Дубильные вещества специальные фенолкарбоновые кислоты. Фенолокислоты
Читайте также:
|
В лекарственных целях используют траву и цветки лабазника вязолистного. В листьях, цветках и корнях лабазника содержат флавоноиды, фитонциды, стероиды, терпены, гликозиды, дубильные вещества, крахмал, эфирное масло, ванилин, и, главное - в большом количестве, витамин С. Трава лабазника вязолистного содержит 0,2 % эфирного масла (компонентами которого являются метилсалицилат и его биозид гаультерин, салициловый альдегид, ванилин), фенольные гликозиды (монотропозид, примверозид, салицин, спиреин), флавоноиды (4 %: авикулярин, гиперозид, спиреозид), дубильные вещества - 15 %, кумарины, стероиды, каротин, витамин С, микроэлементы.
Рассмотрим подробнее действие и свойства химических соединений лабазника вязолистного.
Витамин C. Участвует в биосинтезе кортикостероидных гормонов, которые отвечают за адаптивные реакции организма; повышает иммунитет; устраняет воспаление; стабилизирующее воздействует на соединительную ткань; улучшает психоэмоциональное состояние, поскольку влияет на процесс образования дофамина, норадреналина, а также серотонина и эндорфинов.
Дубильные вещества. Данные вещества осаждают белки протоплазмы, тем самым оказывая на слизистые оболочки либо раздражающее, либо вяжущее действие (все зависит от концентрации раствора). Свойства: вяжущее; кровоостанавливающее; антиоксидантное.
Фенольные соединения (монотропитин, спиреин). Свойства: стимулирующее (активизируют функционирование коры надпочечников); антисептическое; мочегонное; адаптогенное (повышают защитные силы организма); спазмолитическое; седативное; желчегонное; кровоостанавливающее.
Салициловая кислота . Действие: нормализует проницаемость капилляров, тем самым предупреждая отек тканей; участвует в формировании медиаторов воспаления; приостанавливает биосинтез простагландинов, которым отводится важная роль в развитии воспаления, а также болевого синдрома, что снимает воспаление.
Рисунок 5.1 – Салициловая кислота
Флавоноиды : авикулярин. Свойства: противовоспалительное; антиаллергическое; антивирусное; антиканцерогенное; антиоксидантное; желчегонное; противоязвенное; диуретическое; спазмолитическое.
Рисунок 5.2– Авикулярин
Катехины . Данные вещества нейтрализуют свободные радикалы, благодаря чему предупреждают развитие онкологических болезней. Кроме того, катехины противостоят воздействию бактерий и препятствуют разрушению клеток, тем самым значительно замедляя процесс старения организма.
Фенолкарбоновые кислоты. Действие: снимают воспаление; ускоряют процесс выведения желчи; усиливают функцию почек; стимулируют антитоксическую функцию печени.
Эфирные масла. Компоненты: метилсалицилат и салицин. Действие эфирных масел: нормализуют функционирование сердечно-сосудистой системы; смягчают кашель; усиливают отделение слизи из бронхов; улучшают работу ЖКТ. Свойства: бактерицидное; противовоспалительное; антисептическое; стимулирующее; седативное.
Рисунок 5.3 – Метилсалицилат Рисунок 5.4–Салицин
Жирные кислоты . Действие жирных кислот: участвуют в процессе образования энергии; участвуют в построении мембран, которые и составляют скелет клеток; нормализуют обмен веществ, являясь компонентами различных липидов.
Гликозиды. Свойства: мочегонное; противомикробное; успокоительное; слабительное; отхаркивающее; сосудорасширяющее; дезинфицирующее. Крахмал. Используется как обволакивающее средство при лечении заболеваний ЖКТ воспалительного характера. Кроме того, крахмал относится к классу легкоусвояемых углеводов, которые, трансформируясь в глюкозу, быстро насыщают организм энергией.
Рисунок 5.5 – Крахмал
Воск. Обладает бактерицидными и вяжущими свойствами, поэтому применяется при лечении трудно заживающих ран и различных кожных заболеваний.
В 1828 году мюнхенский фармацевт Иоганн Бюхнер выделил из коры ивы противовоспалительное вещество салицин, при гидролизе которого получили салициловую кислоту, а в 1838 году итальянский химик Р. Пириа выделил из таволги (спиреи вязолистной) спиреевую кислоту, оказавшуюся производным салициловой кислоты. Выяснилось, что салициловой кислоты много в таволге иволистной – Spiraea salicifolia, а затем Феликс Хофман, сотрудник германской компании «Байер», разработал технологию органического синтеза ацетилсалициловой кислоты, получившей коммерческое название «аспирин». Это название составлено из двух частей: «а» от ацетил и «спир» от Spiraea. В таволгах аспирин находится в гликозилированной форме. Совсем недавно из семян и корней таволги выделены дитерпеновые алкалоиды, получившие название спираминов и спиратинов. Их действие похоже на камфору, кофеин, но применение не вызывает повышения артериального давления. Как считают ученые, спирамины защищают клетки мозга от кислородного голодания. Из японских таволг выделили вещества, препятствующие образованию тромбов.
Дубильные вещества таволги, подвергаясь окислению, превращаются в вещества с кровавой окраской - флобафены .
| | 3 | | | | | | | |
Кроме того для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.
Фенолокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества. Фенолокислоты, которые имеют в своем составе один фенольный гидроксил, сравнительно малорастворимые в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде и многих органических растворителях. С увеличением числа фенольных гидроксилов растворимость фенолокислот увеличивается.
Распространение в природе
Синтез
Нередко для получения фенолокислот применяют синтетические способы. В частности, 2-оксибензойную (салициловую) кислоту добывают из фенолята натрия и углекислого газа в автоклавах при 180 °C с последующей обработкой продукта реакции соляной кислотой синтез Кольбе :
C6H5ONa + С02 180 С → С6Н4 (ONa) COOH ; С6Н4 (ONa) COOH + НС1 → С6Н4 (ОН) СООН + NaCl
Химические свойства
Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов . Кроме того, для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.
Разложение при нагревании
Фенолокислоты при нагревании разлагаются с образованием фенольных соединений и углекислого газа. Например, при нагревании салициловая кислота разлагается на фенол и углекислый газ:
НОС6Н4СООН → С6Н5ОН + СО2 салициловая кислота фенол углекислый газ
Реакция этерификации (по карбоксильной группе)
Фенолокислоты как и карбоновые кислоты, благодаря наличию карбоксильной и гидроксильной групп способны образовывать эфиры .
