МЕТОДЫВЫДЕЛЕНИЯ, РАЗДЕЛЕНИЯИ ИДЕНТИФИКАЦИИ

ДопущеноМинистерством высшего и среднего специальногообразования СССРв качестве учебного тсобиядля высших учебны t заведений

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО«ВЫСШАЯ ШКОЛА.»

Москва—1961

ВЫДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙИЗ ПРИРОДНЫХ ПРОДУКТОВ

Природные органические соединения отличаются большим многообразием физических и химических свойств. Среди них встречаются относительно простые по составу жидкие вещества, обладающие значительной летучестью, твердые кристаллические соединения, сильно отличающиеся друг от друга температурой плавления и растворимостью, и, наконец, высокомолекулярные (чаще всего аморфные). Это -углеводороды, спирты, кислоты, углеводы и т. д. или их соли, эфиры и другие производные.

Наиболее распространены два способа выделения органических соединений из природных продуктов: перегонка с водяным пгром и экстракция раствори-, телями. Первым способом получают сравнительно ограниченное число веществ — преимущественно те, которые входят в состав эфирных масел. Второй способ более универсален. И тем и другим способом не удается сразу же выделить индивидуальное вещество; получают лишь смесь различных соединений с близкими физическими свойствами.

Разделить такую смесь на отдельные соединения иногда весьма трудно. Чтобы выделить нужное вещество и очистить его от примесей, химик-экспериментатор должен проявить много изобретательности и умения найти подходящие приемы работы. Готовых схем для этого пет. Исследуя новый продукт, приходится каждый раз искать лучшие условия получения химически чистого вещества.

Чаще всего применяются следующие методы разделения:

L Последовательная обработка выделенной смеси различными растворителями.

Распределение веществ между двумя несмеши- ■азощимися растворителями. Противоточное распределение.

Хроматография. Электрофорез.

Ректификация.

Кристаллизация и возгонка.

Применение соединений включения.

Перегонка с водяным паром

Как уже упоминалось, перегонка с водяным ларом имеет наибольшее значение для выделения эфирных масел. Эф'ромасличные растения отличаются, как правело. невысоким содержанием летучих веществ (ргдко более !%)• Чтобы получить эфирное масло, веобходямо переработать много растительного материала. Для этого нужны перегонные аппараты особой конструкции. В лабораториях пользуются обычным

прибором для перегонки с водяным паром, но колбу берут возможно больших размеров и до горла загружают растением. Наклонное ее положение не обяза-

Рис. 1. Прибор для отгонки эфирных маселРис. 1. Прибор для отгонки эфирных масел

Рис. 1. Прибор для отгонки эфирных масел

Рис. 1. Прибор для отгонки эфирных масел

Приемником служит градуированная трубка с оттянутым концом или пипетка, опущенная в большую

Рис. 2. Приемник для эфирных маселРис. 2. Приемник для эфирных маселпробирку с тубусом. Верхний конец трубки расширен или снабжен небольшой конической воронкой (рис. 2). В таком приемнике, напоминающем флорентийскую склянку, можно не только собирать эфирное масло, во я определять его выход.

Рис. 2. Приемник для эфирных масел

Рис. 2. Приемник для эфирных масел

С помощью градуированной трубки эфирное масло легко отделяют от водного слоя. Для этого верх- )убки закрывают пальцем, трубку приподнимают и осторожно сливают воду, масло переносят в склянку и сохраняют для дальнейшей работы. Если нужно отогнать много масла, в качестве приемника применяют флорентийский сосуд.

Экстракции

В лабораторной практике наиболее распространена экстракция способом настаивания. Исходный материал предварительно высушивают на воздухе и измельчают. Иногда перед экстракцией сырье обрабатывают щелочами или кислотами — в зависимости от природы извлекаемых веществ и используемого растворителя. Подготовленный материал загружают в сосуд (колб), банку, склянку) и заливают растворителем; чаще других применяют воду, ►фир, диэтиловый эфир, этиловый и изо

петролейныйпетролейныйпропиловый спирты, хлороформ, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, бензол и иногда смеси раствор* телей в различных комбинациях.

петролейный

петролейный

Настаивание продолжают несколько часов и даже суток, после чего растворитель сливают через бумажный или марлевый фильтр, а раствор обычно концентрируют. В некоторых случаях используют осадители.

Этот способ, удобный в учебных экспериментах и предварительных исследованиях, страдает существенным недостатком: он не позволяет достичь полного извлечения. Только многокраjным настаиванием в новых порциях растворителя удается перевести в раствор практически все экстрактивные вещества.

Когда требуется накопить извлекаемое вещество в больших количествах, применяют перколяторы из жести, оцинкованного железа или луженой меди. Им прядают форму конуса или цилиндра с коническим дном. Они снабжены сливным краном и хорошо при- гнаввой крышкой (рис. 3).

Рис. 3. Батарея перколяюров

Чтобы получить концентрированный экстракт н уменьшить расход растворителя, сосуды для настаивания или перколяторы объединяют в батареи и экстрак* дню ведут по принципу противотока.

Сырье загружают во все сосуды (перколяторы), а растворитель заливают сначала только в один и оставляют стоять не менее суток. Затем экстракт вз первого сосуда переливают во второй. Сырье после ■ервой экстракции заливают новой порцией растворителя и опять некоторое время выдерживают. Затем раствор из второго сосуда переливают в третий, из первого снова во второй, а первый в третий раз заполняют растворителем. Так последовательно растворитель пропускают через все сосуды. В результате получается достаточно концентрированный экстракт, иригодный к дальнейшей переработке.

По окончании одного цикла экстракций первый сосуд опорожняют и заполняют свежим сырьем. Первый сосуд теперь считают последние второй — первым, третий — вторым и т. д.

Чтобы ускорить экстракцию и достичь полноты извлечения при малой затрате растворителя, применяют аппарат Сокслета (рис. 4). Он весьма удобен для аналитических исследований (например, для опре-

деления масличностн семян), но в ряде случаев может быть использован и для накопления продуктов. Недостаток его — сравнительно малая емкость (обычная вместимость 20—50 г исходного материала).

Для переработки 3 — 10 кг сырья рекомендуется автоматический экстрактор (рис. 5). В его конструкции учтены особенности автоматических экстракторов, применяемых в лабораториях и в промышленности. Перколяторы между собой О не пленочным испарителем соединены сис- Оуэ темой стеклянных трубок, снабженных кра- дл нами. Достаточно перекрыть кран, чтобы йй выключить из цикла под загрузку и разгрузку ку любой перколятор. По окончании процес- са через патрубок 5 подают в перколятор (фm перегретый пар, с помощью которого удает- || || ся отогнать почти весь растворитель.

Пленочный испаритель, служащий для Хиконцентрирования экстракта, представляет

Жсобой конусный сосуд, соединенный с цилин-

дром. По впаянному в цилиндре змеевику £ Я проходит пар. Нагревается только та часть \РР жидкости, которая соприкасается со змеевиком. Растворитель испаряется и через холо- Рис. 4. дильник вновь поступает в перколятор. Аппарат Очередная порция раствора омывает змеевик Сокслета тонким слоем (пленкой) и быстро вскипает. Скорость отгонки —5—10 л в час. Уровень жидкости в испарителе остается постоянным, так как

экстракт непрерывно поступает в него из перколятора через сифонную трубку. Концентрированный экстракт сливается периодически. В пожарном отношении такой испаритель безопасен.

Парообразователь снабжен обратным холодильником, благодаря чему объем воды в нем во время работы не меняется.

В пленочном испарителе можно отгонять растворители из экстрактов, полученных настаиванием и в простых перколяторах. Для ускорения отгонки растворителей, особенно высококипящих, рекомендуется создавать вакуум водоструйным насосом. К прибору в этом случае подключают более мощную охладительную систему, предотвращающую потерю растворителя.'

Pec. 5. Схема аппаратуры для автоматической экстракции:— парообразователь; 2—пленочный испаритель: 3 — перколя-

Концентрируют растворы и в колбах Вюрца, как и в любых других, имеющих насадку для соединения с холодильником. Если экстракта много, рекомендуется непрерывно подавать его в колбу — с той же ско-

. Рис. 6. Прибор для кояцевтраими растворов в вакууме

ростью, с какой отгоняется растворитель. В этом случае прибор собирают так, как показано на рис. 6, причем растворитель можно отгонять и в вакууме.

И РАЗДЕЛЕНИЕ СМЕСЕЙ НА ИНДИВИДУАЛЬНЫЕСОЕДИНЕНИЯ

Последовательная обработка растворителями

Сумму веществ, полученную простым упариванием экстракта, следует подвергнуть групповому разделению п очистить от примесей. Полезно обрабатывать :месь последовательно разными растворителями. Очередность обработки зависит от природы разделяемых веществ. Если возникает необходимость освободиться от смолистых и воскообразных веществ, то в ряде слсчаев промываю! экстракт петролейным эфиром или ацетоном.

Извлечения в растворителях, не смешивающихся с водой, целесообразно разделять на нейтральную, кислою и фенольную части. Для этого разбавленный раствор экстрактивных веществ помещают в делительную воронку, туда же приливают 2—5-процентный заствор бикарбоната натрия и взбалтывают. После □асслаавания водный раствор отделяют и повторяют ооерзиию с новой порцией бикарбоната натрия. Со- деекащиеся в экстракте органические кислоты превра- жвются в натриевые соли и переходят в водный вегтеор. Е.ли прилить к раствору разбавленную сер- кую кяслоту, то соли разлагаются. Органические «слоты могут быть отделены фильтрованием или г помощью органического растворителя (эфира).

Свободный от кислот экстракт затем обрабатывает 5 — 1 "-процентным раствором щелочи для отде-

ления фенолов . Из освобожденного от кислот и фенолов экстракта отгоняют нацело или частично растворитель: остаются нейтральные продукты.

По приведенной методике обычно исследуют растительные смолы.

Чтобы выделить алкалоиды из дихлорэтанового или хлороформного экстракта, его взбалтывают с разбавленным раствором минеральной кислоты. Основания переходят в соли и растворяются в воде; остальные вещества остаются в растворителе. Кислый раствор подщелачивают, благодаря чему выделяются алкалоиды. Их отфильтровывают или извлекают подходящим растворителем (эфир, хлороформ).

Разделение с помощью несмешивающихсярастворителей

Индивидуальные гещества из смесей можно выделять, распределяя их в двух несмешивающихся растворителях. Применяются, например, такие пары растворителей: петролейный эфир — 85-процентный спирт, бензол—водным раствор ацетона. Петролейно- эфирный или бензольный экстракт встряхивают со спиртовым или ацетоновым раствором. После расслаивания нижний слой отделяют; операцию повторяют несколько раз. Затем из каждого слоя отгоняют растворитель, а остаток кристаллизуют или хроматографируют.

Надо помнить, что неполярный растворитель обогащается при этом углеводородами, простыми эфирами И подобными им веществами. Спирты, карбонильные соединения, кислоты и некоторые их производные переходят в полярный растворитель.

Следует отметить, что описанный метод позволяет осуществить только групповое разделение веществ.

Тот же принцип лежит в основе противоточного распределения. Он заключается в том, что один

растворатеяь многократно (до ста раз) промываю? другим в последовательно соединенных приборчиках, что позволяет проводить и перемешивание слоев растворителей и разделение их одновременно во всей системе. Этот метод в отличие от предыдущего дает возможность выделять индивидуальные вещества, причем даже из таких смесей, которые другими способами неразделимы.

Хроматография

Хроматографический анализ — один из самых рас- ..остраненных методов выделения и идентификации веществ. Обычно различают три основных вида хроматографии— адсорбционную, ионообменную и распределительную. В основе их лежит различная степень адсорбируемости молекул или ионов на твердом веществе (адсорбционная и ионообменная хроматография), лвбо различное распределение их в жидкостях, одна нз которых связана с твердым носителем (распределительная хроматография).

Адсорбционная хроматография

Адсорбшовная хроматография осуществляется на внеся адюмяния, карбонате кальция, силикагеле, ^«мпу, шиком утле в . ругих адсорбентах. В г* - - :"зе примера ниже приводится описание одного ж? ' . страаевных вариантов этого метода — хромате:-.-- на окиси алюминия. Техника работы с при- мене-^w других веществ отличается лишь в деталях: способом приготовления и регенерации адсорбента, заполнением колонок, подбором растворителей.

Приготовление активной окиси алюми- мня Если нет специальной «окиси алюминия для хроматографии», 1—2 кг обычной окиси алюминия помечают в большую эмалированную кастрюлю, заливают двойным объемом 5-процентной соляной кислоты и нагревают 10 минут, все время помешивая. Если после этого жидкость не изменяет окраски бумажки конго, ее сливают, дабавляют соляную кислоту и опять нагревают, добиваясь устойчивой кислой реак- цен в промывных водах.

Обработанную таким образом окись алюминия промывают несколько раз водопроводной водой (дебатировать), переносят на фарфоровую воронку к опять промывают дистиллированной водой при слэбом отсасывании. Промывание прекращают, когда появится нейтральная реакция на лакмус или универ- ссльный индикатор. После этого окись алюминия наносят тонким слоем на силикатное или органическое .текло н высушивают на воздухе. Затем переносят ее на алюминиевый или эмалированный противень и прокаливают 8—12 часов при 400—450°. Охлажденную окясь алюминия ссыпают в банку с притертой пробкой йлк в колбу с резиновой пробкой и хранят как «кислую окись алюминия».

Кислой .окисью алюминия разделяют углеводороды и кетоны.. Другие вещества обычно разделяют на нейтральной окиси алюминия.

Для получения нейтральной окиси алюминия вводят еще одну операцию: обработанную соляной кислотой и промытую водой окись алюминия смачивают одним объемом 1-процентного раствора аммиака, затем переносят на фильтр. Промыв ее дистиллированной водой до нейтральной реакции на фенолфталеин, активируют прокаливанием, как было указано выше.

Отработавшую окись алюминия можно регенерировать, для чего надо ее последовательно промыть спиртом, разбавленной соляной кислотой, водой и ярокалить в описанных выше условиях.

Определение активности окиси а л ю Минин по Брокману . В зависимости от содержания воды в окнеи алютгиния различают шесть степеней ее активности, с которой связана разделяющая способность адсорбента, характер и глубина вторичных про- дессов (окисление, дегидратация, полимеризация и др.).

Окись алюминия, содержащая 2—3% влаги, имеет наивысшую активность, условно принимаемую за единицу. Активность окиси алюминия с 20% воды соответствует шести.

Образцы нужной активности готовят из свежепро- халенной окиси алюминия. Для этого к ней добавляют воду и перемешивают в течение 2 часов в закрытой

-'«■к. Сколько, примерно, нужно добавлять водьГ— ?»тчо в графика на рис. 7.

^гг^тачески приходится обычно иметь дело с ак- тью от 1,5 до 5. Активность, равная единице, -. достижима и к тому же вызывает нежелатель- 2. .-.збочные процессы. Адсорбент с активностью 6 :сает очень слабой разделяющей способностью. Степень актив-

т:;тн определяется (

<=дякаторами Брок-

кааа всякий раз пе- ^

-д работой. Опре- селение проводят в j §/

оттянутой с одного J |J / конца трубке дли- gr / гзй 12—15 см и с -т 5-1/ •.

заутренним £диаме- fJ 5,а 's 28 ^^

гром 1,5 см (рис. 8). Рис. 7. Зависимость активности окиси Зесь суженный ее алюминия от содгржания влаги -нжний конец запол-

-.яют ватой, накрывают вату кружком фильтровальной бумаги и насыпают испытуемую окись алюминия до высоты 5 см. Чтобы получился равномерно уплотненный

Судан- ' " Судан желтый ярасный

Рес. 8. Схема для определения активности окисиалюминия во Брокману

^ю1, слабо постукивают по трубке резиновой пробкой =а стеклянной палочке. Затем адсорбент также накры- ы^т кружком фильтровальной бумаги и закрепляют ттт^кт строго вертикально в штативе. В трубку осто-

рожно, по палочке, наливают 10 мл раствора одного из указанных на рисунке красителей в смеси петро- лейиого эфира н бензола (4:1), После того как раствор почти нацело впитается, адсорбент промывают дважды смесью чистых растворителей (каждый раз берут 10 мл} и наблюдают за продвижением окрашенной зоны.

Если был взят азобензол и после промывания он оказался в средней части адсорбента, то активность образца принимают за единицу. Если краситель стечет вместе с растворителем в приемник, активность равна двум и выше. Если был взят л-метоксиазобензол и полностью при промывании удержался в верхней части столбика окиси алюминия, активность также принимают за единицу. Передвижение этого красителя до средней части столбика указывает иа то, что активность равна двум. Подобным образом определяют активность окиси алюминия и в остальных случаях, подбирая соответствующий краситель по данным, приведенным на рис. 8. •

Растворы индикаторов готовят по прописи: 40 мг красителя на 100 мл смеси петролейного эфира и бензола, взятых в соотношении 4:1. Растворители высушивают над металлическим натрием.

Предварительное хроматографирование. Для успешного разделения смесей методом хроматографии необходимо учитывать не только марку адсорбента н его активность, но и количественное соотношение разделяемой смеси и адсорбента, а также правильную последовательность использования растворителей. .

Применяя разные количества окиси алюминия, с помощью хроматографии можно решить различные задачи.

В ряде случаев целесообразно проводить предварительное хроматографирование, т. е, групповое разделение смесей на сравнительно небольшом слое адсорбента.

Ниже приводится описание типового опыта разделения смеси углеводородов и кислородсодержащих соединений (например, фракции эфирного масла). В широкую цилиндрическую илн коническую делительную воронку (рис. 9) насыпают немного стеклянных или фарфоровых бусинок и поверх них кладут 20

Рис. 9. Прибор для предварительного хроматографированияРис. 9. Прибор для предварительного хроматографирования

Рис. 9. Прибор для предварительного хроматографирования

Рис. 9. Прибор для предварительного хроматографирования

ежей жгты. Вороику прочно закрепляют в штативе, жз т=т трети заполняют петролейным эфиром и через не — кую коничес-.ую воронку вносят окись алюми- зз^ Последнюю просеивают через небольшое сито, распложенное над воронкой. Легким постукиванием

сжт* достигается непрерывность и равномерность по- С!умения адсорбента. Нижний конец вороики, направ-

ж-ный строго по оси делительной, держи на расстоянии около 1 с.и от поверх- хэсти растворителя. Во время заполнения жран делительной воронки приоткрывают так, чтобы объем вытекающей жидкости соответствовал количеству внесенной оки- ся алюминия. Уровень петролейного эфира должен оставаться постоянным. Адсорбента берут в 5—15 раз больше, чем разделяемой смеси.

Когда будет внесен весь адсорбент, избыток растворителя сливают так, чтобы вад окисью алюминия оставался слой не более 1 мм. Затем, избегая взмучивания, покрывают окись алюминия фильтровальной бумагой. На иее наливают по стеклянной палочке 50-процентный раствор разделяемой смеси в петролейном эфире, сразу же открывают кран и начинают непрерывно сливать растворитель со скоростью I—2 капли в секунду. Как только уровень раствора над окисью алюминия снизится до 1 мм, тем же способом добавляют

немного чистого растворителя. После двухкратного повторения этой операции можно быть уверенным,

что вся смесь нанесена на окись алюминия, н раство- рггтль можно налить до верха воронки. Чтобы обес- ■еч^ть достаточный запас растворителя и автомати- v-ce поступление его на адсорбент, берут узкогор- д;? -.злбу, изливают ее до верха петролейным эфиром

» ; вворачивают горлышком вниз в делительную . -ку, как показано на рис. 9,

_ те«ь важно не упустить момента, когда из во- роекз сольется чистый растворитель (его следует *??232щать в воронку) и начнет поступать первая д _L4= раствора вещества (элюата). Этот момент

можно определять, сравнивай количество поступившего и вытекшего растворителя, или заметить по появлению стрхек в нижней части воронки. С этого момента начинают отбор фракций равными порциями по 50, 100 мл и более, отгоняют растворитель и определяют вес фракций. Для отгонки удобно пользоваться

Рис. 10. Прибор для отгонки растворителя в вакуумеРис. 10. Прибор для отгонки растворителя в вакуумегрушевидными колбами с нормальными шлифами (рис. 10).

Рис. 10. Прибор для отгонки растворителя в вакууме

Рис. 10. Прибор для отгонки растворителя в вакууме

Чтобы предотвратить бурное вскипание жидкости, вставляют в колбу длинный капилляр, перетянутый у одного конца и загнутый крючком

у другого, как показано на рис. 11. Капилляр делают такой длины, чтобы загнутый конец его почти доходил до верхней пробки; за этот конец капилляр удобно вынимать из колбы. например, для регенерации. Последнюю проводят

г^

Рисг 11. Капилляр

быстрым протягиванием капилляра через пламя! газовой горелки или спиртовки перед доливанием в колбу каждой новой порции раствора. Жидкость заполняет лишь укороченную часть капилляра, н выжигание ее не приводит к сколько-нибудь заметным потерям вещества.

После того, как основная часть растворителя отогнана, приемник заменяют маленькой колбой, а остатки растворителя удаляют в вакууме водоструйного насоса. Если оставшееся вещество — жидкое, его собирают в стеклянный баллончик, который делают из отрезка трубки. Сначала оттягивают два капиллярных отростка: один длинный и тонкий, другой короткий и потолще. Затем заплавляют утолщенный конец и раздувают шарик нужного размера (рис. 12).

лончике ее удобнолончике ее удобноРис. 12. БаллончикиРис. 12. БаллончикиЧтобы перенести фракцию из грушевидной колбы в баллончик, его шарик слегка нагревают в пламени горелки и быстро опускают тонким капилляром до дна колбочки. Жидкость втягивается почти нацело. В бал

лончике ее удобно

лончике ее удобно

Рис. 12. Баллончики

Рис. 12. Баллончики

взвешивать, хранить и с его помощью переливать в любой сосуд. Диаметр капилляра подбирают в зависимости от вязкости

жидкости.

Твердое вещество также можно количественно неренестн в пробирку для перекристаллизации. С этой

делью его предварительно растворяют при нагревании в минимальном количестве растворителя (в данном случае, в петролейном эфире). Перенеся раствор в другой сосуд, колбу и баллончик ополас-

Рнс. 13, Прибор для испарения избыточного растворителяРнс. 13, Прибор для испарения избыточного растворителякивают небольшим количеством чистого растворителя. Раствор ставят на кристаллизацию. Если кристаллизация 4ie наступает, то часть растворителя отгоняют. Для этого в стаканчик с нагретой водой помещают пробирку с раствором и опускают в нее конец трубочки, соединенной с водоструйным насосом (рис. 13).

Рнс. 13, Прибор для испарения избыточного растворителя

Рнс. 13, Прибор для испарения избыточного растворителя

Адсорбент промывают петролей- ным эфиром до тех пор, пока количество вещества во фракциях станет незначительным. После этого приступают к элюированию спиртом, соби

рая фракции, как указано выше.

Описанным приемом удается грубо разделить смесь на углеводороды (петролейноэфирный элюат) и спирты н кетоны (спиртовой элюат). Исходной смеси теряется 10—15°/°* Если после промывания адсорбента спиртом Дефицит превышает 20%, то, вероятно, в смеси находятся органические кислоты, которые могут быть отмыты водно-спиртовым раствором фосфорной кислоты. (Элюаты нейтрализуют содой, концентрируют, вновь подкисляют и переводят в эфир).

Для предварительного хроматографировании применяют нейтральную окись алюминия с активностью от 2 до 3.

Описанный метот иногда позволяет выделить сразу индивидуальные вещества. Однако чаще приходится объединять несколько фракций со сходными физиче* скими свойствами и повторно хроматографировать иа колонке с большим количеством окнси алюминия.

Хроматографирование на колонке. Для собственно адсорбционной хроматографии подбирают правильные размеры колонки, подходящую активность окиси алюминия и нужное соотношение адсорбента и исследуемого вещества. Колонка представляет собой трубку с краном. Отношение ее диаметра к толщине слоя адсорбента — 1 :20. Свободное пространство изд адсорбентом — 10—15 см. Для разделения углеводородов применяют окись алюминия с активностью 1,5—2, для разделения спиртов, азуленов, кетонов — 2—3,5, лактонов—3—4. Среднее весозое отношение

углеводородов и других трудно разделяемых соединений к акорбеиту—1:80, кислородных производных — 1:40.

Заполняют колонку, вносят вещество и элюируют так же, как описано выше. Только, в отличие от

предварительного хроматографирования, отбирают

Рис. 14. Выход фракций при хроматографировании на окиси алюминияРис. 14. Выход фракций при хроматографировании на окиси алюминиябольшее количество фракций. Чем больше фракций, тем точнее разтеление.

Рис. 14. Выход фракций при хроматографировании на окиси алюминия

Рис. 14. Выход фракций при хроматографировании на окиси алюминия

Определяя вес вещества во фракциях измеренного объема и откладывая полученные значения на график, можно наглядно иллюстрировать ход процесса разделения (рис. 14).

Когда один растворитель перестает вымывать за'

метное количество вещества, переключаются на другой. Нейтральные соединения рекомендуется последовательно элюировать петролейным эфиром, бензолом, эфиром, спиртом. Иногда применяют смешанные ра-

створнтеле, например петролейный эфир — бензол в соотношении 1:1.

Чтобы получить вещество в чистом виде, его перекристаллизовывают или перегоняют. Перегонять удобно в воротиичковых колбах (рис. 15). Желательно иметь их набор вместимостью » 1, 3, 5, 10 и 20 мл.LI

Во избежание перебрасывания веще-Т^ч.

ства помещают в нижнюю часть колбы а ч^ стеклянную вату. Важно, чтобы стеклян-J

ные волокна не попали в воротничок, 1 так как иначе в него будет переходить | жидкость под действием капиллярных сил. J I Поэтому вату сначала закладывают в сте- I - кляниую трубку, конец трубки опускают | иа дно и палочкой выталкивают вату. Из ■ ■баллончика сливают на вату вещество J I I (фракцию), колбу закрывают пробкой, по- ^"vl мещают в стакан с глицерином или пара- V/ , фином и перегоняют в вакууме. Собрав- w шуюся в воротничке жидкость извлекают баллончиком со слегка загнутой нижней Рис. 15. частью капилляра.Воротнич-

Для характеристики вещества опреде- ковая к<>лба ляют его показатель преломления и удельный вес, в оптически деятельных соединениях изме

ряют, кроме того, угол вращения.

Определяя показатель преломления, каплю жидкости наносят иа призму рефрактометра из капилляра баллончика. Измерения проводят при 20°. Если отклонения от этой температуры невелики, то в результат вносят поправку: при повышении температуры иа 1° уменьшают его на 0,0004, прн пониже- ^ нии на 1° — увеличивают на столько же. Так и получают приведенное значение По.

Рнс 16 Удельный вес устанавливают с помощью Микропик- пикнометра емкостью 0,5 и 1 мл. Если венометр щества имеется всего 10—20 мг, пользуются микропикнометром, сделанным из капилляр- яой трубки (рис. 16).

В него осторожно втягивают жидкость через оттянутый носик с помощью резиновой пипетки, натя-

нутой на верхний конец. Как только жидкость достигнет капилляра, оиа заполнит его. Перед взвешиванием пипетку снимают, а носик аккуратно обтирают фильтровальной бумагой.

Микропикнометр позволяет определять плотность вещества с точностью до третьего знака, что достаточно для сравнения свойств фракций:

Угол вращения плоскости поляризации удобно измерять в микрокюветах длиной 2 или 5 см. Оии делаются из трубочки, диаметр отверстия которой — 1—2 мм. В этом случае на определение требуется совсем немного вещества. Результаты сводят в таблицу следующей формы:

фракции

Количество элюата

Количество вещества

"D

Ио

Фракции с совпадающими константами объединяют. Если резкого изменения свойств в соседних фракциях не наблюдается, проводят нх повторное хроматографирование.

Ионообменная хроматография

В основе ионообменной хроматографии лежит обратимый обмен между ионами ионообменника и ионами, содержащимися в растворе. Способностью избирательно поглощать те или иные ноны обладают синтетические смолы. Их называют ионообменными смолами или ионитами. Они широко применяются для препаративного выделения различных природных соединений и для разделения сложных смесей.

Ионнты—твердые, нерастворимые в воде н органических растворителях высокомолекулярные вещества с кислыми (катиониты) илн основными (аниониты) группами. Катиониты способны обменивать катионы, аниониты — анионы. И те и другие—полимерные вещества с сетчатой структурой. Этим объясняется их нерастворимость и способность к набуханию.

Известные в настоящее время марки ионитов различаются главным образом ионообменной емкостью.

26

а иа другом впаи-а иа другом впаи-ЗажимЗЗажимЗРис. 17. Ионообменная колонкаРис. 17. Ионообменная колонкаПоследняя зависит от количества, природы и степени диссоциации активных групп, фиксированных на сетках макромолекулы ионита. Активными группами в катионитах могут быть —SOsH, — CH2SO3H, —СООН, — SH; в анионитах —NH2, — NH, ^N.

а иа другом впаи-

а иа другом впаи-

ЗажимЗ

ЗажимЗ

Рис. 17. Ионообменная колонка

Рис. 17. Ионообменная колонка

Ионообменная способность зависит от pH среды, концентрации хроматографируемого раствора, природы' поглощаемых ионов, времени контакта и от других факторов.

На ионитах разделяют смеси в колонках. В качестве колонки может быть взята обычная стеклянная трубка. Один конец ее оттягивают, вают отвод (рис. 17). В хорошо пригнанную резиновую пробку вставляют небольшую изогнутую под прямым углом трубочку. На все выводы из колонки надевают резиновые шланги с зажимами. Этими шлангами колонку можно соединить с водонапорным сосудом (склянкой с тубусом внизу).

Ионит, выбранный для разделения, измельчают, просеивают и, отвесив нхжное количество, помещают в стакан с водой. На другой день набухшую смолу переносят в колонку. Здесь ее регенерируют и переводят в нужную для работы форму, подавая из напорного сосуда через верхнюю трубку разбавленные растворы кислот, щелочей или солей. Такой обработкой ионообменник переводят в Нили ОН-форму или же заряжают другими ионами.

Затем ионообменный фильтр тщательно промывают дистиллированной водой (до отрицательной

реакции на соответствующий ион). Промывать целесообразно противотоком, присоединив напорный сосуд к нижнему выводному шлангу. Помимо того, что при этом ионит отмывается, он еще разрыхляется и освобождается от воздуха.

Как во время работы, так и в перерывах ионит должен быть покрыт слоем жидкости.

Когда ионообменник подготовлен, через колонку начинают фильтровать исследуемый раствор. Скорость фильтрации — не более 0,5 л в час. Так как произойдет обмен ионами, на ионите окажутся ионы веществ, предназначенных для разделения. В силу различной основности адсорбированных соединений, в слое ионита произойдет последовательный двойной обмен: вещества с большей основностью окажутся вверху, с меньшей — продвинутся вглубь ионита. Часто этот этап работы называют сорбцией. Ее завершают, как правило, промыванием ионита водой.

Заключительная стадия — десорбция, т. е. вытеснение из иоиообмеииика сорбированных ионов. Для этого вводят в колонку определенный объем раствора сильного электролита (чаще всего минеральной кислоты или щелочи), а затем промывают ее водой. Вытекающий из колонки раствор собирают по фракциям. Чистые вещества из них выделяют подходящим способом.

Таким образом, многократно повторяя сорбцию и десорбцию, разделяют значительные объемы растворенных смесей на сравнительно небольших количествах смолы. Это позволяет применять иониты в промышленных масштабах для деминерализации воды, очистки гидролизатов, извлечения алкалоидов, органических кислот, редких металлов и т. д.

Отечественная промышленность вырабатывает много различных ионообменных смол: катиониты КУ-1, КУ-2, СБС, СДВ-3, аниониты АН-1, АН-2Ф, ММГ-1, ПЭ-9, ДЭ-Ю и др.

Распределительная хроматография

Методом распределительной хроматографии можно разделить смесь, компоненты которой имеют различные коэффициенты распределения между двхмя не- смешивающимися растворителями (фазами). Одна фаза называется стационарной, или неподвижной (например, вода, сорбированная на силикагеле, целлюлозе и др.); вторая фаза называется подвижной. В ней ра-

створяют и исследуемую смесь; раствор пропускают через пропитанный водой носитель.

Различают три вида распределительной хроматографии: одномерную, двухмерную и трехмерную. Первые два вида относятся к бумажной хроматографии, так как одно- н двухмерную хроматограммы получают на бумаге; третий вид относится к колоночной хроматографии, так как хроматограмму получают на колонке с сорбентом.

Хроматография на бумаге

Хроматографию на бумаге применяют для разделения микроколичеств смеси веществ. Этот метод приобрел огромное значение в исследовании белков, углеводов, жиров, антибиотиков, гормонов, каротиноидов, алкалоидов и многих других природных соединений. Вначале им пользовались главным образом для аналитической идентификации соединений. В настоящее времн он применяется и для п епаративиого выделения чистых веществ из весьма сложных смесей.

Содержащаяся в бумаге сорбированная вода служит неподвижной фазой, сама бумага — носителем. В качестве подвижной фазы применяется смесь органических жидкостей и воды в разных соотношениях. В этом методе проявляется также вполне выраженная адсорбция, поэтому ои ие воспроизводит распределительную хроматографию в чистом виде.

Есть два варианта вертикальной хроматографии иа бумаге — восходящая и нисходящая. (Известная теперь горизонтальная, или круговая, хроматография здесь не рассматривается).

Чтобы получить восходящую одномерную хроматограмму, вырезают из специальной (хроматографической) бумаги полоску длиной 30—40 смх проводят черным карандашом линию иа расстоянии 2,5 см вдоль короткого края и легким касанием капиллярной пипетки наносят на эту линию маленькие капли исследуемых растворов. Желательный диаметр каждого пятна — не более 5—6 мм, а расстояние между ними — 2—3 см. Бумагу просушивают так, чтоб испарился растворитель. Если нужно увеличить концентрацию раствора, операцию повторяют, причем каждую но-

Рис. 18. Сосуды для восходящей хроматографииРис. 18. Сосуды для восходящей хроматографии

Рис. 18. Сосуды для восходящей хроматографии

Рис. 18. Сосуды для восходящей хроматографии

вую каплю наносят после высыхания предыдущей. Затем полоску помещают в герметически закрытый сосуд (широкий цилиндр, банку, остекленный ящик) с растворителем на дне. Ее подвешивают на стеклянных крючках в пробке или с помощью скрепленных между собой палочек, чтобы бумага не касалась стенок, а конец ниже места нанесения капель был погружен в растворитель (рис. 18).

Растворитель, поднимаясь фронтом вверх по бумаге, встречает нанесенные смеси веществ. По мере продвижения растворителя продвигаются и компоиеи-

ты смесей, но с различными скоростями, в сипу чего каждый из них занимает свое определенное положение.

Хроматография длится 15—20 часов, в течение которых растворитель успевает пропитать большую часть бумаги. Полоску вынимают из сосуда, высушивают и проявляют реагентом, дающим окрашенные

соединения с анализируемыми веществами. Реагент наносят пульверизатором. Вместо этого бумагу можно погрузить в ванночку с реагентом. Там, где скопилось вещество, появится окрашенное пятно. Его надо сразу же зафиксировать, обведя простым карандашом, так как со временем оно может исчезнуть. Полученная таким образом картина пятен и называется хроматограммой. Качественный анализ хроматограмм, т. е. идентификацию разделенных веществ, проводят несколькими способами. Укажем на два из них. Наиболее простой — так называемый способ «свидетелей» — за ключается

в том, что на одной и той же полосе бумаги раздельно хроматографируют исследуемую смесь и набор известных (предполагаемых) веществ. Капли «свиде-

телей» и смеси наносят на бумагу в один ряд по линии старта. На хроматограмме визуально сопоставляют положение окрашенных пятен неизвестных компонентов с положением известных.

Другой способ идентификации — определение коэффициента подвижности /?/ и сравнение полученных значений с литературными данными:

^ скорость движения вещества скорость движения фронта растворителя

Практически /?/ определяют так (рис. 19): на хроматограмме измеряют расстояние от линии старта вещества до центра пятна (5), затем от линии старта до линии фронта растворителя (Д) и определяют отношение отрезков. Иначе говоря, /?/ = -.

Рис. 19. Схема расчета Ry на хроматограм-Рис. 19. Схема расчета Ry на хроматограм-а. Рис. 20. Сосуд для нисходящей хроматографии

Рис. 19. Схема расчета Ry на хроматограм-

Рис. 19. Схема расчета Ry на хроматограм-

Постоянство значения R/ зависит от условий хроматографии: качества бумаги, природы и чистоты растворителей, температуры, концентрации растворенного вещества и от других факторов. Этот способ менее надежен, чем способ «свидетелей».

Нисходящая хроматография по сравнению с вос-

ходящей имеет то преимущество, что подвижны! творитель может стекать по каплям с края бу Это позволяет осуществлять более четкое раздел медленно движущихся веществ с близкими з ннями /?/.

В верхней части герметически закрытого с (рис. 20) закрепляют ванночку (лоточек) с раст тел м; в него погружают тот край полоски, okoj торого нанесены капли с веществом. Протнвоп* иый конец листа свисает, но не касается дна сс На иижнем крае бумаги обычно вырезают зуС служащие точками стекания растворителя. Ра: зубчиков определяют эмпирически. Например, t лоске шириной 14 см основание каждого зубЧ1 2,5 см, расстояние между их вершинами — I см. живать бумагу в подвешенном состоянии можн( тикально поставленным в лоточек предметным лом или же с помощью двух стеклянных па/ скрепленных по краям резиновыми колечками.

Двухмерная бумажная хроматография по с{ нию с одномерной более эффективна. К ней г гают при анализе наиболее сложных смесей, напр аминокислот в белковых гидролизатах. Для каплю исследуемого раствора наносят в угол квг ного листа бумаги и хроматографируют сначала ном направлении, а затем, после просушивания цесс повторяют в другом растворителе, поверну матограмму иа 90’.

Хроматография на колонке

Если в колонку с силикагелем, пропитанным: ввести раствор веществ А и Б в хлороформе (р слева ), а затем, промывать колонку хлороформ начнется распределение веществ между органи1 растворителем и водой. Допустим, что коэфф) распределения вещества А значительно больше вещества Б. Тогда проходящий через колонку р будет обогащаться веществом Б, так что чере^ торое время оба вещества займут положение,) ное на рис. 21, справа. В конечном счете вытек фракции будут содержать исходные вещест дельно.

Если коэффициенты распределения веществ в данной паре растворителей близки по значениям, то разделение смеси не будет столь четким. Наиболее подходящие растворители подбираются опытным путем.

пробке. Колойпробке. КолойДля практической работы берут обычную хроматографическую колонку и снабжают ее большой капельной воронкой, укрепленной i ку заполняют специально подготовленным носителем (силикагелем, бумажным порошком и т. п.). В качестве примера приведем один из вариантов подготовки силикагеля.

пробке. Колой

пробке. Колой

wee.♦wee.♦Рис. 21. £хем1 рас-пределения смеси ве-ществ в колонкежидкости над ге- отстояться и сно- отфильтровываютРис. 21. £хем1 рас-пределения смеси ве-ществ в колонкежидкости над ге- отстояться и сно- отфильтровываютОпределенное количество жидкого стекла (уд. в. 1,35) вдвое разбавляют водой и вводят в раствор несколько капель индикатора — метилового красного. Все-время помешивая стеклянной палочкой, осаждают из раствора 10 н. соляной кислотой гель. Кислоту прекращают приливать тогда, когда смесь в течение 30 минут не меняет светло- 'озовой окраски. Комочки разби- :2-от и опять добавляют соляную кислоту до кислой реакции. На другой день сифоном сливают слой тем, заливают остаток водой, дают за снфоиируют. После этого гель

wee.♦

wee.♦

Рис. 21. £хем1 рас-пределения смеси ве-ществ в колонке

жидкости над ге- отстояться и сно- отфильтровывают

Рис. 21. £хем1 рас-пределения смеси ве-ществ в колонке

жидкости над ге- отстояться и сно- отфильтровывают

на воронке Бюхнера через полотно, многократно промывая дистиллированной водой до полного исчезновения кислой реакции на конго. Промытый осадок переносят в стакан, заливают водой и фракционируют взмучиванием, отделяя ту фракцию, которая оседает в первые 10 минут. Ее переносят иа фильтр и, для удаления избытка воды, промывают 95-процентным спиртом. Силикагель высушивают до постоянного веса сначала -си 75—80’, потом при 105°. Порошок освобождают

:? крупных частиц просеиванием через шелковое сито .V? 43 и сохраняют в банке с притертой пробкой.

