|
|
|
Главная --> Справочник терминов Природных красителей Среди множества природных соединений существует обширный класс — изопреноиды (или тсрпеноиды), биологические функции которых длительное время оставались совершенно непонятными. В этот класс входит ряд соединений с несомненной утилитарной значимостью (как то: камфора, природный каучук, ментол, каротины), некоторые соединения (например, витамин А), незаменимые для нормального функционирования организмов млекопитающих. Однако в целом к Г>0-м годам нашего века складыпалось впечатление, что большинство изопренои-дов лишены и практической полезности, и физиологической активности; считалось даже, что это главным образом балластные вещества, назначение которых — связывать отходы метаболизма («шлаки»). Казалось, что только профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску, выделению из природных источников, установлению строения и синтезу изопреноидов. Типичная «инвентаризация имущества», числящегося на балансе природы! Типичный пример такого развития событий можно найти в истории химии стероидных соединений. Первый стероид — холестерин — был выделен еще в XVIII в. из мочевых камней. С тех пор еще сотни стероидов были выделены из самых различных природных источников и и дополнение к этому синтезиронаны еще многие тысячи. Спрашивается, зачем это надо было делать? 15о всех обсуждавшихся выше задачах синтез выполняет чисто препаративную функцию, т. е. поставляет нужные вещества. 15 принципе в таких задачах сам способ получения несуществен: вещества можно выделить из природных источников, получить биохимическим или микробиологическим путем, если это возможно (хотя в большинстве случаен химический синтез оказывается наиболее общим и надежным путем). Ксть, однако, области, в которых синтез выполняет не служебную роль, а составляет самую суть задачи. Речь идет в первую очередь о встречном синтезе природных соединений или соединений, впервые полученных путем неизвестных ранее химических превращений. В таких случаях наиболее надежным, бесспорным доказательством справедливости определенной аналитическими методами структуры нового соединения является его химический синтез и установление идентичности исследуемого вещества с синтетическим. Алканы весьма распространены. Это следует хотя бы из объемен получения метана - основного компонента природного и попутногс газа. Природного газа только у нас в стране лет 10 назад получаль более 600 млрд. м3, а сейчас - в два раза меньше. Хотя метан синтези ровать, т.е. получать искусственно, пока нет необходимости, некоторые алканы (по крайней мере выше С^ приходится получать не только в лаборатории, но и в промышленности. Конечно же, предпочитают выделять готовые алканы из природных источников. Биологически важный циклический дисульфид представляет собой л и п о н о в а я, или тиоктовая, кислота, выделенная из многих природных источников; было показано, что она является коферментом при окислительном декарбоксилирозании пировиноградной кислоты. Ее уда- Синтетические каучуки (СК) — аналоги натурального каучука, получаемые синтетическим путем из мономеров (каучукогенов) — бутаднена-1,3, изопрена, хлоропрена и др. Основной метод их получения— цепная полимеризация (по радикальному или ионному механизму, см. с. 390). Получение синтетических каучуков вызвано бурным развитием некоторых областей промышленности (автомобилестроение и авиация), отсутствием в ряде стран, в том числе и в Советском Союзе, природных источников натурального каучука, а также возросшими требованиями к каучукам (масло- и бензостой-кость, морозо- и теплостойкость, газонепроницаемость, прочность к истиранию и т. д.). Кроме глюкозы имеется еще семь альдогексоз: галактоза, манноза, аллоза, альтроза, гулоза, идоза и талоза. Все 16 изомеров в настоящее время известны и получены либо синтетическим путем, либо выделены из природных источников. Алканы весьма распространены. Это следует хотя бы из объемов получения метана - основного компонента природного и попутного газа. Природного газа только у нас в стране лет 10 назад получали более 600 млрд. м3, а сейчас - в два раза меньше. Хотя метан синтезировать, т.е. получать искусственно, пока нет необходимости, некоторые алканы (по крайней мере выше С6) приходится получать не только в лаборатории, но и в промышленности. Конечно же, предпочитают выделять готовые алканы из природных источников. Из многих природных источников были выделены простые соединения, обладающие приятным и характерным запахом. Запах и вкус некоторого природного материала (например, плодов, цветов, эфирных масел и т. д.) обычно определяется не Одна из характерных особенностей современного этапа развития органической химии — это то, что различные типы углеводородов, ранее казавшиеся изолированными друг от друга, связаны теперь многочисленными взаимными переходами. Это имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение для рационального использования природных источников