Фенольные гликозиды

Фенолы – ароматические соединения, которые имеют бензольное ядро с одной или несколькими гидроксильными группами. Классификация: 1) простые фенолы, окси-, диокси-, триоксибензолы – С₆-соединения; 2) фенолокислоты, т.е. соединения С₆-С₁; 3) фенолоспирты, фенил-уксусные кислоты, т.е. соединения С₆-С₂;2) гидроксистильбены – соединения, имеющие структуру С₆-С₂-С₆;3) оксикоричные кислоты, спирты, кумарины, хромоны, т.е. С₆-С₃;4) лигнаны – соединения со структурой (C₆-C₃)₂; 5) флавоноиды – соединения со структурой С₆-С₃-С₆;6) дубильные вещества (танины), лигнины, меланины, содержащие полимеризованные кольца флавоноидов (С₆-С₃-С₆)_n; 7) димерные соединения – такие как эллаговая кислота и гексагидроксидифеновая кислота;8) нафто- и антрахиноны, состоящие из 2 или 3 конденсированных бензольных колец; 9) ксантоны, флаволигнаны.

Физ-хим. свойства. Фенольные соединения, вследствие их высокой реакционной способности и определенной токсичности для живой протоплазмы, в растительных тканях находятся, главным образом, не в свободной, а в гликозилированной форме. Фенольные соединения (гликозиды) нерастворимы в органических растворителях (хлороформе, этилацетате, эфире, многоатомных спиртах), но растворимы в воде, низкоатомных (метиловый, этиловый) спиртах и водно-спиртовых смесях, с помощью которых их обычно и экстрагируют из растительного сырья. После высушивания фенольные гликозиды представляют собой бесцветные или окрашенные кристаллы, реже аморфные вещества. Присутствие в молекуле фенольных гликозидов углеводной части обусловливает их оптическую активность. Фенольные гликозиды, как и все О-гликозиды, характеризуются способностью к гидролизу при нагревании с минеральными кислотами или при термостатировании с ферментами-гидролазами. Фенольные соединения обладают слабыми кислотными свойствами и реагируют со щелочами, образуя солеподобные продукты (феноляты). Важным свойством полифенолов является их способность к окислению с образованием хинонов.

1.Орто-дигидроксифенолы дают окрашенные комплексы с Fe³⁺ и другими тяжелыми металлами. 2.Они также вступают в реакции сочетания с диазосоединениями, давая азокрасители. 3.Для определения присутствия фенолов в растительном сырье используют качественную реакцию с 10% раствором натрия фосфорномолибденовокислого в соляной кислоте: в результате реакции экстракт, содержащий арбутин и другие фенолы, показывает на дне белой фарфоровой чашки сине-зеленое окрашивание.4.При разделении фенольных соединений в тонком слое селикагеля хроматограммы после обработки 4% H₂SO₄ в абсолютном этаноле проявляют фенольные гликозиды, в виде желтых, оранжевых, красных или голубых пятен. После обработки хроматограмм раствором AgNO₃ и щелочью выявляются в виде коричневых пятен разных оттенков. После обработки хроматограмм реактивом Фолина-Дениса возможно также хроматоспектрофотометрическое количественное определение фенольных соединений.

Сапонины

Сапонины – природные гликозиды (сапонизиды, сапозиды), характерными свойствами которых являются: 1) высокая поверхностная активность (способность при встряхивании образовывать пену – т.е. это детергенты); 2) гемолитическая активность, обусловливающая образование пор в клеточной мембране эритроцитов и, как следствие, выход гемоглобина в плазму крови; 3) токсичность для холоднокровных животных, вызванная способностью сапонинов нарушать функционирование жабр рыб и других жабродышащих.

Хим. структура и классификация. По химической природе сапонины условно классифицируют в две группы: 1) стероидные сапонины, 2) тритерпеновые: пента- и тетрациклические, хотя по большому счету все сапонины относятся к терпеноидам и основу их генинов составляет циклопентанпергидрофенантреновое ядро.

Стероидные сапонины. Особенностью агликонов стероидных сапонинов является присутствие в молекуле 27 атомов углерода и наличие атома кислорода у С₁₆. В положении С₅-С₆ у многих имеется двойная связь (в молекуле диосгенина). В зависимости от ориентации (поворота) спирокетального кольца стероидные сапонины подразделяют на соединения «нормального» ряда и «изо»-ряда. Кроме того, агликоны стероидных сапонинов всегда имеют ОН-группу у С₃-атома, который представляет место присоединения гликозидных остатков. Стероидные гликозиды поэтому являются С₃-О-гликозидами. Стероидные сапонины имеют, прежде всего, значение как исходные продукты для получения кортикостероидов и других стероидных гормональных препаратов (Преднизолон, Прогестерон). От других сапонинов стероидные сапонины практически не отличаются ничем, кроме способности образовывать с высшими спиртами (с холестерином) комплексные соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в этаноле).