В продаже есть готовые образцы силикагелей, ксторые можно использовать в ряде случаев. Однако сия ие всегда однородны и требхют дополнительной обработки.

3333-3

33

33

Заполнение колонки, внесение разделяемой смеси, элюацня и обработка фракцией проводятся так же, как в адсорбционной хроматографии.

Газожидкостная хроматография

В последние годы в анализе и разделении эфирных масел и других природных смесей на составные части все большее значение приобретает газожидкостная распределительная хроматография, которая широко используется для выделения индивидуальных углеводородов из природного газа, нефти и др.

Она основана на многократном перераспределении смеси паров между движущимся газом и жидкостью, адсорбированной на большой поверхности инертного носителя. В качестве неподвижной жидкости применяют дибутилфталат, силиконовое масло, а также другие химически стойкие и высококипящие вещества. Носителем служит измельченный кизельгур или фарфор.

В сравнении с описанной выше распределительной хроматографией данный метод отличается очень высокой эффективностью, превышающей в десятки раз эффективность лучших ректификационных колонок. Достигается это значительным увеличением длины пути, на котором происходит контакт разделяемых веществ с жидкостью и газом. Другое важное достоинство газожидкостной хроматографии — возможность вести процесс при больших скоростях газового потока и автоматическое обнаружение даже небольших количеств вещества, сотержащихся в выходящем из колонки газе. Хроматографирование продолжается всего 20 30 минут. Колонка, заполненная носителем и адсорбентом, может быть использована многократно.

В настоящем руководстве не ставилась цель описывать примеры разделения веществ методом газожидкостной хроматографии — это выходит за рамки поставленных нами задач. Принципы и практические примеры работ этим методом изложены в книгах: Филлипс К. Хроматография газов. Издатиилит, М., 1958 иКейлеманс А. Хроматография газов. Издат- инлит, М., 1959.

Электрофорез иа бумаге

Вещества, в молекулах которых есть полярные группировки (—NH2, — СООН и др.), можно разделить в растворах наложением электрического поля. Такой метод называется электрофорезом.

Рис. 22. Схема прибора для электрофореза иа бумагеРис. 22. Схема прибора для электрофореза иа бумагеНаиболее просто электрофорез выполняется . иа бумаге или на гелях некоторых коллоидов (например, на агар-агаре). Его проводят в приборах, изготовленных на заводах или в самих лабо- ратооиях. Основная часть прибора — сосуды с электролитом (рис. 22). В них погружают электроды, к которым подводят постоянный ток напряжением 100—300 в (иногда до 1000 в).

Рис. 22. Схема прибора для электрофореза иа бумаге

Рис. 22. Схема прибора для электрофореза иа бумаге

бумагу, обработанную бу-бумагу, обработанную бу-Хроматографическую

бумагу, обработанную бу-

бумагу, обработанную бу-

ферным раствором, закрепляют в горизонтальном положении на рамках, подставках или между стеклянными пластинками таким образом, чтобы свисающие концы ее погружались в электролит. Направление движения заряженных частиц в разделяемых веще* ствах определяет pH электролита.

Рассмотрим электрофорез аминокислот. В кислом буферном растворе кислота находится в виде катиона NH^-'-COOH и, следовательно, под влиянием электрического поля будет двигаться к катоду. В щелочном буфере она превратится в анион NH2“‘СОО-* и направится к аноду. В изоэлектрической точке аминокислота будет представлять собой биполярный ион NH3*• • ■ СОО~, неподвижный в электрическом поле. Таким образом, подбирая определенный состав электролита, разделяют смесь аминокислот на основные, кислые и нейтральные. В зависимости от размеров и форм частиц (цри прочих равных условиях) скорости продвижения аминокислот к электродам будут неодинаковы. В результате на электрофоре- 3*35

грамме сложной смеси обнаруживается несколько кислот каждого типа. После электрофореза вещества выявляют рективамн, образующими окрашенные соединения. Флуоресцирующие вещества определяют по свечению в УФ-свете.

С помощью электрофореза на бумаге можно изучать состав различных природных смесей, таких как кислоты, углеводы, амины, алкалоиды и др. Этот метод приобрел большое значение в исследовании белков, антибиотиков, стероидов и вошел в практику биохимических н клинических лабораторий как важный и тонкий метод не только качественного, но и количественного анализа.

Ректификация

Ректификация на колонках —весьма эффективный метод разделения смесей. Что касается природных продуктов, то ректификация имеет наибольшее значение для получения индивидуальных соединений яз эфирных масел.

Вещества со сравнительно близкими температурами кипения нельзя разделить однократной перегонкой ни при обычном давлении, ии в вакууме. Если смесь двух близкокипящих веществ разделить перегонкой на три фракции и каждую из них перегнать повторно, то первая фракция обогатится ннзкокипя- щнм веществом, а последняя — высококипящим. Удовлетворительных результатов разделения можно достичь только многократным повторением такой фракционной перегонки.

Автоматически совершаемый процесс многократного я последовательного отделения более летучих компонентов от менее летучих называется ректификацией, а приборы, в которых это происходит, — ректификационными колонками (рис. 23).

Главная часть прибора — вертикальная трубка, заполненная стеклянными колечками или спиралями из нихромовой проволоки. Колонку соединяют с перегонной колбой (кубом), где смесь нагревается до кипения. Верхнюю часть колонки снабжают так называемой головкой: конденсатор, трубка для термометра и кран для регулирования скорости отбора дистнл- 36

лята. Если ректификацию проводят в вакууме, то перегонную колбу берут с тубусом. Вставленный в тубус капилляр для подачи воздуха обеспечивает равномерное кипение смеси. Особое приспособление, служащеелята. Если ректификацию проводят в вакууме, то перегонную колбу берут с тубусом. Вставленный в тубус капилляр для подачи воздуха обеспечивает равномерное кипение смеси. Особое приспособление, служащеедля отбора фракций, позволяет менять приемник, не нарушая вакуума в системе.

лята. Если ректификацию проводят в вакууме, то перегонную колбу берут с тубусом. Вставленный в тубус капилляр для подачи воздуха обеспечивает равномерное кипение смеси. Особое приспособление, служащее

лята. Если ректификацию проводят в вакууме, то перегонную колбу берут с тубусом. Вставленный в тубус капилляр для подачи воздуха обеспечивает равномерное кипение смеси. Особое приспособление, служащее

Рис. 23. Ректификационная колонкаРис. 23. Ректификационная колонкаКолонку окружают теплоизоляционной вакуумной рубашкой нли устраивают регулируемый электрообогрев, который восполняет потери тепла. Температура в рубашке на 5° ниже температуры кипения фракции. Перед пуском колонки закрывают сливной кран иа головке. Колбонагре- вателем доводят жидкость в кубе до кипения. Для регулирования температуры кол- бонагреватель включают в сеть через трансформатор. Пар, проходя через колонку, частично конденсируется в ней и полностью — в конденсаторе. Конденсат стекает по насадке обратно в куб. Эту жидкость называют флегмой. Она тесно соприкасается с паром, благодаря чему пар все время обогащается более летучими компонентами. Увеличивая обогрев, добиваются интенсивного вскипания и «захлебывания» колонки так, чтобы воздух был полностью вытеснен из насадкн. После этого некоторое время прибор оставляют работать «на себя» для того чтобы установилось равновесие между паром и флегмой. И уж потом отбирают фракции.

Рис. 23. Ректификационная колонка

Рис. 23. Ректификационная колонка

Скорость поступления жидкости в приемник рейдируют так, чтобы количество ее было в 20—30 раз меньше количества флегмы, стекающей с головки на насадку за одинаковый отрезок времени (флегмовое число). Это способствует лучшему разделению смеси. Жидьости, возвращающейся в куб, должно быть в 2—3 раза больше жидкости, стекающей на насадку (число орошения). Такое соотношение достигается соответствующим нагревом куба. Флегмовое число и число орошения определяют приблизительно подсчетом капель. Чем больше флегмовое число и поверхность соприкосновения жидкости с паром, тем полнее разделяется смесь. Эффективность * работы колонок оценивают обычно числом «теоретических» тарелочек, которое рассчитывают по результатам перегонки смеси известного состава, например бензола с дихлорэтаном*.

Во время разгонки важно поддерживать постоян- гмовое число и число орошения. Фракции отбирают в зависимости от показаний термометра, так как постоянная температура — признак того, что перегоняется индивидуальное вещество. Повышение температуры свидетельствует о переходном (промежуточном) состоянии. Для характеристики собранных фракций определяют показатель преломления, удельное вращение и удельный вес. Фракции с близкими свойствами объединяют.

Кристаллизация и возгонка

Кристаллизацию и возгонку широко применяют в работе с природными веществами. Техника очистки описана в доступных практических руководствах по органи-

♦Розенгарт М. И. Техника лабораторной перегонки и ректификации. ГлИ, 1951; Юрьев Ю. К. Практические рабты по органической химии, выпуск II. Изд. МГУ, 1957.

ческой химии, поэтому здесь не приводится. Отметим только, что возгонку вещества лучше проводить в вакууме: это позволяет избежать разложения вещества и нацело удалить следы влаги и растворителя. Весьма удобен прибор, изображенный на рис. 24,

Разделение веществ методом кристаллизациис мочевиной

Мочевина способна давать с определенными веществами соединения включения — так называемые ад тукты или мочевинные комплексы. На этом и основан «мочевинный» метод. Он позволяет почти количественно разделить многие такие вещества, для которых все другие способы оказываются неэффективными или трудоемкими (углеводороды, спирты, жирные кислоты и др.).

Соединения включения имеют своеобразную кристаллическую решетку. Она состоит из образованных молекулами мочевины каналов, в которых находятся органические вещества. Каналы создаются вокруг внедряемой молекулы (гостя) в момент кристаллизации. Образующиеся аддукты относятся к соединениям особого типа: в них нет ни главных, нн побочных валентностей. Вандерваальсовых сил недостаточно, чтобы связать одну молекулу вещества В с одной молекулой мочевины М. Но если одна молекула В окружена многими молекулами М, то вандерваальсовы силы складываются н дают энергию, достаточную для образования соединения:

МI

м-м

м' : 'мм

Включенная молекула как бы окружена решеткой и удерживается в ней довольно прочно. Выделить вещество можно, лишь разрушив комплекс. Это происходит при плавлении и растворении, Рентгеногра-

39

Рнс. 25. Модель соединения включения молекул цетана в кристаллическую решетку моче-Рнс. 25. Модель соединения включения молекул цетана в кристаллическую решетку моче-Рис. 26, Соотношениеразмеров молекул и ка-нала в кристаллическойрешетке мочевиныРис. 26, Соотношениеразмеров молекул и ка-нала в кристаллическойрешетке мочевины

Рнс. 25. Модель соединения включения молекул цетана в кристаллическую решетку моче-

Рнс. 25. Модель соединения включения молекул цетана в кристаллическую решетку моче-

Рис. 26, Соотношениеразмеров молекул и ка-нала в кристаллическойрешетке мочевины

Рис. 26, Соотношениеразмеров молекул и ка-нала в кристаллическойрешетке мочевины

феческяе есследовання мнкрокристаллов показали, что структура мочевины «рыхлая», тетрагональная, в соединениях же включения она приобретает более плот- ■ую, гексагональную, упаковку, решетка которой образует каналы со спиральным ходом.

На рис. 25 показана модель такой структуры с одной внедрившейся молекулой цетана CieHas. Для нее возможен единственный способ размещения — в «вытянутой» форме в просвете канала. Так как внедряемые молекулы должны умещаться в этих каналах, тонх пространственная конфигурация и размер имеют решающее значение для образования аддукта. Например, самая широкая часть канала в кристаллах мочевины имеет диаметр-~6Л, а самая узкая.— 5 Л. Углеводороды нормального строения с поперечником #^4,1 Л легко образуют соединения включения. Для углеводородов с метильным ответвлением уже требуется канал диаметром 5,5 Л. Более разветвленные, а также непредельные и циклические соединения аддуктов не образуют.

Рис. 26 поясняет соотношение размеров молекул и канала мочевины *. Легкость образования и проч

ность аддуктов возрастают с увеличением длины молекулы углеводородов или их производных. Они должны содержать не менее шести углеродных атомов.

Продукты присоединения мочевины получаются очень просто. Уже при смешении насыщенных растворов мочевины и исследуемых соединении, например в нагретом метаноле, выделяются гексагональные кристаллы аддукта. Образование соединений включения — равновесный процесс, поэтому избыток мочевины способствует почти полному осаждению вещества, Параллельно с этим рекомендуется проводить слепой опыт. Вещество растворяют в том же количестве растворителя, но без мочевины. Если не будет осадка, значит концентрация раствора подобрана правильно.

Смеси жидких органических соединений можно обрабатывать мочевиной без растворителя.

Комплексы разлагают горячей водой. Мочевина при этом растворяется, а включенные вещества выделяются в виде масла или твердого продукта. Отделить их от мочевины можно или непосредственно, или подходящим растворителем (эфиром, бензолом, четыреххлорнстым углеродом). Иногда отгоняют летучее соединение в вакууме или с водяным паром.

Кристаллизация с мочевиной применяется в Исследованиях эфирных масел, растительных восков и жиров. Этот метод предложен даже для промышленного разделения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

111. ПРЕПАРАТЫ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ

Углеводы и примыкающие к ним вещества

/-Арабиноза из камеди

CtHjoOsCtHjoOsМол. в. 150, 14

CtHjoOs

CtHjoOs

Арабиноза встречается в плодах многих растений как в свободном, таки в связанном состоянии. Ее получают обычно из камедн (гумми), которую выделяют некоторые деревья н кустарники при повреждении коры. Важнейшей составной частью камедн является полимерный ангидрид—арабан, дающий при гидролизе /-арабинозу.

. Сырь'е и реактивы:

вишневаяилиперсиковая камедь15г

концентрированная серная кислота3,6жл

мел 5г

спирт100мл

уксусная кислота15мл

активный уголь.

Сухую тонкоизмельченную камедь (см. примечание) помещают в колбу на 500 мл, заливают 150 мл воды. После набухания добавляют 3,6 мл концентрированной серной кислоты, предварительно разбавленной 10 мл воды, перемешивают и нагревают иа кипящей

водяной бане 6 часов. К гидролизату осторожно добавляют мел до нейтральной реакции и продолжают нагревать еще час. Чтобы гидролизат не вспенивался, полезно добавить к нему несколько капель бутилового спирта.

Осадок отфильтровывают и промывают 50 мл горячей воды. Фильтрат упаривают до объема 60—70 мл в фарфоровой чашке, охлаждают, отделяют от выпавшего гипса и продолжают упаривать до густого сиропа. В чашку с сиропом добавляют 3 объема спирта, перемешивают и выпавший осадок сырого продукта отфильтровывают,

Чтобы получить чистую арабинозу,осадок смешивают с 10 мл воды и 20 мл спирта и снова фильтруют. Объединенные водно-спиртовые растворы и промывные жидкости встряхивают с 0,5 г активного угля, фильтруют и упаривают до сиропа. Заканчивают упарнванне в вакууме. Сироп охлаждают, заражают кристалликом арабинозы и оставляют стоять. Как только начнется выпадение кристаллов, добавляют 10 мл спирта, смесь перемешивают и ставят в холодильник. Выделившуюся арабинозу отделяют от маточного раствора отсасыванием и перекристаллизовывают из 15 мл ледяной уксусной кислоты. Промыв препарат на фильтре небольшим количеством спирта, высушивают в вакууме.

Выход 5 г. Арабиноза кристаллизуется обычно в ромбических призмах; т. пл. 159°; [ag 4-105°. Т. пл. озазона (см. стр. 50) /-арабинозы 157°.

Примечание. Вишневую, персиковую и другие камеди обычно называют растительным клеем и используют взамен гуммиарабика (камеди тропической акации).

</-Ксилоза из кукурузных кочерыжек

СвНюОаМол, в. 150, 14

ННи 'ОН ..и 'ОН ..

Н

Н

и 'ОН ..

и 'ОН ..

Ксилоза, или древесный сахар, — наиболее распространенная пентоза. Она получается при гидролизе ксилана, содержащегося в больших количествах в древесине и в различных сельскохозяйственных отходах— подсолнечной лузге, соломе, хлопковой шелухе и т. п.

Дегидратапией ксилозы минеральными кислотами получают фурфурол, окислением — триокснглутаровую кислоту, восстановлением — ксилит. Все эти продукты находят широкое применение.

кукурузные кочерыжки100гспирт40млкарбонат бария 30гкукурузные кочерыжки100гспирт40млкарбонат бария 30гСырье и реактивы:

кукурузные кочерыжки100г

спирт40мл

карбонат бария 30г

кукурузные кочерыжки100г

спирт40мл

карбонат бария 30г

аммиак, серная кислота, активный уголь.

Мелкоизмельченные кукурузные кочерыжки помещают в коническую колбу, заливают 400 мл 2-процентного раствора аммиака и оставляют на сутки стоять, периодически помешивая. Белковые и некоторые другие вещества переходят в раствор. Обработанную массу переносят на фарфоровую воронку, отжимают, хорошо промывают водой и, поместив в колбу, снова экстрагируют разбавленным аммиаком. После такой обработки кочерыжки заливают 500 мл 3-процентной серной кислоты и гидролизуют 3 часа кипячением в колбе, снабженной обратным холодильником. Получившийся целлолигнии отфильтровывают и промывают водой. Фильтрат вместе с промывными водами переносят в химический стакан н нейтрализуют карбонатом бария до исчезновения реакции на свободную кислоту (индикатор конго).

Осадок сульфата бария отделяют, а гидролизат упаривают в колбе Вюрца под вакуумом водоструйного насоса. К оставшемуся сиропу добавляют 20 мл спирта, смесь нагревают на водяной баие. После охлаждения раствор отфильтровывают от смолообразпых примесей. Спиртовой раствор ксилозы с 1 г активного угля нагревают до кипения, фильтруют, упаривают до небольшого объема, сливают в стаканчик и ставят в холодильник на кристаллизацию. Для ее ускорения в охлажденный раствор вносят кристаллик чистой ксилозы.

После повторной кристаллизации из 90-прдцеит- ного спирта получают чистую ксилозу. Выход — около 5 г т. пл. 146—148°; la]o-{-92О. Для идентификации получают озазон; т. пл. 160°.

d-Глюкоза из целлюлозы

CeHisOeCeHisOeМол. в. 180, 16

CeHisOe

CeHisOe

Глюкоза играет исключительно важную роль в обмене веществ. Это — наиболее распространенный в природе сахар. Глюкозу можно получить также гидролизом крахмала, целлюлозы, гликогена и ряда олигосахаридов. Она входит в состав многих природных глюкозидов.

Сырье и реактивы:

гигроскопическая вата . -Юг

спирт*30 мл

соляная кислота, серная кислота, поваренная соль.

В толстостенную бутылку, помещенную в охладительную смесь из льда и соли, наливают 100 мл концентрированной соляной кислоты н пропускают через нее газообразный хлористый водород до полного насыщения (см. примечание 1). Затем в бутылку проталкивают небольшими порциями вату. После того, как вата полностью смочится, бутылку плотно закрывают резиновой пробкой (привязывают пробку шнуром или проволокой) и оставляют стоять при комнатной температуре до полного растворения. На это требуется около суток. Из предосторожности открывать пробку следует лишь после охлаждения бутылки льдом. Содержимое разбавляют трехкратным количеством воды, переносят в колбу Вюрца н упа-

ривают на водяной бане под вакуумом водоструйного насоса (см. примечание 2). Для равномерного кипения в жидкость подают воздух через стеклянную трубочку, оттянутую в капилляр.

Остаток после отгонки разбавляют небольшим количеством воды и снова упаривают. Повторив этот прием еще 1—2 раза, достигают полной отгонки соляной кислоты.

Полученный сироп растворяют в минимальном количестве спирта. Раствор переносят в коническую колбочку и ставят в холодильник; выпавшие кристаллы глюкозы отфильтровывают. Выход 4—5 г. Глюкозу кристаллизуют повторно нз спирта; т. пл. 146°.

Рекомендуется пронаблюдать за мутаротацией. Для этого свежеприготовленный раствор глюкозы быстро помещают в кювету поляриметра и периодически делают отсчеты угла вращения до постоянного значения. Затем вычисляют удельное вращение. Для tZ-глюкозы [о]у -|-52,3°.

Примечания. 1. Хлористый водород получают в колбе Вюрца емкостью 500 лед. Заполняют ее на одну четверть тонким порошком поваренной соли, которую увлажняют концентрированной соляной кислотой. Добавляя к соли из капельной воронки по капле концентрированную серную кислоту, получают хлористый водород. Для высушивания его пропускают через промывную склянку с серной кислотой.

Более удобно получать хлористый водород из соляной кислоты. Колбу Вюрца снабжают капельной воронкой с удлиненным капиллярным концом, доходящим почти до дна колбы. В воронку наливают концентрированную серную кислоту. Колбу наполовину заполняют концентрированной соляной кислотой. Осторожно открывая край, обеспечивают равномерное поступление серной кислоты н постоянный ток хлористого водорода.

Водоструйный насос соединяют с прибором через колонку с натронной известью, поглощающей хлористый водород.

d-Маниоза из бобов рожкового дерева

СеНиОв Мол. в. 180,16

В свободном состоянии d-манноза, по-виднмому, в природе не встречается. Обычно ее получают гидролитическим расщеплением маннанов, накапливающихся в каменных орехах, финиковых зернах, семенах рожкового дерева и других растительных продуктах. Манноза — структурная частица некоторых полисахаридов бактерий и антибиотика — маинозидо- стрептомицина (стрептомицина В). Более доступный материал для получения маннозы — бобы рожкового дерева (Ceratonia siliqua).

бобы рожкового дерева50гметиловый спирт 125 млбобы рожкового дерева50гметиловый спирт 125 млСырье и реактивы:

бобы рожкового дерева50г

метиловый спирт 125 мл

бобы рожкового дерева50г

метиловый спирт 125 мл

0,5 и. и 1 н. растворы серной кислоты, концентрированная соляная кислота, ледяная уксусная кислота, эфир, мел, солянокислый фенилгидразин.

Размолотые бобы помещают в колбу, снабженную обратным холодильником, приливают туда 250 мл 0,5 н. серной кислоты и нагревают 9 часов на кипящей водяной баие. После охлаждения гидролизат освобождают центрифугированием от хлопьевидного осадка. Раствор нейтрализуют едким барием (индикатор— лакмус), добавляют 1—2 г активного угля, кипятят несколько минут и в горячем виде фильтруют, отсасывая через воронку Бюнхера. Фильтрат выпаривают под вакуумом водоструйного насоса до получения сухого стекловидного остатка.

Из этого остатка выделить маинозу сразу в чистом виде не удается, поэтому сначала получают а-метил- маииозид. К остатку приливают 125 мл 3-процентного метанольного раствора хлористого водорода (см. примечание 1) и кипятят 6 часов в колбе с обратным холодильником. По окончании реакции раствор концентрируют под вакуумом водоструйного иасоса до половины объема н охлаждают на льду. Выпадают

кристаллы а-уетилманнозида. Их отфильтровывают, промывают небольшим количеством холодного метилового спирта и сушат на воздухе между листами фильтровальной бумаги.

Выход — около 20 г (см. примечание 2). Т. пл. перекристаллизованного изводы а-метнлмаинозида — около 160°; [а]§* -f- 78,6° (см. примечание 3).

Гидролиз а-метилманнозида

а-Метилманнозид гидролизуют 2 часа на кипящей водяной баие в 100 мл 1 и. раствора серной кислоты. Еще горячий гидролизат нейтрализуют порошком мела и отфильтровывают. Гипс иа фильтре промывают горячей водой; раствор концентрируют выпариванием под вакуумом водоструйного насоса на водяной бане до одной трети объема. К полученному и охлажденному до 0° снропу добавляют равный объем ледяной уксусной кислоты и ставят на кристиллизацию в холодильник (см. примечание 4). Кристаллы маннозы отфильтровывают, промывают очень небольшим количеством метилового спирта и эфиром. Выход — до 80%.

Для окончательной очистки маниозу перекристаллизовывают из ледяной уксусной кислоты. Т. пл. 127—128°; [ejg1 + 14,5° (н воде). Манноза представляет собой ромбические иглы. Вкус сладкий.

Фени л гидразон t/-M а и н озы. Это производное легко образуется при комнатной температуре в течение нескольких минут после смешения раствора маи- нозы с уксуснокислым фенилгидразином; т. пл. его 199-200°.

Примечания. 1. Абсолютный метиловый спирт насыщают сухим хлористым во ородом до прибавки в весе около 3,5 г.

Из маточника можно выделить дополнительно около 2 г метилманнозида.

Получаемый метилманнозид без дополнительной очистки пригоден для следующей стад ни работы. При желании получить более чистый продукт метилманнозид перекристаллизовывают из четырех частей 80-процентного этилового спирта. Т. пл. 188—189’; [=)”+80,8-.

Кристаллизация обычно длится несколько дней Начало ее удается вызвать трением стеклянной палочки о стенки сосуда.

d-Фруктоза из клубней георгина

C^HiaOaC^HiaOaМол. в. 180,16.Мол. в. 180,16.

C^HiaOa

C^HiaOa

Мол. в. 180,16.

Мол. в. 180,16.

d-Фруктоза (левулоза) часто встречается в растениях как в свободном, так и в связанном состоянии. Она придает особенно сладкий вкус многим фруктам и меду. Фруктоза — составная часть молекул сахарозы и инулина. В виде порошка или 80-процентного сиропа фруктоза используется как лечебное питательное средство.

Сырье и реактивы:

клубни георгина . . . 500г

серная кислота (0,2-процеитныЙ раствор). . . 40 мл

карбонат б<рия . 1г

абсолютный спирт60мл

Получение инулина

Клубни георгина (см. примечание) измельчают на терке, загружают в коническую колбу, заливают 400 мл кипящей воды и, перемешивая, нагревают 10 минут. Содержимое колбы быстро отфильтровывают через складчатый фильтр, осадок промывают небольшой порцией горячей воды. При охлаждении из фильтрата выпадает инулин в виде порошка. Его отсасывают, промывают холодной водой, подсушивают на фильтре и взвешивают. Выход —20—30 г.

Гадролиз инулина

10 г инулина смешивают с 40 мл 0,2-процентиой серной кислоты и нагревают 1 час иа кипящей нодяной бане, периодически помешивая. К гидролизату порциями добавляют 1 г карбоната бария. Получившийся осадок отфильтровывают. Раствор сгущают до снропа в выпарительной чашке на водяной бане. Остаток воды удаляют высушиванием в вакуум-эксикаторе в течение суток. К сиропу добавляют в 3 приема по 20 мл подогретого абсолютного спирта, размешивают, каждый раз быстро сливая спиртовой раствор в коническую колбочку. Из этого раствора отгоняют спирт до половины объема. Концентрированный раствор ставят иа кристаллизацию в холодильник. Для затравки добавляют несколько кристалликов фруктозы. Выход фруктозы — 2—3 г;т.пл. после повторной кристаллизации нз абсолютного спирта 100°.

Озазон фруктозы. К 5 мл 10-процентного раствора фруктозы прибавляют раствор 1 г фенидгидра- зина в 6 мл разбавленной уксусной кислоты (1:5). Смесь нагревают полчаса на водяной бане. Прн охлаждении выпадает озазон; т. пл. 208°.

Озазон фруктозы и озазон глюкозы идентичны.

Примечание. Инулин и фруктозу можно получить н из клубней топинамбура.

d-Галактоза из лактозы

CeHisOeCeHisOeМол. в. 180,16Мол. в. 180,16

CeHisOe

CeHisOe

Мол. в. 180,16

Мол. в. 180,16

d-Галактозу получают гидролитическим расщеплением молочного сахара. Галактоза как структурная часть входит таюке в состав трисахарнда рафинозы, выделяемой из свекловичной патоки и из таких сложных продуктов, как пектин, слизи, камеди, галактаны и

некоторые сапонины. Галактоза, восстанавливаясь амальгамой натрия, образует спирт дульпит, а окисляясь, дает одноосновную галактоновую кислоту и затем двухосновную — слизевую.

Сырье и реактивы:лактоза20г

едкий барий 3г

ледяная уксусная кислота21мл

метиловый спирт, активный уголь, кислоты: азотная, серная и соляная, 10-процентный раствор едкого натра, флороглюцин.

Лактозу (см. стр. 52) растворяют в 50 мл воды, приливают 1 мл концентрированной серной кислоты н кипятят 2 часа н круглодонной колбе емкостью 100 мл, снабженной обратным холодильником. К горячему (но ие кипящему• раствору осторожно добавляют около 1 г активного угля, перемешивают и нейтрализуют горячим насыщенным раствором едкого бария. Нейтрализацию контролируют бумажкой конго.

Осадок отфильтровывают, к фильтрату добавляют около 1 мл ледяной уксусной кислоты и упаривают под вакуумом на водяной бане при температуре не выше 45°. К теплому сиропу приливают 20 мл ледяной уксусной кислоты, раствор охлаждают льдом и вносят в него в качестве затравки кристаллик галактозы. Вместо затравки кристаллизацию можно вызвать трением стеклянной палочки о стенки сосуда. Через сутки выделившиеся кристаллы галактозы отфильтровывают, промывают несколькими миллилитрами холодного метилового спирта и потом небольшим количеством эфира.

Выход около 4—5 г; т. пл. безводной галактозы 161—166°, моногидрата 112 — 118''; степень чистоты d-галактозы определяют по ее удельному вращению; Hz? +81>7Э- Т. пл. феиилозазона 196’.

Качественные реакциа

С 1-процентиым раствором флороглюцина в соляной кислоте галактоза дает красное окрашивание.

Азотная кислота окисляет галактозу, превращая ее в нерастворимую в воде слизеную кислоту.

г галактозы смешивают в фарфоровой чашечке с 8—10 мл азотной кислоты (уд. н. 1,15) и выпаривают на нодяной бане до сиропа. Нагревают до полного удаления окнслов азота. Затем добавляют 5—10 мл воды и оставляют стоять. Осадок отделяют, промывают теплой водой, растворяют в 10-процентиом растворе едкого натра, фильтруют и осаждают слизевую кислоту небольшим избытком разбавленной соляной кислоты. Мелкокристаллический осадок отфильтровывают, промывают и сушат. Т. пл. 213—214°.

d-Лактоза из молока

С12Н22О11-Н2ОМол. в. 360,32

н СН2ОН н онСН2ОНн СН2ОН н онСН2ОНННОНОН

н СН2ОН н он

СН2ОН

н СН2ОН н он

СН2ОН

Н

Н

ОН

ОН

Лактоза, или молочный сахар [4}(3-^-галакто- зию)*Э-^-глюкоза], содержится в молоке (4—5%). Она относится к дисахаридам, восстанавливающим фелингову жидкость. Гидролизуется лактоза на глюкозу и галактозу. Уступает по сладости сахарозе. Получают ее из молочной сыворотки. Применяется в фармацевтической и пищевой промышленности. Много лактозы расходуется в производстве антибиотиков; там из нее готовят питательные среды для выращивания микроорганизмов.

Сырье и реактивы:

молочная сыворотка 3л

метиловый спирт . 100мл

хлористоводородный фенил гидразин, ацетат натрия.

Сыворотку, оставшуюся после удаления .казеина (см. стр. 131), сильно упаринают кипячением в фарфоровой чашке. Растворенный в сыворотке альбумин коагулирует. Его отфильтровывают через полотно. Раствор снова выпвривают до тех пор, пока нз него

не начнет выделяться лактоза. Выпавший после охлаждения сырой кристаллический продукт отсасывают на бюхнеровской воронке н сушат. Упаривая дальше маточный раствор на водяной бане, получают вторую порцию лактозы.

Выход сырого продукта 20—23 г.

Чтобы получить чистую лактозу, растворяют сырой продукт в возможно малом количестве горячей воды (8—10 мл^ и приливают 100 мл метилового спирта до появления мути. Через несколько часов начинают выпадать кристаллы. Как и в других случах, кристаллизацию можно ускорить трением стеклянной палочки о стенки С1акана. Выпавший в течение ночи продукт отсасывают и промывают спиртом.

Выход чистой лактозы 17—19 г; т. пл. моногидрата 201,6^; т. пл. безводной 223е; Ы2~Ь55° (для равновесной смеси а- и р форм).

Лактозазо н. Раствор 0,5 г кристаллического ацетата иатрня в 2—3 мл воды приливают к 0,5 г хлористоводородного фенилгидразипа. Смесь нагревают до полного растворения веществ, охлаждают и фильтруют. Фильтрат смешивают с раствором 0,2 г лактозы в I мл ноды. После 30-минутного нагревания на водяной бане и охлаждения лактозазон (плотные пучки из тонких желтых игл) отфильтровывают на «гвоздик», промывают холодной водой и перекристал- лизовыь'Тют из воды или спирта.

Т. пл. лактозазоиа 200°.

Мальтоза из крахмала

С12Н22Ои-Н2О Мол. в. 360,32

Дисахарид мальтоза, или солодовый сахар [4-(a-tf- глюкозидо)-а-<7-глюкоза], получается н промышленности ферментативным расщеплением крахмала с помощью диастаза ростков ячменя. Это пищевой, хорошо усвояе-

мый сахар. Мальтазой дрожжей или кислотами мальтоза гидролизуется до глюкозы.

картофель 500гсолод 10гкартофель 500гсолод 10гСырье и реактивы:

картофель 500г

солод 10г

картофель 500г

солод 10г

спирт, активный уголь, раствор йода.

Выделение крахмала

Картофель очищают от кожуры и измельчают на овощной терке. Мезгу завертывают в кусок марли, сложенной вдвое, опускают н большой стакан или чашку с водопроводной водой, интенсивно прополаскивают, отжимают и снова размачивают. В регультате крахмал собирается на дие стакана, а клеточные стенкн остаются в марле Для более полной очистки крахмал промывают несколькими порциями холодной воды, сливая ее нз стакана декантацией. Крахмал переносят на фильтр и высушивают на воздухе. Выход около 10%.

Гидролиз крахмала

Суспензию 50 г крахмала в 50 мл холодной воды вливают тонкой струей (перемешивая) в литровую колбу с 350 мл кипящей воды. Колбу ставят на горячую водяную баню и нагревают 1 час, чтобы получить хорошо проваренный крахмальный клейстер. Его охлаждают до 5.;о, прибавляют к нему водную* вытяжку нз солода и перемешивают (см. примечание).

Осахаривание клейстера продолжается 3—4 часа на водяной баие при 50—60°. Конец реакции обнаруживают пробой с йодом (окраски не будет). Раствор фильтруют и упаривают на водяной бане до объема 75 мл. К остатку приливают 125 мл 95-процентиого спирта, хорошо взбалтывают и оставляют на ночь в делительной воронке, на дне которой отделяются декстрины в виде вязкой жидкости. Жидкость сливают, спиртовой раствор упаривают в вакууме до сиропа. Сироп вновь кипятят в 100 мл спирта. Спиртовой раствор выливают в делительную воронку, отделяют нераство- рнвшийся слой, сливая жидкость через кран, и оставляют на ночь. Раствор декантируют от дополнительно

выделившегося осадка, кипятят с активным углем, фильтруют, уголь промывают небольшим количеством спирта. Осветленный раствор оставляют на кристаллизацию, добавив несколько кристалликов мальтозы в качестве затравки.

Выпавшие кристаллы мальтозы очищают повторной перекристаллизаций из 85-процентного спирта. Таким образом, получают чистую мальтозу в виде порошка или бесцветных кристалликов, собранных в бородавчатые друзы.

Выход 12 — 15 а; т. пл. моногидрата 206°, безводной мальтозы 102,5°; [а]^ +138,3°.

Мальтоза восстанавливает раствор Фелинга, показывает явление мутаротации.

Феннлмальтозазон. В сухую пробирку помещают 0,1 г мальтозы, 0,2 г хлористоводородного фенил- гидразина, 0,3 г кристаллического ацетата натрия и 2 мя ноды. Смесь нагревают 10 минут на кипящей вотяной баие. По охлаждении выделяется желтый кристаллический осадок. Его отсасывают, промывают водой, перекристаллизовывают из воды с некоторым количеством спирта. Фенилмальтозазои — длинные пластинки или листочки лимонно-желтого цвета, образующие звездчатые скопления. Т. пл. 206°.

Примечание. Солод готовя-! проращиванием ячменя. Для этого 50 г ячменя слегка смачивают водой и раскладывают на чашке Петри, время от времени увлажняя. Образовавшиеся через 3—4 дня ростки отделяют вручную от семян, о.вешивают 10 г. растирают и добавляют 50 мл воды. После настаивания в течение часа при 30—40° полученную вытяжку фильтруют и используют для осахаривания крахмала.

Л

Сахароза из сахарной свеклы

СпНиОпМол. в. 342,31

Сахароза, или з-б1глюкопиранозндоЭ-^-фруктофура- ■озяд,— важнейший пищевой и промышленный про- дукт. Сырьевые источники — сахарная свекла и сахарный тростник.

Сырье н реактивы:

сахарная свекла 400г

окхсь кальция. активный уголь.

Вымытую свеклу измельчают на терке в стружку н растирают ее в фарфоровой ступке пестиком в пасту. В литровую колбу вливают 500 мл н-’мучениого известкового молока, получен ioro из 15 г негашеной извести, вносят туда шпателем пасту и ополаскивают ступку небольшим количеством воды (см. примечание 1). Закрыв колбу пробкой, оставляют ее на 2 — 3 часа, время от времени встряхивая. Затем содержимое колбы переносят в тканевый мешочек (из муслина или из 2—3-слойной марли), дают стечь жидкости в стакан и наконец, сильно отжимают остаток. Выжимки из мешочка переносят н ту же колбу, добавляют 300 мл холодной воды и через некоторое время, после энергичного встряхивания, вновь отжимают. Таким же образом делают третью обработку 2ь0 мл холодной воды (см примечание 2).

Через объединенные порцнн раствора пропускают 30 минут углекислый газ. Выпавший карбонат кальция отсасывают на вороике Бюхнера. Сатурацию с последующим фильтрованием повторяют 2—3 раза. Прозрачный, но чуть желтоватый раствор обесцвечивают фильтрованием через слой активного угля на Маленькой воронке Бюхнера. Осветленный раствор сахарозы упаривают в выпарительной чашке (диаметр — 10—12 сл<) и охлаждают Начало кристаллизации ускоряют, прибавляя к сиропу несколько крупинок Сахарного песка. При медленном охлаждении выпадают крупные таблички моноклинных кристаллов сахарозы. Маточник осторожно сливают, кристаллы просушивают между листами фильтровальной бумаги. Для полноты очистки сахарозу п рекристаллизовывают из небольшого объема воды, при необходимости упаривая раствор.

Выход около 30 г (см. примечание 3); т. пл. 186° (с разложением); [Ио+66,5°.

t Проводят следующий опыт, доказывающий наличие глюкозидной связи в молекуле сахарозы. В две пробирки наливают 10-процеитный раствор сахарозы, причем в одну из них добавляют несколько капель разбавленной серной кислоты. Обе пробирки нагревают до кипения. Затем в каждую из них доливают равный объем фелинговой жидкости (см. стр. 178) и снова нагревают до кипения. В одной пробирке раствор остается неизмененным, в другой, где прошла инверсия, выпадает красный осадок закиси меди.

