Анализ физалактона и установление его структуры

Витанолиды, их химическая природа

витанолид соединение медицина химический

Витанолиды– это группа фотостероидов, получившая свое название от индийского растения Withania somnifera(L.) Dunal., сем. Пасленовые

Витанолиды – полиоксистероиды (С-28), в основе которых лежит циклопентанпергидрофенантрен. В положении 20 находится шестичленное лактонное кольцо. Соответственно С-22 и C-26 окисляются до формы δ-лактон. Для всех выделенных витанолидов характерна кетогруппа в кольце А (С-1). В некоторых соединениях обнаружены 4β-гидрокси-5β, 6β-эпоксигруппировки. <1>

Витаферин А был первым витанолидом, который был выделен из хорошо известного индийского растения Withania somnifera семейства Solanaceae. Строение витаферина А было выявлено в 1965 году Лавье. Данное соединение обладало высокой биологической активностью. Далее были обнаружены еще ряд соединений, которые имели схожую стероидную структуру.

Витанолиды – это высокоокисленные соединения, и полагают что растения, вырабатывающие эти соединения имеют соответствующую систему ферментов, которая способна окислить все атомы углерода в стероидной молекуле. Было обнаружено, что все атомы углерода, за исключением С-10 витанолидов обладают окислительными способностями.

Большие окислительные способности привели к различным модификациям карбоциклической части. Наличие у С-20 лактонного кольца является характерной особенностью витанолидов, лактонное кольцо может быть шести или пятичленным и может также присоединяться с карбоциклической частью молекулы через углерод-углеродную связь или через кислородный мостик.

Соответствующие кислород содержащие группировки могут привести к расщеплению связей, или к формированию новых связей, к ароматизации колец, к различным перестановкам и перегруппировкам атомов, что приводит к формированию у соединений новых свойств и особенностей.<2>

Классификация витанолидов

Несмотря на общую стероидную основу, на которой построены все витанолиды, все они имеют разнообразие структур – что требует их классификации на 10 групп.

1. Собственно витанолиды

2. Витафизалины

3. Физалины

4. Никандреноны, имеющие ароматическое D кольцо (от Nicandra)

5..Витанолиды, имеющие ароматическое А кольцо (Ябороны от Jaborosa)

6. Акнистины (от Acnistus)

7. Иксокарполактоны(Ixocarpalactones)

8. Перулактоны (Perulactones)

9. Витаярдины (Withajardins)

10. Смешанные витастероиды

Cреди различных групп витастероидов, собственно витанолиды являются наиболее распространенными и рассматриваются как возможные предшественники витастероидов (2 -6 групп) <2>

Физалины являются выскоокисленными витастероидами. Физалины – это 13,14 – секо – 16,24 – цикловитастероидами, для них характерно образование 13,14 или 14–17 ацеталей. Физалин B имеет также новую С-С связь между С16 и С24.

Где связь которая между С13 и С14 – расщеплена, в то время образуется новая С-С связь между С16 и С24.<3>

Распространенность

Витанолиды в основном встречаются у растений семейства – пасленовые (Solanaceae).Однако данный класс соединений встречается далеко не у всех представителей семейства.

Витанолиды представлены у следующих растений родов:

– Withania – Dunalia

– Physalis – Discopodium

– Nicandra – Lycium

– Datura – Salpichroa

– Jaborosa – Tubocapsicum

– Acnistus – Exodeconus

Больше всего витанолидов представлено в растениях Withania и Physalis.<2>

– Withania

Withania somnifera – Ашваганда (индийский женьшень, зимняя вишня)

– Physalis

Physalis angulata – Физалис угловатый

– Physalis alkekengi – Физалис обыкновенный

– Physalis minima – Физалис наименьший

Jaborosa

– Jaborosa laciniata – Ябороса лопастная

– Jaborosa kurtzii

– Jaborosa odonelliana.

