Антоциановые гликозиды

К антоциановым гликозидам относят сложные по структуре гетероциклические органические соединения с агликонами — производными бензопирилия. В таких соединениях кислород имеет основные свойства и соединён с галоидами, т.е. эти соединения являются оксониевыми солями. Антоцианы — пигменты, обусловливающие окраску цветков и ягод (от греч. anthos — цвет, cyanos — лазоревый). Антоцианы — гликозиды, под действием ферментов и кислот гидролизуются с образованием сахара и антоцианидинов (агликонов). По химической структуре антоцианы похожи на флавоноиды.

Увеличение в молекуле антоцианидина количества гидроксильных групп приводит к повышению интенсивности синей окраски, а количества метоксильных групп — красной окраски (например, у лепестков роз). Окраска антоцианов связана также с образованием их комплексов с ионами калия (пурпурной соли), способностью сорбироваться на полисахаридах. Антоцианы придают лепесткам цветков фиолетовую, синюю, коричневую, красную и другие окраски. Антоцианы оказывают бактерицидное, желчегонное, мочегонное и отхаркивающее действия. Васильки и фиалка трёхцветная входят в состав мочегонного сбора. Антоцианы содержатся также в плодах брусники, бузины и черники, листьях мать-и-мачехи и других растениях. Антоцианы хорошо растворимы в воде и этиловом спирте, плохо растворимы в органических растворителях. Качественная реакция на наличие флавоноидов в растениях основана на превращении их в окрашенные антоциановые соединения, её проводят в кислой среде с добавлением порошка цинка или магния.

Дубильные вещества

Дубильные вещества (таниды) — группа сложных по структуре растительных веществ полифенолов, способных свёртывать белки и уплотнять ткани. Растворённые в клеточном соке дубильные вещества препятствуют гниению и участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. Дубильные вещества аморфны, растворимы в воде, спирте, водном ацетоне и эфире, не растворимы в безводном эфире, хлороформе, бензоле и петролейном эфире, осаждают белки, алкалоиды, тяжёлые металлы. Их применяют в качестве противоядий при отравлении алкалоидами и солями тяжёлых металлов. Дубильные вещества — многоатомные фенолы, обладают бактерицидными и фунгицидными свойствами. Их также используют как вяжущие и противовоспалительные средства наружно и внутрь при желудочно-кишечных заболеваниях. При соприкосновении с воздухом под влиянием оксидаз дубильные вещества окисляются и переходят в нерастворимые в холодной воде, окрашенные в тёмно-бурый цвет вещества, называемые флобафенами (красенями). В горячей воде флобафены растворимы и обусловливают бурую окраску вытяжки.

Классификация дубильных веществ основана на следующих двух принципах.

1. По продуктам разложения, выделяемым при сухой перегонке дубильных веществ (нагревании до 180-200 °С), — производные пирокатехина и пирогаллола.

2. На основе химической структуры и свойств — гидролизуемые и конденсированные дубильные вещества.

Гидролизуемые дубильные вещества — гидролизуемые ферментами или кислотами соединения (гликозиды), имеющие ацетальные или сложноэфирные связи. Обычно они представляют собой сложные эфиры ароматических бксикарбоновых кислот с сахаристым остатком. (Их и относят по классификации к гликозидам.)

Конденсированные дубильные вещества - полимеры катехинов, производных флавана, конденсация которых происходит за счёт углеродных связей, например, сополимер галлокатехина и лейкодельфинидина. Они близки по структуре к флавоноидам и также обладают Р-витаминной активностью.

Гидролизуемые дубильные вещества в качестве агликонов содержат оксикарбоновые ароматические кислоты: галловую, дигалловую, эллаговую.

В дубильных веществах на одну молекулу сахара приходится несколько молекул агликона. Например, в молекуле китайского танина на одну молекулу глюкозы приходится четыре молекулы дигалловой кислоты и одна — галловой. В турецком танине, кроме галловых кислот, содержится эллаговая кислота. При гидролизе танина образуются одна молекула моносахарида и пять молекул агликона.

Конденсированные дубильные вещества содержатся в листьях чая. Дубильные вещества чая представляют собой сложную смесь катехинов и их производных. Особенно богаты катехинами молодые побеги чайного куста, их относят к производным флавана.

Настой чая можно рассматривать как лекарственный препарат, приготовленный ex tempore, сочетающий действие кофеина и витамина Р (растворимые в воде катехины обладают витаминной активностью). Чай оказывает тонизирующее действие на ЦНС и уменьшает хрупкость и проницаемость капилляров.

Конденсированные дубильные вещества при действии энзимов или кислот не расщепляются, а молекулы их могут окисляться и превращаться в более высокомолекулярные вещества флобафены, не растворимые в воде.

Дубильные вещества могут содержаться в частях растения и в галлах. Галлы — патологические наросты, вызванные вредителями. Галлообразователи нарушают в тканях поражённых участков растений обмен аминокислот, что приводит к ненормальному разрастанию тканей.

