Химия скачать реферат

[ книги ] [ рефераты ] [ тесты ] [ ридеры ] [ регистрация ] [ вход ]
[ новинки книг ] [ категории книг ] [ правила ]

Алкалоиды рода Carex на Европейском северо-востоке России скачать реферат

Введение.

Алкалоиды являются достаточно интересным классом органических соединений с точки зрения их структуры и физиологических действий, оказываемых на животный организм.
Данная работа является большей частью обзорной. В реферате рассмотрим краткую характе-ристику алкалоидов, в частности отметим имеющуюся классификацию, затронем историю откры-тия некоторых представителей. В следующих параграфах речь пойдет о распространении алка-лоидов в природе и их локализации в растительном организме. Также, кратко отметим о воз-можных функциях алкалоидов в растениях, опишем биосинтез некоторых гетероциклических осно-ваний, а также пути их выделения и установления структуры.
Следующий блок будет включать информацию непосредственно о продуцентах алкалоидов – растениях. Здесь бы хотелось заострить внимание на непосредственно интересующем роде Carex, отметив его краткую ботаническую характеристику.
Также, будет приведен химический состав и полезные свойства представителей рода Carex на ин-тересующем нас географическом ландшафте.
Дополнительно будет представлена информация по Carex Brevicollis DC.
(Осока парвская), интересной наличием алкалоидов (бревиколлин, бревикарин, гарман), однако произрастающей за пределами изучаемой нами ‘флоры’.
Информация для реферата была взята из монографии академика А.П.Орехова “Химия Алка-лоидов”, “Биохимии растений” С.О.Гребинского, ‘Растительных ресурсов России и сопредельных государств’, и др., а также из источников глобальной информационной сети.

§1. Краткая характеристика алкалоидов (особенности структуры, история открытия).

C древнейших времен человек использовал алкалоиды как лекарства, яды и колдовские зелья, однако структура многих из этих соединений была определена относительно недавно. Термин «алкалоид» («похожий на щелочь») был предложен в 1819 фармацевтом В.Мейснером. Первое современное определение (1910), данное Э.Винтерштейном и Г.Триром, описывает алкалоид в широком смысле как азотсодержащее вещество основного характера растительного или животно-го происхождения; при этом истинный алкалоид должен удовлетворять четырем условиям: 1) атом азота должен быть частью гетероциклической системы; 2) соединение должно иметь сложную мо-лекулярную структуру; 3) оно должно проявлять значительную фармакологическую активность и 4) иметь растительное происхождение.
К настоящему времени выделено свыше 10 000 алкалоидов разнообразных структурных типов, что превышает число известных соединений любого другого класса природных веществ. Неудиви-тельно, что классическое определение Винтерштейна – Трира устарело: соединения, рассматри-ваемые большинством химиков и фармакологов как алкалоиды, не отвечают всем его требовани-ям. Например, колхицин и пиперин не имеют основного характера, в то же время колхицин и такие -фенилэтиламины, как мескалин, не являются гетероциклами:

Сложность структуры – слишком расплывчатое понятие, чтобы входить в определение: то, что сложно для одних химиков, кажется простым для других. Фармакологическая активность – неудач-ный критерий, поскольку многие вещества проявляют ее, если присутствуют в достаточных дозах. Если включить ее в определение, придется оговорить уровень доз. Многие вещества со структурой классических алкалоидов получены из материалов нерастительного происхождения – тканей жи-вотных, грибов (в том числе плесневых), бактерий. Так что новое определение понятия «алкало-ид», с одной стороны, должно охватывать, возможно, большее число соединений, относимых к алкалоидам большинством исследователей, а с другой – исключать такие классы природных азот-содержащих соединений, как алифатические амины, аминокислоты, аминосахара, белки и пепти-ды, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды, птерины, порфирины и витамины. Следующее определе-ние, предложенное У.Пельтье, отвечает этим условиям и, поэтому получило широкое признание: алкалоид – это циклическое органическое соединение, содержащее азот в отрицательной степени окисления и имеющее ограниченное распространение среди живых организмов.
Требование наличия циклического фрагмента в структуре молекулы исключает из списка алка-лоидов простые низкомолекулярные производные аммония, а также циклические полиамины, та-кие, как путресцин H2N(CH2)4NH2, спермидин H2N(CH2)4NH(CH2)3NH2 и спермин H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2. В то же время требование наличия азота в отрицательной степе-ни окисления (с.о.) обусловливает включение в список алкалоидов аминов (с.о. –3), аминоксидов (–1), амидов (–3) и четвертичных аммониевых солей (–3), но исключает нитро- (+3) и нитрозо- (+1) соединения. При этом важно, чтобы соблюдалось условие ограниченной распространенности в живой природе, иначе почти все природные азотистые соединения пришлось бы причислить к ал-калоидам. Определение алкалоидов, предложенное Пельтье, удобно в том отношении, что под-тверждает отнесение к алкалоидам большинства тех соединений, которые, хотя традиционно счи-таются алкалоидами, должны были бы исключаться из их числа согласно классическому опреде-лению Винтерштейна – Трира. Это, например, колхицин, пиперин, -фенилэтиламины, рицинин, генцианин, буфотоксин. Поскольку структурой соединения определяется его принадлежность к ал-калоидам, антибиотики соответствующей структуры (например, циклосерин, глиотоксин, митоми-цин С, пенициллин, стрептомицин и стрептонигрин) тоже могут быть отнесены к алкалоидам.
Две обычно используемые системы классифицируют алкалоиды по родам растений, в которых они встречаются, или на основании сходства молекулярной структуры. Классы алкалоидов, члены которых объединены по источнику выделения, – это алкалоиды аконита, аспидоспермы, хинного дерева, спорыньи, эфедры, ибоги, ипекакуаны, люпина, опийного мака, раувольфии, крестовника, картофеля, стрихноса (рвотного ореха) и иохимбе. Химическая классификация основана на осо-бенностях молекулярного азотно-углеродного скелета, общих для членов данной группы алкалои-дов. Главные структурные классы включают пиридиновые (никотин), пиперидиновые (лобелин), тропановые (гиосциамин), хинолиновые (хинин), изохинолиновые (морфин), индольные (псилоци-бин, активное начало мексиканских галлюциногенных грибов, резерпин и стрихнин), имидазольные (пилокарпин), стероидные (томатидин из томатов), дитерпеноидные (аконитин), пуриновые (кофе-ин из чая и кофе, теофиллин из чая и теобромин из чая и какао) алкалоиды:



История открытия некоторых алкалоидов.
Начало химии алкалоидов обычно относят к 1803, когда Л.-Ш.Деронь выделил из опиума – высо-хшего на воздухе млечного сока снотворного (опийного) мака Papaver somniferum – смесь алка-лоидов, которую он назвал наркотином. Затем в 1805 Ф.Сертюрнер сообщил о выделении морфи-на из опиума. Он приготовил несколько солей морфина и показал, что именно морфином обуслов-ливается физиологическое действие опиума. Позднее (1810) Б.Гомес обработал спиртовый экс-тракт коры хинного дерева щелочью и получил кристаллический продукт, который назвал «цинхо-нино,». П.Пельтье и Ж.Кавенту на фармацевтическом факультете Сорбонны (1820) выделили из «цинхонино» два алкалоида, названные хинином и цинхонином. Позднее исследователи получили более двух десятков оснований из экстрактов коры хинного дерева и растений рода ремиджия (Remijia) сем. мареновых. Между 1820 и 1850 было выделено и описано большое число алкалои-дов новых разнообразных типов. Среди них аконитин из растений рода аконит (Aconitum, борец) – одно из наиболее токсичных веществ растительного происхождения; атропин – оптически неак-тивная форма гиосциамина и мощное мидриатическое средство (даже 4*10–6 г вызывают расши-рение зрачка); колхицин – алкалоид безвременника осеннего, применяемый при лечении подагры; кониин представляет особый исторический интерес, поскольку именно он стал орудием казни Со-крата в 399 до н.э., когда великий философ был вынужден выпить чашу с настоем болиголова (Conium maculatum); кодеин – близкий к морфину алкалоид, являющийся ценным обезболиваю-щим и противокашлевым средством; пиперин – алкалоид черного перца (Piper nigrum); берберин – алкалоид из корней барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris); стрихнин – очень ядовитый алка-лоид, содержащийся в семенах чилибухи (Strychnos nux-vomica) и используемый при некоторых сердечных болезнях и для истребления грызунов; эметин содержится в корне ипекакуаны (Cephaelis ipecacuanha, рвотный корень) – рвотное и противопротозойное средство, применяется для лечения амебной дизентерии; кокаин содержится в листьях тропических растений рода Erythroxylum, главным образом в коке (E. coca), используется в медицине как местноанестезирую-щее средство:




§2. Распространение алкалоидов в растительном мире.

