мета-фталевої кислоти.

2. Здійснити перетворення:

етан → етилен → етанол → оцтова кислота → натрій ацетат → метан →

→ ацетилен → бензол → толуол → бензойна кислота → натрій бензоат

Самостійна робота №9

Гідроксикислоти, фенолокислоти

1. Скласти рівняння реакцій, що підтверджують хімічні властивості:

• яблучної кислоти;

• винної кислоти;

• лимонної кислоти;

• саліцилової кислоти.

2. Заповнити таблицю 1:

Використання карбонових кислот у медицині

2. Заповнити таблицю 2: Використання карбонових кислот в аналітичній хімії

Кислота	Використання
мурашина кислота
щавлева кислота
винна кислота
сегнетова сіль
реактив Фелінга

2. Заповнити таблицю 3: Якісні реакції на карбонові кислоти

Зміст теми:

Використання карбонових кислот у медицині

• Молочна кислота – має бактерицидну дію, використовується зовнішньо для

припікання (80% сироп).

• Кальцій лактат – використовують при недостачі Са²⁺ в організмі (препарат

кальцію).

• Ферум (ІІ) лактат – використовують при анеміях (препарат заліза).

• Винна кислота – м’який проносний засіб.

• Натрій цитрат – консервант крові ( 1: 9 ).

• Ферум (ІІІ) цитрат – при анеміях.

Використання карбонових кислот в аналітичній хімії

• Мурашина кислота – використовується як неводний розчинник для кислотно – основного титрування.

• Щавлева кислота – використовується в якісному аналізі для відкриття іонів кальцію.

• Винна кислота – використовується в якісному аналізі для відкриття іонів калію:

С ООН СООК

׀ ׀

СН – ОН СН – ОН

׀ + КОН → ׀ + Н₂О

СН – ОН СН – ОН

׀ ׀

СООН СООК

калію гідротартрат

• Сегнетова сіль ( натрій – калій виннокислий) – використовується в якісному аналізі для виготовлення реактиву Фелінга:

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

СООNa СООNa

׀ ׀

С Н – ОН СН – О

׀ + Cu(OH)₂ → ׀ Cu + 2Н₂О

СН – ОН СН – О

׀ ׀

СООK СООK

• Реактив Фелінга – використовують для відкриття альдегідів.

Самостійна робота №10 Естери. Жири.

1. Скласти конспект з питань:

– естери: визначення, загальна формула, номенклатура, хімічні властивості,

добування;

– жири: визначення, класифікація, хімічні властивості, добування, біологічна

роль;

– воски: тваринні та рослинні; м’які та тверді.

2. Скласти рівняння добування з саліцилової кислоти:

• метилсаліцилату;

• фенілсаліцилату.

2. Здійснити перетворення:

а) етан → етанол → оцтова кислота → метилацетат → етилацетат → калій ацетат →

→ ферум (ІІІ) ацетат

б) ацетилен → бензол → толуол → бензойна кислота → метилбензоат → натрій →

→ бензойна кислота → амід бензойної кислоти бензоат

Зміст теми:

Естери

• це похідні карбонових кислот, у яких група ОН заміщена залишком спирту.

O

R – C

O – R

З агальна формула

Номенклатура

O

Н – C мурашино–етиловий естер або

O – С₂Н₅ етиловий естер мурашиної кислоти

O

СН₃ – C оцтово–метиловий естер або

O – СН₃ метиловий естер оцтової кислоти

Ізомерія:

• с труктурна O О

С₂Н₅ – C та СН₃ – C

O – СН₃ О – С₂Н₅

• міжкласова

O О

С₂Н₅ – C та С₃Н₇ – C

O – СН₃ ОН

Хімічні властивості:

О

• г ідроліз СН₃ – С + НОН → СН₃СООН + С₂Н₅ОН

О – С₂Н₅

• л ужний гідроліз О

СН₃ – С + NaОН → СН₃СООNa + С₂Н₅ОН

О – С₂Н₅

• а моноліз О О

СН₃ – С + NН₃ → СН₃ – С + С₂Н₅ОН

О – С₂Н₅ О – NН₂

• п ереестерифікація О О

СН₃ – С + СН₃ОН → СН₃ – С + С₂Н₅ОН

О – С₂Н₅ О – СН₃

Добування – реакція естерифікації:

H₂SO₄ О

СН₃СООН + С₂Н₅ОН → СН₃ – С + Н₂О

О – С₂Н₅

Використання у медицині: метилсаліцилат, фенілсаліцилат (фармакологічну дію дивись в темі „Саліцилати”)

Жири

• це естери спирту гліцерину та вищих жирних кислот.

