Uchebnik

 Основные химические реакции строфантидина представлены на схеме:

Листья и цветы ландыша содержат высокоактивное кардиотоническое вещество – конваллотоксин, в семенах его содержится родственный гликозид – конваллозид (рамноглюкозид строфантидина).

Периплогенин отличается от строфантидина наличием метильной группы вместо альдегидной. Из растения желтушник выделен гликозид – эризимозид, который представляет собой строфантидин-3-β-D-дигитоксил- β-D-глюкозид.

 Дигоксигенин (из ланатозида С) отличается от периплогенина положением ОН-группы вместо С5 в С12 ([α]D +610, C2H5OH). Этот карденолид дает положительную пробу Легаля, образует дегидропроизводное, под действием щелочи, как все С14-ОН-генины, образует изо-соединение, две вторичные ОН-группы образуют диацетат:

231

O

O

OH

COOH

COOH

[O]

[O]

OH

OH

14-этиеновая

HO

H

кислота

дигоксигенин

O

H+

O

O

O

O

O

(CH3CO)2NBr

Br

- HBr

-ангидро- дигоксигенин

 Характерной особенностью гитоксигенина (из ланатозида В) ([α]D +330, C2H5OH) является наличие вторичной ОН-группы при С16, близость последней к ненасыщенному лактонному кольцу, что проявляется в ином направлении изомеризации под действием щелочи:

 3-гликозидо-16-ацетоксипроизводное гитоксигенина выделено из олеандра. Гидролиз в мягких условиях соляной кислотой приводит к образованию L-олеандрозы и олеандригенина, т.е. 16-ацетата гитоксигенина. Из олеандра выделен гликозид – адинерин, углеводной частью которого является D-дигиноза и отсутствует С16 - ОСОСН3 и глюкозид – нериантин:

232

O

O

O

O

O

O

OCOCH3

OH

O3H13C7

O

H

C

OH

O

H

C

3

13

7

13

7

O

O

3

H

H

O

H

ангидроолеандрогенин

дезацетилолеандрин

диангидрогитоксигенин

O

O

HCl

H2 / PtO2 O

C2H5OH

5% H2SO4

O

NaOH (p)

O

O

OCOCH3

HCl

OCOCH3

OH

O3H13C7

OH

O3H13C7

HO

H

O

H

O

H

олеандригенин

олеандрин

(CH3CO)2O / NaOH

C5H5N

гитоксигенин

Из корней южноафриканского растения узара выделен глюкобиозид

узарин, который в жестких условиях кислотного гидролиза образует два ангидроузаригенина с [α]D +50 (α) и [α]D -29.50 (β), более активных, чем узарин.

Из орехов выделено 2 ядовитых гликозида – теветин и нерийфолин, имеющих одинаковый генин – дигитоксигенин; в теветине – связанный с теветозой-глюкозой-глюкозой, а в нерийфолине – только с теветозой:

Растительные гликозиды, образующие с водой пену, называют сапонинами. Этим свойством обладают также растительные сердечные яды.

Для характеристики сапогенинов и отличия их от других гликозидов, используют ИК-спектры, т.к. в области 1350 и 875 см-1 имеются полосы, характерные для спирокетальной боковой цепи. У нео-сапогенинов эта полоса 920-915 см-1, в 3-4 раза интенсивнее полосы 899-894 см-1. Для изо-сапогенинов характерно, наоборот, 899-894 см-1 вдвое интенсивнее полос 920-915 см-1.

Кроме того, характеристичными также являются полосы 857 см-1 у нео-ряда и

863 см-1 – у изо-.

233

 Сибирский вид василистника малого содержит характерный набор тритерпеновых сапонинов, являющихся бис- и трисдесмозидами с 2-5 углеводными звеньями, 2 гликозида оказались новыми, они названы таликозидами G1 и G2:

					OH					OH OH
						OH
					OH					OH
	HO	OH				HO	OH
								O
	HO		O			HO	O
		O						O	O	OH
			O	O	OH
	HO					HO
								HO
				HO
										OHOH
					OHOH			таликозид G2
			таликозид G1

В экстракте из листьев Digitalis lanata описан гликозид – тигонин. Многие другие сапонины выделены из растений, не относящихся к видам дигиталис, например из калифорнийского мыльного корня, из корней мексиканской сарсапариллы и ряда мексиканских растений семейства лилейных. Они содержали обычные остатки сахаров, и, хотя изучено большое число сапогенинов, были охарактеризованы сравнительно немногие гликозиды,

