Алкалоиды

Трава люцерны содержит алкалоид - стахидрин, который относится к типу алкалоидов пирролидина, группе аминокислоты – L-орнитина

Качественные реакции:

А) Общеосадочные реакции, образуются комплексы-осадки:

- с реактивом Майера(ртути хлорид двухвалентной, калия йодид)-кремовый осадок

- реакция Вагнера и Бушарда (раствор йода в калия йодиде)-насыщенный красный осадок

- реакция Хагера (насыщенный раствор пикриновой кислоты)-желтый осадок

- реакция Драгендорфа (раствор нитрата висмута основного в калия йодиде) – красный осадок

Б) реакции окрашивания концентрированными неорганическими кислотами – азотной, серной, их смесями.

Идентификация с помощью физико-химических методов: УФ, ИК, ЯМР- и ПМР- спектроскопия

Количественное определение:

Титриметрия, фотометрия, спектрофотометрия, поляриметрия и др.

7.3 Витамины– это низкомолекулярные органические соединения разнообразной органической структуры, которые необходимы для нормальной жизнидеятельности живых организмов.[10]

А) витамин К - группа соединений - производных 1,4-нафтохинона, стимулирующих свертывание крови.

Витамин K1 [фитоменадион, филлохинон, 2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон; - вязкая желтая жидкость. Хорошо растворим в петролейном эфире, хлороформе, плохо - в этаноле, не растворим в воде. В боковой цепи молекулы атомы 7 и 11 (считая от цикла) имеют R-конфигурацию; заместители у двойной связи занимают транс-положение. Витамин K1 неустойчив к действию кислот, растворов щелочей, О2 и УФ-света. При взаимодействие со спиртовым раствором щелочи образует темно-фиолетовые продукты, которые постепенно становятся темно-коричневыми.

Витамин К-кофермент в реакциях карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в предшественнике протромбина и в некоторых других неактивных формах факторов свертывания крови с образованием остатков карбоксиглутаминовой к-ты. В результате соответствующие участки молекул белков-предшественников приобретают способность связывать Са+ и подвергаться активации с образованием активных факторов свертывания крови, в частности протромбина. Витамин К участвует также в карбоксилировании остатков глутаминовой кислоты в некоторых Са-связывающих белках, в частности в остекальцине.

Б) витамин В2 - рибофлавин (лактофлавин, 7,8-диметил-10-(1'-D-рибитил) изоаллоксазин - желто-оранжевые кристаллы.

Плохо растворим в воде (0,12 мг/мл при 27 °С) и этаноле, не растворим в ацетоне, диэтиловом эфире, хлороформе, бензоле. Флуоресцирует в желто-зеленой области с наибольшей интенсивностью при рН 6-8, стабилен в кислой и быстро разрушается в щелочной среде; под действием света в щелочной среде расщепляется с образованием люмифлавина, в нейтральной или кислой среде-с образованием люмихрома.

Биологическая роль рибофлавина определяется его участием в качестве предшественника коферментов (так называемых флавиновых ко-ферментов)-флавинадениндинуклеотида (ФАД); флавинмононуклеотида, или рибофлавин-5'-фосфата (ФМН); 8- (3-N-L-гистидил)- и 8 -(5-L-цистеи-нил) флавинадениндинуклеотида. Эти коферменты (гл. обр. ФАД) входят в большое число важнейших окислительно-восстановительных ферментов (флавиновые ферменты, флавиновые оксидоредуктазы, или флавопротеиды).

Флавиновые ферменты принимают участие в окислении жирных кислот; в окислительном декарбоксилировании пировиноградной и -кетоглутаровой кислот; окислении янтарной кислоты в цикле трикарбоновых кислот (сукцинатдегидрогеназа).

Внешними проявлениями недостаточности рибофлавина являются поражения слизистой оболочки губ с вертикальными трещинами и слущиванием эпителия (хейлоз), изъязвления в углах рта (ангулярный стоматит), отек и покраснение языка (глоссит), себорейный дерматит на носогубной складке, крыльях носа, ушах, веках. Часто развиваются также изменения со стороны органов зрения: светобоязнь, васкуляризация роговой оболочки, конъюнктивит, кератит и в некоторых случаях - катаракта. В ряде случаев при авитаминозе имеют место анемия и нервные расстройства, проявляющиеся в мышечной слабости, жгучих болях в ногах и др.

В промышленности рибофлавин получают химическим синтезом из 3,4-диметил-анилина и рибозы или микробиологически, например с использованием гриба. Eremothecium ashbyi.

В) Биотин (витамин Н) один из витаминов группы В; кофермент, участвующий в карбоксилировании органических кислот. С ферментами связан пептидной связью, образованной его карбоксильной группой и аминогруппой остатка лизина в молекуле апофермента. Из 8 оптических изомеров и 4 рацематов биологической активностью обладает только (+)-Б.

Биотин - кристаллическое вещество, хорошо растворим в разбавленных растворах щелочей, плохо - в воде и этаноле (соотв. 22 и 88 мг в 100 мл при 25°С), не растворим в этиловом эфире и хлороформе. Не разлагается при нагревании в разбавленных растворах кислот и оснований. Легко окисляется до сульфоксида и сульфона.

Биотин синтезируют из производных имидазола или тиофена, наращивая соответственный тиофеновый или имидазольный цикл. Его применяют в медицине при циррозе печени, сахарном диабете др. заболеваниях. Потребность в нем взрослого человека -150-200 мкг/сут, в период беременности и лактации у женщин - 250-300 мкг/сут. Значительная часть потребности человека в биотине. обеспечивается в результате его синтеза микрофлорой кишечника, в связи с чем недостатка биотина в обычных условиях у человека не наблюдается. В сыром яичном белке присутствует гликопротеин авидин, связывающий биотин в прочный комплекс и нарушающий утилизацию биотина организмом. В связи с этим прием в пищу больших количеств сырых яиц может вызвать недостаточность биотина.

Количественно биотин можно определить спектрофотометрическими методами. Один из них основан на его гидролизе в концентрированном растворе минеральной кислоты и взаимодействием образующейся диаминокарбоновой кислоты с нингидрином, другой - на взаимодействии с n-диметиламинокоричным альдегидом. Чувствительность методов соответствует 100 и 10мкг/мл. Более чувствительны (0,025-0,5 мкг/мл) микробиологические методы.

Г) Витамин Е - группа природных соединений - производных токола. Светло-желтые вязкие жидкости (см. табл.); не растворимые в воде, хорошо растворимы в хлороформе, эфире, гексане, петролейном эфире, хуже - в ацетоне и этаноле. Растворы интенсивно флуоресцируют (максимум возбуждения 295 нм, излучения - 320-340 нм). Устойчивы к действию минеральных кислот и растворов щелочей. При взаимодействии с О2 и др. окислителями превращаются в хиноны (значительно более стойки к окислению сложные эфиры витамина). Разлагаются при облучении УФ-светом. В атмосфере инертного газа стабильны при нагревании до 100°С.

Важнейшие соединения группы витамина Е: токоферолы и токотриенолы; последние значительно менее активны, чем токоферолы, и отличаются от них тремя двойными связями в положениях 3', 7' и 11'. Все асимметрические центры молекул природных токоферолов (положения 2, 4' и 8') имеют R-конфигурацию.

Витамин Е содержится главным образом в липопротеиновых мембранах клеток и субклеточных органелл, где локализован благодаря межмолекулярному взаимодействию с ненасыщенными жирными кислотами. Его биологическая активность основана на способности образовывать устойчивые свободные радикалы в результате отщепления атома Н от гидроксильной группы. Эти радикалы могут вступать во взаимодействие со свободными радикалами, участвующими в образовании органических пероксидов. Тем самым витамин Е предотвращает окисление ненасыщенных липидов и предохраняет от разрушения биологические мембраны. При недостатке витамина Е возникают бесплодие, мышечная дистрофия, некроз печени.

Биол. активность D,L токоферола составляет 40% от активности D токоферола, а, и токоферолов — соотв. 20-30, 10 и 1%.Витамин Е выделяют из растительных масел. Tокоферол синтезируют конденсацией метилзамещенных и-гидрохинона с фитолом СН3[СН(СН3)(СН2)3]3С(СН3)=СНСН2ОН или изофитолом СН3[СН(СН3)(СН2)з]СОН(СН3)СН==СН2. Применяют витамин Е в виде токоферилацетата для лечения мышечной дистрофии, при угрозе выкидыша, нарушении функций половых желез и др., а также как антиоксидант пищевых продуктов. Рекомендуемая норма потребления, принятая в СССР, 15 МЕ/сут (1 ME соответствует активности 1 мг D,L токоферилацетата).

Д) витамин D (кальциферолы), группа природных соединений, обладающих антирахитическим действием. Важнейшие: эргокальциферол [витамин D2; рис. 1; ф-ла III, R = —СН(СН3)СН=СНСН(СН3)СН(СН3)2; и холекальциферол [витамин D3; рис. I, III, R = —СН(СНз)(СН2)3СН(СН3)2. Веществово, которое ранее называли витамином D1, - смесь эргокальциферола и др. стеринов.

Витамины D2 и D3 - бесцветные соединения, не растворимые в воде, хорошо растворимы в органических растворителях; обладают характерным максимумом поглощения при 265 нм (1,8*104); чувствительны к действию света и кислорода воздуха, особенно при нагревании.

При действии УФ-света провитамины превращ. в организме в прекальциферолы, или превитамины (ф-ла И), из к-рых образуются витамины D в результате прототропной перегруппировки.

Синтез кальциферолов из провитаминов.

Основная функция витамина D - поддержание в организме постоянной концентрации Са2+ и Р, что осуществляется благодаря участию витамина в регуляции всасывания этих элементов в кишечнике, мобилизации Са из скелета путем рассасывания предобразованной костной ткани и реабсорбции Са2+ и Р в почечных канальцах.

Биологическая активность витамина D измеряется в международных (интернациональных) единицах (ME); 1 ME соответствует антирахитической активности 0,025 мкг эрго- или холекальциферола. Потребность человека в витамине D, составляющая 400 ME (10 мкг) в сутки, при достаточной и регулярной инсоляции обеспечивается фотохимическим синтезом D3 в коже.

В дозах, существенно превышающих физиологическую потребность, D2 и D3 высокотоксичны. Они вызывают развитие D-гипервитаминоза с гиперкальциемией и кальцификацией внутренних органов и тканей, что ведет к необратимым нарушениям их функции и в наиболее тяжелых случаях - к летальному исходу.

В промышленности эргостерин извлекают экстракцией из дрожжей; 7-дегидрохолестерин синтезируют из холестерина бромированием его эфира в положение 7 с послед. дегидробромированием. Кальциферолы получают облучением провитаминов УФ-светом в органическом растворителе.

Е) каротиноиды (от лат. carota - морковь и греч. eidos -вид), природные пигменты от желтого до красно-оранжевого цвета, синтезируемые бактериями, водорослями, грибами, высшими растениями, некоторыми губками, кораллами и др. организмами; обусловливают окраску цветов и плодов. Представляют собой полиненасыщенные соединения терпенового ряда, построенные преимущественно по единому структурному принципу: по концам полиеновой цепи, состоящей из 4 изопреноидных остатков, расположены циклогексеновые кольца, или алифатические изопреноидные остатки. В большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода. Подразделяются на каротиноидные углеводороды, С40-ксантофиллы, гомо-, апо- и норкаротиноиды. Из растит. материалов каротиноиды могут быть выделены экстракцией орг. растворителями, не содержащими пероксидов, на рассеянном свету в инертной атмосфере с последующим омылением и хроматографическим разделением. Каротиноидные углеводороды (каротины) наиб. широко представлены в высших растениях. Основные - -, -, -, -каротииы и ликопин. Все они хорошо растворимы в СНСl3, CS2 и бензоле, хуже - в эфире, гексане, жирах и маслах. Легко присоединяют О2 воздуха, неустойчивы на свету и при нагревании в присутствие кислот и щелочей. С раствором SbСl3 в СНСl3 дают характерное синее окрашивание (макс 590 нм).

-Каротин - темно-рубиновые кристаллы; в природе распространен в виде наиболее стабильного mpанс-изомера по всем двойным связям. В растворах под действием света, при нагревании или добавлении иода частично изомеризуется в циc-изомеры. При воздействии О2 или нагревании в присутствие воздуха -каротин постепенно окисляется и обесцвечивается; продуктами окисления являются разл. эпоксиды (напр., 5,6-эпокси-и 5,8-эпокси- -каротины) и производные -ионона. Гидрирование в присутствие катализатора приводит к частичному или полному восстановлению двойных связей. -Каротин выделен экстракцией сухой моркови, люцерны, гречихи, пальмового масла и др. растит. материалов. В пром. масштабе его получают микробиологическим путем с помощью гетероталлического мукорового гриба Blakeslea trispora, используя отходы крахмально-паточного производства или мукомольной промети (кукурузная, соевая мука), а также синтетически из производных витамина А по схеме:

-Каротин - красные кристаллы; содержится в тех же растениях, что и -каротин, но в значительно меньшем количестве (до 25% от содержания -каротина). При нагревании с этилатом Na частично превращаются в -каротин; оптически активен ([ ]D +315°). Ликопин - кристаллы красно-фиолетового цвета; красящее вещество томатов. Содержится также в плодах многих родов растений; выделен из томатов или получен синтетическим путем. С40-Ксантофиллы содержат в изопреноидной цепи одну или несколько гидроксильных, алкоксильных, эпоксидных, альдегидных или кетонных групп. В люцерне посевной содержится лютеин (Iе).

Наибольшей А-витаминной активностью обладает -каротин (условно ее принимают равной 100%), активность -каротина 53%, -каротина 48%, криптоксантина 40%. К. участвуют в фотосинтезе, транспорте кислорода через клеточные мембраны, защищают зеленые растения от действия света; у животных стимулируют деятельность половых желез, у человека повышают иммунный статус, защищают от фотодерматозов, как предшественники витамина А играют важную роль в механизме зрения; природные антиоксиданты. К. используют в качестве промышленных пищевых красителей, компонентов витаминного корма животных, в мед. практике - для лечения пораженных кожных покровов. При потреблении в пищу больших количеств каротиноидов гипервитаминоз не наблюдается.

7.4 Углеводы – это органические вещества, которые наряду с белками и липидами обеспечивают существование живого организма.

Моносахариды являются структурными мономерами полисахаридов и не могут быть гидролизованы до более простых форм. К ним относятся:

А) галактоза

Б) арабиноза

В) манноза

Г) ксилоза

д) крахмал

Качественные реакции:

А) образование клейстера

Б) реакция с раствором йода

В) с реактивом Феллинга

Г) кислотный гидролиз крахмала, в результате которого определяют образовавшуюся глюкозу (с реактивом Феллинга)

Также трава люцерны содержит такие углеводы как вербаскоза, стахиоза, седогептулоза.

Седогептулоза (C7H14O7) моносахарид группы кетогептоз. Существует в виде оптически активных D- и L-форм, а также их рацемата. В природе распространена D-форма. С. участвует в биосинтезе моносахаридов в листьях зелёных растений (в процессе фотосинтеза) и в обмене углеводов в организме животных (пентозофосфатный цикл).

Стахиоза - дигалактозилсахароза, невосстанавливающий резервный углевод (тетрасахарид) растений, состоящий из двух остатков галактозы, остатка глюкозы и остатка фруктозы. Впервые выделена в 1890 из корневища чистеца (Stachys tuberifera); обнаружена более чем в 100 видах растений. Стахиоза может служить и донором и акцептором галактозильного остатка в реакциях обмена углеводов (трансгликозилировании).

7.5 Тритерпеновые сапонины – гликозиды растительного и животного происхождения, большая часть которых проявляет поверхностную, гемолитическую активность и токсичность по отношения к холоднокровным животным. Люцерна посевная содержит медикагеновую кислоту и ее глюкозид, хедерогенина-3-дигликозид. [21]

Идентификация:

А) физический метод:

Проба на пенообразование основана на высокой поверхностной активности. Раствор пенится при встряхивании и образуется обильная пена даже в очень больших разведениях. Берут 2 пробирки и наливают в одну из них 5 мл HCl, в другую - 5 мл NaOH. Добавляют в обе пробирки 2-3 капли извлечения или раствора сапонина. Сильно встряхивают. При наличии стероидных сапонинов в пробирке со щелочью образуется более обильная и стойкая пена, чем в пробирке с кислотой. Такой же результат можно получить, используя и тритерпеновые сапонины, которые имеют нейтральную реакцию. В этом случае следует провести еще реакцию на стероидное ядро. При наличии тритерпеновых сапонинов в обеих пробирках образуется пена, равная по объему и стойкости.

Б) химические методы:

а) Реакции осаждения. В пробирки с настоями добавляют гидроксид Ва, Мn, ацетата свинца - сапонины осаждаются;

б) Проба Лафона. К 2 мл водного настоя прибавляют 1 мл концентрата серной кислоты, 1 мл этанола, 1 каплю 10% раствора сульфата железа. При нагревании появляется сине-зеленое окрашивание.

В) Биологические методы:

Определяют гемолитический индекс - наименьшую концентрацию извлечения из сырья, которая вызывает полный гемолиз эритроцитов. Для этого к настою сырья на изотоническом растворе добавляют 2% взвесь бараньих эритроцитов. В результате гемолиза кровь становится прозрачной, ярко-красной, лакированной (эритроциты перейдут в плазму). Расчет проводят на 1 г испытуемого вещества. Кроме того, определяют силу действия сапонинового сырья на рыбах, то есть рыбный индекс. Это наименьшая концентрация извлечения, при которой гибнут рыбы массой до 0,5 г, длиной 3-4 см в течение 1 часа.

В последнее время для обнаружения сапонинов в сырье начали использовать хроматографию на бумаге и в тонком слое сорбента.

Количественное определение:

Используют весовой метод (осаждением сапонинов с последующим взвешиванием остатка), гемолитический и рыбный индексы, пенное число и химические методы.

7.6 Кумарины – природные соединения, в основе строения которых лежит 9,10-бензо-α-пирон. Их можно также рассматривать как производные орто-гидроксикоричной (о-кумаровой) кислоты. Они классифицируются на окси- и метоксипроизводные, фуро- и пиранокумарины, 3,4-бензокумарины и куместаны (куместролы).

Люцерна посевная содержит бензокумарины, в частности куместрол.

Качественное определение:

Одной из характерных особенностей кумаринов как лактонов является специфическое отношение к щелочи. Они медленно гидролизуются под воздействием разбавленной щелочи и образуют желтый раствор солей кумариновой кислоты. При подкислении щелочных растворов или насыщении их СО2, кумарины регенерируются до исходного состояния:

При взаимодействии солей диазония с кумаринами в слабо кислой среде диазорадикал присоединяется к С – 6 кумариновой системы, то есть в пара – положение к фенольному гидроксилу. При этом раствор приобретает красное окрашивание:

Производные кумаринов флуоресцируют в УФ – свете. Это свойство используется для хроматографического их выявления.

Количественное определение:

При количественном определении кумаринов берутся во внимание их физико – химические свойства.

Специфическое отношение кумаринов к щелочи лежит в основе метода нейтрализации (обратного титрования), которое применяется для определения как суммы кумаринов, так и индивидуальных веществ. Количественное определение кумаринов проводят также полярографическим методом. Флуоресценция в УФ – свете лежит в основе флуорометрического метода. Способность кумаринов давать стойкие окрашенные растворы с диазореактивом в щелочной среде используется в колориметрических методах.

Для количественного определения кумаринов используются также спектрофотометрические методы.

Дата добавления: 2015-05-31