Дубильные вещества — аморфные соединения, хорошо растворимые в воде и водных растворах спирта, частично растворимые при наличии следов воды в хлороформе и дихлорэтане, не растворимые в безводном хлороформе, дихлорэтане и других органических растворителях.

Качественные реакции на наличие дубильных веществ основаны на следующих свойствах: образование нерастворимых комплексов с белками в водных растворах (1% растворе желатина); образование окрашенных соединений с растворами солей железа (производные пирогалловой группы окрашиваются в чёрно-синий цвет, растворы катехинов — в чёрно-зёленый); образование осадка с растворами ацетата свинца и окрашивание в тёмно-бурый цвет при добавлении раствора бихромата калия.

Методы количественного анализа. Используют весовой (массометрический) метод с кожным порошком (увеличение массы измельчённого кожного порошка) и титрометрический (объёмный) метод Левенталя. Последний основан на титровании раствора дубильных веществ 0,1 м раствором перманганата калия с индикатором индигокармином (индигосульфокислотой) до перехода окраски из синей в жёлтую; фенолы окисляются до хинонов (дикетонов).

Производство танина

Танин получают из галлов или листьев скумпии. Растительное сырьё измельчают на эксцельсиоре до частиц размером 2—3 мм. Измельчённый материал экстрагируют в батарее перколяторов или непрерывно действующем экстракторе водой, нагретой до 60—65 °С, что позволяет инактивировать ферменты и интенсифицировать процесс экстракции. Полученное извлечение обрабатывают активным углем (0,6%) и (для уменьшения растворимости танина) добавляют 8% натрия хлорида с целью высаливания. Из водного раствора танин экстрагируют смесью органических извлекателей (80% бутилацетата и 20% бутанола). Количество смеси составляет 30% от количества водной вытяжки. Эфирный слой отстаивают. Упаривание эфирного извлечения проводят в вакуум-выпарном аппарате при 55—60 °С до 1/6 части первоначального объёма и добавляют равное количество воды. Затем органический растворитель отгоняют полностью. Водный остаток обрабатывают активным углем (1%), затем фильтруют. Концентрированный раствор сушат в двухступенчатой распылительной сушилке (раньше сушили на противнях и измельчали). На первой ступени концентрируют раствор танина до влажности извлечения приблизительно 200% (образование 40% раствора), затем концентрированный раствор диспергируют и сушат до образования сухого порошка.

Сапонины

Сапонины (лат. sapo, saponis — мыло) — сложные по структуре полициклические ПАВ гликозидного характера, как правило вызывающие гемолиз (греч. haima, haimatos — кровь + греч, lysis — распад, разрушение) — разрушение эритроцитов с выходом гемоглобина в окружающую эритроциты среду. Водные растворы сапонинов при встряхивании образуют, подобно мылу, стойкую пену, что связано с их поверхностно-активными свойствами, обусловленными дифильной структурой. Способность сапонинов вызывать гемолиз связана с образованием их комплексов с холестерином мембран эритроцитов. По химической структуре все сапонины относят к гликозидам, содержащим большое количество молекул сахара, поэтому многие из них можно назвать олигозидами. Классификация сапонинов основана на химической структуре агликонов, образующихся при гидролизе.

1. Агликоны — производные пентациклических тритерпенов, углеводородов состава С₃₀Н₄₆-С₃₀Н₄₈, преимущественно производные b-амирина, реже a-амирина. Сапонины этой группы обнаружены в растительных представителях, относящихся к 40 семействам (аралиевых, бобовых, гвоздичных, зонтичных и др.).

2. Агликоны — производные стероидов спиростенолового ряда нормальной или изометрической структуры. Агликоны этой группы могут быть полностью гидрированными (производные пергидрофенантрена) или содержат одну двойную, связь в положении 5—6, в положении 3 находится гидроксигруппа, через которую присоединяется сахаристая часть. представителей семейств лилейных, амариллисовых, диоскорейных, норичниковых и др.

3. Агликоны — стероидные алкалоиды, т.е. в их состав входит атом азота (пиперидиновый цикл). В положении 5—6 обычно находится двойная связь, у С3 расположен гидроксильный радикал, через который присоединяется сахаристая часть гликозида. Эти агликоны можно отнести к стероидам спиростенолового ряда, однако они выделены в отдельную группу в связи с наличием азотсодержащего пиперидинового гетероцикла. Сапонины этой группы (гликоалкалоиды) широко распространены в растениях семейства паслёновых (паслёне птичьем и дольчатом).

4. Агликоны — производные тетрациклических тритерпенов (С₃₀Н₄₈). Эта группа занимает промежуточное положение между стероидными и тритерпеновыми сапогенинами. Наиболее часто агликоны являются производными даммарана, содержащими в структуре разное количество гидроксильных групп. Наиболее известные представители этой группы агликонов — соединения, выделяемые из женьшеня.

Сапонины, в состав агликонов которых входят свободные карбоксильные группы, называют кислыми, а остальные — нейтральными.