Примечания. 1. На этой стадии извлекается сахароза и идет дефекация сахарного раствора.

Содержание сахарозы в свекле —15—2О°/о. После третьей обработки водой в выжимках остается ее не более О.5°/о.

Полного выделения кристаллической сахарозы не достигают, значительная ее часть остается в маточнике.

d-Сорбит из ягод рябины

С«НмО1Мол. в. 182,18

н н ОН нНОН2С — С — С — с-с— СН2ОНон он н он

Сорбит — шестиатомный спирт; встречается во многих плодах н ягодах, больше всего в рябиновых (Sorbus). Он хорошо удерживает влагу; благодаря этому нашел применение в пищевой, табачной и полиграфической промышленности для предохранения продукции от высыхания.

Сорбит приятен на вкус; ценен в питании диабетиков. Получают его каталитическим гидрированием глюкозы; он является полупродуктом в синтезе аскорбиновой кислоты (витамин С).

Сырье и реактивы:

свежие ягоды рябины . . 0,5кг

пекарские дрожжи •• . 3 г

пиридин 250мл

активный уголь.

Свежне игоды рябины перетирают в ступке; полученную массу тщательно отжимают иа воронке Бюхнера. Выход сока 230—250 мл. Мезгу переносят в стакан, добавляют 200 мл воды и перемешивают. Через сутки смесь снова отжимают. Собранный сок заправляют 3 г пекарских дрожжей и оставляют в теплом месте до тех пор, пока не закончится сбраживание сахаров. Чтобы облегчить наблюдение за- Л -^ брожением, в колбу через пробку { ц Н вставляют небольшую U-образиую Л/чтрубочку (гусек), которая выпол-

уру/няет роль гидравлического затво-

v=yра (рис. 27). Прекращение выде

ления газа свидетельствует о кон-

Ряс. 27. «Гусек»це реакции.

Перебродившую жидкость отфильтровывают через слой активного угля и кизельгура и упаривают под вакуумом досуха. Остаток экстрагируют 200 мл пиридина при 100° в колбе, снабженной обратным холодильником. Время экстрагирования— I час. Пиридиновый экстракт декантируют я охлаждают в течение суток. Выпавшие кристаллы пи- ридии-сорбита отфильтровывают. Маточник используют для повторной экстракции остатка. При охлаждении в холодильнике пиридинового экстракта получают вторую порцию кристаллов пиридин-сорбита.

Обе полученные порции соединяют вместе, промывают на фильтре охлажденным пиридином и высушивают кристаллы в вакуум-эксикаторе над серной кислотой. Выход пиридин-сорбита — 30—?5 г. Его рассыпают тонким слоем на фильтровальной бумаге и оставляют на несколько дней на воздухе для «выветривания» пиридина. Продукт теряет в весе 8—9 г; остается чистый сорбит без обнаруживаемого анализом пиридина. Выход чистого сорбита 22—25 г (см. примечание 1). Сорбит выкристаллизовывается из воды в виде бесцветных игл; т. пл. 75° (гидрат); т. пл. безводного сорбита 90°; J«]^ — 2,01° (в воде). Трудно растворим в холодном спирте. Т. пл. дибензилиденового производного сорбита 63° (см. примечание 2).

Примечания. 1' Выход сорбита колеблется в зависимости ют времени сбора ягод. Наиболее богата им рябина, собранная в октябре.

Бензальдегид реагирует с близлежащими гидроксильными группами сорбита, образуя циклическое бензилиденовое производное:

н—с — он

I + О = СН - С6Н6 — н - с - он

н - с - о.

-♦| )СН —С«Н64-Н2О.

н - с - oz

При гидролизе вновь выделяется сорбит.

Пектин из плодов цитрусовых

Пектин содержится во всех растениях—входит в состав клеточных стенок. Особенно богаты им фрукты и ягоды. Прн нагревании с кислотой и сахаром образует студнеобразную массу. Из-за желирующей способности пектин используется в пищевой промышленности для изготовления мармелада, джемов и других продуктов. Сырьем для получения пектина служат яблоки, корочки цитрусовых плодов, шляпки подсолнечника, свекловичный жом и др.

Пектин — высокомолекулярное вещество (мол. в. до 200 000). Его структурная основа — частично эте- рифицнрованная метиловым спиртом полигалактуроно- вая кислота.

Обычно пектин находится в растениях вместе с поли- сахарндями — арабаноми галактаном — и частично связан с фосфорной кислотой. Многократным переосаж- дением сырого лектина спиртом можно удалить из него аочти Bf S ДТМСГД ОЧигорина _

Сырье я реактивы:Сырье я реактивы:корочки плодов цитрусовых . . . . • .... 50 8соляная кислота (0,03 и.)200млспиртоколо500 м*корочки плодов цитрусовых . . . . • .... 50 8соляная кислота (0,03 и.)200млспиртоколо500 м*

Сырье я реактивы:

Сырье я реактивы:

корочки плодов цитрусовых . . . . • .... 50 8

соляная кислота (0,03 и.)200мл

спиртоколо500 м*

корочки плодов цитрусовых . . . . • .... 50 8

соляная кислота (0,03 и.)200мл

спиртоколо500 м*

основной ацетат свинца, аммиак, сахар, лимонная кислота

Корочки апельсина, лимона или мандарина (см. примечание 1) измельчают в мясорубке, помещают в мешочек из ткани и заливают в стакане спиртом для удаления эфярного масла, пигментов и других примесей. Стакан накрывают часовым стеклом и ставят не менее чем на 1 час в водяную баню, нагретую до 60—70°. После этого материал отжимают на воронке Бюхнера и опять залявают спиртом (см. примечание 2). Операцию повторяют до тех пор, пока спиртовой экстракт будет лишь слабо окрашен в желтый цвет.

Отмытую массу помещают в колбу на 500 мл, заливают 200 мл 0,03 н. соляной кислоты и нагревают 1 час на кипящей водяной баие. Горячую вытяжку фильтруют через вату, остаток дважды промывают на фильтре небольшими порциями горячей воды. По охлаждении фильтрат частично нейтрализуют аммиаком до слабокислой реакции (индикатор — лакмус) н упаривают на водяной бане (желательно, в вакууме) до объема 60—80 мл. К оставшемуся сиропу добавляют два объема спирта. Выпавший сырой пектин отделяют центрифугированием.

Когда нужен более чистый препарат, пектин растворяют в небольшом количестве воды при нагревании и повторно осаждают спиртом. Рыхлый осадок переносят на часовое стекло и подсушивают иа воздухе, либо в термостате (ио ие выше 45°). Остаток после удаления спирта взвешивают и определяют выход, который меняется в зависимости от сорта н зрелости сырья.

Качественные реакции

Проба и а галактуроновую кислоту (по Эрлиху). Немного пектина (на кончике шпателя) растворяют в 3—4 мл воды, добавляют несколько капель 10-процентного раствора основного ацетата свинца и нагревают на кипящей водяной баие. Если 60

образовавшийся вначале белый осадок постепенно окрашивается в оранжевый цвет с красноватым оттенком, то кислота есть.

Испытание желирующей способности пектина. Полученный пектин заливают 50 мл воды в фарфоровой чашке, дают постоять некоторое время для набухания, затем добавляют 25 г сахарного песка и энергично кипятят на песчаной бане 10—15 минут. В уваренную смесь приливают 1 мл 40-процентного раствора лимонной кислоты, хорошо перемешивают и разливают в плоские пластмассовые или фарфоровые формочки. Через 2—3 часа желе застывает и может быть предложено для дегустации.

Примечания. 1. Вместо корочек цитрусовых можно взять удвоенную навеску яблок (преимущественно сердцевину) и в 1,5 раза больше разбавленной соляной кислоты.

Спирт отгоняют из раствора на водяной бане, высушивают прокаленным сульфатом меди и используют в дальнейшей работе.

Хитин и d-глюкозамин из панцырей раков

HN-СОСНз сн2он Н I сн2он

н HN СН2ОН н HN - СОСНз

СОСНз

Хитнн — азотсодержащий полисахарид, из которого построены твердые оболочки ракообразных и насекомых, например крылья жуков. Кислотный гидролиз хитина приводит к образованию глюкозамина (2-аминопроизводное глюкозы), а при гидролизе под воздействием энзима, находящегося в кишечнике улиток, получается Мацетилглюкозамин.

Сырье и реактивы:

панцыри раков или крабов .. 250 г

концентрированная соляная кислота50 мд

диэтиламии 6 г

абсолютный спирт150 мл

соляная кислота (5-процентный раствор), ежкнй натр (5-процентный раствор), хлороформ» метиловый спирт.

Получение хитина

Размолотые сухие панцырные оболочки вареных раков или крабов, по возможности очищенные от остатков мяса, кипятят 2 часа в колбе с водой; водный раствор сливают, а остаток обрабатывают при комнатной температуре 5-процеитной соляной кислотой (см. примечание 1). Затем кислоту отсасывают, панцыри промывают несколько раз водой, возвращают в колбу, прибавляют туда 5-процентиый раствор едкого натра и снова кипятят 2 часа.

Окрашенный в темный цвет щелочной раствор, в который переходят белковые вещества панцырей, фильтруют или, лучше, центрифугируют, остаток промывают водой и еще 2 раза попеременно обрабатывают кислотой и щелочью.

Полученный таким образом хитин представляет собой легкую массу, слабо окрашенную в розоватый цвет красящими веществами панцырных оболочек; содержание золы в хитине — менее 1%. Для удаления красящих веществ хитнн экстрагируют эфиром в аппарате Сокслета или отбеливают разбавленным раствором марганцовокислого калия, а потом промывают раствором бисульфита натрия.

Выход 50 — 60 г.

Очищенный препарат — совершенно белая масса, нерастворимая в органических растворителях, воде и щелочах. Хитин растворяется в концентрированных минеральных кислотах, образуя вязкий прозрачный сироп (см. примечание 2).

d-Солянокислый глюкозамин’ (см. примечание 3)

25 г хитина с избытком дымящей соляной кислоты нагревают до умеренного кипения под тягой в фарфоровой чашке на песочной бане. Хитин быстро растворяется; ■ раствор окрашивается в желтый цвет» 62

Его выпаривают до тех пор, пока ие начнется обильная кристаллизация солянокислой соли глюкозамина.

После охлаждения кристаллическую массу отсасывают на стеклянном фильтре или на воронке Бюхиера через ткань и промывают небольшим количеством холодной соляной кислоты. Полученные кристаллы слегка окрашены в темноватый цвет.

Выход около 12 г (см. примечание 4).

Чтобы очистить продукт, его растворяют в теплой воде и раствор выпаривают. Выпариваине прекращают, как только начнется кристаллизация. По охлаждении кристаллы отсасывают. Перекристаллизацией из горячего 80-процентиого спирта получают белоснежные кристаллы, представляющие собой смесь а- и р-форм солянокислого глюкозамина; [а]^ -J- 72,5°.

й-Глюкозамин (осиоваиие)

Разлагая диэтиламином тонко измельченную солянокислую соль глюкозамина, выделяют основание. 5 г соли обливают 60 мл абсолютного спирта, добавляют 4 г диэтнламииа и оставляют на 24 часа в закрытой склянке, взбалтывая смесь на качалке. После этого осадок отсасывают, прибавляют еще 30 мл спирта, 2 мл диэтиламииа и 5 мл хлороформа, снова несколько часов взбалтывают и полученный глюкоза- мин отсасывают. Осадок промывают спиртом, хлороформом и смесью спирта и эфира.

Выход около 9ОУо от теоретического.

Дальнейшую очистку препарата можно обеспечить перекристаллизацией из .метилового спирта, из которого он выпадает в виде длинных игл.

Т. пл. НО' (с разложением); [«]^? + 44° (в воде).

d-Глюкозамин хорошо растворим в воде, трудно — в холодном спирте и нерастворим в эфире. Стоек только хорошо высушенный препарат, хранящийся в эксикаторе над серной кислотой; иначе даже в закрытом сосуде он быстро темнеет и превращается в темно- коричневую массу.

d-Глюкозамнн — сильное основание, восстанавливает фелингову жидкость.

Примечания. 1. Кислоту следует прибавлять осторожно, чтобы избежать скльного вспучивания массы от выделяющегося углекислого газа.

Вязкость раствора постепенно падает из-за гидролиза хитина. '

Солянокислый глюкозамин можно получить и непосредственно кипячением измельченных панцырных оболочек крабов или раков с концентрированной соляной кислотой. Однако продукт получается сильно загрязненным и в значительно меньшем количестве.

Из маточника после упаривания раствора выпадает еще 2—3 г более загрязненного продукта.

ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Муравьиная и уксусная кислоты из солода

Летучие кислоты — составная часть комплексов веществ, придающих вкус н аромат многим пищевым продуктам (хлеб, солод, сыр, плоды, вина и др.).•

Из-за малого содержания обнаружить летучие .-кислоты часто бывает очень трудно. Приходится прибегать к высокочувствительным методам. К таким методам относятся различные варианты распределительной хроматографии на силикагеле.

ржаной солод50гили ржаной хлеб100г«•бутиловый спирт30млхлороформ 250млсиликагель 2гржаной солод50гили ржаной хлеб100г«•бутиловый спирт30млхлороформ 250млсиликагель 2гСырье и реактивы:,

ржаной солод50г

или ржаной хлеб100г

«•бутиловый спирт30мл

хлороформ 250мл

силикагель 2г

ржаной солод50г

или ржаной хлеб100г

«•бутиловый спирт30мл

хлороформ 250мл

силикагель 2г

6,1 н. и 0.05 и. растворы едкого натря, серная кислота, прокаленный сульфат натрия, бром- крезоловыи зеленый.•

Выделение летучих кислот

Красный ржаной солод (или кислый ржаиой хлеб) измельчают, замачивают шестикратным количеством .воды в конической колбе и оставляют на иочь в холодильнике при температуре +2°. После этого взвесь подкисляют серной кислотой до кислой реакции иа конго. Подкисленную массу переносят в колбу

для перегонки с водяным паром и отгоняют 200 мл дистиллята. Отгон, содержащий кислоты, нейтрализуют 0,1 н. раствором щелочи (индикатор — фенолфталеиновая бумажка) н упаривают в выпарительной чашке на водяной бане примерно до 5 мл. Остаток подкисляют каплями разбавленной серной кислоты (1:1). После того, как солн летучих кислот растворятся, добавляют 0,1 г безводного сульфата натрия. Смесь извлекают из одной и той же пробирки 5 раз 1-процентным раствором бутилового спирта в хлороформе, декантируя раствор в маленькую колбу. Общий объем растворителя должен составить приблизительно 6 мл.

Разделение кислот методом распределительнойхроматографии

Силикагель растирают в ступке с 0,5 мл водного раствора бромкрезолового зеленого (0,25 г индикатора в 100 мл воды) и добавляют 1,5 мл 0,1 н. раствора едкого натра. Если масса окрасится в желтый цвет, вводят одну каплю 20-процентного раствора аммиака и вновь растирают; при этом окраска силикагеля изменяется на темио-голубую.

К полученной однородной массе приливают 10 — 15 мл 1-процентного раствора бутилового спирта в хлороформе, приготовленного из свежеперегнанных реактивов. Через маленькую воронку с коротко срезанным кончиком переносят силикагель в колонку (диаметр 0,8 см, высота 25 см), снабженную краном.

Остаток силикагеля смывают в колонку таким количеством раствора, чтобы общий объем его был равен 25 мл. Дают смеси стекать 20—30 минут, после чего кран закрывают. Для уплотнения силикагеля в колонке создают давление при помощи резиновой груши. Так как в слой силикагеля ие должен попадать воздух, следят за тем, чтобы поверхность его постоянно была покрыта жидкостью.

Раствор кислот, полученных из солода, сливают по стейке колонки на силикагель и ополаскивают колбочку небольшим количеством Зуганольно-хлоро- формной смеси. Затем вновь создают небольшое давление, способствующее передвижению раствора по

колонке. При этом начинают разделяться кислоты, а отдельные зоны носителя окрашиваются в желтые цвета разных оттенков.

Элюирование начинают после того, как уровень раствора кислот над силикагелем будет 1—2 мм. В качестве растворителя применяют 5-процентный раствор бутилового спирта в хлороформе. Растворитель заливают до верха колонки н по мере вытекания его непрерывно добавляют из капельной вороики. Скорость истечения — одна капля в 2 секунды.

Первую фракцию собирают до тех пор, пока окрашенный слой не достигнет низа колонки. С этого момента отбирают вторую фракцию до полного вымывания окрашенной зоны, содержащей главную часть уксусной кислоты. Затем отбирают еще одну фракцию в 50 мл. Так как муравьиная кислота прочио удерживается (светло-желтое кольцо), то содержащий ее слой силикагеля механически отделяют и переносят в колбу с 30 мл воды. Смесь нейтрализуют по фенолфталеину 0,1 и. раствором едкого натра и фильтруют. Остаток промывают несколько раз водой; промывные воды сливают вместе с первым фильтратом и подкисляют каплей серной кислоты (1:1).

Свободную муравьиную кислоту отгоняют с паром, собирая приблизительно 50 мл дистиллята. Каждую фракцию и дистиллят, содержащий муравьиную кислоту, потенциометрически титруют 0,05 н. раствором едкого натра. По данным титрования рассчитывают содержание муравьиной и уксусной кислот в исходном сырье. Среднее содержание муравьиной кислоты и ржаном солоде—0,10—0,15%, уксусной — 0,30— 0,35%.

Масло нз семян подсолнечника.Жирные кислоты

СН2 —О —COR СНзОН R-COOH

СН —О —CORi —^СНОИ +R1 — СООН

II

СН2 —O-CORn СН2ОН Rn-COOH

R, Ri , R11 — радикалы пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и др. кислот.

ее

Растительные масла — важнейшие пищевые йрб- дукты и, как показали недавние исследования, незаменимы в нормальном рационе питания. Огромно нх значение как технического сырья для получения мыла и пленкообразующих материалов. При омылении масла образуется глицерин и смесь жирных кислот, очень трудно разделимая иа индивидуальные соединения обычными методами.

обрушенные семена подсолнечника100гдиэтиловый эфир.' 300мл96-процентныйспирт 300млметиловый спирт200млмочевина 10гедкое кали 7гйод 5гобрушенные семена подсолнечника100гдиэтиловый эфир.' 300мл96-процентныйспирт 300млметиловый спирт200млмочевина 10гедкое кали 7гйод 5гСырье и реактивы:

обрушенные семена подсолнечника100г

диэтиловый эфир.' 300мл

96-процентныйспирт 300мл

метиловый спирт200мл

мочевина 10г

едкое кали 7г

йод 5г

обрушенные семена подсолнечника100г

диэтиловый эфир.' 300мл

96-процентныйспирт 300мл

метиловый спирт200мл

мочевина 10г

едкое кали 7г

йод 5г

парафин, бензол, чистые пальмитиновая, стеариновая, олеиновая кислоты (свидетели), хлорид кальция, сульфат натрия, 1-процентные растворы нитрата серебра и сульфида аммония, 0,1 н. раствор тиосульфата натрия.

Выделение масла

Обрушенные и измельченные семена подсолнечника помещают в бумажный патрон (см. примечание 1), покрывают тонким слоем ваты и вставляют в экстрактор аппарата Сокслета. В собранный аппарат через холодильник заливают эфир, включают воду и нагревающее устройство. Нагревать удобно электрической •лампой, расположенной на таком расстоянии от нижней части колбы, чтобы эфир кипел равномерно. Для исчерпывающего извлечения масла достаточно 3 часов непрерывной работы аппарата.

Раствор масла высушивают прокаленным сульфатом натрия и фильтруют через складчатый фильтр во взвешенную колбу. Фильтр промывают эфиром. Колбу закрывают пробкой, в которую вставлены две трубки. Через одну нз них вводят сухой углекислый газ от аппарата Киппа или из газометра, другой трубкой соединяют колбу с длинным холодильником (рис. 28). Приемником эфира может служить колба Бунзена, снабженная шлаигом для отвода паров растворителя.

5*67

Отрегулировав”пддачу’углекисл6го газа, нагреваю! колбу на горячей бане н нацело отгоняют эфир. После отгонки эфира прибор охлаждают в токе углекислого газа. Колбу вновь взвешивают и определяют выход масла.

Рис. 28. Прибор для отгонки эфира

Масло фильтруют, отсасывая через маленький стеклянный фильтр, н сохраняют для дальнейшей работы. Для характеристики масла определяют его плотность, показатель преломления, число омыления, кислотное и йодное числа и сопоставляют полученные константы с литературными.

Омыление

20 г масла нагревают 1 час со спиртовым раствором едкого кали (7 г в 100 мл) в колбе, снабженной обратным холодильником. Нагревают до тех пор, пока проба, взятая пипеткой, не растворится в воде. После этого отгоняют около 50 мл спирта. К остатку добавляют равный объем воды. Смесь подогревают в бане и переносят в делительную воронку. Колбу ополаскивают сначала водой, затем спиртом, все сливая в ту же воронку.

К смесн добавляют эфир, перемешивают и после отстаивания сливают нижний слой в колбу, в которой проводилось омыление. Эфир собирают отдельно. Извлечение неомыляемых веществ повторяют еще два раза (см. примечание 2). Водный раствор мыла под-

кисляют разбавленной серной кислотой; выделившиеся жирные кислоты переводят в эфир. Эфирный слой в делительной воронке несколько раз промывают водой, сливают в коническую колбочку и сушат прокаленным сульфатом натрия.

Затем раствор фильтруют во взвешенную колбочку, полностью отгоняют эфир н определяют выход жирных кислот.

Идентификация жирных кислот хроматографиейна бумаге

Полосу хроматографической бумаги (35 X 10 см) пропитывают 10-процентным раствором парафина в бензоле и высушивают между листами фильтровальной бумаги в горизонтальном положении. Затем на расстоянви 3 см от узкого края бумаги взносят по капле 5-процентные эфирные растворы испытуемой смеси жирных кислот и имеющихся образцов «свидетелей» (стеариновой, пальмитиновой, олеиновой и других кислот) (см. стр. 30). В качестве растворителя в сосуд для хроматографии заранее заливают 90-процентный метиловый спирт, насыщенный парафином. Подготовленную бумагу укрепляют в сосуде и хроматографируют по восходящему способу 16—20 часов.

После этого бумагу высушивают на воздухе, опрыскивают 1-процентным раствором нитрата серебра, тщательно отмывают в ванночке дистиллированной водой и обрабатывают раствором cvльфидa аммония. На полученной хроматограмме определяют значения R/ для каждого проявившегося пятна. В данных условиях коэффициент подвижности стеариновой кислоты приблизительно равен 0,90, пальмитиновой —0,84, олеиновой — 0,80, линолевой — 0,75.

Разделение жирных кислот мочевинным методом

Работу начинают с определения йодного числа. Для этого навеску жирных кислот от 0,15 до 0,25 г, взятую на аналитических весах, помещают в склянку

с притертой пробкой и растворяют в 15 м* спирта при слабом нагревании на водяной бане. Прибавляют из пипетки 20 мл 0,2 н. спиртового раствора йода и 200 мл теплой воды. Склянку закрывают пробкой и после энергичного встряхивания оставляют в покое на 3 минуты. Затем оттнтровывают избыток йода 0,1 н. раствором тиосульфата натрия с крахмалом (индикатор). Параллельно проводят контрольный опыт, т. е. титруют смесь тех же растворов, но без авали* зируемого вещества.

Иодное число вычисляют по формуле:

Й г— (д~б)-°-01269-1(Х) навеска

где:

а — количество мл 0,1 н. тиосульфата натрия, расходуемого на контрольный опыт;

б—то же, на опыт с веществом.

Далее проводят реакцию с мочевиной (см. стр. 39). 2 г смеси кислот и 10 г мочевины помещают в коническую колбочку и растворяют в таком количестве метилового спирта, чтобы получился раствор, насыщенный при 50°. На это требуется 20—25 мл спирта.

После интенсивного перемешивания раствор оставляют на кристаллизацию. Выпавшие при охлаждении кристаллы отсасывают на стеклянном фильтре н промывают их небольшим количеством холодного метилового спирта. Спирт из фильтрата отгоняют и к остатку добавляют 20 мл эфира. Все переносят в делительную воронку, промывают водой. Эфирный раствор отделяют н сушат безводным сульфатом натрия. Ненасыщенные кислоты, полученные после отгонки эфира, взвешивают и рассчитывают нх содержание в масле. В отдельной навеске ненасыщенных кислот определяют йодное число по указанному выше способу.

Кристаллический осадок, оставшийся на фильтре (мочевинный комплекс), обрабатывают 100 мл горячей воды с тем, чтобы растворением мочевины разложить аддукт. Охлажденный раствор встряхивают с эфиром для извлечения насыщенных жирных кислот. Их выделяют из эфирного раствора так же, как ненасыщен- 70

вне кислоты. Затем рассчитывают их содержание в масле н определяют йодное число.

Сравнивая йодные числа, оценивают степень разделения жирных кислот на насыщенные н ненасыщенные (см. примечание 3).

Примечания. 1. Патрон делают из полосы фильтровальной бумаги, дважды обернув ее вокруг широкой пробирки. Нижний конец патрона скручивают и затягивают ниткой.

Эфир отгоняют и используют в дальнейшей работе. Неомыляемый остаток взвешивают и определяют выход.

Методика может быть использована для выделения и разделения жирных кислот из любого растительного масла.

Щавелевая кислота из древесины

С2Н2О4Мол. в, 90,04 (безводная

ноос - соон

Щавелевая кислота и ее соли широко распространены в растениях. Кислота является также нормальным продуктом обмена веществ в организме животных.

Помимо синтетических методов получения щавелевой кислоты, иногда применяют старый, описываемый ниже, способ щелочной деструкции древесины.

Щавелевая кислота и ее производные широко применяются во многих отраслях народного хозяйства и в аналитической химии.

Сырье и реактивы:

древесные опилки50г

едкий натр , . . .150г

гашеная известь, серная кислота.

Древесные опнлки (см. примечание 1) помещают в стакан, замачивают раствором 150 г едкого натра в 300 мл воды и перемешивают фарфоровым шпателем. Смесь переносят на чугунную сковороду н и сплавляют 3 часа на газовой горелке прн 200—220°, Термометр заключают в металлическую гильзу, которую используют как мешалку. Полученный зеленоватый расплав охлаждают, переносят в стакан, выщелачивают водой н отфильтровывают от темно-бурого шлама. Раствор упаривают на водяной бане до крис-

таллизацни щавелевокислого натрия. После охлаждения кристаллический оксалат отсасывают, растворяют в кипящей воде и обрабатывают 5-процентным известковым молоком. Полученный осадок оксалата кальция отфильтровывают, промывают на фильтре водой и разлагают в стакане 20-процентной серной кислотой. Водный раствор, содержащий щавелевую кислоту, отфильтровывают от гипса, упаривают на водяной бане до начала кристаллизации и оставляют на холоду.

Щавелевая кислота кристаллизуется нз воды в виде моноклинных призм, содержащих две молекулы кристаллизационной воды.

Выход, в завнснмости от породы дерева, 28—40%; т. пл. 98°.

Чтобы получить безводную щавелевую кислоту, некоторую часть кристаллов возгоняют при 160—170° в вакууме. Т. пл. безводной щавелевой кислоты 189°.

Примечание. Лучше брать более богатые целлюлозой сосновые нли еловые опилки.

Эруковая и брассидииовая кислоты из рапсового масла

С22Н42О2Мол. в. 338,58

СН3-(СН2)7-СН цис-изомер|| —►

НООС-(СН2)И-СН

СНз — (СН2)7— СНтранс-нзбмер

СН —(СН2)ц соон

Эруковая кислота (цис-изомер) находится в виде глицерида в сурепном и горчичном масле, в масле желтофиоли и настурции, в рыбьем жире. Выделение чистого препарата сопряжено с некоторыми труд-

вестями, особенно если кислота не преобладает в составе жира.

Брасснднновая кислота (транс-изомер) встречается в природе редко, однако легко может быть получена из эруковой. При окислении обеих кнелот образуются пеларгоновая СИ» — (СНз)? — СООН н брасснловая НООС— — (СНг)п — СООН кислоты.

Сырье и реактивы:рапсовое масло 50г

едкий натр (15-процентный раствор)50 мл ацетат свинца20г

спирт150мл

соляная кислота, азотная кислота, нитрит натрия.

Получение эруковой кислоты.

Рапсовое масло (см. примечание 1) помещают в жаростойкий стакан и омыляют 50 мл 15- процентного раствора едкого натра, слабо нагревая н постоянно помешивая. Щелочь прибавляют небольшими порциями через каждые 5—10 минут; по мере выкипания доливают воду. Охлажденное мыло промывают декантацией небольшим количеством холодной воды и разлагают разбавленной соляной кислотой (1:5), добавляя ее порциями до кислой реакции на конго и помешивая. Всплывшие жирные кислоты отмывают от минеральной кислоты теплой водой до нейтральной реакции.

Промывную жидкость сливают сифоном. ТТбсле 12-часового отстаивания тщательно енфонируют нижний слой, а кислоты осторожным нагреванием расплавляют и переливают в круглодонную колбу. Остатки смывают спиртом (50 млк Колбу присоединяют к обратному холодильнику и нагревают смесь на водяной бане до растворения. Выключив источник нагревания, добавляют горячую суспензию, состоящую из 20 г ацетата свинца и 25 .и л спирта. После непродолжительного кипячения раствор переносят в нагретую делительную воронку и через 1 — 1,5 минуты сливают нижний слой отделившихся свинцовых солей насыщенных кис-

лот. Верхний слой, содержащий свинцовые соли непредельных кислот, переливают в коническую колбу. Для отделения соосажденного эруката свинца соли предельных кислот повторно обрабатывают 15 мл нагретого до кипения спирта.

Объединенные спиртовые растворы оставляют на 7—8 часов в холодильнике при +2°. Прозрачный маточник осторожно декантируют (см. примечание 2), а суспензию эруката свинца переносят в охлажденные пробирки центрифуги и быстро центрифугируют. Затем раствор сливают, а осадок разлагают соляной кислотой (1:6) до кислой реакции на конго. Всплывшую при нагревании сырую эруковую кислоту промывают теплой водой, сифонируя промывные воды. Застывшую при охлаждении массу перекристаллизовывают из 4-кратного объема спирта.

Выход чистой эруковой кислоты — около 10 г: т. пл. 34°; ng 1,4473.

Получение брассидиновой кислоты

5 г эруковой кислоты и 125 мл ЗО-процентной азотной кислоты нагревают в стакане до 55°, поддерживая эту температуру во время нсего опыта. В течение 10—15 минут при помешивании вносят порциями на кончике шпателя сухой нитрит натрия до тех пор, пока жирный слой не затвердеет. Нитрит натрия служит источником окислов азота, которые ускоряют изомеризацию. Нижний водный раствор сифоннруют. Брасснднновую кислоту промывают горячей водой и перекристаллизовывают из 75 мл спирта. При охлаждении выпадают кристаллы брассидиновой кислоты в виде белых пластиночек.

Выход 4 г; т. пл. 61°; п% 1,4460.

П р и м е ч а н и я. 1. Рапсовое масло вырабатывают предприятия маслобойной промышленности РСФСР и УССР. Среднее содержание жирных кислот в 1 ем: эруковой — 49°/о, олеиновой — 32°/о, линолевой — 15°/о, линоленовой — 1°/о, насыщенных—3°/о.

Спирт из маточников отгоняют и используют для перекристаллизации.

d-Виииая кислота из винограда

С<НвО«Мол. в. 150,03

СООНI

Н —С —ОН

.1 но-с-н I СООН

d-Виниая кислота часто встречается в растениях как в свободном состоянии, так и в виде солей, ио только в ягодах винограда она накапливается в значительных количествах (до 1%). Вырабатывается эта кислота из отходов виноделия, используется в пищевой и химико-фармацевтической промышленности; сег- нетова соль (виннокислый калий-натрий) применяется в производстве пьезоэлементов.

Сырье и реактивы:

виноград 1кг

раствор соды и едкого натра, соляная кислота,

анионит АН-2Ф.

Ягоды винограда раздавливают в ступке, стараясь не дробить семян. Мезгу переносят в полотняный мешочек и отжимают сок. Выжимки помещают в химический стакан, заливают 300 мл воды, содержащей 1 г соды, н нагревают 10 минут на кипящей водяной бане при постоянном перемешивании стеклянной палочкой (см. примечание 1). Теплый раствор фияь^ труют через полотняный фильтр на воронке Бюхнера или центрифугируют. Остаток еще раз обрабатывают содовым раствором той же концентрации. Вытяжки присоединяют к соку и проверяют pH среды. Для этого отливают в пробирку 1 мл жидкости н добавляют каплю 2-процентного раствора бромкрезолового синего или бромкрезолового зеленого. Переход желтой окраски индикатора в синюю (зеленую) указывает на полноту нейтрализации винной кислоты. Если этого

ве произошло, ко всей массе жидкости добавляют, тщательно перемешивая, небольшими порциями 5-процентный раствор соды и снова проверяют реакцию среды. Нейтрализованный раствор охлаждают до комнатной температуры, фильтруют через складчатый фильтр (или центрифугируют) н пропускают через подготовленную заранее ионообменную колонку (см. рнс. 17, стр. 27). Диаметр колонки — 1,6 см, высота — 70 см. В слегка расширенную снизу часть колонки помещают тампончик стеклянной ваты.

На технических весах отвешивают 15—18 г анионита марки АН-2Ф, всыпают его в стакан с 50 мд дистиллированной воды и оставляют до следующего дня. Набухшую смолу переносят в колонку вместе с водой, остатки, приставшие к стенкам, смывают несколькими порциями воды из промывалки.

Напорный сосуд с дистиллированной водой присоединяют к нижнему концу колонки, снимают зажнм с боковой отводной трубки и, осторожно приоткрывая зажим на ннжнем шланге, пропускают воду для разрыхления анионита н для удаления мелких частиц и воздуха.

Во время работы ионообменного фильтра нельзя допускать, чтобы в него попадал воздух. Когда через боковую трубку будет вытекать прозрачная вода, нижний зажим закрывают, дают смоле равномерно осесть и отсоединяют напорный сосуд. Устанавливают уровень воды на 5 см выше слоя смолы, а избыток сливают. Этот уровень сохраняют постоянным.- Далее присоединяют к верхней трубке шланг от напорного сосуда с раствором едкого натра (0,25 н.) н регулируют подачу щелочи так, чтобы она вытекала нз колонки со скоростью 2 капли в секунду. ОбраХ ботку анноннта продолжают до отрицательной реакции на ион хлора в пробе фильтрата.

Щелочь удаляют, пропуская через колонку около 1 л дистиллированной воды сначала снизу (противотоком), затем сверху (прямотоком) до нейтральной реакции на фенолфталеин. Скорость подачн воды прямотоком — около 1 л в час (4 капли в секунду).

Отмытую смолу заряжают ионами хлора. Для этого через колонку сверху пропускают 400 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты со скоростью 0,5 л в час, 76

снова разрыхляют слой смолы, пропуская струю воды противотоком (при сорбции аниона хлора объем значительно увеличивается). Избыток соляной кислоты удаляют.

Подготовленный для ионного обмена виноградный сок наливают в напорный сосуд и через верхнюю трубку подают со скоростью 0,5 л в час в колонку. Когда весь сок из сосуда вытечет, в сосуд наливают 300 мл дистиллированной воды и промывают смолу. Подключают шланг от сосуда с водой к нижнему отверстию и производят рыхление и промывку противотоком, на что требуется еще 300—400 мл воды. Смоле дают осесть, доводят жидкость в колонке почти до уровня смолы и приступают к десорбции (см. примечание 2).

Десорбируют вииную кислоту с анионита раствором 3 н. соляной кислоты. В колонку наливают сверху 55 мл кислоты и пропускают ее через слой анионита в течение часа (со скоростью 1 капля в 5 секунд). Первые 15 мл фильтрата отбрасывают, последующие 40 мл собирают. В это же время в колонку наливают 20 мл воды н продолжают сливать жидкость. Всего получается 55—60 мл концентрированного раствора винной кислоты с примесью соляной. Его упаривают в вакууме почти до сиропа и оставляют на кристаллизацию.

Чтобы ускорить кристаллизацию, к охлажденному раствору добавляют измельченную винную кислоту, взятую на кончике ножа. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывая на фильтре минимальным количеством охлажденной воды.

Выход около 2 г; т. пл. чистой винной кислоты 170°; [а]о + 12° (для 20-процентного водного раствора). /

Из маточного раствора, оставшегося после отделе-/ ния кристаллов вйниой кислоты, получают сегнетову соль. Для этого маточник помещают в фарфоровую чашечку и удаляют из него соляную кислоту выпариванием досуха. Остаток разводят в 5 мл горячей воды и нейтрализуют, осторожно дабавляя эквивалентную смесь поташа и соды (индикатор—лакмус). Раствор фильтруют и охлаждают. По ме^е охлаждения выпадают кристаллы сегнетовой соли.

Примечания. 1. В зрелом винограде большей честь винной кислоты находится вввдетрудно растворимых в воде солей—битартрата калия и тартрата кальция. Сода переводит их в сегнетову Соль и тартрат натрия "

Все примеси нейтрального характера (сахара и др.) на смоле не адсорбируются и удаляются промыванием.

Триоксиглутаровая кислота из ксилозы*

С5Н8О7Мол. в. 170,12

. н ОН нIII

ноос—с - с - с - соон

II -1

- он н он

Триоксиглутаровая кислота — продукт окисления ксилозы — вырабатывается на гидролизных заводах. Это полноценный заменитель лимонной кислоты в пищевой промышленности.

Сырье н реактивы:;

кукурузные кочерыжки100гу

мел30гз

азотная кислота (уд, в.1,30—1,34) 70м*.'1

серная кислота. 2-процентный раствор аммиака,•

активный уголь, гашеная известь.,

Мелко нарубленные кукурузные кочерыжки (см. примечание 1) помещают в коническую колбу, заливают 2-процентным раствором аммиака и оставляют стоять при комнатной температуре. Через сутки растительную массу отфильтровывают к отжимают на / фарфоровой воронке Экстракцию раствором аммиака/ повторяют (см. примечание 2).

Отфильтрованный и хорошо промытый водой остаток переносят в большую круглодоиную колбу, снабженную обратным холодильником, заливают 1л 3-процентной серной кислоты и 5 часов кипятят. При этом происходит гидролиз пентозанов до пентоз. Для связывания серной кислоты добавляют в колбу порциями 30 г измельченного мела. Смесь отсасывают и про-

*ЧаловН. В., Горячих Е. Ф Гидролизная и лесохимическая промышленность, № 3, стр. 10, 1956.

78' ■

мывают водой. Фильтрат с промывными водами упаривают до 200 мл в большой фарфоровой чашке. Концентрированный раствор перемешивают несколько минут с активным углем, фильтруют и упаривают до сиропообразного состояния.

Пентозный сироп в той же чашке окисляют азотной кислотой (уд. в. 1,30—1,34), взятой в трех—четырехкратном количестве к объему сиропа. Азотную кислоту добавляют в чашку небольшими порциями, сначала на холоду, затем при нагревании на водяной бане. Окисление проводят в вытяжном шкафу, т. к. оно сопровождается обильным выделением окислов азота. В результате образуется триоксиглутаровая кислота с небольшой примесью щавелевой, ксилоновой, слизевой, сахарной и других кислот. Чтобы удалить избыток азотной кислоты, в раствор дважды добавляют дистиллированную воду, каждый раз упаривая до прекращения выделения окислов азота (см. примечание 3).