Согласно данным, берущим свои истоки из трудов академика А.П.Орехова (1955), алкалоиды находятся не во всех растениях и число последних невелико. Но из-за малого изучения растений в этой области можно ожидать определенных перемен в сторону увеличения числа видов алкалоид-содержащих растений. Распределение алкалоидов между ботаническими видами довольно нерав-номерно. Некоторые семейства богаты алкалоидоносными представителями, в других царит от-сутствие таковых.
Часто растения, стоящие близко одно к другому в системе ботанической классификации, за-ключают в себе ряд алкалоидов, весьма близких по своему строению и образующих естественную группу. Но известны случаи, когда из двух весьма близких между собой ботанических видов один богат алкалоидами, а другой или совершенно их не содержит, или же содержит алкалоиды другого строения. Раньше считалось, что определенные алкалоиды являются характерными и специфич-ными для определенных ботанических семейств или даже видов, и не встречаются ни в каких дру-гих растениях. Однако по мере рассмотрения этого вопроса выявился ряд случаев, когда один и тот же алкалоид был найден в растениях, стоящих очень далеко одно от другого в ботанической классификации и принадлежащих к совершенно разным свойствам. Поскольку число таких случаев довольно велико, их нельзя считать исключениями и не может идти речи о строгой ботанической специфичности алкалоидов.
В растительном организме обычно распределение алкалоидов бывает довольно неравномерно. Локализация алкалоидов происходит преимущественно в определенных частях. Например, в ви-дах Cincona алкалоиды находятся главным образом в коре, тогда как у аконитов главная их масса находится в клубнях. У ракитника алкалоиды сосредоточены главным образом в семенах, в кокаи-новом кактусе в листьях.
Известны случаи, когда одни части растений очень богаты алкалоидами, тогда как в других частях того же растения они полностью отсутствуют или содержаться в гораздо меньшем количестве.
Различные части одного и того же растения могут отличаться между собой также и качествен-ными содержанием алкалоидов, т.е. в различных частях растений могут находиться разные алка-лоиды. Например, корень мачка бахромчатого содержит исключительно хелеретрин и сангвина-рин, тогда как в надземных его частях находятся только протопин, коридин и аллокриптопин. По-этому при изучении новых растений необходимо исследовать отдельно различные их части. Кроме того, как процентное содержание, так и качественный состав алкалоидной смеси могут меняться в течение года в зависимости от стадий развития растений.
Процентное содержание алкалоидов, заключающихся в каком-либо органе растения, обычно невелико. Известно, правда, несколько примеров – хинное дерево, барбарис, коридалис и др., ко-гда содержание алкалоидов доходит до 10-15 %. Но такие случаи являются редкими исключения-ми, и растения, содержащие 1-2 % алкалоидов, считаются уже богатым сырьем. В ряде же случаев содержание алкалоидов измеряется десятыми, а иногда и сотыми долями процента. Процентное содержание алкалоидов подвержено сильным колебаниям, зависящим не только от изучаемой части растения, но и от времени года (периода вегетации) и условий произрастания: климата, поч-вы, удобрения, влажности и т.д. При этом за время вегетации оно может или непрерывно расти, или же сначала увеличиваться, а затем падать. Поэтому для тех алкалоидоносных растений, кото-рые имеют производственное значение, нужно знать, в какой момент количество алкалоидов дос-тигаем максимума, что может быть достигнуто путем изучения динамики их накопления и измене-ния их состава, чтобы установить таким образом оптимальный момент сбора.
Для культивируемых видов алкалоидоносных растений путем селекции и агромероприятий не только увеличить общее содержание алкалоидов, но и изменить их качественный состав в жела-тельную для исследователя сторону.
Количественное и качественное содержание алкалоидов может сильно меняться от перенесения дикорастущего растения в иную обстановку. Иногда такое дикорастущее алкалоидоносное расте-ние в культуре теряет свои алкалоиды или же их состав сильно меняется, что, конечно, объясня-ется только нецелесообразными условиями культуры, не соответствующими тем, к которым дико-растущее растение приспособилось в процессе эволюции.
Один алкалоид растение содержит только в очень редких случаях, т.к. при детальном изучении не исключена возможность, что в нем будут найдены другие алкалоиды. В большинстве случаев в растении находится смесь нескольких алкалоидов, число которых может доходить до 15-20 и даже более.
Обычно алкалоиды находятся в растении в виде солей различных органических или минераль-ных кислот. Особенно часто встречаются они в виде солей яблочной, лимонной, щавелевой, ян-тарной и дубильной кислот (таннин). Далее встречаются соли уксусной, пропионовой и молочной кислот. Из минеральных кислот встречаются серная, фосфорная, роданистоводородная. В некото-рых растениях алкалоиды связаны с кислотой, являющейся характерной для данного растения, например аконитовой (в аконите), хинной (в хинной корке), меконовой (опий).
§3. Биосинтез и возможные функции в растениях. Фармакологическая активность.
В основе биосинтеза алкалоидов лежит образование соответствующих гетероциклов. Исход-ными веществами для образования гетероциклов, содержащих азот, являются аминокислоты или продукты их декарбоксилирования - амины. Приведем конкретные схемы образования ряда гете-роциклов на основании опытов по кормлению растений мечеными аминокислотами. Меченые ато-мы углерода обозначены звездочками.
Глутаминовая кислота и орнитин служат источниками образования пирролидина:


Орнитин, введенный в листья белены, включается в тропановое кольцо гиосциамина:



Никотиновая кислота и орнитин в листьях табака превращаются в никотин:


Из никотиновой кислоты у клещевины образуется рицинин, а сама никотиновая кисота возникает из аспаргиновой кислоты и глицеринового альдегида:



При кормлении мака Papaver somniforum мечеными фенилаланином и тирозином был получен морфин, содержащий изохинолиновое кольцо.



Лизин превращается в амин кадаверин, который является непосредственным предшественником анабазина, лупинина, спартеина и других алкалоидов:

Добавлен: 08.01.2012, 21:35 [ Скачать с сервера (237.0Kb) ]
Категория: Химия | Добавил: Lakomka
Просмотров: 810 | Загрузок: 104
Рейтинг: 0.0/0

форма входа

Логин:
Пароль:

объявления

Трудно встретить человека, который хотя бы иногда не сталкивался с необходимостью убедить своего собеседника: члена семьи, знакомого, коллегу, делового партнера, руководителя. Большинство людей пытаются делать это интуитивно, исходя из собственного жизненного опыта.
В данной книге вам предлагается профессиональный подход к теме убеждающего о...
…«Есть, молиться, любить» – книга о том, как можно найти радость там, где не ждешь, и как не нужно искать счастье там, где его не будет, по определению.
Они шествуют по планетам, устраняя несправедливость, наказывая преступников, побеждая зло. Среди их противников демоны и вампиры, пожиратели и хьяры. Жизнь – это вечный бой, и из него выходит победительницей боевая пятерка наемников Трех Миров и ее звездная героиня – непобедимая, неутомимая, неустрашимая Хелл!
2304 год. Первые шаги в освоении аномалии космоса. Первые столетия Великой Экспансии. Дальнее Внеземелье преподносит людям множество непредвиденных опасностей… Первопроходцев ждут катастрофы и встречи с новыми формами жизни, древними существами, обитающими в пространстве…

объявления

Молекулярная электроника- электроника 21 века

[Радиоэлектроника] - скачать

Методы измерения переменных токов и напряжений средней и низкой частоты

[Радиоэлектроника] - скачать

Испытания изделий электронной техники

[Радиоэлектроника] - скачать

Шпаргалки по физике

[Физика] - скачать

Основы теории измерений

[Физкультура и Спорт] - скачать