Реферати

Реферат: Алкалоїди і історія їх відкриття

Статистика трудових ресурсів. Загальне поняття про класифікації, угруповання і номенклатурах в економічній статистиці. Історія розвитку національного рахівництва. Сутність, роль і особливості умов роботи підприємства в ринкових умовах. Склад і рух трудових ресурсів.

Особливості міжособистісних відносин у дітей старшого дошкільного віку з загальним недорозвиненням мови. Теоретичні підходи до проблеми міжособистісних відносин. Психолого-педагогічна характеристика дітей із загальним недорозвиненням мови. Діагностика і розробка корекційно-розвиваючої програми по формуванню міжособистісних відносин у старших дошкільників.

Хроніка основних подій Громадянської війни. Основні події 1918-1922 р.

Римський Клуб і його історичний розвиток. Історія створення Римського клуба. Задачаи зі способи їхнього рішення.

Структура апарата керування банку, принципи його організації у Філії АТ "АТФ Банк" у місті Родин. Стратегічне і тактичне планування розвитку банку. Присвоєння балів фінансовим коефіцієнтам по їхньому діапазоні. Депозитна політика банку і її напрямку. Організація кредитування у Філії АТ "АТФ Банці". Принципи банку по керуванню ризиками.

Державний комітет РФ за Вищою освітою

Тверської Державний Університет

Химіко-Біолого-Географічний факультет

Кафедра органічної хімії

КУРСОВА РОБОТА

Тема: «Алкалоїди і історія їх відкриття»

Виконана студентками 3 курсу ДО

Коршунової Ю. А.

Бойцової І. Ю.

Науковий керівник

Родіонова Р. Е.

Тверь - 1997 р.

ЗМІСТ

ЗМІСТ... 2

Поняття про алкалоїди... 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

Пілокарпін... 8

Псевдопельтерін... 8

Кофеїн. Теобромін. Теофіллін... 8

Висновок... 10

Література... 11

Поняття про алкалоїди.

Алкалоїдами називають групу азотистих з'єднань, що володіють основними властивостями і що зустрічаються переважно в рослинах [1]; алкалоїди характеризуються в більшості випадків складною будовою і звичайно містять в своїх молекулах гетероцикли. Багато які алкалоїди володіють сильною фізіологічною дією: у великих дозах вони є отрутами, а в малих їх часто застосовують як цінні лікарські речовини.

Алкалоїди дуже широко поширені в рослинному світі. Деякі сімейства рослин особливо багаті алкалоїдами, наприклад маковие, пасленовие і ряд інших. У більшості випадків алкалоїди зустрічаються групами, причому представники такої групи часто мають схожу хімічну будову. У рослинах алкалоїди звичайно зустрічаються у вигляді солей органічних кислот - щавлевої, яблучної, виннокаменной, лимонної і інш. Вільні алкалоїди (виділені з солей) в зв'язку з їх основними властивостями часто називають алкалоїдами-основами.

Виділення.

При виділенні алкалоїдів з рослин звичайно користуються тим, що багато які солі алкалоїдів добре розчинні у воді, вільні ж алкалоїди-основи погано розчинні у воді, але добре розчинні в спирті, ефірі і хлороформе.

Для виділення алкалоїдів подрібнені рослини безпосередньо обробляють лугами, а потім витягують виділені алкалоїди-основи хлороформом, ефіром і інш. Існують і інші способи. Іноді з розчинів солей алкалоїдів останні для очищення виділяють шляхом осадження різними реактивами (див. нижче за реакцію осадження алкалоїдів).

Загальні властивості алкалоїдів

Більшість алкалоїди-тверді речовини, хоч іноді зустрічаються і рідкі алкалоїди, наприклад нікотин. Більшість алкалоїдів-основ важко розчиняється у воді, легко в кислотах, а також в органічних розчинниках. Солі алкалоїдів звичайно добре розчинні у воді, за винятком деяких. Існує ряд реакцій, що носять назву алкалоидних; за допомогою цих реакцій можна обложити алкалоїди для їх виявлення і виділення.

Реакції осадження.

Реакції осадження алкалоїдів засновані або на утворенні нерозчинних солей алкалоїдів, або на утворенні нерозчинних двійчастих солей.

1. Утворення нерозчинних простих солей.

а) Реакція з танином. При додаванні до розчину солі алкалоїду розчину танина випадає осадок. При цій реакції утвориться нерозчинна сіль алкалоїду і танина, що має кислотні властивості. Реакція має велике практичне значення: при отруєнні алкалоїдами потерпілому дають пити розчин танина або просто міцний чай, вмісний багато дубильних речовин.