Горячий раствор осторожно нейтрализуют известковым молоком до pH 2,8 — 3 (универсальный индикатор) и выдерживают его 3 часа при температуре 80—90°. Нерастворимые кальциевые соли триоксиглутаровой и щавелевой кислот выпадают в осадок. Соли других кислот остаются в растворе. После отделения на фарфоровой воронке и промывания осадок переносят в колбу, разбавляют водой до кашеобразного состояния и при температуре 60—80° приливают (осторожно) по каплям 50-процеитную серную кислоту. Приливание прекращают тогда, когда появятся первые признаки свободной минеральной кислоты (реакция иа конго). В таких условиях разлагается только кальциевая соль триоксиглутаровой кислоты, а ща^ велевокислый кальций не разлагается.

Профильтрованный раствор триоксиглутаровой кислоты упаривают в вакууме водоструйного насоса. Вначале выделяется некоторое количество гипса и слизевой кислоты, которые после отстаивания отделяют фильтрованием через складчатый фильтр. Продолжая упаривание, время от времени отбирают в пробирку небольшую порцию раствора. Когда в очередной пробе начнут выделяться кристаллы, упаривание прекращают.

Для ускорения кристаллизации к сиропу добавляют несколько капель концентрированной соляиов кислоты.

Триоксиглутаровая кислота кристаллизуется из воды. Выход около 10 г; т. пл. 128°.

Примечания. 1. Вместо кукурузных кочерыжек можно брать хлопковую шелуху, солому, подсолнечную лузгу и другое пентозансодержащее сырье.

Водный аммиак переводит в раствор белковые и некоторые другие вещества, затрудняющие очистку триоксиглутаровой кис-

В другом варианте окисления пентозного сиропа можно улавливать окислы азота. Упаривают растворы в круглодонной колбе, создавая небольшой вакуум водоструйным насосом и продувая воздух. Окислы азота собирают во второй колбе, наполненной водой и охлаждаемой снаружи льдом.

Слизевая кислота из свекловичного жома

С.НюО8Мол. в. 210,15

н ОН онн ,

II I I

ноос -с-с-с-с- соон

1111он н н он

Слизевая кислота — продукт окисления галактозы и других широко распространенных в природе веществ, имеющих сходную с галактозой конфигурацию (галактуроиовая кислота, пектиновые вещества и т. п.). Она имеет значение как исходный продукт для получения пиррола, муконовой кислоты и некоторых других соединений.

Сырье и реактивы:высушенный свекловичный жом 50г

азотная кислота (уд. в. 1,36) 280 мл

перекись марганца0,1 г •

Двугорлую колбу (емкостью 1,5—2 л) с насадкой для улавливания пены соединяют через холодильник с водоструйным насосом (рнс. 29). В нее насыпаю! воздушвосухой жом (см. примечание 1) и наливают раствор 280 мл азотной кислоты (уд. в, 1,3о) в 220 мл Ю

Рис. 29. Прибор для получения слизевой кислотыРис. 29. Прибор для получения слизевой кислотыогромных количест-огромных количест-8181

Рис. 29. Прибор для получения слизевой кислоты

Рис. 29. Прибор для получения слизевой кислоты

огромных количест-

огромных количест-

81

81

воды, содержащий 0,1 г перекиси марганца. Помещают колбу иа водяную баню и нагревают 3 часа, непрерывно всасывая через капиллярную трубку слабую струю воздуха (примечание 2). Горячий раствор фильтруют через асбестовый или стеклянный фильтр, остаток на фильтре промывают горячей водой. Фильтрат ставят на холод — выпадает слизевая кислота.

Выход 2,5 — 3 г; т. пл. 207 — 208° (после перекристаллизации из горячей воды).

Из маточного раствора при упаривании на водяной бане в фарфоровой чашке получают щавелевую кислоту. Ее перекристаллизовывают из небольшого количества воды.

Выход до 10 г; т. пл. 99°.

Примечания. 1. Слизевую кислоту получают обычно из галактозы. Свекловичный жом — более дешевый исходный материал, в

вах накапливающийся на сахарных заводах. Свежий жом содержит до 9О°/о воды, поэтому перед работой его необходимо высушить иа воздухе или в сушильном шкафу при 60.

Воздух хорошо перемешивает реакционную смесь. Если в начале реакции происходит сильное вспенивание, то ток воздуха н нагрев уменьшают.

Лимоииая кислота из листьев хлопчатника *

СаНзО?Мол. в. 192,13

СН2-СООН I

НО-С — соон

СНз-СООН

Лимонная кислота широко распространена в природе, но лишь некоторые растения накапливают ее в значительных количествах. В соке лимонов ее око-

ло 6V«, в соке граната до УА, в сухих листьях ма- хорки и хлопчатника 5—12%. Она играет важную роль в обмене веществ животных и растительных организмов. Применяется лимонная кислота в пищевой и фармацевтической промышленности, для консервирования крови, в фотографии, в крашенин. Получают ее непосредственно из растительного сырья или сбраживая сахаристые вещества. Существует синтетический метод получения лимонной кислоты.

Сырье и реактивы:

сухие листья хлопчатника 200 г

серная кислота, хлорид кальция (кристалличе

ский), чистый мел, желтая кровяная соль, активный уголь, хлорид бария, сульфид бария.

Грубоизмельчениые сухие листья хлопчатника (см. примечание 1) ссыпают равными порциями в три химических стакана и экстрагируют по принципу противотока 2-процентным раствором серной кислоты (температура комнатная). В первый стакан наливают 250 мл раствора кислоты, хорошо перемешивают и оставляют стоять не менее 2 часов. Экстракт переливают во второй стакан, придерживая, а затем отжимая листья фарфоровым шпателем. В первый стакан наливают чистый 2-процентный раствор серной кислоты и оставляют стоять еще 2 часа. Из второго стакана настоявшийся раствор переливают в третий.

После того как завершится- третий цикл извлечений (из последнего стакана сольют раствор 3 раза), объединенный экстракт переносят в выпарительную чашку, которую устанавливают на водяной баие, нагретой до 30 -40°. Интенсивно перемешивая жидкость, приливают к ней 15 мл насыщенного раствора хлорида кальция. Воду в бане нагревают до кипения. В чашку осторожно вносят тоикоизмельченный мел, пока не прекратится вспенивание. Это служит признаком того, что нейтрализация окончена. Нагревание иа кипящей бане продолжают еще около часа. Суспензию трехкальциевой соли лимонной кислоты (цитрата кальция) с примесью гипса переносят на вороику Бюхнера и отсасывают. Осадок на фильтре тщательно 82

промывают горячей водой до отрицательной реакции иа ионы хлора (реактив — нитрат серебра) и отжимают стеклянной пробкой.

Влажный осадок взвешивают иа технических весах и переносят в стакан из жаростойкого стекла или фарфора. К осадку приливают серную кислоту, которая разлагает цитрат кальция . Количество серной кислоты вычисляют по уравнению:

Сау(С91ЬО7)2 + ЗН25О^2С6Н^^

В стакан приливают воду так, чтобы образовалась легко перемешиваемая масса. Туда же добавляют порциями серную кислоту, вдвое разбавленную водой. Стакан погружают в баню и нагревают до 75°. Туда же добавляют 1 г активного угля. После хорошего перемешивания раствор лимонной кислоты фильтруют, отсасывая от гипса и угля через полотняный фильтр. Осадок на фильтре промывают небольшим количеством воды; промывные воды присоединяют к фильтрату и упаривают в два приема на водяной бане. Упаренный наполовину раствор сливают из чашки в колбу для осаждения гипса, осветляют активным углем, вносят на шпателе немного сульфида бария и еще раз фильтруют.

Вторичным упариванием раствор доводят до сиропообразного состояния, еще горячим сливают в колбочку или кристаллизатор, охлаждают до 6—8° и вносят кристаллик лимонной кислоты для затравки. Выпавшие кристаллы отделяют от маточника и высушивают на фильтровальной бумаге.

Выход лимонной кислоты после первой кристаллизации около 30—40% от содержания ее в листьях хлопчатника (см. примечание 2).

Лимонная кислота. содержащая воду, плавится при 70—75 . Нагревание выше точки плавления приводит к потере воды: т. пл. безводной кислоты 153—154°.

8383Для идентификации пробу лимонной кислоты (около 0,1 г) растворяют в 5 мл воды, прибавляют 3 мл известкового молока, непродолжительно взбалтывают и фильтруют. 2 мл фильтрата разбавляют 2 мл воды и кипятят 1 минуту. Выпадает объемистый хлопье-

83

83

видный осадок цитрата кальция. Эта реакция позво- ' ляет обнаружить лимонную кислоту в присутствии щавелевой и винной.

Примечания. 1. Вместо листьев хлопчатника можно взять табак или махорку.

В маточном растворе, кроме лимонной кислоты, находится яблочная. Разделить их в небольшом количестве маточного рас» твора и очистить весьма трудно.

СТЕРОИДЫj

Холевая кислота из желчи4

Холевая кислота — важнейшая составная часть желчи. Как и другие желчные кислоты (например, дезоксихолевая), она принадлежит к большой группе природных веществ с общим названием стероидов. К ним относятся стерины, витамины D, половые гормоны, гормоны надпочечников, сердечные гликозиды, сапонины и гликоалкалоиды. В молекулы всех этих физиологически активных веществ входит одна и та же четырехядерная система циклопентанопергидрофенантрена. Желчные кислоты —это оксипроизводиые не встречающейся в природе холановой кислоты: холевую кислоту можно считать 2,7,12-триоксихо- лановой, дезоксихолевую —3,12-диоксихолановой кислотой.

В организме желчные кислоты эмульгируют жиры, способствуя тем самым ферментативному расщеплению жиров липазой н всасыванию их в кишечнике. Холевой кислоты в желчи содержится 5—6°/°-

Желчные кислоты служат сырьем в полусиитезе некоторых стероидных гормонов.

бычья желчь , . . 500гедкий натр37гбычья желчь , . . 500гедкий натр37гСырье’н реактивы:

бычья желчь , . . 500г

едкий натр37г

бычья желчь , . . 500г

едкий натр37г

30-процентиая соляная кислота, абсолютный спирт.

Желчь смешивают с порошкообразным едким натром и кипятят 18—20 часов в круглодонной колбе из жаростойкого стекла. Колбу снабжают обратным холодильником. Горячий раствор переносят в стакан и, непрерывно помешивая, подкисляют 30-процентной соляной кислотой до кислой реакции иа конго. Желчные кислоты вошадают в виде зеленой, медленно застывающей смолистой массы. Через сутки жидкость декантируют, а смесь кислот дважды промывают теплой водой (30—40°), стараясь тщательно размять все твердые частицы. Промывную воду сливают.

Промытый продукт переносят в фарфоровую чашку и для более полного удаления воды нагревают на водяной баие. Смесь кислот отпрессовывают шпателем, отделившуюся воду сливают. Массу в чашке распределяют ровным тонким слоем и ставят в вакуум-эксикатор над концентрированной серной кислотой' и едким кали. За несколько дней смесь высушивается.

Высушенные желчные кислоты растирают в порошок, ссыпают в коническую колбу и обливают 16— 20 мл абсолютного спирта. Встряхиванием колбы добиваются полного смачивания всего порошка. Суспензию оставляют стоять двое суток. За это время образуется густая кристаллическая масса двойного соединения холевой кислоты со спиртом. Кристаллы отсасывают на стеклянном фильтре и промывают абсолютным спиртом до тех пор, пока вытекающий фильтрат будет лишь слабо окрашен в зеленый цвет.

Вполне чистую холевую кислоту получают следующим способом. Кристаллы, собранные после первой спиртовой обработки, смешивают с равным объемом спирта н кипятят 15 минут в колбе, снабженной обратным холодильником. Смесь оставляют стоять до следующего дня. Образовавшийся осадок отсасы-

йаЮт, тщательно промывают, отжимают на фильтре и перекристаллизовывают из кипящего спирта (вместо спирта можно взять 70-процентный метиловый спирт или уксусиоэтиловый эфир).

Кристаллы холевой кислоты — прозрачные, бесцветные. Выход 12—13 г; т. пл. 196—197v.

Эргостерин из дрожжей

СгзНкОСгзНкОМол. в. 396,66.

СгзНкО

СгзНкО

Эргостерин впервые был выделен из спорыньи. Содержится он в плесенях, грибах и особенно в дрожжах. В пекарских дрожжах его до 2% на сухой вес. Дрожжи — промышленный источник получения эргостерина. В последние годы его стали получать из отходов пенициллинового производства и из днецнально культивируемого особого вида плесеии. Ультрафиолетовое облучение превращает эргостерин (через ряд стадий) в антирахитический витамин Ог (кальциферол), к которому он структурно близок.

Сырье и реактивы:

сухие пекарские дрожжи150г

едкий натр125г

этиловый эфир 250мл

спирт175мл

бензол25мл

активный уголь.

Сухие дрожжи помещают в литровую круглодок* ную колбу, снабженную воздушным холодильником, наливают туда раствор 125 г едкого натра в 426 мл воды. Колбу погружают до шейки в кипящую баню и нагревают 35 часов. Для полноты гидролиза н ускорения реакции колбу как можно чаще встряхивают или же включают механическую мешалку. Густую массу гидролизата (главная составная его часть — мыло) охлаждают, переносят в литровую делительную воронку и обрабатывают 250 мл эфира (см. примечание 1).

Эфирный слой переливают в перегонную колбу емкостью 500 мл и нагревают на водяной бане до полного удаления растворителя. Отогнанный эфир снова используют для извлечения эргостерина, которое воспроизводят 3—4 раза. Сырой эргостерин после тщательной отгонки эфира растворяют в 150 мл горячего спирта. Раствор охлаждают в холодильнике до —5°. Выпавшие кристаллы моногидрата эргостерина отсасывают на воронке с «гвоздиком». Для очистки продукт растворяют при нагревании в 50 мл смеси бензола и спирта (1:1) и кипятят несколько минут с активным углем, например с медицинским карболеном. Уголь отделяют фильтрованием, фильтрат охлаждают в холодильнике до — 5\ Кристаллы (бесцветные иглы) отфильтровывают, промывают водой и сушат.

Выход около 1 г (см. примечание ^); т. пл. моногидрата 157°, безводного эргостерина 183°, [з]^ —135' (в хлороформе). Хорошо растворим в спирте, этиловом эфире, ацетоне, бензоле, петролейном эфире и в других органических растворителях; но нерастворим в воде. С хлористой сурьмой в хлороформе дает фиолетовое окрашивание.

Примечания. 1. Предварительная щелочная обработка сырья приводит к омылению жиров дрожжевых клеток. Мыло не пере- холит в эфир, но образующаяся эмульсия затрудняет расслаивание жидкости. Частично это может быть предотвращено длительным стоянием и периодическим покачиванием делительной воронки. Иногда расслаивание ускоряют добавлением в воронку 1 мл спир а.

Выход зависит от качества и сорта дрожжей, взятых для гидролиза.

Соласоднн из птичьего паслена

C27H43O2N-H2O

Мол. в. 431,66,

Соласодин — один из доступных в СССР стероидных алкалоидов. Он содержится в птичьем паслене (Solanum aviculare) как аглнкон гликоалкалоидов сола- сонииа н соламаргпна (0,8—1.0%, считая на высушенное растение). Соласоднн служит исходным сырьем для получения гормонов стероидного ряда. С этой целью птичий паслен выращивают как лекарственную культуру.

Сырье и реа кти вы:

воздушиосухие листья птичьего паслена . . . 250г

метиловый спирт 200мл

изопропиловый спирт150мл

бензол30мл

этиловый спирт• . . . 30 мл

серная кислота (1-процентный раствор), раствор аммиака.

Высушенные и измельченные листья паслена (см. примечание 1) помещают в сосуд емкостью 5 л и заливают 4 л 1-процентной серной кислоты, размешивают и оставляют настаиваться. На следующий день кислый экстракт сливают, а листья вновь заливают 3 л 1-процентной серной кислоты. Через 2—4 часа сливают второй экстракт. Объединенный экстракт фильтруют через вату, к фильтрату прибавляют концентрированный раствор аммиака до ясной Щелочной

реакции иа фенолфталеин. Всю массу нагревают па водяной бане до 70—75° и оставляют стоять.

На следующий день жидкость декаидируют от аморфного осадка, Остаток размешивают и отсасывают через вороику Бюхнера большого размера. Фильтрование идет довольно медленно. Остаток на фильтре отжимают и промывают один раз небольшим количеством воды, к которой добавлено немного аммиака. Осадок, содержащий гликоалкалоиды, высушивают в сушильном шкафу при 70—80°.

Выход 10 — 15 г.

Полученный продукт растирают в ступке и переносят в круглодонную колбу емкостью 100 мл, снабженную обратным холодильником. В колбу вливают 150 мл метилового спирта; смесь нагревают 1 час иа бане так, чтобы метанольный экстракт легко кипел. Горячий экстракт отсасывают через воронку Бюхнера.

Извлечение метиловым спиртом повторяют еще 3 раза. Спирт из объединенного экстракта отгоняют во взвешенной круглодоииой колбе на водяной бане (в конце —под вакуумом). К остатку (около 5 г) приливают 35 мл 50-процентного изопропилового спирта. Раствор нагревают на бане и переносят в колбу емкостью 100 мл. Туда же добавляют смесь 7,5 мл концентрированной соляной кислоты и 7,5 мл изопропилового спирта. Всю смесь нагревают 2,5 часа на водяной бане, включив обратный холодильник; оставляют ее до следующего дня (см. примечание 2). Выпавший кристаллический хлоргидрат соласодииа отсасывают, промывают и растворяют в 60—70-кратном количестве 50 процентного изопропилового спирта, нагревая на водяной баие. Зеленоватый раствор осветляют активным углем (около 0,3 г) и фильтруют. К горячему фильтрату, помешивая, прибавляют крепкий раствор аммиака до щелочной реакции на феиол- фталеии. Немедленно начинают выпадать кристаллы основания соласодииа. Через несколько часов осадок отделяют от маточника фильтрованием иа небольшой воронке Бюхнера. Осадок промывают 2—3 раза 50-процентным изопропиловым спиртом, к которому добавлено немного аммиака./

Полученное техническое основание соласодииа весит 2 г. Оно содержит примеси хлорофилла и со- 99

ласоднена. Последний образуется вследствие частичной дегидратации соласодина в процессе гидролиза (см. примечание 3).

Техническое основание соласодина перекристаллизовывают сначала из бензола (10—12 объемов на 1 часть продукта), затем из этилового спирта (соотношения те же).

Выход чистого соласодина — 1,5 г; т. пл. 198—200°, [а]м — 97,1° (в хлороформе).

Цветные реакции на соласодин

1 мл нагретого спиртового раствора осторожно смешивают с 1 мл концентрированной серной кислоты. Появляется интенсивная желто-зеленая флуоресценция.

Раствор соласодина в 1 мл концентрированной соляной кислоты кипятят с несколькими миллиграммами (на кончике шпателя) л-оксибеизальдегида до появления сине-зеленого окрашивания.

Примечания. 1. Листья паслена можно приобрести в совхозах лекарственных растений и конторах треста лекарственных растений.

Под влиянием кислоты и нагревания глнкоалкалоиды распадаются на соласодин (агликон) и сахара (глюкозу, галактозу, рамнозу).

При дегидратации соласодина элементы воды отщепляются от 3-го и 4-го углеродных атомов.

ТЕРПЕНОИДЫ

/-Ментол из перечной мяты

СюНзоОМол. в. 156,27.

СНаIJ^J-OH

СНа-СН - СНа

Ментол (1-метил-4-изопропилциклогексанол-3) — главная составная часть эфириого масла перечной 90

мяты (Mentha piperita). Он давно известен как вещество с сильным мятным запахом и холодящим действием. Вырабатывается ментол иа заводах эфириых масел; может быть получен синтетически. Применяется ментол как дезинфицирующее и местноаиесте- зирующее средство; используется в пищевой и парфюмерной промышленности.

Сырье и реактивы:

сухие листья перечной мяты 500г

едкое кали .. . 2 г

борная кислота 1г

фенилизоцианат или а-иафтилнзоцианат . . . 0,1 г

Листья мяты (см. примечание 1) загружают в пятилитровую колбу, установленную на электрической плитке. Чтобы отогнать эфирное масло, через всю массу пропускают сильную струю пара (см. стр. 9). Когда иа дне колбы сконденсируется немного воды, включают плитку (колбу заворачивают в асбестовую ткань). Как только объем эфирного масла в приемнике перестанет увеличиваться, перегонку прекращают, масло отделяют и взвешивают.

Выход до 2%.

Масло растворяют в 50 мл спирта. Добавив 2 г едкого кали, смесь кипятят 30 минут (см. примечание 2). Затем почти нацело отгоняют спирт, к остатку добавляют 25 мл воды и <5 мл эфира. Все это переносят в делительную вороику. Эфирный слой промывают небольшими порциями воды до нейтральной реакции в промывных водах, отделяют и сушат над сульфатом натрия.

После отгоики растворителя масло переносят в колбочку Кляйзена, соединенную с приемником через короткий воздушный холодильник; добавляют борную кислоту <1 г на 10 г масла) и включают вакуумный насос. Когда создастся разрежение в 10— 15 мм остаточного давления, нагревают колбочку иа водяной бане; вода, образующаяся при этерификации ментола бориой кислотой, отгоняется. Затем баню сменяют иа масляную и медленно повышают температуру до 200°. Разрежение доводят до 3 мм, при

этом отгоняются все спутники ментола, а трудно летучий полный ментиловый эфир борной кислоты остается в перегонной колбе (см. примечание 3).

Остаток переносят в круглодонную колбу емкостью 100 мл вместе с небольшим количеством спирта, используемого для смывания со стенок; добавляют 2 мл насыщенного раствора соды и начинают отгонку с водяным паром. Борный эфир омыляется, и ментол переходит в днстиллат. С помощью делительной воронки еще не застывшее масло отделяют от воды, переносят в коническую колбочку и охлаждают. Затвердевший ментол перекристаллизовывают из петро- лейного эфира.

Выход 50—70% от эфирного масла; т. пл. 42— 43°; [®]д—49° (в 20-процеитном спирте).

Фенил(или а-н аф ти л'ур е та н. В сухой пробирке, подготовленной для запаивания, смешивают 2—3 капли ментола с десятикратным избытком фенил(или а-нафтил)изоцианата н разбавляют 1 мл сухого петро- лейного эфира. Пробирку запаивают и оставляют на несколько часов. Если кристаллы уретана не выделяются, то смесь подогревают на водяной бане. Вскрывают пробирку и извлекают уретан петролейиым эфиром. Растворитель отгоняют, а остаток перекристаллизовывают из спирта.

Т. пл. фенилуретана /-ментола 112°, а-иафтилуре- таиа 120°.

Цветная реакция. К 1 мл насыщенного водного раствора ментола приливают 1 каплю 1-процентного раствора ванилина н 1 мл концентрированной серной кислоты. После смешения появляется устойчивая фиолетово-сиияя окраска.

Примечания. 1. Листья перечной мяты имеются в аптеках н конторах треста лекарственных растений. Можно воспользоваться продажным мятным маслом.

Ментол в мятном масле частично находится в виде сложных эфиров. Щелочное омыление эфиров позволяет повысить выход ментола.

Летучая часть составляет около ЗО°/о от веса исходного масла. Она содержит лимонен, а-пинен. фелландрен, мен'он н может быть использована как материал для разгонки на колонке (см стр. 36). Нужно только накопить эту фракцию из большого количества мятного масла.

Цитраль из кориандрового масла

СюНнО (цитраль)СюНнО (цитраль)Мол. в. 152,24

СюНнО (цитраль)

СюНнО (цитраль)

СН8сн,

।' Д

СОНС

/\/^

Н,ССН »зо»«ри- НзС СН ок™="

Н2С СН2ОН ^СНвСН» - Cj- СНа гераниолСН,СНгС СНН2С СН2ОН ^СНвСН» - Cj- СНа гераниолСН,СНгС СНJ [||4 зация।

Н2С СН2ОН ^СН

в

СН» - Cj- СНа гераниол

СН,

С

НгС СН

Н2С СН2ОН ^СН

в

СН» - Cj- СНа гераниол

СН,

С

НгС СН

окисле-НаС^ СНОокисле-НаС^ СНОн2с сн2\сн■ IICHS —С-СН,линалоол

окисле-

НаС^ СНО

окисле-

НаС^ СНО

:сн3-с-сн3цитраль

Цитраль '(2>6-диметилоктадиен-2,6-аль-8) — составная часть многих эфнрных масел. Богаты цитралем лемонграссовое масло (70—85%), вербеновое масло (£0—75%) и масло змееголовника (30—50%). В Советском Союзе этих масел вырабатывается мало, поэтому главную массу цитраля у нас получают окислением кориандрового масла, содержащего линалоол.

Цитраль применяется как пахучее вещество. Из негоже синтезируют нононы, ■ обладающие запахом фиалки, и витамин Д.

Сырье и реактивы:

кориандровое масло... 100 г

бихромат натрия112,5г

серная кислота (46-процентиая) 300 мд

сульфит натрия160 г

бикарбонат"натрия5S2

едкий натр (10-процентный раствор), толуол, со

лянокислый семикарбазид, спирт, ацетат натрия.

Окисление кориандрового масла

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 100 г кориандрового масла н раствор 112,5 г бнхромата натрия в 750 мл воды. Всю массу нагревают до 80°, энергично перемешивая, и по каплям добавляют 46-процентиую сер- иую кислоту (см. примечание 1). 300 мл кислоты вводят за 45—50 мииут, поддерживая температуру реакционной смеси в пределах 80—90° (охлаждение внеш нее).

Смесь переносят в делительную воронку и сливают водный слой. Окисленное масло промывают 3—4 раза теплой водой (порциями по 150 мл) до исчезновения кислой реакции (по индикатору).

Выход окисленного кориандрового масла 90—92г.

Выделение цитраля

В колбу, снабженную механической мешалкой, наливают 500 мя воды, вносят 160 г сульфита натрия и 55 г бикарбоната натрия. Все это перемешивают до полного растворения. В раствор вводят 90 г окисленного кориандрового масла и перемешивают 7 часов.

Смесь сливают в делительную воронку н оставляют на ночь для отстаивания. Водиый слой промывают несколько раз небольшими порциями толуола для удаления масла, непрореагировавшего с сульфитом натрия. Затем этот слой переливают в колбу с мешалкой и, до.бавнв 150 мл 10-процентного раствора едкого натра, перемешивают 30 минут. Сульфитное соединение разлагается, и цнтраль отделяется в виде маслообразного слоя. За 2 часа раствор успевает полностью отстояться (см. примечание 2). Цитраль отделяют от водного слоя и перегоняют в вакууме. Собирают фракцию, выкипающую в пределах 110— 112° при 12 мм остаточного давления.

Выход 20—25 г.

Полученный цитраль — почти бесцветная жидкость с приятным лимонным запахом. Чтобы получить химически чистый препарат, сульфитную обработку повторяют.

Семикарбазон цитраля получают обычным способом (см. стр. 175). Он представляет собой белые кристаллы; кристаллизуется из спирта; т. пл. 164°.

Примечания. 1. Для получения 300 мл кислоты нужной концентрации (46°/о) растворяют 78 мл концентрированной серной кислоты в 222 мл воды.

Если при щелочном разложении образовалась эмульсия, то разрушают ее насыщенным раствором поваренной соли, к которому добавлено 2—3 мл 10-процентной уксусной кислоты.

а-Пинен из скипидара

СюНк Мол. в 136,24.

а-Пииен — составная часть многих эфириых масел и скипидара. Это один из наиболее распространенных в природе терпенов. Встречается он в левой и правой формах, а также в виде рацемата. Используется пинен в лакокрасочной промышленности. Служит исходным веществом для получения камфоры.

Сырье и реактивы:

скипидар50г

анилин . . .. jo г

нзоамилннтрит•. •5г

уксусная кислота 5г

соляная кислота (ЗЗ-продентная)1,5мл

Скипидар высушиваю! над сульфатом натрия и перегоняют при атмосферном давлении из колбы Вюрца. Фракцию, кипящую в пределах 150-1о0°, собирают и используют в дальнейшей работе (см. примечание 1).

Очистка пинена через нитрозохлорид

5 г пиненовой фракции, 5 г уксусной кислоты н 5 г изоамилнитрита смешивают в стакане, погруженном в охладительную смесь (—10°). Прибавляют по каплям 1,5 мл 37-процентиой соляной кислоты. Нитрозохлорнд пинеиа при этом выпадает в осадок (см. примечание 2). Его отсасывают и перекристаллизовывают из спирта.

Т. пл. ииактивного нитрозохлорида пинена 113 — 114°. Левовращающий нитрозохлорид плавится при 81°, Кристаллы смешивают с двойным по весу количеством анилина, выдерживают 15—20 минут и нагревают на водяной бане (см. примечание 3). Затем смесь переносят в делительную воронку, добавляют 20 мл эфира и встряхивают. Нижний слой сливают, а эфирный промывают разбавленной серной кислотой и водой. Промытый раствор сушат сульфатом натрия, фильтруют и отгоняют растворитель. Остаток переносят в воротничковую колбочку и перегоняют в вакууме водоструйного насоса. Определяют показатель преломления и удельное вращение полученного пииена. Для чистого а-пинена л™ 1,4664; Ny+ 53,7°.

Получение а-пинена ректификацией на колонке

20 г пиненовой фракции помещают в колбочку ректификационной колонки, устанавливают в приборе постоянное разрежение водоструйным иасосом и включают обогрев. Далее заставляют работать колонку «на себя», добиваются «захлебывания» (см. стр. 37) и начинают отбор фракций, меняя приемник каждый раз после повышения температуры на 0,5°. Определяют показатель преломления полученных фракций. Фракции с показателем преломления, близким к 1,4664, считают а-пиненом. Т. кип. 154—156°.

Примечания. 1. Выход пиненовой фракции колеблется в зависимости от сорта скипидара. Средний выход —около 75°/о.

При взаимодействии изоамилннтрита с пиненом, представ ляющим обычно смесь рацемического и левого пинена, в первую очередь выпадает трудно растворимый Z-нптрозохлорид; при более сильном охлаждении выделяется /-нитрозохлорид пинена.

Разложение нитрозохлорида анилином проходит по схеме.

+2C6H5N=NCeH4NH3Cl+2H2O

Хамазулен из горькой полыни *

CuHieCuHieМол. в 184,28Мол. в 184,28CHSCHS

CuHie

CuHie

Мол. в 184,28

Мол. в 184,28

CHS

CHS

СНз СНз —СНз

Хамазулен (1,4-диметил-7-этилазулен) является представителем группы бициклических углеводородов — азуленов, встречающихся в некоторых эфирных маслах (римской ромашки, эвкалипта, полыии и др.). Азулены— густо окрашенные в синий или фиолетовый цвет соединения, образующиеся при дегидрировании н дегидратации соответствующих сесквитерпеновых спиртов, кислот и лактоиов. Многие из них, в том числе хамазулен, получены синтетически, Последний

рекомендуется как антибиотический (бактерицидный) препарат для лечения обычных и лучевых ожогов.

Сырье и реактивы:

сухие листья горькой полыни 200 г

едкое кали (10-процентный спиртовой расгвор) 50 .млконцентрированная соляная кислота30 лл?

серная кислота, петролейный эфир, диэтиловый

эфир.

Сухие измельченные листья полыни (Artemisia absinthium) экстрагируют спиртом в аппарате Сокслета (см. примечание). К экстракту, еще содержащему растворитель, приливают 50 мл 10-процеитного спиртового раствора едкого кали, колбочку присоединяют к обратному холодильнику и нагревают 10 часов иа водяной баие. Азуленоген превращается в азулен.

Охлажденный щелочной раствор осторожно обрабатывают разбавленной серной кислотой до кислой реакции на конго и перегоняют хамазулен с водяным паром. Перегонку ведут до тех пор, пока не начнут переходить бесцветные погоны (хамазулен окрашен в синий цвет). Дистиллят переносят в делительную воронку, и продукт несколько раз извлекают петро- лейным эфиром. Объединенные вытяжки обрабатывают концентрированной соляной кислотой 3 раза порциями по 10 мл. Кислый экстракт разбавляют 300 мл воды. Хамазулен снова извлекают эфиром. Расгвор сушат сульфатом натрия, растворитель отгоняют на водяной бане; в остатке будет сырой хамазулен. Для окончательной очистки его перегоняют в вакууме из маленькой кляйзеновской или воротничковой колбочки, собирая фракцию 145—150э прн 10 мм.

Выход около 0,2 г.

Аддукт с т р и и и тр об е нзо л ом. Равные количества симметричного тринитробеизола и хамазулена растворяют при нагревании в 10-кратном количестве спирта. Аддукт выкристаллизовывается прн охлаждении. Т. пл. I31-1320.

Примечание. Горькая полынь растет почти повсеместно на обочинах проселочных дорог н пустующих землях. Можно пользоваться также имеющимся в аптеках готовым полынным экстрактом.

Сантонин из цитварной полыни

Мол. в. 246,31Мол. в. 246,31CtsHisOs

Мол. в. 246,31

Мол. в. 246,31

СНг О-=О

О=/^/\/_'Нз

\/\/

СНз

Сантонин — составная часть и активное начало соцветий цитварной полыни (Artemisia cina), неправильно называемых цитварным семенем. Он относится к кислородным производным сесквитерпенов. Являясь лактоном сантониновой кислоты, растворяется в едких и углекислых щелочах; при подкислении этих растворов минеральными кислотами вновь выделяется сантонин. Применяется в медицине и ветеринарии. Это наилучшее глистогонное средство. В СССР вырабатывается на Чимкентском химико-фармацевтическом заводе из местной дикорастущей полыни. Недавно осуществлен синтез сантонина.

жят52?ное семе100гг? _= известь20гхл гм-180.млжят52?ное семе100гг? _= известь20гхл гм-180.млСырье н реактивы:

жят52?ное семе100г

г? _= известь20г

хл гм-180.мл

жят52?ное семе100г

г? _= известь20г

хл гм-180.мл

ах-. .-.^й уголь, спирт (70-процентный), соляная кислота, раствор хлорного железа, спиртовой раствор едкого кали.

Цитварное семя (см. примечание) и гашеную известь тщательно растирают в ступке. Смесь переносят в широкогорлую коническую колбу емкостью 1 л, заливают 0,5 л горячей воды и кипятят 30 минут. Еще горячую массу фильтруют на воронке Бюхнера через фильтр из двойного слоя марли. Остаток 3 раза промывают горячей водой.

Фильтрат и промывные воды еще теплыми переносят в делительную воронку, нейтрализуют по лакмусу соляной кислотой (уд. в. 1,12) и обрабатывают последовательно 80, 60 и 40 мл хлороформа. Хлороформные вытяжки объединяют и промывают небольшим

количеством холодной воды, а затем взбалтывают с активным углем. Раствор фильтруют. Хлороформ нацело отгоняют на водяной бане. Остаток переносят в колбу, снабженную обратным холодильником, и растворяют при кипячении в 30 мл 70-продеитного спирта. Горячий раствор фильтруют через складчатый фильтр или тампончик ваты и ставят на кристаллизацию в холодильник.

Выпавшие кристаллы сантонина отсасывают, а маточник упаривают до половины объема. При охлаждении упаренного маточника получают дополнительное количество продукта.

Выход около 2 г. Сантонин кристаллизуется в виде бесцветных блестящих табличек; т. пл. 169— 170°; [«]# — 117,6° (в спирте). Плохо растворим в холодной воде, значительно лучше в горячей. Растворим в спирте, хлороформе.

Качественные реакции

Подщелачивание спиртового раствора сантонина спиртовым раствором едкого кали вызывает кармино- во красное окрашивание.

Нагретый до 100° раствор сантонина в 50-процентной серной кислоте окрашивается каплей раствора хлорного железа в кроваво-красный цвет.

Примечание. Цитварное семя продается в аптеках.

Склареол из шалфея

С20Н36О2 Мол. в. 308,51

Склареол (бициклический дитерпеновый гликоль)— главная составная часть эфирного масла, получаемого из мускатного шалфея (Salvia sclarea) методом экстрак* ции. Преобладающую часть шалфейного эфирного масла вырабатывают перегонкой с водяным паром. В этом случае склареол остается в отходах, которые накапливаются на эфиромасличных заводах и являются доступным сырьем для его выделения.

Склареол может быть использован как исходный материал для полусинтеза заменителя амбреина, находящегося в серой амбре.

Сырье и реактивы:отработанный шалфей200 г

метиловый спирт100 мл

петролейиый эфир 1л

активный уголь 2 г

раствор щелочи (5-процентный).

Сухой шалфей (см. примечание 1), оставшийся после отгонки эфирного масла, экстрагируют трехкратным настаиванием в петролейном эфире.

Чтобы удалить из объединенного экстракта кислые и фенольные примеси (см. примечание 2), встряхивают экстракты 2 раза с 25 мл разбавленного раствора щелочи. Петролеино-эфириын слой промывают водой, растворитель отгоняют (см. примечание 3).

Концентрированный экстракт переносят в коническую колбу и остатки растворителя испаряют на водяной бане. Экстракт растворяют в 100 мл метилового спирта, осторожно нагревая на водяной бане, н ставят в холодильник.

Прн вымораживании выпадает хлопьевидный осадок воска, который отфильтровывают через складчатый фильтр. Окрашенный в темный цвет фильтрат осветляют активным углем (2—3 г), снова фильтруют и отгоняют четыре пятых первоначального объема спирта. Из охлажденного раствора выпадает склареол, который необходимо несколько раз перекристаллизовать из метилового спирта.

Выход 2—3 г; т. пл. чистого склареола 102—103°. От примесей, снижающих температуру плавления,

склареол очищается возгонкой в вакууме. Чистый препарат удается получить после однократной перекристаллизации возгона.

Примечания. 1. Материал для работы можно приобрести на любом из эфиромасличных заводов, расположенных на юге Украины и в Молдавии. Лучше брать цветочные чашечки, содержащие особенно большое количество склареола (до 3°/о). Можно использовать также готовый шалфейный экстракт (конкрет), который имеется на парфюмерных фабриках.

Небольшая эмульсия, образующаяся при встряхивании со щелочью, не мешает работе; расслаивание наступает после непродолжительного стояния.

Для отгонки растворителя целесообразно использовать пленочный испаритель (см. стр. J2).

Абиетиновая кислота из канифоли

С20Н30О2С20Н30О2Мол. в. 302,46.

С20Н30О2

С20Н30О2

Абиетиновая кислота образуется в результате изомеризации дитерпеновых смоляных кислот, содержащихся в канифоли. Эфиры абиетиновой кислоты применяются в лакокрасочной промышленности.

Сырье и реактивы:

канифоль•20г

петролейный эфир или бензол 200г

уксусная кислота . . 60 .мл

серная кислота, едкий натр (15-лроцентиый

раствор), спирт.

Измельченную в порошок канифоль насыпают в стакан и растворяют в 200 мл петролейного эфира или бензола. Через несколько времени раствор фильтруют. К фильтрату, помешивая стеклянной палочкой, приливают около 20 мл 15-процентного раствора щелочи. Выпадает осадок солей смоляных кислот. Жидкость с осадка декантируют, сам осадок промывают небольшим количеством воды и отсасывают (см. примечание 1). Соли переносят в стакан и обрабатывают, перемешивая, 10-процеитиой серной кислотой до кислой реакции на конго.

Полученные таким образом свободные смоляные кислоты растворяют в петролейном эфире. Перелив раствор в делительную воронку, промывают небольшими порциями воды, затем сушат сульфатом натрия. Петролейный эфир отгоняют на водяной бане сначала при обычном давлении, а к концу — в вакууме от водоструйного насоса. Когда закончится отгонка, в колбу приливают 60 мл ледяной уксусной кислоты и кипятят 1 час, включив обратный холодильник (см. примечание 2).