представленные ниже:				Сапогенин
Формула	Растительный	Тпл.,	[ ]D			Сахара
сапонина	источник	0C		Дигитогенин
Дигитонин	D. purpurea,	235	-540 a)		2	глюкозы,
С56Н92O29	D. lanata			C27H44О5	2	галактозы,
				Гитогенин	1	ксилоза
Гитонин	D. purpurea,	272	-510 б)		3	галактозы,
С50Н82О23	D. germanicum			С27Н44О4	1	пентоза
Тигонин	D. lanata	260		Тигогенин	2	глюкозы,
С56Н92О27				С27Н44О3	2	галактозы,
				Тигогенин	1	ксилоза
Амолонин	Chlorogalum		-670 в)		3	глюкозы,
С63H104O31	pomeridianum		-750 б)		1	галактоза,
				Сарсасапогенин	2	рамнозы
Сарсасапонин	Radix sarsaparil-	245			2	глюкозы,
С45H74O17	lae, Yucca			С27Н44О3	1	рамноза
	schottii			Диосгенин
Диосцин	Dioscorea tokoro	288	-950 a)		2	рамнозы,
C45H72О16	Makino			С27Н42О3	1	глюкоза
Грациллин	Dioscorea	293	-880 б)		1	рамноза,
С43Н72О17	graciluna			Диосгенин	2	глюкозы
Трилларин	Trillium erectum	200			2	глюкозы
С39Н64О13				Диосгенин
Триллин	Trillium erectum	271	- 1030		1	глюкоза
С33Н52О8			в)
		234

Юкконин	Yucca schottii	278	Юккагенин	3	галактозы
С50Н80О23	(корни)		С27Н42О4	1	пентоза
Смилонин	Yucca schottii	237	Смилагенин	5	сахаров
	(цветы)		С27Н44О3
Каммонин	Yucca schottii	313	Каммогенин	6	сахаров
	(цветы)

а) вспирте; б) впиридине; в) вдиоксане.

Стероидные алкалоиды и гликоалкалоиды встречаются в виде гликозидов, например, алкалоиды пасленовых (картофель, помидоры и родственные им виды). Как правило, все они содержат 27 атомов углерода и один атом азота. По строению углеродного скелета они являются аналогами соланидина и томатидина, и содержат С33-ОН-группу.

Соланин – триозид (глюкоза, галактоза, рамноза), при кислотном

гидролизе образует соланидин, а в жестких условиях последний ( 5-3β-спирт)

претерпевает дегидратацию с образованием 3,5-диена.

 При использовании спиртового раствора соляной кислоты выход диена минимальный. Соланидин в реакции ацилирования и алкилирования дает моноаддукты, что указывает на содержание в его структуре только одной ОНгруппы:

			(CH3CO)2O		моноацетат
			CH3I
	N				монометиловый эфир
			K2CO3
	H2 / Pt				CrO3	H2 / Pt
HO соланидин	HO	соланиданол			Oсоланиданон	HO
						эписоланиданол

Наличие одной С=С связи подтверждено реакцией гидрирования с поглощением 1 моля водорода с образованием соланиданола.

Из спиртового концентрата листьев томата при обработке его горячей водой и упариванием водного извлечения получен гликозид томатин, который при гидролизе отщепляет 2 молекулы глюкозы, моль галактозы и ксилозы, и агликон томатидин стероидного типа.

Соласодин ([ ]D -800, C2H5OH) является левовращающим 5-3-спиртом, подобен соланидину, но является вторичным амином.

Из различных видов чемерицы (Veratrum) выделены гликоалкалоиды (стероидные основания или алкамины), также содержащие 27 атомов углерода.

Общим свойством всех гликозидов, в том числе сердечных, сапонинов, гликоалкалоидов, является кислотный гидролиз при нагревании с соляной или уксусной кислотами, при этом, меняя концентрацию кислот, для каждого типа гликозидов подбирают условия стадийного гидролиза молекул, устанавливая последовательность соединения углеводных фрагментов. Место присоединения углеводных фрагментов определяют специфичным ферментативным гидролизом.

235

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА

1Опишите классификацию изопреноидов.

2Сравните методы выделения и идентификации структурных групп.

3Опишите основные методы разделения компонентов.

4В чем заключаются специфические химические свойства изопреноидов?

5Опишите методы установления структур изопреноидов.

1. Все изопреноиды – соединения, формулы которых кратны С5Н8, делят на

3большие группы:

терпены (терпеноиды);

стероиды;

каротиноиды.

Каждая из этих групп делится на более специфичные по молекулярной массе и строению углеродного скелета.

2.Особенности выделения всех представителей этой группы соединений связаны со структурами углеродного скелета:

низкая растворимость (простейшие) и не растворимость в воде;

наличие в сырье одновременно N-числа соединений, одной или разных групп требует многократной экстракции разными растворителями или их соотношениями (мацерация + экстракция);

наличие nC=C связей, геометрические и оптические изомеры требуют мягких условий извлечения;

гликозиды тритерпенов (сапонины) – поверхностно-активные вещества

–растворимы в воде и водно-органических смесях.

3.Все приборные варианты хроматографии (ГЖХ, ЖЖХ, ВЭЖХ), часто в сочетании с масс-спектрометром или в присутствии СО.

4.Все терпеноиды – карбоциклической природы, поэтому на химической активности этих соединений сказывается величина цикла (циклов) и их конформация. Строго специфичных химических реакций для их различия нет.

Функциональные группы проявляют характерную для них реакционную способность в боковых цепях и специфическую – в циклах;

С=С связи участвуют во всех реакциях присоединения, в том числе специфичных для сопряженных С=С связей (эпоксидирование, ДильсаАльдера, Марковникова, Вагнера-Мейервейна, Коупа);

для всех терпенов характерны реакции радикального типа.

5.Функциональные группы идентифицируются общепринятыми методами. Сложность представляет установление тонкой структуры углеродного скелета, числа циклов, характера их сочленения и конформации каждого цикла. Эти вопросы решаются только в комплексе использованием методов:

236

13С-ЯМР – число углеродных атомов (общее и узловых);

РСА – конформации циклов и пространственная ориентация

заместителей;

масс-спектрометрия – молекулярная масса; по характеру фрагментации

–наличие и природа заместителей.

Рекомендуемая литература к главе

Основная

1Г.А.Атажанова. Терпеноиды эфирных масел растений. Распространение, химическая модификация и биологическая активность. М., 2008, 286с.

2А.Физер, М.Физер. Стероиды. М., 1964, 833с.

3В.В.Племенков. Введение в химию природных соединений. Казань, 2001, 376с.

4М.И.Горяев. Химия природных биологически активных веществ. Алма-

Ата, 1977, 425с.

5Б.Ж.Джиембаев. Химия и применение природной глицирризиновой кислоты и ее производных. Алматы, 2002, 287с.

Дополнительная

1Государственная фармакопея СССР, Х и ХI изд. М., 1968 и 1990 гг.

2К.П.Волчо, Л.Н.Рогоза, Н.Ф.Салахутдинов. Препаративная химия терпеноидов. Новосибирск, 2005, т.1, 230с.; т.2, 227с.

3А.А.Семенов. Очерк химии природных соединений. Н., 2000, 664с.

4Д.Ю.Корулькин, Р.А.Музычкина, Ж.А.Абилов и др. Биологически активные вещества. Выделение, разделение, анализ. Алматы, 2006, 486с.

5Н.И.Гринкевич, Л.Н.Сафронич. Химический анализ лекарственных растений. М., 1983, 176с.

6В.М.Дембицкий, Г.А.Толстиков. Природные галогенированные органические соединения. Новосибирск, 2003, 366с.

7М.И.Горяев. Глицирретовая кислота. Алма-Ата, 1966, 96с.

8K.Hostettmann, A.Marston. Saponins. Cambridge, 1995, 548p.

237

Глава 6. ИРИДОИДЫ

Иридоиды – группа монотерпеновых соединений, содержащих в структуре частично гидрированную циклопента/c/пирановую систему:

Свое название «иридоиды» получили в 1963г.

По номенклатуре JUPAC эти соединения можно называть исходя из углеродного скелета циклопента-/с/-пирана, однако эти названия являются громоздкими, и предпочтение отдается тривиальным названиям.

В1982 г Вайнгес и др. предложили за основу названий брать иридан:

ссохранением нумерации, что несколько упрощает названия иридоидов.

8 атомов углерода скелета – это простейшая агликоновая часть, дальнейшая нумерация углеродных атомов проходит с указанием R, начиная от СН3, которые чаще находятся в положениях С4, С8 и 9. Ненасыщенная связь, помимо С3=С4 возможна С7=С8, реже С6=С7. Доминируют среди известных иридоидов – гликозиды.

