Термопсис дәнінен цитизинді бөліп алудың ион алмасу әдісіне талдау жүргізіңіз

Цитизи́н (Cytisinum) — алкалоид, Ракитник және Термопсис өсімдігінің құрамында болады. Термопсис биіктігі 40 см-ге жететін, сабағы түзу, көпжылдық шөптес өсімдік. Өсімдіктің тұқымында алкалоидтар (0,63-2%), оның ішінде цитизин (0,22-1,16%)

Цитизинді Скот Грейлем ойлап тапқан. Цитизин химиялық классификация бойынша пиридин қатарына, биохимиялық класификация бойынша лизин туындыларына жатады.

Термопсис ланцетовидныйдың жер үсті бөлігі мен термопсис ұзынұрпақтарының дәндерінен цитизинді бөліп алудың тиімді жағдайларын табу. 1 кг өсімдік шикізатын экстракциялау мәліметтері: термопсис өсімдігінің жерүсті бөлігінің цитизінін бөліп алу үшін өндірістегі ең арзан және зиянсыз еріткіштер ретінде тұз қышқылы мен күкірт қышқылдарының 1 % сулы ерітінділері қолданылды.

Цитизин экстракциясы үрдісіне шикізатты ұнтақтау дәрежесіне тәуелді болады.

1 кг ұнтақталған шикізатты 1 % күкірт қышқылымен толық бұзлығанға дейін экстракциялайды. Ең жақсы нәтижелер ұнтақталған шикізаттың бөлшектері 2-8 мм болғанда алынады.

Температураның әсері. Шикізатты (1 кг) 1 % күкірт қышқылында түрлі температураларда (20, 50, 70 және 95⁰С) толық тұзылғанша экстракциялайды.

1 % күкірт қышқылымен алкалоидтарды бөлу кезінде температураның жоғарылауы экстракция жылдамдығын жоғарылатып, еріткіштің шығымын азайтатындығы анықталды. 95⁰С кезінде шикізаттың бұзылуы тез басталғанымен, алынатын экстракт қатты боялған және салқындату кезінде лайланады. Қыздыру мақсатында әдеттегі температурада экстракциялау (20-25⁰С) арнайы құрылғыларды талап етпейтіндігімен есе тиімді болып табылады.

Экстракция кинетикасын зерттеу.

Th.lanceolata өсімдігінің негізгі алкалоидтарының бірі – цитизин суда жақсы еріп, өсімдік шикізатынан тез бөлінеді.

Ұзақ экстракциялау теріс әсерін тигізеді, өйткені бөлінділер аз мөлшерде балласты заттарға ауысады.

Th.lanceolata өсімдігінің же үсті бөлігінің алкалоидтарын толық бөлу үшін арасы 3 сағат болатындай У-сливтер жеткілікті екендігі анықталды.

Нәтижесінде бастапқы мөлшер 3% болған жағдайда шикізат салмағынан 2,9 % алкалоидтар қоспасы бөлініп алынды.

Экстрактағы цитизиннің сорбциясын зерттеу. Цитизинді тазалау үшін ацетон,, бензол, ацетон мен эфирдің қоспаларынан 1:8 қатынаста қайта кристалдану мүмкіндігі зерттелген.

Ең жақсы шығымды ацетон 1:15 қатынаста берді, екіншілік қайта кристалдану кезінде шығымы техникалық цитизин салмағынан 75 % құрайды. Толық өнімнің шығымы шикізаттың жалпы салмағынан 0,35 % құрайды.

Блок

1 Пиридин қатарындағы бөлудің принципиалды блок схемасы

Пиридин – алты мүшелі гетероцикл. Түссіз, катты иісі бар сұйықтық. Пиридин ароматты, аромат секстетіне кіретін 5p көміртек, 1 p азоттан. Пиридинді ашкан Томас Андерсон. Пиридин алкалодтарына келетін болсақ,

-пиридин және пиперидиннің қарапайым туындылары – лобелин (лобелиядан алынған); кониин ( тор-тор болиголовтан табылған)

- бициклды конденсирленбеген жүйе –анабазин (жапырақсыз итсигектен); никотин (темекіден);

- бициклды конденсирленген жүйе – тропан алкалоиды; скополамин, гиосциамин (паслен тұқымдас өсімдіктен);

Пиридин қатарындағы бөлудің принципиалды блок схемасы мынадай:

2. Тропан алкалоидінің биосинтезі

Алкалоидтар - негіздік сипат көрсететін табиғи азоты бар органикалық қосылыс. Көп алкалоидтардың құрлысы күрделі, өзіне тән иісі бар. Көптеген алкалоидтар сақинасында азоты бар гетероциклды қосылысқа жатады, азот сақинаның бүйірінде сирек жағдайда болады. Көптеген алкалоидтар азот атомы сақинада орналасқан гетероциклдарға жатады, ал сирек жағдайларда азот бүйірде орналасады. Өсімдік әлемінде алкалоидтар біркелкі таралмаған.

Тропан - бициклді қосылыс, құрамы пирролидин және пиперидин сақинасынан тұрады.

Орнитиннен СО₂ путресцин деген диамин түзіледі, егер оған алкилдеу реакциясын жүргізсек метилпутресцин аламыз. Метилпуресцинді тотықтырсақ N- метиламинобутаналь алынып, сосын циклдену процесі жүреді де, N- метилпирролин катионы түзіледі. Ол катионға ацетосірке қышқылымен реакцияға түсірсек, онда гигрин-α-карбон қышқылын аламыз, егер ол қышқылмен декарбоксилдеу реакциясын жүргізсек, гигрин аламыз, гигрин тұйықталғанда тропин береді, ары қарай троп қышқылын қоссақ атропин гиосциаллин аламыз.

Тропанның тұрақты конформациясы. Өсімдіктен бөлінген және медицинада қолданылатын тропанды алкалоидтарының туындылары – ол атропин.Атропинді алғаш С.Елгазин, Н.Г.Пацуков алған дурман тұқымынан. Майдан арылу үшін бензин немесе бензолмен өңдейді , сосын майсыз шикізатты сілтімен өңдеп, бензолмен экстракция жүргізеді де, концентрлейді. Концентраттан гиосциамин және атропин алынады.