К охлажденному раствору добавляют 30 мл воды. Выпавшую абиетиновую кислоту отфильтровывают и отмывают на фильтре от остатков уксусной кислоты. После трехкратной перекристаллизации из спирта получают, в зависимости от сорта канифоли, 4—8 габиетиновой кислоты. Чистоту препарата определяют сравнением констант с литературными данными.

Т. пл. чистой абиетиновой кислоты 170—173d; [ajy — 1063 (в спирте).

Спектр поглощения в ультрафиолетовой области имеет характерный максимум при 240 ммк.

Примечания. 1. Растворенные в петролейном эфире нейтральные продукты в данной работе не используются. Растворитель следует регенерировать отгонкой.

При нагревании с уксусной кислотой днтерпеновые кислоты канифоли (пимаровая, левопимаровая и лр.) изомеризуются в абиетиновую.

Урсоловая кислота из лаванды

СмН4вОзМол. в. 456,71.

Урсоловая кислота —одно из распространенных соединений ряда пеитациклических тритерпенов. Она встречается в свободном состоянии или в виде гликозидов более чем в 40 видах растений. В больших количествах (4—5%) урсоловая кислота накапливается в чашечках лаванды и в листьях мяты.

Сырье и реактивы:

чашечки соцветий лаванды50г

метиловый спирт 350.мл

эфир 500мл

толуол•40мл

окись алюминия, пиридин, насыщенный раствор хлористой сурьмы в хлороформе, уксусная кислота, бензол.

Воздушносухие и грубоизмельчениые чашечки лаванды (см. примечание 1) загружают в аппарат Сокслета и 2 часа экстрагируют петролейным эфиром для удаления примесей. Патрон с растительным материалом высушивают на воздухе, снова загружают в аппарат Сокслета и экстрагируют метиловым спиртом. Метанольный экстракт охлаждают, выпавшую сырую урсоловую кислоту отфильтровывают на воронке Бюхнера.

Спирт нз фильтрата полностью отгоняют на водяной бане, остаток объединяют с осадком на фильтре и высушивают на воздухе. Для очистки урсоловую кислоту многократно обрабатывают эфиром, каждый раз декантируя раствор в колонку с 50 г активного угля (см. примечание 2). Уголь осветляет раствор. Колонку промывают эфиром до тех пор, пока пробы элюата не будут оставлять на часовом стекле заметного количества вещества.

Эфир из осветленного раствора отгоняют на водяной бане полностью. Остаток дважды перекристал- лнзовывают нз смеси метиловый спирт — толуол (3:2).

Выход 2 г; т. пл. 275—280°.

Испытание на индивидуальность

На стеклянную пластинку (10X30 см) насыпают дезактивированную иа воздухе окись алюминия и ; 7 2з=иэают ее по всей длине стекла пробиркой, иа ды которой надеты колечки нз резиновой трубки. 7..:щяна слоя — около 1 мм. В двух сантиметрах от края иа слой окиси алюминия наносят каплю насыщенного раствора урсоловой

кислоты в пиридине и для - , .р

сравнения — вторую каплю |J

раствора (иа расстояний 3 см>-и-—^77-^

ва лиаин старта).п.

Пластин^ погружают в ^^И?^ ванночку с 50 мл 1-процент

ного бензольного раствора уксусной кислоты так, чтобы растворитель лишь слегка соприкасался с нижним краем окиси алюминия—до линии старта (рис. 30). Ванночку покрывают стеклом.

Растворитель, впитываясь окисью алюминия, быстро продвигается вверх и за 35—40 минут достигает противоположного конца.

Хроматограмму в горизонтальном положении переносят на стол, ждут, пока не испарится растворитель, и затем выдерживают 5 минут в сушильном шкафу при 100’. Опрыскивают хроматограмму (осторожно, чтобы не сдуть окиси алюминия) насыщенным раствором треххлористой сурьмы в хлороформе и снова помещают на 4—5 минут в сушильный шкаф. На хро-

матограмме появляется одно четко отграниченное пятно розового цвета (/?/ = 0,35).

Неочищенная урсоловая кислота дает два пятна: одно на линии старта, другое с R/ — 0,35.

Примечания. 1. Можно употребить чашечки отработанной лаванды, которые накапливаются на эфиромасличных заводах.

Урсоловая кислота плохо растворяется в эфире, поэтому требуется много растворителя. Следует использовать эфир, отогнанный от элюата.

Глицнррнзиновая кислота из солодки

Мол. в. 822, 96Мол. в. 822, 96С<2Нв2О16

Мол. в. 822, 96

Мол. в. 822, 96

Тритерпеновый сапонин (глицирризииовая кислота)— составная часть и активное начало солодкового, (лакричного) корня (Glycyrrhiza glabra). Солодка — одно из старейших и наиболее популярных лекарственных растений. Ее экстракты применяются в качестве успокоительных, легких слабительных средств н средств, усиливающих отхаркивание.

Глицирризиновая кислота гидролизуется в разбавленных кислотах на два моля глюкуроновой и один моль одноосновной глицирретиновой кислоты.

Сырье и реактивы:

корни солодки.250г

ацетон 300«ул

спирт70 мд

уксусная кислота•100мл

хлороформ......70 мл

едкое кали, серная кислота, окись алюминия.

Получение глицирризиновой кислоты

Разрубленные на мелкие куски корни солодки (см. примечание 1) заливают пятикратным количеством воды и. поддерживая легкое кипение воды, экстрагируют 6 — 7 часов. Экстракт сливают и водное извлечение повторяют. Соединенную водную вытяжку кипятят; скоагулнровавшие белковые вещества отделяют, ■осле охлаждения, процеживая раствор через редкую ткань. Фильтрат упаривают на водяной бане до объема $0 мл. К охлажденному раствору небольшими порциями при сильном перемешивании добавляют 13 мл концентрированной серной кислоты. Выпадает вязкий коричневый осадок. Жидкость сливают, а осадок раз- мг-: т. приливая много воды. После 2—3-кратного кт -21ИЫ водой (декантяровать) осадок превраща- е’д- з дорошок, который отфильтровывают и высушивают si воздухе.

Выход 20 г.

Неочищенную глицирризиновую кислоту помещают в круглодонную колбу, снабженную обратным холо- лальником. Приливают туда 200 мл ацетона и нагревают 3 часа. Экстракт сливают, а остаток повторно экстрагируют 100 мл ацетона. Объединенный ацето- Бовыи экстракт фильтруют. К фильтрату, сильно по- меиггззя, добавляют небольшими порциями спиртовой раствор едкого кали (около 2 г в 16 «ил) до слабощелочной реакции на индикаторную бумагу (см. примечание 2). Выпавший в виде мелких хлопьев осадок тракалневой соли отделяют, промывают на фильтре небольшим количеством ацетона и после высушивания растирают в порошок.

Выход около 10 г.

Измельченную соль дважды промывают на холоду ледяной уксусной кислотой, сильно взбалтывая. Промывную жидкость отделяют и осадок растворяют при нагревании в пятикратном количестве ледяной уксусной кислоты. Горячий уксуснокислый раствор отфильтровывают. Когда раствор остынет, выпадают кристаллы мовокалиевой соли. На следующий день их отделяют и 2 раза промывают небольшими порциями спирта. Эти кристаллы сначала высушивают в термостате при 40е, потом в вакууМ-экси- каторе.

Выход 6 г. Отгонкой и обработкой промывных растворов и маточников можно получить еще 2 г соли.

Монокалиевая соль глнцирризиновой кислоты представляет собой легкий порошок кремового цвета, легко растворимый в разбавленных щелочах, трудно — в холодной воде (1:50), еще труднее в метиловом и этиловом спиртах, ацетоне и уксусной кислоте. Разбавленные водные растворы солн при взбалтывании сильно вспениваются; ИрН- 40° (в 80-процентном этиловом спирте).

Если соль растворить в 5-процентной серной кислоте, то через некоторое время выпадет свободная глицирризнновая кислота—мелкие сильно гигроскопичные бесформенные кристаллы; т. пл. 220—230°.

Омыление глицирризиновой, кислотыдо глицирретиновой

г калиевой солн глицирризиновой кислоты нагревают 10 часов в 250 мл 5-процентной серной кислоты. Белый осадок глицирретиновой кислоты отделяют и промывают водой до тех пор, пока промывная жидкость не станет нейтральной.

Выход после высушивания — 3 г.

Неочищенную глицирретиновую кислоту растворяют, нагревая, в 30 мл хлороформа. Охлажденный раствор фильтруют. Прозрачный фильтрат пропускают через колонку, в которую насыпано 10 г окиси алюминия. Для полноты извлечения колонку промывают 10 мл хлороформа. Объединенный хлороформный раствор отгоняют под вакуумом досуха. Остаток рас-

творяют при нагревании в 25 мл спирта. К раствору, помешивая, приливают 12 мл горячей воды. Через сутки выпавшие из раствора белые кристаллы глициррети- иовой кислоты отделяют и высушивают.

Выход 1,1 г.

Маточник упаривают наполовину н снова оставляют иа сутки. Выпадают кристаллы слегка желтоватого цвета (0,4 г). Общий выход кристаллической гли- днрретниовой кислоты—1,5 г.

Из смеси спирт—вода (2:1) глицнрретнновая кислота кристаллизуется в виде тонких прозрачных пластинок, которые после высушивания в вакууме при 110° имеют т. пл. 273—277°; [а]о° Ч-152,1° (в хлороформе).

Очищенная глицнрретнновая кислота при комнатной температуре легко растворима в щелочах, трудно — в хлороформе, уксусной кислоте, метаноле и этаноле, мало — в эфире, почти нерастворима в воде и в петролейном эфире.

Глицнрретнновая кислота с уксусным ангидридом в пиридине образует по месту гидроксильной группы ацетильное производное; т. пл. его 303—305°;

|=g -}- 143,7° (в хлороформе).

Примечание. 1. Солодка произрастает почти повсеместно в Средней Азии н южной части Европейской территории Советского Союза Лая работы может быть использован продающийся в аптеках сожакоэый коге=ь -^ли сухой экстракт.

. : -лгнне или большой избыток щелочи дает осад* * .'плотной вязкой массы. А это нежелательно.

АЛКАЛОИДЫ

Никотин из табака

CioNuHaCioNuHaМол. в. 162,24

CioNuHa

CioNuHa

Никотин [3-(1-метил-2-пнрролиднл)-пиридин] — главный алкалоид табака (Nicotlana tabacum) и махорки (Nicotiana rustica), в которых он содержится в виде

109

лимоннокислой солн. Из-за высокой токсичности никотин в медицине не используется. В сельском хозяйстве применяется он как инсектицид. Кроме того, никотин не потерял значения как сырье для получения никотиновой кислоты и ее производных. В продажу алкалоид поступает в виде сернокислой солн.

махорка или табак100 гэфир .. 100 МАгашеная известь15 гщавелевая кислота. ............ . 20—30 гмахорка или табак100 гэфир .. 100 МАгашеная известь15 гщавелевая кислота. ............ . 20—30 гСырье и реактивы;

махорка или табак100 г

эфир .. 100 МА

гашеная известь15 г

щавелевая кислота. ............ . 20—30 г

махорка или табак100 г

эфир .. 100 МА

гашеная известь15 г

щавелевая кислота. ............ . 20—30 г

едкий натр, соляная кислота, 2-процентный раствор кремневольфрамовой кислоты, йодистый метил, метиловый спирт, пикриновая кислота, уксусная кислота, «-бутиловый спирт, реактив Драгендорфа.

Табак вместе с гашеной известью тщательно перетирают в ступке. Смесь загружают в колбу и перегоняют с водяным паром. Перегонку продолжают до тех пор, пока подкисленные соляной кислотой пробы погонов не перестанут давать осадка с 2-процентным раствором кремневольфрамовой кислоты. Дистиллят подкисляют растертой щавелевой кислотой до кислой реакции на коиго н упаривают на водяной бане до сиропа. Из охлажденного остатка выпадает оксалат никотина и соли других алкалоидов табака. Осадок фильтруют на вороночке, отжимают и переносят в небольшую делительную воронку. Для выделения свободных оснований осадок обрабатывают 30-процентной щелочью и извлекают 3—4 раза эфиром (объем каждой порцнн 30—40 лм). Эфир сушат над прокаленным поташом и отгоняют.

Сумму оснований с помощью стеклянного баллончика (см. стр. 23) переносят в воротннчковую колбочку емкостью 2—3 лм и перегоняют в вакууме на парафиновой бане. Дистиллят собирают в предварительно взвешенный баллончик и определяют выход (см. примечание). Препарат сохраняют в запаянном баллончике.

кип. никотина 247,3° при 760 млц 120° при 14 мм\ 114° при 10 лиц |а|™-168°; п^ 1,5280; d^ 1,0924. Хорошо растворим в органических растворителях и воде, по

Свежеперегнанный никотин представляет собой бесцветное масло без запаха. При хранении становится вязким и постепенно темнеет, приобретая почти черный цвет.

Хроматография на бумаге (см. стр. 29). В делительную воронку наливают я-бутиловый спирт, ледяную уксусную кислоту (25:1) и насыщают раствор водой. Воду приливают небольшими порциями, каждый раз энергично перемешивают, а затем дают отстояться. Как только отделится вода в маленький нижний слой, насыщение заканчивают. Полученный раствор выливают в сосуд для хроматографии.

Вырезают полосу хроматографической бумаги, намечают простым карандашом линию старта и на ней— точки нанесения исследуемых веществ.

Одну каплю суммы оснований (полученной после отгонки эфира) и одну каплю чистого никотина вносят в пробирки и растворяют в десятикратном количестве метилового спирта. Растворы капиллярной трубкой наносят на подготовленную для анализа бумагу и хроматографируют по восходящему способу.

На другой день хроматограмму снимают, высушивают на воздухе и проявляют реактивом Драгендорфа. Этот реактив готовят заранее из двух растворов: I) 0,85 г основного нитрата висмута, 40 мл дистиллированной воды и 10 мл ледяной уксусной кислоты; 2) 8 г йодистого калия и 20 мл дистиллированной воды. Растворы сохраняют раздельно в склянках из темного стекла. Реактив для проявления: 5 мл первого раствора, 5 мл — второго, 20 мл уксусной кислоты, 100 мл воды. От реактива на хроматограмме появляются яркие оранжевые пятна в местах сосредоточения оснований.

R/ никотина (в данном растворителе) 0,44.

По хроматограмме судят о качественном составе суммы алкалоидов и о чистоте выделенного никотина.

Днйодметилат никотина. Небольшую пробу никотина переносят из баллончика в круглодонную колбочку, растворяют в 5 мл метилового спирта, смешивают с 2 мл йодистого метила и 30 минут нагревают, присоединив к колбе обратный холодильник. Образовавшийся при охлаждении дийодметнлат отделяют и перекристаллизовывают из метилового спирта; т. пл. 216—218°.

Дип и крат никотина. Вторую небольшую про бу (2—3 капли) никотина растворяют в минимальном количестве этилового спирта н смешивают с 1 мл насыщенного спиртового раствора пикриновой кислоты. Выпавший днпикрат перекристаллизовывают из спирта; т. пл. 218—222°.

Примечание. Содержание никотина в различных сортах табака колеблется от 1 до 2°/о. Полученный по описанному методу никотин содержат небольшое количество побочных алкалоидов.

Анабазин и лупинин из аиабазин-сульфата

C,oHuN2 Мол. в. 162,24, C10H19ON Мол. в. 169, 27

Алкалоиды анабазин и лупинИи содержатся в среднеазиатском растении Anabasis aphylla (ежевннк безлистный). Они являются главной частью оснований технического анабазнн-сульфата, который вырабатывается Чимкентским хнмнко-фармацевтнческим заводок! как средство борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Анабазин и лупинин — доступные исходные продукты для разнообразных синтезов.

Сырье я реактивы:

анабазин-сульфат300 г

бензол240мд

хлороформ500мд

окись алюминия (для хроматографии) 300 г

петролейный эфироколо 1 л

едкий натр, серная и соляная кислоты.едкий натр, серная и соляная кислоты.метиловый спирт около500 мл

едкий натр, серная и соляная кислоты.

едкий натр, серная и соляная кислоты.

Выделение анабазина и лупинина

200 г продажного анабазнн-сульфата (см. примечание 1) в литровой делительной воронке тщательно

смешивают со 100 мл 40-процентиого раствора едкого натра и 100 мл бензола. После расслаивания отделяют верхний слой, а извлечение алкалоидов нз нижнего слоя повторяют еще два раза порциями во 80 и 60 мл бензола. Объединенную бензольную вытяжку просушивают безводным сульфатом натрия и вливают во взвешенную колбочку для перегонки в вакууме. Колбу снабжают капельной воронкой, уста- иавлнваютна водяную баню н отгоняют растворитель.

Оставшуюся сумму алкалоидов взвешивают и перегоняют в вакууме. Собирают фракцию, выкипающую до 112° при 2 мм остаточного давления, или до 140° при 12 мм. Эта фракция представляет собой смесь, состоящую приблизительно из 85% анабазина и 15% лупинина (см. примечание 2). Показатель преломления смеси — в пределах 1,534—1,538. В смолистом остатке содержатся побочные алкалоиды.

Разделение анабазина и лупинина хроматографией на окиси алюминия*

Колонку высотой 80 см и диаметром 30 ми заполняют „мокрым" способом 300 г окиси алюминия II степени активности (см. стр. 18). Туда же вносят смесь 10 г анабазина и лупинина, растворенную в 10 мл петролейного эфира (т. кип. 40—65°). Когда раствор почти полностью впитается в верхние слои адсорбента, начинают промывать колонку петролейным эфиром.

Как только в элюате появится вещество, начинают отбирать фракции по 50 мл во взвешенные колбочки. Отогнав из колбочек на водяной бане растворитель, учитывают остаток. Первые 4—5 фракций, затвердевающие при охлаждении, содержат лупинин (т. пл. сырого продукта 63—67°). Их объединяют и перекристаллизовывают из петролейного эфира. Т. пл. чистого лупинина 68—69°.

Начиная с пятой — шестой фракций остаток после отгонки растворителя не кристаллизуется, и вес его

113113♦Лазурьевский Г. В., ФоростянЮ. Н, Ученые записки КГУ. Труды по химии природных соединений, вып. 2, 1959.

113

113

постепенно уменьшается. Поэтому объем элюатов увеличивают до 100 и 200 мл. Показатель преломления вещества оказывается в пределах 1,523—1,539, что характерно для смесей оснований (см. примечание 3). После того как в петролейно-эфирном элюате останется лишь около 10 мг вещества (общий расход петролейного эфира — примерно 600 мл), переходят на элюирование смешанным растворителем (петролей- нын эфир — метиловый спирт, с постепенно возрастающей концентрацией последнего). Завершают вымывание чистым метиловым спиртом.

С момента перехода на смешанный растворитель отбор фракций производят опять по 50 мл и так же, как описано выше, учитывают вес элюированного вещества и показатель преломления.

Фракции, характеризующиеся значением /1^1,5420— 1,5430, содержат анабазин, Их объединяют и перегоняют в вакууме. Т. кип. 139712 мм.

Анабазин хранят в запаянных ампулах.

Все наблюдения за ходом хроматографического разделения заносят в таблицу (см. стр. 26).

В описанных условиях обычно получают: лупнии- на 11—12%, анабазина 63—65%, смесн 15—17%. Потери составляют около 10%.

Разделение анабазина и лупинина* сернокислотным методом (см. примечание 4)

К 100 г технического анабазин-сульфата, охлаждая и энергично перемешивая, прибавляют небольшими порциями 50 .ил серной кислоты (уд. в. 1,84). Реакционную массу нагревают 8 часов на водяной бане (см. примечание 5). После охлаждения смесь растворяют в небольшом количестве воды и подщелачивают, опять осторожно прибавляя 40-процентный раствор едкого натра. Из холодного щелочного раствора, после отсасывания выпавшего сульфата натрия, анабазин исчерпывающе (3—4 раза) извлекают хлороформом (проба с кремневольфрамовой кислотой). Водный рас-

* О т р о щ е н к о О. С., Садыков А. С., А к б а р о в X. А. ЖОХ, 29, 2444 (1959).

114

ж%.ж%.

ж%.

ж%.

твор сохраняют и в дальнейшем выделяют из него лупннин.

Хлороформный экстракт сушат прокаленным сульфатом натрия, переносят в колбу Кляйзена или Арбузова и отгоняют растворитель на водяной бане. Остаток перегоняют в вакууме. Анабазин выкипает при 138-139° (12 мм).

Выход 30-40 г; л™ 1,5428.

Лупинии выделяют следующим образом. Водный раствор подкисляют соляной кислотой до концентрации примерно 1О°/о и 40 часов нагревают в колбе, снабженной обратным холодильником. В процессе нагревания гидролизуется сернокислый эфир лупинина. Охлажденную смесь подщелачивают и экстрагируют лупннин 3—4-кратным взбалтыванием с новыми порциями хлороформа. Экстракт сушат, растворитель отгоняют, а лупннин перекристаллизовывают из петро- лейного эфира.

Выход 4—5 г; т. пл. 67—68°.

Дипикрат анабазина. 5—10 капель анабазина растворяют в 1 мл спирта. К раствору приливают насыщенный спиртовой раствор пикриновой кислоты; смесь нагревают до кипения. По охлаждении выпадает дипикрат анабазина. Его отсасывают на ,гвоздик11 и перекристаллизовывают из спирта; т. пл. 200—203°.

Пикрат лупинина. Как и дипикрат анабазина, его получают, смешивая спиртовые растворы лупинина ^- и пикриновой кислоты; т. пл. 136—137°.

Примечания. 1. Анабазин-сульфат можно приобрести на складах Сельхозснаба и станциях защиты растений. В продажу препарат поступает в водном растворе, содержащем 30—4О°/о суммы алкалоидов.

Разделить смесь анабазина и лупинина обычной разгонкой не удается, так как температуры кипения их близки.

Перед определением показателя преломления вещество нужно перегнать. Удобно это делать в воротничковоЙ колбочке (см. стр. 25).

Известно несколько химических методов разделения смеси анабазина и лупинина. Обзор их приводится в монографии Садыкова А. С. .Химия алкалоидов Anabasis aphybla" Изд. АН. УзССР, Ташкент. 1956.

При обработке серной кислотой образуется растворимый в воде сернокислый эфир лупинина. Реакцию можно вести и при комнатной температуре, однако время взаимодействия увеличивается до 18—20 часов.

Цитизин из термопсиса

CnHuON2Мол. в. 190,24

Цитизии встречается во многих растениях семейства бобовых (Leguminosae). Содержание его колеблется от 1 до 3%. Широко распространенный в СССР термопсис ланцетный (Thermopsis lanceolata) содержит цитизин, анагирин, пахикарпии, термопсин и некоторые другие алкалоиды — производные пиридина.

Цитизин применяется в медицине как стимулятор дыхания и кровообращения. Находит применение и само растение (настои, сухие экстракты).

измельченные семенатермопсисаКО гдихлорэтаноколо 1лхлороформ 500 млэфир•90 млацетон40 млизмельченные семенатермопсисаКО гдихлорэтаноколо 1лхлороформ 500 млэфир•90 млацетон40 млСырье и реактивы:

измельченные семенатермопсисаКО г

дихлорэтаноколо 1л

хлороформ 500 мл

эфир•90 мл

ацетон40 мл

измельченные семенатермопсисаКО г

дихлорэтаноколо 1л

хлороформ 500 мл

эфир•90 мл

ацетон40 мл

аммиак, серная и азотная кислоты, 2-процентный раствор кремневольфрамовой кислоты.

Измельченные семена термопсиса (см. примечание) смачивают 12-процентным раствором аммиака и заливают дихлорэтаном.

На другой день раствор как можно полнее декантируют, семена заливают новой порцией растворителя. Экстракцию повторяют несколько раз до полного извлечения алкалоидов. Полиоту извлечения проверяют следующим образом: 3—4 мл очередной порции экстракта взбалтывают в пробирке с 0,5 мл разбавленной серной кислоты. После расслаивания к пробе прибавляют по каплям 2-лроцентный раствор кремневольфрамовой кислоты. Отсутствие осадка указывает на полноту извлечения.

Н6

Объединенный дихлорэтановый экстракт переносят в делительную воронку и обрабатывают 3—4 раза небольшим количеством 5-процентной серной кислоты. Сернокислый раствор алкалоидов фильтруют через складчатый фильтр и подщелачивают 25-процентиым водным аммиаком (до появления запаха). Вновь переносят раствор в делительную воронку и многократно экстрагируют алкалоиды хлороформом. Полноту извлечения следует контролировать кремневольфрамовой кислотой.

Хлороформный экстракт сушат прокаленным сульфатом натрия. Растворитель нацело отгоняют на водяной бане из круглодонной колбы (емкость 100 мл), снабженной капельной воронкой. Колбу соединяют изогнутой трубкой с холодильником. Остатки хлороформа удаляют, продувая воздух.

Выход суммы алкалоидов 2—2,5 г.

Чтобы отделить цитизин от сопровождающих его оснований, к полученной сумме приливают 40 мл ацетона и 10—15 минут кипятят на водяной баие (присоединив к колбе обратный холодильник). Горячий раствор сливают с осадка в другую колбочку через воронку, в конус которой помещен тампончик ваты. Ацетон отгоняют. Остаток шестикратно извлекают эфиром. Объем одной порции эфира—15 мл. Нерас- творившуюся часть (сырой цитизнн) перекристаллизовывают из возможно малого количества горячего ацетона. Цитизин — игольчатые кристаллы.

Выход 0,3—0,35 г; т. пл. 153—151°.

Нитрат цитизина. К концентрированному спиртовому раствору, содержащему 50 мг цитизина, приливают маленькими каплями концентрированную азотную кислоту до кислой реакции на лакмус. Через некоторое время из раствора выпадают кристаллы нитрата цитизина; т. пл. 187—188°.

Примечание. Вместо семян можно взять листья термопсиса влв экстракты, продающиеся в аптеках. Заготовки растения могут быть произведены в Советском Союзе почти повсеместно. Кроме того, цитизин содержится в некоторых видах ракитника (например, Cytisus laburnum).

Описанный прием является общим и часто применяется для выделения алкалоидов.

Хннии из хинной корки

C20H21O2N2Мол. в. 324,43,

Хннии — один нз главных алкалоидов коры хинного дерева (Cinchona succirubra). В состав суммы алкалоидов входит более двадцати органических оснований, однако хинин выделяется вместе с тремя алкалоидами: цинхонином, цинхонидином и хиииднном. Отделяют его от ближайших спутников кристаллизацией. Содержание алкалоидов в хинной корке колеблется от 2 до 15%. Строение хинина установлено работами многих выдающихся исследователей и в 1944 году окончательно подтверждено синтезом. В продажу он поступает обычно в виде сернокислой соли.

Хннин до недавнего временя был единственным эффективным препаратом для лечения малярии. Теперь известны синтетические заменители хинина — акрихин, бигумаль, хлоридин и др.

тонкоперемолотая хиннаякорка100ггашеная известь20 гбензол 400млтонкоперемолотая хиннаякорка100ггашеная известь20 гбензол 400млСырье и реактивы:

тонкоперемолотая хиннаякорка100г

гашеная известь20 г

бензол 400мл

тонкоперемолотая хиннаякорка100г

гашеная известь20 г

бензол 400мл

серная кислота, сода, едкий натр (30-процентный раствор).

Хинную корку (см. примечание 1) размалывают на кофейной мельнице, дополнительно растирают в ступке н просеивают. Порошок помещают в фарфоровую чашку, заливают известковым молоком, приготовленным из 20 г негашеной извести, 200 мл воды и 24 мл 30-процентного раствора едкого натра (см. примечание 2). Хорошо перемешанную массу высушивают иа водяной бане, время от времени растирая образую- 118

щиеся ко^ки. После охлаждения содержимое чашки переносят в широкогорлую склянку или колбу, заливают 200 мл бензола и оставляют на ночь.

На следующий день бензольный раствор как можно полнее декантируют через марлевый фильтр. Остаток заливают новой порцией растворителя и настаивают еще 3—4 часа, периодически встряхивая. Этот экстракт после отстаивания также сливают и присоединяют к ранее полученному. Объединенную вытяжку фильтруют (можно отсасывать) и в делительной воронке встряхивают сначала с 50, а затем с 25 мл 5-процеитной серной кислоты и, наконец, с небольшими порциями воды до тех пор, пока в промывных водах исчезнет голубая флуоресценция.

Соединенные кислые и водные вытяжки точно нейтрализуют аммиаком (индикатор лакмус), выпаривают в фарфоровой чашке до начала кристаллизации и ставят на холод для полного осаждения сернокислого хннина. Выпавшие кристаллы отсасывают и перекристаллизовывают из воды; т. пл. сернокислого хинина 205° (с разложением); [з]^5— 247,1° (в 0,1 н. растворе серной кислоты); растворимость в воде — 1 : 720 (при 25°).

Качественные реакции

6 мд сернокислого хинина растворяют в 5 мл воды, смешивают с 1 мл разбавленной бромиой воды (1 :4) и добавляют 2 мл раствора аммиака (избыток). Появляется зеленая окраска. Эта реакция — наиболее типичная для хинина.

Получение герепатнта. К горячему спиртовому раствору сернокислого хинина, подкисленному серной кислотой, добавляют несколько капель спиртового раствора йода. По охлаждении выделяется герепатиг в виде блестящих зеленых листочков состава

(C2oH2402N2)4 (HsSO^h (HJ)2 J< • 6Н2О

Примечания. 1. Хинная корка продается в аптеках. В качестве исходного сырья можно использовать также хинный экстракт. В этом случае сначала отгоняют большую часть спирта, остаток обрабатывают бензолом и дальше поступают, как описано.

Необходимость прибавления к известковому молоку едкого натра вызвана тем, что в высушенной корке клеточные стенки трудно проницаемы для извести.

Теобромин из какао

СтНаОзЫ,СтНаОзЫ,Мол. в. 180,17Мол. в. 180,17

СтНаОзЫ,

СтНаОзЫ,

Мол. в. 180,17

Мол. в. 180,17

Теобромин (3,7-днметнл-2,6-дноксипурин) принадлежит к числу пуриновых оснований. Сам пурин в природе не встречается, но его скелет лежит в основе ксантиновых производных, широко распространенных в животных и растительных организмах.

Алкалоиды пуриновой группы (теобромин, кофеин и др.) обладают сходными физиологическими свойствами. Они возбуждают центральную нервную систему и усиливают деятельность сердца.

Теобромин открыт А. А. Воскресенским в 1842 г. в какао (Theobroma cacao). Содержится также в чае и в некоторых других растениях.

Сырье и реактивы:

шелуха какао 100г

негашеная известь.11г

Шелуху какао (см. примечание) насыпают в литровый фарфоровый стакан, наливают туда 500 мл воды и известковое молоко, содержащее 10 г негашеной извести. Все это тщательно перемешивают толстой стеклянной или деревянной палочкой и кипятят 20 минут. Экстракт отфильтровывают, отсасывая через марлевый фильтр. Остаток снова переносят в стакан, наливают в него 350 мл воды н известковое молоко, содержащее 1 г негашеной извести. Повторяют извлечение, как описано выше.

Объединенный фильтрат упаривают в вакууме до 50 Л1Л и вновь обрабатывают известковым молоком (9 г негашеной извести). При этом осаждаются смолы 120

и красящие вещества. Смесь как можно полнее отсасывают, осадок еще раз размешивают в 50 .ил воды и фильтруют. В объединенном фильтрате содержится кальцийтеобромин. Фильтрат упаривают в вакууме до 15 Л1Л и охлаждают до 8—10е. Теобромин осаждают, осторожно прибавляя концентрированную соляную кислоту (контролируют по конго), и оставляют на ночь в холодильнике. Выпавший осадок отфильтровывают на «гвоздике» и промывают ледяной дистиллированной водой.

Чтобы очистить сырой теобромин, его разводят в семикратном количестве воды и переводят в раствор, приливая раствор химически чистого едкого натра. Следует избегать избытка щелочи, так как это затруднит выделение продукта. Через раствор пропускают углекислый газ до полного осаждения теобромина. После нескольких часов стояния его отфильтровывают и промывают ледяной водой.

Теобромин кристаллизуется в виде маленьких ромбических призм. Он хорошо растворим в горячей воде и спирте; почти не растворим в эфире, петролейном эфире и четыреххлористом углероде. Возгоняется без плавления при 290°.

Выход 0,5—0,8% —в зависимости от содержания теобромина в исходном сырье.

Качественная реа к ц н я. Из 50 мг теобромина, 3 мл воды н 6 мл 10-процентного раствора едкого натра приготавливают прозрачный раствор. Добавляют no 1 мл раствора концентрированного аммиака и 10-процентного раствора нитрата серебра. Смесь, встряхивая, хорошо перемешивают. Образуется студенистая масса, пронизанная пузырьками воздуха. Она плавится при нагревании на водяной бане до 80° и застывает при охлаждении.

Более сильное нагревание, а также освещение во время реакции приводит к образованию опалесцирующего или окрашенного раствора. Эта реакция характерна для теобромина; кофеин ее не дает.

Примечание. Шелуху какао можно приобрести на кондитерских фабриках. Дополнительного размельчения не требуется, так как это затрудняет последующую фильтрацию. Для выделения теобромина можно воспользоваться порошком какао, только надо его предварительно обезжирить в аппарате Сокслета.

Кофеин из чая

C8H1oOTN<C8H1oOTN<Мол. в. 194,20Мол. в. 194,20

C8H1oOTN<

C8H1oOTN<

Мол. в. 194,20

Мол. в. 194,20

Кофеин (1, 3, 7-трнметил-2,6-диоксипурии)— наиболее важное производное пурина. Содержание его в листьях чая достигает 3%, в зернах кофе —1,5*/«. В СССР кофеин вырабатывает Батумский кофеиновый завод из огрубевших чайных листьев и обрезков кустов, а также из чайной пылн.

Получают его н синтетически.

Кофеин применяется в медицине как средство, возбуждающее сердечную деятельность.

Сырье и реактивы:

чай или чайная пыль50 г

окись магния25 г

хлороформ150лгл

соляная кислота, перекись водорода, кодеин и аммиак.

К тонко измельченному чаю или к чанной пыли приливают взвесь окиси, магния (25 г MgO в 150 ль? воды), 250 мл воды и кипятят 10—15 минут. Водный раствор декантируют через тампончик ваты. Кипячение повторяют еще два раза с новыми порциями воды по 150 мл. Объединенную водную вытяжку подкисляют 25 мл разбавленной серной кислоты (проверяют по конго кислотность среды) и концентрируют в выпарительной чашке иа водяной бане до одной трети объема. Горячий раствор фильтруют через складчатый фильтр и 5 раз производят извлечение хлороформом. На каждую экстракцию затрачивают 30 мл растворителя.

Хлороформную вытяжку промывают сначала несколькими миллилитрами разбавленной щелочи, а затем 122

^такнм же количеством воды. Растворитель отгоняют на водяной бане. В остатке получают сырой кофеин, который перекристаллизовывают из 8 — 10 мл горячей воды.

Выход 0,8 — 1 г.

Кофеин кристаллизуется в тонких белых, шелковистых иглах; т. пл. 234э.

Возгонка кофеина нз сухого чая. Небольшое количество растертого чая помещают на часовое стекло и накрывают его вторым часовым стеклом. Осторожно нагревая, наблюдают возгонку кофеина. Он оседает на верхнем стекле в виде длинных, слегка окрашенных игл.

Качественные реакции

К 10 мг кофеина приливают десять капель 5-про- центиой перекиси водорода, одну каплю 25-процентной соляной кислоты и выпаривают на водяной бане. Остаток делят на две части. Первую часть тотчас увлажняют небольшим количеством водного раствора аммиака. Появляется пурпуровая окраска, объясняющаяся образованием аммонийной соли? тетраметилаллоксантина.

Ко второй части добавляют 3 капли воды и 5 мг кодеина. Появляется васильково-снияя окраска.

АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ

Бетаин из патоки

C5H11O2NМол. в, 117,15

(CH3)3N —СН2 —СОО

Бетаин представляет собой триметиламйноуксусную кислоту и рассматривается как внутренняя соль четырехзамещенного аммониевого основания

Как метилирующий агент бетаин участвует в процессах обмена веществ в живых организмах — в реакциях переметилирования. Наряду с холином бетаин применяется в профилактике жирового перерождения печени. Хлоргидрат бетаина (ацидин) используется в медицине как источник соляной кислоты. Его дают тем, у кого наблюдается недостаточная кислотность желудочного сока. Свободным бетаином лечат язву желудка. Как витаминный фактор бетаин все чаще вводят в кормовые рационы птиц и животных.

Содержится бетаии в сахарной свекле (Bela vulgaris), отходы от переработки которой (меласса, сепарационный щелок, спиртовая барда)—обычный источник его получения. Выделение бетаина из отходов основано на том, что хлоргидрат его плохо растворим в крепкой соляной кислоте. Бетаинхлоргидрат выделяют на заводах вместе с глутаминовой кислотой.

Сырье и реактивы:

кормовая патока (меласса) 200 г

активный уголь 30—50г

соляная кислота, спирт, негашеная известь, углекислый газ.

Обессахаривание кормовой патока известью(сепарация)

Кормовую патоку разбавляют 1800 мл воды в большом стакане и перемешивают механической мешалкой. Получается раствор, содержащий около 5% сахара. К охлажденному до 12° раствору прибавляют малыми дозами 55 г негашеной порошкообразной извести, непрерывно перемешивая н следя за тем, чтобы температура ие поднималась выше 14° (см. примечание 1). Сахароза осаждается в виде трехкальциевого сахарата. Через час смесь фильтруют, отсасывая на воронке Бюхнера через полотняный фильтр, Зернистый осадок промывают 50 мл холодной воды. Фильтрат нагревают 1 час на водяной бане до 95° и получают еще порцию сахарата (см. примечание 2), который также отфильтровывают и промывают. Из полученного фильтрата (сепарационный щелок) выделяют бетанн.

Получение бетаинхлоргидрата

Сепарационный щелок (см. примечание 3) очищают от извести, осаждая ее углекислым газом. Выпавший карбонат кальция отфильтровывают. Фильтрат концентрируют до сиропа (200—250 мл) в большой выпарительной чашке ва водяной бане. Концентрат переносят в гндролизатор — круглодонную колбу, снабженною обратным шариковым холодильником. В колбу добавляют' концентрированную соляную кислоту в количестве, разном объему упаренного щелока, и 8 часов гидролизуют под тягой на водяной бане при 95— 100э. В конце гидролиза осторожно добавляют активный уголь.

Еще горячий гидролизат фильтруют через бумажный фильтр, промывая осадок небольшим количеством горячей воды. Осадок отбрасывают, а фильтрат с промывной водой упаривают на одну треть на водяной бане под вакуумом водоструйного насоса. После охлаждения фильтруют на воронке Бюхнера. Осадок, состоящий в основном из хлорида калия, промывают на фильтре концентрированной соляной кислотой и отбрасывают. Фильтрат упаривают (под разряжением) на водяной бане до густого сиропа и оставляют стоять при комнатной температуре. Образовавшиеся кристаллы хлоргидрата бетаина отфильтровывают.

Выход 10% от веса взятого на обработку щелока. Глутаминовая кислота, остается в фильтрате, из которого она при желании может быть выделена (см. стр. 127).

Чтобы очистить сырой хлоргидрат бетаина от гуминовых веществ, его растворяют в двойном количестве горячей дистиллированной воды и добавляют активный уголь (до 8% к весу осветляемого раствора). Суспензию нагревают 1 час на водяной бане при 80° и еще теплую отсасывают через бумажный фильтр. Раствор упаривают на водяной бане под вакуумом водоструйного насоса до состояния густой кристаллической кашки. Кашку переносят в кристаллизатор и оставляют на сутки. Кристаллы отфильтровывают, промывают небольшим количеством абсолютного этилового спирта, отсасывают и растворяют при обычной

температуре в 40-процентной соляной кислоте, взятой из расчета 1 .чл кислоты на 1 г сырой соли. В осадке будет хлористый калий. Его отфильтровывают и промывают на фильтре 3—5 мл соляной кислоты той же концентрации, перемешивая стеклянным шпателем. Фильтрат выпаривают под вакуумом.

