Фармакогнозия Жохова

регуляции роста растений, тем самым вызывая торможение прорастания семян и роста корней. Кумарины, поглощая УФ-лучи, защищают молодые растения от чрезмерного солнечного облучения. По данным некоторых исследователей, они также предохраняют растения от вирусных заболеваний.

Физические свойства. Кумарины - кристаллические вещества, бесцветные или слегка желтоватые, хорошо растворимые в органических растворителях: хлороформе, эфире диэтиловом, спирте этиловом, они также растворяются в жирах и жирных маслах. Гликозиды кумаринов растворимы в полярных и нерастворимы в неполярных растворителях. При нагревании до температуры 100 °С кумарины возгоняются.

Кумарины флуоресцируют в УФ-свете желтым, зеленоватым, голубым, фиолетовым светом.

Химические свойства. Одним из самых характерных свойств кумаринов является их специфическое отношение к щелочи. Для кумаринов характерна большая устойчивость лактонного кольца, которое под действием горячей разбавленной щелочи размыкается с образованием соли кумариновой кислоты. При этом раствор желтеет. При подкислении раствора кольцо замыкается и кумарины регенерируются в неизменном виде (раствор обесцвечивается и мутнеет или выпадает осадок). Это свойство кумаринов используется для их качественного определения (лактонная проба).

Качественный и количественный анализ. Для обнаружения кумаринов используют также их свойство вступать в реакцию азосочетания. Получаемые соединения дают окраску от коричнево-красной до вишневой.

Методики количественного определения кумаринов можно разделить на объемные, оптические, полярографические, комбинированные.

Рапространение в природе. Кумарины широко распространены в растительном мире. В небольшом количестве они встречаются в растениях, издавна используемых человеком в пищу (петрушка, пастернак, укроп и т. д.). Кумарины найдены у представителей 34 семейств. Наиболее распространены они в семействах зонтичных и бобовых. Кумарины локализуются в различных органах растений, но чаще всего - в плодах и подземных органах.

Фармакологические свойства. Многие кумарины являются биологически активными веществами и оказывают разнообразное действие на организм. Одно из характерных свойств кумаринов - антикоагулирующая активность. Это свойство наиболее выражено у простых кумаринов и их оксипроизводных. Многие фурокумарины обладают фотосенсибилизирующей активностью, то есть повышают чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам, при этом наблюдается интенсивная пигментация кожи и могут возникать сильные ожоги. Это свойство фурокумаринов используют для лечения витилиго (лейкодермии). Производные фурокумаринов и пиранокумаринов обладают спазмолитическим и коронарорасширяющим действием.

2.8.3. Производные антрацена Понятие. Антраценпроизводные - класс природных фенольных соединений, в основе

строения которых лежит структура антрацена различной степени окисленности (рис. 2.30).

Рис. 2.30. Антрацен

71

Классификация. Антраценпроизводные можно классифицировать по трем признакам: степени окисленности, характеру расположения гидроксильных групп и структуре углеродного скелета.

По степени окисленности кольца В выделяют:

■восстановленные формы - производные антранола и антрона (рис. 2.31, 2.32);

■окисленные формы - производные 9,10-антрахинона (рис. 2.33).

В растениях могут существовать как восстановленные, так и окисленные формы. Большинство природных антраценпроизводных относятся к антрахинонам, так как антранол и антрон нестойки и легко окисляются кислородом воздуха до антрахинонов.

В структуре этих соединений могут присутствовать различные функциональные группы: -ОН; -ОСН3; -СООН; -СН2ОН; -СН3, которые обусловливают большое многообразие производных антрацена.

Взависимости от расположения гидроксильных групп в молекуле выделяют:

■производные хризацина (1,8-дигидроксиантрахинона) (рис. 2.34). Сюда относится большинство известных соединений;

■производные ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона) (рис. 2.35). В частности к производным ализарина можно отнести кислоту рубэритриновую, содержащуюся в подземных органах марены красильной.