Например, образование эфира салициловой кислоты - ацетилсалициловой кислоты:
НОС6Н4СООН + Н3С-С(=О)-О-(О=)С-СН3 → С6Н4(СООН)-О-СО-СН3 + СН3СООН салициловая кислота уксусный эфир ацетилсалициловая кислота уксусная кислота
и образовании эфира галловой кислоты одна молекула галловой кислоты реагирует своим карбоксилом , другая - фенильным гидроксилом . Китайский танин является глюкозидом дигалловой кислоты и глюкозы.
Образование солей
Фенолокислоты, как и карбоновые кислоты, образуют соли. Например, образование салицилата натрия при взаимодействии салициловой кислоты и едкого натрия:
НОС6Н4СООН + NaOH → НОС6Н4СООNa + Н2О салициловая кислота салицилат натрия
Реакция с хлоридом железа(III)(по фенольной группе)
Нередко возникает необходимость в выявлении наличия салициловой кислоты и других фенолокислот в консервированных продуктах. Тогда в пробирку помещают 2-3 мл исследуемого раствора и добавляют несколько капель 1 % раствора хлорида железа (III). Возникает фиолетовая окраска. В отличие от фенола, она может появиться и в спиртовом растворе кислоты. Окраска возникает в результате образования комплексных солей при взаимодействии фенольных групп шести молекул фенолокислоты с молекулой FeCl3.
Галловая кислота легко взаимодействует с хлоридом железа(III) и образует продукт реакции сине-чёрного цвета (чернила).
Реакция нуклеофильного замещения с галогенами
Наличие в молекуле фенолокислот фенольных групп (-ОН) позволяет им вступать в реакции замещения атомов водорода бензольного ядра на галогены при обычных условиях. Бензойная кислота и обычные ароматические кислоты в такие реакции не вступают.
Например, бромирование салициловой кислоты:
НОС6Н4СООН + Br2 → НО(Br)С6Н3СООН + НОС6Н3(Br)СООН + 2НBr салициловая кислота п-бромсалицилова кислота о-бромсалицилова кислота
Фенол]]ьная группа в молекуле салициловой кислоты действует как заместитель первого рода - направляет атомные группы и отдельные атомы на замещение атомом водорода бензольного ядра в о- и п-положении относительно себя.
Типичные представители и их производные, использование фенолокислот в медицине и промышленности
2-оксибензойная или салициловая кислота - типичная фенолокислотa, её иногда называют оксибензойной кислотой НОС6Н4СООН. Соли и эфиры салициловой кислоты - салицилаты. Впервые была добыта с эфиров, содержащихся в тканях некоторых растений, - гаультеровои эфирного масла Gaultheria procumbers. Салициловая кислота - твердое кристаллическое вещество . Обладает бактерицидным действием. Её соли и эфиры широко используют в медицине и ветеринарии как лекарственные препараты. Салициловую кислоту широко используют для производства лекарственных средств (например, ацетилсалициловой кислоты, фенилсалицилата), протравных красителей, фунгицидов (например, салициланилида), пахучих веществ (метилсалицилат , бензилсалицилат), антисептиков в пищевой промышленности, при консервировании, как реагент для колориметрического определения в растворах железа и меди, как кислотно - основной индикатор при люминесцентном анализе (при рН = 2,5…4,6 и при наличии кислоты появляется синяя люминесценция) и т. д.
3,4,5 - Триоксибензойная, или галловая кислота - фенолокислота, содержащая в составе молекулы одну
Островская А.М.
Белорусский государственный университет,
Минск, Беларусь.
Молодой ученый.
Научный руководитель: Бирюкова Н.М.
Определение содержания биофлавоноидов в растительном материале часто может быть сопряжено с определёнными трудностями. В зависимости от поставленных задач необходимо применение различных подходов на стадиях изучения состава лекарственного растительного сырья и его стандартизации, на этапе разработки состава новых препаратов, а также на всех стадиях технологического процесса производства готовых лекарственных форм. Целью данной работы был анализ биофлавоноидов и фенолкарбоновых кислот в лекарственном растительном сырье (ЛРС) с применением физико-химических методов анализа, таких как бумажная хроматография и спектрофотометрия, наиболее часто применяемых в анализе ЛРС, а также оценка возможности применения метода ВЭЖХ для решения поставленной задачи. В качестве объектов исследования были выбраны Bupleurum aureum (володушка золотистая) и Bupleurum rotungifolium L. (володушка крупнолистная). Данная работа является частью проводимых в НИИ ФХП БГУ совместно с ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» исследований по созданию новых отечественных фитопрепаратов для отоларингологии, офтальмологии и стоматологии на основе ЛРС.
Химический анализ образцов на содержание отдельных групп фенольных соединений проводился с использованием следующих методов: суммарное количество антоциановых пигментов – по методу ; суммарное количество катехинов – по методу с использованием ванилинового реактива; суммарное количество флавонолов – по методу , модифицированному ; суммарное количество фенолкарбоновых кислот – по методу (табл. 1).
Таблица 1. Содержание отдельных групп фенольных соединений в образцах володушки золотистой (образец №1) и володушки крупнолистной (образец №2).