б) Реакція з пікриновою кислотою. Розчини солей алкалоїдів дають з пікриновою кислотою жовтий осадок. У цьому випадку суть реакції точно так само зводиться до утворення звичайної солі алкалоїду і пікринової кислоти.

в) Реакції з фосфорновольфрамовой і фосфорномолибденовой кислотами приводять до випадання в осадок нерозчинних солей алкалоїдів і названих кислот.

2. Утворення двійчастих (комплексних) солей.

а) Реакція з хлоридом ртуті (II) (сулемой) HgCl2. Алкалоїди дають нерозчинні у воді солі HgCl2.

б) Реакція з розчином йода в розчині йодида калію. Вказаний реактив (I2+KI-KI3) осаждает шоколадно-коричневий осадок двійчастої солі алкалоїдів.

в) Реакція з розчином йодида вісмуту в розчині йодида калію (BiI3+KI) протікає аналогічно попередньої. Вживаний при цьому реактив часто називають реактивом Драгендорфа.

Реакції фарбування.

Крім реакцій осадження, для виявлення алкалоїдів часто застосовують реакції фарбування. Фарбування розчинів, вмісних деякі алкалоїди, відбувається при дії сірчаної, азотної кислоти і інших реактивів.

Багато які реакції осадження і фарбування алкалоїдів зумовлені наявністю в них гетероциклов. Оскільки гетероцикли містяться також в білкових речовинах, так звані алкалоидние реакції неспецифічні для алкалоїдів і виходять також і з білками.

Класифікація

Для зручності вивчення алкалоїди ділять на групи. Раніше, коли хімічна будова алкалоїдів була маловідомою, їх ділили на групи в залежності від тих рослин, з яких їх отримували. Так, наприклад, виділяли групи алколоидов хінної кори, маку і інш.

У цей час в зв'язку із з'ясуванням будови алколоидов частіше користуються хімічною класифікацією. Більшість алколоидов, вмісних в своиз молекулах гетероцикли, ділять на групи в залежності від присутніх гетероциклов. Так, наприклад, розрізнюють алкалоїди групи пірідин (в цю групу входить нікотин), алкалоїди групи хинолина (в цю групу входить хінін) і т. д. До алкалоидим часто відносять метлированние похідні ксантина, наприклад теобромин і кофеїн, як похідні пурина. Цю групу алкалоїдів називають називають алкалоїдами групи пурина.

Деякі вчені відносять до алкалоїдів і некотрие інші азотосодержащие речовини, що володіють основними властивостями і сильною фізіологічною дією, але не вмісні гетероцикли. Прикладом таких алкалоїдів є алкалоїди групи фкнилетиламина C6H5-CH2-CH2-NH2. Представником цієї групи є адреналін C6H3(OH)2-CH(OH)-CH2-NH(CH3).

Історія відкриття алкалоїдів

У другій половині 18 віку і на початку 19 століття при вивченні хімічного складу рослин були виділені відносно складні похідні гетероциклов, що отримали згодом об'єднуючу назву «алкалоїди». Сам термін був введений Мейснером в 1818 році: по-латині alkali-лугу, oides-подібний, т. е. Подібні лугам.

Морфін.

Першим з алкалоїдів був відкритий морфин, виділений з опію Деросном (1803), а потім рядом інших хіміків. Деросн виявив, що виділена ним речовина володіє більш сильною снотворною дією, чим сам опій. У процесі виділення діючого початку опію Дерсон застосовував луг, а потім отриману ним сіль йому ніяк не вдавалося звільнити від домішки лугу, тому він прийшов до висновку, що речовина, що знаходиться в опіумі представляє собою «кислу сіль». Однак ще в 1806 році Сертюрнер повідомив про свої дослідження опію і про виділення з нікого кристалічного тіла, яке володіє снотворною дією і в опій утворить сіль з також виділеною Сертюрнером «меконовой» (оксипиродикарбоновой) кислотою. Все ж, на існування рослинних основ хіміки звернули увагу лише після другої роботи Сертюрнера (1817) «Об морфій, новій солеобразующем основі, і меконовой кислоті як головних складових частинах опіуму ». Сертюрнер вважав, що кристалічна речовина, виділена Деросном, представляє собою меконокислий морфій. Робике (1817), однак, показав, що в опіумі є дві основи: морфин (назва, запропонована Гей-Люссаком замість колишнього «морфій») і наркотин, який також був, мабуть, отриманий Деросном в 1803 р. Згодом Робіке (1832) виділив з опію і кодеїн. Папаверин був відкритий Мерком (1848), а тебаин Тібумері (1835) [2] в лабораторії Пеллетье. Морфин був першим алкалоїдом, в якому був виявлений азот (Бюсси, 1822), до цього ні в морфине, ні в інших алкалоїдах при аналізі або не знаходили азоту зовсім, або його присутність приписували домішкам. У 30-х роках 19в. ці речовини були досліджені групою французьких хіміків (особливо Кербом), а в 50-е роки - Андерсоном, що знайшов для деяких з них правильні емпіричні формули.