Сапонины — бесцветные аморфные вещества без характерной температуры плавления и разложения, легко растворимые в воде, растворимые в горячем 80-90% этиловом спирте, 60-70% этиловом и метиловом спиртах, плохо растворимые в концентрированных этиловом и метиловом спиртах, не растворимые в эфире, хлороформе, ацетоне и бензине. Способность сапонинов хорошо растворяться в горячем спирте и плохо — в охлаждённом широко используют для их очистки от балластных веществ. Чем больше молекул сахара в углеводной части сапонина, тем лучше он растворим в воде.

Сапогенины — кристаллические соединения белого цвета, имеющие характерную температуру плавления, хорошо растворимые в органических растворителях, плохо —• в воде.

Стероидные сапонины — нейтральные соединения. Тритерпеновые сапонины и сапогенины подразделяют на нейтральные и кислые. Кислые сапонины образуют растворимые соли с одновалентными металлами и нерастворимые соединения с двух- и многовалентными металлами, например, с солями свинца, меди и других элементов, растворимы в водных растворах щелочей и выпадают в осадок при подкислении. Сапонины вступают во взаимодействие и образуют молекулярные комплексы со стеринами (холестерином), белками, липидами, танинами. Из спиртовых растворов сапонины осаждаются эфиром, ацетоном и этилацетатом.

От примесей растворы сапонинов можно очистить путём диализа, электродиализа, гель-фильтрации на сефадексах. Кислые сапонины можно отделить от нейтральной избирательной сорбцией на ионитах.

Качественный анализ. В связи с тем, что сапонины — ПАВ, об их наличии в водных вытяжках можно судить по интенсивности и устойчивости образующейся при встряхивании пены. Если более устойчивая пена образуется в щелочной среде, можно считать, что в вытяжке находятся тритерпеновые кислые сапонины (разработаны специальные методики определения). Содержание сапонинов можно определить по гемолизу крови при смешивании водной вытяжки (на 0,9% растворе натрия хлорида) со

специально приготовленной взвесью эритроцитов. При учёте разведения можно судить о количественном содержании сапонинов.

Количественный анализ. Для количественного анализа смеси сапонинов в сырье чаще используют гравиметрические методы, выделяя очищенную смесь гликозидов на основе их многостадийной экстракционной очистки. Количественное содержание сапонинов в препаратах часто осуществляют различными инструментальными методами (фотоколориметрией, спектрофотометрией, полярографией и т.д.). Для анализа отдельных групп гликозидов используют цветные специфические реакции.

Препараты, содержащие сапонины, применяют только внутрь (при внутривенном введении они являются ядами). В присутствии сапонинов легче всасываются другие лекарственные вещества (действуют подобно жёлчным кислотам). При приёме внутрь некоторые сапонины повышают секрецию желёз, оказывают отхаркивающее, тонизирующее, слабительное, мочегонное действия. Стероидные сапонины входят в состав гипохолестеринемических средств.

Первичную экстракцию растительного сырья наиболее часто осуществляют частично разбавленным водой этиловым, метиловым или изопропиловым спиртом. Иногда для экстракции используют горячий концентрированный этиловый или метиловый спирт. Если в сырье содержатся кислые тритерпеновые сапонины (относительно стабильные соединения), применяют водный раствор аммиака, сапонины экстрагируют в виде аммонийных солей, хорошо растворимых в воде. При использовании водных растворов следует учитывать, что одновременно с гликозидами экстрагируются ферменты, катализирующие гидролиз с отщеплением углеводной части, поэтому целесообразнее экстракция нагретым водным раствором (происходит денатурация ферментов, и экстракция ускоряется). В методиках количественного анализа, как правило, используют предварительную экстракцию сырья петролейным или серным эфиром, хлористым метиленом или бензолом для удаления из сырья липидов, фитостеринов и ряда пигментов (например, хлорофилла). Подбором экстрагентов можно частично разделить сапонины, так как монозиды и биозиды относительно хорошо растворимы в смесях спирта с хлороформом и ацетоне, а олигозиды лучше растворимы в разбавленном спирте и воде. Очистку смеси сапонинов от балластных веществ осуществляют избирательной экстракцией жидкости жидкостью нерастворимыми друг в друге экстрагентами. Очистить сапонины от балластных веществ и разделить их по полярности можно колоночной хроматографией и избирательным элюированием соединений различными по полярности растворителями или гель-фильтрацией на сефадексах. Для очистки и разделения сапонинов на основе избирательной молекулярной сорбции в последнее время рекомендуют использовать колоночную хроматографию на смешанном сорбенте, состоящем из полиамида и оксида алюминия. Кислые сапонины можно отделить от нейтральных избирательной сорбцией на ионообменных смолах-анионитах. Окончательную очистку сапонинов, как правило, осуществляют методом их переосаждения из спиртовых растворов эфиром, ацетоном или этилацетатом, а также перекристаллизацией из концентрированного этилового или метилового спирта.