Кумарины и хромоны

Кумарины – кислородсодержащие гетероциклические соединения, в основе молекулярной структуры которых лежит бензо-α-пирон – лактон цис-орто-оксикоричной кислоты.

Классификация кумаринов В зависимости от замещения Н в бензольном (А) и лактоном (Б) кольцах различными радикалами (-ОН, -СН₃, -ОСН₃), а также от конденсации с фурановым, пирановым и бензольными кольцами кумарины подразделяют на:

1. Собственно кумарины; 2. Оксикумарины; 3. Метоксикумарины.

4. Фуранокумарины:

а) типа псоралена, у которых 5-членное фурановое кольцо сконденсировано с кумарином в С_6-7;

б) типа ангелицина (изопсоралена), фурановое кольцо которых сконденсировано с кумарином в С_7-8.

5. Пиранокумарины, содержащие 6-членное пирановое кольцо, сконденсированное с кумарином в С_5-6-, С_6-7- или С_7-8-положениях, и имеющие заместителей в пирановом, бензольном или пироновом кльцах:

6. Бензокумарины.

7. Куместаны, т.е. бензофураны, сконденсированные с кумарином в положении С_3-4.

8. Димерные кумарины.

9. Афлатоксины – более сложные соединения с ядром кумарина.

10. Хромоны и фуранохромоны.

Биологическая активность. Так эскулетин и другие простые оксикумарины проявляют Р-витаминную активность. Они делают более проницаемыми и эластичными капилляры кровеносных сосудов. Метоксикумарины часто являются ядами для рыб и моллюсков. Производные фурано- и пирано-кумаринов обладают коронарорасширяющим и спазмолитическим эффектом на мускулатуру кровеносных сосудов. Кроме того, фурано- и пирано-кумарины известны своей фотосенсибилизирующей активностью. Способностью повышать чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам и к выработке меланинов клетками кожи. Бензо- и амино-кумарины проявляют инсектицидную и антибактериальную активность, куместаны – эстро- и лактогонное действие. У некоторых кумаринов установлены антимитотические и антиканцерогенные свойства. Дикумарин препятствует образованию протромбина в крови, вследствие чего он способствует повышению проходимости крови по сосудам, но в больших дозах дикумарин обусловливает тяжелые кровоизлияния и опасен для здоровья.

Физико-химические свойства кумаринов. 1.Кумарины представляют собой кристаллические вещества – бесцветные или слегка желтоватые, без запаха (кроме собственно кумарина, имеющего запах свежего сена). 2. Гликозиды кумаринов растворяются в воде и спиртах и не растворяются в органических растворителях. Агликоны кумаринов растворяются в органических растворителях: хлороформе, метиловом и этиловом спирте, петролейном и диэтиловом эфире, маслах, но в воде нерастворимы. 3. Для кумаринов характерна высокая устойчивость лактонного кольца, которое не раскрывается даже при длительном кипячении. Кумарины не взаимодействуют с кислотами и аммиаком. При нагревании до 100ºС они возгоняются.

4. Раскрытие лактонного кольца при нагревании в разбавленной щелочи, в результате чего образуются соли кумаровой кислоты желтого цвета. При подкислении этого раствора лактоное кольцо кумаринов вновь замыкается, образуя исходный кумарин «лактонная проба». 5.Кумарины флуоресцируют в ультрафиолетовых лучах желтым, зеленоватым, голубым, фиолетовым светом; в щелочной среде и в парах аммиака их флуоресценция усиливается. Кумарины имеют максимум поглощения в УФ и ИК областях спектра.

Выделение Экстракцию кумаринов из ЛРС проводят этанолом (в жидкую фазу переходят как агликоны, так и гликозиды кумаринов). После отгона спирта густой экстракт обрабатывают диэтиловым или петролейным эфиром, в который переходит сумма агликонов и значительное количество балластных веществ. Эфирный слой отделяют, отработанные остатки выбрасывают. Эфирное извлечение обрабатывают 0,5% водным раствором КОН на холоду, водную фазу отбрасывают. Затем эфирную фазу обрабатывают 10% водно-спиртовым раствором КОН при слабом нагревании. Происходит разрыв лактонного кольца, и образуются кумаринаты, которые переходят в водный слой. А в органическом растворителе остаются балластные вещества (смолы, стерины, спирты), органическую фазу выбрасывают. Водно-щелочной слой подкисляют разбавленной НСl: происходит замыкание лактонного кольца с образованием кумаринов, которые экстрагируют органическим растворителем. Когда органический растворитель отгоняют, получают сумму кумаринов, котрую разделяют хроматографически. В качестве сорбента берут оксид алюминия или силикагель. Кумарины, содержащие фенольные или спиртовые гидроксильные группы, сильнее адсорбируются на Al₂O₃, чем на силикагеле. Адсорбционное сродство кумаринов к Al₂O₃ усиливается с увеличением числа ОН-групп. Эти соединения затем элюируются из колонки большим объемом полярных растворителей, подобных спирту. На хроматограмме флуоресцирующие пятна кумаринов обводят и проявляют диазотированным сульфаниламидом, кумарины окрашиваются в оранжевый, красный и фиолетовый цвета.

Качественные реакции на кумарины.

1. Лактонная проба. К спиртовому извлечению из лекарственного растительного сырья прибавляют 10%-й спиртовой раствор КОН и нагревают: раствор желтеет (при разрыве лактонного кольца образуются кумаринаты, окрашивающие раствор в желтый цвет). При добавлении небольшого количества дистиллированной воды раствор становится более прозрачным (кумаринаты растворимы в воде). Подкислив раствор 10% НСl до кислых значений рН наблюдаем помутнение раствора или выпадение осадка: регенерировавшие кумарины нерастворимы в воде.

2. Диазореакция. К спиртовому извлечению прибавляют 10%-й спиртовой раствор КОН и нагревают: раствор желтеет. Затем прибавляют свежеприготовленный диазореактив (смесь равных объемов растворов п-нитроанилина и нитрита натрия в концентрированной НСl): при наличии кумаринов раствор приобретает вишнево-бурую окраску.

Количественное определение кумаринов.

1. Гравиметрический метод, основанный на обратимом размыкании и замыкании лактонного кольца.

2. Колориметрический метод, в основе которого лежит способность кумаринов вступать во взаимодействие с солями диазония. В качестве диазореагента применяют диазотированный п-нитроанилин, сульфаниловую кислоту, сульфаниламид.

3. Специфическое отношение кумаринов к щелочи лежит в основе метода нейтрализации (обратного титрования), применяемого для определения суммы кумаринов и их индивидуальных компонентов.

4. Методы ультрафиолетовой спектрофотометрии.