По структуре углеродного скелета антраценпроизводные классифицируют следующим образом:

■мономеры (все перечисленные выше соединения);

■димеры - образуются при участии двух мономеров (см. рис. 2.36). Примером диантрона может быть сеннидин, содержащийся в листьях кассии остролистной;

■конденсированные производные антрацена - нафтодиантроны (см. рис. 2.37), напримергиперицин, содержащийся в зверобое продырявленном и других видах рода зверобой.

72

Рис. 2.35. Ализарин

Биологическая роль. Производные антрацена играют важную роль в окислительновосстановительных процессах, протекающих в растениях, защищают растения от паразитов, стимулируют накопление полисахаридов и т. д.

Физические свойства. Антраценпроизводные - кристаллические вещества, окрашенные в желтый, оранжевый или красный цвета. Агликоны хорошо растворяются в неполярных растворителях, а также в водных растворах щелочей, образуя окрашенные в красный цвет феноляты. Гликозиды хорошо растворимы в полярных органических растворителях и в воде. Оптически активные вещества. В УФ-свете флуоресцируют: антрахиноны - оранжевые, розовые, красные; антроны и антронолы - желтые, голубые, фиолетовые.

Химические свойства. В присутствии щелочей и концентрированных кислот антраценпроизводные дают окрашенные растворы. С ионами щелочных металлов образуют соли, а с солями тяжелых металлов (Al, Cr, Sn) - очень устойчивые соли или комплексы (лаки).

Качественный и количественный анализ. Антраценпроизводные из растительного сырья экстрагируют водой и водно-спиртовыми смесями, а свободные аглионы - спиртом или хлороформом. Для выделения связанных агликонов гликозиды подвергают гидролизу кислотой или энзиматическому расщеплению, после чего извлекают свободные агликоны этиловым эфиром, бензолом или хлороформом. Для обнаружения антраценпроизводных наиболее широко используется реакция Борнтрегера, основанная на способности антрагликозидов подвергаться щелочному гидролизу с образованием свободных агликонов. При нагревании до температуры 210 °С они сублимируются (возгоняются) - это свойство используют для обнаружения антраценпроизводных в лекарственном растительном сырье.

Методы количественного анализа основаны на способности антраценпроизводных давать окрашенные соединения со щелочноаммиачной смесью и последующем их колориметрическом определении.

Распространение в природе. В растениях антраценпроизводные могут находиться в свободном виде (агликоны) или в виде гликозидов. Они встречаются главным образом в коре,

73

древесине и подземных органах цветковых растений, хотя могут быть и в плодах, листьях, траве. В растениях гликозиды находятся в растворенном виде в клеточном соке, а агликоны - в виде кристаллических включений.

С возрастом в растении количество антраценпроизводных увеличивается, причем в старых растениях преобладают окисленные формы, в молодых - восстановленные. Больше восстановленных форм антраценпроизводных накапливается ранней весной, к осени они переходят в окисленные. Это необходимо иметь в виду при заготовке сырья, так как более ценными фармакологическими свойствами обладают окисленные формы.

Восстановленные антраценпроизводные при приеме внутрь часто вызывают побочные явления: тошноту, рвоту, колики.

Фармакологические свойства. Многие антраценпроизводные усиливают перистальтику толстого кишечника, поэтому лекарственное растительное сырье, содержащее производные хризацина, применяется как слабительное в форме настоев, отваров, сухих экстрактов и различных комплексных препаратов. Производные ализарина оказывают нефролитическое действие и используются для лечения почечнокаменной болезни. Препараты алоэ назначают в качестве биогенных стимуляторов. Конденсированные производные антрацена (например, гиперицин) обладают антибактериальными свойствами. Некоторые производные антрацена давно используются как высококачественные природные красители.

