Коноплева 2013

OH

O

O

	H H	H OH
AHTPAHOЛ	AHTPOH	ОКСИАНТPОН

Восстановленные формы АП очень лабильны и легко окисляются кислородом воздуха до антрахинонов. В растениях могут быть как окисленные, так и восстановленные формы.

В зависимости от расположения гидроксильных групп в структуре, окисленные формы подразделяются на:

1) производные хризацина (1,8-дигидроксиантрахинона):

OH O OH

R2

R1

O

ХРИЗАЦИН

АП группы хризацина широко представлены в растениях: эмодины, хризофанол и реин.

Эмодины различаются между собой положением гидроксильных, метильных, карбоксильных и др. групп. Название эмодина изменяется в зависимости от того, в каком растении он находится, в крушине и жостере - франгула-эмодин, в ревене и щавеле - реум-эмодин.

		Таблица 14
Название	Заместители	Заместители
соединений	при R1	при R2
Франгула-эмодин	-СН3	-ОН
Алоэ-эмодин	-СН2ОН	-Н
Хризофанол	-СН3	-Н
Реин	-СООН	-Н
Хризацин	-Н	-Н

Все вышеуказанные соединения и их гликозиды содержатся в крушине ольховидной, ревене тангутском, кассии остролистной, алоэ

193

древовидном, жостере слабительном, щавеле конском, обуславливая их слабительное действие.

2) производные ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона):

O OH	O OH
OH	O-ксилоза-О-глюкоза

O	O
АЛИЗАРИН	РУБЭРИТРИНОВАЯ КИСЛОТА

Ализарин и его производные содержатся в марене красильной, обладают спазмолитическим и мочегонным действием и применяются для лечения почечно-каменной болезни.

II. Димерные АП образуются при соединении двух мономеров. Чаще встречаются димеры восстановленных форм, которые соединены в димеры по среднему кольцу в γ−положении, окисленные формы могут быть соединены в α− и β-положениях. При конденсации одинаковых мономеров образуется соединение, называемое диантроном (диантрахинон), если разных - гетеродиантроном (гетероантрахинон).

Примером диантрона может быть сеннозид А (диантрон реина), гетероанрахинона - вассианин, выделенные из видов кассии.

глюкоза

O O OH

OH O OH

COOH HO		CH3
H	O	O
H	H3C
COOH
O O OH	OH	O OH
глюкоза
СЕННОЗИД А	ВАССИАНИН

III. Конденсированные АП состоят из двух мономеров 1, 8- дигидроксиантрахинонов, соединенных по α- и γ−положениям. Примером может служить гиперицин, выделенный из различных видов зверобоя.

194

OH O OH

HO	CH3
HO	CH3

OH O OH

ГИПЕРИЦИН

В растениях АП могут находиться как в свободном виде, так и в виде гликозидов. Углеводный компонент представлен глюкозой, рамнозой, ксилозой и арабинозой и присоединен к агликону через гидроксил в α- или β-положениях - это О-гликозиды (например, сеннозиды А и В). Реже встречаются С-гликозиды, у которых сахара присоединяются через углерод в γ-положении (барбалоин из алоэ).

OH O OH

CH2OH

H глюкоза

БАРБАЛОИН

По числу присоединенных остатков сахара производные антрацена могут быть монозидами, биозидами, дигликозидами.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ В РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ

Известно более 200 соединений этой группы. Антраценпроизводные найдены не только в высших растениях,

но и в лишайниках, грибах, у насекомых и морских животных. АП типичны для семейств:

Крушиновые	(Rhamnaceae),
Гречишные	(Polygonaceae),
Бобовые	(Fabaceae),
Мареновые	(Rubiaceae),
Лилейные	(Liliaceae) и др.