Методом ВЭЖХ проводилась качественная и количественная идентификация состава агликонов флавоноидов и хлорогеновой кислоты . В ходе исследования были подобраны оптимальные условия проведения анализа и достигнута высокая степень воспроизводимости результатов. Идентификация проводилась путём сопоставление времен удерживания сигналов веществ на хроматограммах анализируемых образцов со временем удержания сигналов стандартных образцов флавоноидов, а также по анализу УФ-спектров. Было достоверно идентифицировано четыре агликона флавонолов: кверцетрин (Rt = 4,977 мин), кверцетин (Rt = 7,34 мин), кемпферол (Rt = 12,509 мин), изорамнетин (Rt = 14,007 мин), а также хлорогеновая кислота (Rt = 4,204 мин). В УФ спектрах поглощения присутствовали полосы поглощения с λмакс.= 260 и 362 нм, характерные для кверцетрина; λмакс.=257 и 375 нм – для кверцетина; λмакс.= 218, 253, 266, 294, 322, 367 нм – для кемпферола; λмакс.= 253, 370 нм – для изорамнетина; λмакс.= 221, 247 и 370 нм – для хлорогеновой кислоты. Хроматограммы обоих образцов характеризовались одним и тем же флавоноидным составом, что свидетельствует в пользу того, что данные образцы относятся к одному виду Bupleurum. По площадям пиков было рассчитано количественное содержание кверцетина, кверцетрина, кемпферола, изорамнетина и хлорогеновой кислоты в обоих образцах. Максимальным было содержание кверцетина (1,16±0,01 и 0,45±0,02 для образцов №1 и №2 соответственно), а минимальным – содержание кверцетрина (0,28±0,01 и 0,17±0,01 для образцов №1 и №2 соответственно). Данные ВЭЖХ анализа позволили достоверно идентифицировать индивидуальные полифенольные соединения и установить их количественное содержание, что имеет большое значение на стадии детального изучения ЛРС и установления возможности включения его в состав лекарственных препаратов.
В данной работе для анализа одного и того же объекта были применены различные физико-химические методы анализа, которые позволили получить взаимодополняющую информацию об объекте исследования. Таким образом, при стандартизации данного ЛРС и на различных стадиях производственного процесса может быть применён один из вышеописанных физико-химических методов или же их комбинация в зависимости от поставленной аналитической задачи.
Главная > ДокументЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И СЫРЬЕ, СОДЕРЖАЩИЕ ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (общая характеристика).
Понятие о фенольных соединениях, распространение в растительном мире.
Роль фенольных соединений для жизнедеятельности растений.
Классификация фенольных соединений.
Биосинтез фенольных соединений.
Понятие о фенольных соединениях, распространение в растительном мире, роль фенольных соединений для жизнедеятельности растений.
Растения способны синтезировать и накапливать огромное количество соединений фенольной природы.
Фенолы – это ароматические соединения, содержащие в своей молекуле бензольное ядро с одной или несколькими гидроксильными группами.
Соединения, содержащие несколько ароматических колец, с одной или несколькими гидроксильными группами называются полифенолами .
Они встречаются в различных частях многих растений – в покровных тканях в плодах, проростках, листьях, цветках и
Придают им окраску и аромат пигменты фенольной природы - антоцианы;
большинство полифенолов –
Активные метаболиты клеточного обмена,
играют важную роль в различных физиологических процессах, таких как, фотосинтез, дыхание, рост, устойчивость растений к инфекционным болезням, рост и репродукция;
защищают растения от патогенных микроорганизмов и грибковых заболеваний.
Распространение.
Из фенолокислот часто встречается галловая кислота и значительно реже - салициловая (фиалка трехцветная). Фенолокислоты и их гликозиды содержатся в родиоле розовой.
К группе фенолов с одним ароматическим кольцом относятся простые фенолы, фенолокислоты, фенолоспирты, оксикоричные кислоты .
Фенологликозидами называется группа гликозидов, агликоном которых являются простые фенолы, оказывающие дезинфицирующее действие на дыхательные пути, почки и мочевые пути.
Фенологликозиды в природе распространены довольно широко. Встречаются в семействах ивовых, брусничных, камнеломковых, толстянковых и др., имеются в листьях толокнянки и брусники.
Природные фенолы часто проявляют высокую биологическую активность:
Препараты на основе фенольных соединений широко используются в качестве
Противомикробных, противовоспалительных, кровоостанавливающих, желчегонных, диуретических, гипотензивных, тонизирующих, вяжущих и слабительных средств.
Фенольные соединения имеют универсальное распространение в растительном мире. Они свойственны каждому растению и даже каждой растительной клетке. В настоящее время известно свыше двух тысяч природных фенольных соединений. На долю веществ этой группы приходится до 2-3% массы органического вещества растений, а в некоторых случаях - до 10% и более. Фенольные соединения обнаружены как в низших; грибах, мхах, лишайниках, водорослях, так и в высших споровых (папоротниках, хвощах) и цветковых растениях. У высших растений - в листьях, цветках, плодах, подземных органах.
Синтез фенольных соединений происходит только в растениях, животные потребляют фенольные соединения в готовом виде и могут их только преобразовывать
В растениях фенольные соединения играют важную роль.
1. Они являются обязательными участниками всех метаболических процессов: дыхания, фотосинтеза, гликолиза, фосфорилирования.
Исследованиями русского ученого биохимика В.И.Палладина (1912) установлено и подтверждено современными исследова-ниями, что фенольные соединения - «дыхательные хромогены»,т.е. ониучавствуют в процессе клеточного дыхания. Фенольные соединения выступают в качестве переносчиков водорода на конечных этапах процесса дыхания, азатем вновь окисляются специфическими ферментами оксидазами.
2. Фенольные соединения являются регуляторами роста, развития, и репродукции растений. При этом, оказывают как стимулирующее, так и ингибирующее (замедляющее) действие.
3. Фенольные соединения используются растениями как энергетический материал, выполняют структурную, опорную и защитную функции (повышает устойчивость растений к грибковым заболеваниям, обладают антибиотическим и противовирусным действием).
Классификация фенольных соединений.
В основе классификации природных фенольных соединений лежит биогенетический принцип. В соответствии с современными представлениями о биосинтезе и, исходя из структурных особенностей углеродного скелета, все фенолы можно разбить на 8 групп:
1 .С 6 - ряда -
простые фенолы с одним ароматическим кольцом одной или несколькими ОНгр.
2.С 6 -С 1 -ряда-фенолкарбоновые кислоты
З. С 6 -С 2 - ряда -
Феноло-спирты
n-тиразол
8. (С 6 – С 3 – С 6) n - Фенольные соединения 4. С 6 – С 3 –ряда – производные
полифенольные фенилпропана – оксикоричные
с
оединения кислоты, кумарины, хромоны
дубильные вещества
7. С 6 – С 2 – С 6 - 6. С 6 – С 3 – С 3 – С 6 - 5. С 6 – С 3 – С 6 – ряда
ряда – хиноны, ряда - лигнаны флавоноиды
производные
антрацена
Биосинтез фенольных соединений.
Биосинтез у различных групп фенольных соединений протекает по одной и той же принципиальной схеме, из общих предшественников и через сходные.промежуточные продукты.
