Практикум по химии природных соединений (стр. 4 )

D-глюкозамин из хитина. Получение хитина

(фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка)

В 2 л стакан помещают 200 г очищенных, высушенных и растертых в порошок панцирей раков или крабов (можно креветок), к этому порошку медленно добавляют избыток разбавленной (примерно 6 н.) соляной кислоты до тех пор, пока реакция не прекратится. Затем реакционную смесь оставляют стоять в течение 4-6 часов для полного растворения карбоната кальция. Остаток отфильтровывают, промывают водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге и сушат до постоянной массы на воздухе. Выход сухого хитина в виде рыхлой легкой массы розоватого цвета составляет около 70 г

Получение солянокислого D-глюкозамина

(от греч. γλυκόζη (глюко́за)– сладкий)

В стакан емкостью 0.5 л помещают 40 г сухого хитина, приливают 200 мл концентрированной соляной кислоты при непрерывном размешивании механической мешалкой, нагревают на кипящей водяной бане 2,5 часа. К раствору добавляют 200 мл воды и 4 г активированного угля, раствор перемешивают при 60о в течение всего процесса обесцвечивания. Спустя 1 ч, раствор фильтруют через полотно. Фильтрат упаривают в вакууме водоструйного насоса при 50о до объема 10-15 мл. Выпавшие кристаллы хлористоводородного глюкозамина промывают на стеклянном фильтре спиртом и сушат на воздухе. Выход 24-28 г.

Получение D-глюкозамина

В 50 мл абсолютного этанола, содержащего 0.53 г металлического натрия, растворяют 5 г солянокислого глюкозамина. При умеренном размешивании хлорид натрия отфильтровывают, осадок промывают небольшим количеством этанола. Из фильтрата глюкозамин осаждают добавлением эфира. Осадок фильтруют, сушат в эксикаторе. Получают около 4 г белоснежного вещества с т. пл. 110°С (с разл.). Хранить только в эксикаторе с осушителем!

Фурфурол из отрубей

(от лат. furfur — отруби)

В колбе емкостью 3 л смешивают 300 г отрубей с разбавленной серной кислотой (150 мл конц. серной кислоты и 800 мл воды). Отгоняют 900 мл жидкости, нейтрализуют содой и растворяют в ней 250 г поваренной соли. Из этого раствора снова отгоняют 300 мл, которые вновь насыщают 80 г поваренной соли и экстрагируют эфиром. Экстракт сушат, эфир отгоняют, оставшийся фурфурол перегоняют, т. кип. 162°С, выход 5-7 г.

Получения хлоргидрата дианила глутаконового альдегида

К 2 мл анилина прибавляют 1 мл конц. соляной кислоты и приливают спирт до объема 10 мл. К смеси прибавляют раствор 1 мл фурфурола в 8 мл спирта и нагревают в течение непродолжительного времени. При охлаждении краситель выкристаллизовывается в виде тонких фиолетовых игл, которые фильтруют и промывают небольшим количеством спирта и эфира. Т. пл. 142-144°С.

5-Бромфурфурол.

В литровую круглодонную колбу, снабженную капельной воронкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 42 мл фурфурола, 200 мл сухого хлороформа, 0,1 г серы и 0,2 г гидрохинона. Раствор нагревают на водяной бане до кипения и прибавляют в течение 2 ч раствор 26 мл брома в 150 мл хлороформа с такой скоростью, чтобы бром успевал прореагировать и его пары не поднимались в холодильник. По окончании бромирования раствор кипятят еще 30 мин, затем порциями добавляют 8 г оксида магния для разложения побочных продуктов бромирования и оставляют на 15 мин. Осадок отделяют, а раствор разгоняют с водяным паром. В первую очередь отгоняется хлороформ, после чего начинает перегоняться бромфурфурол. Как только в холодильнике появятся первые кристаллы бромфурфурола, холодильник убирают и перегонную колбу непосредственно соединяют с такой же колбой-приемником, охлаждаемой лед. баней. По окончании перегонки бромфурфурол отфильтровывают, три раза промывают холодной водой и высушивают между листами фильтровальной бумаги. Выход 50—55 г (57—63%). Для очистки 50 г бромфурфурола растворяют в 125 мл спирта, раствор обесцвечивают кипячением с активированным углем, фильтруют в горячем виде и фильтрат разбавляют равным объемом горячей воды. При охлаждении раствора бромфурфурол выпадает в виде бесцветных блестящих игл, темнеющих при хранении. Т. пл. 82°С.

