Производные пиридина и пиперидина

Простые производные пиридина и пиперидина, бициклические неконденсированные системы. Действие на организм анабазина гидрохлорида, выделение из биологического материала. Реакция с реактивом драгендорфа, фотоколориметрическое определение анабазина.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ГБОУ ВПО

«ВГМА им. Н.Н. Бурденко» минздравсоц развития РФ

Кафедра Организации фармацевтического дела и технологии лекарств

РЕФЕРАТ

По токсикологической химии

Тема: Производные пиридина и пиперидина

Воронеж , 2011

ВВЕДЕНИЕ

Пиридин был открыт в 1846 г. Андерсоном при исследовании костяного масла, получающегося сухой перегонкой необезжиренных костей. В 1869 г. Кернер в частном письме к Каниццаро высказал мысль, что П. Может быть рассматриваем, как бензол, в котором одна группа СН замещена азотом. По мнению Кернера, подобная формула не только объясняет синтезы пиридина, но, главным образом, указывает, почему простейший член ряда пиридиновых оснований имеет пять атомов углерода. Через год Дьюар (Dewar), независимо от Кернера, пришел к той же формуле, которая затем нашла себе подтверждение и в позднейших работах других химиков. Позже изучением структуры пиридина занимались Томсен, Бамбергер и Пехманн, Чамичан и Деннштедт. В 1879 г. А. Вышнеградский высказал мнение, что, может быть, все растительные основания суть производные пиридина или хинолина, а в 1880 г. Кенигс предлагал даже именем алкалоидов называть только те растительные основания, которые могут быть рассматриваемы, как дериваты пиридина. Однако на настоящее время границы понятия «алкалоиды» значительно расширились.

Пиперидин (пентаметиленимин) - гексагидропиридин, шестичленный насыщенный цикл с одним атомом азота. Бесцветная жидкость с аммиачным запахом, смешивается с водой, а также с большинством органических растворителей, образует азеотропную смесь с водой (35% воды по массе, Tкип 92.8°C) Входит в виде структурного фрагмента в фармацевтические препараты и алкалоиды. Получил своё название от латинского названия черного перца Piper nigrum, из которого впервые был выделен.

Впервые пиперидин быль выделен Эрстедом из черного перца в 1819 году. В 1894 году осуществлён его полный синтез Альбертом Ладенбургом и Шолцом.

1. Производные пиридина и пиперидина

Рис. 1 - Пиридин пиперидин

Это большая группа алкалоидов, в которой можно выделить несколько подгрупп:

А) простые производные пиридина и пиперидина:

Лобелин (лобелия взутая), кониин (болиголов пятнистый)

Б) Алкалоиды, содержащие гетероцикл в неизмененном виде (собственно гетероцикл), т.е. бициклические неконденсированные системы:

Рис. 2 - Аанабазин никотин

(Anabasis aphylla, (Nicotiana sp., Solanaceae)

Chenopodiaceae) из табака из анабазиса безлистного

В) Бициклические конденсированные системы пирролидина и пиперидина (тропановые алкалоиды):

Все тропановые алкалоиды являются производными двух аминоспиртов: тропина и скопина, образующих сложные эфиры с троповой кислотой.



Рис. 3 Тропан Тропин (тропанол)Скопин (скопанол)

2. АНАБАЗИН

Анабазин - алкалоид, содержащийся в ежевнике безлистном. Небольшие количества анабазина содержатся в табаке. Основание анабазина представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, которая хорошо растворяется в воде и ряде органических растворителей.

Рис. 4

Анабазин экстрагируется органическими растворителями, как из кислых, так и из щелочных водных растворов. Однако большие количества анабазина экстрагируются из щелочных водных растворов, из которых он перегоняется с водяным паром без разложения.

Применение. Действие на организм. Анабазина гидрохлорид применяется в виде таблеток для облегчения отвыкания от курения. Сумма сульфатов алкалоидов, выделенных из ежевника безлистного, в смеси с хозяйственным мылом применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений. Для указанной цели также применяется анабадуст. Анабазин применяется в ветеринарии для борьбы с вшивостью животных, для лечения стригущего лишая и чесотки у животных и т.д.

В малых дозах анабазин возбуждает центральную нервную систему, усиливает дыхание, повышает кровяное давление, возбуждает ганглии вегетативной нервной системы. В больших дозах анабазин оказывает угнетающее и парализующее действие вегетативных ганглиев. Анабазин проникает в организм с вдыхаемым воздухом, а также через неповрежденную кожу и может давать тяжелые отравления. Выделяется из организма с мочой. Метаболизм анабазина изучен недостаточно.

