Применение сложных эфиров в медицине сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Если исходная кислота многоосновная, то возможно образование либо полных эфиров – замещены все НО-группы, либо кислых эфиров – частичное замещение. Для одноосновных кислот возможны только полные эфиры (рис.1).

Рис. 1. ПРИМЕРЫ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ на основе неорганической и карбоновой кислоты

Номенклатура сложных эфиров.

Рис. 2. НАЗВАНИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ. Фрагменты молекул и соответствующие им фрагменты названий выделены одинаковым цветом. Сложные эфиры обычно рассматривают как продукты реакции между кислотой и спиртом, например, бутилпропионат можно воспринимать как результат взаимодействия пропионовой кислоты и бутанола.

Классификация и состав сложных эфиров.

Среди изученных и широко применяемых сложных эфиров большинство представляют соединения, полученные на основе карбоновых кислот. Сложные эфиры на основе минеральных (неорганических) кислот не столь разнообразны, т.к. класс минеральных кислот менее многочисленен, чем карбоновых (многообразие соединений – один из отличительных признаков органической химии).

Когда число атомов С в исходных карбоновой кислоте и спирте не превышает 6–8, соответствующие сложные эфиры представляют собой бесцветные маслянистые жидкости, чаще всего с фруктовым запахом. Они составляют группу фруктовых эфиров. Если в образовании сложного эфира участвует ароматический спирт (содержащий ароматическое ядро), то такие соединения обладают, как правило, не фруктовым, а цветочным запахом. Все соединения этой группы практически нерастворимы в воде, но легко растворимы в большинстве органических растворителей. Интересны эти соединения широким спектром приятных ароматов (табл. 1), некоторые из них вначале были выделены из растений, а позже синтезированы искусственно.

Табл. 1. НЕКОТОРЫЕ СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ, обладающие фруктовым или цветочным ароматом (фрагменты исходных спиртов в формуле соединения и в названии выделены жирным шрифтом)
Формула сложного эфира	Название	Аромат
СН₃СООС₄Н₉	Бутилацетат	грушевый
С₃Н₇СООСН₃	Метиловый эфир масляной кислоты	яблочный
С₃Н₇СООС₂Н₅	Этиловый эфир масляной кислоты	ананасовый
С₄Н₉СООС₂Н₅	Этиловый эфир изовалериановой кислоты	малиновый
С₄Н₉СООС₅Н₁₁	Изоамиловый эфир изовалериановой кислоты	банановый
СН₃СООСН₂С₆Н₅	Бензилацетат	жасминовый
С₆Н₅СООСН₂С₆Н₅	Бензилбензоат	цветочный

При увеличении размеров органических групп, входящих в состав сложных эфиров, до С_15–30 соединения приобретают консистенцию пластичных, легко размягчающихся веществ. Эту группу называют восками, они, как правило, не обладают запахом. Пчелиный воск содержит смесь различных сложных эфиров, один из компонентов воска, который удалось выделить и определить его состав, представляет собой мирициловый эфир пальмитиновой кислоты С₁₅Н₃₁СООС₃₁Н₆₃. Китайский воск (продукт выделения кошенили – насекомых Восточной Азии) содержит цериловый эфир церотиновой кислоты С₂₅Н₅₁СООС₂₆Н₅₃. Кроме того, воски содержат и свободные карбоновые кислоты и спирты, включающие большие органические группы. Воски не смачиваются водой, растворимы в бензине, хлороформе, бензоле.