Тритерпеновые сапонины– это сапонины, агликоны которых представлены тетра- или пентациклическими тритерпеноидами: (С₁₀Н₁₆)₃.

Тритерпеноидные сапонины распространены в растительном мире чаще, чем стероидные. В растениях сапонины находятся в растворенном виде в клеточном соке (вакуоли). Большинство пентациклических тритерпеновых сапонинов относится к пяти типам: 1) α-амирина, 2) β-амирина, 3) лупеола, 4) фриделина и 5) гопана. В природе наиболее широко представлены продукты β-амирина – олеаноловая кислота. Продукты α-амирина - урсоловая кислота и ее производные. Продукты лупеола - бетуловая кислота, бетулин. Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми; кислый характер рН обусловлен карбоксильной группой в агликоне или присутствием уроновых кислот в гликозильной части молекулы. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной кислотой (пропионовой или другими). Сахаристые остатки могут присоединяться к агликону по гидроксильной или карбоксильной группам; гликозильная цепочка может быть линейной или разветвленной.

Физико-химические свойства. По физико-химическим свойствам сапонины – бесцветные или желтоватые аморфные гигроскопичные вещества. В кристаллическом виде получены отдельные гликозиды сапонинов, которые содержат не более 4 моносахаридов.

Как стероидные, так и тритерпеновые сапониновые гликозиды (сапонизиды, или сапозиды) более или менее растворимы в воде, а также в разведенных водой низших спиртах (этаноле, метаноле) даже на холоде, а в более крепких концентрациях этих спиртов только при нагревании и выпадают в осадок при охлаждении. Как правило, сапонизиды при растворении в воде образуют коллоидные растворы. Оптически активны. Сапонизиды нерастворимы в эфире, бензоле, ацетоне, хлороформе и др. орг. растворителях.

Многие сапонины образуют молекулярные комплексы с солями тяжелых металлов, фенольными веществами, стеринами, липидами, белками. При этом гликозильные части их определяют способность связывания, а сапогенины гемолитически не активны и не токсичны для рыб. Из водных растворов сапонины осаждаются солями тяжелых металлов, гидроокисью бария или магния, белками и таннинами. Из спиртовых растворов сапонины осаждаются неполярными органическими растворителями (диэтиловым эфиром, этилацетатом и др.), стеринами, липидами. Под действием кислот и ферментов гликозиды сапонинов гидролизуются. Сапонины обладают жгучим раздражающим вкусом и вызывают чихание и покраснение глаз, аллергии.

Стероидные сапонины образуют комплексы и осадки с высшими спиртами и холестерином. Стероидные сапонины, как правило, рН-нейтральны, а тритерпеновые в основном кислые. Сапогенины – кристаллические вещества с четкой t_пл (в отличие от гликозидов, которые не имеют определенной t_пл). Сапогенины растворимы в спиртах, диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле, но нерастворимы в воде.

Выделение Предварительно ЛРС обрабатывают петролейным эфиром или 4-хлористым углеродом – для разрушения комплекса сапонинов со стеринами, которые нерастворимы в спиртах. Экстрагируют сапонины из ЛРС водой, этанолом, метанолом (или их водными растворами). Водой в основном извлекают гликозиды. Поэтому обычно 60-70% спирт – им извлекаются и гликозиды, и агликоны сапонинов. Затем из водных вытяжек различные тритерпеновые сапонины осаждают тяжелыми металлами (кислые сапонины с металлами образуют соли, которые затем разлагают серной или угольной кислотами). Если образуются холестериновые комплексы, проводят извлечение холестерина бензолом, если белковые комплексы – проводят разрушение комплекса кипячением с этанолом (сапонины переходят в раствор, белок остается в растворе). Из таниновых комплексов сапонины освобождают кипячением с оксидом цинка: танины остаются в осадке в виде комплекса с цинком, сапонины переходят в раствор. Полученные фракции сапонинов разделяют на индивидуальные вещества с помощью колоночной хроматографии на селикагеле, окиси алюминия, активированном угле, гельфильтрацией на сефадексе и т.п.