Выделение анабазина из биологического материала. Для выделения анабазина применяют метод, основанный на изолировании алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой, а также метод перегонки с водяным паром.

Один из методов выделения анабазина основан на том, что биологический материал настаивают с водой, подкисленной серной кислотой. Полученную кислую вытяжку фильтруют или центрифугируют, подщелачивают и взбалтывают с хлороформом или другими органическими растворителями, в которые переходит основание анабазина.

Учитывая летучесть основания анабазина, хлороформную вытяжку насыщают газообразным хлороводородом. В результате этого основание анабазина переходит в нелетучий гидрохлорид этого алкалоида. После этого хлороформную вытяжку выпаривают досуха. В сухом остатке определяют наличие анабазина. Подробно методика выделения анабазина из биологического материала приводится ниже.

Для насыщения хлороформной вытяжки газообразным хлороводородом берут колбу Вюрца вместимостью 50-100 мл, в которую вносят 25 мл раствора соляной кислоты (плотность 1,19). Колбу Вюрца закрывают пробкой с капельной воронкой, в которую вносят концентрированную серную кислоту (плотность 1,84). Затем из капельной воронки к соляной кислоте по каплям прибавляют концентрированную серную кислоту. При этом выделяется газообразный хлороводород, который в течение 2-3 мин пропускают через хлороформную вытяжку из биологического материала, содержащую анабазин.

Получение хлороводорода и насыщение им хлороформной вытяжки проводят под тягой.

В стакан вместимостью 500 мл вносят 100 г измельченного биологического материала (печень, почки, желудок с содержимым и др.) и приливают такое же количество 0,02 н. раствора серной кислоты, чтобы жидкость полностью покрыла твердые частицы исследуемого объекта. Смесь хорошо перемешивают и проверяют рН по универсальному индикатору (рН смеси должен составлять ~ 2,5). При необходимости прибавляют 10 %-й раствор серной кислоты до рН = 2,5. Смесь оставляют на 2 ч при периодическом перемешивании, затем сливают водную вытяжку и процеживают ее через марлю, а биологический материал еще 2 раза настаивают с новыми порциями 0,02 н. раствора серной кислоты, как указано выше.

Водные вытяжки соединяют, переносят в стакан (пробирку) для центрифугирования и центрифугируют. Центрифугат сливают, оставшийся в стакане (пробирке) твердый остаток перемешивают стеклянной палочкой, прибавляют к нему 5-10 мл 0,02 н. раствора серной кислоты и снова центрифугируют. Центрифугат сливают и присоединяют его к ранее полученному центрифугату.

К объединенному центрифугату прибавляют порошкообразный сульфат аммония до насыщения (при этом рН жидкости должно сохраняться~2,5). Смесь центрифугата и сульфата аммония оставляют на 2 ч, после чего осадок отделяют центрифугированием. Центрифугат переносят в делительную воронку и 2 раза в течение 5-10 мин взбалтывают с диэтиловым эфиром (порциями по 50 мл). Эфирные вытяжки отделяют и в дальнейшем не исследуют.

Оставшийся в делительной воронке кислый раствор подщелачивают 5 %-м раствором гидроксида натрия до рН = 8,5...9,0 и 3 раза взбалтывают с хлороформом (порциями по 50 мл). Хлороформные вытяжки соединяют, фильтруют через бумажный фильтр, а затем фильтрат насыщают газообразным хлороводородом в течение 2-3 мин и отгоняют хлороформ досуха. Сухой остаток или его раствор в хлороформе используют для идентификации и количественного определения анабазина.

Обнаружение анабазина

Реакция с реактивом Драгендорфа. На предметное стекло наносят 2-3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты и каплю реактива Драгендорфа. Предметное стекло вносят во влажную камеру на 20-30 мин, а затем продукт реакции рассматривают под микроскопом. Появление сростков, состоящих из оранжево-красных кристаллов, имеющих игольчатую форму, указывает на наличие анабазина в исследуемом растворе. Предел обнаружения: 1 мкг анабазина в пробе.

С реактивом Драгендорфа кристаллические осадки дают кониин, никотин и ряд других азотсодержащих веществ. Однако форма кристаллов анабазина с реактивом Драгендорфа отличается от формы кристаллов других указанных веществ.

Реакция с солью Рейнеке. На предметное стекло наносят 2- 3 капли раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,01 н. раствора соляной кислоты и каплю 1 %-го свежеприготовленного раствора соли Рейнеке. При наличии анабазина в пробе через несколько минут под микроскопом наблюдаются сростки, состоящие из мелких игольчатых кристаллов, которые несколько увеличиваются при стоянии. Предел обнаружения: 0,7 мкг анабазина в пробе.

Реакцию с солью Рейнеке дает и никотин, но форма к...