Класифікація жирів:

• з а складом прості

змішані

• з а фізичними властивостями тверді

рідкі (олії)

• з а походженням тваринні

рослинні

Хімічні властивості:

• гідроліз

СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁ СН₂ – ОН

СН – О – СО – С₁₅Н₃₁ + 3НОН → СН – ОН + 3С₁₅Н₃₁СООН

СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁ СН₂ – ОН

• лужний гідроліз (омилення)

СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁ СН₂ – ОН

СН – О – СО – С₁₅Н₃₁ + 3NaОН → СН – ОН + 3С₁₅Н₃₁СООNa

СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁ СН₂ – ОН мило

• гідрогенізація рідких жирів

СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₃ СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₅

СН – О – СО – С₁₇Н₃₃ + 3Н₂ → СН – О – СО – С₁₇Н₃₅

СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₃ СН₂ – О – СО – С₁₇Н₃₅

Добування жирів:

СН₂ – ОН СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁

СН – ОН + 3С₁₅Н₃₁СООН → СН – О – СО – С₁₅Н₃₁ + 3Н₂О

СН₂ – ОН СН₂ – О – СО – С₁₅Н₃₁

Біологічна роль жирів:

• енергетична функція;

• поживна функція;

• захисна функція;

• терморегуляція.

Воски

• це естери вищіх карбонових кислот та вищіх спиртів.

Воски поділяють на тваринні (спермацет, бджолиний віск, ланолін) та рослинні (воски з листів рослин). Температура плавлення восків зростає зі зростанням карбонових радикалів кислот та спиртів. У зв'язку з цим воски бувають м’які та тверді.

М’які воски:

• ланолін – виробляється шкірними залозами вівець. Використовують як основу лікарських мазей.

• спермацет – добувають з голови кашалоту. Використовують як основу лікарських мазей.

Тверді воски:

• бджолиний віск – добувають з бджолиних сотів. Використовують як основу лікарських мазей та косметичних препаратів.

Самостійна робота №11 Вуглеводи

1. Скласти конспект з питань:

– класифікація дисахаридів;

• сахароза: добування, гідроліз;

• мальтоза: добування, окислення, гідроліз;

• лактоза: добування, окислення, гідроліз;

• крохмаль: будова, фотосинтез, властивості, біологічна роль;

• целюлоза: будова, властивості, ефіри целюлози, біологічна роль;

• використання вуглеводів у медицині.

Сахароза

• Добування:

СН₂ОН

О О

Н Н НОН₂С ОН

+ + →

НО НО ОН Н СН₂ОН

Н ОН ОН Н

α – глюкоза β – фруктоза

СН₂ОН

О О

Н Н НОН₂С Н

+ Н₂О

НО О СН₂ОН

Н ОН сахароза ОН Н

• Гідроліз:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

глюкоза фруктоза

Мальтоза

• Добування:

СН₂ОН СН₂ОН

О О

Н Н Н Н

+ + →

НО НО ОН НО ОН

Н ОН Н ОН

α – глюкоза α – глюкоза

СН₂ОН СН₂ОН

О О

Н Н Н Н

→ + Н₂О

НО О ОН

Н ОН Н ОН

мальтоза

• Реакція „срібного дзеркала”:

СН₂ОН СН₂ОН

О ОН

Н Н Н Н О

ОН Н С + 2Ag(NH₃)₂OH →

НО О Н

Н ОН Н ОН

СН₂ОН СН₂ОН

О ОН

Н Н Н Н О

→ ОН Н С + 2Ag↓ + 4NH₃ + H₂О

НО О ОН

Н ОН Н ОН

• Гідроліз:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → 2С₆Н₁₂О₆

глюкоза

Лактоза

• Добування:

СН₂ОН СН₂ОН

О О

НО ОН Н Н

+ + →

Н НО Н НО ОН

Н ОН Н ОН

β – галактоза α – глюкоза

СН₂ОН СН₂ОН

О О

НО Н Н

→ О + Н₂О

Н Н ОН

Н ОН Н ОН

лактоза

• Реакція „срібного дзеркала”:

СН₂ОН СН₂ОН

О ОН

НО Н Н О

О ОН Н С + 2Ag(NH₃)₂OH →

Н Н Н

Н ОН Н ОН

СН₂ОН СН₂ОН

О ОН

НО Н Н О

→ О ОН Н С + 2Ag↓ + 4NH₃ + H₂О

Н Н ОН

Н ОН Н ОН

• Гідроліз:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

галактоза глюкоза

Крохмаль

• Будова молекули:

СН₂ОН СН₂ОН

О О

Н Н Н Н

... – О О О – ...

Н ОН Н ОН

Складається з залишків α – глюкози:

• амілоза (25%) – лінійна форма;

• амілопектин (75%) – розгалужена форма.

• Фотосинтез: 6n CO₂ + 5n H₂O → (C₆H₁₀O₅)_n + 6n O₂

• Властивості:

1 – в гарячій воді утворює колоїдний розчин (клейстер);

2 – якісна реакція – з йодом дає синє забарвлення;

3 – гідроліз (ферментативний або кислотний):

(C₆H₁₀O₅)_n → (C₆H₁₀O₅)_m → С₁₂Н₂₂О₁₁ → С₆Н₁₂О₆

крохмаль декстрини мальтоза глюкоза

• Біологічна роль:

1 – рослини накопичують крохмаль в процесі фотосинтезу;

2 – до організму тварин та людини крохмаль надходить з їжею, гідролізується частково в ротовій порожнині під дією ферментів слини та повністю в тонкому кишечнику (фермент – амілаза);

3 – глюкоза всмоктується в кров, переноситься до різних органів і тканин, окислюється в клітинах з виділенням енергії;

4 – надлишок глюкози накопичується у вигляді глікогену в м’язах та печінці. При необхідності глікоген знов розкладається до глюкози.

Целюлоза (клітковина)

• Будова молекули:

СН₂ОН СН₂ОН

О О

Н Н

... – О О О – ...

Н Н

Н ОН Н ОН

Складається з залишків β – глюкози, має тільки лінійну форму.

• Властивості:

1 – не розчиняється у воді;

2 – не дає якісну реакцію з йодом;

3 – гідроліз (ферментативний або кислотний):

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → С₆Н₁₂О₆

4 – утворює ефіри, що мають практичне значення.

• Ефіри целюлози:

1 – нітрати целюлози

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3n HNO₃ → [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3n H₂O

тринітрат целюлози

(піроксилін)

Тринітрат целюлози – вибухова речовина.

Моно – , динітрати целюлози – використовують для виготовлення фото – , кіно – , рентгенівських плівок.

2 – ацетати целюлози

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3n СН₃СООН → [C₆H₇O₂(OСОСН₃)₃]_n + 3n H₂O

триацетат целюлози

Ацетати целюлози – штучне волокно.

• Біологічна роль:

1 – стимулює моторику шлунку та кишечнику, виділення травних соків, створює відчуття ситості;

2 – виводить з кишково – шлункового тракту барвники, важкі метали

та радіоактивні елементи, що попадають туди з їжею;

3 – переварювання клітковини відбувається в товстому кишечнику під

дією ферменту целюлаза, але цей процес йде тільки на 10%, тому клітковина

приймає участь в утворенні калу.

Використання вуглеводів у медицині

• Глюкоза є енергетичним „паливом” для організму. Це необхідний компонент крові, її вміст у крові людини становить 80 – 100 мг в 100 мл. Коли вміст глюкози у крові стає більше 180 мг, порушується вуглеводний обмін, виникає цукровий діабет.