2.8.4. Флавоноиды Понятие. Флавоноиды - это многочисленная группа фенольных соединений, в основе

структуры которых лежит скелет, состоящий из двух бензольных колец (А и В), соединенных между собой трехуглеродной цепочкой (пропановый мостик). Посредством пропанового мостика в большинстве флавоноидов образуется гетероцикл, являющийся производным пирана или γ-пирона. Значительное количество флавоноидов можно рассматривать как производные 2-фенилхромана (флавана, рис. 2.38) или 2-фенилхромона (флавона, рис. 2.39).

Классификация. Современная классификация флавоноидов основана на степени окисленноститрехуглеродного фрагмента, положении бокового фенильного радикала, величине гетероцикла и других признаках. Выделяют 10 основных классов флавоноидов.

К производным флавана относят катехины (флаван-3-олы), лейкоантоцианидины (флаван-3,4-диолы) и антоцианидины.

Катехины (рис. 2.40) - наиболее восстановленные флавоноидные соединения. В растениях они существуют в виде мономеров или более сложных конденсированных соединений, относящихся к дубильным веществам.

Лейкоантоцианидины представляют собой неустойчивые соединения, легко окисляющиеся доантоцианидинов в кислой среде. Так, лейкоцианидин (рис. 2.41) легко превращается в окрашенный продукт - цианидин (рис. 2.42).

74

Рис. 2.40. Катехин

В растениях они присутствуют, как правило, в виде гликозидов (антоцианов). Они придают растительным тканям окраску самых разнообразных оттенков - от розовой до чернофиолетовой. Окраска антоцианов объясняется особенностями их строения - числом и расположением гидроксильных и метоксильных групп, а также способностью образовывать комплексы с ионами металлов.

Флаваноны - небольшая группа флавоноидов (рис. 2.43). В присутствии щелочей они претерпевают изменения, кольцо раскрывается и образуются халконы (рис. 2.44).

Флаванонолы отличаются от флаванонов наличием ОН-группы при С-3. Они достаточно нестойки и поэтому не накапливаются в значительных количествах в растениях.

К производным флавона принадлежат флавонолы и флавоны. Флавоны и флавонолы - это наиболее окисленные формы флавоноидов, широко встречающиеся у растений. В растительном мире обнаружено более 210 флавоноловыхагликонов, из них самые известные - кверцетин (рис. 2.45), кемпферол (рис. 2.46), изорамнетин и мирицетин.

75

Рис. 2.47. Аурон

Особую группу флавоноидов составляют соединения с пятичленным гетероциклическим кольцом, которые были названы ауронами (рис. 2.47).

Биологическая роль. Флавоноиды играют существенную роль в процессе дыхания растений, являясь неотъемлемыми участниками окислительно-восстановительных реакций. Существует мнение, что флавоноиды в растениях выполняют функцию фильтров, защищая ткани от избыточного и потому вредного воздействия ультрафиолетовой части солнечного излучения.

По другой версии, обусловливая окраску цветков, они привлекают насекомых и тем самым способствуют опылению и распространению растений.

Физические свойства. Большинство флавоноидов - твердые кристаллические вещества, окрашенные в желтый цвет (флавоны, флавонолы, халконы, ауроны) или бесцветные (катехины, лейкоантоцианидины, флаваноны). Наиболее яркие оттенки свойственны антоцианам, которые придают растительным тканям красную, синюю или фиолетовую окраску. Гликозилированные формы, как правило, хорошо растворимы в воде, низших спиртах, нерастворимы или малорастворимы в неполярных органических растворителях.

Агликоны хорошо растворяются в низших спиртах (метиловом и этиловом), ацетоне, этилацетате и в водных растворах щелочей.

Химические свойства. О-гликозиды при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов более или менее легко гидролизуются до агликона и углеводного остатка. С- гликозиды с трудом расщепляются лишь при действии концентрированных кислот или их смесей при длительном нагревании.

Катехины и лейкоантоцианидины легко окисляются в присутствии кислорода, под действием света и щелочей, превращаясь в окрашенные соединения - продукты конденсации, вплоть до высокомолекулярных полимерных форм. Остальные флавоноиды более устойчивы к окислению.