Все фенольные соединения в растениях образуются из углеводов (ацетатно-малонатный путь)и продуктов их превращения и в процессе биосинтеза проходят шикиматный путь.
Биосинтезу многих фенольных соединений предшествует образование аминокислот – L-фенилаланина и L-тирозина.
Фенольные соединения образуются тремя путями, первые два и третий путь смешанный (отдельные части одного и того же соединения синтезируются разными путями).
Ацетатно-малонатный путь.
Установлен американскими учеными Берчем и Донованом в 1955 году. Предшественником является уксусная кислота, которая образуется из сахаров.
В результате ступенчатой конденсации остатков уксуснойкислоты образуются поликетометиленовые кислоты. Присоединение происходит по типу «голова» - «хвост» при обязательном участии фермента Коэнзима А с промежуточным образованием ацетил-Коэнзима А, а затем малонил-Коэнзима и поэому называют ацетатно-малонатный путь). Циклизация поликетонов идет под действием фермента синтетазы.
Схема биосинтеза:
уксусная кислота поликетометиленовая кислота
C 2 -C 6 - H 2 O
ядро флороглюцина метилсалициловая кислота
Если наращивать цепочку до 16-ти углеродных атомов (8 остатковуксусной кислоты) образуется ядро антрацена.
По ацетатно-малонатному пути идет биосинтез простых фенолов и производных антрацена в грибах и лишайниках; антрахинонов группы хризацина колец А и С антрахинонов группы ализарина в высших растениях; кольца В молекуле флавоноидов, госсипола, содержащегося в коре корней хлопчатника.
Шикиматный путь.
Биосинтез через шикимовую кислоту, соединение близкое к ароматическим соединениям. В расшифровкеэтого пути биосинтеза большая роль принадлежит ученому Б.Дэвису (1951-55 гг).
Исходными продуктами биосинтеза служат фосфоенолпируват и эритрозо-4-фосфат, образующиеся в процессе гликолиза и пентозного цикла сахаров. В результате ряда ферментативных реакций и конденсациииз них образуется шикимовая кислота.
Далее в процессе последовательных ферментативных реакций, протекающих при участии АТФ, присоединяется еще фосфоенолпируват, количество двойных связей увеличивается до двух - образуется префеновая кислота, затем до трех - образуется фенилпировинограднаякислота или оксифенилпировиноградная кислота. Далее под воздействием ферментов образуются ароматические аминокислоты - фенилаланинин и тирозин.
При участии ферментов аммиаклиаз от аминокислот отщепляется аммиак и возникают соответственно коричная и п-оксикоричная кислоты.
Схема биосинтеза:
ШИКИМАТНЫЙ ПУТЬ БИОСИНТЕЗА АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ(1)
фосфо- эритрозо- 7-фосфо-3-дезокси- 3-дегидрохинная
енол- 4-фосфат Д-арабино-гептуло кислота
-пируват зоновая кислота
ШИКИМАТНЫЙ ПУТЬ БИОСИНТЕЗА
АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ (2)
Это исходные продукты синтеза п- и о фенолов в высших растениях, кумаринов, хромонов, лигнанов, кольца В в молекуле флавоноидов, кольца В антрахинонов группы ализарина в высших растениях, гидролизуемых дубильных веществ.
Смешанный путь
По смешанному пути синтезируются флавоноиды и антрахиноны, производные ализарина. Флавоноиды являются источником синтеза конденсированных дубильных веществ.
ФЕНОЛОГЛИКОЗИДЫ (ГЛИКОЗИДЫ ПРОСТЫХ ФЕНОЛОВ)
1. Понятие о фенологликозидах.
2. Классификация простых фенольных соединений.
3. Биосинтез, локализация, влияние условий внешней среды на накопление простых фенольных соединений.
4. Физико-химические свойства.
5. Методы анализа сырья, содержащего простые фенольные соединения.
6. Сырьевая база лекарственных растений.
7. Особенности сбора, сушки и хранения сырья.
8. Пути использования и применение в медицине сырья и препаратов, содержащих простые фенолы.
Фенологликозидами называется группа гликозидов, агликоном которых являются простые фенолы, которые при гидролизе расщепляются на агликоны, содержащие одну или несколько гидроксильных фенольных групп при одном бензольном кольце и сахар, который связан через гидроксил и оказывающие дезинфицирующее действие на дыхательные пути, почки и мочевые пути.
Кроме фенольных гидроксилов в качестве заместителей в агликонах могут быть оксиметильная, оксиэтильная или карбоксильная группы.
Чаще всего фенолы находятся в связанном виде, в форме гликозидов или сложных эфиров, но могут быть структурными единицами более сложных соединений, таких как, флавоноиды, лигнаны, дубильные соединения.
Фенологликозиды в природе распространены довольно широко. Встречаются в семействах ивовых, брусничных, камнеломковых, толстянковых, имеются в листьях толокнянки и брусники.
Простейшими являются фенил-О-гликозиды.
Классификация.
В зависимости от характера заместителей в бензольном кольце фенологликозиды можно разделить на 3 группы:
1 группа: С 6 - ряда
1) одноатомные фенолы
простые фенолы (монофенолы) – моногидроксипроизводные - встречаются в растениях нечасто.
фенол
Сам фенол обнаружен в иглах и шишках Pinus silvestris, эфирных маслах листьев Nicotiana tabacum, Ribes nigrum, лишайниках.
2) Дигидроксипроизводные – двухатомные фенолы (дифенолы)
а) Пирокатехин (1,2-диоксибензол) найден в листьях эфедры, чешуе лука, плодах грейпфрута.
б) Из диоксибензолов наиболее распространен гидрохинон (1,4-диоксибензол).
Его гликозид арбутин, содержащийся в представителях семейств: Ericaceae (листьях толокнянки), Vacciniaceae (брусники), Saxifragaceae (бадана).
Наряду с арбутином в этих растениях присутствует метиларбутин.
Агликоном его является метилгидрохинон
Арбутин метиларбутин
в) Резорцин (1,3-диоксибензол) (или м-диоксибензол) содержится в различных естественных смолах, таннинах.
Трехатомные фенолы (трифенолы).
Представителем триоксибензолов является флороглюцин (1,3,5-триоксибензол) , в свободном виде он обнаружен в шишках секвойи и чешуе лука, а в виде гликозида флорина – в околоплоднике плодов разных видов цитрусов.