У зв’язку з тим, що глюкоза легко і швидко засвоюється, її застосовують як засіб посиленого харчування, а також для виготовлення лікувальних препаратів і при консервуванні крові.

• Фруктоза – найкращий вид цукру для хворих атеросклерозом, при порушенні в організмі обміну жирів.

• Сахароза – використовується для виготовлення сиропів, мікстур для дітей.

• Лактоза – відрізняється від решти цукрів відсутністю гігроскопічності й тому використовується для приготування порошків. Входить до складу сумішей для дитячого дієтичного харчування.

• Сорбіт: – замінник цукру для хворих на цукровий діабет;

– стимулятор виділення жовчі при дуодентальному зондуванні.

• Глюконат кальцію – джерело кальцію в організмі. Також використовують як антиалергічний та кровоспинний засіб.

• Крохмаль – для виготовлення мазей, присипок.

• Колоксилін – для виготовлення рентгенівської плівки.

• Колодій – для закріплення пов’язок.

Самостійна робота №12 Аміни. Амінокислоти. Білки.

1. Заповнити таблицю: Використання амінів, амінокислот та білків у медицині

2. Скласти рівняння реакцій:

– кількісне визначення антифебрину, парацетамолу та фенацетину –

нітритометрія після гідролізу:

О

׀׀ + –

NH – C – CH₃ NH₂ N ≡ N Cl

׀ ׀ ׀

HCl + NaNO₂ + 2HCl

– CH₃COOH – NaCl

׀ – 2H₂O

R

• кількісне визначення двох сульфаніламідних препаратів – броматометрія:

KBrO₃ + 5KBr + 6HCl → 3Br₂ + 6KCl + 3H₂O

NH₂ NH₂

׀ Br ׀ Br

+ 2Br₂ → + 2HBr

׀ ׀

R R

Br₂ + 2KI → I₂ + 2KBr

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆

2. Скласти конспект з питань:

• дія сульфаніламідних препаратів – теорія конкурентного антагонізму;

• білки: будова, властивості, біологічна роль.

2. Здійснити перетворення:

а) бензол → нітробензол → анілін → ацетанілід (феніламід оцтової кислоти)

б) бензол → хлорбензол → фенол → пара-нітрофенол → пара-амінофенол →

→ парацетамол

в) пара-амінофенол → етил – пара-амінофеніловий ефір → фенацетин

г) анілін → сульфанілова кислота → стрептоцид → сульфацил

д) сульфанілова кислота → уросульфан

е) толуол → пара-нітротолуол → пара-нітробензойна кислота → етиловий ефір пара-нітробензойної кислоти → анестезин

Зміст теми:

Лікарські препарати – похідні ароматичних амінів

О О

׀׀ ׀׀

NH – C – CH₃ NH – C – CH₃

׀ ׀

׀

ОН

ацетанілід (антифебрин) – парацетамол – жарознижуючий та жарознижуючий засіб знеболюючий засіб

О

׀׀

NH – C – CH₃

׀

фенацетин – жарознижуючий та знеболюючий засіб

׀

О – С₂Н₅

Сульфаніламідні препарати

Н₂N – – SO₂ – NH – R

R – НN – – SO₂ – NH – R

Мають бактеріостатичну дію. Фармакологічна активність сульфаніламідів пояснюється теорією конкурентного антагонізму. Мікроорганізмам для їх росту необхідна пара – амінобензойна кислота (ПАБК). Сульфаніламіди близькі за будовою до ПАБК:

О

Н₂N – – С

ОН

О

R – НN – – S – NH – R

О

Мікробні клітини використовують сульфаніламіди замість ПАБК, тим самим порушується хід обмінних процесів у мікроорганізмах.