Третья группа – жиры. В отличие от предыдущих двух групп на основе одноатомных спиртов ROH, все жиры представляют собой сложные эфиры, образованные из трехатомного спирта глицерина НОСН₂–СН(ОН)–СН₂ОН. Карбоновые кислоты, входящие в состав жиров, как правило, имеют углеводородную цепь с 9–19 атомами углерода. Животные жиры (коровье масло, баранье, свиное сало) – пластичные легкоплавкие вещества. Растительные жиры (оливковое, хлопковое, подсолнечное масло) – вязкие жидкости. Животные жиры, в основном, состоят из смеси глицеридов стеариновой и пальмитиновой кислоты (рис. 3А,Б). Растительные масла содержат глицериды кислот с несколько меньшей длиной углеродной цепи: лауриновой С₁₁Н₂₃СООН и миристиновой С₁₃Н₂₇СООН. (как и стеариновая и пальмитиновая – это насыщенные кислоты). Такие масла могут долго храниться на воздухе, не меняя своей консистенции, и потому называются невысыхающими. В отличие от них, льняное масло содержит глицерид ненасыщенной линолевой кислоты (рис. 3В). При нанесении тонким слоем на поверхность такое масло под действием кислорода воздуха высыхает в ходе полимеризации по двойным связям, при этом образуется эластичная пленка, не растворимая в воде и органических растворителях. На основе льняного масла изготавливают натуральную олифу.

Рис. 3. ГЛИЦЕРИДЫ СТЕАРИНОВОЙ И ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ (А И Б) – компоненты животного жира. Глицерид линолевой кислоты (В) – компонент льняного масла.

Сложные эфиры минеральных кислот (алкилсульфаты, алкилбораты, содержащие фрагменты низших спиртов С_1–8) – маслянистые жидкости, эфиры высших спиртов (начиная с С₉) – твердые соединения.

Химические свойства сложных эфиров.

Наиболее характерно для эфиров карбоновых кислот гидролитическое (под действием воды) расщепление сложноэфирной связи, в нейтральной среде оно протекает медленно и заметно ускоряется в присутствии кислот или оснований, т.к. ионы Н + и НО – катализируют этот процесс (рис. 4А), причем гидроксильные ионы действуют более эффективно. Гидролиз в присутствии щелочей называют омылением. Если взять количество щелочи, достаточное для нейтрализации всей образующейся кислоты, то происходит полное омыление сложного эфира. Такой процесс проводят в промышленном масштабе, при этом получают глицерин и высшие карбоновые кислоты (С_15–19) в виде солей щелочных металлов, представляющих собой мыло (рис. 4Б). Содержащиеся в растительных маслах фрагменты ненасыщенных кислот, как и любые ненасыщенные соединения, могут быть прогидрированы, водород присоединяется к двойным связям и образуются соединения, близкие к животным жирам (рис. 4В). Этим способом в промышленности получают твердые жиры на основе подсолнечного, соевого или кукурузного масла. Из продуктов гидрирования растительных масел, смешанных с природными животными жирами и различными пищевыми добавками, изготавливают маргарин.

Основной способ синтеза – взаимодействие карбоновой кислоты и спирта, катализируемое кислотой и сопровождаемое выделением воды. Эта реакция обратна показанной на рис. 3А. Чтобы процесс шел в нужном направлении (синтез сложного эфира), из реакционной смеси дистиллируют (отгоняют) воду. Специальными исследованиями с применением меченых атомов удалось установить, что в процессе синтеза атом О, входящий в состав образующейся воды, отрывается от кислоты (отмечено красной пунктирной рамкой), а не от спирта (нереализующийся вариант выделен синей пунктирной рамкой).

По такой же схеме получают сложные эфиры неорганических кислот, например, нитроглицерин (рис. 5Б). Вместо кислот можно использовать хлорангидриды кислот, метод применим как для карбоновых (рис. 5В), так и для неорганических кислот (рис. 5Г).

Взаимодействие солей карбоновых кислот с галоидалкилами RCl также приводит к сложным эфирам (рис. 5Г), реакция удобна тем, что она необратима – выделяющаяся неорганическая соль сразу удаляется из органической реакционной среды в виде осадка.

Применение сложных эфиров.

Этилформиат НСООС₂Н₅ и этилацетат Н₃СООС₂Н₅ используются как растворители целлюлозных лаков (на основе нитроцеллюлозы и ацетилцеллюлозы).

