Зміст
Введення
1. Ціаногенний глікозиди як антіаліментарние фактори
2. Біогенні аміни і алкалоїди як антіаліментарние фактори
3. Характеристика основних алкалоїдів
Висновок
Список літератури
Введення
До харчових захворювань належать захворювання людей, що виникають при споживанні продуктів харчування з наявністю в них небезпечних для людини мікроорганізмів або отруйних речовин. Харчові отруєння поділяють на три великі групи: мікробного, немікробного походження і невстановленої причини.
Термін «глікозид» походить від грец. «Глікос», що означає «солодкий». Іноді помилково цей клас називають глюкозидами, але глюкозидами є лише ті з глікозидів, при гідролізі яких звільняється тільки глюкоза (декстроглюкоза, або декстроза) як єдиного цукрового компоненту. Назви природних глікозидів мають суфікс - ин, а корінь виробляється від наукового або народного назви рослини або рослинного продукту, в якому цей глікозид був вперше виявлений: наприклад, гітагін від Agrostemma githago (кукіль), хедерін від Hedera helix (плющ) [1].
Як відомо, алкалоїди (від араб. Alkali - луг і грец. Eidos - вид, подібний) - велика група природних азотовмісних сполук основного характеру. За класифікацією А.П. Орєхова, в основі якої лежить структура азотовмісних гетероциклів, індольних алкалоїди - азотовмісні природні сполуки, що мають у своїй структурі індольних цикл.
Найчисленнішою групою алкалоїдів є похідні індолу, вельми різноманітні за хімічною будовою, поширенню і фармакологічній дії.
1. Ціаногенний глікозиди як антіаліментарние фактори
Глікозиди - група углеводсодержащих речовин, що утворюються при реакції конденсації циклічних моно-і олігосахаридів зі спиртами, фенолами, тіолами і амінами, широко представлених в живих організмах, особливо в рослинах. Синтезовано також безліч глікозидів, що не мають природних аналогів. Для глікозидів характерна здатність до гідролізу (тобто розщеплення в реакції з водою) з утворенням одного або декількох залишків цукрів і речовини невуглеводних природи, так званого аглікону. Гідроліз здійснюється в теплій воді в присутності специфічних ферментів або при кип'ятінні з розведеними кислотами. Деякі типи глікозидів гідролізуються також при нагріванні з розведеними розчинами лугів.
Загальна класифікація
Зазвичай глікозиди класифікують за типом аглікону [2].
· Тіольних глікозиди (тіоціанатних, ізотіоціанатние, сульфо-і неорганічні аглікони) в основному зустрічаються в рослинах сімейства хрестоцвітних (Cruciferae): наприклад, сінігрін, виділений з насіння чорної гірчиці і коренів хрону, сінальбін з насіння білої гірчиці і глюкотропеолін з садової настурції.
· Ціаногенний глікозиди (ціангідрін, синильна кислота) виявлені в сотнях видів рослин: амігдалин з гіркого мигдалю, дуррін з сорго і лотузін з Lotus arabicus.
· Фенольні глікозиди, при гідролізі яких утворюються різні типи фенолів: арбутин (утворюється гідрохінон), саліцин (орто-гідроксібензіловий спирт), хеліцін і спіреін (саліциловий альдегід), геін (евгенол) і т.д.
· Антраглікозіди, які включають глікозиди гідроксіантрахінонов і антрахинонов, зустрічаються в багатьох видах рослин, які застосовуються як проносне і в якості сировини для одержання барвників. Прикладами служать барбалоін з алое, франгулін з кори крушини, полігонін з Polygonum sieboldi (горця), реохрізін з коріння китайського ревеню.
· Пігментні глікозиди об'єднують глікозиди антоксантіна, антоціану, флавону, флавоноли та інших пігментів рослин: наприклад, пуніцін з плодів граната, Мальвіна з дикої рожі (проскурника), геністеїн з дроку фарбувального, ідеін з журавлини.
· Серцеві глікозиди використовуються при лікуванні різних серцевих захворювань. Найбільш важливими серед них є глікозиди з наперстянки (Digitalis) - дигітоксин, гітоксін і гіталін. Строфантин - глікозиди з насіння рослин роду Strophanthus - задовго до їх використання в сучасній кардіології застосовувалися в неочищеному вигляді африканськими племенами як отрути для стріл.
· Сапоніновие глікозиди (сапоніни) - клас речовин, подібно милу утворюють піну при струшуванні їх водних розчинів. Звідси їхня назва: «sapo» по-латині означає «мило». Як правило, сапоніни - аморфні, розчинні у воді і спирті, нейтральні речовини з дратівливим їдким смаком. При гідролізі вони дають аглікони (сапогенін) з досить великою молекулярною масою і відносно багато цукрів. Сапоніни широко поширені в рослинному світі, особливо серед рослин родин розоцвітих і гвоздикових (мильнянка роду Saponaria).
· Інші класи глікозидів включають глікозиди галової кислоти, стеринів, кумаринів, пуринів і піримідинів (нуклеозиди), меркаптанів, алкалоїдів, терпенів, сфингозин (цереброзидів і гангліозид) і деяких антибіотиків.
