae.
| Корневища лапчатки – Rhizomata tormentillae.
| Корневища лапчатки содержат дубильные вещества (до 30%) преимущественно конденсированной природы. В сырье содержатся также в свободном виде эллаговая и галловая кислоты. Среди фенольных соединений в корневищах лапчатки обнаружены простые фенолы (пирокатехин, флороглюцнн), фенилпропаноиды (кофейная и n-кумаровая кислоты), флавоноиды (катехин, галлокатехин. галлокатехингаллат. антопианы). В сырье содержится до 20-26% полисахаридов (крахмал, слизи), а также обнаружены терпеноиды, тритерпеновые сапонины (торментозид, расщепляющийся на
сапогенин, торментол и две молекулы глюкозы, и хиновин, сапогенином которого является хиновая кислота, а углеводной частью хиновоза).
| | Черемуха обыкновенная (черемуха кистевая)
— Padus avium Mill. (Padus racemosa Gilib., Prunus racemosa
Lam.).
| Розоцветные -Rosaceае.
| Плоды черемухи – Fructus padus.
| Плоды черемухи содержат в себе дубильные вещества преимущественно конденсированной природы (4, 5-8%, в мякоти плодов их насчитывается до 15%). Ко второй группе БАС следует относить флавоноиды, представленные антоцианами (З-О-глюкозид и З-О-рутинозид цианидина). Фенольные вещества представлены также фенилпронаиондами (хлорогеновая кислота). К сопутствующим веществам относятся пектины, сахароза (до 5%). органические кислоты (яблочная и лимонная кислоты). В семенах содержится жирное масло и глюкозид амигдалин. В этом связи при получении отвара заваривают цельные плоды, в которых косточки также должны оставаться цельными во избежание извлечения амигдалина.
| | Скумпия коггигрия (скумпия кожевенная) - Соtinus coggygria Scop. (Rhus cotinus L ).
| Сумаховые (Анакардиевые) - Anucurdiaceue.
| Листья скумпии – Folia cotini coggygriae.
| Листья скумпии содержат 23-25% дубильных веществ гидролизуемой группы (танин), свободную галловую кислоту. В качестве второй группы ВАС содержатся флавоноиды, представленные мирицетином и его 3-0-глюкозидом (мирицитрин). Кроме того, в листьях обнаружено до 0.2% эфирного масла приятного запаха, основной частью которого являются
мирцен, α -пинен, камфен. линалоол, α -терпинеол.
|
Изучив физико-химические свойства алкалоидов, укажите методы выделения алкалоидов из лекарственного растительного сырья, методы очистки полученных извлечений от сопутствующих веществ, а также способы разделения суммы алкалоидов на индивидуальные соединения. Представьте информацию в виде таблицы.
|
| Теоретическое обоснование
| | 1.Способы выделения алкалоидов из ЛРС:
|
| | А) в виде солей
| Соли алкалоидов в большинстве своем тхорошо растворимы в воде и спиртах (этиловый, метиловый спирты). Поэтому при извлечении алкалоидов из растительного сырья в виде солей применяют один из названных растворителей, содержащий 1-2% какой-либо кислоты. Обычно для подкисления используют серную, хлористоводородную, винную, уксусную и другие кислоты, дающие с алкалоидами хорошо растворимые в воде или спирте соли. Извлечение проходит быстро и достаточно полно, но вместе с алкалоидами извлекается большое количество сопутствующих веществ (дубильные вещества, слизи, сапонины, флавоноиды, водорастворимые витамины, белки и другие гидрофильные вещества).