Сложные эфиры на основе низших спиртов и кислот (табл. 1) используют в пищевой промышленности при создании фруктовых эссенций, а сложные эфиры на основе ароматических спиртов – в парфюмерной промышленности.

Из восков изготавливают политуры, смазки, пропиточные составы для бумаги (вощеная бумага) и кожи, они входят и в состав косметических кремов и лекарственных мазей.

Жиры вместе с углеводами и белками составляют набор необходимых для питания пищевых продуктов, они входят в состав всех растительных и животных клеток, кроме того, накапливаясь в организме, играют роль энергетического запаса. Из-за низкой теплопроводности жировой слой хорошо предохраняет животных (в особенности, морских – китов или моржей) от переохлаждения.

Животные и растительные жиры представляют собой сырье для получения высших карбоновых кислот, моющих средств и глицерина (рис. 4), используемого в косметической промышленности и как компонент различных смазок.

Нитроглицерин (рис. 4) – известный лекарственный препарат и взрывчатое вещество, основа динамита.

На основе растительных масел изготавливают олифы (рис. 3), составляющие основу масляных красок.

Эфиры серной кислоты (рис. 2) используют в органическом синтезе как алкилирующие (вводящие в соединение алкильную группу) реагенты, а эфиры фосфорной кислоты (рис. 5) – как инсектициды, а также добавки к смазочным маслам.

Михаил Левицкий

Карцова А.А. Покорение вещества. Органическая химия. Издательство Химиздат, 1999
Пустовалова Л.М. Органическая химия. Феникс, 2003

Действие эфирных масел на организм человека

Большинство эфирных масел обладают противомикробными и снимающими спазм (сжатие) гладкой мускулатуры (она находится в области внутренних органов и кровеносных сосудов) свойствам. Многие эфирные масла оказывают противовоспалительное действие. Кроме того, они оказывают положительное действие на общий обмен веществ в организме человека, угнетают или повышают активность центральной нервной системы, влияют на работу сердечно-сосудистой системы. Отдельные эфирные масла стимулируют или угнетают дыхательную систему, оказывают отхаркивающее действие.

Токсичность (ядовитые свойства) большинства эфирных масел, особенно, при их ингаляционном (при вдыхании) и наружном применении невысока. Однако некоторые эфирные масла достаточно токсичны и при введении внутрь оказывают гемолитическое действие (склеивают красные кровяные тельца – эритроциты, что вызывает малокровие или анемию).

Из организма эфирные масла выводятся через почки, увеличивая при этом объем выделяемой мочи (диурез), а также через легкие, с чем связано их местное антисептическое и прямое отхаркивающее действие.

Эфирные масла широко применяются в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных форм для улучшения их вкуса, запаха, консистенции и других свойств. Наиболее широко используются следующие лечебные препараты, содержащие эфирные масла: настойки, экстракты и масла арники, валерианы, аниса, мяты перечной, зверобоя, эвкалипта, ромашки аптечной и так далее.

Эфирное масло валерианы

Эфирное масло валерианы содержится главным образом в корнях растения. В состав его входит сложные эфиры, биологически активные вещества, изовалериановая кислота, придающая маслу характерный запах, и терпены (углеводороды, получаемые их хвойных деревьев и некоторых других растений).

Препараты валерианы оказывают успокаивающее действие на нервную систему. Валериана является антагонистом судорожного яда бруцина, а также снимает возбуждение, вызванное кофеином. Валериана усиливает процессы торможения в центральной нервной системе, устраняет явления невроза (заболевания, развивающегося на фоне стрессов), в некоторой степени регулирует гормональный фон (воздействуя на гипоталамус – отдел головного мозга, регулирующий секрецию всех гормонов в организме), снимает спазмы гладких мышц внутренних органов и кровеносных сосудов.

Эфирное масло ромашки аптечной

Эфирное масло ромашки аптечной имеет синий цвет, обусловленный содержанием в нем хамазулена и характерный запах (присутствие в нем углеводородов фарнезенов). Кроме того, в нем содержатся и другие химические вещества.