Более сложные соединения - флороглюциды (гликозиды флороглюцина), они могут содержать одно кольцо флороглюцина (аспидинол) или представляют собой димеры или тримеры (кислоты флаваспидиновая и филиксовая).
Значительные количества флороглюцидов накапливается в корневищах мужского папоротника.
аспидинол
2 группа:
1) С 6 – С 1 – ряда - Фенолкарбоновые кислоты
Фенолокислоты широко распространены в растениях, но не являются в них основными биологически активными веществами, это типичные сопутствующие вещества, участвующие в лечебном эффекте суммарных препаратов.
Широко распространены в растениях семейств: бобовые, сумаховые, фиалковые, брусничные.
Широко распространена n -гидроксибензойная кислота
Например, пирокатеховая кислота характерна для покрытосеменных.
Галловая кислота может
накапливаться в значительных количествах (в листьях толокнянки)
Салициловая кислота встречается сравнительно редко, агликон гликозида салициловой кислоты содержит карбоксильную группу:
Ее метиловые эфиры входят в состав эфирных масел растений семейств фиалковых, березовых, ивовых (трава фиалки полевой, плоды малины, обладает противовоспалительным и жаропонижающим действием).
3. С 6 - С 2 – ряда - Фенолоспирты и их гликозиды содержатся в родиоле розовой
Салидрозид и салицин.
Агликоны этих гликозидов 4-оксифенилэтанол и 2-оксифенилметанол (салициловый спирт). Наряду с фенольными гидроксилами эти агликоны имеют спиртовые гидроксильные группы, и гликозидирование их может быть по фенольным и спиртовым группам:
Салициловый спирт
Салицин Салидрозид
(2-оксифенилметанол)
Салицин получил из коры ивы французский ученый Леру в 1828 г. Много его в листьях и побегах толокнянки, брусники, груши, бадана. Часто в растениях ему сопутствует метиларбутин. Салидрозид впервые был выделен в 1926 г. из коры ивы, а позднее обнаружен в подземных органах родиолы розовой.
С 6 – С 3 – ряда - гидроксикоричные кислоты
Наиболее распространена кофейная кислота и ее соединения:
Коричная кислота n-кумаровая кислота кофейная кислота 
Розмариновая к-та хлорогеновая к-та
Хлорогеновая кислота содержится в зеленых зернах кофе (6%), листьях табака (8%); розмариновая кислота впервые была найдена в розмарине лекарственном, но встречается и в других представителях губоцветных.
Предшественником оксикоричных кислот является фенилаланин.
Оксикоричные кислоты обладают антимикробной и антигрибковой активностью, проявляют антибиотические свойства. Оксикоричные кислоты и их эфиры обладают направленным действием на функцию почек, печени, мочевыводящих путей. Содержатся в траве хвоща полевого, зверобоя, цветков пижмы, бессмертника песчаного.
Физико-химические свойства.
Выделенные в чистом виде фенольные гликозиды - это белые кристаллические вещества с определенной температурой плавления, растворимые в воде, этаноле, нерастворимые в эфире и хлороформе.
Все фенольные гликозиды оптически активны в связи с присутствием в их молекуле углеводного компонента (как правило, глюкозы).
Фенольные гликозиды, как и все О-гликозиды, характеризуются способностью к гидролизу при нагревании с минеральными кислотами или при термостатировании с ферментами.
При гидролизе расщепление происходит до углеводного компонента и соответствующего агликона. Агликоны не растворимы в воде, но хорошо растворимы в эфире, хлороформе, этилацетате.
Простые фенолы имеют характерные спектры поглощения в УФ и видимой области спектра.
Фенолкарбоновые кислоты – кристаллические вещества, растворимые в спирте, этилацетате, эфире, водных растворах гидрокарбоната и ацетата натрия.
Химические свойства простых фенолов обусловлены наличием:
ароматического кольца
фенольного гидроксила
карбоксильной группы
гликозидной связи.
Для фенольных соединений характерны химические реакции:
Подвергаются реакции гидролиза (за счет гликозидной связи) с кислотами, щелочами, ферментами.
Фенольные гликозиды легко окисляются, особенно в щелочной среде (даже кислородом воздуха) с образованием соединений хиноидной структуры.
Фенольные соединения, обладая кислотными свойствами, образуют со щелочами растворимые в воде феноляты.
Образуют с ионами металлов (Fe, Pb, Al, Mo, Cu, Ni) окрашенные комплексные соединения.
Вступают в реакции азосочетания с солями диазония, образуя азокрасители от оранжевого до вишнево-красного цвета.
Фенолкарбоновые кислоты образуют сложные эфиры (депсиды).
Биосинтез, локализация и влияние условий внешней среды на
накопление простых фенольных соединений.
Биосинтез простых фенолов в высших растениях идет по шикиматному пути.
Фенольные соединения локализуются как в надземной части (листья и побеги толокнянки и брусники, так и в подземных органах (корневища папоротника мужского, корневища и корни родиолы розовой, кора корней хлопчатника).
В период бутонизации и цветения в сырье толокнянки и брусники накапливается агликон гидрохинон, который при сушке сырья подвергается окислению до хинонов – темных пигментов, поэтому сырье, заготовленное в период цветения чернеет.
Гликозид арбутин образуется осенью в период плодоношения и весной до цветения. В эти же сроки максимальное накопление гликозида салидрозида в сырье родиолы розовой, флороглюцидов в корневищах папоротника, госсипола в коре корней хлопчатника.
Накопление простых фенолов и их гликозидов идет в умеренном и холодном климате в растениях, произрастающих в лесной и тундровой зонах.
Методы выделения и идентификации.
Фенольные гликозиды извлекают из растительного материала этиловым и метиловым спиртами (96, 70 и 40 0), затем проводят очистку.
Выделение индивидуальных соединений проводят, как правило, методом адсорбционной хроматографии на полиамиде, силикагеле, целлюлозе.
В качестве элюирующих смесей используется вода и водный спирт, если адсорбентом служит полиамид или целлюлоза, либо различные смеси органических растворителей.