Поширеність
Глікозиди зустрічаються в корі, плодах, коріннях, бульбах, квітках та інших частинах рослин. Іноді в одній рослині міститься декілька різних глікозидів. Вони утворюються там, де активно йде біосинтез, наприклад в листі і зелених стеблах, і в розчиненому вигляді переносяться до місць накопичення - коріння і насіння. Більшість рослинних пігментів - це глікозиди. Багато таніни також є глікозидами. Спочатку передбачалося, що глікозиди утворюються тільки в рослинах, однак тепер відомо, що вони можуть виникати і в організмі тварин у процесі травлення, коли деякі шкідливі організму речовини, з'єднуючись з глюкуроновою кислотою (яка споріднена з глюкози і грає ту ж роль, що і глюкоза в рослинних гликозидах), виводяться із сечею.
Функції
З декількох теорій, запропонованих для пояснення ролі глікозидів у фізіології рослин, наступні три найбільш правдоподібні.
1) У незрілих фруктах глікозиди, завдяки їх гіркого смаку, служать для захисту від поїдання тваринами. У міру дозрівання фруктів безбарвні гіркі глікозиди розщеплюються, виділяючи пігменти, що додають плодам привабливий колір, ароматичні речовини, що повідомляють їм аромат, і цукру, які роблять їх солодкими. Все це приваблює різних тварин, птахів і комах, що веде до ефективного розповсюдження насіння.
2) Відповідно до іншої теорії, глікозиди є засобом видалення отруйних речовин шляхом їх зв'язування і перетворення в інертні форми (детоксикація).
3) Третя теорія стверджує, що глікозиди являють собою форму збереження цукрів як резерву харчування. Їх розщеплення - швидкий шлях забезпечення рослини цукрами.
Фізичні властивості і екстракція
Глікозиди виявляють нейтральні або слабокислотні властивості. Вони розчиняються у воді і розбавленому водному спирті і можуть екстрагуватися цими розчинниками. При екстракції потрібно подбати про інактивації або руйнуванні ферментів, щоб попередити гідроліз глікозидів. Цього можна досягти, застосовуючи гарячі розчинники. Для виключення можливості кислотного гідролізу підтримують нейтральну реакцію, наприклад, додаючи крейду.
Ідентифікація та кількісне визначення
Глікозиди розпізнають, ідентифікуючи продукти їх розщеплення - цукру й аглікони. Для цього застосовують звичайні методи розділення й ідентифікації органічних сполук: різні види хроматографії, мас-спектрометрію, спектроскопію ядерного магнітного резонансу і т.п. Для кількісної оцінки вмісту глікозидів у сировині проводиться визначення вільних цукрів до і після гідролізу: приріст кількості вільних цукрів відповідає кількості зруйнованих гідролізом глікозидних зв'язків. Знаючи склад глікозидів, можна оцінити їх вміст у зразку
2. Біогенні аміни і алкалоїди як антіаліментарние фактори
Аміни - великий клас азотовмісних органічних сполук, продукти заміщення одного, двох або трьох атомів водню в аміаку NH 3 на органічні радикали R. За кількістю заміщених атомів водню розрізняють: первинні А. RNH 2, вторинні R 2 NH і третинні R 3 N (де R - CH 3, C 2 H 5, C 6 H 11, C 6 H 5 та ін.) За радикалу А. ділять на аліфатичні, наприклад метиламін CH 3 NH 2, диметиламін (CH 3) 2 NH і т.д.; алициклические, наприклад циклогексиламін C 6 H 11 NH 2; ароматичні, наприклад фениламин, або анілін, C 6 H 5 NH 2, і гетероциклічні, наприклад 2-амінопірідін C 5 H 4 N (NH 2). А. з двома, трьома і більше аміногрупами - NH 2 називають ді-, три-і поліаміни: етилендіамін H 2 NCH 2 CH 2 NH 2, гексаметілен діамін H 2 N (CH 2) 6 NH 2.
Найпростіші А. - гази з аміачним запахом, вищі - рідини або тверді речовини. Найпростіші А. знайдені в продуктах життєдіяльності рослин; тріметіламін (CH 3) 3 N міститься в цукровій мелясі і в оселедцевого розсолі, якому надає його характерний неприємний запах. Широко поширені в природі більш складні А.: алкалоїди, амінокислоти, аміни біогенні та ін Аліфатичні А. зазвичай отримують алкилірованієм NH 3; ароматичні - відновленням нітросполук.
Подібно аміаку, А. - підстави (ароматичні А. з бічним NH 2-групою - дуже слабкі основи). З кислотами А. утворюють солі заміщеного амонію, наприклад: C 2 H 5 NH 2 + HCI = [C 2 H 5 NH 3] + Cl -. З алкилгалогенідамі третинні А. дають солі четирехзамещенного амонію: R 3 N + R ¢ CI = [R 3 NR ¢] + CI - Велике значення має реакція А. з азотистою кислотою. Первинні ароматичні А. утворюють з нею диазосоединения, що мають широке застосування в лабораторному і промисловому синтезі. Первинні аліфатичні А. перетворюються HNO2 в спирти, наприклад C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 = C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O; вторинні - дають нітрозаміни: (C 2 H 5) 2 NH + HNO 2 = H 2 O + (C 2 H 5) 2 NNO; третинні А. з HNO 2 не реагують. Цією реакцією користуються для розпізнавання первинних, вторинних і третинних А.
У промисловості А. широко використовують для виробництва барвників і лікарських речовин, поліамідів, з яких виготовляють синтетичне волокно (капрон, найлон) і т.д.
Синтез ароматичних А. вперше здійснено у 1842 М.М. Зініним. У 1849 Ш. Вюрц відкрив аліфатичні А.