| | Б) в виде оснований
| Алкалоиды в растительном сырье обычно содержатся в виде солен, поэтому до извлечения необходимо перевести соли алкалоидов в свободные основания, что достигается обработкой сырья различными щелочами (NH10H, NaOH, Са(0H)2, Ва(0H)2 и др.). При подборе щелочи учитывают свойства алкалоидов. Сильные щелочи, например, NaOН. используют при выделении сильных оснований алкалоидов и алкалоидов, находящихся н растительном сырье в виде прочных соединений с дубильными веществами (кора хинного дерева, кора гранатового дерева), но не применяют при выделении алкалоидов, имеющих в молекуле фенольные гидроксилы (морфин, сальсолин, некоторые алкалоиды спорыньи) вследствие образования фенолятов, которые, как правило, хорошо растворимы в воде и не извлекаются органическими растворителями. Для переведения их солей в основания используют обычно аммиак. При выделении алкалоидов, имеющих сложноэфирную группировку (атропин, гносциамин, скопрламин и др.) используют также слабые щелочи (аммиак), так как сильные щелочи могут вызывать разложение алкалоидов. Не следует применять едкие щелочи и при выделении алкалоидов из семян, содержащих жирные масла, так как они вызывают омыление жиров с последующим образованием мылов, способствующих формированию эмульсий. При применении карбоната натрия следует полностью (путем встряхивания) удалять углекислоту, которая может, взаимодействуя с алкалоидами, давать соли, что создает опасность неполного извлечения алкалоидов. Извлечение свободных оснований алкалоидов из растительного сырья проводится различными органическими растворителями. Для более полного извлечения следует подобрать растворитель, обладающий хорошей растворяющей способностью по отношению к извлекаемым алкалоидам. Чаще всего применяются дихлорэтан, гексан, бензол, хлороформ, диэтиловый эфир. Вместе с алкалоидами в извлечение переходят сопутствующие вещества — смолы, жирные масла, стерины, жирорастворимые витамины, хлорофилл и другие пигменты, от которых алкалоиды необходимо отделить.
| | 2.Методы очистки полученных извлечений
| Очистка извлечений, основанная на различной растворимости
свободных оснований алкалоидов и их солей:
А. Извлечение алкалоидов из растительного сырья, полученное щелочной (после подщелачивания экстракцией органическим растворителем (несмешивающимся с водой), обрабатывают 1-5% ной кислотой. Основания алкалоидов с кислотой образуют соответствующие соли, которые, растворяясь в воде, переходят в водный слой, а основная масса сопутствующих веществ остается в органическом растворителе. К водному раствору солей алкалоидов добавляют щелочь для переведении солей алкалоидов в основания. Если содержание алкалоидов высокое, основания алкалоидов выпадают в осадок (что бывает крайне редко), и их можно собрать на фильтре. Чаще водные извлечения после подщелачивания обрабатывают несмешивающимся с водой органическим растворителем. Алкалоиды в виде оснований переходят в органический растворитель. Если требуется, эти операции повторяют несколько раз, с тем чтобы как можно полнее отделить алкалоиды от сопутствующих веществ. Органический растворитель отгоняют. Остаток, полученный после отгонки растворителя, представляет смесь (сумму) алкалоидов.
Б. Извлечение алкалоидов из растительного сырья, полученное экстракцией 1-2%-ним раствором кислоты, подщелачивают и после этого основания алкалоидов извлекают opганическим растворителем. Если алкалоиды извлекали спиртом (этиловый, метиловый), то спирт отгоняют, а полученный остаток растворяют в воде. При этом соли алкалоидов растворятся в воде, а та часть сопутствующих веществ, которая в воде не растворилась, отделяется фильтрованием. Водный раствор солей алкалоидов подвергают дальнейшей очистке, как обсуждалось выше.
В. Очистка извлеченией хроматографическим метолом (колоночная хроматография). Адсорбционная хроматография основана на избирательной способности одного или нескольких веществ из растворов или сорбентами (алюминия оксид, силикагель и др.). Хроматографический метод очистки и разделения алкалоидов применим как к водным растворам солей алкалоидов так и к растворам оснований алкалоидов в органических растворителях.
Адсорбционные процессы, применяемые в химико-фармацевтической промышленности делят на две группы:
1) процессы очистки, при которых поглощаются примеси (сопутствующие вещества), а алкалоиды остаются в растворе;
2) процессы очистки, при которых поглощаются алкалоиды, а сопутствующие вещества остаются в растворе.