Качественный и количественный анализ. В растительном сырье и препаратах флавоноидные соединения обнаруживают с помощью качественных реакций и методов хроматографии. Характерной реакцией на флавоноиды является цианидиновая проба (проба Шинода), основанная на восстановлении их атомарным водородом в кислой среде в присутствии магния. Образующиеся в результате продукты восстановления флавонов, флавонолов, флаванонов могут иметь красную, розовую, фиолетовую или синюю окраску в зависимости от количества и положения гидроксигрупп. Цианидиновую пробу (реакцию) не дают ауроны, халконы и изофлавоны.

Так как в своей структуре флавоноиды имеют фенольные гидроксилы, то им присущи химические свойства, соответствующие данной функциональной группе. Так, фенольные OHгруппы способны проявлять слабокислые свойства, образуя феноляты с щелочами или раствором аммиака. При этом флавоны, флавонолы, флаваноны и флаванонолы дают желтую окраску, которая при нагревании изменяется до оранжевой или коричневой. Халконы и ауроны при взаимодействии со щелочами обычно дают красное или ярко-желтое окрашивание.

Присутствие фенольных гидроксилов и карбонильной группы позволяет флавоноидам образовывать комплексы различной степени устойчивости с солями металлов (Al3, Fe3, Pb2 и т. д.), вступать в реакции с диазосоединениями с образованием азокрасителей.

76

Для количественного определения флавоноидов в растительном сырье и препаратах чаще всего используются физико-химические методы, прежде всего спектрофотометрия и фотоколориметрия.

Распространение в природе. Флавоноиды в большем или меньшем количестве содержатся почти во всех растениях, реже встречаются в водорослях, грибах, а также в микроорганизмах и насекомых. У растений флавоноиды локализуются главным образом в листьях, цветках и плодах, реже - в стеблях и подземных органах.

Врастениях большинство флавоноидов присутствует в виде гликозидов, которые лучше растворяются в клеточном соке. Основную группу связанных флавоноидов составляют О-гликозиды; в меньшей степени распространены С-гликозиды (гликофлавоноиды). В качестве сахарных остатков чаще встречаются: из гексоз - глюкоза, галактоза; из пентоз - ксилоза, арабиноза; из метилированных пентоз - рамноза; из уроновых кислот - кислота глюкуроновая.

Фармакологические свойства. Флавоноиды имеют широкий спектр фармакологического действия. Большинство из них обладает высокой Р-витаминной активностью, то есть способностью уменьшать хрупкость и проницаемость стенок капилляров. Существенно сказывается на капилляроукрепляющей активности отсутствие в флавоноидныхгенинахоксигрупп в положениях 3 и 3'. Усиление действия наблюдается при переходе от агликонов к монозидам, а снижение - в ряду биозидов и триозидов.

Внастоящее время на основе флавоноидов получены препараты с ярко выраженной противовоспалительной и противоязвенной активностью, а также желчегонные средства и гепатопротекторы. Выраженность желчегонного действия возрастает в ряду: флавоны- халконы-флаваноны. Флавонолы в основном оказывают влияние на обезвреживающую функцию печени, механизм действия связан с изменением окислительно-восстановительных процессов в митохондриях клеток печени.

Флавоноиды обладают выраженным спазмолитическим эффектом. Их спазмолитическое действие на коронарные сосуды и сосуды внутренних органов немного уступает по силе кумаринам.

Большинство флавоноидов обладает умеренным диуретическим эффектом, в механизме которого основная роль принадлежит расширяющему действию на сосуды почек. Противоязвенное действие наиболее выражено у гликозидов флавонолов и халконов. Данная активность связана с включением этих соединений в специфические биохимические реакции, происходящие в стенке желудка.

2.8.5.Лигнаны

Понятие. Лигнаны - природные фенольные соединения, димерыфенилпропана, связанные углеродными атомами боковых цепей. Общую структуру димера (С6-С3-С3-С6) можно представить схемой (см. рис. 2.48).