• С трептоцид Н₂N – – SО₂ – NH₂

О

׀׀

• С ульфацил Н₂N – – SО₂ – NH – С – СН₃

NH

׀׀

• Сульгин Н₂N – – SО₂ – NH – С – СН₃

О

׀׀

• У росульфан Н₂N – – SО₂ – NH – С – NН₂

N

• С ульфазин Н₂N – – SО₂ – NH –

N

СН₃

N

• Сульфадимезин Н₂N – – SО₂ – NH –

N

СН₃

Використання амінокислот у медицині

• γ – Аміномасляна кислота (ГАМК, аміналон) – для лікування нервово – психічних захворювань, при ослабленні пам’яті, порушенні мозкового кровообігу:

NH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – COOH

• ε – Амінокапронова кислота – кровоспинний засіб:

NH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – СН₂ – СН₂ – COOH

• Глютамінова кислота – для лікування психічних захворювань:

НООС – СН₂ – СН₂ – СН – СООН

׀

NH₂

• S – вмісні амінокислоти – для профілактики та лікування променевої хвороби:

HS – CH₂ – CH – COOH CH₃ – S – CH₂ – CH₂ – CH – COOH

׀ ׀

NH₂ NH₂

цистеїн метіонін

Похідні ароматичних амінокислот

NH₂

׀

׀

COOH

пара – амінобензойна кислота

NH₂ NH₂

׀ ׀

׀ ׀ C₂H₅

COO – C₂H₅ COO – CH₂ – CH₂ – N

C₂H₅

анестезин новокаїн

Мають анестезуючу дію.

Білки

• це природні біополімери, що складаються з α – амінокислот.

Будова білків:

• Первинна структура – це певна послідовність амінокислот, зв’язаних

пептидними зв’язками. Первинна будова руйнується

тільки в результаті гідролізу білків.

• Вторинна структура – це спіральна форма поліпептидних ланцюгів,

що утворюється в результаті дії міжмолекулярних

водневих зв’язків.

• Третинна структура – це скручування спіралі в клубок, що утворюється за рахунок водневих зв’язків, дисульфідних містків (між радикалами цистеїну) та гідрофобної взаємодії (між неполярними радикалами амінокислот – валіну, лейцину, ізолейцину, фенілаланіну, триптофану).

• Четвертинна структура – це біологічні комплекси декількох асоційованих

білків (наприклад, молекула гемоглобіну складається з

4 субодиниць, кожна з яких має три попередні

структури).

Властивості білків:

• Форма молекули: – глобулярна (білки крові);

– фібрилярна (білки м’язів, волосся, кісток тощо).

• Заряд молекули –залежить від співвідношення позитивно та негативно заряджених полярних амінокислот та від середовища, в якому знаходиться білок:

+ OH^– OH^–

R → R R → R

+ H⁺ H⁺

позитивний заряд негативний заряд

Ізоелектрична точка (рІ) – це таке значення рН розчину, при якому білок втрачає свій заряд.

• Розчинність – визначається наявністю двох факторів: водної оболонки та заряду молекули.

• Оборотне осадження – це втрата розчинності:

• висолювання – руйнування водневої оболонки під дією концентрованих розчинів солей лужних металів та амонію;

• зміна рН розчину до рІ – втрата заряду білкової молекули.

Після усунення факторів, що призвели до осадження білка, він знов стає розчинним.

• Необоротне осадження (денатурація) – руйнування у білків вторинної, третинної та четвертинної структури під дією нагрівання, радіації, сильних кислот і лугів, солей важких металів.

• Гідроліз – розклад білків до амінокислот. Відбувається в організмі під дією ферментів – протеаз: пепсин, трипсин, хімотрипсин.

• Кольорові реакції:

  • біуретова реакція – якісна реакція на пептидні зв’язки. Під дією лугу та кількох крапель розчину CuSO₄ утворюється характерне фіолетове забарвлення;

  • ксантопротеїнова реакція – якісна реакція на ароматичні амінокислоти. При дії на білок концентрованої нітратної кислоти виникає жовте забарвлення, яке при додаванні лугу змінюється на оранжеве.

Біологічна роль білків:

• Структурна функція – білки є будівельним матеріалом клітини.

• Транспортна функція – гемоглобін переносить кисень та вуглекислий газ, ліпопротеїди – жири, трансферази – залізо тощо.