когда образуется кристаллическая полутвердая масса, ее переносят в кристаллизатор и ставят в холодильник на 5—8 часов. Кристаллы хлористоводородного бетаина отделяют фильтрованием. На фильтре их промывают спиртом (не более 0,5 мл на 1 г соли), отсасывают и отжимают на пористой пластинке или между листами фильтровальной бумаги. Окончательно досушивают в вакуум-эксикаторе нли в сушильном аппарате при температуре ие выше 80°. Получается вполне удовлетворительный продукт, пригодный для многих технических целей. Если его очистить от тяжелых металлов в ионообменнике и повторно осветлить раствор активным углем, то получится фармакопейный препарат типа ацидина.

+ —

Выход хлоргндрата бетанна ((СНа)зКСН»СООН]С1 зависит от содержания бетаина в исходном сырье. Т. пл. 227—228J (с разложением).

Хлоргндрат является удобной формой хранения бетаина. Свободный бетанн очень гигроскопичен, поэтому его получают перед применением нз соли одним из следующих методов: 1) смешивают хлор- гидрат бетаина с одним эквивалентом щелочи и экстрагируют горячим спиртом; 2) нагревая соль с серной кислотой, удаляют хлористый водород. Серную кислоту осаждают гидратом окнси кальция (бария). Фильтрат ■осле отделения сульфата упаривают и экстрагируют горячим спиртом; 3) удаляют соляную кислоту, про- нуская раствор соли бетанна через анионообменник.

Свободный бетанн — бесцветные моноклинные призмы или листочки; т. пл. 293° (с разложением). Пикрат—-желтые призмы; т. пл. 183° (из воды). С водой образует моногидрат. Водный раствор имеет нейтральную реакцию.

Примечания. 1. Для получения нерастворимого в холодной воде сахарата С^Н^Ои • ЗСаО берут на 1 моль сахарозы несколько более 3 молей окиси кальция.

Содержащийся в растворе монокальцневый сахарат состава С.2НвОп-СаО при нагревании распадается на нерастворимый трех кальциевый сахарат и свободный сахар.

Сепарационный щелок можно приобрести на свеклосахарных заводах, имеющих цехи известковой сепарации сахара из мелассы (патоки).

/•Глутаминовая кислота из муки

CiHeOiN Мол. в. 147,14

НООС - CH (NH->)— СН2 - СНа - СООН

Глутаминовая (а*аминоглутаровая) кислота и ее соли, особенно мононатриевая (глутамат натрия), приобрели большое практическое значение. Глутаминовая кислота — единственная аминокислота, вырабатываемая из природного сырья в промышленных масштабах.

Применяется она в многочисленных синтезах, а в виде натриевой солн используется как вкусовое сред* ство. Она участвует в процессах обмена тканей мозга и играет важную роль в питании нервных клеток. В последнее время используется в лечебных целях при психических заболеваниях.

Источниками ее промышленного получения служат кислотные гидролизаты клейковины пшеницы, глютена кукурузы, а также обессахаренная свекловичная патока н паточная спиртовая барда.

Сырье и реактивы:

пшеничная мука100г-

концентрированная соляная кислота35 мл

хлористый водород (газ), анилин, спирт, активный уголь.

Муку делят на четыре равиые порцнн (см. примечание 1), каждую нз которых замешивают с 15 мл водопроводной воды в плотный шарик теста и оставляют на 20 минут.

В фарфоровую чашку (емкостью 50 мл) наливают воду и отмывают клейковину муки от крахмала. Для этого шарик теста разминают пальцами в воде, следя за тем, чтобы не было потерь кусочков. Когда останется вязкий остаток клейковины, уже не уменьшающийся в объеме, воду заменяют свежей. Продолжая

127

отмывать крахмал, добиваются, чтобы вода, стекающая с пальцев, была прозрачной.

Отмытую клейковину растягивают тонким слоем на стеклянной пластинке илн на часовом стекле и сушат прн 105°. Так обрабатывают все четыре шарика заготовленного теста.

г сухой растертой в порошок клейковины переносят в круглодонную колбу (емкость 100 мл) и заливают 35 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь нагревают 6 часов под тягой на кипящей водяной бане, присоединив обратный шариковый холодильник (см. примечание 2). После этого колбу оставляют на ночь, затем гидролизат разбавляют вдвое водой и отфильтровывают через воронку Бюхнера.

В раствор вносят две—три таблетки карболена, кипятят на асбестовой сетке 15 минут, дают отстояться и фильтруют. Фильтрат упаривают в фарфоровой чашке на водяной бане примерно до одной трети исходного объема. Жидкость переливают в коническую колбочку, охлаждают снаружи льдом н насыщают хлористым водородом. Перемешивая смесь стеклянной палочкой, вызывают появление кристаллов хлоргидрата глутаминовой кислоты. Оставляют смесь на ночь в холодильнике. Образовавшиеся кристаллы отсасывают на воронке со стеклянным фильтром и высушивают на воздухе.

Чтобы выделить свободную глутаминовую кислоту, хлоргидрат растирают в ступке, примешав к нему половинное по весу количество анилина (см. примечание 3\ Образовавшуюся густую массу разводят двойным объемом воды н переносят в фарфоровую чашку. Ступку смывают минимальной порцией воды.

Смесь глутаминовой кислоты и водного раствора хлористоводородной соли анилина нагревают 10 минут на кипящей водяной бане. После охлаждения осторожно сливают жидкость через воронку Бюхнера (фильтр бумажный). В остаток наливают 10—15 мл спирта и растирают, переносят на ту же воронку и промывают спиртом. Полученную глутаминовую кислоту высушивают в эксикаторе над хлористым кальцием.

Выход 25% от веса исходной клейковины: т. пл. 224 — 225°; [а^-Н 12°.

Крнсплжезуется глутаминовая кислота в ромбических кристаллах (из водного спирта): плохо растворена з воде, не растворима в эфире; легко теряет вуду уже при плавления и переходит в ангидрид — д-^каадоякарбоиовую кислоту. Хлоргидрат глутами- А кяслэты плавится при 134°; очень трудно рас- . ;»w а концентрированной соляной кислоте, хорошо в воде.

Примечания. L Брать много муки на одну обработку не- ■Егесообразно, так как полностью удалить крахмал будет трудно.

Нтгоевание можно и прервать, возобновив его в другое ^ее*.

Реакция с анилином происходит по следующей схеме:

НООС - CH (NH3C1) - СН3 - CH, - COOK 4-

- ^t^V^-^HOOC-CHCNH^-CHj-CH.-COOH-f- ^CeH5NH3Cl

Тирозин из шелка

C,HnOaNC,HnOaNНО-НО-:-СНз-СН-СООН:-СНз-СН-СООНМол. в. 181,20

C,HnOaN

C,HnOaN

НО-

НО-

:-СНз-СН-СООН

:-СНз-СН-СООН

МНз

Тирозин (я-оксифенилаланин) относится к аминокислотам, входящим в состав многих белков как растительного, так и животного происхождения. Зеин семян кукурузы содержит его до 5%. Тирозин является также составной частью казенна, но особенно богат этой аминокислотой фиброин шелка.

Сырье и реактивы:

шелк (очесы или коконы)100г

серная кислота (уд. в. 1.84) 22мл

пират окиси бария-70г

реактив Миллона.

В круглодонную колбу наливают раствор 22 мл концентрированной серной кислоты в 80 мл воды и вносят, перемешивая, натуральный шелк. Колбу закрывают пробкой с длинной восходящей трубкой, которая

служит обратным холодильником, и начинают гидролиз, нагревая реакционную смесь на водяной бане. Когда основная часть шелка растворится, в колбу бросают несколько кусочков пористого фарфора (для предупреждения толчков) н продолжают нагревать на сетке. Гидролиз длится 15 часов (см. примечание).

Охлажденный раствор фильтруют. В фильтрат прибавляют горячий 20-процентный раствор гидрата окиси бария (до слабощелочной реакции на фенолфталеин). Осадок сульфата бария отфильтровывают и кипятят еще раз с 25 мл чистой воды —для извлечения тирозина, увлеченного осадком. Операцию повторяют до тех пор, пока новая проба фильтрата станет давать лишь слабую реакцию на тирозин с реактивом Миллона.

Объединенный фильтрат концентрируют в выпарительной чашке на водяной бане до начала кристаллизации. Упаренный раствор оставляют на холоде и отфильтровывают выпавший тирозин. Чтобы очистить продукт, осадок растворяют в горячей воде, кипятят 15 минут с активным углем, фильтруют горячим и вновь ставят на кристаллизацию.

Выход до 7 г. Тирозин кристаллизуется в шелковистых иглах; т. пл. 314—316°: [з]о —13° (в 4-процентной Соляной кислоте).

Качественные реакции

Тирозин дает характерное, цвета красного мяса, окрашивание с реактивом Миллона (см. стр. 177).

Несколько мвллилитров раствора тирозина обрабатывают 0,5 мл 0,04 н. раствора соляной кислоты и 0,2 мл 2-процентного раствора нитрита натрия. Смесь нагревают 10 минут на водяной бане. Появляется желтая окраска, переходящая постепенно через розовую и фиолетовую в зеленую. Окрашенный в фиолетовый цвет нитрозамин может быть извлечен амиловым спиртом.

Проба Мернера. Реактив приготавливают, смешивая 0,1 объема 40-процентного раствора формалина с 4,5 объемами воды и 5,5 объемами концен- .трнрованной соляной кислоты. Несколько миллилитров- 130

рожтпва нагревают до кипения с небольшим количе- .75-ом твердого тирозина или его раствора; появляется ■ :тс*швая зеленая окраска.

Лрямеча я и е, Гидролиз можно вести с перерывами.

Казеин и тирозин из молока

Казеии — сложный белок молока, относящийся к группе фосфоропротеидов. В молоке содержится в виде легко растворимой кальциевой соли. Осаждение казевна кипячением молока не достигается. Сычуж- вый фермент осаждает его в виде так называемого жарзказеина (на этом основано производство сыра). Осаждают казеин и кислоты.

Из казенна готовят клей для фанеры и бумаги, га- ^тат (пластмасса), а в некоторых зарубежных стра- -зх— искусственную шерсть (ланиталь, файбролен). .зеии используется и как исходное сырье в произ: : детве некоторых аминокислот.

Сырье и реактивы:

цельное молоко1л

5 косная кислота, едкий натр (1-пропентный рас' твор\ серная кислота, спирт, эфир, гидрат окиси бария. .

Виделение казеина

* цельного молока разбавляют 2 л дистиллированной воды; к раствору прибавляют 6 мл уксусной кислоты. Полученную сыворотку отфильтровывают через ткань, хорошо отжимают и промывают 1—2 раза водой (см. примечание 1). Промытую сыворотку, содержащую казеин и жир, растирают в фарфоровой чашке с небольшим объемом 1-процентного едкого натра. Густую кашицу нейтрализуют, хорошо перемешивая, раствором едкого натра той же концентрации «индикатор фенолфталеиновая бумажка! и слабо подогревают. Раствор переливают в высокий стакан и оставляют на ночь. Всплывший на поверхность жир отделяют, а раствор отфильтровывают от остатков жира несколько раз через тонкое полотно (пока жидкость не б\дет лишь слегка мутной).

' Фильтрат снова подкисляют уксусной кислотой (6—10 мл); осадок казеина отцеживают, промывают, еше раз растворяют в щелочи и осаждают уксусной кислотой. Полученный таким образом казеин возможно полно отжимают, растирают с небольшим количеством спирта в пасту, отсасывают, промывают спиртом и эфиром; сушат на воздухе или в эксикаторе над серной кислотой. Сухой обезжиренный препарат казеина — белый аморфный порошок.

Выход 20—25 г.

Получение тирозина

В полулитровой круглодонной колбе с обратным шариковым холодильником кипятят 16 часов всю порцию полученного казеина вместе с трехкратным весовым количеством 25-процентной серной кислоты. К окрашенной в темный цвет жидкости прибавляют насыщенный при нагревании раствор гидрата окнси бария — до слабощелочной реакции на фенолфталеин. Чтобы осадить небольшой избыток ионов бария, пропускают углекислый газ. Отфильтрованный осадок смешивают с 200 мл воды и нагревают до кипения для растворения увлеченного осадком тирозина, снова фильтруют и кипятят с небольшим количеством свежей воды.

Затем BaSO< отфильтровывают и промывают до отрицательной реакции Миллона (проба на тирозин). Фильтраты сливают вместе н до тех пор упаривают в фарфоровой чашке, пока не начнут выделяться кристаллы. Охлажденную массу фильтруют, маточный раствор снова упаривают до появления кристаллов тирозина; операцию повторяют 2—3 раза.

Выпавшие отдельные порции продукта соединяют и перекристаллизовывают из горячей воды, добавляя активный уголь.

Выход /-тирозина около 0,8—1 г; т. пл. 314—316° (см. примечание 2).

Примечания. 1. Сыворотку и промывные воды собирают и сохраняют для выделения молочного сахара (см. стр. 52).

. Помимо тирозина, при гидролизе казеина образуются лейцин, глутаминовая кислота, пролин, серин в некоторые другие аминокислоты, остающиеся в маточных растворах.

Цистин из шерсти

CtH.iiCUN.S,Мол. в. 240,31

НООС -СН(МН2) — СНз-S

НООС —CH(NH2) —СН2 —S

Цистин содержится во многих белках, нз которых ■обучается гидролизом. Однако только кератины дают достаточно высокий выход цистина, поэтому сырьем для его получения служат волосы, шерсть, г.ерья, рог и др.

Сырье и реактивы:

сырая овечья шерсть .. . . 200 г

соляная кислота (20-процентная) 400мл

а-етат натрия210г

активный \голь, едкий натр, сульфат меди.

Сырую овечью шерсть освобождают от механических загрязнений, промывают слегка теплым мыльным раствором, тщательно прополаскивают дистиллированной водой и просушивают.

. '< г подготовленной шерсти помещают в двухли- тр 1: •: крутлодовную колбу, заливают 400 л/л 2С-" 2 депт ой сатаной кисло гы и, снабдив колбу об- с^: ым холодмьнмом, проводят гидролиз, на?ревая CMiCi 5—6 часов на сетке до равномерного кипения. Процесс считают законченным, когда проба гидролизата покажет отрицательную биуретовую реакцию (см. примечание).

Горячую массу фильтруют, отсасывая, остаток на фильтре промывают дистиллированной водой. В фильтрат, объединенный с промывными водами, добавляют кристаллический ацетат натрия до тех пор, пока проба иа минеральную кислоту (по конго) не станет отрицательной. Уксуснокислый раствор оставляют на двое суток в холодильнике для кристаллизации цистина. Выпавшие кристаллы отсасывают. Чтобы очистить сырой цистин от пигментов, его растворяют в возможно малом количестве кипящей 3-процентной соляной кислоты и повторным кипячением с новыми порциями

активного угля полностью обесцвечивают (требуется от 2 до 5 обработок каждый раз с 2 г угля).

Бесцветный или слегка желтоватый раствор фильтруют горячим через складчатый фильтр и добавляют профильтрованный насыщенный раствор ацетата натрия (40—50 г) до отрицательной реакции на конго. По мере охлаждения начинает кристаллизоваться цистин. Через 5—6 часов его отфильтровывают, отсасывая, н дважды промывают горячей водой (для удаления остатков тирозина).

Выход около 5 г; т. пл. 258—161°; [а]™ — 224° (в 11-процентной соляной кислоте).

Ртутная соль цистина СвНюО^КгЗгН#. Реактив приготавливают растворением 0,1 г окиси ртути в 0,4 г концентрированной серной кислоты и 2 мл воды. Щелочной раствор цистина подкисляют уксусной кислотой и прибавляют реактив. Выпадает белый осадок ртутной соли цистина.

Примечание. Небольшое количество гидролизата сильно подщелачивают едким натром и добавляют 2—3 капли 1-процентного раствора сульфата меди; появления фиолетовой окраска не должно наблюдаться.

Белковые вещества из гороха

В растениях белки находятся во всех органах, но наиболее богаты ими семена. Иногда содержание так называемых резервных белков достигает 45—55%.

Растительные белки, как и белки животных организмов, отличаются друг от друга по растворимости в воде и в растворах солей. Это позволяет разделять их на фракции.

Семена гороха содержат от 22 до 34% белка. В состав его входит альбумин—легумелнн (растворимый в воде белок) и два глобулина—легумин ивици- лин (нерастворимые в воде, но растворимые в солевых растворах). В результате кислотного гидролиза белки расщепляются на аминокислоты, причем каждая фракция характеризуется определенным аминокислотным составом (в % к общему весу белка):

«1--ЛИН«1--ЛИН5,4 2,311,71,78,9 2,85,4 2,311,71,78,9 2,8Лизы ^^"Лизы ^^"3.01,64.92.05,42,43.01,64.92.05,42,413,017,021,413,017,021,4АспарагиноваяАспарагиновая4.25.35,34.25.35,31,02.00,51,02.00,5

«1--ЛИН

«1--ЛИН

5,4 2,3

11,71,7

8,9 2,8

5,4 2,3

11,71,7

8,9 2,8

Лизы ^^"

Лизы ^^"

3.01,6

4.92.0

5,42,4

3.01,6

4.92.0

5,42,4

13,0

17,0

21,4

13,0

17,0

21,4

Аспарагиновая

Аспарагиновая

4.2

5.3

5,3

4.2

5.3

5,3

1,0

2.0

0,5

1,0

2.0

0,5

Сырье н реактивы:

семена гороха100г

хлорид натрия, сульфат аммония, ацетон, спирт, эфир, соляная кислота, ацетатный буфер, фэсфзтный буфер.

Семена гороха (см. примечание 1) измельчают и, просеивая через грубое сито, удаляют кожуру. После этого делают тонкий помол и просеивают через шел- козое сито (см. примечание 2). Измельчая горох, надо следить за тем, чтобы не было большого разогрева- дп— оно может снизить выход белка.

Выделение белка

У) г гороховой муки экстрагируют в аппарате Сокслет» эфиром до полного удаления жира. Чтобы wt-:'z.tch из обезжиренной муки эфир, ее рассыпают т: - . слоем на листе фильтровальной бумаги. Затем лг.к; переносят в стакан, заливают 500 .мл 10-процентного раствора хлорида натрия, тщательно перемешивают и оставляют на ночь в холодильнике при температуре не выше 4-4°. Вытяжку центрифугируют, прозрачный центрифугат насыщают сульфатом аммония и оставляют на ночь в холодильнике. Выпавший осадок белков центрифугируют или отфильтровывают, отсасывая, суспендируют в воде и подвергают диализу для удаления солей и других низкомолекулярных примесей.

Мешочек, в котором проводят диализ, готовят из квадратного тонкого листка целлофана (25 X 25 смУ собирают его по краям вокруг оплавленной стеклянной трубки с чуть расширенным концом н прочно привязывают ниткой.

Мешочек укрепляют в штативе, погружают В сосуд с проточной дистиллированной водой, наполняют приготовленной водной суспензией белка, затем приливают несколько капель хлороформа и толуола (в качестве антисептиков). Диализ проводят до полного удаления сульфат-иона (около 2 суток).

В процессе диализа белки делятся на фракции, причем альбумин переходит в раствор, а глобулины остаются в осадке.

Содержимое мешочка по окончании диализа переносят в пробирки. Центрифугированием отделяют раствор альбумина. Осадок глобулинов промывают (перемешивая) несколько раз растворами спирта возрастающей концентрации (50, 75, 90, 96°/о), сухим спиртом и, наконец, сухнм эфиром, высушивают в ва- куум-эксикаторе над фосфорным ангидридом и парафином и взвешивают icm. примечание 3}. х

Из прозрачного центрифугата легумелин осаждают ацетоном. Осадок промывают последовательно ацетоном, спиртом, эфиром и сушат в том же вакуум- эксикаторе. Сухой белок взвешивают.

Осаждение легумелина можно осуществить также я кипячением раствора.

Гидролиз белка

0,2 г сухого белка помещают в колбочку емкостью 5 мл с пришлифованным восходящим холодильником (или трубкой), наливают 2 мл концентрированной соляной кислоты и 1 мл воды, следя за тем, чтобы весь белок пропитался кислотой. Колбочку нагревают на горячей бане до растворения белка (перемешивать не надо), а затем проводят гидролиз в течение 24 часов (можно с перерывами) на кипящей солевой баие. Гидролизат осторожно нейтрализуют 20-процентным раствором едкого натра до pH 7 (индикатор универсальный) н анализируют хроматографией на бумаге.

Хроматография гидролизата белка

Полосу хроматографической бумаги шириной 16—20 см и длиной 35—40 см погружают в ванночку 136

с и,2-процеитным раствором тритона Б (см. примечание 4); при этом удаляются минеральные примеси. Затем хорошо промывают дистиллированной водой, высушивают и пропитывают буферным раствором, составленным из 72 мл раствора двухзамещенного фосфата натрия (11,9 г Na2HPO4 в 1 л воды) и 28 лл^од- нозамещениого фосфата калия (9,1 г КН2РО4 в 1 л воды); снова высушивают.

На подготовленную таким образом бумагу наносят по две капли гидролизата белка и 2-процентные растворы аминокислот («свидетели»), входящие в состав белка гороха.

Хроматографируют 15—20 часов по восходящему способу (см. стр. 27) в растворителе, состоящем из «•бутилового спирта, воды и уксусной кислоты (соотношение 5:4:1). Хроматограмму просушивают на воздухе, опрыскивают 0,1-процентным раствором нингидрина в водноиасыщенном «-бутиловом спирте и выдерживают 15—20 минут в теплом сушильном шкафу. Появляются красно-фиолетовые пятна, по которым вычисляют R/ для аминокислот гидролизата н сопоставляют с R/ свидетелей. На этом основании делают заключение об аминокислотном составе исследуемого белка.

Электрофорез на бумаге

Лист хроматографической бумаги кладут на стеклянную пластинку и вырезают вдоль волокон полосы (28X2,5 слг), стараясь не трогать участки полос пальцами. На середине одной полосы микропипеткой наносят белковый гидролизат перпендикулярно к длине, иа других — растворы «свидетелей» (по 100 мг чистых аминокислот в 100 мл раствора). Растворы надо нанести так, чтобы по обоим концам от линии нанесения оставались сухими 3 мм.

Влажный след высушивают теплым воздухом от фена. Бумагу равномерно орошают ацетатным буфером с pH 3,8 (200 мл 1 и, раствора ацетата натрия 4-170 мл 1 и. соляной кислоты доводят до 1000 мл) (см. примечание 5).

Подготовленные полосы помещают в электрофоретическую камеру с тем же ацетатным буфером н про- 137

водят электрофорез в течение 17—17,5 часов; напряжение — 270 6.

После разделения электрофорезом полоски бумарн высушивают при 90° в сушильном шкафу. Для окрашивания приготавливают основной раствор нингидрина следующим образом: 1 г перекристаллизованного нингидрина растворяют в 100 мл 96-процентного этилового спирта, прибавляют 1 г тонко растертого кристаллического хлористого олова, раствор перемешивают и отфильтровывают от нерастворившейся соли.

Проявитель наливают в чашку Петри, протягивают через него высушенные электрофореграммы и раскладывают их на чистый лист фильтровальной бумаги (чтобы впитался стекающий раствор проявителя). Затем электрофореграммы в горизонтальном положении нагревают 10 минут до 90° в сушильном шкафу в атмосфере, насыщенной парами воды; фиксируют положение проявившихся пятен. По полученным пятнам идентифицируют аминокислоты.

Примечания. 1. Долго хранящиеся семена содержат мало извлекаемого белка.

Белок не способен диффундировать через клеточную стенку; извлекается только из механически вскрытых растительных клеток, поэтому выход его сильно зависит от степени помола.

Пользуясь неодинаковой растворимостью глобулинов в растворах сульфата аммония различной концентрации, можно разделить их на легумин н вицилин (см. Кретовнч В. Л. и др. Биохимия, 19, 208, 1954).

Трнлон Б —кислая натриевая соль этилендиамиитетраук- сусной кислоты:

NaOOC — СН2.NaOOC — СН2.)N —СН2 —СН2 —N(НООС— CHZ\)N —СН2 —СН2 —N(НООС— CHZ\СН2- COONaСН2- COONa•сн2-соон.•сн2-соон.

NaOOC — СН2.

NaOOC — СН2.

)N —СН2 —СН2 —N(

НООС— CHZ\

)N —СН2 —СН2 —N(

НООС— CHZ\

СН2- COONa

СН2- COONa

•сн2-соон.

•сн2-соон.

Можно рекомендовать и другой способ. Полосы хроматографической бумаги равномерно орошают ацетатным буфером и раскладывают на чистый сухой лист фильтровальной бумаги. На середину этих полос накладывают узенькие бумажные полоски (1,5 X- 0,2 см), смоченные соответственно исследуемым раствором гидролизата белка и 1-процентными растворами свидетелей. Подготовленные полосы переносят в электрофоретическую камеру.

7. ГЛИКОЗИДЫ И АГЛИКОНЫ

Арбутин из листьев бадаиа

С12Н|6О,С12Н|6О,Мол. в. 272, 25

С12Н|6О,

С12Н|6О,

НО-^%—ОС«НПО4

Арбутин —- глюкозид фенольного типа. В качестве аглюкона^в него входит гидрохинон. Содержится арбутин в толокнянке и во многих родах семейства вересковых. Кроме того, хорошим источником для его получения служат листья бадана (Bergenia crassifolia). Арбутни применяется иногда как диуретик; он обладает некоторой бактерицидностью, так как отщепляет свободный гидрохинон при гидролизе.

Сырье и реактив ы:

свежие листьябадана 0,5кг

спирт40мл

эфир10мл

Свекме листья бадаиа (см. примечание 1) медленно вносят в 1 л кипящей воды. Смесь кипятят полчаса и горячую фильтруют через марлю в большую колбу. Такое извлечение повторяют еще одни раз. Объединенный экстракт (около 1,8 д) представляет собой светло-бурый раствор с небольшим количеством мелкого аморфного осадка. Раствор фильтруют на воронке Бюхнера через бумажный фильтр.

Прозрачный раствор упаривают в небольшом ва- кууме до 50—60 мд\ снроп переливают в фарфоровую чашку я помещают в холодильник. После трехсуточного стояния застывшую массу арбутина растирают пестиком и отсасывают, промывают на фильтре сначала 50 мл смеси спирта с эфиром (4: 1), затем охлажденной водой — дважды по 25 мл. Осадок (после 48-часового высушивания в вакуум-эксикаторе над серной кислотой) представляет собой светло-серый кристаллический порошок,

Выход около 12 г. После перекристаллизации из небольшого количества воды получают 10 г чистого (без примеси метнларбутииа) продукта с т. пл.195° (см. примечание 2).

Качественные реакции

Водный раствор арбутина с раствором хлорного железа дает синее окрашивание.

Небольшое количество арбутина кипятите 1-процентной серной кислотой 15 минут. Из голодного гидролизата кристаллизуется гидрохинон; т. пл. 170°. Реакция протекает по схеме:

НО —С6Н4-О —СбНпОв + НзО-*-

—* СвН< (он)з -4- Сенное.

Примечания. 1. Листья бадана можно получить в любом ботаническом саду. Дикорастущий бадан распространен в горных районах Сибири.

Для перекристаллизации можно использовать также уксусно- этиловый эфир.

Амигдалин из плодов миндаля

C20H27O11NC20H27O11NМол. в? 457,44

C20H27O11N

C20H27O11N

ZCN

^ОСеНюО» — О — СеНнОл

Амигдалин относится к цианогенным гликозидам, содержащим связанную синильную кислоту. Агликоном амигдалина является а-нитрил миндальной кислоты, сахарным же остатком — дисахарид — генциобиоза, в которой две молекулы глюкозы связаны между собой в виде 6тлюкозил-р-глюкозида. Под воздействием специфичных энзимов (эмульсина) амигдалин гидролизуется до бензальдегида, синильной кислоты и глюкозы:

ZCN

С,Н5-СН/

'OCeHioOd —- О — CoHnOs 2НгО—> -> C6H5CHO + HCN +2C6Hi20e.

Амигдалин встречается во многих растениях. Обычным источником его получения служат косточки плодов: горького миндаля, персика, абрикоса, вишни, сливы, а также кора дикой вишни. Известен синтез амигдалина.

Сырье и реактивы:

плоды горького миндаля или персика . . . 200—300 г

90-процентный спирт100 мл

эфир»100 мл

Освобожденные от скорлупы ядра косточковых плодов горького миндаля или персика засыпают иа 1—2 минуты в кипящую воду. Это дает возможность без затруднения удалить с них оболочку. 1С0 г ядер измельчают в ступке и обезжиривают обычным способом в аппарате Сокслета (см. примечание). Обезжиренный материал кипятят в 100 мл 90-процентного этилового спирта иа водяной бане с обратным холодильником в течение 30 минут. Экстракт сливают; повторяют ту же обработку еще раз. Объединенную вытяжку отфильтровывают и упаривают в вакууме до небольшого объема. Добавляют к концентрату равный объем эфира. Почти сразу высаживается кристаллический амигдалин. Осадок промывают эфиром, растворяют в небольшом количестве горячей воды, раствор ставят в эксикатор над серной кислотой иа кристаллизацию. Кристаллы отфильтровывают и высушивают.

Амигдалин — бесцветные кристаллы горького вкуса. Выход, в зависимости от содержания в исходном материале, 2—4 г; т. пл. 200°.

Примечание. При наличии незначительного количества жира в исходном сырье (шрот, жмых) обезжиривание можно не производить.

Рутин и кверцетин из листьев гречихи

Гликозид рутии содержится во многих растениях. Богаты рутином листья табака, гречихи и особенно цветочные почки софоры японской (до 10%). Это сырье и служит обычно источником промышленного получения рутина.

Рутин обладает активностью витамина Р (витамин проницаемости), недостаток которого в организме вызывает ломкость и повышенную проницаемость капилляров кровеносных сосудов. При гидролизе в мягких условиях, например рамнодиастазой или 10-процентной уксусной кислотой, рутии расщепляется на агликон флавоноловой природы—кверцетин и редкий дисахарид — рутинозу. При гидролитическом расщеплении рутина минеральными кислотами одновременно расщепляется и дисахарид на d-глюкозу и /-рамнозу. Свободный кверцетин найден в коре многих растений.

Синтез рутииа впервые осуществлен в 1957 г. Н. А. Преображенским с сотрудниками.

Сырье и реактивы:

сухие листья гречихи . 20г

спирт (70-процентный)150МЛ

эфир . . 20мл

метиловый спирт.

Измельченные листья гречихи (см. примечание 1) 2 часа обрабатывают в аппарате Сокслета 70-процент- ным этиловым спиртом. Растворитель отгоняют на водяной баие под вакуумом из небольшой колбы почти досуха. Остаток обрабатывают дважды по Юлд эфира, сливая раствор через вороночку с тампончиком ваты. Благодаря этому остаток освобождается от смол н жироподобиых веществ. После испарения остатков эфира воздушным продуванием (тампончик также помещают в колбочку) рутнн извлекают в два приема кипящей водой по 20—25 мл. Извлечения каждый раз фильтруют. Раствор ставят иа кристаллизацию (охлаждение). Выпавшие кристаллы при необходимости можно еще раз перекристаллизовать нз метилового спирта.

Выход 0,3—0,4 г.

Из воды кристаллизуется тригидрат рутина состава Сз^Нг.оСЛб-ЗНаО; т. пл. 192°. Из абсолютного метилового спирта выпадает свободный рутнн; т. пл. 198э.

Рутнн (ярко-желтые иглы) плохо растворим в воде н ацетоне; ие растворим в бензоле, бензине, эфире, хлороформе.

Кверцетин, или 3,5,7,3',4'-п е и т а о к с и фл а- вон, 0,4 г рутина растворяют в 2 мл спирта, добавляют к раствору 20 мл 1 -процентной соляной кислоты; реакционную смесь выдерживают при 35—40°. После многочасового стояния из гидролизата выпадают кристаллы кверцетина (см. примечание 2). Из воды и разбавленного спирта ои кристаллизуется в виде гидрата. Кверцетин легко растворяется в щелочах. Восстанавливает аммиачный раствор нитрата серебра на холоду и раствор Фелинга при нагревании.

Цветные реакции.

С раствором хлорного железа и рутин и кверцетин дают интенсивное зеленое окрашивание.

С концентрированной серной кислотой получается желтое окрашивание с зеленоватой флуоресценцией.

П р и м е ч а н и я. 1. Вместо листьев^ цветов гречихи можно с успехом использовать цветочные почкн ссфоры японской.

Экстракцию проводят кипящей водой. Рутин выпадает при 18е из профильтрованного раствора. Его отсасывают и перекристаллизовывают нз спирта.

^-Глюкозу и /-рамнозу в маточном растворе можно определить методом бумажной хрома юграфии. В качестве растворителя используют фенол, насыщенный водой и содержащий 1°/о аммиака. Для проявления хроматограмму опрыскивают смесью растворов равных объемов 0,1 н. AgNO3 и 5 в. NH4OH и высушивают 5 — 10 минут при 105®. Сахара обнаруживаются в виде коричневых пжен. /fyd-глюкозы (в данном растворителе) 0,40; ^//-рамнозы 0,59.

Олиторизид из семян джута *

С35Н52Он • Н->0Мол. в. 714,82

Олиторизид — горькое вещество семян джута (Corchorus olltorlus) — относится к сердечным гликозидам группы дигиталиса — строфанта. При гидролитическом расщеплении дает строфантидин и два сахара: d-глюкозу и d-бонвинозу. Таким образом, олиторизид — это строфа нтидин-3-^/-боивинозид-£-//-глю- козид.

Сырье я реактивы:

семена-джута 500 г

спирт 1000 мл

эфир, дихлорэтан, ацетат свинца, сульфат натрия, серная кислота.

Выделение олипюризида ' *

Тонко размолотые семена джута (см. примечание 1) помещают в делительную воронку и экстрагируют

* Абубакиров Н. К., Масленникова В. А., Г о р о- в и ц М. В. ЖОХ, 29, 1235 (1959).

144

дихлорэтаном (настаивают до полного обезжиривания) (см. примечание 2).

Высушенный от остатка растворителя порошок в той же воронке экстрагируют 80-процентиым спиртом при комнатной температуре. Делают 7—8 сливов, выдерживая семена с растворителем каждый раз не менее 2 часов. Объединенный экстракт упаривают под вакуумом при температуре бани 40—45° до образования густого сиропа — приблизительно до 50 мл (см. примечание 3). Сироп переливают в стакан и разбавляют двукратным объемом ацетона. -

После осаждения липкой массы светлый экстракт сливают. Густой остаток растирают с 50 мл спирта, дают отстояться, после чего промывной спирт сливают и присоединяют к основному экстракту. Раствор упаривают в тех же условиях до объема 40—50 мл и разбавляют 80 мл воды. Для осаждения балластных веществ к экстракту небольшими порциями добавляют 40-процентный раствор ацетата свинца (проверка на полноту осаждения). Выпавший осадок отделяют н промывают спиртом. Для удаления возможного избытка ионов свинца к отфильтрованному раствору осторожно прибавляют 10-процентный раствор сульфата натрия. Через несколько часов раствор фильтруют и после проверки на полноту осаждения упаривают в вакууме до объема 50 мл. Густую светло-коричневую жидкость переливают в стакан и оставляют в термостате при 35—37° на несколько дней для кристаллизации. Олнторизид выпадает в виде мелких слипшихся кристаллов, которые отделяют и сушат в эксикаторе.

Выход сырого продукта 1,5 2.

Для очистки его растворяют в 4 мл спирта, к раствору добавляют 15 мл воды и оставляют на ночь. Выделившиеся кристаллы фильтруют и растворяют в 2 мл спирта. В раствор приливают 15—20 мл эфира и оставляют на 5—6 часов. Полученный после вторичибй кристаллизации олиторизид (выход 0,5 г) после сушки в эксикаторе над хлористым кальцием при комнатной температуре имеет т. пл. 202—204°; [а]о —4,5° (в метиловом спирте).

Гидролиз олиторизида до строфантидина

0,5 г олиторизида растворяют в 2 мл спирта, к раствору добавляют 25 мл 0,1 н. раствора серной кислоты, после чего реакционную смесь выдерживают при температуре 35—40°. Через сутки в колбочке выпадает строфантидин в виде длинных призм, собранных в пучки. Его отфильтровывают, промывают небольшим количеством холодной воды (до нейтральной реакции), сушат в эксикаторе над хлористым кальцием и перекристаллизовывают из спирта.

Выход 0,25 г. Высушенный в вакууме при 105° строфантидин имеет т. пл, 156—157°; [а]о -|-40о(вметиловом спирте). Многократной перекристаллизацией температура плавления строфантидина может быть доведена до 176—178°.

Примечания. 1. Ядовитые для скота и птицы семена джута накапливаются на джутовых фабриках, в колхозах и совхозах, выращивающих это растение, и представляют собой доступное сырье для получения сердечных глюкозидов.

Растворитель после регенерации перегонкой используется для повторной экстракции.

Отогнанный спирт, после доведения до требуемой концентрации (по спиртометру), используется для последующих экстракций.

Дигитонин из наперстянки

С55Н90О29Мол, в. 1215, 33

Дигитонин относится к группе стероидных сапонинов — соединений гликозидного характера. Распространен в растениях. В воде при взбалтывании сапонины подобно мылу дают пену, в связи с чем и получили название (sapo — мыло). Дигитонин содержится вместе с сердечными гликозидами (дигитоксин и др.) в листьях различных видов дигиталиса (наперстянки), но не является сердечным ядом; его ядовитость обусловлена гемолитическим действием на кровь. В результате гидролиза дигитонина образуются сапо- генин — дигитогении (см. формулу), а также две молекулы галактозы и две молекулы глюкозы.

Сырье ■ р е а к т н в ы:Сырье ■ р е а к т н в ы:листья наперстянки . . ‘ .. . 300 гспирт 800млхлороформ 250мллистья наперстянки . . ‘ .. . 300 гспирт 800млхлороформ 250мл

Сырье ■ р е а к т н в ы:

Сырье ■ р е а к т н в ы:

листья наперстянки . . ‘ .. . 300 г

спирт 800мл

хлороформ 250мл

листья наперстянки . . ‘ .. . 300 г

спирт 800мл

хлороформ 250мл

активный уголь.

Воздушно-сухие листья наперстянки (см. примечание 1) помещают в большую шнрокогорлую колбу и заливают 2 л горячей воды. Колбу помещают на водяную баню. Смесь выдерживают 2 часа при 80°, взбалтывая ее время от времени. После этого листья отжимают на большой воронке Бюхнера (без фильтра), промывают водой, еще раз плотно отжимают, раскладывают тонким слоем на листе фильтровальной бумаги н высушивают на воздухе (см. примечание 2).

Водный экстракт, содержащий сердечные гликозиды, в данном случае не используют.

Высушенные листья измельчают, переносят в полуторалитровую колбу и заливают 500 мл спирта. Смесь нагревают в колбе с обратным холодильником на водяной бане в течение 2 часов. Спиртовой экстракт отделяют от остатка фильтрованием и повторяют обработку спиртом, взятом в количестве 300 мл. К объединенному экстракту добавляют 150 мл хлороформа, 20 г активного угля н продолжают нагревание 10 минут. Затем охлаждают и фильтруют.

Просветленный фильтрат концентрируют в вакууме до объема 80—100 мл и ставят в холодильник на кристаллизацию. Выпавший осадок днгитонина отфильтровывают на стеклянном пористом фильтре, растворяют в минимальном количестве 85-процентного спирта и вновь ставят на холод для кристаллизации. Выпав-

шие бесцветные кристаллы дигитонииа снова отфильтровывают и высушивают в вакуум-эксикаторе.