Рис. 2.48. Схема строения лигнанов

Разнообразие лигнанов обусловлено наличием различных заместителей в бензольных кольцах и характером связи между ними, а также степенью насыщенности боковых цепей и степенью окисления углеродных атомов.

Наиболее часто в составе ароматических колец имеются гидроксильные (-ОН), метоксильные (-ОСН3) и метилендигидроксигруппы.

77

Физические свойства. Как правило, это твердые бесцветные или окрашенные кристаллические вещества, хорошо растворимые в спирте, хлороформе, жирных и эфирных маслах и нерастворимые в воде (кроме гликозидов). В растениях лигнаны чаще всего встречаются в форме агликонов. В УФ-свете лигнаны флуоресцируют голубым или желтым цветом.

Химические свойства. Химические свойства зависят от индивидуального строения веществ и обусловлены принадлежностью лигнанов к фенольным соединениям.

Качественный и количественный анализ. Методы анализа разработаны недостаточно.

Заготовка, сушка, хранение. Сроки заготовки и режимы сушки индивидуальны для разных видов сырья. Хранение сырья осуществляется в сухих, хорошо проветриваемых помещениях, за исключением корневищ с корнями подофилла, которые хранят по правилам для сильнодействующего сырья.

Распространение в природе. Лигнаны довольно широко распространены в растительном мире. Они часто встречаются в семействах сосновых, сложноцветных, аралиевых, барбарисовых, рутовых и др. Лигнаны накапливаются во всех органах растений, но больше всего их содержится в семенах, корнях, деревянистых стеблях. В растениях они обычно находятся в растворенном состоянии в жирном и эфирном маслах, смолах.

Фармакологические свойства. Многие лигнановые соединения обладают ценными фармакологическими свойствами: противоопухолевыми (корневища с корнями подофилла), стимулирующими и адаптогенными (корневища и корни элеутерококка колючего, плоды и семена лимонника китайского) и др. Флаволигнаны, содержащиеся в плодах расторопши пятнистой, оказывают гепатозащитное действие.

2.8.6. Дубильные вещества Понятие. Дубильные вещества, или танниды, - высокомолекулярные полифенолы с

молекулярной массой порядка 500-3000, способные образовывать прочные связи с белками и алкалоидами, осаждая их, а также обладающие вяжущим действием.

Характерное для всех таннидов дубление является сложным физико-химическим процессом, при котором происходит взаимодействие фенольных групп таннидов с молекулами коллагена, в результате шкура животных превращается в кожу, устойчивую к процессам гниения. Завершающая стадия этого процесса - образование специфической структуры за счет возникновения водородных связей между молекулами коллагена и фенольными группами дубильных веществ. Термин «дубильные вещества», или адекватный ему термин «танниды», был впервые использован в 1796 году французским исследователем А. Сегеном для обозначения присутствующих в экстрактах некоторых растений веществ, способных осуществлять процесс дубления.

Классификация. Танниды делятся на две большие группы: гидролизуемые и конденсированные.

Гидролизуемые дубильные вещества - соединения, построенные по типу сложных эфиров, распадающиеся в условиях кислотного или ферментного гидролиза. Они подразделяются на галлотаннины, эллаготаннины и несахаридные эфиры карбоновых кислот.

Галлотаннины - сложные эфиры гексоз (обычно D-глюкозы) и кислоты галловой (см.

рис. 2.49).

К одному из наиболее широко известных соединений этой группы относят китайский таннин, получаемый из образующихся на листьях сумаха китайского (Rhuschinensis Mill.) патологических наростов (галлов). Китайский таннин является окта- и нонагаллоилглюкозой. Турецкий таннин, выделенный из турецких галлов, образующихся на листьях дуба красильного (Quercusinfectoria Оliv.), представляет собой гекса- и гептагаллоилглюкозу.