Фенольные гликозиды в ЛРС могут быть идентифицированы хроматографией в тонком слое сорбента или на бумаге. При обработке специфическими реактивами и сканировании в УФ-свете они проявляются в виде окрашенных пятен с соответствующими значениями Rf . Например, основной компонент подземных органов родиолы розовой розавин обнаруживается после хроматографии на пластинках в тонком слое сорбента в УФ-свете в виде фиолетового пятна. А другой компонент родиолы – салидрозид – проявляется диазотированным сульфацилом в виде красноватого пятна. Для идентификации исследуемых компонентов широко используют хроматографию в присутствии стандартных образцов.
Для индивидуальных веществ определяют температуру плавления, удельное вращение, снимают УФ и ИК спектры.
Для идентификации фенольных гликозидов широко используются химические превращения (гидролиз, ацетилирование, метилирование) и сравнение констант продуктов превращения с литературными данными для предполагаемого гликозида.
Фенольные гликозиды, со свободной гидроксильной группой дают все реакции, характерные для фенолов (реакция с железоаммонийными квасцами, с солями тяжелых металлов, с диазотированными ароматическими аминами и др.).
В случае, если фенольный гидроксил гликозилирован, как у салицина, реакции проводят после предварительного гидролиза гликозида кислотами либо ферментами. Эти же качественные реакции используют для обнаружения фенольных гликозидов на хроматограммах.
В случае хроматографирования в тонком слое силикагеля хроматограммы можно обработать еще и 4%-ной H 2 SO 4 в абсолютном этиловом спирте. При этом фенольные гликозиды в зависимости от строения обнаруживаются в виде желтых, красных, оранжевых или голубых пятен.
При обработке хроматограмм раствором нитрата серебра и щелочью фенольные гликозиды обнаруживаются в виде коричневых пятен с различным оттенком.
. Методы анализа сырья, содержащего простые фенольные соединения.
Качественный и количественный анализ сырья основан на физических и химических свойствах.
Качественный анализ.
Фенольные соединения извлекают из растительного сырья водой, затем извлечения очищают от сопутствующих веществ, осаждая их растворами ацетата свинца. С очищенным извлечением выполняют качественные реакции.
Простые фенолы и агликоны фенологликозидов дают
характерные для фенольных соединений реакции:
с железоаммонийными квасцами
с солями тяжелых металлов
с диазотированными ароматическими аминами.
Специфические реакции (ГФ Х1):
- на арбутин (сырье толокнянки и брусники) используют цветные качественные реакции:
с кристаллическим сульфатом записного железа.
Реакция основана на получении комплекса, изменяющего окраску от сиреневого до темно-го с дальнейшим образованием темно-фиолетового осадка.
с 10 %-ным раствором натрия фосфорномолибденовокислого в кислоте хлористоводородной.
Реакция основана на образовании комплексного соединения синего цвета.
на салидрозид (сырье родиолы розовой):
реакция азосочетания с диазотированным сульфацилом натрия с образованием азокрасителя вишнево-красного цвета.
салидрозид азокраситель
Количественное определение.
Для количественного определения простых фенологликозидов в лекарственном растительном сырье используют различные методы: гравиметрические, титриметрические и физико-химические.
1. Гравиметрическим методом определяют содержание флороглюцидов в корневищах папоротника мужского. Метод основан на извлечении флороглюцидов из сырья диэтиловым эфиром в аппарате Сокслета. Извлечение очищают, отгоняют эфир, полученный сухой остаток высушивают и доводят до постоянной массы. В пересчете на абсолютно сухое сырье содержание флороглюцидов не менее 1,8%.
2. Титриметрический йодометрический метод (основан на окислении иодом гидрохинона, полученного после извлечения и гидролиза арбутина) используется для определения содержания арбутина в сырье брусники и толокнянки. Проводят окисление агликона гидрохинона до хинона 0,1 М раствором йода в кислой среде и в присутствии натрия гидрокарбоната после получения очищенного водного извлечения и проведения кислотного гидролиза арбутина.
Гидролиз проводится концентрированной серной кислотой в присутствии цинковой пыли, чтобы выделившийся свободный водород предотвращал собственное окисление гидрохинона. В качестве индикатора используют раствор крахмала.
3. Спектрофотом етри ческий метод используется для определения содержания салидрозида в сырье родиолы розовой.
Метод основан на способности окрашенных азокрасителей поглощать монохроматический свет при длине волны 486 нм. Определяют оптическую плотность окрашенного раствора, полученного по реакции салидрозида с диазотированным сульфацилом натрия с помощью спектрофотометра. Рассчитывают содержание салидрозида с учетом удельного показателя поглощения ГСО салидрозида Е 1% / 1см = 253.
Сырьевая база растений, содержащих простые фенольные соединения.
Сырьевая база достаточно хорошо обеспечена, потребность в сырье толокнянки, брусники, папоротника и родиолы розовой покрывается за счет дикорастущих растений. Виды хлопчатника широко культивируются.
Брусника обыкновенная встречается в лесной и тундровой зонах, толокнянка обыкновенная - в лесной зоне Европейской части страны, в Сибири и на Дальнем Востоке. Брусника произрастает в сосновых, еловых лесах, на влажных местах, по окраинам торфяных болот. Толокнянка в сухих сосновых беломошных и лиственных лесах, на вырубках, солнечных, песчаных почвах.
Щитовник (папоротник) мужской произрастает в лесной зоне Европейской части, в горах Кавказа, Памира, Алтая. Предпочитает тенистые хвойные и мелколиственные леса.
Ареал родиолы розовой охватывает полярно-арктическую, альпийскую и зону Европейской части, Урала, Дальнего Востока, горы юга Сибири, Алтай, Саяны) и Восточного Казахстана. Родиола розовая образует заросли и долинах рек, в редколесьях и на влажных лугах. Основные заросли - на Алтае.
В Средней Азии и на Кавказе широко культивируется хлопчатник, сем. Мальвовые.
Особенности сбора, сушки и хранения сырья,
Заготовку сырья брусники проводят в два срока - ранней весной до цветения и осенью (в период плодоношения). Сушка воздушно-теневая или искусственная - при температуре не более 50-60° С в тонком слое.
Сырье родиолы розовой («золотой корень») заготавливают в конце лета и осенью. Сушат при температуре 40 0 С.
Сырье щитовника мужского собираютосенью, сушат в тени или в сушилках при температуре не более 40-50°С.
