Флавоноиды

Флавоноиды – большая группа природных кислородсодержащих гетероциклических соединений, в основе строения которых лежит дифенил-пропановый скелет: С₆-С₃-С₆. Свое название эти вещества получили от латинского слова «flavus» – желтый, так как первые выделенные флавоноиды имели желтую окраску.

Хим. структура и классификация Большинство флавоноидов относят к производным хромана(бензо-γ-пирона) и хромана(бензо-γ-пирана). Флавоноиды классифицируют на основе:

а) степени гидроксилирования и окисленности (СН₂)₃-фрагмента;

б) положения бокового фенильного радикала;

в) величины гетероцикла.

Флавоноиды подразделяют на следующие основные группы:

I. Эуфлавоноиды с боковым фенильным радикалом у С₂.

II. Изофлавоноиды с фенильным радикалом у С₃.

III. Бифлавоноиды. IV. Неофлавоноиды.

В растениях большинство флавоноидов присутствует в форме гликозидов. В углеводной части могут быть как моносахариды: Д-глюкоза, Д-галактоза, L-рамноза, так и специфические дисахариды: рутиноза, софороза. Основную группу флавоноидов составляют О-гликозиды; в меньшей степени встречаются С-гликозиды, где углеводные компоненты связаны с агликоном через углеродный атом в 6-м , 8-м положениях. Известны также ацилированные гликозиды, содержащие ацильные остатки бензойной, уксусной, протокатеховой, кофейной и др. к-т. Для флавоноидов характерно также гидроксилирование. У некоторых флавоноидов гидроксилы еще метилированы.

I. К эуфлавоноидам относятся:

1) производные флавана (2-фенилхромана): флаваны, катехины (флаван-3-олы), лейкоантоцианидины (флаван-3,4-диолы), антоцианидины (например, цианидин, пеларгонидин, дельфинидин);

2) производные флавона (2-фенилхромона): флавоны, флавонолы, рутин, гиперозид, авикулярин, флаваноны, флаванонолы;

3) производные флавоноидов с раскрытым пироновым кольцом − халконы, дигидро-халконы, изо-халконы;

4) производные флавоноидов с 5-членным фуроновым кольцом − ауроны (например, сульфуретин):

II. К изофлавоноидам относятся соединения с фенильным радикалом в положении С₃: изофлаван, изофлавон, изофлавонон.

III. Неофлавоноиды: 4-бензохроман (неофлаван), 4-бензокумарин.

IV. Бифлавоноиды – димеры из субъединиц флавонов, флавононов и др., связанных С-С-связью: например, 5,7,8′-биапигенин (аментофлавон).

Применение в медицине

1. Р-витаминной активностью, т.е. способностью уменьшать проницаемость стенок капилляров и хрупкость сосудов.

2. Антисклеротической активностью

3. Спазмолитической активностью.

4. Противовоспалительной, противоязвенной, ранозаживляющей активностью обладают суммарные препараты флавоноидов Флакарбин и Ликвиритон, Калефлон и индивидуальные флавоноиды – рутин, кверцетин.

5. Желчегонной активностью. Фламина, Холосаса, Флакумина, Танацехол, Конвафлавин.

6. Гипоазотемической активностью, т.е. способностью понижать в крови уровень азотистых веществ(Леспенифрил, Леспефлан).

7. Сердечно-сосудистой активностью, т.е. оказывают влияние на работу сердца и сосудов, увеличивают амплитуду сердечных сокращений, восстанавливают работу сердечной мышцы при утомлении и отравлении хлороформом, нормализуют ритм.

8. Сосудорасширяющим действием(Флакразид)

9. Кардиотоническим действием (Кардиовален).

10. Седативным действием

11. Гипотензивным действием

12. Мочегонным действием

13. Противовирусной и антимикробной

14. Эстрогенным действием

15. Радиопротекторное и противоопухолевое действие

Физико-химические свойства Большинство флавоноидов – твердые кристаллические вещества, без запаха, бесцветные или желто-коричневые, с определенной температурой плавления.

Чистые флавоноиды отличимы по окраске: в желтый цвет окрашены флавоны, флавонолы, халконы, ауроны, бесцветны катехины, лейкоантоцианидины, флаваны, флаваноны, изо-флавоны, а антоцианидинам присущи яркие оттенки синего или красного цвета в зависимости от рН среды. В кислой среде они имеют красный цвет (соли катионов), в щелочной – синий (соли анионов). Флавоноиды флуоресцируют в УФ-свете.

Флавоноидные гликозиды обладают оптической активностью. Преобладающие О-гликозиды при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов легко отщепляют углеводный остаток. С-гликозиды при действии концентрированных кислот (СН₃СООН, НСl, H₂SO₄) даже при длительном нагревании расщепляются с трудом. Катехины и лейкоантоцианидины гликозидных форм не образуют. Они легко окисляются под действием света и щелочей. Остальные флавоноиды более устойчивы к окислению. Флавоноиды способны к восстановлению атомарным водородом в кислой среде в присутствии Mg²⁺ или Zn²⁺. Флавоноиды взаимодействуют со щелочами с образованием фенолятов, имеющих желтый цвет. Способны образовывать комплексы с солями металлов. Свободная ОН-группа в 7-ом положении способна диазотироваться.