Изохинолиновие алкалоїди представляли для хіміків, що намагалися розшифрувати їх будову, високий бар'єр. Тут важливий кожний крок, як, наприклад, доказ того, що кодеїн являє собою метилпроизводное морфина (Гримо, 1881). Ще важче було підійти до їх синтезу. Все ж Пікте вдалося в 1909 р. синтезувати папаверин-перший алкалоїд цієї групи.

Систематичне дослідження алкалоїдів изохинолинового ряду почалося в 1918 р. (Шпет).

У 1925 р. Робинсон і Галланд встановили будову морфина, в основі якого лежить наступне изохинолино-фенантреновая угруповання:

Синтезований він був в 1952 році (Гейтс і Тшуді).

Нікотин. Кокаїн.

У 1886 р. Ладенбург від а-пиколина перейшов до а-пропилпиперидину і розщепнув отриманий продукт на оптичні ізомери шляхом кристалізації його у вигляді кислого тартрата, причому правовращающий ізомер виявився тотожним природному алкалоїду кониину. Цей алкалоїд був відкритий ще в 1827 р. Гизеке у витяжці з болиголова (Cnium maculatum), а в 1881 р. Гофман встановив його структурну формулу і показав відношення кониина до пірідин і пиперидину.

Алкалоїд нікотин, як видно з формули також належить до пиридиновой або, точніше, пиридин-пирролидиновой групі алкалоїдів.

Він був відкритий в тютюні Вокленом (1809), що встановив також приналежність нікотину до основ. Правильна структурна формула нікотину запропонована Піннером (1891); вона була підтверджена синтезом цього алкалоїду, здійсненим Пікте (1903).

Окисленням нікотину Хуберт (1867) отримав нікотинову кислоту. Скрауп і Лобенцль (1883) встановили будову а- і b-пиридикарбонових кисллот (пиколиновой і нікотинової) отриманням їх при окисленні хинолина і изохинолина.

До алкалоїдів пиперидин-пирролидиновой групи належить алкалоїд кокаїн. Після декількох невдалих спроб виділити його з листя кола це вдалося Німану (1860) в лабораторії Велера. Велер і Лоссен запропонували (1862) емпіричну формулу кокаїну С16Н20О4N, допустивши помилку тільки у визначення числа атомів водня (повинне бути Н21, а не Н20). Либерман і Гизель (1890) удосконалили спосіб отримання кокаїну з листя кола і тим відкрили шлях до промислового виробництва цього алкалоїду.

З продуктів свого розкладання кокаїн був знову синтезований незалежно Мерком і Скраупом (1885). Уперше правильну структурну формулу кокаїну запропонував Вільштеттер (1897); він підтвердив її в 1923 році 18-ступінчастим синтезом цього алкалоїду.

Стрихнін.

З деякою основою до похідним индола з гидрированним гетероциклом можна віднести алкалоїд стрихнін, оскільки при його окисленні виділяється динитроиндолдикарбоновая кислота. Алкалоїди стрихнін і бруцин (диметоксильное похідне стрихнина) були виділені Пеллетье і Каванту (1818) з « блювотних горішків » - сім'я однієї отруйної индонезийского рослини. Систематичні структурні дослідження цих алкалоїдів почалися з робіт Тафеля (з 1890 р.) і Лейкса (з 1908 р.). До 1910 р. відноситься перша робота по вивченню будови цих алкалоїдів Перкина-молодшого і Робінсона. У цій роботі вже була запропонована формула стрихнина, вмісна шість циклів. Правда, обидва атоми азоту у Перкина і Робінсона виявилися помилково в одному і тому ж, притому шестичленном, циклі. Після смерті Перкина в 1924 р. дослідження стрихнина продовжував Робінсон, який нарешті в 1945 р. прийшов до правильної структурної формули цього алкалоїду. Синтезований стрихнін Вудвордом в 1945 р. Це був, звісно, черговий тріумф органічного синтезу.

Пілокарпін.

