Некоторые n-гетероциклические соединения

Индиго и его производные известны еще с древних времен. Получали его из тропических растений рода Indigofera, а также из некоторых других видов растений, произрастающих в более се­верных широтах. Однако в растениях содержится индикан — бес­цветный гликозид 3-гидроксииндола. Пигмент индиго образуется только после его гидролиза и окисления:

3-гидроксииндол индиго

Индиго использовался в древности в качестве красителя для материи и раскраски тела. В настоящее время, несмотря на низкие показатели окрасок, индиго сохраняет традиционные сферы применения, а именно в окраске джинсовых тканей, а также нацио­нальных тканей в ряде стран мира.

Производное индиго — 6,6'-диброминдиго — использовался древними народами в качестве краски, называемой античным (тир-ским) пурпуром. Этот краситель получали из предшественника (тиривердина), который синтезируется в пурпурной железе раз­личными морскими моллюсками, относящимися к семейству пур­пурных улиток (мурекс и рапана).

ОПЫТ №1:Получение индигокармина.

Индиго легко вступает в реакцию сульфирования с образова­нием индиго-5,5'-дисульфокислоты. Натриевая соль этой кисло­ты хорошо растворяется в воде.

В пробирку с несколькими крупинками индиго приливают 1 мл концентрированной серной кислоты (появляется синяя ок­раска) и нагревают до полного растворения индиго. Пробирке дают остыть, а затем несколько капель полученного раствора добавля­ют к 2—3 мл воды. Получается ярко-синий раствор индигокарми­на (индиго-5,5 '-дисульфокислота):

индигокармин

ОПЫТ №2:Восстановление индигокармина.

В пробирку наливают 2 мл 5%-ного раствора глюкозы, прибав­ляют 2 мл 10%-ного раствора карбоната натрия и раствор индиго-кармина до получения темно-синей окраски. При осторожном нагревании полученного раствора происходит восстановление лндигокармина и жидкость приобретает желтоватую окраску. Если синяя окраска долго не исчезает, то необходимо добавить немно­го раствора глюкозы. Раствор лейкосоединения охлаждают и силь­но встряхивают. Снова появляется синяя окраска вследствие окис­ления лейкосоединения кислородом воздуха. При повторном нагревании синяя окраска исчезает, и раствор снова приобретает желтый цвет. В этих превращениях глюкоза выступает в роли восстановителя, окисляясь до глюконовой кислоты. Подобные пре­вращения индигокармина в лейкосоединение возможны до пол­ного исчерпания глюкозы.

Определение веществ - маркеров некоторых метаболических нарушений в организме.

Обнаружение ацетона.

Ацетон — один из промежуточных продуктов обмена веществ, не содержащийся в существенных количествах в организме. Одна­ко при некоторых обстоятельствах в крови накапливаются так на­зываемые кетоновые тела, к которым, помимо ацетона, относят­ся ацетоуксусная и р-оксимасляная кислоты. Причиной накопления кетоновых тел является избыточный метаболизм липидов при не­достаточном метаболизме углеводов. Любая причина, приводящая к понижению доступности углеводов, будет усиливать утилиза­цию жирных кислот. При углеводном голодании запасы гликогена быстро истощаются, и выживание зависит от энергии, получае­мой при распаде липидов, что и приводит к накоплению кетоно­вых тел в крови, почках и моче. При значительном накоплении ацетона в организме он может быть обнаружен в выдыхаемом воз­духе. Это состояние называют кетозом. Причины кетоза самые раз­нообразные: ограничения в питании, диеты, желудочно-кишеч­ные заболевания, сахарный диабет, интенсивная мышечная нагрузка.

В медицинской практике накапливающийся в организме аце­тон обнаруживают при помощи проб Легаля и Либена.

Опыт №1 Проба Легаля

В пробирку помещают 1 каплю свежеприготовленного 0,25М раствора нитропруссида натрия, 5 капель воды и 1—2 капли ис­следуемой жидкости, содержащей ацетон. При добавлении 1 капли 2М раствора гидроксида натрия появляется темно-красное окра­шивание, переходящее в оранжевое, которое при подкислений 1 каплей 2М раствора уксусной кислоты усиливается и стано­вится вишнево-красным.

Опыт №2. Проба Либена

В пробирку помещают 1 каплю раствора иода в иодиде калия и 5 капель 2М раствора гидроксида натрия. К обесцвеченному раствору добавляют 1—2 капли исследуемой жидкости. В случае присутствия ацетона немедленно без нагревания выпадает желто-белый осадок с характерным запахом йодоформа:

иодоформ ацетат натрия

Иодоформная проба очень чувствительна и позволяет обнару­живать ацетон в растворах при содержании его около 0,04%.

Определение глюкозы в моче

Глюкоза в нормальной моче обычными лабораторными мето­дами не обнаруживается, хотя моча и содержит от 10 до 20 мг глюкозы на 100 мл. Повышенное содержание глюкозы в моче (гликозурия) наблюдается при анестезии, асфиксии, а также при раз­личных эмоциональных состояниях и нарушениях функции по­чечных канальцев. Однако обычно гликозурия является следствием сахарного диабета, при котором содержание глюкозы в моче дос­тигает 12%.

Для клинического определения глюкозы в моче (помимо инст­рументальных методов) применяют реактив Гайнеса. Этот реак­тив представляет собой щелочной раствор глицерата меди.

Опыт 148. Определение глюкозы с помощью реактива Гайнеса

В пробирку помещают 1 каплю 0,1М раствора сульфата меди и 2 капли 2М раствора гидроксида натрия. К образовавшемуся осад­ку гидроксида меди (II) добавляют 1 каплю глицерина. Содержи­мое пробирки перемешивают. При этом образуется темно-синий Раствор глицерата меди. К полученному раствору

прибавляют 1—2 капли исследуемого раствора и несколько капель воды. Раствор перемешивают и нагревают. Если в исследуемом ра­створе содержится глюкоза, то в нагретой пробирке постепенно появляется красный осадок оксида меди (I).

Определение мочевой кислоты

Мочевая кислота — продукт азотистого обмена в организме животных и человека. Она содержится в крови, мозге, печени и поте млекопитающих. Отношение концентрации мочевой кисло­ты в моче к концентрации ее в плазме равно 20:1. Избыток мо­чевой кислоты выделяется с мочой, даже если ее концентрация в плазме слегка превышает нормальную. Количество мочевой кис­лоты, выделяемой с мочой, зависит от количества производных пурина, потребляемых с пищей. Так, выделение мочевой кисло­ты возрастает при употреблении продуктов, которые содержат много нуклеопротеидов (например, ткань желез). Повышенное выделение мочевой кислоты наблюдается при лейкемии, гепа­тите и подагре, а также после применения аспирина и кортико-стероидов.

Растворимость натриевой соли мочевой кислоты в жидкостях организма составляет 6,4 мг/100 мл. При подагре наблюдается накопление мочевой кислоты, и большие количества ее концен­трируются в хрящах, образуя подагрические отложения. Отложе­ния мочевой кислоты формируют также камни в почках, что приводит к повреждению тканей почек и мочевыводящих путей.

Для определения содержания мочевой кислоты может быть использована мурексидная проба. При окислении мочевой кисло­ты (как и других производных пурина) азотной кислотой образу­ется аллоксантин, который в щелочной среде образует окрашен­ные соли пурпуровой кислоты — мурексиды.