Сырье хлопчатника - кору корней - заготавливавливают после сбора урожая хлопка.
Хранят сырье по общему списку в сухом, хорошо проветриваемом помещении.
Срок годности - 3 года. Корневища щитовника мужского хранят 1 год.
Пути использования сырья, содержащего простые фенольные соединения.
Из лекарственного растительного сырья, содержащего фенологликозиды получают:
1. Экстемпоральные лекарственные формы:
- отвары (сырье брусники, толокнянки, родиолы розовой);
Сборы (сырье брусники, толокнянки, родиолы розовой).
2. Экстракционные (галеновые) препараты:
- экстракты:
Жидкий экстракт (корневища и корниродиолы розовой);
Густой эфирный экстракт (корневища папоротника мужского).
3. Препараты индивидуальных веществ:
3%-ный линимент госсипола и глазные капли - 0,1%-ный раствор госсипола в 0,07%-ном растворе натрия тетрабората (кора корней хлопчатника).
Медицинское применение сырья и препаратов,
1. Антимикробное, противовоспалительное, диуретическое (мочегонное) действие характерно для сырья брусники и толокнянки. Оно обусловлено наличием в сырье арбутина, который под влиянием ферментов желудочно-кишечного тракта расщепляется на гидрохинон и глюкозу. Гидрохинон, выделяясь с мочой, оказывает антимикробное и раздражающее действие на почки, что обусловливает диуретический эффект и противовоспалительное действие. Противовоспалительное действие обусловлено также наличием дубильных веществ.
Применяют лекарственные формы из сырья брусники и толокнянки для лечения воспалительных заболеваний почек, мочевого пузыря (циститы, пиелонефриты, пиелиты) и мочевыводящих путей. Отвары из листьев брусники часто используют для лечения заболеваний, связанных с нарушением минерального обмена: мочекаменной болезни, ревматизма, подагры, остеохондроза.
Побочное действие: при приеме больших доз возможно обострение воспалительных процессов, тошнота, рвота, понос. В связи с этим, прием лекарственных форм из сырья брусники и толокнянки рекомендуется проводить, в комплексе с другими растениями.
2. Противовирусное действие характерно для фенольных соединений коры корней хлопчатника. В медицинской практике препараты госсипола
Применение.
Низкомолекулярные фенольные соединения и их производные оказывают антисептическое и дезинфицирующее действие.
Фенольные гликозиды, содержащие арбутин, обладают антимикробной и диуретической активностью. Гликозид салидрозид, содержащийся в коре ивы и подземных органах родиолы розовой, оказывает стимулирующее и адаптогенное действие.
Кислота салициловая и ее производные известны как противовоспалительные, жаропонижающие и болеутоляющие средства. Так, вытяжка из коры ивы белой, содержащая салицин, издавна используется в народной медицине при лихорадочных состояниях, при воспалении слизистой ротовой полости и верхних дыхательных путей (в виде полоскания), при кожных заболеваниях (примочки).
Флороглюциды папоротника мужского действуют как антигельминтные средства.
при лечении опоясывающего лишая, простого герпеса, псориаза (линименты), герпетическом кератите (глазные капли).
3. Адаптогенное, стимулирующее и тонизирующее действие оказывают препараты корневищ и корней родиолы розовой. Препараты повышают работоспособность при утомлении, выполнении тяжелой физической работы, оказывают активирующее влияние на кору головного мозга. Применяют при неврозах, гипотонии, вегето-сосудистой дистонии, шизофрении.
Противопоказания: гипертония, лихорадка, возбуждение. Не назначают летом в жаркое время и во второй половине дня.
4. Антигельминтное (противоглистное) действие оказывают препараты корневищ папоротника мужского.
Густой экстракт представляет собой малоподвижную жидкость зеленого цвета, своеобразного запаха и вкуса. Выпускается в капсулах по 0,5 г. Препарат хранят в защищенном от света месте по списку Б.
Недопустимо применение масляных слабительных (масло касторовое), так как препарат растворяется в нем, всасывается в кровь и может быть отравление. Поэтому препарат используют только в стационарах под строгим наблюдением врача.
САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА (I) - орто-оксибензойная кислота. Найдена в эфирном масле иланг-иланга, кассии, американского пенниройяля, плодов аниса. В экстракте соцветий спиреи содержится до 60% салициловой кислоты. Ее метиловый эфир (метилсалицилат) широко распространен в природе. Салициловая кислота используется как сырье для получения аспирина и сложных эфиров, которые применяются в парфюмерии, косметике и ароматизации мыл.
Обладает антисептическими свойствами, что используется для консервации фруктовых соков и фармацевтических препаратов.
МЕТИЛСАЛИЦИЛАТ (II) - метиловый эфир салициловой кислоты. Главный компонент (98%) эфирного масла гаултерии (Gaultheria procumbens) и березы (Betula lenta). Находится также в эфирном масле иланг-иланга, руты, гвоздики, цветов кассии и туберозы, зеленого чая. Часто метилсалицилат не является составной частью растения, а входит в состав гликозидов, из которых выделяется при ферментации. Метилсалицилат имеет сильный характерный запах. Обладает бактерицидными свойствами.
Используется как натуральный, так и синтетический для ароматизации жвачной резинки, конфет, различных пищевых продуктов и напитков. Часто входит в состав зубных паст, полосканий и фармацевтических препаратов. Содержится в составе ароматического комплекса различных косметических и парфюмерных препаратов, а также мыл. При передозировке может вызывать повреждение печени и отравление, поэтому применение его ограничено.
ЭТИЛСАЛИЦИЛАТ - встречается редко и в небольшом количестве. Запах характерный, несильный. Используется в ограниченном количестве как синтетический заменитель метилсалицилата.
БЕНЗИЛСАЛИЦИЛАТ - бензиловый эфир салициловой кислоты. Главная составная часть высококипящей части эфирного масла иланг-иланга, бальзама Толу, туберозы. Вязкая жидкость или кристаллы с приятным запахом. Используется как растворитель для искусственных эфирных масел и парфюмерных композиций. Хороший фиксатор.