Пирослизевая кислота

(от. греч. руг - огонь, жар и слизевая кислота)

В трехгорлой колбе с мешалкой и термометром растворяют 15 г твердого едкого натра и в 50 мл воды. Охлаждают раствор до 0°С смесью льда и соли и добавляют по каплям при перемешивании 5.5 мл брома (температура реакционной смеси не должна превышать 5°С). К полученному раствору гипобромита в течение 1 ч добавляют по каплям 9.6 г фурфурола, поддерживая температуру ниже 5о. Продолжают перемешивание 2 ч при той же температуре и осторожно подкисляют реакционную массу предварительно охлажденной до 0о концентрированной соляной кислотой до кислой реакции по универсальному индикатору. Выпавший осадок фильтруют, промывают холодной подкисленной водой и сушат на воздухе, а потом в эксикаторе над хлоридом кальция. Выход пирослизевой кислоты 8 г (65% от теории), с т. пл. 126-128°С. В целях очистки препарат может быть возогнан.

Глицерин из животного жира

(от греч., от glykys сладкий)

В данной работе достаточно кропотливой и трудной операцией является отделение образовавшегося глицерина от воды: глицерин растворяется в воде в любой пропорции. Часто с этим связаны большие потери. Поэтому следует как можно аккуратнее проводить обезвоживание глицерина.

Растворяют 30 г едкого натра в 125 мл воды. В фарфоровый стакан, стоящий на асбестовой сетке, помещают 150 г сала, приливают 50 мл приготовленной щелочи и 50 мл воды, нагревают до слабого кипения, при непрерывном перемешивании мех. мешалкой. Через час, не останавливая мешалку, приливают 50 мл щелочи и 50 мл воды и продолжают нагревать. Через два часа добавляют остаток щелочи и такое же количество воды и нагревают до тех пор, пока взято в пробирку небольшое количество реакционной смеси не будет полностью растворяться в теплой воде. На этом реакцию омыления можно считать законченной. После этого содержимое выливают в большой стакан с 1000 мл горячей воды, кипятят и, не прекращая нагревания, высаливают образовавшееся мыло 50 г поваренной соли. Оставляют на ночь. На другой день высаленное мыло оказывается всплывшим наверх и застывшим. В противоположных концах у стенок стакана протыкают стеклянной палочкой в мыле два отверстия и сливают находящийся под мылом раствор (см. Примечание). Водный раствор нейтрализуют 5N соляной кислотой по универсальному индикатору. Если при этом выделяются свободные жирные кислоты в твердом или жидком виде, то для удаления их добавляют 1 г активированного угля и нагревают до слабого вскипания. Отфильтровывают и фильтрат выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане до 3\4 объема. Охлаждают и отфильтровывают выделившийся хлорид натрия. Водный раствор глицерина и хлористого натрия переливают в колбу и выпаривают под вакуумом водоструйного насоса почти досуха. Осадок энергично обрабатывают 100 мл абсолютного спирта, фильтруют и промывают 20 мл абсолютного спирта. Фильтрат немного упаривают на водяной бане, затем остаток переливают в колбу и перегоняют под вакуумом. Сначала гонятся спирт и вода, а затем глицерин – собирают фракцию 180-193°С \13мм. Для получения безводного глицерина его необходимо еще раз перегнать.

Примечание. Мыло оставшееся от выделения глицерина может быть использовано для получения жирных кислот.

Жирные кислоты из жира

Пальмитиновая кислота

(от лат. palmes (palmitis) пальмовая ветвь)

Стеариновая кислота

(от греч. stear жир, сало)

Олеиновая кислота

(от лат. oleum масло)

Мыло оставшееся от выделения глицерина нагревают в стакане с 1 л воды почти до кипения. Затем прибавляют при энергичном перемешивании 10% серную кислоту до явной кислой среды, при этом смесь жирных кислот всплывает в виде маслянистого слоя, застывающего в твердое тело. Проткнув стеклянной палочкой, слой жирных кислоты в двух противоположных местах у стенок стакана, сливают раствор. Жирный слой снова переплавляют в 500 мл воды, а затем слив воду, сушат в вакуум-эксикаторе. Для окончательной очистки жирные кислоты перегоняют в вакууме. Т. кип. полученной смеси кислот – пальмитиновой, стеариновой, олеиновой – должна превышать 210°С при вакууме порядка 10 мм.

Левулиновая кислота

(происходит от названия D-фруктозы – левулоза (Levulose))

В фарфоровой чашке растворяют в соляной кислоте, все время помешивая, мелки порошок картофельного крахмала (100 г крахмала и 100 мл конц. соляной кислоты) до образования негустого сиропа. Затем нагревают 20 часов в колбе с холодильником на сильно кипящей водяной бане. После охлаждения отсасывают получающиеся гуминовые вещества через полотняный фильтр, сильно отжимают массу на фильтре и фильтрат выпаривают в вакууме на водяной бане. Коричневый густой остаток перегоняют в вакууме. Почти бесцветная кислота перегоняется при 154°С /14 мм и застывает в приемнике. Т. пл. левулиновой кислоты 33°С.