Эфирное масло ромашки аптечной обладает дезинфицирующими и противовоспалительным свойствами. А содержащиеся в растении фитонциды придают ему еще и спазмолитический эффект (снимают спазм гладкой мускулатуры внутренних органов и кровеносных сосудов).

Лекарственные препараты, изготовленные на основе ромашки аптечной принимают внутрь для снятия спазмов и болей при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, желчевыводящих путей и при болезненных менструациях, как успокаивающее средство при заболеваниях нервной системы (неврозах, эпилепсии), как отхаркивающее при бронхитах и так далее.

Наружно настоями ромашки полощут горло и полость рта при различных воспалительных заболеваниях, промывают язвы, нарывы и ожоги. В виде спринцевания такие настои применяются при лечении воспалительных гинекологических заболеваний.

Медицинские препараты на основе сложных эфиров.

ГИДРОКОРТИЗОНА АЦЕТАТ

Применяют при воспалительных и аллергических заболеваниях кожи в том числе осложненных микробной флорой чувствительной к левомицетину

ГИДРОКОРТИЗОНА ГЕМИСУКЦИНАТ

Применяют при острой недостаточности надпочечников острых аллергических реакциях астматическом статусе для профилактики и лечения шока при инфаркте миокарда осложненном кардиогенным шоком для лечения тиреотоксического криза при других показаниях к применению кортикостероидных препаратов.

ФЛУМЕТАЗОНА ПИВАЛАТ

Применяют местно в виде 0 02 % мази или крема при экземах нейродермите зуде воспалительных реакциях кожи и слизистых оболочек.

Применяют при бронхиальной астме главным образом в случаях когда неэффективны обычные бронходилататоры и кромолиннатрий.

Дезоксикортикостерон является минералокортикостероидом. Он вызывает задержку в организме ионов натрия и повышенное выделение калия что приводит к повышению гидрофильности тканей; объем плазмы при этом увеличивается повышается артериальное давление; увеличивает тонус и улучшает работоспособность мышц.

Препарат показан больным с длительным неблагоприятным течением шизофрении. В некоторых случаях оказывает лечебное действие при недостаточной эффективности других (непролонгированных) нейролептических средств.

Оказывает противокашлевое действие тормозя центральное звено кашлевого рефлекса; дыхательной центр не угнетает.

Применяют по тем же показаниям что и левомицетин (дизентерия брюшной тиф коклюш ангина отиты пневмонии риккетсиозы и другие инфекционные заболевания) преимущественно в детской практике когда применение левомицетина затруднено из-за горького вкуса.

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ В ВЕТЕРИНАРИИ И МЕДИЦИНЕ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Продукты взаимодействия карбоновых кислот со спиртами или фенолами представляют собой сложные эфиры. Среди сложных эфиров особое место занимают природные эфиры — жиры и масла, которые образованы трехатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами, содержащими четное число углеродных атомов. Жиры входят в состав растительных и животных организмов и служат одним из источников энергии живых организмов, которая выделяется при окислении жиров. Широкое применение природные сложные эфиры находят в медицине и ветеринарии.

Эфирные масла – это многокомпонентные летучие душистые вещества растительного происхождения, принадлежащие к разным классам химических соединений. По химическому строению эфирные масла представляют собой смеси различных органических соединений, состоящие, главным образом, из отдельных видов жиров, углеводов, терпенов (углеводородов, получаемых в основном из хвойных деревьев и некоторых других растений) и их производных. В свободном или в связанном состоянии эфирные масла содержатся в клетках различных органов растений. Их количество в растительном сырье колеблется от 0,001 до 20% в пересчете на сухое вещество. Известно более 2500 видов эфирномасличных растений. Эфирные масла обычно представляют собой маслянистые жидкости различной окраски. Некоторые из них при комнатной температуре имеют плотную консистенцию. Общими свойствами эфирных масел является характерный запах, жгучий вкус, хорошая растворяемость в органических растворителях и способность ароматизировать воду. Большинство эфирных масел обладают противомикробными и снимающими спазм гладкой мускулатуры свойствам. Многие эфирные масла оказывают противовоспалительное действие. Кроме того, они оказывают положительное действие на общий обмен веществ в организме человека, угнетают или повышают активность центральной нервной системы, влияют на работу сердечно-сосудистой системы. Отдельные эфирные масла стимулируют или угнетают дыхательную систему, оказывают отхаркивающее действие. Токсичность большинства эфирных масел, особенно, при их ингаляционном и наружном применении невысока. Однако некоторые эфирные масла достаточно токсичны и при введении внутрь оказывают гемолитическое действие. Эфирные масла широко применяются в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных форм для улучшения их вкуса, запаха, консистенции и других свойств.