Выход сырого продукта около 0,8 г, после перекристаллизации — 0,3 г; т. пл. 235° (с разложением); [а]о —54,3° (в метиловом спирте).

Образует нерастворимое соединение с холестерином. Применяется для открытия последнего в маслах (см. примечание 3).

Примечания. 1. Наперстянка (Digitalis purpurea) возделывается в южных районах Советского Союза в используется для производства важных лекарственных средств — сердечных препаратов.

Листья наперстянки для описываемого опыта могут быть получены через учреждения треста «Лектехсырье». Для выделения дигн- тоиниа можно использовать н отходы химфармзаводов, остающиеся после выделения из наперстянки сердечноактивных компонентов.

Для ускорения сушки рекомендуется пол! зеваться вентилятором или феном.

Эта реакция служит для распознавания природы жиров и масел: только жиры животного происхождения содержат в своем составе холестерин, В растительных маслах находятся фитостерины, не образующие соединения с дигитонином.

8. ПОЛНФЕНОЛЫ

Хлорогеновая кислота из. эвкоммии

С1вН18О9Мол. в. 179,23

Хлорогеновая кислота — депсид, в котором гидроксил, стоящий у третьего углеродного атома хинной кислоты, этерифицироваи кофейной кислотой. Часто встречается в растениях. В бобах кофе, например, ее содержится до 7%. Выполняет важную роль в ферментативных окислительных процессах растительных клеток.

Для препаративного получения хлорогеновой кислоты обычно используют зерна кофе, но недавно установлено, что листья эвкоммии могут служить 148

также хорошим источником для выделения этой кислоты

Сырье и реактивы:

сухие листья эвкоммии20г

хлороформ, эфир.

Измельченные листья эвкоммии (см. примечание 1) предварительно экстрагируют хлороформом (для удаления гутты и других экстрактивных веществ) и высушивают. Заливают их 10 мл 25-процентной серной кислоты и оставляют иа ночь (см. примечание 2). После отсасывания, промывания и высушивания остаток экстрагируют 20 часов в аппарате Сокслета абсолютным эфиром.

В экстракт постепенно переходят все содержащиеся в листьях эвкоммии органические кислоты, в том числе и хлорогеновая кислота. Эта кислота плохо растворяется в эфире и из эфирного раствора либо выпадает в виде кристаллического продукта, либо отделяется в виде масла. В первом случае кристаллы отфильтровывают и кристаллизуют несколько раз из воды. Маслообразный продукт следует очистить обычным способом через свинцовые соли. С ацетатом свинца хлорогеновая кислота осаждается нацело и освобождается при обработке сероводородом.

Хлорогеновая кислота — бесцветный кристаллический порошок; т. пл. 203°; [а]§ — 31,1° (в воде). Легко растворима в воде и спирте, трудно — в эфире, ие растворима в хлороформе. При омылении дает кофейную и хинную кислоты.

Примечания. 1. Эвкоммия произрастает в южных районах Советского Союза. Листья ее в количестве, необходимом для данной работы, могут быть получены в любом ботаническом саду. Желательно использовать листья осеннего сбора, которые отличаются более высоким содержанием хлорогеновой кислоты.

Листья эвкоммии содержат много флавоновых веществ в виде гликозидов, которые гидролизуются серной кислотой и не переходят в эфир. Незначительное количество дубильных веществ при кислотной обработке в основном переходит в нерастворимые продукты уплотнения — флобафеиы — и тоже не извлекается эфиром.

* Гусева А. Ф. ДАН СССР, 94, 1137 (1954).

Катехины из чая

СиНнОвМол. в. 290,28СиНнОвМол. в. 290,28С21Н18О10Мол. в. 430,38С21Н18О10Мол. в. 430,38

СиНнОв

Мол. в. 290,28

СиНнОв

Мол. в. 290,28

С21Н18О10

Мол. в. 430,38

С21Н18О10

Мол. в. 430,38

Дубильные вещества чая представляют собой смесь нескольких катехинов и их галловых эфиров. Главные компоненты смеси: /-эпикатехнн, Z-галлокатехип, их эфиры с галловой кислотой. Например, таниды из листьев цейлонского чая содержат /-эпикатехин (6,5%), галлокатехин (24,2%), эпикатехингаллат (9%), галлокатехингаллат (49%). Самих же танидов в зеленом чайном листе — 22—24%, в черном чае—*14—17% от веса сухих веществ.

Катехины чая — негидролизующиеся дубильные вещества. От нагревания с разбавленными кислотами они превращаются в нерастворимые продукты уплотнения, так называемые флобафены. Обладают Р-ви- таминным характером, т. е. являются капилляроукрепляющими препаратами и вместе с тем способствуют накоплению аскорбиновой кислоты в организме.

Сырье и реактивы:

зеленый чай100г

этилацетат 60мл

ацетат свинца, растворы хлорного железа, ванилина, серной кислоты.

Неферметированный чай загружают в коническую колбу (500 мл\ заливают 300 мл горячен воды и нагревают 1 час на кипящей водяной бане. Раствор отфильтровывают через полотняный фильтр на фарфо- 150

ровой воронке, а остаток обрабатывают повторно водой. К объединенному экстракту добавляют ацетат свинца до полного осаждения таната свинца. Темный осадок отфильтровывают, промывают водой обрабатывают 1-процентным раствором серной кислоты до явно кислой реакции.

Сульфат свинца отфильтровывают, раствор промывают три раза этилацстатом (порциями по 20 мл). Этилацетат отгоняют на водяной бане; остатоквысушивают. Полученный танин измельчают в порошок и взвешивают.

Выход 3—4 г.

Танин из зеленого чая представляет собой аморфный порошок, легко растворимый в воде н спирте.

Качественные реакции

Часть танина растворяют в воде, раствор разливают в три пробирки и проводят качественные реакции, доказывающие его принадлежность к дубильным веществам катехниового ряда.

С водным раствором хлорного железа—зеленочерное окрашивание.

С раствором ванилина в соляной кислоте — малиновое окрашивание.

Нагревание пробы с каплей концентрированной соляной кислоты —красный осадок флобафена.

Танин и галловаяch2orRO^-. *k<OR н OR танин R—остатки галловой, лс-дигалловой кислот или водородкислота из скумпииСтН6О5 Мол. в. 170,05НО но—^>-соон но'галловая кислотаТанин и галловаяch2orRO^-. *k<OR н OR танин R—остатки галловой, лс-дигалловой кислот или водородкислота из скумпииСтН6О5 Мол. в. 170,05НО но—^>-соон но'галловая кислота

Танин и галловая

ch2or

RO^-. *k<OR н OR танин R—остатки галловой, лс-дигалловой кислот или водород

кислота из скумпии

СтН6О5 Мол. в. 170,05

НО но—^>-соон но'

галловая кислота

Танин и галловая

ch2or

RO^-. *k<OR н OR танин R—остатки галловой, лс-дигалловой кислот или водород

кислота из скумпии

СтН6О5 Мол. в. 170,05

НО но—^>-соон но'

галловая кислота

Танин скумпии — смесь соединений, в которых глюкоза частично или полностью этерифицирована галловой и .ч-дигалловой кислотами. Таннн встречается в растениях часто, но получают его лишь из галлов (дуба, фисташки), а также из листьев скумпии или сумаха, где он содержится в значительных количествах. Гидролизуется танин только на глюкозу и галловую кислоту. Применяется в медицине, текстильной промышленности (как протрава) и виноделии.

Галловая кислота используется как реактив, а также в производстве пирогаллола и некоторых красителей.

Сырье н реактивы:

листья скумпии100г

бутилацетат . . 150 мл

я-бутиловый спирт . . ...50 мл

эфир, серная кислота, поваренная соль, прокаленный сульфат натрия.

Получение тачана

Сухие измельченные листья скумпии (см. примечание) помещают в коническую колбу, заливают водой и нагревают 2 часа на водяной бане, поддерживая температуру 60°. Экстракт сливают, а листья опять замачивают водой. После трехкратной обработки собирается около 500 мл водного раствора. Его переносят в длительную воронку, растворяют в нем 30 г поваренной солн и экстрагируют танин сначала 100 мл, а потом 50 мл смеси бутилацетата и бутилового спирта (3:1).

Экстракт танина в органических растворителях с равным объемом дистиллированной воды переливают в колбу Вюрца (емкостью — 500 мл). К ней присоединяют нисходящий холодильник, соединенный в свою очередь алонжем с колбой Бунзена (см. рнс. 23, стр. 68). Через тубус этой колбы в приборе создают вакуум от водоструйного насоса, а через капиллярную трубку, доходящую до дна колбы Вюрца. пропускают углекислый газ (из газометра или аппарата Киппа). Растворители отгоняют на кипящей водяной бане. С парами воды они отгоняются быстро, так что за это время в атмосфере углекислого газа танин не окисляется.

Зязкую массу переносят в фарфоровую чашку и: ставят в вакуум-эксикатор. Высушенный танин измельчают в ступке.

Выход 10—15 г.

Танин — светло-серый порошок вяжущего вкуса; растворим в воде.

Получение галловой, кислоты

4 г танина и 40 мл 50- процентной серной кислоты' нагревают на кипящей водяной бане 10 часов. Остывший гидролизат переносят в делительную воронку и экстрагируют 3—4 раза небольшими порциями эфира. Эфнрный экстракт сушат прокаленным сульфатом натрия и эфир отгоняют. Остаток перекристаллизовывают из воды.

Выход галловой кислоты 1,2 г. Кристаллизуется с одной молекулой воды; т. пл. 253°.

Качественные реакции

К раствору галловой кислоты прибавляют несколько капель раствора хлорного железа. Появляется темно-синее окрашивание. Эта реакция позволяет открыть галловую кислоту в разбавлении 1:1000000.

От нагревания крупинки галловой кислоты с 1 мл концентрированной серной кислоты появляется рубиновое окрашивание.

Примечание. Скумпия произрастает в Молдавии, иа Черноморском побережье, на Кавказе и в Средней Азии.

8-Диокси-2-ацетилнафталин из коры крушимы

С12Н12О3С12Н12О3Мол. в. 204,11

С12Н12О3

С12Н12О3

ОН ОН

I I.^/^-сосн.

Найденные в растениях соединения ряда нафталина де отличаются многообразием строения. Наиболее часто всречаются в форме глюкозидов различные нафтолы — биогенетические предшественники нафтохинонов (юглон в зеленой кожуре грецкого ореха и др.).

В коре ломкой крушины (Rhamnus frangula), применяемой как слабительное, содержится в виде глюкозида 1,8-диокси-2-ацетил-нафталин.

Сырье и реактивы:

кора крушины100 г

серная кислота (5-процентная)150 мл

петролейный эфир, цинковая пыль, безводный хлорид цинка.

Перемолотую кору крушины замачивают в литровой колбе 150 мл 5-процентиой серной кислоты, тщательно перемешивают и оставляют на несколько дней. Затем помещают колбу в горячую водяную баню, подключают к парообразователю и перегоняют 8—10 часов с перегретым водяным паром. Конденсат (3—4 л) •охлаждают на льду, сливают большую часть воды с желтого осадка 1,8-диокси-2-ацетилнафталина. Последний отфильтровывают, отсасывая через небольшую воронку с плотным стеклянным фильтром.

Выход около 0,3 г.

Продукт не имеет четко выраженной температуры плавления. Чтобы очистить от примесей, его пере- -кристаллизовывают из петролейного эфира и возгоняют.

Диокси-2-ацетилиафталин—золотисто-желтые иглы; т. пл. 102—103°. Т. пл. диацетата 147°, семикар- 45азоиа 233°.

0,3 г 1,8-диокси-2-ацетилнафталина нагревают до 300° с 0,3 г цинковой пыли, 1,5 г безводного хлорида динка н 0,3 г поваренной солн в тугоплавкой пробирке. Образуется сублимат нафталина.

Примечание. Кору крушины приобретают в аптеке.

В

9. ВЕЩЕСТВА РАЗНЫХ КЛАССОВ

Ваиилин из лигнина

СвНвОаСвНвОаМол. в. 152,(5

СвНвОа

СвНвОа

сноI

^/хосн8он

Ваиилин (4-окси-З-метоксибеизальдегид) содержится в плодах ванили (до 3%). В настоящее время он получается синтетически (например, из эвгенола) нли окислением лигнина. Применяется в кондитерском и парфюмерном производстве, а также как исходный материал для приготовления некоторых лекарственных Препаратов (фтнвазида и папаверина).

Сырье и реактивы:

подсолнечнаялузга50г

серная кислота(72-процентная) . . 60мл

нитробензол40мл

едкий натр 24г

W- бисульфит натрия (насыщенный раствор), спирт,

бензол.

Выделение лигнина

Измельченную подсолнечную лузгу (см. примечание 1) настаивают в смеси спирта н бензола (1:1) в течение суток для удаления жиро-восковых примесей (см. примечание 2). Раствор отделяют на фильтре, слабо отсасывая, и промывают небольшим количеством чистого растворителя. Высушенный на воздухе остаток переносят в коническую колбу, заливают 50-ил 72-процентной серной кислоты и оставляют стоять 48 часов. Затем в колбу наливают 400 мл воды и кипятят около часа для завершения гидролиза полисахаридов. После охлаждения осадок лигнииа отсасывают

н^ фарфоровой воронке, промывают большим количе* ством воды и высушивают в сушильном шкафу.

Выход около 15 г.

Лигнин — порошок бурого цвета.

Окисление лигнина

г лнгнина загружают в автоклав из нержавеющей стали, добавляют 300 мл 2 н. раствора едкого натра и 40 мл нитробензола, Автоклав нагревают 3 часа, поддерживая температуру 170°.

' После охлаждения, содержимое автоклава переносят в фарфоровую чашку и упаривают на водяной бане до половины объема. Раствор ванилата натрия отфильтровывают от примесей и нейтрализуют слегка разбавленной серной кислотой pH 4,5— 5 (бумажка с универсальным индикатором). Чтобы отделить коллоидные примеси, способствующие образованию эмульсии, нейтрализованный раствор центрифугируют (или отстаивают 10—12 часов). Проводят извлечение бензолом. Для этого в колбу наливают 25 мл бензола, присоединяют обратный холодильник и нагревают на водяной бане. Слегка охлажденную смесь переносят в делительную воронку и после встряхивания и отслаивания нижний водный слой сливают. Этот слой повторно обрабатывают бензолом.

Объединенную после трех обработок бензольную вытяжку отгоняют досуха (под конец в вакууме от водоструйного насоса), а остаток, содержащий загрязненный ваннлии, смешивают с насыщенным раствором бисульфита натрия. Ванилин дает хорошо растворимое в воде бисульфитное соединение; смолообразиые примеси отделяют центрифугированием. Далее раствор подкисляют 10-процентнон серной кислотой и удаляют сернистый газ продуванием воздуха. Ванилин выпадает в осадок, который после подсушивания перегоняют в воротничковой колбочке при 13 мм (т. кип. 163—166°).

Чтобы окончательно очистить ванилин, его растворяют в минимальном количестве воды, нагревая до 50°. По охлаждении выпадают кристаллы.

Выход около 1 г, нли 1О’/о от взятого лигнина; Т. пл. 82°.

г

Примечания. 1. Вместо подсолнечной лузги можно взять древесные опилки.

. Отделение от жиро-восковых примесей ускоряют нагреванием смеси в приборе с обратным холодильником.

Госсипол из хлопчатника

СзоНзоОвСзоНзоОвМол. в. 518,57

СзоНзоОв

СзоНзоОв

НО СНОI I ^^/^-онснHaC^CHgНО СНОI I ^^/^-онснHaC^CHgОНС ОН

НО СНО

I I ^^/^-он

сн

HaC^CHg

НО СНО

I I ^^/^-он

сн

HaC^CHg

I IНО-^\/^но I I J

I он, сн

На/фиг

Госсипол, или 2,2-бис-1,6,7-триоксн-3-метил-5-изо- пропил-8-альдегидонафтил,— один из главных пигментов хлопчатника (Gossipium). Он известен в трех таутомерных формах. Как многофункциональное соединение проявляет высокую реакционную способность. Обладает свойствами антиоксиданта. Щелочные растворы госсипола поглощают свободный кислород воздуха. Ядовит.

Содержится госсипол (в среднем 1%) в ядрах семян н других частях хлопчатника. В процессе производства хлопкового масла он превращается в вещества неядовитые, но глубоко окрашенные, затрудняющие рафинацию масла.

В настоящее время за рубежом госсипол иашел применение для получения полимерных материалов, преимущественно лаков.

Сырье и реактивы;

кора корней хлопчатника250 г

эфир 1л

ледяная уксусная кислота25 мл

* еетрыейный эфир, гидроеуаьфит натрия, пиридин, спирт, анилив, хлористоводородный гндроксиламин.

Выделение госсипола в виде госсиполацетата(см. примечание 1)

Грубоизмельчениую воздушно-сухую кору корней хлопчатника (см. примечание 2) перколируют иа холоду 1 л эфира, освобожденного от перекиси (см. примечание 3). Эфирный экстракт концентрируют в небольшом разряжении до 40—50 мл. Добавляют 15 мл ледяной уксусной кислоты, хорошо перемешивают и, не закрывая колбочки, оставляют в холодильнике для кристаллизации. При медленном испарении эфира выпадает госсиполацетат. Первую порцию зеленовато- желтых кристаллов отфильтровывают на стеклянном фильтре и промывают 10 .мл смеси эфира и уксусной кислоты (3:1).

Фильтрат и промывную смесь объединяют и оставляют в стакане при комнатной температуре, пока не испарится половина объема. В это время выделяется вторая порция кристаллов госсиполацетата. Соединив вместе полученные осадки, нх растворяют в 50 мл эфира, добавляют 5 мл уксусной кислоты и оставляют на сутки. Выпадает чистый госсиполацетат.

Выход около 3 г.

Получение свободного госсипола

г госсиполацетата растиоряют на холоду в 50 мл бесперекисного эфира и выливают в коническую колбочку, содержащую равный объем 0,4-процеитного водного раствора гидросульфита натрия. Эфир отгоняют (температура бани около 60°) под умеренным вакуумом. По мере испарения эфира на поверхности воды образуется свободный госснпол в виде корочки. Для полноты гидролиза госсиполацетата эту операцию повторяют еще раз, т. е. отфильтрованный осадок Снова растворяют в эфире, добавляют равный объем. 158

t -

воды, эфир отгоняют. Полученный таким образом гос* сипол высушивают иа воздухе.

Выход около 2 г.

Чтобы очистить продукт окончательно, всю порцию госсипола растворяют в 25 мл эфира и добавляют петролейный эфир (до помутнения). Смесь оставляют на кристаллизацию. Кристаллический госснпол— канареечно-желтый порошок. Его отфильтровывают и сохраняют в пробирке из темного стекла.

Выход 1 — 1,2 г; т. пл. 180—181°.

Госснпол растворим в спирте, эфире, ацетоне, хлороформе, пиридине и не растворим в воде.

Качественная реакция. Кристаллик госсипола с каплей концентрированной серной кислоты на часовом стекле дает пурпурно-красное окрашивание-

Ди а н или ногос с ипол СзоНгоСЦМНСвНьЬ. Конденсация госсипола с анилином происходит по обеим альдегидным группам. Небольшое количество госсипола (на кончике шпателя), нагревая, растворяют в 2—3 мл анилина. Через некоторое время выпадает осадок. Его отфильтровывают, промывают эфиром в перекристаллизовывают из анилина. Т. пл. 302—303°.

Д иокс нм СзоНагОз^. Госснпол (0,5 г), 1 г хлористоводородного гидроксиламина, 5 мл пиридина и 5 мл абсолютного спирта нагревают 1 час в маленькой колбочке с обратным холодильником на водяной баие. Растворитель упаривают под тягой, к остатку прибавляют спирт. Выпадают кристаллы; их отделяют ^и перекристаллизовывают из спирта. Т. пл. 312°.

Примечания. 1. Госснполацетат — молекулярное соединение состава СзоН3о08-СН3СООН, легко гидролизуемое горячей водой.

В коре корней хлопчатника содержится больше госсипола, чем в других частях растения. Отсутствие в ней жира облегчает выделение и очистку госсипола.

Для открытия перекисей растворяют кристаллик бихромата натрия в 1 .мд воды, добавляют каплю разбавленной серной кислоты, 2 мл эфира и встряхивают. Синее окрашивание эфирного слоя (перхромат) указывает на присутствие в нем перекисей. Что- дбы удалить перекиси, эфир встряхиьают с 5-проц~ нтным раствором1 сернокислого (закисного) железа, подкисленного серной кислотой. После промывки водой такой эфир пригоден к экстракции.

Кристаллический каротяя изморкози

С40Н5»С40Н5»Мол. в. 536,89

С40Н5»

С40Н5»

«зОхСНз снз<j:H3 H3(XCH3

НэНэН3С

Нэ

Нэ

Каротин, встречающийся в природе в виде трех изомеров (а, ? и т), является провитамином А. Он совершенно необходим для нормальной жизнедеятельности организмов животных и человека. Вырабатывается каротин на заводах витаминной промышленности.

Сырье и реактивы:

морковь 5кг

едкий натр . . . 10г

четыреххлорнстый углерод 400мл

кнзе.Тьгур 30г

петролейный эфир 200мл

метиловый сЬирт500мл

хлороформ 400мл

окись магния20г

Получение коагулята

Хорошо вымытую свежую морковь пропускают ^грез мясорубку. Мезгу частями переносят на кусок хлопчатобумажной ткани и из каждой порции отжимают сок руками. Отжатую мезгу помещают в кастрюлю, добавляют туда 1 л воды и 40 минут интенсивно перемешивают механической мешалкой. После этого процеживают раствор и снова отжимают сок. Объединив обе порции сока и раствор, проводят термическую коагуляцию белковых веществ (см. примечание 1) Для этого колбу с соком нагревают на водяной бане, слабо помешивая, и выдерживают некоторое время при 60 —70° (см. примечание 2).

Нагретому соку дают медленно отстояться. По достижении комнатной температуры он быстро рас-

слаивает^я. Главная масса белка оседает иа дио колбы, меньшая часть сосредоточивается на поверхности жадности. Прозрачный раствор между этими слоями осторожно сифоиируют с помощью изогнутой стеклянной трубочки, регулируя ее уровень так, чтобы можно было слить максимальное количество жидкости. Остальное центрифугируют (см. примечание 3).

Выход влажного коагулята 300—400 г.

Получение кристаллического каротина

Свежеосаждениый коагулят (см. выше) переносят в большую делительную воронку, хорошо взбалтывают с 10 г порошкообразного едкого натра и 100 мл четыреххлористого углерода (см. примечание 4). Экстрагирование проводят 4 раза. Объединенный раствор промывают небольшим количеством дистиллированной ?оды от примесей белков и щелочи, отгоняют под акуумом в токе инертного газа при 30- 40°.

В колбу с теплым маслообразным остатком прибавляют небольшими порциями 30 г отмученного и хорошо просушенного при 100° кизельгура. Колбу встряхивают около часа, пока масса ие перестанет прилипать к стенкам. Чтобы удалить из адсорбата еомыляемые жироподобиые примеси, его переносят з воронку ва стеклянный фильтр № 2 и перемешивают с порцией петролейиого эфира (т. кип. 50—60°).

Фильтрование проводят ие под вакуумом, а под небольшим давлением инертного газа. Для этого во- оонку закрывают пробкой, в которую вставлена труб- Трубку соединяют с камерой футбольного мяча гли кислородной подушкой), заполненной углекислым газом или азотом. Адсорбат промывают дважды. Осадок переносят в колбу с пришлифованным обратным холодильником, заливают 150 мл метилового спирта и кипятят 2—3 минуты. Горячую смесь фильтруют через тот же фильтр, но уже применяя отсасывание. Такой промывкой, повторяющейся дважды, удаляют терииы.

Снимают каротии с адсорбента несколькими пор- .ними хлороформа прямо на воронке. Для этого перед отсасыванием очередной части раствора осадок тща-

161161-2 - П

161

161

т€льно перемешивают с каждым новым количеством растворителя.

Хлороформ отгоняют под вакуумом при 30° досуха. Остаток снова растворяют, нагревая в 10 мл хлороформа. К раствору быстро добавляют 200 мл кипящего метилового спирта. Выпавшие кристаллы каротина тут же отфильтровывают на стеклянном фильтре № 2, промывают горячим метиловым спиртом, вновь растворяют в 10 мл хлороформа и осаждают 200 мл кипящего метилового спирта. Полученный кристалли

ческий каротин высушивают в вакуум-эксикаторе.

Выход 0,3—0,4 г (см. примечание 5).

Чистый р-каротии — кристаллы темно-красного цвета с фиолетовым оттенком и металлическим блеском; т. пл. 176-177°.

Для идентификации а-, ₽- и т-каротинов целесообразно провести качественное хроматографирование.

Немного каротина (0,05 г) растворя-

^ %-«армгинд зароите§ *-каротин^ %-«армгинд зароите§ *-каротинРнс. 31. Хроматограмма каротиновРнс. 31. Хроматограмма каротиновют в минимальном количестве петро- лейного эфира и хроматографируют на небольшой колонке. Колонку заполняют окисью магния, активированной нагреванием при 100°.

^ %-«армгин

д зароите

§ *-каротин

^ %-«армгин

д зароите

§ *-каротин

Рнс. 31. Хроматограмма каротинов

Рнс. 31. Хроматограмма каротинов

После промывания тем же растворителем на колонке выявляются три характерные зоны (рис. 31). Отсутствие других окрашенных зон свидетельствует о достаточной чистоте полученного препарата.

Примечания. 1. Во время коагуляции практически весь каротин, имеющийся в соке, адсорбируется на выпавших в осадок веществах и может быть таким путем сконцентрирован.

Нагревание выше 70е вызывает побурение белковой массы и сопровождается значительной потерей каротина.

Применение фильтров разных систем в данном случае себя не оправдывает, так как вязкая белковая масса забивает все поры фильтра.

Липоидная фракция белкового коагулята в последующей экстракции загрязняет каротин и затрудняет его кристаллизацию. Поэтому проводится щелочное омыление. Если совместить омыление с экстракцией, то соли жирных кислот прочно адсорбируются белком и не образуют стойкой эмульсии.

Чт бы выход был больше, все операции по очистке каротина необходимо вести в условиях, по возможности исключающих влияние света и воздуха.

Хлорофилл из листьев иринивы

СмНтзОб^Мк хлорофилл а .Мол. в. 893,49

CssHioOeNiMg хлорофилл 6 Мол. в. 907,47

Хлорофилл—зеленый пигмент всех высших растений и водорослей. Содержание его в листьях колеблется от 0,5 до 1,2% (на сухой вес). Хлорофилл имеет исключительно важное биологическое значение как катализатор.

В растениях всегда находится смесь двух модификаций: сине-зеленый хлорофилл а и светло-зеленый — б (примерное соотношение 3 : 1). Хлорофиллу обычно сопутствуют желтые пигменты растений — ксантофилл и каротин.

Хлорофилл в сравнительно небольших количествах выделяют из растений. Применяют его как дезодорант и для получения фитола. Последний используют в синтезе витаминов Е и К.

В 1*59 году хлорофилл был синтезирован.

Разделение пигментов на хомеке

Сырье и реактивы:

сухие листья крапивы 1г

летролейный эфир (т. кип.60—80")160дм

бензол40МД

метиловый спирт30мл

окись алюминия для хроматографии 8г

карбонат кальция5.3 г

сахарная пудра 7г

эфир . 50мл

я-бутиловый спирт.

Листья крапивы высушивают в темноте при 4 (см. примечание 1). Затем их измельчают и заливаю: 130 мл смеси петролейного эфира, бензола и метилового спирта (9:1:3). После часового настаивания экстракт фильтруют через воронку Бюхнера, переливают в делительную воронку и промывают несколько раз водой (удаление метилового спирта). Во избежание образования эмульсии не следует воронку сильно встряхивать. Высушенный сульфатом натрия раствор концентрируют иа водяной бане до небольшого объема. Остаток хроматографируют на колонке (длина 25— 30 см, диаметр 1,5 см), для заполнения которой подготавливают три адсорбента: 1) окись алюминия 2-й степени активности (см. стр. 15); 2) карбонат кальция, высушенный при 100° и просеянный через сито 80—100 меш.; 3) сахарную пудру, высушенную и просеянную через то же сито.

В колонку, залитую петролейным эфиром, насыпают 8 г окиси алюминия, 5,3 г карбоната кальция и 7 2 сахарозы. Между слоями адсорбентов помещают кружочки фильтровальной бумаги (см. примечание 2).

Сконцентрированный экстракт пигментов переносят в колонку и проявляют смесью петролейного эфира и бензола (4:1). Если жидкость из колонки через открытый кран стекает слишком медленно, применяют давление. Для этого колонку закрывают пробкой, в которую вставлен отрезок стеклянной трубочки. Трубочку соединяют длинным резиновым шлангом с надутой камерой футбольного мяча. Положив на камеру соответствующий груз, создают в колонке слегка повышенное давление.

Проявление заканчивают после того, как на хроматограмме четко выявятся четыре окрашенных зоны:

оливково-зеленая на сахарозе — хлорофилл б;

голубовато-зеленая на сахарозе или на карбонате кальция — хлорофилл а;

— желтая иа карбонате кальция—ксантофилл;

— оранжевая на окиси алюминия — каротнн.

Когда растворитель перестанет стекать через пол* ностью открытый кран, колонку снимают со штатива и давлением воздуха снизу выталкивают столбик адсорбентов на чистый лист бумаги или иа стекло. Окрашенные зоны отбирают шпателем и после высушивания на воздухе переносят в колбочки для экстракции эфиром, содержащим 2% «-бутилового спирта. Профильтрованные растворы исследуют на визуальном спектрофотометре (или на спектрофотометре СФ-4) и отмечают максимумы поглощения различных фракций.

Хлорофилл характеризуется следующими главными максимумами поглощения (в эфире):

хлорофилл а — ЬбО н 427 ммк\

хлорофилл 6 — 642 и 452 ммк;

— p-каротин и ксантофилл — 449 ммк.

Получение суммы хлорофиллов

Сырье н реактивы:

сухие листья крапивы100г

ацетон (80-процентный)100мл

метиловый спирт (85-процентный)100мл

петролейный эфир100мл

Свежие' листья крапивы высушивают в темноте при температуре не выше 50е и измельчают в тонкий порошок. 100 г полученного материала помещают в высокую вороику со стеклянным фильтром и заливают петролейным эфиром (для удаления каротина). После непродолжительного настаивания раствор отсасывают под вакуумом от водоструйного насоса. Отключив вакуум, порошок снова заливают растворителем, настаивают несколько минут и отсасывают раствор.

прямымhrp повторяют несколько раз до тех пор, соча стекающий растворитель станет лишь слабо окрещенным (см. примечание 3). Затем порошок высушивают просасываннем воздуха. Отключив вакуум, заливают 80-процентный ацетон. После 15-20-минутного настаивания экстракт отсасывают. Такую обработку повторяют до полного извлечения пигментов (5—6 раз).

Ярко окрашенный ацетоновый экстракт переносят в делительную воронку, добавляют равный объем петролейного эфира и столько воды, чтобы наступило четкое расслаивание жидкостей (см. примечание 4).

Во время разбавления ацетона водой хлорофилл переходит в петролейный эфир. Слабо окрашенный водно ацетоновый слой сливают и продолжают промывание водой до полного удаления ацетона. Верхний сдой мутнеет от выделяющегося ксантофилла. Последний удаляют многократным промыванием 85-процент- ным метиловым спиртом.

Оставшийся в воронке петролейный эфир осторожно промывают водой до тех пор, пока не исчезнет флуоресценция и не станет выпадать сумма хлоро- фнллов. Суспензию после тщательного отделения от воды переносят в холодильник. Когда осядет сине- зеленый порошок, растворитель отделяют сначала декантацией, а затем фильтрованием через маленький фильтр (отсасывание).

Для очистки хлорофилл растворяют в минимальном количестве эфира и осаждают петролейным эфиров

Выход около 0,5 г.

Примечания. 1. Сырьем могут служить свежесорваявые листья различных растений.

Под кружками бумаги и в адсорбентах не долно оставаться пузырьков воздуха. Чтобы этого не было, адсорбенты нужно постоянно держать под слоем петролейного эфира. Сливаемый ври заполнении колонки петролейный эфир используют как чистый растворитель. (Обшие приемы заполнения колонок см. стр. 24).

X Из раствора, содержащего каротины, петролейный эфир впояяют ва водяной бане в используют в дальнейших операциях.

Во избежание образования эмульсин следует ограничиться джип» осторожным перемешиванием жидкостей. Это нужно делать я а последующих операциях (отмывание водой ацетона и метвло- иого спирта).

Келлян из плодов амии*

Келлнв (2-метил-5,8-днметокси-6,7-фуранохромон)— новое спазмолитическое средство, применяемое, главным образом, для лечения недостаточности коронарного кровообращения, бронхиальной астмы и коклюша. Добывается из плодов травянистого растения — зубной амин (Ammi visnaga, сем. зонтичных), культивируемой в СССР на значительных площадях. Наряду с келлн- ном в плодах амми есть и другие производные фурано- хромона: виснагин, келлолглюкозид, келлинол н аммиол.

Келлин получен н синтетически.

Сырье и реактивы:

плоды зубной аммн100 г

хлороформ или дихлорэтан300 мл

■етролейиый эфир, спирт.

Неизмельчеиные плоды амми замачивают в колбе или стакане 250 мл кипящей воды, перемешивают н оставляют на 2—3 часа. К набухшим плодам приливают 800 мл горячей воды и кипятят 2 часа. Горячий водный экстракт сливают через воронку Бюхнера (без фильтра). Экстрагируют еще раз таким же количеством кипящей воды (см. примечание).

Обе порции экстракта объединяют и охлаждают; если необходимо, фильтруют н извлекают в делительной воронке 2—3 раза хлороформом или дихлорэтаном (по 100 мл каждый раз). Объединенный экстракт про-

СеНеОгМол. в. 146,15СеНеОгМол. в. 146,15СеНюОзМол. в. 166,18СеНюОзМол. в. 166,18

СеНеОг

Мол. в. 146,15

СеНеОг

Мол. в. 146,15

СеНюОз

Мол. в. 166,18

СеНюОз

Мол. в. 166,18

r*ms4T~ ~< каленным сульфатом натрия. Раствори--? на водяной бане. Остаток обрабаты-

:- :г31нм количеством петролейного эфира или

- . заочного бензина (для удаления следов жира в з г- x загрязнений). Растворитель сливают. После сушки на воздухе кристаллизуют келлин нз 15 кратного количества спирта.

Выход около 0,3 г; т. пл. 152—153°.

Келлин — бесцветные, горькие, игольчатые кристаллы, хорошо растворимые в хлороформе (1:5), дихлорэтане (1 :20), меньше в спирте (1:130) и очень мало в воде.

С концентрированными минеральными кислотами келлнн дает оранжевую окраску, объясняющуюся образованием устойчивых оксониевых солей.

Примечание. Свежие плоды содержат 0,40—О,45°/о келлина. После повторного извлечения его остается всего 0,004—0,005°/в. Это второе водное извлечение можно использовать для экстракции свежей порции сырья.

Кумарин и мелилотовая кислота из донника

кумаринкумаринмелилотовая кислотамелилотовая кислота

кумарин

кумарин

мелилотовая кислота

мелилотовая кислота

,СН2-СН2— СО0Н

Кумарнн представляет собой лактон цис-формы о-окснкорнчиой кислоты. В виде глюкозидов встречается во многих растениях. Особенно много его в бобах тонка (Cumarla odorata) н в листьях ясменника (Asperula odorata). Своеобразный запах свежескошенных луговых трав, по-видимому, обусловлен появлением свободного кумарина в результате гидролиза кумаринсодержащих глюкозидов. В растительном мире известны многочисленные его производные, в том числе фурокумарнны. Многие из них обладают высокой физиологической активностью.

С ^репаративной целью кумарин удобно получать вместе с мелилотовой кислотой (о-окснгидрокумарнко- эой) <13 различных видов донника (Melilotus). Легко получаемый синтетический кумарин широко используется как душистое вещество в пищевой, табачной в парфюмерной промышленности.

Сырье и реактивы:

- сухне листья донника20г

эфир 500мл

ед-.нй натр, серная кислота, сода, резорцин, раствор хлорного железа.

Растертые в порошок воздушносухие листья дон- ыкз (см. примечание 1) экстрагируют 10 часов эфиром в -пиарате Сокслета. При этом удаляются воскообразные з ^-стзд н кагменты. Растворитель отгоняют. К .- :■ темзо-зеленой массе прибавляют 25 мд воды -— <т до кипения. Раствор фильтруют через

к . .2 смоченный водой фильтр, следя за тем, -. . ^ твердые частички оставались в колбе. Извле- = 7 - водой повторяют четыре раза.

Водные вытяжки светло-зеленого цвета, в которых содержатся кумарин, мелилотовая кислота и небольшое количество красящих веществ, нагревают до кнпе- в*£ к обрабатывают 20 мл кипящего 10-процентного г^т^??; едкого натра (см. примечание 2). Охлажден-

•. чеой раствор экстрагируют 3—4 раза эфиром - ... раз по 50 мл). Водный раствор остается Т2 бесцветным, а эфир окрашивается в зеленый z. 7 Щелочной раствор подкисляют 20-процентным с "вором серной кислоты до кислой реакции на конго, г _; дт-тившуюся смесь кумарина и мелилотовой кислоты ст*-2лыровывают.

Чтоэы отделить кумарин от мелилотовой кислоты, т- -ни раствор обрабатывают содой до щелочной ; <си»: мелилотовая кислота превращается в натрие- э :зль. Затем обрабатывают раствор 4—5 раз ие- ' ^шгмн порциями эфира. Эфирные вытяжки фнль- т:.«1:т через небольшой складчатый фильтр (содовый раствор сохраняют для выделения мелилотовой кис- лсты). Из объединенного раствора отгоняют эфир, а остаток перекристаллизовывают нз горячей воды.

Выход кумарина около 0,2 г; т. пл. 70°.

Кумарин — бесцветные кристаллы с пряным запахом и горьким вкусом. Сублимируется и отгоняется с водяным паром. Кумарин очень плохо растворяется в холодной воде, лучше — в горячей. Легко растворяется в спирте, эфире, хлороформе, ацетоне, петролейном эфире. Прн нагреваинн с концентрированным раствором едкого калн дает о-кумаровую (транс) кислоту с т. пл. 207°.

Содовый раствор после "извлечения кумарина подкисляют 20-процентнон серной кислотой. Выделившуюся мелилотовую кислоту снова экстрагируют несколькими порциями эфира. Эфирную вытяжку фильтруют, растворитель отгоняют. Остаток перекристаллизовывают из горячей воды; т. пл. 82—83 .

Мелилотовая кислота имеет характерный медовый запах. С хлорным железом дает синее окрашивание. Т. пл. ацетата мелилотовой кислоты 68—70° (из воды).

Примечания. 1. Донник произрастает как сорняк, главным образом, в лесостепной зоне на черноземных почвах. Возделывается в качестве пастбищной и сеноукосной культуры. Более богат кумарином донник желтый (Melilotus officinalis).

2. При щелочной обработке лактонное кольцо кумарина раз- §ывается и образуется натриевая соль кумариновой кислоты, месте с мелнлотовокислым натрием она остается в водном растворе, не переходя в эфир. В кислом растворе вновь образуется кумарнн.

Мочевая кислота из птичьего помета

ан^олан^олМол. в. 168,12

ан^ол

ан^ол

' Мочевая кислота (2,6, 8-триокснпурнн) существует в двух таутомерных формах. Несмотря на три эволь- ных гидроксила, эта кислота двухосновная: в ней только

Г?0

zm атома водорода замещаются металлами. Мочевая кислота образуется в организме в процессе белкового обмена. В небольшом количестве (О^э0,о) она содержится в моче человека, больше (до 3%)— в птичьих экскрементах.

