Алкалоиды і розпочинається історія їх открытия

Державного комітету РФ по Вищому образованию.

Тверській Державний Университет.

Химико-Биолого-Географический факультет.

Кафедра органічної химии.

КУРСОВА РАБОТА.

Тема: «Алкалоїди і розпочинається історія їх открытия».

Виконано студентками 3 курсу ДО.

Коршуновой Ю.А.

Бойцової И.Ю.

Науковий руководитель.

Родіонова Р.Е.

Твер — 1997 г.

ЗМІСТ 2 Поняття про алкалоидах. 3 Виділення. 3 Загальні властивості алкалоїдів 3 Реакції осадження. 4 Реакції фарбування. 4 Класифікація 4 Історія відкриття алкалоїдів 5 Морфін. 5 Нікотин. Кокаїн. 6 Стрихнін. 8 Пилокарпин. 8 Псевдопельтерин. 8 Кофеїн. Теобромин. Теофиллин. 8 Укладання 10 Література 11.

Поняття про алкалоидах.

Алкалоїдами називають групу азотистих сполук, які мають основними властивостями і можна зустріти переважно у растениях[1]; алкалоїди характеризуються здебільшого складним будовою і звичайно перебувають у своїх молекулах гетероциклы. Багато алкалоїди мають сильним фізіологічним дією: у великих дозах є отрутами, а малих їх часто застосовують як цінні лікарські вещества.

Алкалоїди дуже поширені в світі. Деякі сімейства рослин особливо багаті алкалоїдами, наприклад макові, пасльонові й інших. Найчастіше алкалоїди зустрічаються групами, причому представники такий групи мають подібне хімічне будова. У рослинах алкалоїди зазвичай зустрічаються як солей органічних кислот — щавлевої, яблучною, виннокаменной, лимонної та інших. Вільні алкалоїди (виділені з солей) у зв’язку з їх основними властивостями часто називають алкалоидами-основаниями.

Выделение.

При виділенні алкалоїдів з рослин зазвичай користуються тим, що чимало солі алкалоїдів добре розчиняються у воді, вільні ж алкалоиды-основания погано розчиняються у воді, але добре розчиняються у спирті, ефірі і хлороформе.

Для виділення алкалоїдів подрібнені рослини безпосередньо обробляють лугами, та був витягають виділені алкалоиды-основания хлороформом, ефіром та інших. Є й інші способи. Іноді з розчинів солей алкалоїдів останні очищення виділяють шляхом осадження різними реактивами (див. нижче реакції осадження алкалоїдів).

Загальні властивості алкалоидов.

Більшість алкалоидов-твердые речовини, хоча іноді трапляються й дещо рідкі алкалоїди, наприклад нікотин. Більшість алкалоидов-оснований важко розчиняється у питній воді, легко в кислотах, соціальній та органічних розчинниках. Солі алкалоїдів зазвичай добре розчиняються у воді, за винятком окремих. Є низка реакцій, які називаються алкалоидных; з цих реакцій можна осадити алкалоїди їхнього виявлення й выделения.

Реакції осаждения.

Реакції осадження алкалоїдів засновані або освіті нерозчинних солей алкалоїдів, або на освіті нерозчинних подвійних солей.

1.Образование нерозчинних простих солей. а) Реакція з танином. При додаванні до розчину солі алкалоїду розчину таніну випадає осад. Під час цієї реакції утворюється нерозчинна сіль алкалоїду і таніну, має кислотні властивості. Реакція має велику практичного значення: при отруєння алкалоїдами постраждалому дають пити розчин таніну чи навіть міцний чай, у якому багато дубильних речовин. б) Реакція з пікринової кислотою. Розчини солей алкалоїдів дають з пікринової кислотою жовтий осад. У разі сутність реакції точно як і зводиться до утворення звичайній солі алкалоїду і пікринової кислоти. в) Реакції з фосфорновольфрамовой і фосфорномолибденовой кислотами призводять до випаданню в осад нерозчинних солей алкалоїдів і названих кислот.

2.Образование подвійних (комплексних) солей. а) Реакція з хлоридом ртуті (II) (сулемою) HgCl2. Алкалоїди дають нерозчинні у питній воді солі HgCl2. б) Реакція з розчином йоду в розчині йодида калію. Зазначений реактив (I2+KI (KI3) бере в облогу шоколадно-коричневый осад подвійний солі алкалоїдів. в) Реакція з розчином йодида вісмуту в розчині йодида калію (BiI3+KI) протікає аналогічно попередньої. Застосовуваний у своїй реактив часто називають реактивом Драгендорфа.