Алкалоїд, що Застосовується в медицині пилокарпин був виділений з рослинних речовин в 1875 р. англійським хіміком Харді. Будова пилокарпина була доведена в 1930 р. Чичибабиним і Н. А. Преображенським, а синтез здійснений в 1933 р. Преображенским і співробітниками.

Псевдопельтерін.

Алкалоїд псевдопельтерин відкритий в корі гранатового дерева в 1878 р. Танре.

Кофеїн. Теобромін. Теофіллін.

Коссель ще в 80-х роках 19в. знайшов, що до складу нуклеїнових кислот входять пуриновие основи, але тільки в 30-х роках було встановлено (Левин і Басс), що це чотири наступних основи, існуючих у вигляді окси- і (що приводяться нижче) оксоформ:

Похідними цих основ є алкалоїди

Досить поглянути на формули цих з'єднань, щоб стало очевидним, чому хіміки при спробах уясняти їх природу і взаємні відносини наштовхувалися на такі ж труднощі, як і при дослідженні сечової кислоти.

Якщо ж не вважати ксантина, відкритого Мерсером в 1819 р., спочатку хіміки познайомилися з алкалоїдами цієї групи. Кофеїн був ізольований в 1821 р. декількома хіміками, але перша публікація належить Рунге. Теобромин був виділений з бобів какао Воськресенським в 1840 р. Гуанин був отриманий в лабораторії Лібіха Унгером в 1845 р. з гуано і тому спочатку був названий «ксантином з гуано», гипоксантин виявлений в селезінці Шерером в 1850 р., а аденин виділений з препаратів підшлункової залоза Косселем в 1885 р. У тому ж році Коссель відкрив в чайних листі і алкалоїд теофиллин.

У відкритті нових алкалоїдів і вивченні їх будови величезна роль належить вченим нашої країни. Так, ще на зорі розвитку органічної хімії, в 1816 р., харківський професор І. Гизе відкрив алкалоїд хінін. Величезну роль в хімії алкалоїдів зіграли роботи А. Н. Вишнеградського - учня А. М. Бутлерова. Особливо широко розвернулася робота по алкалоїдах після Великої Жовтневої соціалістичної революції (дослідження В. М. Родіонова, А. М. Орехова, А. Г. Меньшиков, Н. А. Преображенського, Р. А. Коновалової, С. І. Каневської і інш.). Видатна роль в цій області належить А. П. Орехову і його школі.

Висновок

Серед алкалоїдів ми знаходимо і найсильніші отрути (стрихнін, бруцин, нікотин), і корисні ліки (пилокарпин - засіб для лікування глаукоми, астропин - засіб для розширення зіниці, хінін - препарат для лікування малярії, папаверин - судинорозширювальний засіб, що допомагає при гіпертонії). До алкалоїдів відносяться і широко вживані збудливі речовини - кофеїн, теобромин, теофиллин.

Цікаво, що деякі алкалоїди є протиотрутами по відношенню до своїх побратимів. Так, в 1952 р. з однієї індійської рослини був виділений алкалоїд резерпин, який дозволяє лікувати не тільки людей ЛСД, що отруїлися або іншу галлюциногенами, але і хворих, страждаючих шизофренією.

Таким чином, можна укласти, що алкалоїди - вельми обширний клас органічних сполук, що надають саме різну дію на організм людини. У цьому складається їх важлива роль, яку грають алкалоїди в хімічній науці загалом і в повсякденному житті зокрема.

Література

1. Биків Г. В., Історія органічної хімії. Відкриття найважливіших органічних сполук. - М.: Наука, 1978 р.

2. Пикулина Е. П., Історичний нарис розвитку органічного синтезу в першій половині XIX в. - М.: Наука, 1977 р.

3. Джуа М. - Історія хімії. Під редакцією Погодіна С. А. - М.: Мир, 1975 р.

4. Гьельт Е., Історія органічної хімії з древнейших часів до цього часу. Переклад з німецького під редакцією Луцкого А. Е. Харьков-Киев.-Гос. Науч. изд-у України, 1937 р.

5. Азимов А. Краткая історія хімії. - М.: Мир, 1983 р.

6. Шульпин Г. Б., Ця захоплююча хімія. - М.: Хімія, 1984 р.

[1] Деякі вчені відносять в групу алкалоїдів адреналін, що міститься в надпочечних залозах тваринних.

[2] Тибумери, про яке майже нічого не відомо історикам хімії, був керівник фабрикою хімічних продуктів, Пеллетье, що належала. Варіюючи способи осадження морфина, Тібумері обробляв настій опію гашеной вапном і, до свого здивування, отримав нову речовину, якому Пеллетье дав назву «параморфин», а Керб, що досліджував це вещество-тебаин.