.Мочевая кислота долгое время служила исходным материалом для полусннтеза очень важных лекарственных препаратов — кофеина, теобромина и теофиллина.

Сырье и реактивы:

сухой куриный помет100г

раствор едкого натра (0,5-процентный) . . . . 1 .?

соляная кислота (10 процентная).соляная кислота (10 процентная).окись кальция . . . ........... 6 г

соляная кислота (10 процентная).

соляная кислота (10 процентная).

Свежевысушенный куриный помет и порошок окиси кальция помещают в полуторалитровый стакан нли в шнрокогорлую колбу. Наливают туда 1 л 0,5-про- центного раствора едкого натра (см. примечание). Смесь нагревают почти до кипения, механически перемешивая в течение часа.

Среду контролируют универсальной индикаторной бумагой. pH поддерживают в пределах 10—11. При снижении pH добавляют едкий натр. Смесь центрифугируют. Прозрачный раствор подкисляют 10-процентной соляной кислотой. Зеленовато-коричневый осадок мочевой кислоты отфильтровывают, отсасывая. Для очистки ее многократно кипятят в большом объеме воды. Выпавшую после охлаждения мочевую кислоту отделяют и сушат при 100°.

Выход около 2 г.

Мочевая кислота кристаллизуется в микроскопических чешуйках. От нагревания выше 400° она разлагается, не плавясь. Растворимость мочевой кислоты в холодной воде — 1 :100с0, в кипящей -1:19* 0. В спирте она нерастворима. Мочевая кислота восстанавливает аммиачный раствор окиси серебра на холоду, а жидкость Фелинга — при нагревании.

Мурексидная реакция. К нескольким миллиграммам мочевой кислоты в маленькой фарфоровой чашке прибавляют каплю концентрированной азотной кислоты. Смесь выпаривают досуха на водяной бане. Если к остатку добавить аммиак, то вследствие обра-

зовання мурексида появится интенсивная пурпурная окраска, переходящая под действием едкого натра в синюю.

П р и м е ч а н и е. Наименьшие потери мочевой кислоты бывают тогда, когда окись кальция и едкий на гр берут в соотношении

Усниновая кислота из лишайника

CieHieO?CieHieO?Мол. в. 344,33

CieHieO?

CieHieO?

Усниновая кислота — кислородсодержащее гетероциклическое соединение. Встречается в различных лншайннках, относящихся к семейству Usneaceae. Существует как в лево-, так и правовращающей форме. Усниновая кислота обладает сильным антимикробным действием; активна в отношении возбудителей дифтерии и туберкулеза. Ее препараты рекомендуются как средства для лечения гнойных процессов.

Строение усниновой кислоты недавно подтверждено синтезом.

Сырье и реактивы:

лишайник (Usnea hirta)•. . 200 г

эфир 300мл

хлороформ100мл

спирт 25мд

бензол25мл

Высушенный измельченный лишайник (см. примечание) экстрагируют эфиром в аппарате Сокслета. Эфир отгоняют. Остаток растворяют в хлороформе н отфильтровывают от случайно попавших загрязнений. Кислоту извлекают из хлороформного раствора несколь-

кмма-иорциями 20-процентного раствора поташа. Изменение продолжают до тех пор, пока проба щелоч ноге раствора перестанет мутнеть от соляной кислоты. Объединенные вытяжки осторожно обрабатывают концентрированной соляной кислотой. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают на воздухе.

Чтобы очистить усниновую кислоту, ее растворяют в минимальном количестве хлороформа и высаживают трехкратным объемом спирта. Осадок перекристаллизовывают из хлороформа или бензола. Выпадают кристаллы яркожелтого цвета.

Выход 5 г; т. пл. 200-201°; [аЦ? + 490-^+500°.

Усннновая кислота нерастворима в воде, плохо растворима в спирте, хорошо в горячем бензоле и хлороформе.'

Примечание. Лишайник Usnea hirta встречается преимущественно на сосне в северной и средней полосе Советского Союза.

Фурфурол из кукурузных кочерыжек

С6Н4О2С6Н4О2Мол. в. 96,03

С6Н4О2

С6Н4О2

Фурфурол — едвв из важных исходных продуктов органического синтеза. Находит применение в производстве синтетических смол н пластмасс, лекарственных препаратов, малеинового ангидрида, растворителей, дефолиантов и многих других синтетических материалов. Единственный способ его получения в технике — кислотный гидролиз богатых пентозанами сельскохозяйственных отходов н отходов переработки древесины.

Сырье и реактивы:

кукурузные кочерыжки 259г

серная кислота (12-процентная) 1л

дихлорэтан (или хлороформ)25 мл

уксуснокислый анилин, 2,4-динитрофенилгидра- зин, хлористоводородный семикарбазнд, спирт, метиловый спирт, поваренная соль.

Грубоизмельченные кукурузные кочерыжки (см. примечание I) смешивают с 250 г поваренной солн и помещают в двухлитровую круглодонную колбу. Содержимое заливают 1 л 12-процентной серной кислоты. Через восходящую трубку колбу присоединяют к прямому холодильнику. Приемником дистиллята служит колбочка Вюрца (100 лм), соединенная каучуковым шлангом с восходящей нз реакционной колбы трубкой (рис. 32).

Рис. 32. Прнбор для получения фурфурола

В приемник предварительно наливают 25 мл дихлорэтана (нли хлороформа) н немного 12 процентной серной кислоты. Колбу обвертывают асбестом н нагревают на песчаной бане до сильного кипения смеси.

По мере образования фурфурол отгоняется с парами воды и растворяется в дихлорэтане (см. примечание 2). Сконденсировавшаяся вода по каучуковой трубке сливается обратно в колбу, создавая на пути гидравлический затвор.

Как только стекающий из холодильника конденсат перестанет окрашивать фильтровальную бумагу, смоченную раствором уксуснокислого анилина, реакцию прекращают (см. примечание 3).

Днхлорэтановый слой отделяют в делительной воронке от воды, промывают содой, водой, сушат над прокаленным сульфатом натрия. Дихлорэтан отгоняют из колбы Кляйзена илн Арбузова. Остаток разгоняют под вакуумом на бане, нагретой не выше 130°. Отбирают фракцию, кипящую прн постоянной температуре 174

Выход 5 —IOV« —в зависимости от содержания пентозанов в исходном сырье; т. кип. фурфурола 161 — 162т при 760 ^.и; 70—72° при 25 мм\ d^ 1,1594: ng 1,5260. Это бесцветная жидкость с характерным запахом, плохо растворимая в воде, легко — в спирте и эфире. При хранении осмоляется и приобретает темную окраску.

Небольшую пробу фурфурола используют дли получения 2,4-динитрофеннлгндразона или семикарбазоиа.

2,4-динитрофенилгндразон, 0,5г 2,4-дннитро- феннлгндразина растворяют в 7 мл спирта, к раствору добавляют 1 мл концентрированной соляной кислоты, нагревают до кипения и оставляют стоять на два часа. Раствор с нерастворившегося осадка сливают, смешивают с 0,5 мл фурфурола и нагревают. При охлаждении выпадает 2,4-динитрофеннлгидразон фурфурола, который отделяют на маленькой воронке на .гвоздик" и перекристаллизовывают из спирта; т. пл. 229°.

Семнкарбаздн. 2 г ацетата натрия и 1,4 г хлористоводородного семикарбазида растирают в ступочке до жидкого состояния. Добавляют 3 мл метилового спирта; суспензию фильтруют через ватный тампончик от выпавшей поваренной соли. Раствор уксуснокислого семикарбазнда разбавляют двумя объемами метилового спирта и смешивают с 0,5 мл фурфурола. Через некоторое время выпадает семикарбазон, который перекристаллизовывают один раз из метилового спирта; т. пл. 202°.

Примечания. 1. Вместо кукурузных кочерыжек можно взять подсолнечную лузгу, солому, хлопковую шелуху, отруби и любое другое пентозансодержащее сырье.

Фурфурол из реакционной колбы отгоняют по возможности быстро.

Около 1 мл свежеперегнанного анилина растворяют в равном объеме 80-процентнои уксусной кислоты. Затем раствором смачивают полоски фильтровальной бумаги и высушивают.

Приложение

ГРУППОВЫЕ качественные;реакции на важнейшиеприродные вещества

В поисковых исследованиях при выделении и разделении природных соединений часто приходится выявлять присутствие тех или иных веществ в самом сырье, в полученных экстрактах иЪи в отходах. Ниже приводится описание легко выполнимых качественных реакций иа белки и аминокислоты, сахара, гликозиды, алкалоиды, дубильные вещества, сапонины, флаваиои- ды и производные кумарина.

Реакции на белки и аминокислоты

Реакций, которые вполне определенно доказывали бы наличие белка, ие существует. Однако, сопоставляя результаты нескольких различных испытаний, можно сделать достоверное заключение о его присутствии.

При всем многообразии химического строения белков им присущи некоторые общие или близкие свойства.

Свертывание. Большинство белков нерастворимо или почти нерастворимо в чистой воде, но образует коллоидные растворы в водных растворах солей н в водном спирте. От нагревания этих растворов белок свертывается и выделяется в виде осадка (общее свойство всех растворимых белков).

Высаливание. Если к белковым растворам добавить соли щелочных или щелочноземельных ме- 176

таллов, то белки выпадают в осадок — высалвваются- Часто применяют сульфат аммония, с помощью которого в определенных условиях можно осуществить дробное осаждение белков.

Осаждение. Соли тяжелых металлов (свинца,, меди, ртути) осаждают белки из их растворов (необратимая денатурация белка). Из органических реактивов осаждают белки сульфосалициловой, пикриновой и лимонной кислотами, а также танином.

Цветные реакции. Известно много цветных реакций, большинство из которых обусловлено наличием в белке какой-либо определенной аминокислоты.

Нингидринная проба. 1—2 г испытуемого продукта нагревают несколько минут в пробирке с 5 мл 20-процентиой соляной кислоты. После отстаивания отбирают раствор (гидролизат) пипеткой и наносят каплями иа листок фильтровальной бумаги. Высушенную бумагу опрыскивают 0,1-процеитиым раствором иингидрииа в спирте или в бутанолеи помещают иа 15 минут в теплый сушильный шкаф. Если в испытуемом продукте есть белки, то образующиеся при их гидролизе аминокислоты дадут на бумаге пятна, окрашенные в красно-фиолетовый цвет. Реакцию можно проводить и непосредственно с растворимыми белками.

Биуретовая реакция. К раствору белка в пробирке приливают равный объем 20-процентиого водного раствора щелочи и 2—3 капли водного раствора медиого купороса. Появляется фиолетовая окраска, иногда с красноватым оттенком. Эту реакцию дают все белки и другие соединения, содержащие пептидную связь (пептоны, полипептиды, биурет и гистидин).

Реакция Миллоиа. К 5 мл раствора белка или белкового гидролизата добавляют 1 мл реактива Миллоиа. Через 20 минут, а при нагревании еще быстрее, образовавшийся осадок окрашивается в красный цвет. Это реакция на тирозин — аминокислоту, присутствующую в большинстве белковых веществ. Реактив Миллона готовят растворением капли ртути в концентрированной азотной кислоте и разбавляют вдвое водой. К раствору добавляют несколько кристалликов нитрита натрия.

Ксантопротеииовая реакция. Раствор белка нагревают с концентрированной азотиой кисло-

то!; появляется бледно-желтая окраска. Добавляя к охлажденному раствору концентрированный раствор аммиака, отмечают переход окраски в оранжевую. Реакцию дают практически все белки. Она характерна также для триптофана и тирозина.

Реакции на сахара

Растворимые сахара содержатся в большем или меньшем количестве в любом растении, поэтому качественное их определение ие имеет смысла. Тем не менее, в процессе исследования и разделения природных соединений может возникнуть необходимость -обнаруживать наличие сахаров в отдельных фракциях. Надежной реакцией является реакция Бертрана: 5—10 мл испытуемого раствора смешивают в пробирке с равным объемом фелинговой жидкости и кипятят 2—3 минуты. Оранжево-красный осадок закиси меди говорит о присутствии редуцирующих сахаров.

Если результат отрицательный, то в раствор, нагретый до кипения, наносят капли концентрированной соляной кислоты. Появление осадка указывает на наличие простых сахаров, которые образовались 8 результате гидролиза дисахаридов, крахмала, инулина и гликозидов.

Следует иметь в виду, что эта реакция не является специфичной только иа сахара — она свойственна всем соединениям, содержащим альдегидные группы. Однако в водиорастворимых фракциях природных соединений присутствие последних мало вероятно.

Чтобы получить реактив Фелннга, смешивают равные объемы двух растворов: 4 г сульфата меди в 100 мл воды, 15 г едкого натра и 20 г сегиетовой СОЛИ В 100 МЛ воды.

Щелочной раствор 3,5-дииитросалицил а- т а — общий реактив на сахара. Если опрыскать этим реактивом бумажку, на которую нанесена капля испытуемого раствора и нагреть 5 минут до 100°, то появится коричневое пятно. Реактив состоит из 0,5 г 3,5-динитросалициловой кислоты и 4 г едкого натра в 100 мл воды.

Реакция на крахмал

Крахмал (в водных растворах и в срезах) дает со спиртовым раствором йода или с раствором йода в в йодистом калии темно-синее окрашивание.

Реакции на алкалоиды

Алкалоиды и их соли можно выделить из водных растворов многими реагентами. Очень характерны осадки, образующиеся под действием гетерополнкислот— таких, как фосфорномолибденовая, фосфорновольфрамовая, кремневольфрамовая и др. Чувствительность реакций очень велика (1 : 15000 — 1 : 50000, а иногда и выше).

Кремневольфрамовая кислота используется наиболее часто. С ее помощью обнаруживают алкалоиды в растениях и следят за ходом экстракций в процессах выделения алкалоидов.

Обнаружение алкалоидовв растительном сырье

5 г измельченных сухих частей растения помещают в колбочку, вливают туда 60 мл дихлорэтана н через 10—15 минут 2,5 мл 20—25-процеитного аммиака. Содержимое колбы тщательно перемешивают и оставляют на сутки, время от времени встряхивая. Дихлорэтаиовый экстракт сливают в мерный цилиндр через воронку (в конусе кусочек ваты). Замерив объем, переносят вытяжку в делительную воронку. Туда же приливают 10-процентный раствор соляной кислоты (0,1 объема дихлорэтанового экстракта). Смесь тщательно взбалтывают несколько минут и дают остояться или центрифугируют. Дихлорэтан отделяют, а кислотный слой профильтровывают в пробирку.

К кислому экстракту прибавляют по каплям 2-процентный водный раствор кремиевольфрамовой кислоты. Если в исследуемом растворе есть органические основания, то он мутнеет или отделяется осадок. По интенсивности помутиеиия, выпадению осадка и

17917912*

179

179

■ его жолечеству судят о примерном количественном содержании алкалоидов в растении. Руководствуются следующими обозначениями:

— отсутствие. Раствор не мутнеет от прибавления мремиевольфрамовой кислоты;

следы. Раствор мутнеет от одной капли кислоты;

+наличие. Осадок выпадает от одной капли кремневольфрамовой кислоты;

Н—р значительное количество. Выпадает осадок и появляется муть в отстоявшемся растворе от прибавления второй капли кремиевольфрамовой кислоты;

Н—|—}-много. Появляется обильный осадок.

Для алкалоидов характерно также образование нерастворимых осадков с кислыми растворами хлорной платины и хлорного золота (хлорплатннатов и хлорауратов). Соединения имеют постоянный состав и могут быть использованы для иидентификации.

Обнаружить алкалоиды можно и с помощью растворов некоторых двойных солей: ртутнойоднетого калия — реактив Майера, висмутойодистого калня — реактив Драгендорфа (см. стр. 112).

Из органических реактивов большое значение имеют пикриновая и пикролоновая (1-л-иитрофенил- 3-метил-4-нитропиразолон-5). Пикраты готовят, смешивая подкисленные серной кислотой водные растворы алкалоидов с насыщенным водным раствором пикриновой кислоты. Часто пикраты получают в спиртовых растворах (см. стр. 111). Приготовляя пикролоиаты, применяют 0,1 н. спиртовой раствор пикролоиовой кислоты.

Чтобы обнаружить алкалоиды в сыром растительном материале, можно применить ускоренный метод. Пробу (листья, корни и т. д ) грубо нарезают ножом и растирают в ступке сначала с несколькими каплями раствора аммиака, а затем с 10—20 мл дихлорэтана. Экстракт осторожно сливают в пробирку и далее поступают так, как описано выше. В данном случае имеет значение лишь положительный результат. Отрицательная реакция с кремневольфрамовой кислотой не может считаться убедительным указанием на отсутствие алкалоидов.

Определение гликозидов сердечного действияв растениях

Присутствие сердечных гликозидов в растениях устанавливается биологическим путем. Надежных химических методов их определения нет. В некоторых случаях ориентировочные данные могут быть получены следующим путем.

10 г измельченного воздушносухого растительного сырья помещают в коническую колбу, заливают 100 мл 25-30-процентного спирта и оставляют до следующего дня, изредка перемешивая. На другой день водно-спиртовой экстракт отфильтровывают через складчатый бумажный фильтр (лучше на воронке Бюхнера, создавая слабый вакуум). Выход раствора 75—85 мл.

Чтобы осадить балластные вещества, к экстракту добавляют 2—3 мл насыщенного раствора ацетата свинца. Раствор хороню взбалтывают; берут пробу (2—3 мл), фильтруют ее через бумажный складчатый фильтр в две пробирки. В одну из этих пробирок добавляют 2—3 капли насыщенного раствора ацетата свинца, в другую — 2—3 капли насыщенного раствора сульфата натрия. Появление мути от прибавления ацетата свинца свидетельствует о неполноте осаждения балластных веществ. Тогда приливают 1—3 мл раствора ацетата свинца ко всему экстракту и снова проверяют полноту осаждения.

Появление мути в пробе от прибавления раствора сульфата натрия свидетельствует об избытке ионоа свинца и, следовательно, о полноте осаждения балластных веществ.

Чтобы осадить избыток ионов свинца, к экстракту добавляют 15—20 мл насыщенного раствора сульфата натрия и снова проверяют полноту осаждения.

Из профильтрованного, освобожденного от балластных веществ, раствора гликозиды извлекают 4 раза смесью хлороформа и спирта (3:1), беря каждый раз 20 мл. Хлороформно-спиртовой экстракт гликозитов сушат безводным сульфатом натрия и фильтруют в круглодонную колбу (159 мл). РаствО' ритель отгоняют досуха иа водяной бане.

С полученной таким образом сухой суммой гликозидов проводят качественную реакцию Келлер- Килнаии н Легаля.

Реакция-Легаля, К раствору-1—2 мг суммы гликозидов в 1 мл пиридина приливают 1 мл 0,3 — 0,5- процентного раствора нитропруссида натрия в воде; тут же добавляют 1—2 капли 10—15-процентного раствора щелочи. Возникает постепенно исчезающее красное окрашивание (общая реакция на сердечные гликозиды).

Реакция Келлер-Килиан и. 1 —2 мг суммы гликозидов растворяют в 2 мл ледяной уксусной кислоты, содержащей окисное железо (на 99 мл ледяной уксусной кислоты 1 мл 5-процеитиого водного раствора хлорного железа). Раствор переливают (наслаивают) осторожно по стейке пробирки в другую пробирку, в которую предварительно налито 2 мл концентрированной серной кислоты. На границе двух слоев появляется бурое или темпо-бурое окрашивание, а сверху окрашенной полосы постепенно возникает сине-зеленый или синий слой.

Реакция на сапонины

Чтобы предварительно определить сапонины в растительном материале, достаточно несколько граммов нарезанных мелкими кусочками листьев (корней, клубней и т. д.) энергично встряхнуть с 5—10 мл воды.

Первый признак сапонинов — появление устойчивой пены. Приняты следующие условные обозиаче-. иия интенсивности и устойчивости ценообразования:

4-пена сохраняется 15 минут;

» „ 30 минут;

+4* 4 » » более 60 минут.

Окончательно решают вопрос, проводя гемолитическую пробу. Смешивают водный экстракт сапонинов с мутным раствором свежей крови в физиологическом растворе. Если есть сапонины, то раствор осветляется (растворяются эритроциты).

Ориентировочно распознать стероидные и тритерпеновые сапонины можно следующим образом. Около 0,5 г размолотого воздушносухого сырья заливают 5 мл дистиллированной воды. Смесь нагревают 10 минут в пробирке на кипящей водяной бане. Остывший отвар отфильтровывают.

Для определения присутствия и природы сапонинов берут две пробирки.

В одну пробирку наливают 5 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты (pH 1), в другую — 5 мл 0,1 н. едкого натра (pH 13). В обе пробирки добавляют по 2—3 капли отвара и энергично их встряхивают в течение 1 минуты. Если в обеих пробирках образуется примерно равной величины и стойкости пеиа, то сырье содержит тритерпеиовые сапонины. Если при pH 13 пеиа в несколько раз больше по величине и стойкости, то сырье содержит стероидные сапонины.

В качестве стандарта стероидных сапонинов используют корневища диоскореи кавказской, тритерпеновых — корни синюхи лазурной.

Реакция на флавоноиды

г высушенного и измельченного сырья и 10 мл 95-процентного спирта помещают в колбочку (25— 30 мл) и нагревают на водяной бане до кипения. Колбочку встряхивают несколько раз, закрывают пробкой н оставляют иа 3 — 4 часа (можно на ночь), время от времени перемешивая ее содержимое. Спиртовой экстракт сливают (если необходимо — отсасывают) и концентрируют до 2 мл. Упаренный экстракт делят пополам и переносят в пробирки.

В каждую пробирку прибавляют по 3 капли концентрированной соляной кислоты, в одну из пробирок — небольшое количество (30—50 мг) цинковой пыли. Обе пробирки нагревают на водяной баие до кипения и оставляют на 5—10 минут. Если есть флавоноиды, то в пробирке с цинковой пылью жидкость окрашивается в красный или ораижево-красный цвет(антоциаиидолы). Окрашивание отчетливо заметно в сравнении с цветом жидкости в пробирке, где ие было цинковой пыли.

Интенсивность реакции условно выражают по трех- бальиой системе:

4- слабое окрашивание, появляющееся после 5— 10-минутного восстановления;

-|—f- слабое окрашивание, появляющееся сразу после нагревания на водяной баие;

-|—[—|- интенсивное вишнево-красное окрашивание, появляющееся сразу после нагревания на водяной баие. При стоянии в течение 5—10 минут окраска еще более усиливается.

Обнаружение производных кумарина врастительном сырье

5 г сырья заливают 50 мл 95-процентиого спирта, нагревают на водяной бане до кипения и оставляют на 3—4 часа, часто помешивая. Спиртовой экстракт сливают, отфильтровывают и отгоняют до 5—10 мд. Проводят следующие реакции.

Реакция на лактоны. В две пробирки наливают по 2 мл спиртового экстракта. В одну из них добавляют 0,5 мл 10-процентиого раствора едкого натра. После этого обе пробирки нагревают на водяной бане до кипения и охлаждают. В каждую пробирку наливают 4 мл дистиллированной воды. Если жидкость в пробирке, куда добавлялась щелочь в вода, осталась прозрачной или более прозрачной в сравнении с жидкостью, к которой щелочь не добавлялась, то лактоны есть. При подкислении несколькими каплями концентрированной соляной кислоты эта прозрачная жидкость теряет желтую окраску, мутнеет или выделяет хлопьевидный (иногда кристаллический) осадок.

Дназореакция. В пробирку наливают 1—2лсл спиртового экстракта и 3—4 мл 2-лроцеитиого раствора соды. Жидкость нагревают на водяной бане до кипения и охлаждают. К раствору добавляют 2—3 капли свежеприготовленного диазотированного п-ни- троанилина. Вишнево-красное или интенсивное бурокрасное окрашивание свидетельствует о положительной реакции.

Заключение о наличии кумаринов делается на основании положительных первой и второй реакций и при условии, что в исследуемом сырье отсутствуют флавоноиды и производные антрахинона.

.Реактив для проведения диазореакцни готовят так. 3—5 г л-иитроанилина растворяют в 45 мл 37-процентиой соляной кислоты. Раствор разбавляют водой до 500 мл. Одновременно приготовляют 10-про- ценный раствор нитрита натрия. Непосредственно перед проведением анализов смешивают на холоду равные объемы первого и второго реактивов. Полученный раствор используют для определений.

ЛИТЕРАТУРА

Аронов С. Изотопные методы в биохимии. Издатинлит,М.. 1959. Асатиани В. С. Биохимический анализ, ч. III. Электрофоретические н хроматографические методы. Цодна. Тбилиси 1959.

Бауэр К. Анализ органических соединений. Издатинлит, М., 1953.

Белозерский А. Н., Проскуряков Н. И. Практическое руководство по биохимии растений. Изд. Сове1ская наука, 1951.

Березовский В. М. Химия витаминов, Пнщепромнздат, М„ 1У59.

Блок Р., Лестранж Р., Цвейг Г. Хроматография на бумаге., Издатинлит, М.. 1954.

Вотчал Б. Е. и др. Фармацевтические препараты. ОНТИ 1934 Га т т е р м а и Л., В и л а н д Г. Практические работы по органической химии. Госхнмнздат. М,—Л., 1948.

Дж о и с о и В.. Ш е и и а и Р.. Рид. Р. Органические реактивы для органического анализа. Издатинлит, М., 1948.

Ермаков А. И.. А р а с и м о в и ч В. В.. С м и р н о в ае-И конин ко в а М. И., Мурри И К. Методы биохимического исследования растений. Сельхозгиз, 1952.

Кацнельсон М. М. Приготовление синтетических химико-фармацевтических препаратов. Госхимтехиздат, 1933.

Л еде ре р М. Введение в электрофорез на бумаге и родственные методы. Издатинлит, М., 195о.

Л нн сте д Р., Э л в и д ж Дж.. В о л л и М., Вилкинсон Дж. Современные методы исследования в органической химии. Издат- инлит, М., 1959.

Майер Ф. Естественные органические красящие вещества. ГНТИ, 1940.

Назаров И. Н„ Бергельсон Л. Д. Химия стероидных гормонов. Изд. АН СССР. 1953.

Орехов А. П. Химия алкалоидов. Изд. АН СССР. 1955.

ОртнерЛ., РейхельЛ. Практикум по органической химии. ГНТИ, 1931.

Перспективы развития органической химии. Под редакцией А. Тодда. Издатинлит, М„ 1959.

Пигулевский Г. В. Химия терпенов. Изд. ЛГУ. 1949.

Преображенский Н. А.. Генкин Э. И. Химия органических лекарственных веществ. Госхимиздат, М., 1953.

Препаративная органическая химия. Под редакцией В. Полачко- вой. Госхимиздат, М., 1959.

Рачинский В. В.. Галон Т. Б. Хроматография в биологии. Изд. АН СССР. 1953.

Синтезы душистых веществ. Сборник статей. Пнщепромиздат, М.-Л„ 1939.

Современные методы эксперимента в органической химии. Перевод с английского под редакцией акад. И. Л. Кнунянца. Гос- хммиздат. 1960.

Толленс-Эльснер. Краткий справочник по химии углеводов. ГОНТИ, 1938.

Чичибабин А. Е Основные начала органической хиини, т. 1, 2. Госхимиздат М. 1958.

Шемякин М. М., Хохлов А. С. Химия антибиотических веществ. Госхимиздат. 1953.

ШнайдманЛ. О. Производство витаминов. Пищепроииздат, 1958.

Hais J. М„ Масе к К. Papirova chromatografie, Nakiadateistvi.

Ceskoslovenske Akademie ved, Praha, 1959.

LangenbeckW. EinfQhrung in d. Organ isch-technische Chemie Veriag v. Th. Steinkopff, Dresden u. Leipzig, 1949.

Winterfeld K. Praktikum d. Organisch-praparativen Pharmazeu- iischen Chemie, 4 Aufi. Verlag v. Th. Steinkopff, Dresden u. Leipzig, 1955,

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Абиетиновая кислота 102

Адсорбенты 17, 33

Адсорбционная хроматография 17

Алкалоиды, извлечение Н6

Алюминия окись для хроматографии 17

Амигдалин 140

Аминокислоты, хроматография 136

Анабазин 112

— разделение от лупинина на окиси алюминия 113

— разделение от лупиннна сернокислотным методом 114

'Аниониты 27

— марки 28

Арабиноза 42

Арбутнн 139

Белки 123

— гидролиз 128

— гороха 134

— диализ 135

Бетани 123

Брассидиновая кислота 72

Ванилин 155

Винная кислота, выделение на ионообменнике 75

Возгонка 38

Галактоза 50

Галловая кислота 151

Гликозиды 7. 139

Глицирризиновая кислота

— НЭ Корня солодки 106

— омыление 108

Глутаминовая кислота 127

Глюкоза 45

Глюкозамин 61

Госсилол 157

Дигнтонин 146

Дноксиацетнлнафталин 153

Жирные кислоты 66

— разделение мочевиной 69

— разделение иа силикагеле 65

Жиры 66

— выделение 67

— омыление 68

1 Иониты 26. 28

Инулин 49

Испаритель пленочный 13

Казеин 131

Каротнн 160

Катехины 150

Катиониты 27, 28

Качественные реакции групповые 176

Кверцетин 142

Келлин 167

Классификация природных соединений 7

Кофеин 122

Коэффициент подвижности 31

Кристаллизация 38

Ксилоза 43

Кумарин 168

Крахмал 54

Лактоза 52

Лимонная кислота 81

Лупинин Н2 — выделение на окиси алюминия 113

— выделение сернокислотным методом 114

Малыоза 53

Манноза 46

Масло из семян подсолнечника 66

Мелилотовая кислота 168

Ментол 90

Методы

— включения с мочевиной 39

— возгонки 38

— выделения органических соединений из природных продуктов 8

— группового разделения 16

— кристаллизация 38

— перегонки с водяным паром 9

— последовательной обработ

ки растворителями 15

— предварительного хроматографирования 20

— противоточного распределения 16

— разделения смесей 15

— ректификации 36

— хроматографии 17

— экстракции 10

Мочевая кислота 170

Муравьиная кислота, выделение из силикагеле 65

Никотин 109

Олиторизид 144

Пектин 59

Пинен 95

Ректификация на колонке 36

Рутин 142

Сантонин 99

Сахароза 55

Силикагель для хроматографии 65

Склареол 100

Слизевая кислота 80

Соласодин 88

Сорбит 57

Строфантидин 146

Танин 151

Теобромин 120

Тирозин 129, 131

Триокснглутаровая кислота 78

Уксусная кислота 64

— выделение из смеси на силикагеле 65

Урсоловая кислота 104

Усннновая кислота 172

Фруктоза 49

Фурфурол 173

Хамазулен 97

Хинин 118

Хитин 61

Хлорогеиовая кислота 148

Хлорофилл 163

Холевая кислота 84

Хроматография 17

— адсорбционная 17

— газожидкостная 34

— ионообменная 26

на бумаге 29

распределительная 28

Цистин 133

Цитизин Н6

Цитраль 93

Щавелевая кислота 71

Экстракция 8

Электрофорез 137

Элюирование 21

Эргостерин 86

Эруковая кислота 72

Эфирные масла 7, 90, 93

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

3589101515161735891015151617

3

5

8

9

10

15

15

16

17

3

5

8

9

10

15

15

16

17

Прежестовие

Введение

L Выделение органических соединений на природных продуктом Перегонка с водяным паром Экстракция И. Разделение смесей иа индивидуальные соединения . Последовательная обработка растворителями Разделение с помощью несмешивающихся растворителей . . Хроматография

Адсорбционная хроматография (17). Ионообменная хроматография (26). Распределительная хроматография (28) Хроматография иа бумаге (29). Хроматография на колонке (32). Газожидкостная хроматография (34).. .

Электрофорез на бумаге Ректификация Кристаллизация и возгонка . . . Разделение веществ методом кристаллизации с мочевиной . 111. Препараты из ириродиого сырья /. Углеводы и примыкающие к ним вещества /-Арабиноза из камеди

d-Ксилоза из кукурузных кочерыжек . «/-Глюкоза из целлюлозы «Z-Маниоза из бобов рожкового дерева

Гидролиз а-метилмаинознда (48).

«/-Фруктоза из клубней георгина . , . *.

Получение инулина (49). Гидролиз ииулииа (50) . . . «/-Галактоза из лактозы

Качественные реакции (51). «/-Лактоза из молока Мальтоза из крахмала

3536383942424243454649505253555735363839424242434546495052535557Выделение крахмала (54). Гидролиз крахмала (54) Сахароза из сахарной свеклы г «/•Сорбит из ягод рябины

35

36

38

39

42

42

42

43

45

46

49

50

52

53

55

57

35

36

38

39

42

42

42

43

45

46

49

50

52

53

55

57

596164 6466596164 6466Пектин из нлодов цитрусовых

59

61

64 64

66

59

61

64 64

66

Качественные реакции (60) Хитин и d-глюкозамин нз панцырей раков

Получение хигина (62). d-солянокнслый глюкоза- мии (62). d-глюкозамин (63)

Органические кислоты и их производные Муравьиная и уксусная кислоты из солода

Выделение летучих кислот (64). Разделение кислот методом распр-делительнон хромата рафин (65) Масло нз семян подсолнечника. Жирные кислоты . . . .

71727172Выделение масла (67). Омыление (68. Идентификация жирных кислот хроматографией на бумаге (69) Разделение жирных кислот мочевинным методом (69) Щавелевая кислота из древесины

71

72

71

72

Эруковая и брассндиновая кислоты из рапсового масла . .

7578808184848688 .9090937578808184848688 .909093Получение эруковой кислоты (73). Получение брас- сидиноной кислоты (74) d-Винная кислота из винограда .

75

78

80

81

84

84

86

88 .

90

90

93

75

78

80

81

84

84

86

88 .

90

90

93

Триоксиглутаровая кислота из ксилозы . . . Слизевая кислота из свекловичного жома Лимонная кислота из листьев хлопчатника 3. Стероиды

-Холевая кислота из желчи

Эргостерин из дрожжей

Соласодин нз птичьего паслена .

Цветные реакции иа соласодин (90) 4. Терпеноиды /-Ментол из перечной мяты .. . .

Цитраль из кориандрового масла

9595Окисление кориандрового масла (94), Выделение цитраля (94). e-Пинен из скипидара

95

95

9799100 102 104106-9799100 102 104106-Очистка пинена через нитрозохлорид (96). Получение а пинена ректификацией иа колонке (96) Хамазулен из горькой полыни Сантонин из цитварной полыни

9799

100 102 104

106-

9799

100 102 104

106-

Качественные реакции (100) Склареол из шалфея•

Абиетиновая кт лота из канифоли Урсоловая кислота из лаванды

Испытание на индивидуальность (105) Глицирризиновая кислота из солодки

109109Получение глицнрризнновой кислоты (107). Омыление глицирризиновой кислоты до глицирретино- вой (108).

109

109

109109Алкалоиды ...........

109

109

112112Никотин нз табака Анабазин н лупинин из анабазин-сульфата . . .

112

112

Выделение анабазина и лупинина (112). Разделение анабазина и лупииина хроматографией на окиси алюминия (ИЗ). Разделение анабазина и лупинина сернокислотным методом (114) Цитизин нз термопсиса

118118Хинин из хинной корки . .

118

118

120120122122Качественные реакции (119) /Теобоомин из какао

120

120

122

122

Кофеин нз чая*

123123123123Качественные реакции (123)

123

123

123

123

Аминокислоты и белки

Бетаин нз патоки

127120131133134127120131133134Обессахариванне кормовой патоки известью {сепарация) (124). Получение бетаинхлоргндрата (125) /-Глутаминовая кислота из натоки Тирозин из шелка . . . .

127

120

131

133

134

127

120

131

133

134

Качественные реакции (130)

Казеин н тирозин нз молока

Выделение казеина (131) Получение тирозина (132)

Цистнн нз щерстн

Белковые вещества аз гороха

130139140142144130139140142144Выделение белка (135) Гидролиз белка (136) Хроматография гидролизата белка (136). Электрофорез на бумаге (137)

130

139

140

142

144

130

139

140

142

144

Гликозиды и агликоны

Арбутин из листьев бадаиа

Качественные реакции (140)

Амигдалин нз плодов миндаля

Рутин и кверцетин нз листьев гречихи

Цветные реакции (143)

Олнторизид из семян джута

146148148150151146148148150151Выделение олнториэида (144) Гидролиз олнторизида до С1рофантидина (146)

146

148

148

150

151

146

148

148

150

151

Дигитоннн нз наперстянки

Полифечолы

Хлорогеновая кислота из эвкоммии Катехины из чая

Качественные реакции (151)

153155155157153155155157Танин и галловая кислота из скумпии Получение танина (152) Получение галловой кислоты (153) Качественные реакции (153)

153

155

155

157

153

155

155

157

1,8-Днокси-2-ацетилнафталин из коры крушины

Вещества разных классов

Ванилин нз лигнина

Выделение лигнина (155). Окисление лигнина (156)

Госсипол из хлопчатника

160160Выделение госсипола в виде госсиполацетата (158) Получение свободного госсипола (158)

160

160

Кристаллический каротин из моркови

163163Получение коагулята (160) Получение кристаллического каротина (161)

163

163

Хлорофилл из листьев крапивы

167 168167 168Разделение пигментов на колонке (164) Получение суммы хлорофиллов (165)

167 168

167 168

Келлнн из плодов аммн

170170t Кумарин и мелилотовая кислота из донника

170

170

Мочевая кислота из птичьего помета

Усниновая кислота из лишайника

Фурфурол из кукурузных кочерыжек

Приложение.

Групповые качественные реакции на важнейшие прнр иые вещества Реакции на белки и аминокислоты

Реакции на сахара ...»

Реакция на крахмал

Реакции на алкалоиды

Обнаружение алкалоидов в растИ1ельном сырье (1

Определение гликозидов сердечного действия в рас

Реакция на сапонины

Реакция на флавоноиды

Обнаружение производных кумарина в растительном сыр Литература• .

Алфавитный указатель

Георгий Васильевич ЛазурьевскайИда Владимировна ТерентьеваАлександр Андреевич Шамшурин

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ХИМИИ '

ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Редактор И. П. Цукерваник

Редактор издательства Н. Д. СтуковнинТехнический редактор Р. К. Воронина

Корректор С. И. Натулина

Сдано в набор 3/H-6i г. Подписано к печати 4/V11-61 г.

84XIO8V32. 6 печ. л. 9,84 усл. печ. л. 9,43, уч.-изд. л

Тираж 6000.Т-02033. Изд. № ФНХ/5 Цена 28 к

Государственное издательство .Высшая школа* Москва, I Подсосенский пер., 20*

Типография Татполиграфа Министерства культуры ТАС( Казань, ул. Миславского, д. № 9.

S

40

99

109 137 152

157

164

189

Напечатано

7 сверху

Структурная формула сантонина

4 снизу

14 сверху

9 снизу

структурная формула госснпола

18 снизу

11 снизу

С1бн5

CiqN г<На

См.

См.

См.

стр. 27 рис. 23

стр.15

d-Маниоза

онс

Замеченные опечатки

о

СЮН

НзС

но —^t/^

CfoHf<N2

См. рис.

сн3

См. стр. I d-MaHnosi

сно

?— он

H0^/\z\ I с

‘-он

СИ

няс

^н

Н3С

Н3С СН,

Заказ В-72

*

Г В. ЛАЗУРЬЕВСКИЙ, И. В. ТЕРЕНТЬЕВА,А. А. ШАМШУРИН

ПРАКТИЧЕСКИЕРАБОТЫ ПО ХИМИИПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Выпуск /