Различают два вида адсорбции: молекулярную и ионообменную. В первом случае происходит переход молекулы растворенного вещества из подвижной фазы в неподвижную (твердую). Адсорбция осуществляется на поверхности твердого сорбента без химической реакции. Во втором случае происходит обмен ионов растворенного вещества с ионами сорбента. Таким образом, ионообменная хроматография является методом, при котором для очистки (разделения) используется процесс обмена ионов между растворенным веществом и ионообменными сорбентами. По природе ионообменные сорбенты делятся на минеральные и органические, а по характеру обмениваемых ионов — на аниониты и катиониты.
| | 3. Методы разделения суммы
| Разделение суммы алкалоидов по различной силе основности
I. Если к водному раствору суммы солей алкалоидов с различно выраженными основными свойствами прибавить щелочь в недостаточном количестве для переведения всех солей алкалоидов в основания, то в первую очередь в реакцию вступят соли алкалоидов со слабо выраженными основными свойствами, а более сильные основания останутся в виде солей. При обработке такого раствора органическим растворителем образовавшиеся свободные основания алкалоидов перейдут в органический растворитель, а соли более сильных оснований алкалоидов останутся в водном слое. После этого к водному раствору вторично добавляют определенное (недостаточное) количество щелочи, и затем этот раствор вновь обрабатывают органическим растворителем. Вытесненные из солей более сильные основания алкалоидов перейдут в новую порцию органического растворителя. К остившемуся водному слою еще добавляют щелочь и т. д. до полного переведения солей алкалоидов в свободные основания. Таким образом, более слабые основании алкалоидов будут в первых фракциях органического растворителя, а более сильные — в последних.
2. Если к раствору суммы свободных оснований алкалоидов в органическом pacтворителе прибавить недостаточное количество кислоты, то в первую очередь в реакцию с кислотой вступят алкалоиды с сильно выраженными основными свойствами, тогда как более слабые основания останутся в свободном состоянии. Таким образом, при дробном извлечении алкалоидов из раствора их в органическом растворителе небольшими порциями кислоты, так же как и при дробном подщелачиванни, можно получить ряд фракций, в которых алкалоиды распределяются по «силе основности» — в первых фракциях будут находиться сильные основания алкалоидов, в последующих — более слабые. Разделение по этому принципу не бывает полным и требует повторной обработки обогашенных фракций.
Разделение суммы алкалоидов путем получения солей или других производных. Этот метод основан на том, что в некоторых случаях при обработке суммы алкалоидов каким-либо реактивом в реакцию вступают не все алкалоиды смеси, а часть или один из алкалоидов. Например, как можно разделить фенольные и нефенольные алкалоиды (эметин и цефаэлин). Можно разделить довольно сложную смесь алкалоидов путем получения различных солей алкалоидов (гидрохлориды, гидробромиды, оксалаты, иодиды. пикраты и др.) и дальнейшей их перекристаллизацией.
Разделение суммы алкалоидом хроматографическим методом. Этот метод используется как для очистки, так и разделения алкалоидов.Разделение алкалоидов основано на том, что они обычно имеют различнуюадсорбционную способность. Например, хроматографическим методом из сложнойсмеси алкалоидов мака снотворного можно выделить морфин, из суммы алкалоидовэфедры — эфедрин.Через колонку, заполненную соответствующим сорбентом, пропускают раствор илиизвлечение, содержащее несколько алкалоидов. Десорбцию( элюирование)проводят подходящим растворителем или смесью растворителей. При этом получают
несколько фракций, содержащих индивидуальные алкалоиды или менее сложную смесь алкалоидов. Если необходимо, отдельные фракции подвергают рехроматографии, то есть повторному хроматографированию.
Разделение суммы алкалоидов по различной температуре кипения. В случае присутствия в смеси летучих алкалоидов разделить их можно путемфракционной перегонки. Так, например, кониин и конгидрин (алкалоиды болиголовапятнистого) сильно отличаются по температуре кипения. Перегонку обычнопроводят в вакууме.
|
Популярное:
|