– Salpichroa

Salpichroa origanifolia – Cальпихроа ромбическая

– Datura

– Datura metel – дурман индийский

семейство яснотковые – (Lamiaceae)

– Ajuga

Ajuga parviflora – живучка (аюга) мелкоцветковая

Однако витастероиды обнаружены не только в семействе пасленовые и яснотковые, они также были выделены из морских организмов (в морских кораллах) и у некоторых представителей семейства Taccaceae (такковые) и Fabaceae (бобовые).<2>

Отдельные представители

– Withania somnifera

Radices Withaniae – корни витании

Folia Withaniae – листья витании

Physalis flexuosa, физалис солнечнолистный, зимняя вишня, индийский женьшень). (Обычное название: Ashwagandha, Ашвагандха)

Описание растения

Withánia somnífera (L.) Dunal (названо в 1825 г. по имени неизвестного лица; лат. somnifer, fera, ferum – приносящий сон от somnus – сон, ferre – приносить).

Многолетний ветвистый полукустарник из семейства пасленовых – Solanaceae. Нижние листья очередные, а верхние – супротивные, черешковые, темно-зеленые, эллиптические, с сетчатым жилкованием, волнистым краем и заостренной верхушкой. Цветки желтовато-зеленого цвета с неприятным, острым запахом, собраны по 3–6 в пазухах листьев

Плоды этого растения представляют собой небольшие ягоды оранжевого цвета, они содержат ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты. Все растение прижато опушенное. Корни прямые, не разветвленные, толщина зависит от возраста. Основные корни покрыты вторичными корнями, подобными густым волоскам. Наружная поверхность корня от бежевого цвета до серо-жёлтого с продольными складками.

Распространено широко от Южной Европы до Индии и Африки. Культивируется в Индии.

В качестве лекарственного сырья используются корни и листья.

В корнях обнаружены алкалоиды группы тропана (3-α-тиглоилокситропан), а также анагигрин, анаферин, кускогигрин, изопеллетьерин, тропин. Анаферин и анагигрин родственны алкалоиду изопеллетьерину, производному пиперидина.

Из листьев выделены стероидные лактоны – витанолиды. <6>

Применение

1) Адаптогенное действие

Ashwagandha считают одним из самых важных растений в аюрведических системах лекарств, главнейшим адаптогеном (в силу комбинации важнейших свойств для аюрведических постулатов). В силу обширности эффективного применения, аюрведические врачи широко использовали его для лечения людей от их недугов. Благодаря своим свойствам, растение приобрело большое уважение в глазах врачей и пациентов. УлучшаЕт память.

Withania somnifera занимает в аюрведической медицине такое же место, как женьшень в китайской. Это лучшее «омолаживающее» и «согревающее» растение, особенно для мышц, костного мозга. По данным врачей аюрведы, «останавливает» старение (изменяя анаболизм)

2) Полезна при слабости и тканевой недостаточности у детей, пожилых людей, у ослабленных хроническими болезнями, переутомлением, бессонницей, страдающих нервным истощением.

3) Повышает Оджас (Оджас, говоря современным языком, – это энергия иммунной системы и сексуальная сила). Когда падает уровень Оджаса, то это сопровождается дегенеративными и хроническими заболеваниями, трудно излечимыми или неизлечимыми инфекциями и нервными расстройствами.

4) Подавляет боли и воспаления любого рода (ревматоидный артрит, остеоартрит, подагра, радикулиты), способствуя уменьшению припухлостей и отёков, с восстановлением кровообращения и мышечной силы. выносливости.

5) Прекрасный кардиотоник, с гипотензивным эффектом у лиц, склонных к гипертонии. Также тропен к железам и лимфатической ткани (лимфоаденопатии, зоб).

6) Антиоксидант.

7) Влияет на заживление ран и травм, успокаивает нервную систему, тонизируя вегетативную реактивность и периферическое кровообращение

8) Очень полезен при лечении инфекций мочевыводящих и дыхательных путей (астма), отличный диуретик

9) Снотворное и седативное действие

10) Иммуностимулирующее

12) Кроме того, это – прекрасное средство для беременных, поскольку укрепляет плод.

13) Она способствует восстановлению гормональной системы, заживлению тканей, и может применяться наружно (для лечения ран, язв, нарывов).

А в аюрведических аптеках в бывшем СССР можно встретить разнообразные её названия с намеком на борьбу со стрессом, например, «стресском».

