химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

лот. В настоящее время установлено, что природные триглицериды состоят в основном из смешанных триглицеридов, «однокислотные» триглицериды входят в небольших количествах.

По степени ненасыщенности триглицериды делят на четыре типа: тринасыщенные (GS3), мононасыщенные (GSU2), динасыщенные

15—2394

225

(GS2U), ненасыщенные (GU3), где G — остаток глицерина, S — остаток насыщенной кислоты, U — остаток ненасыщенной кислоты.

Характер распределения радикалов жирных кислот между тригли-церидами, а также количественное соотношение триглицеридов разного состава являются основными вопросами при изучении их структуры [46, 49].

Методы установления строения глицеридов

Для изучения структуры триглицеридов, присутствующих в большинстве природных растительных масел и животных жиров, используют различные методы разделения их по длине цепи и степени ненасыщенности на отдельные классы с последующим изучением каждого класса с помощью химических и ферментативных превращений.

Окисление. Этот метод используют для определения типов триглицеридов, присутствующих в смеси глицеридов. Первой ступенью процесса является собственно окисление, осуществляемое действием перманганата калия в различных средах или смесью перманганата калия и периодной кислоты. При этом моно-, ди- или триненасыщенные триглицериды соответственно образуют глицериды с одним, двумя или тремя остатками дикарбоновых кислот, например:

Ш2ОСО(СН2)7СН=СН(СН2)7СН3 СН2ОСО(СН2)7СООН

| МпО- |

СНОСО(СН2)7СН=СНСН2СН=СН(СН2)4СН3 ->- СНОСО(СН2)7СООН

I I

CHaOCOfCHoJieCHs СН2ОСО(СН2)1вСН3

Второй этап состоит в отделении неизмененных тринасыщенных триглицеридов от образовавшихся глицеридов дикарбоновых кислот.

Разделение насыщенных глицеридов и продуктов окисления достигается хроматографией на кремневой кислоте или фракционированием солей глицеридов дикарбоновых кислот; наиболее эффективные результаты были получены методом противоточного распределения. Это позволило провести определение шести возможных типов глицеридов (GSS, GUSS, GSUS, GUUS, GUSU, GU3) в природных растительных маслах, животных жирах и различных биологических образцах.

Основным методом анализа 1-моноглицеридов является окисление их периодной кислотой, приводящее к образованию соответствующих эфироальдегидов:

CH2OCOR

| ЮГ CH2OCOR СНОН ->- |

| СНО СН2ОН

Озонирование. Для структурного анализа моно-, ди- и триглицеридов используют метод, основанный на озонировании глицеридов и последующем количественном восстановлении озонидов в соответствующие альдегиды, например:

СН2ОСО(СН2)7СН=СН(СН2)7СН3 I о3 СНОСОСцНз! —>-

СН2ОСОС16Нз1

226

<>

CH2OCO(CH2)jHC-CH(CH2)7CHs CHaOCOfCHjTCHO I TH]/Pd I

—* СНОСОСЛ -снз(сн2)7сн-с" CHOCOC16H31

СНгОСОСцНзх СН2ООЭС16Н81

Количественное определение полученных эфироальдегидов проводят с помощью тонкослойной хроматографии в сочетании с денситометри-ческим методом.

Методом восстановительного озонирования в сочетании с окислением периодной кислотой можно определить, какие из четырех возможных типов моноглицеридов присутствуют в смеси:

СН2ОН CH2U CH2S СН2ОН

1111

сни СНОН СНОН CHS

X I I 1

СН2ОН СН2ОН СН2ОН СН2ОН

Относительное содержание 1- и 2-моноглицеридов устанавливают окислением их периодной кислотой с последующим разделением полученных эфироальдегидов и 2-моноглицеридов с помощью тонкослойной хроматографии.

