Химия природных лекарственных веществ (стр. 7 )

1. ТЕМА: стероиды

.

2. Цель: Ознакомить студента с основными методами выделения и анализа стероидных веществ

3. Задачи обучения: Студент должен научиться выделять и проводить анализ растительных стероидов

4. Основные вопросы темы:

Получение холевой кислоты из желчи Получение эргостерина из дрожжей Получение стероидов из семян томата Получение стероидов из семян баклажана Получение стероидов из стручкового перца

5. Методы обучения и преподавания: лабораторная работа

Лабораторная работа

Опыт №1. Получение холевой кислоты из желчи. Желчь смешивают с порошкообразным едким натром и кипятят 18 - 20 ч в круглодонной колбе из жаростойкого стекла. Колбу снабжают обратным холодильником. Горячий раствор переносят в стакан и, непрерывно помешивая, подкисляют 30%-ной соляной кислотой до кислой реакции по конго. Желчные кислоты выпадают в виде зеленой, медленно застывающей смолистой массы. Через сутки жидкость декантируют, а смесь кислот дважды промывают теплой водой (30—40°С), стараясь тщательно размять все твердые частицы. Промывную воду сливают. Промытый продукт переносят в фарфоровую чашку и для более полного удаления воды нагревают на водяной бане. Смесь кислот отпрессовывают шпателем, отделившуюся воду сливают. Массу в чашке распределяют ровным тонким слоем и ставят в вакуум-эксикатор над концентрированной серной кислотой и едким кал и. За несколько суток смесь высушивается. Высушенные желчные кислоты растирают в порошок, ссыпают в коническую колбу и заливают 16—20 мл абсолютного спирта. Встряхиванием колбы добиваются полного смачивания всего порошка. Суспензию выдерживают двое суток. За это время образуется густая кристаллическая масса двойного соединения холевой кислоты со спиртом. Кристаллы отсасывают на стеклянном фильтре и промывают абсолютным спиртом до тех пор, пока вытекающий фильтрат не будет слабо окрашен в зеленый цвет. Вполне чистую холевую кислоту получают следующим способом. Кристаллы, собранные после первой спиртовой обработки, смешивают с равным объемом спирта и кипятят 15 мин в колбе, снабженной обратным холодильником. Смесь оставляют стоять до следующего дня. Образовавшийся осадок отсасывают, тщательно промывают, отжимают на фильтре и перекристаллизовывают из кипящего спирта (вместо спирта можно взять 70%-ный метиловый спирт или уксусноэтиловый эфир). Холевая кислота — это прозрачные, бесцветные кристаллы. Выход 12—13 г; т. пл. 196—197°С.

Опыт №2. Получение эргостерина из дрожжей. Сухие дрожжи помещают в 1 литровую круглодонную колбу, снабженную воздушным холодильником, наливают туда раствор, содержащий 125 г едкого натра в 425 мл воды. Колбу погружают до шейки в кипящую баню и нагревают 35 ч. Для полноты гидролиза и ускорения реакции колбу часто встряхивают или же включают механическую мешалку. Густую массу гидролизата (главная составная его часть — мыло) охлаждают, переносят в 1 литровую делительную воронку и обрабатывают 250 мл эфира. Эфирный слой переливают в перегонную колбу емкостью 500 мл и нагревают на водяной бане до полного удаления растворителя. Отогнанный эфир снова используют для извлечения эргостерина, которое воспроизводят 3 — 4 раза. Сырой эргостерин после тщательной отгонки эфира растворяют в 150 мл горячего спирта. Раствор охлаждают в холодильнике до — 5°С. Выпавшие кристаллы моногидрата эргостерина обсасывают на воронке с «гвоздиком». Для очистки продукт растворяют при нагревании в 50 мл смеси бензола и спирта (1:1) и кипятят несколько минут с активированным углем, например, с карболеном. Уголь отделяют фильтрованием, фильтрат охлаждают в холодильнике до — 5°. Кристаллы (бесцветные иглы) отфильтровывают, промывают водой и сушат. Выход около 1 г температура плавления моногидрата 157°С, безводного эргостерина 183°С.

Опыт №3. Получение стероидов из семян томата. Воздушно-сухие, измельченные и обезжиренные петролейным эфиром семена томатов исчерпывающе экстрагируют 80%-ным метанолом. Метанольный экстракт упаривают досуха на роторном испарителе при этом выход экстрактивных веществ составляет 7.9-8.5% от веса воздушно-сухого сырья. Для изучения качественного состава углеводные компонентов метанольного экстракта подвергают кислотному гидролизу соляной кислотой в водном метаноле с последующей экстракцией бензолом сапогенина. В гидролизате с помощью хроматографий на бумаге, а также тонкослойной хроматографии сравнением с подлинными образцами идентифицируют углеводную часть гликозида. Выпавший осадок после гидролиза экстрагируют в петролейным эфиром. После упаривания растворителя получают порошкообразное вещество (генин). Далее полученный стероид очищают путём перекристаллизации из этилацетата. Температура плавления кристаллического вещества 197-198°С. ИК спектр вещества содержит полосы поглощения в области 859, 900, 922, 967 см-1, характерная для спирокетальной боковой цепи, причём полоса поглощения при 922 см-1 интенсивнее полосы поглощения при 900 см-1.