Біогенні аміни - це речовини, які характеризуються присутністю в їх молекулярній структурі аміногрупи (NH2). Їх можна виявити як в рослинах, так і у тварин. Їх ділять на кілька сімейств, зокрема - на етаноламін (холін і ацетилхолін), поліетілендіаміни (путресцін і кадаверин), поліаміни (спермін), імідазолілалкіламіни (гістамін), фенілалкіламіну (мескалін і тирамін), катехоламіни (адреналін, норадреналін і дофамін), Індолілалкіламіни (триптамін і серотонін), а також бетаїни (карнітин). Біогенні аміни можуть бути попередниками алкалоїдів і гормонів. Крім того, деякі з них є нейромедіаторами або компонентами фосфоліпідів і вітамінів. Їх також можна виявити в рибосомах і деяких бактеріях. Зазвичай вони синтезуються за допомогою декарбоксилювання або карбоксилювання амінокислот (наприклад, гістидин перетворюється на гістамін). Деякі біогенні аміни є галюциногенами (мескалін), інші можуть бути навіть токсичними (путресцін і кадаверин). Мед і маточне молочко містять холінергічний фактор - ацетилхолін. Цей біогенний амін діє як нейромедіатор на рівні синапсів центральної нервової системи і викликає скорочення гладких м'язів на рівні бронхів і шлунково-кишкового тракту, стимулюючи таким чином перистальтику (це може пояснювати слабкий послаблюючий ефект меду). Він також розширює капілярні судини і знижує артеріальний тиск. Для отримання додаткової інформації з цього питання див властивості меду і маткового молочка при захворюваннях серцево-судинної системи. Гістамін утворюється за допомогою окисного декарбоксилювання гістидину - амінокислоти, широко представленої в пилку. Він стимулює утворення шлункового соку залозами, розташованими в дні шлунка, і таким чином сприяє травленню. Він також розширює кровоносні капіляри, підвищує проникність мембран і викликає скорочення гладких м'язів травного тракту, матки і бронхів.
Індольних алкалоїди - найчисленніша група алкалоїдів, що налічує понад 900 сполук, розділених на 28 підгруп.
В основу класифікації індольних алкалоїдів покладена їх хімічна структура. Практично всі вони містять 2 атома азоту, один з яких є індольних азотом, інший майже завжди відділений від (-положення індольного ядра двухуглеродной ланцюгом і може перебувати в бічній алифатической ланцюга або якому-небудь гетероцикли. Всього виділяють 5 основних класів індольних алкалоїдів
Більшість алкалоїдів - тверді речовини, хоча іноді зустрічаються і рідкі алкалоїди, наприклад нікотин. Більшість алкалоїдів-підстав важко розчиняється у воді, легко в кислотах, а також в органічних розчинниках. Солі алкалоїдів зазвичай добре розчиняються у воді, за винятком деяких. Існує ряд реакцій, що носять назву алкалоідние; за допомогою цих реакцій можна осадити алкалоїди для їх виявлення і виділення.
Класифікація
Для зручності вивчення алкалоїди ділять на групи. Раніше, коли хімічну будову алкалоїдів було маловідомим, їх ділили на групи в залежності від тих рослин, з яких їх отримували. Так, наприклад, виділяли групи алкалоїдів хінної кори, маку та ін
В даний час у зв'язку із з'ясуванням будови алкалоїдів частіше користуються хімічної класифікацією. Більшість алкалоїдів, які містять у своїх молекулах гетероцикли, ділять на групи в залежності від присутніх гетероциклів. Так, наприклад, розрізняють алкалоїди групи піридину (у цю групу входить нікотин), алкалоїди групи хіноліну (у цю групу входить хінін) і т.д. До алкалоїди часто відносять метлірованние похідні ксантину, наприклад теобромін і кофеїн, як похідні пурину. Цю групу алкалоїдів називають алкалоїдами групи пурину.
Деякі вчені відносять до алкалоїдів і деякі інші азотовмісні речовини, що володіють основними властивостями і сильним фізіологічним дією, але не містять гетероцикли. Прикладом таких алкалоїдів є алкалоїди групи фкнілетіламіна C 6 H 5-CH 2-CH 2-NH 2. Представником цієї групи є адреналін C 6 H 3 (OH) 2-CH (OH) - CH 2-NH (CH 3).
3. Характеристика основних алкалоїдів
Алкалоїди, що становлять основні структурні класи - піридинові (нікотин), піперідіновие (лобелін), тропановие (гиосциамин), хінолінові (хінін), ізохіноліновие (морфін), індольних (псилоцибін, активний початок мексиканських галюциногенних грибів, резерпін і стрихнін), імідазольного (пілокарпін ), стероїдні (томатідін з томатів), дітерпеноідние (аконітін), пуринові (кофеїн з чаю та кави, теофілін з чаю і теобромін з чаю і какао):
Морфін
Першим з алкалоїдів був відкритий морфін, виділений з опію Деросном (1803), а потім рядом інших хіміків. Деросн виявив, що виділене їм речовина володіє сильнішим снодійним дією, ніж сам опій. У процесі виділення діючого початку опію Дерсон застосовував луг, а потім отриману ним сіль йому ніяк не вдавалося звільнити від домішки луги, тому він прийшов до висновку, що знаходиться в опіумі речовина являє собою «кислу сіль». Однак ще в 1806 році Сертюрнер повідомив про свої дослідження опію і про виділення з якогось кристалічного тіла, яке володіє снодійним дією і в опії утворює сіль з також виділеної Сертюрнер «меконовой» (оксіпіродікарбоновой) кислотою. Все ж таки, на існування рослинних підстав хіміки звернули увагу лише після другої роботи Сертюрнер (1817) «Про морфії, новому солеобразующіе підставі, і меконовой кислоті як головних складових частинах опіуму». Сертюрнер вважав, що кристалічна речовина, виділена Деросном, являє собою меконокіслий морфій. Робік (1817), проте, показав, що в опіумі є дві підстави: морфін (назва, запропоноване Люссаком замість колишнього «морфій») і наркотін, який також був, мабуть, отриманий Деросном в 1803 р. Згодом Робік ( 1832) виділив із опію і кодеїн. Папаверин був відкритий Мерком (1848), а тебаин Тібумері (1835) [2] у лабораторії Пеллетьє. Морфін був першим алкалоїдом, в якому був виявлений азот (Бюсси, 1822), до цього ні в морфине, ні в інших алкалоидах при аналізі або не знаходили азоту зовсім, або його присутність приписували домішок. У 30-х роках 19ст. ці речовини були досліджені групою французьких хіміків (особливо Кербім), а в 50-ті роки - Андерсоном, що знайшли для деяких з них правильні емпіричні формули.