Различают иридоиды по общности углеродного скелета и расположения заместителей. Например, подгруппа аукубина включает более 34 гликозидов, из них 27 имеют общий скелет, отличаясь заместителями, например:

R3=OH; R1=R2=R4=Н - линарид R1=R3=OH; R2=R4=H - аукубин

R1=OH; R2=R3=R4=H - бартсиозид

R1=R2=OH; R3=R4=H - 6-эпиаукубин

R1= R3=R4=OH; R2= H - мономелиттозид R1=OH;R2=R4=H; R3-О-п-окситрансциннамоил (одонтозид)

R1=R3=OH; R2=H; R4-O-β-D–глюкопиранозил

(мелиттозид)

Подгруппа каталпола включает > 30 иридоидов, содержащих эпоксицикл общей формулы:

R1=R3=ОH; R2=R4=H – каталпол

R1=OH; R3=OCH3; R2=R4=H – метилкаталпол

R1=OH; R3=O-бензоил; R2=R4=H – вероникозид

R2=R4=ОH; R1= R3=H- прокумбид

Подгруппа гарпагида также состоит из >30 соединений, отличающихся отсутствием С7=С8 и эпоксицикла в циклопентановом фрагменте:

238

R1=CH3; R2=ОH; R3-7=H – глурозид

R1=R3=OH; R2=СН2ОН; R4-7=H;

R6 =O-α-L-рамнопиранозил - вербаскозид В и т.д.

Подгруппа логанина отличается наличием R8 в положении С4; это самая многочисленная группа (более 80 молекул):

R2=СН3; R4=ОH; R8=СООСН3; R1=R3=R5=R6=R7=Н – логанин

R2=СН3; R4=ОH; R8=СООН; R1= R3= R5= R6= R7=Н

– логаниновая кислота

R1=СН3; R2=ОСОСH3; R6= ОН; R8=СООСН3; R3=

R4=R5= R7=Н – барлерин и т.д.

В настоящее время, описано более 500 природных иридоидов с установленной структурой, среди которых немногочисленной является группа хлориридоидов. Так, из экстрактов различных видов Linaria, Labiatae, Gentianaceae, Valeriana и др. выделены:

R1=R2=H – цистачлорин R1=R2=ОH – рехмаглутин В

R1=ОН; R2=H – рехмаглутин Д R1=ОН; R2=ОСН3 – джиоглутин А

Растущийинтерес к иридоидам обусловлен их ролью в биосинтезе других растительных веществ, значением для хемосистематики и значительной биоактивностью. Известна антистрессорная, антимикробная, седативная, спазмолитическая, желчегонная, диуретическая, антивирусная, противоопухолевая и др. виды активности.

Причем, наибольшей биоактивностью отличаются иридоидные гликозиды: секологанин, генциопикрозид и аукубин:

239

Среди описанных соединений хлориридоиды отличает значительное разнообразие биологической активности.

Иридоидная фракция растения Verbascum содержит 6-О-п-кумароил- аукубин (одонтозид) и аукубин и обладает выраженным свойством повышать выносливость организма к стрессу и физическую работоспособность. Установлено, что носителем биоактивности является агликоновая часть молекулы. Так агликон аукубина – аукубигенин, проявляет наибольшую антимикробную активность по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам.

Из растения Allamaude сathartico выделен антилейкемический иридоид аламандрин и другие родственные структуры:

O O

OH

O

O

O

O

Отмечена значительная канцерометическая активность гликозидных компонентов корня валерианы – валтрата и дигидровалтрата:

Настои и настойки валерианы седативной, тонизирующей и успокаивающей активностью обязаны валенотриатам – иридоидным соединениям, где R1 R2 R3- остатки уксусной, изовалериановой и родственных им кислот.

O O

Противоопухолевой активностью обладает	генипин из		H
плодов Gardenia:					O
Для лечения печени и желчных путей	используют	HO	H
			OH

стахиридин из чистеца вздутого (Stachys), который является суммой гарпагида, ацетилгарпагида и аюгола. Кроме того, гарпагид проявляет высокую противовоспалительную и анальгетическую активность. В официнальной медицине разных стран описано более 50 индивидуальных иридоидов или комплексных препаратов на их основе с высокой биоактивностью.

Эта группа соединений встречается преимущественно в виде гликозидов, специфичных для отдельных видов горьких растений в количествах до 1%. Качество лекарственного сырья, содержащего горечи, проверяют органолептически по степени разведения первичного водного извлечения из сырья, когда еще ощущается горький вкус. Указанием на наличие иридоидов служит также изменение цвета растения (посинение или почернение) происходящего иногда в течение часа после сбора.

240