• Енергетична функція – при розкладі білків виділяється енергія, але організм використовує білки як джерело енергії тільки при недостачі жирів та вуглеводів.

• Захисна функція – на дію хвороботворних мікроорганізмів організм відповідає утворенням антитіл, які за своєю природою є білками.

• Каталітична функція – всі реакції в організмі відбуваються за участю ферментів.

• Регуляторна функція – деякі гормони є білками (інсулін, гормони гіпофізу).

Використання білкових речовин у медицині:

• Інсулін – знижує рівень глюкози, використовується при цукровому діабеті.

• Окситоцин – викликає скорочення гладкої мускулатури, особливо мускулатури матки. Використовується в акушерстві та гінекології.

• Антибіотики граміцидин, поліміксин – мають здатність убивати або вибірково пригнічувати ріст збудників захворювань.

Самостійна робота №13 Гетероциклічні сполуки

1. Скласти таблицю 1:

Хімічні властивості гетероциклів, продукти реакцій

2. Скласти таблицю 2: Використання препаратів гетероциклічної будови у медицині

Зміст теми:

Використання препаратів гетероциклічної будови у медицині

• Фуран – ядро нітрофурану міститься в молекулах багатьох бактерицидних препаратів нітрофуранового ряду. Загальна формула фурациліну та фуразолідону:

О₂N – – CH = R

О

• Тіофен – похідні тіофену містяться у препараті іхтіол, що використовується для лікування шкірних хвороб.

• Пірол – ядра піролу та продуктів його відновлення входять до складу хлорофілу, гемоглобіну, вітаміну В₁₂.

• Індол – ядро індолу входить до складу алкалоїдів:

• резерпін – знижує кров’яний тиск та діє заспокійливо на центральну нервову систему. Використовується для лікування гіпертонічної хвороби та психічних розладів;

• стрихнін – збуджує нервову систему, тонізує скелетну мускулатуру, м’язи серця. Використовується як тонізуючий засіб.

• Піразол – ядро піразолу входить до складу антипірину, анальгіну, амідопірину, що мають жарознижуючу та болезаспокійливу дію.

• Імідазол – ядро імідазолу входить до складу пілокарпіну, що використовується для лікування очних хвороб.

• Тіазол – ядро тіазолу входить до складу сульфаніламідних препаратів норсульфазолу та фталазолу, що мають антибактеріальну дію, пеніцилінів – природних і напівсинтетичних, вітаміну В₁.

• Піридин – ядра піридину та його похідних входять до складу вітаміну В₆ , вітаміну РР, недостача якого призводить до захворювання шкіри – пелагра; препаратів ізоніазид та фтивазид (лікування туберкульозу), промедол (наркотичний анальгетик), препарату кордіамін, що стимулює центральну нервову систему, збуджує дихальний та судинорухальний центри головного мозоку.

• Хінолін – ядро хіноліну входить до складу алкалоїду хініну (лікування малярії).

• Ізохінолін – ядро ізохіноліну входить до складу алкалоїдів:

  • папаверин – спазмолітичний та судинорозширюючий засіб;

  • морфін – наркотичний анальгетик;

  • кодеїн – протикашльовий засіб.

• Акридин – входить до складу препарату риванол, що має антисептичну дію.

• Піримідин – ядро піримідину входить до складу вітаміну В₁ , піримідинових основ нуклеїнових кислот, барбітуратів ( снодійні засоби ), калій оротату (використовується при серцевих захворюваннях).

• Піразин – препарат піперазину адипінат використовується як протиглисний засіб.

• Ксантин входить до складу алкалоїдів:

  • кофеїн – міститься в листях чаю та зернах кофе. Використовується як стимулятор ЦНС та кардіотонічний засіб.

  • теофілін – міститься в листях чаю.

  • теобромін – міститься в бобах какао.

Теофілін і теобромін – спазмолітичні (розширюють судини та бронхи) та діуретичні засоби.

• Пурин – входить до складу АТФ (аденозинтрифосфат) – головна енергетична речовина живих організмів, використовують в медицині як лікарський препарат, що стимулює обмінні процеси в міокарді, сприяє кращому засвоєнню кисню.

Самостійна робота №14 Ізопреноїди. Алкалоїди.

1. Скласти таблицю 1:

Використання ізопреноїдів у медицині

2. Скласти конспект з питань:

– каротиноїди;

– стероїди;

– алкалоїди: визначення, виділення з рослинної сировини, загальноалкалоїдні реакції, класифікація алкалоїдів та характеристика окремих алкалоїдів.

Зміст теми:

Каротиноїди – це рослинні пігменти. Деякі з них відіграють роль вітамінів.

Каротин – рослинний пігмент жовто – червоного кольору, міститься у моркві, томатах, вершковому маслі, яєчних жовтках, риб’ячому жирі. Відомі три його ізомери (α, β, γ), що відрізняються числом циклів та положенням подвійних зв’язків. Всі вони є попередниками вітаміну А, недостатність якого призводить до ураження очей.

β – каротин

СН₂ОН вітамін А

Стероїди – це речовини тваринного та рослинного походження, в основі яких лежить стеран:

• Холестерин – входить до складу клітинних мембран, особливо в нервовій тканині, виконує захисну функцію. При порушенні холестеринового обміну він відкладається на стінках кровоносних судин і призводить до атеросклерозу.

• Жовчні кислоти – необхідні для процесу травлення, емульгують жири і тим самим полегшують їх переварювання та всмоктування.

• Стероїдні гормони:

  • кортикостероїди – утворюються в корі надниркових залоз. За характером впливу на процеси обміну вони поділяються на дві групи:

• глюкокортикоїди – регулюють вуглеводний та білковий обмін (гідрокортизон та кортизон – природні гормони; преднізолон – синтетичний гормон);

• мінералкортикоїди – регулюють водно – сольовий обмін (альдостерон).

• статеві гормони – починають вироблятися з періоду статевої зрілості. Під їх впливом формуються вторинні статеві ознаки. Крім того вони впливають на білковий обмін, підвищують стійкість організму до змін зовнішнього середовища.

  • Вітамін D – регулює обмін кальцію та фосфору в організмі. При недостачі вітаміну D у дітей розвивається рахіт, а у дорослих виникає ламкість кісток.

  • Серцеві глікозиди – це сполуки, в яких стероїдна структура зв’язана з вуглеводом. Містяться в деяких рослинах (наперстянка, горицвіт, конвалія та ін.). У великих дозах це дуже сильна отрута, а в малих стимулюють діяльність серцевого м’язу.

Алкалоїди – це група нітрогеновмісних органічних сполук, що виявляють основні властивості і зустрічаються переважно в рослинах. Алкалоїди мають високу біологічну активність: у великих дозах – це отрути, а в малих дозах їх використовують як лікарські препарати.

Більшість алкалоїдів за хімічною будовою відносяться до гетероциклічних сполук. Назва „алкалоїди” пов’язана з основними властивостями цих сполук : alkali (лат.) – луги.

В рослинах алкалоїди зустрічаються у вигляді солей органічних кислот – щавлевої, яблучної, винної, лимонної та ін. Вільні алкалоїди (виділенні з солей) у зв'язку з їх основними властивостями називають алкалоїди-основи.

Зараз відомо більше 5000 алкалоїдів.

Виділення алкалоїдів з рослинної сировини

Виділення алкалоїдів з рослин базується на здатності їх солей добре розчинятися у воді, а алкалоїдів-основ – в органічних розчинниках (хлороформі, ефірі, бензолі).

1. Екстракція у вигляді солей.

Рослинну сировину, що містить алкалоїди, обробляють розчином винної кислоти. Алкалоїди при цьому переходять у розчин у вигляді солей винної кислоти. Потім витяжку обробляють розчином лугу, і алкалоїди-основи, що утворилися, екстрагують органічними розчинниками. Суміш алкалоїдів розділяють на індивідуальні речовини специфічними методами, що залежать від властивостей окремих алкалоїдів.

2. Екстракція у вигляді основ.

Рослинну сировину обробляють розчином лугу (розчини амоніаку, натрій гідрогенкарбонату, натрій карбонату). Алкалоїди-основи екстрагують органічними розчинниками, а потім переводять у солі, обробляючи розчином кислоти.

Загальноалкалоїдні реакції

І. Реакції осадження – базуються на здатності алкалоїдів утворювати з деякими реагентами важкорозчинні прості або комплексні солі.

Утворення простих солей:

1. Реакція з таніном – утворюється нерозчинна сіль алкалоїду і таніну, який має кислотні властивості (тобто це звичайна реакція між основою та кислотою). Реакція має практичне значення: при отруєнні алкалоїдами постраждалому дають пити розчин таніну або просто міцний чай, що містить багато дубильних речовин.

2. Реакція з пікриновою кислотою – реакція між алкалоїдом-основою та кислотою з утворенням жовтого осаду.

3. Реакції з фосфорновольфрамовою та фосфорномолібденовою кислотами – реакції між основою та кислотою.

Утворення комплексних солей:

1. Реакція з HgCl₂.

2. Реакція з розчином І₂ в КІ (реактив Вагнера) – утворюється шоколадно-коричневий осад.

3. Реакція з HgI₂ в КІ (реактив Майера).

4. Реакція з BiI₃ в КІ (реактив Драгендорфа).

ІІ. Реакції забарвлення – це реакції дегідратації, окислення, конденсації та ін.

1. Реакція з концентрованою HNO₃.

2. Реакція з концентрованою H₂SO₄.

3. Реакція з сумішшю HNO₃ та H₂SO₄ (реактив Ердмана).

4. Реакція з сумішшю H₂SO₄ та формальдегіду (реактив Маркі).

Класифікація алкалоїдів

Базується на природі гетероциклів, що входять до складу алкалоїдів.

Г рупа піридину

N

• Нікотин – у вигляді солей лимонної та яблучної кислот міститься в листях тютюну. Дуже токсичний, смертельна доза для людини 40 мг. У невеликій кількості збуджує вегетативну нервову систему, звужує судини. Організм курців поступово звикає до цієї отрути, яка викликає хронічне отруєння.

Г рупа хіноліну

N

• Хінін – міститься у корі хінного дерева. Використовується для лікування малярії, безпосередньо діючи на збудника малярії.

Г рупа ізохіноліну

N

Алкалоїди цієї групи містяться в опії (молочному соку недозрілих головок маку).

• Папаверин – спазмолітичний та судинорозширюючий засіб.

• Морфін – наркотичний анальгетик. Однак широкому його використанню перешкоджає небезпека звикання (морфінізм).

Диацильний похідний морфіну це наркотик героїн.

• Кодеїн – це метиловий ефір морфіну. Незначні зміни структури молекули кодеїну порівняно з морфіном призводять до значної зміни фармакологічної активності. Знеболююча дія кодеїну у 6-7 разів менше, ніж морфіну. На відміну від морфіну, кодеїн пригнічує кашльовий центр, тому його використовують як протикашльовий засіб.

Група тропану

Тропан – це біциклічна система, що складається з піролідинового та піперидинового циклів зі спільним атомом N:

+2H₂ +3H₂

→ →

N N

H H N N піперидин

пірол піролідин піридин H

N

СН₃ тропан

• Атропін – міститься в рослинах красавка та дурман:

• спазмолітичний засіб;

• розширює зіниці, тому використовується в очній практиці для обстеження очного дна.

• Кокаїн – міститься в листях кущів коки. Має місцеву знеболюючу дію. Однак із-за високої токсичності та небезпеки звикання (кокаїнізм) має обмежене використання – знеболюючий засіб в очній та стоматологічній практиці.

Група індола

N

H

• Резерпін – знижує кров’яний тиск та діє заспокійливо на центральну нервову систему. Використовується для лікування гіпертонічної хвороби та психічних розладів.

• Стрихнін – збуджує нервову систему, тонізує скелетну мускулатуру, м’язи серця. Використовується як тонізуючий засіб.