Контрольная работа: Алкалоїди й історія їхнього відкриття

У 1925р. Робінсон і Галланд встановили будова морфіну, в основі якого лежить наступна ізохінолін-фенантренового угруповання: синтезовано він був в 1952 році (Гейтс і Тшуді).

Нікотин. Кокаїн

У 1886р. Ладенбурге від -піколіна перейшов до   пропілпіперідіну і розщепив отриманий продукт на оптичні ізомери шляхом кристалізації його у вигляді кислого тартрату, причому правообертальні ізомер виявився тотожним природному алкалоїди кониїн. Цей алкалоїд був відкритий ще в 1827 р. Гізеке у витяжці з болиголова (Cnium maculatum), а в 1881 р. Гофман встановив його структурну формулу і показав ставлення кониїн до піридину і піперидину.

Алкалоїд нікотин, як видно з формули також належить до піридинових або, точніше, піридин-пірролідіновой групі алкалоїдів. Він був відкритий в тютюні Вокленом (1809), що встановив також належність нікотину до підстав. Правильна структурна формула нікотину запропонована Піннера (1891); вона була підтверджена синтезом цього алкалоїду, здійсненим Пикте (1903).

Окисленням нікотину Хуберт (1867) отримав нікотинову кислоту. Скрауп і Лобенцль (1883) встановили будова  - і -пірідікарбонових кіслот (піколіновой і нікотинової) отриманням їх при окисленні хіноліну та ізохіноліну.

До алкалоїдів піперидин-пірролідіновой групи належить алкалоїд кокаїн. Після декількох невдалих спроб виділити його з листя коли це вдалося Німану (1860) в лабораторії Велера. Велер і Лоссен запропонували (1862) емпіричну формулу кокаїну С16Н20О4N, допустивши помилку тільки у визначення числа атомів водню (повинно бути Н21, а не Н20). Ліберман і Гізель (1890) удосконалили спосіб отримання кокаїну з листя коли і тим відкрили шлях до промислового виробництва цього алкалоїду.

З продуктів свого розкладання кокаїн був знову синтезований незалежно Мерком та Скраупом (1885). Вперше правильну структурну формулу кокаїну запропонував Вільштеттер (1897); він підтвердив її в 1923 році 18-ступінчастим синтезом цього алкалоїду.

Стрихнін

З деяким підставою до похідних індолу з гідровані гетероциклом можна віднести алкалоїд стрихнін, тому що при його окисленні виділяється дінітроіндол-дікарбоновая кислота. Алкалоїди стрихнін і бруцін (діметоксільне похідне стрихніну) були виділені Пеллетьє і Каванту (1818) з «блювотних горішків» - насіння одного отруйного індонезійського рослини. Систематичні структурні дослідження цих алкалоїдів почалися з робіт Тафеля (з 1890р.) Та Лейкс (з 1908р.). До 1910р. відноситься перша робота з вивчення будови цих алкалоїдів Перкина-молодшого і Робінсона. У цій роботі вже була запропонована формула стрихніну, що містить шість циклів. Щоправда, обидва атоми азоту у Перкина і Робінсона виявилися помилково в одному і тому ж, притому шестичленним, циклі. Після смерті Перкина в 1924р. дослідження стрихніну продовжував Робінсон, який нарешті в 1945р. прийшов до правильної структурної формулою цього алкалоїду. Синтезовано стрихнін Вудвордом в 1945р. Це був, звичайно, черговий тріумф органічного синтезу.

Пілокарпін

Застосовується в медицині алкалоїд пілокарпін був виділений з рослинних речовин у 1875р. англійським хіміком Харді. Будова пілокарпіну було доведено в 1930р. Чічібабіна і Н.А. Преображенським, а синтез здійснений у 1933р. Преображенським і співробітниками.

Псевдопельтерін

Алкалоїд псевдопельтерін відкритий в корі гранатового дерева в 1878г. Танре.

Кофеїн. Теобромін. Теофілін

Косель ще в 80-х роках 19в. 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:

Похідними цих підстав є алкалоїди.

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 Месером 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 1816г., Харківський професор І. Гізі відкрив алкалоїд хінін. Величезну роль в хімії алкалоїдів зіграли роботи А.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

Серед алкалоїдів ми знаходимо і найсильніші отрути (стрихнін, бруцін, нікотин), і корисні ліки (пілокарпін - засіб для лікування глаукоми, атропін - 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, у 1952 році. 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 зробити висновок, що алкалоїди - вельми великий клас органічних сполук, що надають саме різне дію на організм людини. У цьому полягає їх важлива роль, яку відіграють алкалоїди в хімічній науці в цілому і в повсякденному житті зокрема.

Література

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.

6. Шульпин Г.Б. Ця захоплююча хімія. - М.: Хімія, 1984 р.