В эфирных маслах часто встречаются производные простейшей ароматической кислоты - бензойной. Бензойная кислота не имеет запаха и не может влиять на запах эфирных масел. В эфирные масла в результате паровой дистилляции не переходит. Экстрактивные эфирные масла (конкреты и абсолю) могут содержать бензойную кислоту. Ее эфиры являются важными ароматическими компонентами этих эфирных масел. Соответствующей бензойной кислоте альдегид - бензальдегид - нередко встречается в составе некоторых эфирных масел.
Фенолкарбоные кислоты
Фенольная группа фенолкарбоновых кислот может также быть в виде простого эфира. Анисовая кислота - сопутствующий компонент некоторых масел с большим содержанием анетола (о нем мы поговорим в разделе фенилпропенов) - представляет собой метоксибензойную кислоту.
АНИСОВАЯ КИСЛОТА (III) - п-анисовая кислота, п-метоксибензойная кислота. Найдена в эфирных маслах с большим содержанием анетола, которые подверглись действию кислорода. Обнаружена также в эфирном масле из плодов таитянской ванили.
Фенолкарбоновые кислоты могут содержать несколько фенольных групп. Такие вещества 2,4-ДИОКСИ-6-МЕТИЛБЕНЗОАТ (IV) и 2,4-ДИОКСИ-3,6-ДИМЕТИЛБЕНЗОАТ (V), а также 2-МЕТОКСИ-4-ОКСИ-3,6-ДИМЕТИЛБЕНЗОАТ (VI) обнаружены в резиноиде дубового мха и составляют в виде смеси простых фенольных и сложных эфиров подавляющее количество (до 40-50%) фенолов этого продукта.
Среди фенолкарбоновых кислот с несколькими фенольными группами в эфирных маслах содержатся производные верартровой и триметилгалловой кислоты.
ВЕРАТРОВАЯ КИСЛОТА (VII) - 3,4-диметоксибензойная кислота. Встречается в эфирном масле «сабадилла» в виде метилового или этилового эфира.
ТРИМЕТИЛГАЛЛОВАЯ КИСЛОТА (VIII) - 3,4,5-триметоксибензойная кислота. Обнаружена в эфирном масле из Boronia pinnata.
Кроме фенолкарбоновых кислот в эфирных маслах, особенно цветочных растений, содержатся феноло-альдегиды. Почти все вещества этой группы обладают сильным ароматом цветочного направления.
САЛИЦИЛОВЫЙ АЛЬДЕГИД (IX) - о-оксибензальдегид. В небольшом количестве найден в различных видах спиреи, кассии. Имеет характерный горький запах миндаля. Используется в синтетических эфирных маслах. Исходный продукт для получения синтетического кумарина.
4-ОКСИБЕНЗАЛЬДЕГИД (IXa) - п-оксибензальдегид. В эфирных маслах практически не найден.
О-МЕТОКСИБЕНЗАЛЬДЕГИД (IXb) - метилсалициловый альдегид. Содержится в эфирном масле кассии.
АНИСОВЫЙ АЛЬДЕГИД (X) - п-метоксибензальдегид, «обепин». Желтоватая жидкость, обладающая сильным запахом цветущего боярышника с нотой ванилина. Ароматический альдегид, образующийся при окислении анетола, и поэтому встречается в эфирных маслах, богатым анетолом: аниса, звездчатого аниса, фенхеля. Найден также в масле цветов акации, экстракте из бобов ваниллы из Таити. При окислении превращается в анисовую кислоту. Считается очень полезным в парфюмерии для придания композициям (сирень, гелиотроп, боярышник, акация, мимоза, свежескошенное сено и горошек) и мылу особых ароматических свойств.
Феноло-альдегиды
Вторая фенольная группа приводит к появлению среди феноло-альдегидов таких веществ, как ванилин и метилванилин - известные компоненты многих бальзамов.
4-МЕТОКСИСАЛИЦИЛОВЫЙ АЛЬДЕГИД (Xa) - 2-окси-4-метоксибензальдегид, 2-оксианисовый альдегид. Найден в масле из корней Decalepis hamiltonii. Кристаллическое вещество с запахом ванилина.
ВАНИЛИН (XI) - 4-окси-3-метоксибензальдегид - часто встречается в небольшом количестве в эфирных маслах и бальзамах и чаще всего в виде гликозидов (стиракс, бальзам Перу, гвоздика). Под действием ферментов в процессе ферментации эти гликозиды высвобождают ванилин. Наиболее важный источник ванилина - плоды ваниллы. Кристаллическое вещество с сильным, ароматичным запахом.
Главный ингредиент искусственных ароматизаторов. Широко используется в кондитерской промышленности. Применяется в парфюмерии и косметике для придания композициям сладкого и прочного запаха. Хорошо сочетается с гелиотропином и кумарином.
МЕТИЛВАНИЛИН (XII) - 3,4-диметоксибензальдегид, вератральдегид, диметиловый эфир протокатехальдегида. Встречается в эфирном масле Cymbopogon javanensis.
ЭТИЛВАНИЛИН (XIII) - этиловый эфир 3-протокатехальдегида, «бурбональ». В природе не идентифицирован. Синтетический заменитель ванилина. Широко используется в пищевой и парфюмерной промышленности. Имеет интенсивно сладкий вкус и запах в 3-4 раза более сильный, чем ванилин.
СИРЕНЕВЫЙ АЛЬДЕГИД (XIV) - 3,5-диметокси-4-оксибензальдегид. Содержится в выдержанных в дубовой таре (клепке) высококачественных коньяках, виски и бренди. Практически не имеет запаха из-за своей низкой летучести. Образуется при мягком окислении дуба.
Особенностью фенолкарбоновых кислот и феноло-альдегидов является то, что, несмотря на наличие двух «кислых» заместителей их обжигающая функция в сильной степени ослаблена, что объясняется взаимным влиянием этих двух групп (химики говорят об их электронном сопряжении этих групп, в результате которого сильно снижена способность терять водород фенольной группы).
Таким образом, простые фенолы в растениях существуют в виде биологически активных свободных фенолов (тимол и карвакрол), обладающих сильным обжигающим действием, так и в виде простых эфиров (которых содержится очень мало). Простые фенолы, в свою очередь, могут иметь дополнительно различные заместители в бензольном ядре, главные из которых, это альдегидная (CHO) и карбоновая (COOH). Замещение этими группами приводит к ослаблению обжигающего действия простых фенолов из-за эффекта электронного сопряжения этих заместителей и фенольной группы.