Опыт №4. Получение стероидов из семян баклажана. Измельченные семена обезжиривали диэтиловым эфиром, затем исчерпывающе экстрагировали водным метанолом при нагревании, экстракт упаривали до водного остатка на роторном испарителе, после чего несколько раз обрабатывали н-бутиловым спиртом. Бутанольные вытяжки содержат сумму спиростаноловых и фуростаноловых гликозидов, отличающихся хроматографической подвижностью. Далее суммы стероидных гликозидов выделяют колоночной хроматографией на силикагеле.

Опыт №5. Получение стероидов из стручкового перца. Сухие и измельчённые семена стручкового перца массой 350 г экстрагируют 70%-ным метиловым спиртом. Полученный экстракт подвергают анализу методом тонкослойной хроматографии на наличие стероидных гликозидов. Определяют принадлежность этих веществ к ряду спиростана или фуростана с помощью реактива Санье и реактива Эрлиха. Полученный метанольный экстракт разбавляют дистиллированной водой и метанол отгоняют на роторном испарителе при низком давлении. После окончательного удаления остатков метанола экстракт обрабатывают диэтиловым эфиром на делительной воронке. Далее вещества из остатка после обработки диэтиловым эфиром извлекают н-бутиловым спиртом. Таким образом в бутанольную фракцию переходят гликозиды ряда фуростана и спиростана, а в водную часть гликозиды только фуростановые гликозиды. Далее выделение проводят методом колоночной хроматографии.

6. Литература.

, , «Практикум по химии природных соединений», Москва, 1966 г., стр. 11-45. , , и др. Биологически активные вещества растений. Выделение, разделение, анализ. Алматы, 2006, 438с. Музычкина и реактивы для химического анализа некоторых групп БАВ в лекарственном растительном сырье. Учебное пособие, Алматы, 2002, 92с. , , Егорова активные вещества растительного сырья. Бийск: ИИО БТИ АлтГТУ, 2010.

7. Контроль:

Какие вещества относятся к фитостеролам? Как выделяют холевой кислоты из желчи? Опишите методику выделения эргостерина из дрожжей. Опишите методику выделения стероидов из семян томата. Опишите методику выделения стероидов из семян баклажана. Опишите методику выделения стероидов из семян стручкового перца.

Занятие №10

1. ТЕМА: терпеноиды

.

2. Цель: Ознакомить студента с растительными терпеноидами

3. Задачи обучения: Студент должен знать основные методы выделения и анализа растительных терпеноидов

4. Основные вопросы темы:

Бумажная хроматография. Методы спектрального анализа. ИК-спектральный анализ. ЯМР спектры.

5. Методы обучения и преподавания: работа в парах, решение задач, тест-контроль

Терпеноиды - огромная группа природных соединений, чрезвычайно распространенных как в мире животных, так и в мире растений и которые являются продуктами вторичного биосинтеза.

Терпены и терпеноиды - это эфирные масла практически всех пахнущих растений (запах розы, полыни и т. д.) и смоловыделения хвойных растений под общим названием «живица». Живицы хвойных являются наиболее богатыми источниками самых различных терпенов, как по номенклатуре, так и по количественному содержанию.

Классификация терпенов основана на количестве изо-С5-остатков в молекуле, при этом за единицу терпена принят фрагмент (молекула) из двух изопреновых звеньев – в силу исторических причин. До недавнего времени найденные в природе терпены имели минимальный углеродный состав С10. И только недавно во многих растениях в очень малых концентрациях были найдены собственно изопрен и его производные.

Простейшие терпены и терпеноиды делят на:

алифатические С10 с 2-3 С=С связями (мирцен хмеля, гераниол, цитраль, линалоол); моноцикличекие с 2-мя С=С связями; бициклические с одной С=С связью; трициклические без двойных связей.

В масле хмеля, в корнях, в чайном листе, в цитрусовых, в гераниевом масле содержатся изовалериановая и тиглиновая кислоты.

Ациклические природные монотерпены (всегда представленные ненасыщенными соединениями) различают между собой количеством и положением двойных связей, а также присутствием функциональных групп; в основном спиртовых, реже - карбонильных, еще реже - карбоксильных. Их углеродный скелет, обычно, имеет структуру 2,6-диметилоктана образованную в соответствии с правилом сочленения изопреновых фрагментов «голова к хвосту», иногда более разветвленную углеродную структуру или структуру с 2,7-диметилоктановым скелетом.

Моноциклические терпены относят к производным ментана (в мяте перечной сумма их достигает 40-70%).

Ациклические сесквитерпены – фарнезаны, являются производными 2,6,10-триметилдодекана. В природе найдены фарнезен (живица хвойных семейства Pinaceae, масло хмеля), нероледол, фарнезол (эфирное масло липы и ландыша ) и некоторые другие оксипроизводные этого ряда.

Анализ их структур и, соответственно, классификация также берет в основу степень циклизации углеродного скелета.

Сестерпеноиды – самая малочисленная группа терпеноидов после гемитерпенов, и самая молодая; еще недавно были известны только отдельные их представители, но в последние годы, благодаря усовершенствованию методов исследования природных соединений, описано уже более 200 сестерпеноидов с точно установленной структурой.