Ізохіноліновие алкалоїди представляли для хіміків, які намагалися розшифрувати їх будова, високий бар'єр. Тут важливий кожен крок, як, наприклад, доказ того, що кодеїн представляє собою метилпохідні морфіну (Грімо, 1881). Ще важче було підійти до їх синтезу. Все ж таки Пикте вдалося в 1909 р. синтезувати папаверин-перший алкалоїд цієї групи.
Кофеїн, теобромін, теофілін
Коссель ще в 80-х роках 19 ст. знайшов, що до складу нуклеїнових кислот входять пуринові основи, але тільки в 30-х роках було встановлено (Левін і Басс), що це чотири наступних підстави, що існують у вигляді окси-і (що приводяться нижче) оксоформ.
Досить поглянути на формули цих сполук, щоб стало очевидним, чому хіміки при спробах усвідомити їхню природу і взаємні відносини наштовхувалися на такі ж труднощі, як і при дослідженні сечової кислоти.
Якщо ж не рахувати ксантину, відкритого Мерсером в 1819 р., спочатку хіміки познайомилися з алкалоїдами цієї групи. Кофеїн був ізольований в 1821 р. кількома хіміками, але перша публікація належить Рунге. Теобромін був виділений з бобів какао Воскресенським в 1840 р. гуанін був отриманий в лабораторії Лібіха Унгером в 1845 р. з гуано і тому спочатку був названий «ксантинів з гуано», гіпоксантин виявлений в селезінці Шерера в 1850 р., а аденін виділений з препаратів підшлункової залози Коссель в 1885 р. У тому ж році Коссель відкрив в чайному листі і алкалоїд теофілін.
У відкритті нових алкалоїдів та вивченні їх будови величезна роль належить ученим нашої країни. Так, ще на зорі розвитку органічної хімії, в 1816 р., харківський професор І. Гізі відкрив алкалоїд хінін. Величезну роль в хімії алкалоїдів зіграли роботи О.М. Вишнеградського - учня А.М. Бутлерова. Особливо широко розгорнулася робота з алкалоїдів після Великої Жовтневої соціалістичної революції (дослідження В. М. Родіонова, О. М. Орєхова, А. Г. Меньшиков, Н. А. Преображенського, Р. А. Коновалової, С. І. Канівської та ін .). Видатна роль у цій області належить А.П. Орєхову і його школі.
Висновок
У своїй контрольній роботі я детально розглянула ціаногенний глікозиди, біогенні аміни з позиції аліментарних факторів, також описала основні алкалоїди (кофеїн, теобромін, теофілін, морфін).
Серед алкалоїдів є найсильніші отрути (стрихнін, бруцин, нікотин), і корисні ліки (пілокарпін - засіб для лікування глаукоми, астропін - засіб для розширення зіниці, хінін - препарат для лікування малярії, папаверин - судинорозширювальний засіб, допомагає при гіпертонії). До алкалоїдів відносяться і широко застосовуються збуджуючі речовини - кофеїн, теобромін, теофілін.
Цікаво, що деякі алкалоїди є протиотрутою по відношенню до своїх побратимів. Так, в 1952 р. з одного індійського рослини був виділений алкалоїд резерпін, який дозволяє лікувати не тільки людей отруїлися ЛСД або іншими галюциногенами, а й хворих, що страждають на шизофренію.
Таким чином, можна зрозуміти, алкалоїди - досить великий клас органічних сполук, які надають саме різне дію на організм человека. У цьому полягає їх важлива роль, яку відіграють алкалоїди в хімічній науці в цілому і в повсякденному житті зокрема.
Список літератури
1. Биков Г.В., Історія органічної хімії. Відкриття найважливіших органічних сполук. - М.: Наука, 1978 р.
2. Пікуліна Є.П., Історичний нарис розвитку органічного синтезу в першій половині XIX ст. - М.: Наука, 1977 р.
3. Джуан М. - Історія хімії. Під редакцією Погодіна С.А. - М.: Світ, 1975 р.
4. Гьельт Е., Історія органічної хімії з найдавніших часів до теперішнього часу. Переклад з німецької під редакцією Луцького А.Є. Харків - Київ. - Держ. Науч.-техн. вид-во України, 1937 р.
5. Азімов А. Коротка історія хімії. - М.: Світ, 1983 р.