Методом восстановительного озонирования в сочетании с тонкослойной хроматографией можно провести определение шести типов дигли-церидов из семи теоретически возможных (Д и Е — определяют суммарно):

CH2S CH2S сн2и сн2и CH2S CH.U CH2S

1 CHS 1 СНОН 1 сни 1 СНОН 1 сни 1 CHS 1 СНОН

1 СН2ОН 1 CH2S СН2ОН 1 сн2и СН2ОН 1 СН2ОН 1 сн2и

А Б в г д Е ж

Озонированием этих диглицеридов и последующим восстановлением озонидов получают соединения с различной полярностью, что делает возможным их разделение тонкослойной хроматографией на кремневой кислоте. Ненасыщенные диглицериды В и Г дают после восстановительного озонирования наиболее полярные глицериды с альдегидными остатками, насыщенные диглицериды А и Б остаются неизмененными и являются наименее полярными, смешанные диглицериды Д, Е и Ж занимают промежуточные положения. Разделение диглицеридов типа Д и Е, имеющих одинаковую полярность, невозможно, так как и после восстановительного озонирования они дают соединения одинаковой полярности.

Преимуществами описанного метода анализа ди-, моно- и триглицеридов являются простота осуществления, точность, хорошая сходимость результатов и возможность работы с микроколичествами веществ.

Реакции присоединения. Для определения насыщенных глицеридов в смеси с ненасыщенными используют метод, основанный на присоеди-

15*

227

нении меркаптоуксусной кислоты к ненасыщенным жирнокислотным остаткам глицеридов:

Н н Н Н

— С=С— + HSCH2COOH -> — С—С—

I I

Н SCHjCOOH

Полученные глицериды отделяют от неизмененных насыщенных глицеридов экстракцией их аммониевых солей и ионообменной хроматографией.

Ферментативные методы. Одним из основных путей исследования структуры глицеридов в настоящее время является ферментативное расщепление, которое дает полную информацию о положении кислотных остатков в молекулах триглицеридов. Для этой цели используют панкреатическую липазу (ЕС 3.1.1.3), которая проявляет абсолютную специфичность в отношении первичных сложноэфирных групп триглицеридов. Гидролиз триглицеридов этим ферментом проходит ступенчато, через стадию диглицеридов, которые далее превращаются в 2-моно-глицериды [50]:

CH2OCOR CH2OCOR СН2ОН

—R'COOH I —RCOOH I

CHOCOR' ~ » CHOCOR' t * CHOCOR'

+R"COOH I +RCOOH I

CH2OCOR" CH2OH CH2OH

Действием перхлорной кислоты 2-моноглицериды можно перевести в 1-моноглицериды и далее провести их полный гидролиз до глицерина.

Панкреатическая липаза не проявляет специфичности и стереоспе-цифичности в отношении жирных кислот, а также не обнаруживает различия между положениями 1 и 3 в молекулах триглицеридов, что затрудняет их полный стереоспецифический анализ.

Известные в настоящее время методы стереоспецифического анализа триглицеридов (см. схему на стр. 229) включают следующие этапы: 1) частичный химический или ферментативный гидролиз триглицеридов до диглицеридов, 2) превращение диглицеридов в фосфатидовые кислоты или их производные, 3) анализ полученных фосфолипидов с помощью стереоспецифических фосфолипаз.

При гидролизе триглицеридов I панкреатической липазой образуется смесь 2-моноацил-(П), 1,2-(1П) и 2,3-диацил-5п-глицерииов (IV). Моноглицерид II отделяют, а диглицериды III и IV фосфорилируют фенилдихлорфосфатом, получая соответствующие фениловые эфиры фосфатидовых кислот (V и VI). Разделение последних основано на гидролизе фосфолипазой А2, которая специфична для производных

1.2- д.иацил-5п-глицерина и расщепляет лишь соединение V с образованием лизофосфолипида VII. Соединения VI и VII разделяют с помощью хроматографии и в соединении VII определяют жирную кислоту в положении 1 стандартным методом.

При действии на триглицериды I CH3MgBr образуются в основном

1.3- диглицериды VIII с примесью изомерных 1,2- и 2,3-диацил-5/г-глице-ринов III и IV, которые могут быть отделены с помощью тонкослойной хроматографии. Фосфорилирование 1,3-диглицеридов VIII приводит к соединению IX, при гидролизе которого фосфолипазой Ai, отщепляющей остатки жирных кислот в положении 1, образуется 2-фосфо-З-ацил-

228

CH2OCOR CH2OCOR

I CHjMgBr I

ГСОО-С-Н -*¦ HO-C—H

CHaOCOR" I

панкреатическая липаза

CHaOH CH2OCOR CH2OH

R'COO-С-Н + R'COO-С-Н + R'COO-С-Н

CH2OH

СН2ОН ill

сн.

aOCOR"

IV

+ III + IV

aOCOR" VIII

СвН5ОРОС12

HO\

сен5о/

О

CH2OCOR

Р-О-С-Н

фосфолипаза Ai

CH2OCOR"

IX

О CHjOH НОч || |

;р—о—с—н

с6н5о/ I

CHjOCOR*

X

CHjOCOR R'COO-С-Н О

II /

СН,-0-Р.

ОН

СвН6ОРОС1а

О

/ОН

СНа-О-Р' CHjOCOR nOCoHr фосфолипаза А2

+ R'COO-С-Н--»• НО-С-Н О

CH2OCOR" VI

СНа-О-Р

VII

II/OH

\ос6н6

+ VI

sn-глицерин (лизосоединение) X, в котором далее кислота в положении 3 определяется обычными методами.

Кроме того, для разделения 1,2- и 2,3-диацил-5и-глицеринов III и IV используют селективное фосфорилирование 1,2-изомера с помощью гли-цераткиназы Е. Coli (2.7.1.31) в фосфатидовые кислоты XI, которые затем переводят в диметиловые эфиры XII. Далее отделяют соединение IV, а соединение XII обрабатывают панкреатической липазой. При этом отщепляются жирные кислоты при Ci (их подвергают анализу) и образуются лизофосфолипиды XIII:

CHaOCOR

глицераткиназа CHaNa

HI + IV->- R'COO—С-Н + IV —

I ~IV СНаОРО(ОН)а

XI

CHaOCOR СН2ОН

липаза

->- R'COO—С—Н -*- R'COO—С—Н

I I CHaOPOfOCHsJa СНаОРО(ОСН3)я XII хш

При действии на диглицерид IV панкреатической липазы отщепляются жирные кислоты при С3.

Исследования, выполненные с синтетическими триглицеридами известной структуры, показали, что точность стереоспецифического анализа составляет 1,5—2%.

С помощью ферментативных методов исследована глицеридная структура многих растительных масел, животных жиров и установлены определенные закономерности в распределении жирнокислотных остатков в молекулах глицеридов.

В растительных маслах насыщенные жирные кислоты этерифициру-ют предпочтительно первичные гидроксильные группы молекулы глицерина; это подтверждено экспериментальными данными для таллового и подсолнечного масел, масла бобов какао и других. В большинстве животных жиров насыщенные кислоты присутствуют в положении 2 молекулы глицерина.

Пространственная структура глицеридов

Рентгеноструктурными и вискозиметрическими исследованиями установлено, что кислотные остатки в молекуле триглицерида представляют собой тетраэдрические зигзагообразные цепи, расположенные в параллельных плоскостях и ориентированные параллельно друг другу [52]. В зависимости от пространственного расположения жирнокислотных остатков в кристаллах триглицеридов для них предложены конфигурации вилки, кресла и стержня (рис. 23). По данным рентгеноструктурного анализа, по-видимому, наиболее экономична (с наименьшей потенциальной энергией) упаковка молекул в форме стержня. Однако в высоковязких расплавах глицеридов возможно изгибание и перепуты-вание кислотных цепей, а с понижением температуры — образование сложных клубков молекул, которые распадаются лишь при повышении температуры до определенной точки.

Подобно другим соединениям с длинными углеводородными цепями, глицериды высших жирных кислот могут существовать в виде не-

230

скольких кристаллических модификаций, т. е. полиморфных форм. Различают два вида полиморфизма: энантиотропный (обратимый) и моно-тропный, исключающий возможность обратимого перехода одной кристаллической формы в другую. Глицериды высших жирных кислот являются классическим примером монотропного полиморфизма.

Термический, рентгеноструктурный, спектральный и другие методы анализа указывают на преимущественное существование для триглицеридов трех полиморфных форм (а, р\ В')- Однако не исключается возможность наличия для некоторых соединений четырех (а, р\ В', В") и даже пяти модификаций (а, 6, В'> В", у) [53].

Полиморфизм в основном объясняют тем, что кислотные зигзагообразные цепи, расположенные параллельно, могут характеризоваться различным углом наклона длинной оси молекулы к оси кристаллической

з

Рис. 23. Возможные конфигурации молекул в кристаллах триглицеридов: / — вилкв, 2 — кресла; 3 — стержня.

ячейки. В лабильных полиморфных формах (у, с, В', Р") углеводородные цепи расположены вертикально, т. е. перпендикулярно к основанию кристаллической ячейки (угол наклона 90°), а в стабильных (В) — наклонно к поверхности кристаллов. Перечисленные модификации образуют термический ряд кристаллов, в которых степень стабильности форм возрастает с увеличением температур плавления. Необратимый переход нестабильных форм в стабильную В-форму совершается по правилу Оствальда, т. е. у-форма переходит в гх-форму, а последняя — в более высокоплавкие В'- и В~м°ДиФикаЦии- У некоторых глицеридов ф-форма отсутствует и наиболее стабильной является >В'-форма.

у-Форма представляет собой наиболее легкоплавкую нестабильную полиморфную форму глицеридов, получаемую быстрым охлаждением расплавов в отсутствие зародышей «-, ip*'- и В_форм. Вблизи своей тем--пературы плавления у-модификация переходит в течение нескольких секунд в а-форму, при 0°С это превращение осуществляется за несколько минут. Полагают, что у-форма обладает свойствами органических стекол (прозрачность, анизотропия в проходящем поляризованном свете и другие), характеризуется наибольшим удельным объемом, т. е. наименьшей плотностью, и наиболее высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с другими полиморфными формами. а-Форма ¦более устойчива, чем у-форма, превращение ее в В'-модификацию осуществляется в течение нескольких часов, в условиях низких температур стабильность ее увеличивается. Скорость перехода В'—*"Р измеряется несколькими неделями.

Полиморфизм наблюдается также у моно- и диглицеридов. Для 1,2- и 1,3-диглицеридов на основании экспериментальных данных пред-

231

ложены две кристаллические модификации (а и В'), а для некоторых соединений обнаружены В'- и В-формы. 1-Моноглицериды характеризуются наличием трех кристаллических форм (а, В', В), а у 2-моноглицеридов полиморфизм, как правило, не проявляется.

Полиморфные формы триглицеридов можно классифицировать на три кристаллографических типа соответственно упаковке их углеводородных цепей или микросимметрии кристаллической ячейки: гексагональная, орторомбическая, триклиническая. На основании данных ИК-спектроскопии и ядерного магнитного резонанса установлено наличие гексагональной микросимметрии у сх-формы триглицеридов, орто-ромбической у В'-формы и триклинической — у В-модификации.

Для исследования полиморфизма глицеридов применяют совокупность различных физико-химических методов исследования. Изучение микроструктуры полиморфных фаз осуществляют с помощью микроскопа в проходящем поляризованном свете. Кинетику процесса полиморфных превращений фаз исследуют посредством микрокиносъемки, которая позволяет фиксировать медленно и быстро протекающие процессы [52]. Метод дифференциального термического анализа широко используется для исследования плавления и полиморфных переходов индивидуальных триглицеридов и их смесей (растительные масла, животные жиры и др.). Он основан на непрерывной регистрации выделения тепла при затвердевании или его поглощения при плавлении по ' кривым разности температур между окружающей средой и пробой три-глицерида при его охлаждении или нагревании соответственно. Дифференциальный термический анализ находит применение в жировой промышленности для контроля качества сырья и готовой продукции.

Фазовые изменения, например плавление или превращение в другие полиморфные формы, связаны с определенными тепловыми эффектами и изменениями удельных объемов. Каждой полиморфной форме соответствуют определенные теплоты плавления и коэффициенты

страница 33
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
решетка 1000х200 вр-с сезон цена
гироскутер panda smart купить москва
кухня италия беатриче ручки где купить
grundfos nk 250-500/485 характеристика

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.10.2017)