Типовая схема получения алкалоидов с помощью ионитов.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 18Следующая ⇒

Исследования, проводимые с целью расширения сырьевой базы производства природных алкалоидов гиосциамина и скополамина, позволили авторам сделать выводы о целесообразности использования упомянутой типовой схемы при выделении этих алкалоидов из надземной части Скополии тангутской.

На основании исследований сорбции ликорина из растения Ungernia Severtzovi на различных катионитах: КУ-1, КУ-2, СДВ-ЗТ, СБС-3, КФУ, а также определения констант обмена на этих катионитах разработан ионообменный способ выделения алкалоида ликорина.

Из отходов производства ликорина выделены также алкалоиды галантамин и панкратин.

По ней были выделены: протопин из дымянки аптечной и из растения Fumaria Vail-lantii, новый алкалоид линделофин из растения Lindelofia anahusoides, а также алкалоиды империалин, петилин, петилинин и глюкоалкалоид эдпетилин из растения Petilium Raddleanum.

Из отходов производства алкалоидов из коробочек мака после выделения морфина ионообменным способом был получен наркотолин.

Типовая схема выделения алкалоидов применима и для ионообменной сорбции гликоалкалоидов из паслена дольчатого.

Это объясняется неустойчивостью некоторых алкалоидов в щелочной среде.

Исследования по сорбции и десорбции алкалоидов сальсолина и сальсолидина на других катионитах показали, что десорбция этих алкалоидов из катионитов КУ-1 и КУ-2 растворами аммиака в спиртово-водных смесях и смесях органических растворителей проходит не полностью, и получаемые вещества содержат много продуктов разложения.

В качестве сорбента был использован полимеризационный гелевый катионит КУ-2-8, так как коэффициент избирательности при обмене иона сальсолина на ион водорода, определяющий прочность связи алкалоида с катионитом, был значительно меньше, чем в случае катионита КУ-1 (где наблюдается прочная связь ионов алкалоида с фенольной группой катионита).

Способ основан на экстракции алкалоидов из сырья водой.

При этом алкалоиды на всех стадиях получения не попадают в щелочную среду.

Десорбцию алкалоидов, неустойчивых в щелочной среде, рекомендовано проводить растворами солей в водно-спиртовых смесях.

Ранее извлечение алкалоидов из растительного сырья проводилось с помощью сильнокислотных катионитов, которые сорбировали из экстракта практически всю сумму алкалоидов, отделяя тем самым алкалоиды от неалкалоидов.

Разделение алкалоидов амфотерного характера (алкалоиды, содержащие фенольную группу) от основных достигалось путем сорбции фенольных алкалоидов сильноосновными аниони-тами.

С целью подбора оптимальных условий отделения амфолитов — фенольных алкалоидов коробочек мака — были проведены исследования по изучению.

Наряду с выделением алкалоидов из водных или подкисленных водных экстрактов растительного сырья сильнокислотными катионитами гелевой структуры, проводились также исследования по использованию более избирательных катионитов для извлечения алкалоидов из водных и органических растворителей.

Необходимость этих исследований была вызвана тем, что сильнокислотные катиониты сорбируют не только алкалоиды, но и побочные вещества из экстракта, что затрудняет дальнейшую очистку и выделение индивидуальных алкалоидов.

К более избирательным катионитам, которые хорошо сорбировали алкалоиды из водных и неводных растворов, относятся олеофильные катиониты.

Это свидетельствовало о меньшем взаимодействии алкалоидов с матрицей олеофилъного катионита по сравнению с матрицей катионита КУ-1, способного к установлению водородных связей с молекулами алкалоидов.

Были проведены исследования по поиску катионитов, обладающих хорошей сорбционной способностью по отношению к алкалоидам из водных растворов и экстрактов растительного сырья, с целью интенсифицировать производство за счет больших скоростей потока растворов или экстрактов и десорбирующих растворителей.

Проведены исследования по кинетике сорбции алкалоидов атропина и кодеина на макропористом катионите КУ-23 с содержанием дивинилбензола 10 % и порообразователя 60 % (КУ-23-10/60), а также по кинетике сорбции фенольных алкалоидов морфина, сальсолина и наркотолина на макропористых катионитах с различным содержанием дивинилбензола и порообразователя (4/60—30/100).