Агликоны флавоноидов нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в низших спиртах (метиловом, этиловом), органических растворителях (диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле) и растворах щелочей. Гликозиды флавоноидов, содержащие более трех сахарных остатков, растворимы в воде, водно-спиртовых смесях, спиртах (при нагревании), этилацетате и нератворимы в органических растворителях (петролейном и диэтиловом эфирах, дихлорэтане, 4-хлористом углероде).

Выделение проводят эктракцию флавоноидов из ЛРС одним из подходящих растворителей: этанолом, метанолом, горячей водой или водно-спиртовой смесью. Для лучшей экстракции спиртовые растворы с растительным сырьем нагревают. Полученные спиртовые извлечения затем выпаривают до водного остатка, разбавляют горячей водой и из водной фазы удаляют балластные липофильные вещества, используя делительную воронку и прибавление дихлорэтана или 4-хлористого углерода. После очистки агликоны флавоноидов извлекают этиловым эфиром, монозиды – этилацетатом, биозиды и триозиды – н-бутанолом, насыщенным водой, либо другими органическими растворителями. Вытяжку флавоноидов разделяют на компоненты, используя колоночную хроматографию. Элюирование флавоноидных веществ с колонки (или бумаги) в форме агликонов проводят смесью хлороформа с метанолом (или этанолом) с возрастающей концентрацией спирта, а в форме гликозидов – водно-спиртовыми смесями, начиная от воды с увеличением доли спирта.

Качественные реакции 1) цианидиновая проба, проводимая с помощью концентрированной хлористоводородной кислоты и стружки металлического магния. Выделяющийся водород действует на молекулу флавоноидов с образованием оксониевого соединения, имеющего окраску от оранжевой (флавоны) до красно-фиолетовой (флавонолы, флаваноны, флаванонолы). Халконы, ауроны и изофлавоны окрашивания в цианидиновой реакции не дают, но при добавлении концентрированной НСl без Mg показывают красное окрашивание за счет образования оксониевых солей. Важно отметить также, что окрашенные соединения в этой реакции можно фотоколориметрировать.

2) К спиртовому извлечению флавоноидов нескольких капель щелочи - желтое окрашивание (флавоны, флавонолы, флаваноны), пурпурное или оранжево-красное (ауроны, халконы), либо синее (антоцианы).

3) К спиртовому извлечению флавоноидов капель 2% спиртового раствора хлорида алюминия (или циркония) наблюдается ре-ия комплексообразования с появлением желтого окрашивания с яркой зеленой флуоресценцией в УФ-лучах.

4) Борно-лимонная ре-ия (или ре-ия Вильсона-Таубека): 5-оксифлавоны и 5-оксифлавонолы с борной кислотой в присутствии лимонной кислоты дают желтую окраску с красноватой флуоресценцией в УФ-свете.

5) Флавоноиды со свободной оксигруппой у С₇ легко образуют азокрасители с диазотированной сульфокислотой.

6) Флавоноиды со средним и оснóвным ацетатом свинца образуют желтые соли и комплексы (хлопья в растворе выпадают в осадок).

7) с ионами Fe³⁺ образуют комплексы, окрашенных главным образом в сине-черный и зелено-черный цвета. Ре-ия малоспецифична.

8) С треххлористой сурьмой 5-оксифлавоны и 5-оксифлавонолы взаимодействуют с образованием комплексных соединений, окрашенных в желто-оранжевый (флавоны) или красно-фиолетовый (халконы) цвет.

9) При хроматографическом определении флавоноидов на бумаге сумма флавоноидов, разделяемая в смеси бутанол : уксусная кислота : вода (4:1:5) дает в пятнах под УФ-лучами (без обработки хроматограмм проявляющими реактивами) желтое, буро-желтое или коричневое свечение, а после проявления хроматограмм спиртовым раствором щелочи – оранжевое или красное свечение (после проявления в парах аммиака – оранжево-коричневое свечение).

Количественное определение 1) УФ-спектрофотометрию и флуориметрию – методы, основанные на способности флавоноидов поглощать свет в УФ-области спектра; 2) хроматоспектрометрию – более совершенный метод количественного содержания флавоноидов в сочетании с хроматографией, позволяющий проводить очистку и разделение на отдельные компоненты; 3) фотоколориметрию – метод, основанный на цветных реакциях, в частности, реакциях комплексообразования с солями различных металлов – алюминия, цирконии, хрома, сурьмы, на реакции восстановления атомарным водородом в кислой среде в присутствии металлического магния или цинка, а также на реакции с борно-лимонным реактивом.