Медицинский жир — светло-желтая масса, получаемая из печени тресковых рыб (рыбий жир; Oleum jecoris Aselli) или из подкожного сала морских млекопитающих :китов, тюленей и др. Рыбий жир содержит в 1 г 350 ME витамина А и 30 ME витамина D2. Медицинский жир хранят в темном месте при температуре не выше 10°, не более 1 года. Применяют для профилактики и лечения авитаминоза А и D. Рыбий жир применяют также наружно при лечении ран, термических и химических ожогов кожи и слизистых оболочек.

Воск - это биологически активное вещество, обладающее высокими бактерицидными свойствами. В состав воска входят около 300 различных веществ, среди которых преобладают сложные эфиры, углеводороды, свободные жирные кислоты, вода, ароматические, красящие, минеральные и другие вещества. Главной составной частью воска являются сложные эфиры (до 75%), образованные пальмитиновой, неоцеротиновой и мелиссиновой кислотами, цериловым и мелиссиновым спиртами. Он с древних времен используется для медицинских нужд. И в настоящее время он также необходим в медицинской и фармацевтической промышленности.

Задача более широкого применения сложных эфиров будет разрешена только при достаточно основательных знаниях об этих веществах и дальнейшем изучении этого класса органических соединений.

Список литературы:

1. Артеменко А. И. Органическая химия: Учеб. для студентов строит, спец. вузов. — 6-е изд., испр. — M.: Высш. шк., 2007. — 559 с., ил.

4. Химия. Учебное пособие /А.Н. Шипуля, Ю.А. Безгина, Е.В. Волосова, Н.Н. Францева, Е.В. Пашкова // - Ставрополь, -2015.

5. Эффективные технологии в учебном процессе / Е.В. Волосова, Ю.А. Безгина, Е.В. Пашкова, А.Н. Шипуля // в сборнике: Применение современных ресурсосберегающих инновационных технологий в АПК 2016. С. 74-75.

Кокаин -алкалоид, содержащийся в листьях Coca (южно- американский кустарник). Анестезирующие свойства его открыты в 1859 году русским ученым В.К.Анрепом. Используется только для поверхностной анестезии, поскольку быстро всасывается даже через неповрежденную слизистую оболочку, вызывая резорбтивные эффекты. Кокаин - высокотоксичен. Всасываясь и накапливаясь в тканях центральной нервной системы, он возбуждает кору головного мозга (галлюцинации, повышение психомоторной возбудимости) и центры (дыхательный, сосудодвигательный и рвотный) продолговатого мозга, активирует спинной мозг (усиливаются спинальные рефлексы). С увеличением концентрации кокаина возбуждение центральной нервной системы сменяется угнетением, вплоть до паралича (включая дыхательный центр). Кокаин тормозит обратный захват норадреналина варикозными утолщениями адренергических нервных окончаний и уменьшает его инактивацию ферментами, чем объясняются адреномиметические эффекты анестетика (повышение артериального давления, тахикардия, уменьшение секреции и перистальтики кишечника, расширение зрачка). При повторном применении кокаин может вызвать состояние эйфории (улучшается настроение, уменьшается чувство голода и жажды), что приводит к возникновению наркомании - кокаинизма. Отмена препарата сопровождается абстинентным синдромом. У кокаинистов развивается только психическая зависимость, поэтому препарат можно отменять сразу.