Введення
1. Ціаногенний глікозиди як антіаліментарние фактори
2. Біогенні аміни і алкалоїди як антіаліментарние фактори
3. Характеристика основних алкалоїдів
Висновок
Список літератури
Введення
До харчових захворювань належать захворювання людей, що виникають при споживанні продуктів харчування з наявністю в них небезпечних для людини мікроорганізмів або отруйних речовин. Харчові отруєння поділяють на три великі групи: мікробного, немікробного походження і невстановленої причини.
Термін «глікозид» походить від грец. «Глікос», що означає «солодкий». Іноді помилково цей клас називають глюкозидами, але глюкозидами є лише ті з глікозидів, при гідролізі яких звільняється тільки глюкоза (декстроглюкоза, або декстроза) як єдиного цукрового компоненту. Назви природних глікозидів мають суфікс - ин, а корінь виробляється від наукового або народного назви рослини або рослинного продукту, в якому цей глікозид був вперше виявлений: наприклад, гітагін від Agrostemma githago (кукіль), хедерін від Hedera helix (плющ) [1].
Як відомо, алкалоїди (від араб. Alkali - луг і грец. Eidos - вид, подібний) - велика група природних азотовмісних сполук основного характеру. За класифікацією А.П. Орєхова, в основі якої лежить структура азотовмісних гетероциклів, індольних алкалоїди - азотовмісні природні сполуки, що мають у своїй структурі індольних цикл.
Найчисленнішою групою алкалоїдів є похідні індолу, вельми різноманітні за хімічною будовою, поширенню і фармакологічній дії.
1. Ціаногенний глікозиди як антіаліментарние фактори
Глікозиди - група углеводсодержащих речовин, що утворюються при реакції конденсації циклічних моно-і олігосахаридів зі спиртами, фенолами, тіолами і амінами, широко представлених в живих організмах, особливо в рослинах. Синтезовано також безліч глікозидів, що не мають природних аналогів. Для глікозидів характерна здатність до гідролізу (тобто розщеплення в реакції з водою) з утворенням одного або декількох залишків цукрів і речовини невуглеводних природи, так званого аглікону. Гідроліз здійснюється в теплій воді в присутності специфічних ферментів або при кип'ятінні з розведеними кислотами. Деякі типи глікозидів гідролізуються також при нагріванні з розведеними розчинами лугів.
Загальна класифікація
Зазвичай глікозиди класифікують за типом аглікону [2].
· Тіольних глікозиди (тіоціанатних, ізотіоціанатние, сульфо-і неорганічні аглікони) в основному зустрічаються в рослинах сімейства хрестоцвітних (Cruciferae): наприклад, сінігрін, виділений з насіння чорної гірчиці і коренів хрону, сінальбін з насіння білої гірчиці і глюкотропеолін з садової настурції.
· Ціаногенний глікозиди (ціангідрін, синильна кислота) виявлені в сотнях видів рослин: амігдалин з гіркого мигдалю, дуррін з сорго і лотузін з Lotus arabicus.
· Фенольні глікозиди, при гідролізі яких утворюються різні типи фенолів: арбутин (утворюється гідрохінон), саліцин (орто-гідроксібензіловий спирт), хеліцін і спіреін (саліциловий альдегід), геін (евгенол) і т.д.
· Антраглікозіди, які включають глікозиди гідроксіантрахінонов і антрахинонов, зустрічаються в багатьох видах рослин, які застосовуються як проносне і в якості сировини для одержання барвників. Прикладами служать барбалоін з алое, франгулін з кори крушини, полігонін з Polygonum sieboldi (горця), реохрізін з коріння китайського ревеню.
· Пігментні глікозиди об'єднують глікозиди антоксантіна, антоціану, флавону, флавоноли та інших пігментів рослин: наприклад, пуніцін з плодів граната, Мальвіна з дикої рожі (проскурника), геністеїн з дроку фарбувального, ідеін з журавлини.
· Серцеві глікозиди використовуються при лікуванні різних серцевих захворювань. Найбільш важливими серед них є глікозиди з наперстянки (Digitalis) - дигітоксин, гітоксін і гіталін. Строфантин - глікозиди з насіння рослин роду Strophanthus - задовго до їх використання в сучасній кардіології застосовувалися в неочищеному вигляді африканськими племенами як отрути для стріл.
· Сапоніновие глікозиди (сапоніни) - клас речовин, подібно милу утворюють піну при струшуванні їх водних розчинів. Звідси їхня назва: «sapo» по-латині означає «мило». Як правило, сапоніни - аморфні, розчинні у воді і спирті, нейтральні речовини з дратівливим їдким смаком. При гідролізі вони дають аглікони (сапогенін) з досить великою молекулярною масою і відносно багато цукрів. Сапоніни широко поширені в рослинному світі, особливо серед рослин родин розоцвітих і гвоздикових (мильнянка роду Saponaria).
· Інші класи глікозидів включають глікозиди галової кислоти, стеринів, кумаринів, пуринів і піримідинів (нуклеозиди), меркаптанів, алкалоїдів, терпенів, сфингозин (цереброзидів і гангліозид) і деяких антибіотиків.
Поширеність
Глікозиди зустрічаються в корі, плодах, коріннях, бульбах, квітках та інших частинах рослин. Іноді в одній рослині міститься декілька різних глікозидів. Вони утворюються там, де активно йде біосинтез, наприклад в листі і зелених стеблах, і в розчиненому вигляді переносяться до місць накопичення - коріння і насіння. Більшість рослинних пігментів - це глікозиди. Багато таніни також є глікозидами. Спочатку передбачалося, що глікозиди утворюються тільки в рослинах, однак тепер відомо, що вони можуть виникати і в організмі тварин у процесі травлення, коли деякі шкідливі організму речовини, з'єднуючись з глюкуроновою кислотою (яка споріднена з глюкози і грає ту ж роль, що і глюкоза в рослинних гликозидах), виводяться із сечею.