Реакції окрашивания.

Крім реакцій осадження, щоб виявити алкалоїдів часто застосовують реакції фарбування. Забарвлення розчинів, містять деякі алкалоїди, відбувається за дії сірчаної, азотної кислоти та інших реактивов.

Багато реакції осадження і фарбування алкалоїдів обумовлені наявністю у яких гетероциклов. Оскільки гетероциклы містяться й у білкових речовинах, звані алкалоидные реакції неспецифічні для алкалоїдів і виходять і з белками.

Классификация.

Для зручності вивчення алкалоїди ділять на групи. Раніше, коли хімічне будова алкалоїдів було маловідомим, їх ділили на групи в залежність від тих рослин, у тому числі їх отримували. Приміром, виділяли групи алколоидов хінної кори, маку і др.

Нині у зв’язку з з’ясовуванням будівлі алколоидов частіше користуються хімічної класифікацією. Більшість алколоидов, які у своиз молекулах гетероциклы, ділять на групи залежно від присутніх гетероциклов. Приміром, розрізняють алкалоїди групи пиридина (до цієї групи входить нікотин), алкалоїди групи хинолина (у цю групу входить хінін) тощо. До алкалоидым часто відносять метлированные похідні ксантина, наприклад теобромин і кофеїн, як похідні пурину. Цю групу алкалоїдів називають називають алкалоїдами групи пурина.

Деякі вчені належать до алкалоидам і некотрые інші азотовмісні речовини, які мають основними властивостями і сильним фізіологічним дією, але з містять гетероциклы. Прикладом таких алкалоїдів є алкалоїди групи фкнилэтиламина C6H5-CH2-CH2-NH2. Представником цієї групи є адреналін C6H3(OH)2-CH (OH)-CH2-NH (CH3).

Історія відкриття алкалоидов.

У другій половині 18 століття і на початку 19 століття поблизу вивченні хімічного складу рослин виділили щодо складні похідні гетероциклов, отримали згодом об'єднує назва «алкалоїди». Сам термін запроваджено Мейснером в 1818 року: латиною alkali-щелочи, oidesтакий, т. е. Такі щелочам.

Морфин.

Першим із алкалоїдів відкрили морфін, виділений з опію Деросном (1803), та був низку інших хіміків. Деросн виявив, що виділений їм речовина володіє більш як сильним снотворної дії, ніж сам опій. У процесі виділення чинного початку опію Дерсон застосовував луг, та був отриману ним сіль йому аж ніяк не вдавалося звільнити з домішки луги, й тому він дійшов висновку, що що у опіумі речовина представляє собою «кислу сіль». Проте ще 1806 року Сертюрнер повідомив про своє дослідженнях опію і виділення з нікого кристалічного тіла, яке має снотворної дії й у опии утворює сіль з також виділеної Сертюрнером «меконовой» (оксипиродикарбоновой) кислотою. І все-таки, на існування рослинних підстав хіміки звернув увагу лише після другий роботи Сертюрнера (1817) «Про морфії, новому солеобразующем підставі, і меконовой кислоті як складові опіуму «. Сертюрнер думав, що кристалічний речовина, виділений Деросном, представляє собою меконокислый морфій. Робике (1817), проте, показав, що у опіумі є підстави: морфін (назва, запропоноване Гей-Люссаком замість колишнього «морфій») і наркотин, який був, очевидно, отримано Деросном в 1803 г. Згодом Робике (1832) виділив із опію і кодеїн. Папаверин відкрили Мерком (1848), а тебаин Тибумери (1835)[2] в лабораторії Пеллетьє. Морфін був охарактеризований першим алкалоїдом, у якому виявлено азот (Бюсси, 1822), котра досі жодного в морфине, ні з інших алкалоидах під час аналізу або знаходили азоту зовсім, або його приписували домішкам. У 30-х роках 19 В. ці речовини досліджувалося групою французьких хіміків (особливо Кёрбом), а 50-ті роки -Андерсоном, знайшли декого з них правильні емпіричні формулы.

Изохинолиновые алкалоїди представляли для хіміків, намагалися розшифрувати їх будова, високий бар'єр. Тут важливий кожен крок, як, наприклад, доказ те, що кодеїн є метилпроизводное морфіну (Гримо, 1881).Еще важче було підійти до синтезу. І все-таки Пикте вдалося в 1909 г. синтезировать папаверин-первый алкалоїд цієї группы.

Систематичне дослідження алкалоїдів изохинолинового низки почалося 1918 р. (Шпет).

У 1925 г. Робінсон і Галланд встановили будова морфіну, основу якого наступна изохинолино-фенантреновая группировка:

Синтезовано він був у 1952 року (Гейтс і Тшуди).

Нікотин. Кокаин.

У 1886 г. Ладенбург від ?-пиколина перейшов до ?-пропилпиперидину і розщепив отриманий продукт на оптичні ізомери шляхом кристалізації його як кислого тартрата, причому правовращающий ізомер виявився тотожний природного алкалоиду кониину. Цей алкалоїд відкрили ще 1827 р. Гизеке в вытяжке з болиголова (Cnium maculatum), а 1881 р. Гофман встановив його структурну формулу і показав ставлення кониина до пиридину і пиперидину.

Алкалоїд нікотин, з формули також належить до пиридиновой чи, точніше, пиридин-пирролидиновой групі алкалоидов.

Він було відкрито тютюні Вокленом (1809), установившим також приналежність нікотину до підставах. Правильна структурна формула нікотину запропонована Пиннером (1891); у неї підтверджено синтезом цього алкалоїду, здійснених Пикте (1903).

Окисленням нікотину Хуберт (1867) отримав нікотинову кислоту. Скрауп і Лобенцль (1883) встановили будова ?- і ?-пиридикарбоновых кисллот (пиколиновой і нікотинової) отриманням їх при окислюванні хинолина і изохинолина.

До алкалоидам пиперидин-пирролидиновой групи належить алкалоїд кокаїн. Після кількох невдалих спроб виділити його із листя коли це зробити Ниману (1860) до лабораторій Вёлера. Вёлер і Лоссен запропонували (1862) емпіричну формулу кокаїну С16Н20О4N, допустивши помилку лише у визначення числа атомів водню (має бути Н21, а не Н20). Ліберман і Гізель (1890) вдосконалили спосіб отримання кокаїну із листя коли і тим відкрили шлях до промислового виробництва цього алкалоида.

З продуктів свого розкладання кокаїн був знову синтезовано незалежно Мерком і Скраупом (1885). Вперше правильну структурну формулу кокаїну запропонував Вильштеттер (1897); вона підтвердила їх у 1923 року 18- східчастим синтезом цього алкалоида.

Стрихнин.

З певним підставою до похідним індолу з гидрированным гетероциклом можна віднести алкалоїд стрихнін, бо за його окислюванні виділяється динитроиндолдикарбоновая кислота. Алкалоїди стрихнін і бруцин (диметоксильное похідне стрихніну) виділили Пеллетьє і Каванту (1818) з «блювотних горішків «- насіння одного отрутного індонезійського рослини. Систематичні структурні дослідження цих алкалоїдів почалися з робіт Тафеля (з 1890 г.) і Лейкса (с 1908 г.). До 1910 г. належить перша робота з вивченню будівлі цих алкалоїдів Перкина-младшего і Робінсона. У роботі вже був запропонована формула стрихніну, яка містить шість циклів. Щоправда, обидва атома азоту у Перкина і Робінсона виявилися помилково в тому ж, притому шестичленном, цикле. Після смерті Перкина в 1924 г. дослідження стрихніну продовжував Робінсон, який нарешті у 1945 г. прийшов до правильної структурної формулі цього алкалоїду. Синтезовано стрихнін Вудвордом в 1945 г. То справді був, звісно, черговий тріумф органічного синтеза.

Пилокарпин.

Що Застосовується до медицини алкалоїд пилокарпин було виділено з рослинних речовин, у 1875 г. англійським хіміком Харді. Будова пилокарпина було доведено в 1930 г. Чичібабіним і Н. А. Преображенским, а синтез здійснено в 1933 г. Преображенським і сотрудниками.

Псевдопельтерин.

Алкалоїд псевдопельтерин відкрито корі гранатового дерева в 1878 г. Танре.

Кофеїн. Теобромин. Теофиллин.

Коссель ще 80-ті роки 19 В. знайшов, що нуклеїнових кислот входять пуриновые підстави, але у 30-х рр. було встановлено (Левін і Басс), що це чотири наступних підстави, що у вигляді оксиі (наведених нижче) оксоформ:

Похідними цих підстав є алкалоиды.

Достатньо переглянути формули цих сполук, щоб стало очевидним, чому хіміки за будь-яких спроб усвідомити їх природу і взаємні відносини наштовхувалися таких ж труднощі, як і за дослідженні сечовий кислоты.

Якщо ж ми вважати ксантина, відкритого Мерсером в 1819 р., спочатку хіміки ознайомилися з алкалоїдами цієї групи. Кофеїн був ізольований в 1821 р. кількома хіміками, але перша публікація належить Рунге. Теобромин було виділено з бобів какао Воскресенским в 1840 р. Гуанін був отримано у лабораторії Лібиха Унгером в 1845 р. з гуано і тому спочатку було названо «ксантином з гуано», гипоксантин виявлено в селезёнке Шерером в 1850 р., а аденін виділено із препаратів підшлункової залози Косселем в 1885 р. У тому ж року Коссель відкрив чайних листі і алкалоїд теофиллин.

У відкритті нових алкалоїдів та вивчення їх будівлі величезна роль належить ученим нашої країни. Так, ще біля підніжжя розвитку органічної хімії, в 1816 г., харківський професор І. Гизі відкрив алкалоїд хінін. Величезну роль хімії алкалоїдів зіграли роботи А. М. Вышнеградского — учня А. М. Бутлерова. Особливо широко розгорнулася робота з алкалоидам після Великою Жовтневою соціалістичною революції (дослідження В.М. Родіонова, А.М. Орєхова, О. Г. Меньшиков, Н. А. Преображенського, Р. А. Коновалової, З. І. Канівської та інших.). Видатна роль цій галузі належить А. П. Орєхову та її школе.

Заключение

.

Серед алкалоїдів ми й найсильніші отрути (стрихнін, бруцин, нікотин), і корисні ліки (пилокарпин — засіб на лікування глаукоми, астропин — засіб належала для розширення зіниці, хінін — препарат на лікування малярії, папаверин — судинорозширювальне засіб, допомагає при гіпертонії). До алкалоидам належить і широко застосовувані збуджуючі речовини — кофеїн, теобромин, теофиллин.

Цікаво, деякі алкалоїди є протиотрутами стосовно до своїх побратимів. Так було в 1952 р. вже з індійського рослини було виділено алкалоїд резерпін, що дозволяє лікувати як людей отруєних ЛСД чи іншими галлюциногенами, а й хворих, котрі страждають шизофренией.

Отже, можна зрозуміти, що алкалоїди — дуже великий клас органічних сполук, надають саме різне дію на організм людини. У цьому полягає їх важлива роль, що відіграють алкалоїди в хімічної науці загалом й у повсякденні в частности.

1. Биков Г. В., Історія органічної хімії. Відкриття найважливіших органічних сполук. — М.: Наука, 1978 р. 2. Пикулина Е. П., Історичний нарис розвитку органічного синтезу у першій половині в XIX ст. — М.: Наука, 1977 р. 3. Джуа М. — Історія хімії. Під редакцією Погодіна С.А. — М.: Світ, 1975 р. 4. Гьельт Еге., Історія органічної хімії давніх часів до нашого часу. Переклад з німецької під редакцією Луцького А.Є. Харьков-Киев.;

Держ. Науч.-техн. вид-во України, 1937 р. 5. Азімов А. Коротка історія хімії. — М.: Світ, 1983 р. 6. Шульпин Г. Б., Ця захоплююча хімія. — М.: Хімія, 1984 г.

———————————- [1] Деякі вчені відносять у групу алкалоїдів адреналін, що міститься у надниркових кайданах тварин. [2] Тибумери, про який майже нічого невідомо історикам хімії, був управляючий фабрикою хімічних продуктів, належала Пеллетьє. Варіюючи способи осадження морфіну, Тибумери обробляв настій опію гашеної вапном і, до свого подиву, отримав нове речовина, якому Пеллетьє дав назва «параморфин», а Кёрб, котрий досліджував це хімічна речовинатебаин.

———————————- O.

HO.

OH.

NCH3.

HC.

H2C.

CH2.

CH2.

N.

CH3.

N.

CH2.

CH2.

CH.

NCH2.

CH.

CH2.

CHOCOC6H5.

CHCOOCH3.

CO.

HN.

OC.

NH.

C.

C.

NH.

CH.

N.

N.

CH.

NH.

C.

C.

N.

HC.

HN.

CO.

ксантин гипоксантин гуанин.

N.

CH.

NH.

C.

C.

N.

H2NC.

HN.

CO.

аденин.

N.

CH.

NH.

C.

C.

N.

HC.

N.

C.

NH2.

кофеин.

N.

CH.

N.

C.

C.

N.

OC.

N.

CO.

CH3.

CH3.

CH3.

CH3.

CH3.

CH3.

теобрамин.

N.

CH.

N.

C.

C.

N.

OC.

HN.

CO.

CH3.

теофиллин.

N.

CH.

NH.

C.

C.

N.

OC.

N.

CO.