Тема 25. Алкалоиды
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Определение алкалоидов.
2. Классификация и номенклатура алкалоидов: 1) по химической структуре, 2) по биогенетическим предшественникам, 3) по природным источникам.
3. Важнейшие представители алкалоидов (химическая структура, природные источники, физиологическое действие).
3.1. Группа фенилэтиламина. Эфедрин, псевдоэфедрин. Их изомерия, структурное сходство с адреналином. Тирамин.
3.2. Группа пирролидина. Стахидрин, гигрин.
3.3. Группа пиридина. Никотин. Доказательство строения: окисление с образованием никотиновой кислоты. Анабазин. Химические свойства: бензоилирование, алкилирование. Анабазин гидрохлорид – лекарственный препарат.
3.4. Группа пиперидина. Лобелин. Синтез из лутидина.
3.5. Группа хинолина. Хинин и цинхонин. Строение хинуклидинового фрагмента. Синтетические препараты – хиноцид, примахин.
3.6. Алкалоиды опия.
3.6.1. Группа изохинолина. Папаверин, наркотин. Синтез папаверина.
3.6.2. Группа фенантрена. Морфин, кодеин. Структура циклической системы, функциональные группы. Синтетические аналоги (героин). Метилирование морфина – получение кодеина. Связь между природой функциональных групп и биологической активностью. Физиологические последствия употребления препаратов опия.
3.7. Группа тропана. Пространственное строение тропана. Атропин, кокаин: строение их "анестезиофорной" группировки, отличие их физиологического действия.
3.8. Группа индола. Гармин, иохимбин, резерпин.
4. Реакции качественного обнаружения алкалоидов
5. Применение алкалоидов в фармации.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:
Лабораторная работа №18 Качественные реакции на алкалоиды.
ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Приведены структурные формулы шести алкалоидов. Определите: 1) из названия; 2) из каких растительных источников они получаются. Выделите и назовите гетероциклические фрагменты в их структуре. Определите основный центр молекулы, если таких центров несколько, то выделите наиболее основный:
Во всех следующих заданиях дополните приведенные схемы синтеза:
2. Синтез алкалоида конина (Ладенбург, 1886 г.), содержащегося в пятнистом болиголове, вызывающего паралич ЦНС и остановку дыхания:
3. Синтез тирамина:
4. Схема промышленного получения папаверина из вератрола (I).
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1.Конспект лекции по теме "Алкалоиды".
2.Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков – Биоорганическая химия – ДРОФА, М., 2007 г., с. 484-491.
Дополнительная:
1.В.В.Племенков "Введение в химию природных соединений" (учебное пособие), Казань, 2001, с.223-261.
3. Иванов В.Г., Горленко В.А., Гева О.Н. "Органическая химия" М."Мастерство", 2003, с.593-599.
Тема 26. Терпены
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Изопреноиды, их структура. "Изопреновое правило" Ружички.
2. Определение и химическая структура терпенов.
3. Классификация терпенов:
а) по количеству изопреновых звеньев;
б) по количеству циклов.
4. Физические свойства терпенов (плотность, т. кип., запах). Природные источники терпенов (живица, скипидар, канифоль), методы их выделения из природных источников.
5. Основные представители терпенов: нахождение в природе, химическая структура, химические свойства, биологическая активность, значение в фармации.
5.1. Монотерпены:
5.1.1. Ациклические: мирцен, оцимен, гераниол, цитраль.
5.1.2. Моноциклические:
а) Ментол: его стереоизомерия; природные источники, биологические свойства. Синтез ментола из м-крезола. Препарат валидол – его состав и метод получения.
б) ментадиены: их изомерия (дипентен, лимонен и др.), гидратация – образование терпин-гидрата, синтез терпингидрата из пинена.
5.1.3. Бициклические:
а) группа пинана: строение α- и β-пиненов, превращение α-пинена в терпингидрат;
б) Группа камфана. Камфора – её физические свойства и стереоизомерия, природные источники и способы выделения. Синтез камфоры из пинена. Реакция камфоры с гидроксиламином (количественное определение). Производные камфоры – лекарственные препараты: бромкамфора, сульфокамфорная кислота. Получение бромкамфоры бромированием камфоры, её реакция с цинком в щелочной среде (количественное определение). Сульфокамфора – реакция с ДНФГ, сплавление с карбонатом и нитратом натрия, реакция с NaOH (качественное и количественное определение).
6. Тетратерпены. Каротиноиды: каротин, витамин А (ретинол, ретиналь) – их природные источники, химическая структура, биологическая активность. Превращение каротина в ретиналь.
ПИСЬМЕННОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
1. Напишите схему следующих превращений, приведите названия всех соединений:
2. Составьте схемы следующих реакций Δ3 –ментена:
3. Представлены формулы гераниола (А – компонент масла герани) и цитраля (В - компонент масла лимона, применяющийся в медицине). Предложите путь получения этих веществ из β-мирцена (см. вопрос 1).
Проанализируйте эти структуры и определите: а) их общие реакции; б) их отличительные реакции; в) реакции, связывающие эти соединения между собой.
4. При димеризации изопрена по типу диенового синтеза образуется дипентен - рацемическая форма циклического монотерпена. Напишите схему этой реакции, выделите в структуре дипентена хиральный атом углерода.
5. При полной гидратации дипентена или его оптически активного энантиомера лимонена (компонент лимонного масла, скипидара), образуется двухатомный спирт терпин – лекарственный препарат, применяющийся при бронхите. Напишите схему этой реакции, в структуре терпина отметьте хиральные атомы углерода.
6. Ретиналь, ретинол и каротин – вещества, обладающие А-витаминной активностью. Напишите структурные формулы этих соединений и схему превращений, связывающую их друг с другом.
7. Составьте схемы следующих превращений камфоры:
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:
Основная:
1. Конспект лекции по органической химии, тема "Терпены, каротиноиды".
2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия" М., Медицина, 1991г., с.442-447.
Дополнительная:
1. В.Г.Беликов "Фармацевтическая химия", изд. 4-е, М., МЕДпресс-информ, 2007 г. с.326-339.
2. Машковский М.Д. "Лекарственные средства" (пособие для врачей) в 2 частях,
М., Медицина, 1993 г.