углеводородов — нефти, природного газа, каменноугольной смолы. Номенклатура и изомерия. Наиболее часто для кар* боковых кислот применяются исторически возникшие названия, связанные в большинстве случаев с названием их природных источников. Поэтому, чтобы в дальнейшем хорошо ориентироваться в номенклатуре органических соединений, следует запомнить названия простейших одноосновных кислот жирного ряда (см. стр. 142). Метиловый спирт СН3ОН. В свободном состоянии метиловый спирт встречается в природе лишь изредка и в очень небольших количествах (например, в эфирных маслах), но производные его распространены довольно широко. Так, например, многие растительные масла содержат сложные эфиры метилового спирта: масло гаултерии — метиловый эфир салициловой кислоты СбН4(ОН)СООСН3, масло жасмина— метиловый эфир антраниловой кислоты СбН4(ЙН2)СООСНз. Простые эфиры метилового спирта чрезвычайно часто встречаются среди природных веществ, например природных красителей, алкалоидов и т. п. Когда в пятидесятых годах прошлого столетия органическая химия начала свое триумфальное шествие, одной из важнейших проблем, стоявших перед нею, являлось получение природных красителей синтетическим путем. Однако вскоре были открыты новые, не существовавшие в природе, классы красителей, и, наконец, были синтезированы красители, обладающие наивысшей прочностью. Большинство описанных до сих пор красителей не способно непосредственно красить хлопок. До 1884 г. вообще не имелось ни одного синтетического красителя, способного без протравы красить хлопковое волокно, а из природных красителей только немногие, как, например, сафлор (из Carthamus tinctorius), орлеан (из мякоти плодов Bixa oreliana) и курку м а (из клубней Curcuma tinctoria) обладали этим ценным свойством.. Эти данные, полученные при расщеплении красящих веществ крови, зеленых листьев и желчи, показывают, что в построении этих важнейших природных красителей большую роль играют пиррольные соединения. В рамках настоящего руководства не могут быть подробно рассмотрены важные работы Ненцкого, Пилоти, Кюстера, Вильштеттера и в особенности Г. Фишера, целью -которых было выяснение структуры этих красящих веществ. Мы должны ограничиться лишь некоторыми указаниями на общее строение этих сложных молекул. 1,4-Бензохинон (раздел 8.4.5) и его производные являются эффективными составляющими выполняющих оборонительные функции секретов некоторых жуков. Сложные производные 1,4-бензохинона, убихиноны (коферменты Q), необходимы для переноса электронов в клеточных мембранах. К производным хинонов относится и витамин К, повышающий свертываемость крови, а также ряд природных красителей (разд. 7.9.2.2). 7.9.2. Отдельные группы природных красителей 7.9.2. Отдельные группы природных красителей. эмпирически, без знания структуры природных красителей и продуктов переработки каменноугольной смолы, в том числе бензола, толуола, нафталина и их аминопроизводных, являющихся исходными веществами для синтеза красителей. Введение в 9,10-положения антрацена двух карбонильных атомов кислорода сильно поляризует его хромофор (атомы кислорода — сильные аук-сохромы), в результате антрахинон имеет оранжевую окраску, т. е. хромофор из слабого превращается в сильный. На основе антрахинонового хромофора получено множество так называемых активных антрахиноновых красителей. Введение дополнительных ауксохромов в бензольные ядра усиливает хромофор антрахинона. Так, введение двух фенольных гидроксилов в 1,2-положения приводит к великолепному ярко-красному красителю — ализарину, который был одним из ценнейших природных красителей, добывающихся из корня морены. В настоящее время ализарин Кроме создания структур живых организмов производные пиримидина и пурина широко используются в структурах алкалоидов, таких как кофеин (кофе и чая), теофшшин и теобромин (чая), многочисленных природных красителей. Они широко используются для синтеза лекарственных и ростовых веществ, среди них такие, как снотворные лекарства — производные барбитуровой кислоты. К производным пиримидина принадлежат лучшие го сульфамидных лекарств, в том числе сульфадимезин: Применение хроматографии особенно важно для разделения веществ, близких по своему составу и свойствам и имеющихся в распоряжении экспериментатора в очень малом количестве. Во многих случаях, например при разделении некоторых природных веществ, в особенности природных красителей, стеринов, аминокислот и т. п., хроматография является практически единственным пригодным способом. При этом оказывается возможным выделить вещества, содержащиеся в смеси в ничтожно малом количестве. Так, при хроматографическом разделении каротинов удалось изолировать f-каротин, содержавшийся в исходной смеси в количестве около 0,1%.  Предварительной ориентации Применять технический Применяются преимущественно Применяют хлористый Предварительно переводят Применяют органические Применяют растворители Применяют соединения Применяют сравнительно |
- |
Навигация