Дикаин - значительно превосходит по активности и токсичности кокаин. В связи с высокой токсичностью используется только для поверхностной анестезии. Дикаин расширяет сосуды, поэтому для уменьшения токсичности (связанной с резорбцией) его сочетают с вазоконстрикторами.

Анестезин, в отличие от других местноанестезирующих препаратов, плохо растворяется в воде, применяется как основание в виде 5-20% растворов в масле или глицерине, 5-10% мазях, пастах и присыпках. Используется для поверхностной анестезии слизистой оболочки, язвенных и раневых поверхностей. При болях и спазмах желудка его назначают внутрь в порошке, добавляют к средствам, применяемым при гиперацидных гастритах и язвенной болезни (например, к алмагелю), при заболеваниях прямой кишки (трещинах, геморрое) - в суппозиториях.

Новокаин по активности и токсичности в 4-5 раз уступает кокаину. Применяется для инфильтрационной (0,25-0,5% растворы), проводниковой (1-2% растворы) и спинномозговой (2-5% растворы) анестезии. Для поверхностной анестезии не используется, так как плохо проникает в ткани (необходимы 10-20% растворы; такие концентрации раздражают слизистые оболочки).

Новокаин расширяет сосуды, поэтому его сочетают с вазоконстрикторами (1 капля 0,1% раствора адреналина на 5-10 мл раствора анестетика), что усиливает и удлиняет анестезию и уменьшает капиллярные кровотечения во время операции. Продолжительность новокаиновой анестезин 30-40 мин.

Новокаин применяется, кроме того, для так называемой "блокады" при воспалительных и гнойных процессах, невралгиях, миалгиях, плохо заживающих язвах и т.д. "Обкалывая" раствором новокаина определенную область, снижают чувствительность интерорецепторов, прерывают вегетативные рефлексы, участвующие в развитии патологических процессов, воздействуют на нервно-трофический компонент воспаления, что ускоряет выздоровление. При лечении невралгии тройничного нерва, парестезии, пародонтоза 0,5-2% раствор новокаина вводится электрофоретически.

При внутривенном введении новокаин угнетает центральную нервную систему, оказывает болеутоляющее и противошоковое действие, уменьшает образование ацетилхолина, понижает возбудимость периферических холинергических систем, снижает висцеральные и соматические полисинаптические рефлексы, стабилизирует вегетативные функции, блокирует ганглии, замедляет проводимость, уменьшает возбудимость и автоматизм сердечной мышцы, уменьшает воспаление. Кроме того, оказывая прямое действие на центральную нервную систему, новокаин способствует потенцированию наркоза, в больших дозах вызывает сон и наркоз. Резорбтивные эффекты новокаина можно использовать для снятия спазмов периферических сосудов, улучшения микроциркуляции, в комплексной терапии язвенной болезни, гастритов, коронароспазмов, гипертонической болезни, нейродермитов и т.д.

Новокаин малотоксичен, но часто вызывает аллергические реакции (дерматиты, отек Квинке и даже анафилактический шок). При повышенной чувствительности к новокаину у пациента наблюдается головокружение, общая слабость, падение кровяного давления, коллапс, шок. Для выявления повышенной чувствительности к препарату необходимо тщательно собирать анамнез, помня о возможности перекрестной аллергии с другими анестетиками группы эфиров (анестезин, дикаин). Одним из метаболитов новокаина является парааминобензойная кислота, поэтому он снижает активность сульфаниламидов, противомикробное действие которых обусловлено конкурентным антагонизмом с парааминобензойной кислотой.

В токсических дозах, как и все местные анестетики - эфиры, новокаин может вызывать тошноту, рвоту, судороги, падение артериального давления, а затем угнетение жизненно важных центров, прежде всего дыхательного. При передозировке первая помощь состоит в назначении барбитуратов короткого действия (гексенал, тиопентал). кардиотонических (строфантин, коргликон) и сосудосуживающих средств.

Читайте также: