Uchebnik

21

УГЛЕВОДЫ

фосфоенолпируват

эритрозо-4-фосфат

пируват

галловая кислота

5-дегидрохинная кислота

хинная кислота

ацетил-КоА

малонил-КоА

5-дегидрошикимовая кислота

протокатеховая кислота

фенольные

халконы

антрахиноны,

фенолкарбоновые

шикимовая кислота

соединения

нафтохиноны

кислоты

флавоноиды

ксантоны

хоризмовая кислота

галлотанины

сукцинилбензойная

конденсированные

кислота

префеновая кислота

эллаготанины

дубильные вещества

оксибензойная

алкалоиды

фенилаланин, тирозин

кислота

ализарин,

антрахиноны

ксантоны,

п-кумаровая кислота

нафтохиноны

филохинон,

витамин К

лигнаны

коричный спирт,

кумарины

коричная кислота и ее

производные

ацетофеноны

лигнины

хлорогеновая кислота,

гликозиды

спирты С6-С3

сложные эфиры

Вопросы для самоконтроля студентов

1Какие свойства природных соединений позволяют осуществлять их классификацию? Приведите примеры.

2Сформулируйте основные критерии отнесения веществ к первичным и вторичным метаболитам растений.

3Все ли вещества, идентифицируемые в составе растений, образуются в ходе биосинтетических трансформаций? Ответ объясните.

4Сформулируйте наиболее важные функции основных классов первичных и вторичных метаболитов в организме человека.

5Справедливо ли утверждение об отсутствии токсичности любых веществ растительного или животного происхождения? Ответ поясните.

6Существует ли специфика в составе стереоизомеров различных классов органических веществ в природных объектах? Приведите примеры.

7Справедливо ли утверждение о наличии биогенетических связей и возможности биогенетических трансформаций органических веществ различных классов в растительных или животных объектах? Ответ поясните.

8Справедливо ли утверждение о постоянстве качественного состава и равномерности распределения веществ по органам растений? Ответ объясните.

9Сформулируйте, в чем заключается специфика исследования и анализа природных органических веществ по сравнению с синтетическими.

10Сформулируйте основные этапы в анализе любого органического вещества природного происхождения.

Общий подход к качественному анализу веществ растений

Систематические исследования последних лет показывают, что своими целебными свойствами лекарственные растения обязаны, прежде всего, гармоничному сочетанию содержащихся в них биологически активных веществ различных классов природных соединений.

Компонентный состав растений чаще всего колеблется от 30 до 80 соединений, иногда близких по химической природе, что затрудняет их суммарную идентификацию и требует фракционирования или хроматографического разделения.

Максимальную информацию о качественном составе, как правило, дает использование экстрагентов по 2 и более признакам химического сродства, т.е. это вода, водный спирт (30-70%), ацетон (50%), диоксан (50%).

Растворимость основных групп веществ растений

Группы веществ	Н2О	Н2О +	Н2О -	Орг. р-ли	Орг. р-ли
		t0	орг.	полярные	неполяр
			р-ли		ные
Клетчатка	-	-	-	-	-
Целлюлоза	-	-	-	част.	-
		22

Пектины		-	+	-	-	-
Слизи		част.	+	+	част.	-
Крахмал		-	колл.	-	-	-
Инулин		+	+	+	част.	-
Углеводы		+	+	+	+	-
Белковые вещества		-	огр.	+	+	част.
Жирные масла		-	-	+	+	++
Пигменты		-	огр.	+	+	+
Органические кислоты
-	алифатические	+	+	+	+	-
-	ароматические	огр.	+	+	+	част.
Эфирные масла		-	-	+	+	+
Смолы		-	-	+	+	+
Липиды		-	-	огр.	+	+
Воск		-	-	огр.	+	+
Каротиноиды		-	-	+	+	+
Гликозиды		огр.	+	+	+	-
Фенолы		огр.	+	+	+	-
Фенолокислоты		+	+	+	+	-
Флавоноиды
- агликоны		-	огр.	+	+	+
- гликозиды		огр.	+	+	+	-
Дубильные вещества
- гидролизуемые		+	+	+	+	-
- конденсированные		-	+	+	+	огр.
Антоцианы		-	+	+/НСl	+/НСl	-
Антраценовые
- агликоны		-	-	+	+	+
- гликозиды		огр.	+	+	+	-
Ксантоны		-	-	+	+	-
Кумарины		-	огр.	+	+	-
Аминокислоты		+	+	+	+	-
Терпеноиды		-	-	огр.	+	+
Сердечные гликозиды		-	+	+	+	-
Сапонины		огр.	+	+	+	-

Част.= частично; колл.= коллоид; огр.= ограниченно

Как видно из таблицы, в воду без нагревания переходят органические кислоты, углеводы, инулин, аминокислоты, гидролизуемые дубильные вещества, частично кислоты и гликозиды ароматического ряда, а слизи образуют коллоидный раствор.

Нагревание позволяет извлечь пектины, слизи, полисахара, все кислоты, гликозиды, дубильные вещества, сердечные гликозиды, сапонины. Не извлекаются при этом терпеноиды (карбоциклы) без функциональных групп,

23

ксантоны, агликоны антраценов и флавоноидов, смолы, эфирные масла, липиды, каротиноиды, жирные масла.

Неполярными органическими растворителями извлекают жирные масла, пигменты, эфирные масла, смолы, липиды, каротиноиды, терпеноиды, агликоны ароматического ряда.

Использование показателя «растворимость» позволяет проводить фракционирование и разделение веществ разных групп или различно замещенных веществ одной группы, отделение их от минеральных веществ.

Как правило, максимальное извлечение всех основных БАВ растений достигается водно-спиртовыми или водно-ацетоновыми растворами различной концентрации (лучше 50%) и метанолом.

Использование названных экстрагентов позволяет вести процесс при температурах ниже 1000С, а непродолжительность и кратность нагревания позволяют сохранить даже термолабильные вещества. Разделение компонентов состава - самый продолжительный и трудоемкий процесс в работе с растениями. Как правило, первичный экстракт концентрируют (лучше в вакууме) до небольшого объема, пробу концентрата исследуют методом двумерной БХ (размер 10x10) в системах: н-бутанол - уксусная кислота - вода

40:12.5:29 (I) и 2, 6 или 15% уксусная кислота (II).

Хроматограммы (6-10 штук) просматривают в УФ-свете, отмечают положение и цвет пятен, затем каждую хроматограмму проявляют специфическими (для каждой группы БАВ) проявителями, подтверждая или исключая группы веществ в составе извлечений.

Дальнейшее разделение групп или веществ осуществляют, используя наиболее подходящую для конкретного состава схему разделения (фракционирование сменой растворителя, осаждение, хроматографическое разделение на специфических сорбентах в вариантах адсорбционной, препаративной, ТСХ, ГЖХ, ЖЖХ или ВЭЖХ).

Состав элюентов и их природа зависят от природы разделяемых веществ и неподвижной фазы и могут контролироваться по ходу разделения, при этом переход от неполярных элюентов к полярным используют чаще других.

Для анализа любых групп БАВ и фракций не существует строго специфичных реакций и, видимые признаки реакций (изменение цвета, выпадение осадка и др.) не всегда однозначны, поскольку в элюате или фракции присутствует «N» число компонент. В таких случаях рекомендуется параллельное проведение нескольких реакций.

Проблема анализа и стандартизации качества лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов также связана с проблемой изучения действующих и сопутствующих веществ, их количественного соотношения и растворимости.

Если действующее вещество является индивидуальным, с установленной структурой - проблема заключается в его выделении и очистке от сопутствующих веществ.

24

Если это группа веществ одного класса, предполагается экстракция сырья подходящим экстрагентом и отделение от сопутствующих веществ других классов.

Если действует комплекс БАВ, то присутствует некая неопределенность о природе действующих(его) веществ(а) этого комплекса, связанная с отсутствием сведений о биологической активности каждого компонента комплекса.

Ниже приведены наиболее информативные реактивы на основные группы

веществ растений.
	Реактивы для анализа природных БАВ
Реакции, реактивы		Группы анализируемых веществ природных БАВ
		(окрашивание)
р. Келлер-Килиани		дезоксисахара (бурое васильково-синее)
р. Либермана-		стероидные сапонины (розовое зеленое синее),
Бурхарда		тритерпены, фитостерины, все стерины при наличии
		5С=С; аралозиды, ланатозиды (яркое)
р. Розенхейма		стероидные сапонины, стероидное ядро, белковые
		комплексы (розовое синее)
р. Легаля		5-ти членное лактонное кольцо, гликозиды ландыша,
		наперстянки (красное), пахикарпин, сферофизин
		(вишневое); фурокумарины (оранжевое)
р. Раймонда		дигитоксин, гликозиды (красно-фиолетовое)
H2SO4 (конц)		строфантиновые гликозиды (зеленое), п-оксиантрахиноны
		(синее), отличие кодеина и морфина (оранжевое желтое)
		фурокумарины (изумрудно-зеленое); изофлавоны (желтое
		коричневое красно-коричневое); аралозиды
		(коричневое); гликозиды (панаксозиды) (кирпично-
		красное фиолетовое красно-фиолетовое)
H2SO4 (конц), 1000С,		иридоиды (синее обесцвечивание)
0.5% ванадат
аммония		гликозиды (яркое), терпены с 5-ОН (красно-фиолетовое),
1% ванилин
в H2SO4 (конц)		ментол (желтое + Н2О малиново-красное)
р.Санье		стероидные сапонины (желтое)
5% ванилин в
спирте, 1100, 50%
H2SO4, 1000		любые фенолы с мета-ОН (красное), пирокатехиновый
р. Запрометова
1% ванилин		фрагмент фенольных соединений (оранжевое),
в HCl(конц)		флороглюциновый фрагмент (красно-фиолетовое),
		флавоны (ярко-желтое), флаван-3,4-диолы (малиновое),
		эфиры катехинов (розовое), галлокатехины, катехины,
		дубильные вещества (красное)
	25

п-диметиламино- бензальдегид в

H2SO4 (конц)

п-диметиламино- бензальдегид, 1% винная кислота р. Эрлиха р. Кедде р. Бальетта

р. Таттье

SbCl3 (нас)/ CH3OH или CH3Cl

1% NH2OH +КОН до рН=8, +НСl «гидроксамовая проба»

10% PbAc2 / 10% HCl или HАc

р. Лафона 1% холестерин / спирт

10% NaNO3

/H2SO4(конц)

+ 0.1N HCl

2% изотонич. р-р эритроцитов р. Борнтрегера

NaOH (конц) /10%Pb2+

NH3

3% MgAc2

гликозиды, терпены, фурастаноловые гликозиды (яркое), ментол (желтое малиново-красное)

алкалоиды спорыньи (сине-фиолетовое)

эргокристин, алкалоиды (осадки или окрашивание) гликозиды, терпены (яркое)

5-ти членное лактонное кольцо (красное), альдозы, аскорбиновая кислота (яркое), алкалоиды (желтое, осадки), кр. кофеина, морфина, колхицина, теобромина дигитоксин, карденолиды (яркое)

гликозиды ландыша (розово-фиолетовое), 5-оксифлавоны и 5-оксифлавонолы (желто-оранжевое, красное), каротиноиды (зеленое, синее, бурое), тритерпены (зелено-бурое) кетосоединения, терпены (фиолетовое)

платифилин (красно-фиолетовое), карбонилсодержащие соединения (осадки или окрашивание)

сапонины (осадок), фенолы, фенолокислоты, флавоноиды, антрахиноны и др. с орто-диоксигруппировками (желтое), антоцианы (красное, синее), дубильные вещества (чернозеленое)

сапонины (сине-зеленое) сапонины (осадок)

сапонины (кроваво-красное)

гидролизуемые дубильные вещества (коричневое) сапонины (гемолиз)

оксиантрахиноны (красное бурое), слизи (лимонножелтое)

S-содержащие белки и аминокислоты (белый коричнево-черный осадок)

флавоноиды, фенольные соединения (желтое), оксиантрахиноны (розовое карминово-красное), слизи (лимонно-желтое), флаваноны (желто-зеленое), халконы, ауроны (желтое, оранжевое красное), антоцианы (розовое, красное серо-синее, фиолетовое), изофлавоны (желто-коричневое)

1,6-; 1,8-диоксиантрахиноны (оранжево-красное), 1,2- диоксиантрахиноны (фиолетовое), 1,4-диоксиантрахи- ноны (пурпурное), карбоновые кислоты (белое, желтое)

26

циркония нитрат	5-оксифлавоноиды (желтое), орто-диоксиантрахиноны
или хлорид	(красно-фиолетовое)
СН3СООН (лед.)	антрахиноны, флавоноиды (флуоресценция)
0.5N KOH / спирт	димерные формы антрахинонов и флавоноидов (желтое,
	зеленое), окси-(метокси) кумарины (желтое),
	фурокумарины (красное)
0.1% п-нитрозоди-	антроны, антронолы (болотно-зеленое)
метиланилин /Py	фенолокислоты (желтое)
бромтимоловый
голубой	алифатические и фенолокислоты (желтое)
бромкрезоловый
зеленый	феноло- и карбоновые кислоты (желтое, темно-коричне-
1% AgNO3 / NH3
	вое), альдозы, восстанавливающие сахара (черное)
1% ЖАК	орто-диоксигруппировка любых фенольных соединений
(р. Робертса и	(зеленое), 3-рядовое расположение ОН-фенольных
Вуда)	соединений, гидролизуемых дубильных веществ (синее
	фиолетовое черное), конденсированные танины (черно-
	зеленое черное), арбутин (темно-синее)
5% фосфорно-	аскорбиновая кислота (синее обесцвечивание),
молибденовая	флороглюциды (синее)
кислота	все фенольные соединения кроме тимола (зеленое, синее,
1-5% FeCl3
	фиолетовое – от расположения ОН-групп), кумарины,
	изокумарины (синее, фиолетовое), флавонолы
	(коричневое), 5-оксифлавоноиды (зеленое), терпин гидрат
	(окрашивание + бензол синее)
FeSO4	флороглюциды (сиреневое темно-фиолетовое), арбутин
	(красно-фиолетовое темно-фиолетовое)
р. Мартини-Беттоло	флавоны, изофлавоны, флаваноны (желтое, оранжевое)
2,4,5-тринитро-	катехины (красное)
фенол / КОН	лейкоантоцианидины (красное, оранжевое)
п-толуолсульфо-
кислота	7-ОН (флавоны, флавонолы, изофлавоны) (быстро
Диазосульфанил-
амид	оранжево-красное), 7-ОН флаваноны (окрашивание через
	1-2 мин), кумарины (оранжевое, красное, фиолетовое)
NaBH4 / AlCl3	флавонолы (красное)
Цианидиновая	флавоны, флаваноны, флавонолы (оранжево-красное),
проба	кроме халконов, ауронов!
Zn / 18%HCl	флавоноиды, дигидрофлавонолы (оранжево-красное),
	флаволигнаны (малиновое)
3-5% H3BO3	орто-диоксигруппировка всех фенольных соединений
	(осадок, чаще белый), 5-оксифлавоны (желтое)
	27

70% Ce2(SO4)3 /

H2SO4 (конц)

10% C2H2O4

р. Хайса

1% хинин (антипирин) 1% желатин

Нитрозометилуретан Мурексидная проба

р. Бушарда- Вагнера-Люголя р. Майера

р. Драгендорфа

р. Зонненштейна р. Шейблера

10% танин

HCl / H2O2, t0, NH3

р. Бертрана р. Витали-Морена р. Марме

Br2 / H2O

1% KMnO4

3% FeCl3, t0,

HNO3(конц)

HNO3(конц), t0, 0.5N KOH

р. Брэди

р. Фреде р. Альберта

бифлавоноиды (желто-коричневое темное и осадок)

антоцианы, антоцианидины (яркое)

свободные о- и п- положения, относительно фенольных ОН (желтое коричневое)

дубильные вещества, полифенолы других типов (окрашивание и осадок)

дубильные вещества (муть осадок)

дубильные вещества с пирокатехиновыми фрагментами (осадок), с пирогаллоловыми фрагментами (фиолетовое) ксантины, аминокислоты, кетокислоты (различное окрашивание)

алкалоиды (бурое окрашивание или осадок)

алкалоиды (белый, желтый осадок), кроме кофеина, колхицина!

стероидные алкалоиды (оранжевое), кислые соли алкалоидов (оранжевое, красное, кирпичное), кумарины (коричневое)

алкалоиды (желтое, оранжевое синее, зеленое) алкалоиды (белые, окрашенные осадки) алкалоиды (осадок)

кофеин (пурпурно-красное) алкалоиды (белый осадок) тропановые алкалоиды (фиолетовое)

алкалоиды (белый, желтый осадок), кроме кофеина, атропина, колхицина, вератрина!

каротиноиды (обесцвечивание), сесквитерпены (голубоесинее), конденсированные дубильные вещества (осадок), хининовые алкалоиды (зеленое), сальсолин (ярко-красное), пахикарпин, хинолиновые алкалоиды (зеленое)

кокаин (фиолетовое), каротиноиды (обесцвечивание) морфиновые алкалоиды, апоморфин (зелено-фиолетовоесинее красное)

атропиновые алкалоиды (фиолетовое)

дигидрокодеинон, алкалоиды (желтый осадок), в отличие от морфина, кофеина, теобромина

морфин (фиолетовое синее зеленое)

морфин (пурпурное фиолетовое), кодеин (фиолетовое), гликоалкалоиды (малиново-красное), дубильные вещества

(синее, фиолетовое осадок)

28

1% FeCl3 / 1%

K2Cr2O7 / HNO3 (конц)

р. Паули по Кутачеку р. Либермана

I2 (раствор или пары)

1% K2Fe(CN)6 /

ЖАК

0.03% о-

фенилендиамин / 10% ССl3СООН 0.1-1% нингидрин

Резорцин /

H2SO4 (конц)

-нафтол / 0.1M NaNO2, 10% HCl 5% NaNO2 / НСl (НАс)

р. Фелинга

(NH4)2SO4

Биуретовая реакция

р. Миллона, t0

HNO3 (конц) «ксантопротеиновая проба»

CuSO4 / NaOH /

эфир

4% винная кислота, t0 (р. Ван-Урка)

СН3СООNa

H2SO4 (конц) /

3% FeCl3, t0, HNO3

Co(NO3)2

р. Эрдмана 1% пикролоновая кислота

все фенольные соединения (зеленое бурый осадок)

флороглюциды, арбутин (вишневое, желтое, оранжевое), флавоноиды, гликозиды, аминокислоты (красное) полифенолы, алкалоиды, амины со свободными о- и п- положениями (различное окрашивание, осадки) ненасыщенные кислоты (коричневое), крахмал (синее, сине-фиолетовое), кроме слизи и инулина!, кумарины (коричневое), ксантоны (желто-коричневое)

окси-, диокси-, триоксикарбоновые кислоты, фенолокислоты (темно-синее), фенилпропаноиды (сине-фиолетовое) кетокислоты, кетозы, невосстанавливающие сахара (синее, зеленое)

аминокислоты, аминосахара, алкалоиды с NH2 и NH- группами, амины (розовое, сиреневое, синее, фиолетовое, желтое)

аминокислоты, аминосахара, амины, алкалоиды (зеленокоричн.) + NH3 (красно-фиолетовое), инулин, крахмал (красное)

ароматические аминокислоты, ароматические амины (вишнево-красное осадок)

эллаготанины, гидролизуемые дубильные вещества (коричневое)

одно-, двухосновные аминокислоты, углеводы (зеленое, бурое)

белки, белковые комплексы (осадок)

пептиды, белки, белковые комплексы, многоатомные спирты (сине-фиолетовое)

белки, аминокислоты (осадок t0 кирпично-красное), поли- и метоксифенолы (меняется цвет)

ароматические аминокислоты (белое ярко-желтое)

алкалоиды с NH-группой, эфедрин (эфирный слой фиолетово-красный)

алкалоиды спорыньи (сине-фиолетовое)

наркотин, папаверин (белый осадок) кодеиновые алкалоиды (синее красное)

цитизин (голубовато-зеленый осадок)

алкалоиды (различное, чаще желтое, окрашивание) алкалоиды с NH и N-группами (желтое)

29

р. Бояркина	альдозы, восстанавливающие сахара (желтое
	коричневое)
Мочевина	кетозы, невосстанавливающие сахара (коричневые
	оттенки)
Толуидиновый	полисахариды со свободной СООН-группой (красное)
синий	нейтральные и кислые полисахара (красное)
Муцикармин
о-(п-)аминофенол,t0	инулин, полисахара, альдозы, кетозы (яркое)
HCl (конц)	халконы, ауроны (красное), слизи (желто-зеленое)
95-96% С2Н5ОН	полисахара (осадок быстро), слизи (осадок при стоянии)
20% -нафтол /	инулин, крахмал (розово-фиолетовое), дисахара
H2SO4 (конц)	(вишневое)
20% тимол / H2SO4	инулин, крахмал (розово-малиновое), ксантоны (разное
	окрашивание)
Анилинфталат	гликопротеиды, поли- и аминосахара (окрашивание
	осадки)
«Лактонная проба»	кумарины (различное, чаще коричневое, окрашивание)
Бромтимоловый	окси- и дикумарины (желтое		зеленое		синее)
синий, пиридин, t0
Диазосульфо-	фурокумарины (красное), пиранокумарины (желто-
кислота, t0, NaOH	оранжевое)
Молибдат натрия	все типы фенольных соединений с орто-оксигруппами
	(желтое)
р. Гейдж	флавоны (желтое), халконы (красное), ауроны
	(оранжевое), дигидрофлавоны (коричнево-желтое)
р. Фолина	флавоноиды, аминокислоты (синее желтое)
бис-диазобензидин	все типы фенольных соединений со свободными о- и п-
	положениями (красно-коричневое)
1-5% AlCl3	ксантоны (зелено-голубое), флавоноиды, все типы
	полифенольных соединений с тремя рядовыми ОН-
	группами, или ОН…С(О)…ОН-фрагментом (ярко-желтое)
р. Шталя	иридоиды (сине-зеленое), катехины (красно-малиновое),
	дубильные вещества (различное окрашивание)
р. Трима и Хилла	иридоиды (синее)

Нами также разработан научно-обоснованный подход к оценке перспективности изучения любых новых видов растений.

Точно взвешенные пробы (10-15) измельченного сырья заливают точным количеством различных по химической природе и полярности растворителей, имеющих химическое сродство к природе основных групп БАВ растений и связанную с этим растворимость: вода, 30, 50, 70 и 96% спирт (сродство по ОНгруппам различного типа), ацетон (сродство по С=О группе), 50% водный ацетон (сродство по ОН и С=О группам различного типа: халконы, ауроны, кумарины, антрахиноны, флавоноиды, ксантоны, танины), бензол (сродство по

30