Эллаготаннины - сложные эфиры D-глюкозы и эллаговой (рис. 2.50), гексагидроксидифеновой (рис. 2.51) и других кислот. Эллаготаннины обнаружены в коре эвкалипта, кожуре грецкого ореха, коре дуба, соплодиях ольхи. Общая их структура весьма сложна.

78

Рис. 2.49. Кислота галловая

Следует отметить, что галлотаннины и эллаготаннины в растениях могут встречаться одновременно.

Несахаридные эфиры карбоновых кислот представляют собой эфиры кислоты галловой с кислотами хинной, гидроксикоричными (хлорогеновой, кофейной и др.), а также флаванами (катехингаллат, рис. 2.52). Эта группа гидролизуемых дубильных веществ широко распространена в растениях.

Конденсированные дубильные вещества - соединения, образующие продукты конденсации, не распадающиеся под действием кислот. Представляют собой олигомеры и полимеры флаван-3-ола, флаван-3,4-диола и гидроксистильбена. Образуются при полимеризации катехинов, лейкоантоцианидинов и других восстановленных форм флавоноидов.

Наиболее часто встречаются мономеры катехина, в частности галлокатехин (см. рис.

2.53).

Рис. 2.52. Катехингаллат

79

Рис. 2.53. Галлокатехин

Танниды в растениях часто представлены обеими группами дубильных веществ. Биологическая роль. Дубильные вещества, обладая бактерицидными и

фунгицидными свойствами, выполняют в растениях защитную функцию, так как препятствуют гниению древесины и защищают растение от вредителей и возбудителей болезней. Поскольку они накапливаются в отдельных органах растений в значительных количествах, то их рассматривают как одну из форм запасных веществ.

Физические свойства. Дубильные вещества представляют собой аморфные вещества белого или буроватого цвета, плохо растворимые в холодной воде, хорошо - в горячей. Растворимы они также в этаноле, ацетоне, бутаноле, этилацетате, нерастворимы в хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире и других неполярных растворителях. Многие дубильные вещества оптически активны.

Химические свойства. Дубильные вещества легко окисляются на воздухе, осаждаются растворами белка и алкалоидов, с солями тяжелых металлов образуют окрашенные комплексы.

Качественный и количественный анализ. Качественные реакции на дубильные вещества можно подразделить на две группы:

1)общие реакции осаждения - для обнаружения дубильных веществ;

2)групповые реакции - для установления принадлежности дубильных веществ к определенной группе.

Реакции осаждения проводят с растворами желатина, кодеина или другого алкалоида,

раствором калия бихромата. При наличии таннидов во всех случаях должны образовываться осадки или помутнение раствора. Основной является реакция с раствором желатина.

Для распознавания групп дубильных веществ проводят реакцию с раствором железоаммонийных квасцов. При этом гидролизуемые дубильные вещества дают синее окрашивание, а конденсированные - зеленое. Конденсированные дубильные вещества выпадают в осадок при нагревании экстракта с бромной водой. Если же в сырье присутствуют гидролизуемые дубильные вещества, то осадок выпадает лишь при избытке брома, и происходит это постепенно.

Существует ряд методов количественного определения, но все они имеют весьма относительную точность. Гравиметрические методы, основанные на свойстве дубильных веществ давать необратимые соединения с коллагеном кожи, считаются устаревшими. По ГФ XI, сумму дубильных веществ в лекарственном растительном сырье определяют перманганатометрическим методом в присутствии индигосульфокислоты, которая является регулятором и индикатором реакции. К физико-химическим методам определения дубильных веществ относятся фотоколориметрические методы.

Распространение в природе. Дубильные вещества широко распространены в живой природе. Они обнаружены у покрыто- и голосеменных растений, в плаунах и папоротниках, в водорослях, грибах и лишайниках.

Дубильные вещества находятся в вакуолях, а при старении клеток адсорбируются на клеточных стенках. В большом количестве они накапливаются в подземных органах, коре, древесине, но могут обнаруживаться в листьях и плодах.

80