Функції
З декількох теорій, запропонованих для пояснення ролі глікозидів у фізіології рослин, наступні три найбільш правдоподібні.
1) У незрілих фруктах глікозиди, завдяки їх гіркого смаку, служать для захисту від поїдання тваринами. У міру дозрівання фруктів безбарвні гіркі глікозиди розщеплюються, виділяючи пігменти, що додають плодам привабливий колір, ароматичні речовини, що повідомляють їм аромат, і цукру, які роблять їх солодкими. Все це приваблює різних тварин, птахів і комах, що веде до ефективного розповсюдження насіння.
2) Відповідно до іншої теорії, глікозиди є засобом видалення отруйних речовин шляхом їх зв'язування і перетворення в інертні форми (детоксикація).
3) Третя теорія стверджує, що глікозиди являють собою форму збереження цукрів як резерву харчування. Їх розщеплення - швидкий шлях забезпечення рослини цукрами.
Фізичні властивості і екстракція
Глікозиди виявляють нейтральні або слабокислотні властивості. Вони розчиняються у воді і розбавленому водному спирті і можуть екстрагуватися цими розчинниками. При екстракції потрібно подбати про інактивації або руйнуванні ферментів, щоб попередити гідроліз глікозидів. Цього можна досягти, застосовуючи гарячі розчинники. Для виключення можливості кислотного гідролізу підтримують нейтральну реакцію, наприклад, додаючи крейду.
Ідентифікація та кількісне визначення
Глікозиди розпізнають, ідентифікуючи продукти їх розщеплення - цукру й аглікони. Для цього застосовують звичайні методи розділення й ідентифікації органічних сполук: різні види хроматографії, мас-спектрометрію, спектроскопію ядерного магнітного резонансу і т.п. Для кількісної оцінки вмісту глікозидів у сировині проводиться визначення вільних цукрів до і після гідролізу: приріст кількості вільних цукрів відповідає кількості зруйнованих гідролізом глікозидних зв'язків. Знаючи склад глікозидів, можна оцінити їх вміст у зразку
2. Біогенні аміни і алкалоїди як антіаліментарние фактори
Аміни - великий клас азотовмісних органічних сполук, продукти заміщення одного, двох або трьох атомів водню в аміаку NH 3 на органічні радикали R. За кількістю заміщених атомів водню розрізняють: первинні А. RNH 2, вторинні R 2 NH і третинні R 3 N (де R - CH 3, C 2 H 5, C 6 H 11, C 6 H 5 та ін.) За радикалу А. ділять на аліфатичні, наприклад метиламін CH 3 NH 2, диметиламін (CH 3) 2 NH і т.д.; алициклические, наприклад циклогексиламін C 6 H 11 NH 2; ароматичні, наприклад фениламин, або анілін, C 6 H 5 NH 2, і гетероциклічні, наприклад 2-амінопірідін C 5 H 4 N (NH 2). А. з двома, трьома і більше аміногрупами - NH 2 називають ді-, три-і поліаміни: етилендіамін H 2 NCH 2 CH 2 NH 2, гексаметілен діамін H 2 N (CH 2) 6 NH 2.
Найпростіші А. - гази з аміачним запахом, вищі - рідини або тверді речовини. Найпростіші А. знайдені в продуктах життєдіяльності рослин; тріметіламін (CH 3) 3 N міститься в цукровій мелясі і в оселедцевого розсолі, якому надає його характерний неприємний запах. Широко поширені в природі більш складні А.: алкалоїди, амінокислоти, аміни біогенні та ін Аліфатичні А. зазвичай отримують алкилірованієм NH 3; ароматичні - відновленням нітросполук.
Подібно аміаку, А. - підстави (ароматичні А. з бічним NH 2-групою - дуже слабкі основи). З кислотами А. утворюють солі заміщеного амонію, наприклад: C 2 H 5 NH 2 + HCI = [C 2 H 5 NH 3] + Cl -. З алкилгалогенідамі третинні А. дають солі четирехзамещенного амонію: R 3 N + R ¢ CI = [R 3 NR ¢] + CI - Велике значення має реакція А. з азотистою кислотою. Первинні ароматичні А. утворюють з нею диазосоединения, що мають широке застосування в лабораторному і промисловому синтезі. Первинні аліфатичні А. перетворюються HNO2 в спирти, наприклад C 2 H 5 NH 2 + HNO 2 = C 2 H 5 OH + N 2 + H 2 O; вторинні - дають нітрозаміни: (C 2 H 5) 2 NH + HNO 2 = H 2 O + (C 2 H 5) 2 NNO; третинні А. з HNO 2 не реагують. Цією реакцією користуються для розпізнавання первинних, вторинних і третинних А.
У промисловості А. широко використовують для виробництва барвників і лікарських речовин, поліамідів, з яких виготовляють синтетичне волокно (капрон, найлон) і т.д.
Синтез ароматичних А. вперше здійснено у 1842 М.М. Зініним. У 1849 Ш. Вюрц відкрив аліфатичні А.
Біогенні аміни - це речовини, які характеризуються присутністю в їх молекулярній структурі аміногрупи (NH2). Їх можна виявити як в рослинах, так і у тварин. Їх ділять на кілька сімейств, зокрема - на етаноламін (холін і ацетилхолін), поліетілендіаміни (путресцін і кадаверин), поліаміни (спермін), імідазолілалкіламіни (гістамін), фенілалкіламіну (мескалін і тирамін), катехоламіни (адреналін, норадреналін і дофамін), Індолілалкіламіни (триптамін і серотонін), а також бетаїни (карнітин). Біогенні аміни можуть бути попередниками алкалоїдів і гормонів. Крім того, деякі з них є нейромедіаторами або компонентами фосфоліпідів і вітамінів. Їх також можна виявити в рибосомах і деяких бактеріях. Зазвичай вони синтезуються за допомогою декарбоксилювання або карбоксилювання амінокислот (наприклад, гістидин перетворюється на гістамін). Деякі біогенні аміни є галюциногенами (мескалін), інші можуть бути навіть токсичними (путресцін і кадаверин). Мед і маточне молочко містять холінергічний фактор - ацетилхолін. Цей біогенний амін діє як нейромедіатор на рівні синапсів центральної нервової системи і викликає скорочення гладких м'язів на рівні бронхів і шлунково-кишкового тракту, стимулюючи таким чином перистальтику (це може пояснювати слабкий послаблюючий ефект меду). Він також розширює капілярні судини і знижує артеріальний тиск. Для отримання додаткової інформації з цього питання див властивості меду і маткового молочка при захворюваннях серцево-судинної системи. Гістамін утворюється за допомогою окисного декарбоксилювання гістидину - амінокислоти, широко представленої в пилку. Він стимулює утворення шлункового соку залозами, розташованими в дні шлунка, і таким чином сприяє травленню. Він також розширює кровоносні капіляри, підвищує проникність мембран і викликає скорочення гладких м'язів травного тракту, матки і бронхів.
Індольних алкалоїди - найчисленніша група алкалоїдів, що налічує понад 900 сполук, розділених на 28 підгруп.
В основу класифікації індольних алкалоїдів покладена їх хімічна структура. Практично всі вони містять 2 атома азоту, один з яких є індольних азотом, інший майже завжди відділений від (-положення індольного ядра двухуглеродной ланцюгом і може перебувати в бічній алифатической ланцюга або якому-небудь гетероцикли. Всього виділяють 5 основних класів індольних алкалоїдів
Більшість алкалоїдів - тверді речовини, хоча іноді зустрічаються і рідкі алкалоїди, наприклад нікотин. Більшість алкалоїдів-підстав важко розчиняється у воді, легко в кислотах, а також в органічних розчинниках. Солі алкалоїдів зазвичай добре розчиняються у воді, за винятком деяких. Існує ряд реакцій, що носять назву алкалоідние; за допомогою цих реакцій можна осадити алкалоїди для їх виявлення і виділення.
Класифікація
Для зручності вивчення алкалоїди ділять на групи. Раніше, коли хімічну будову алкалоїдів було маловідомим, їх ділили на групи в залежності від тих рослин, з яких їх отримували. Так, наприклад, виділяли групи алкалоїдів хінної кори, маку та ін
В даний час у зв'язку із з'ясуванням будови алкалоїдів частіше користуються хімічної класифікацією. Більшість алкалоїдів, які містять у своїх молекулах гетероцикли, ділять на групи в залежності від присутніх гетероциклів. Так, наприклад, розрізняють алкалоїди групи піридину (у цю групу входить нікотин), алкалоїди групи хіноліну (у цю групу входить хінін) і т.д. До алкалоїди часто відносять метлірованние похідні ксантину, наприклад теобромін і кофеїн, як похідні пурину. Цю групу алкалоїдів називають алкалоїдами групи пурину.
Деякі вчені відносять до алкалоїдів і деякі інші азотовмісні речовини, що володіють основними властивостями і сильним фізіологічним дією, але не містять гетероцикли. Прикладом таких алкалоїдів є алкалоїди групи фкнілетіламіна C 6 H 5-CH 2-CH 2-NH 2. Представником цієї групи є адреналін C 6 H 3 (OH) 2-CH (OH) - CH 2-NH (CH 3).
3. Характеристика основних алкалоїдів
Алкалоїди, що становлять основні структурні класи - піридинові (нікотин), піперідіновие (лобелін), тропановие (гиосциамин), хінолінові (хінін), ізохіноліновие (морфін), індольних (псилоцибін, активний початок мексиканських галюциногенних грибів, резерпін і стрихнін), імідазольного (пілокарпін ), стероїдні (томатідін з томатів), дітерпеноідние (аконітін), пуринові (кофеїн з чаю та кави, теофілін з чаю і теобромін з чаю і какао):
Морфін
Першим з алкалоїдів був відкритий морфін, виділений з опію Деросном (1803), а потім рядом інших хіміків. Деросн виявив, що виділене їм речовина володіє сильнішим снодійним дією, ніж сам опій. У процесі виділення діючого початку опію Дерсон застосовував луг, а потім отриману ним сіль йому ніяк не вдавалося звільнити від домішки луги, тому він прийшов до висновку, що знаходиться в опіумі речовина являє собою «кислу сіль». Однак ще в 1806 році Сертюрнер повідомив про свої дослідження опію і про виділення з якогось кристалічного тіла, яке володіє снодійним дією і в опії утворює сіль з також виділеної Сертюрнер «меконовой» (оксіпіродікарбоновой) кислотою. Все ж таки, на існування рослинних підстав хіміки звернули увагу лише після другої роботи Сертюрнер (1817) «Про морфії, новому солеобразующіе підставі, і меконовой кислоті як головних складових частинах опіуму». Сертюрнер вважав, що кристалічна речовина, виділена Деросном, являє собою меконокіслий морфій. Робік (1817), проте, показав, що в опіумі є дві підстави: морфін (назва, запропоноване Люссаком замість колишнього «морфій») і наркотін, який також був, мабуть, отриманий Деросном в 1803 р. Згодом Робік ( 1832) виділив із опію і кодеїн. Папаверин був відкритий Мерком (1848), а тебаин Тібумері (1835) [2] у лабораторії Пеллетьє. Морфін був першим алкалоїдом, в якому був виявлений азот (Бюсси, 1822), до цього ні в морфине, ні в інших алкалоидах при аналізі або не знаходили азоту зовсім, або його присутність приписували домішок. У 30-х роках 19ст. ці речовини були досліджені групою французьких хіміків (особливо Кербім), а в 50-ті роки - Андерсоном, що знайшли для деяких з них правильні емпіричні формули.
Ізохіноліновие алкалоїди представляли для хіміків, які намагалися розшифрувати їх будова, високий бар'єр. Тут важливий кожен крок, як, наприклад, доказ того, що кодеїн представляє собою метилпохідні морфіну (Грімо, 1881). Ще важче було підійти до їх синтезу. Все ж таки Пикте вдалося в 1909 р. синтезувати папаверин-перший алкалоїд цієї групи.
Кофеїн, теобромін, теофілін
Коссель ще в 80-х роках 19 ст. знайшов, що до складу нуклеїнових кислот входять пуринові основи, але тільки в 30-х роках було встановлено (Левін і Басс), що це чотири наступних підстави, що існують у вигляді окси-і (що приводяться нижче) оксоформ.
Досить поглянути на формули цих сполук, щоб стало очевидним, чому хіміки при спробах усвідомити їхню природу і взаємні відносини наштовхувалися на такі ж труднощі, як і при дослідженні сечової кислоти.
Якщо ж не рахувати ксантину, відкритого Мерсером в 1819 р., спочатку хіміки познайомилися з алкалоїдами цієї групи. Кофеїн був ізольований в 1821 р. кількома хіміками, але перша публікація належить Рунге. Теобромін був виділений з бобів какао Воскресенським в 1840 р. гуанін був отриманий в лабораторії Лібіха Унгером в 1845 р. з гуано і тому спочатку був названий «ксантинів з гуано», гіпоксантин виявлений в селезінці Шерера в 1850 р., а аденін виділений з препаратів підшлункової залози Коссель в 1885 р. У тому ж році Коссель відкрив в чайному листі і алкалоїд теофілін.
У відкритті нових алкалоїдів та вивченні їх будови величезна роль належить ученим нашої країни. Так, ще на зорі розвитку органічної хімії, в 1816 р., харківський професор І. Гізі відкрив алкалоїд хінін. Величезну роль в хімії алкалоїдів зіграли роботи О.М. Вишнеградського - учня А.М. Бутлерова. Особливо широко розгорнулася робота з алкалоїдів після Великої Жовтневої соціалістичної революції (дослідження В. М. Родіонова, О. М. Орєхова, А. Г. Меньшиков, Н. А. Преображенського, Р. А. Коновалової, С. І. Канівської та ін .). Видатна роль у цій області належить А.П. Орєхову і його школі.
Висновок
У своїй контрольній роботі я детально розглянула ціаногенний глікозиди, біогенні аміни з позиції аліментарних факторів, також описала основні алкалоїди (кофеїн, теобромін, теофілін, морфін).
Серед алкалоїдів є найсильніші отрути (стрихнін, бруцин, нікотин), і корисні ліки (пілокарпін - засіб для лікування глаукоми, астропін - засіб для розширення зіниці, хінін - препарат для лікування малярії, папаверин - судинорозширювальний засіб, допомагає при гіпертонії). До алкалоїдів відносяться і широко застосовуються збуджуючі речовини - кофеїн, теобромін, теофілін.
Цікаво, що деякі алкалоїди є протиотрутою по відношенню до своїх побратимів. Так, в 1952 р. з одного індійського рослини був виділений алкалоїд резерпін, який дозволяє лікувати не тільки людей отруїлися ЛСД або іншими галюциногенами, а й хворих, що страждають на шизофренію.
Таким чином, можна зрозуміти, алкалоїди - досить великий клас органічних сполук, які надають саме різне дію на організм человека. У цьому полягає їх важлива роль, яку відіграють алкалоїди в хімічній науці в цілому і в повсякденному житті зокрема.
Список літератури
1. Биков Г.В., Історія органічної хімії. Відкриття найважливіших органічних сполук. - М.: Наука, 1978 р.
2. Пікуліна Є.П., Історичний нарис розвитку органічного синтезу в першій половині XIX ст. - М.: Наука, 1977 р.
3. Джуан М. - Історія хімії. Під редакцією Погодіна С.А. - М.: Світ, 1975 р.
4. Гьельт Е., Історія органічної хімії з найдавніших часів до теперішнього часу. Переклад з німецької під редакцією Луцького А.Є. Харків - Київ. - Держ. Науч.-техн. вид-во України, 1937 р.
5. Азімов А. Коротка історія хімії. - М.: Світ, 1983 р.
[1] Биков Г.В., Історія органічної хімії. Відкриття найважливіших органічних сполук. - М.: Наука, 1978 р.
[2] Пікуліна Є.П., Історичний нарис розвитку органічного синтезу в першій половині XIX ст. - М.: Наука, 1977 р.