Исследования показали, что при сорбции указанных алкалоидов на макропористых катионитах скорость суммарного процесса определяется внешней диффузией, в отличие от катионитов гелевой структуры, где скорость сорбции определяется внутренней диффузией алкалоида в зерне ионита.

Исследованы особенности обмена органических ионов на макропористых катионитах, синтезированных в лаборатории на примере алкалоидов эфедрина, кодеина, папаверина, сальсолина и сальсолидина.

Исследования по сорбции алкалоидов макропористыми катионитами показали целесообразность их использования при выделении алкалоидов из растительного сырья.

Применение этих катионитов позволяет полностью использовать их сорбционную емкость по ионам алкалоидов, а также значительно интенсифицировать производство на стадиях сорбции и десорбции из-за большой скорости этих процессов.

Новым типом сорбентов для выделения алкалоидов из экстрактов растительного сырья могут являться, во всяком случае при небольших объемах производства, целлосорбенты (например, иммобилизованный на набухающей матрице целлюлозной природы мелкозернистый катионит КУ-2-8).

На примере сорбции ионов опийных алкалоидов во взвешенном слое катионита КУ-1 в обычных цилиндрических колоннах установлена возможность интенсификации процесса сорбции в 3—4 раза.

Имеются лишь исследования, доказавшие возможность очистки технических полупродуктов, содержащих алкалоиды гиосциамин и салъсолин, от высокомолекулярных неионизированньтх веществ методом электродиализа с гетерогенными мембранами МК-40 и гомогенными мембранами МК-100.

Ионообменные материалы в настоящее время внедрены в производство лекарственных веществ растительного происхождения: крупнотоннажное производство опийных алкалоидов (в Украине, Казахстане, Болгарии, Словакии, бывшем СФРЮ), производство цитизина и скополамина (в Казахстане, в Украине).

Освоены в опытно-промышленном масштабе методы выделения алкалоидов: лобелина, гиосциа-мина, пилокарпина, салъсолина и сальсолидина, платифиллина, алкалоидов спорыньи, раувольфии, барвинка, а также сердечных гликозидов олиторизида и эризимозида.

Закономерности сорбции морфина на анионитах и их использование в технологии производства опийных алкалоидов.

Ионообмен используют для умягчения или обессоливания воды, для извлечения и очистки лекарственных веществ (в производстве витаминов, антибиотиков, алкалоидов), для очистки отработанных растворов от химически вредных органических веществ, разделения близких по свойствам элементов.

Тема 10 – Изучение структуры алкалоидов (2 часа)

Цель: развить мотивацию знаний студентов по качественному и количественному анализу алкалоидов.

Задачи обучения:

- развить общие представления по структурным особенностям алкалоидов;

- ознакомиться с реакциями распада полициклических структур, составляющих основу алкалоидов;

- ознакомиться со спектральными, аналитическими методами количественного анализа;

- развитие мотивации знаний студентов по изучению реакций Гофмановского расщепления;

- показать все возможные расчеты для определения алкалоидов в растительном сырье.

План проведения занятия:

1. Изучение структуры алкалоидов.

2. Реакция Гофмановского расщепления.

3. Методы, применяемые для установления химической структуры алкалоидов.

4. Химические методы установления структуры алкалоидов.

5. Физико-химические методы установления химической структуры.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

При разборе методик качественного и количественного определений определяемых веществ проводится обсуждение полученных результатов анализа. При необходимости производятся соответствующие расчеты.

Литература:

1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.

2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.

4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.

5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)

1. Какие современные теории предсказали структуру алкалоидов?

2. Чем реакция Гофмановского расщепления отличается от других реакций распада?

3. Какие методы применяются для установления химической структуры алкалоидов?

4. Более подробно остановитесь на химических методах установления структуры алкалоидов?

5. Более подробно остановитесь на физико-химических методах установления химической структуры?

Методы контроля:

Оцениваются:

- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);

- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);

- умение предсказывать по структуре свойства алкалоидов (25 б);

- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