По современной фармакологической классификации она относится к травам, обладающим ноотропным действием (стимулирующим нейрометаболизм). <6>

– Physalis alkekengi – физалис обыкновенный

Описание растения

Многолетнее травянистое растение с прямым и разветвленным стеблем 30–60 см высотой. Верхние листья супротивные, длинночерешковые, яйцевидные, цельнокрайние, редкоопушенные. Цветки одиночные, поникшие, расположены в пазухах верхних листьев, чашечка сросшаяся пятизубчатая, венчик пятилепестный, сросшийся, зеленовато-белового цвета, шириной 15–20 мм, тычинок 5, прикрепленных у основания венчика, пестик из двух плодолистиков с верхней завязью. Плод – оранжево-красная сферическая ягода, сидячая во вздутой, ребристой, перепончатой оранжевой чашечке. Семена многочисленные, белые, почковидной формы. Цветет в мае-июле.<7>

Встречается в светлых лесах и среди тенистых кустарников, около населенных мест и на виноградниках, местами как бурьян.<7>

Витанолиды были обнаружены в листьях и плодах этого растения.

В плодах помимо витанолидов(физалины), содержатся сахара, органические кислоты, витамин С, красящие вещества, алкалоидподобные соединения, дубильные вещества.

Плоды обладают мочегонным, противовоспалительным, антисептическим, желчегонным, кровоостанавливающим, болеутоляющим действием.<8>

Анализ физалактона и установление его структуры

Первые данные химического изучения Physalis alkekengi были опубликованы более 130 лет назад, когда из листьев этого растения выделили горькое вещество, названное физалином. Структурные исследований в те годы не проводили. Только начиная с 1969 года стали появляться сообщения о химическом строении, содержащихся в физалисе стероидных соединений, в частности в Physalis alkekengi var. Franchetti (собранного в Японии) нашли физалины A, Bи С имеющие структуру 13–14-секо – 16,24 – циклостероидов. Помимо названных из Physalis minima были выделены витафизалин A, B, C из Physalis ixocarpa

Рассмотрим витанолидный состав Physalis alkekengi, собранного в фазе цветения в предгорьях Копетдага в долине р. Сумбар.

Из надземной части выдели витанолид состава С₂₉H₄₀O₈ – физалактон. Наличие у физалактона максимума при λ_max ^С2H5OH 228 нм, интенсивных полос при ν_max ^KBr 1100 (C-O-C), 1690 и 1710 см^-1 (α и β ненасыщенный лактон и циклический кетон), максимального фрагмента m/e 125 в масс спектре и пяти трехпротонных синглетов при ϭ 1,04; 1,28; 1,43; 1,89; 1,95 в ЯМР спектре позволило предположить, что он относится к витанолидам. <9>

Небольшое смещение максимума в УФ спектре в сторону длинных волн и сравнительно небольшая величина молекулярного коэффициента экстинкции, свидетельствует о том, что кольцо A насыщенное.

Нахождение в масс-спектре физалактона, помимо иона с m/e 125, наличие которого свидетельствует о том, что в витанолидах присутствует в боковой цепи ненасыщенное лактонное кольцо, ионов с m/e 347 и 169 (разрыв между С17 и С20) и ионов с с m/e 303 и 213 (разрыв между С13 и С17 и одновременно между С15 и С16), определяют положения двух гидроксильных групп при С17 и С20. Трехпротонный синглет при ϭ 1,43 (21 СH3) и однопротонный синглет при ϭ 4,86 (22-H) – подтверждают OH группу при С-20.

В ЯМР – спектре физалактона обнаруживается сигнал метоксильной группы при ϭ 3,34. Ионы с m/e 516,484, 391,347 для самого витанолида, свидетельствуют о том, что метоксильная группа и одна ацетильная находятся в стероидной части молекулы. <9>

Заслуживает внимания тот факт, что химсдвиги протонов в кольцах А и B физолактона (I) хорошо совпадают с величинами химсдвигов 2,3 – дигидро-3-метоксивитаферина A (II). Это соединение получили нагреванием витаферина A в метанольном растворе поташа.

Позже из растений р. Physalis из водного экстракта были выделены соединения витафизанолид, его структура установлена спектральными методами анализа.

Наличие гидроксильной группы у С20 доказывается реакцией окисления с реактивом Джонса до лактона и ацетокси -5-α-окси – 1,7 – диоксо – андростандиена.