Они накапливаются главным образом:

в коре	- крушина ольховидная,
	195

в корнях	-	ревень тангутский, щавель конский,
в плодах	-	сенна остролистная,
в листьях	-	алоэ древовидное,
в траве	-	зверобой продырявленный.
		ЛОКАЛИЗАЦИЯ

В растениях гликозиды находятся в растворенном виде в клеточном соке, а агликоны - в виде кристаллических включений, чаще в клетках сердцевинных лучей (ревень тангутский), паренхиме коры, где их можно обнаружить благодаря характерной окраске.

ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ АП

Динамика накопления АП связана с возрастом растений и фазой развития. С возрастом в растениях количество АП увеличивается, причем в старых растениях преобладают окисленные формы, в молодых - восстановленные. Больше восстановленных форм накапливается ранней весной, к осени они переходят в окисленные. Это необходимо иметь в виду при заготовке сырья, т.к. более ценными фармакологическими свойствами обладают окисленные формы. Восстановленные АП (при приеме внутрь) часто вызывают побочные явления: тошноту, рвоту, колики.

В свежесобранном сырье антрагликозиды преимущественно представлены мономерами. Однако в процессе естественной сушки восстановленные АП окисляются, превращаясь в антрахиноны, и одновременно происходит конденсация ядер антрацена в димеры и полимеры.

Вследствие этих превращений изменяются и фармакологические свойства сырья. Так, например, свежесобранная кора крушины обладает рвотным действием (за счет восстановленных форм АП), высушенная при комнатной температуре и хранящаяся в течение года - слабительным (за счет антрахинонов). Для более быстрого окисления восстановленных соединений собранную кору крушины выдерживают при температуре 100-105° С в сушильном шкафу в течение одного часа, а затем высушивают.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ АНТРАЦЕНПРОИЗВОДНЫХ

ВРАСТЕНИЯХ

Ороли АП в растениях нет единого мнения.

• Некоторые ученые считают, что АП выполняют защитную функцию.

196

•Другие считают, что они стимулируют накопление полисаха-

ридов.

•Более вероятное предположение, что АП играют важную роль

вокислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

1.Антраценпроизводные - кристаллические вещества желтого, оранжевого или красного цвета, но встречаются и бесцветные - антранолы (восстановленные формы).

2.Имеют определенную температуру плавления.

3.Антрагликозиды хорошо растворимы в воде, в водноспиртовых смесях (70%, 80%), в этаноле, метаноле; нерастворимы в неполярных органических растворителях: бензоле, диэтиловом эфире,

хлороформе, ССl4.

Агликоны растворимы в диэтиловом эфире, хлороформе, бензоле, спиртах, но не растворимы в воде.

В щелочах хорошо растворяются как агликоны, так и гликозиды, образуя окрашенные в красный цвет феноляты.

4.Большинство АП - оптически активные соединения.

5.При нагревании до 210 °С АП сублимируются.

6.Восстановленные формы окисляются кислородом воздуха, пергидролем и другими окислителями.

7.Окисленные АП различно относятся к щелочам:

1)антрахиноны, имеющие в качестве заместителя карбоксильную группу, растворяются в водных растворах гидрокарбонатов, карбонатов и гидроксидах щелочей, образуя окрашенные в красный цвет соли;

2)антрахиноны с гидроксилом в β-положении образуют феноляты с водными растворами карбонатов и гидроксидов щелочных металлов;

3)антрахиноны, имеющие гидроксилы в α-положении, образуют феноляты только с гидроксидами щелочей, так как α-гидроксилы образуют внутримолекулярную водородную связь с соседней карбонильной группой, поэтому они менее реакционноспособны, чем гид-

роксилы в β-положении.

Выше изложенное отражено в табл. 15.

197

Таблица 15 Растворимость АП в щелочах в зависимости от заместителей

	РАСТВОРИТЕЛЬ	ЗАМЕСТИТЕЛЬ
		-СООН	β-ОН	α-ОН
	Гидроксиды щелочей	+	+	+
	Карбонаты
		+	+	−
	Гидрокарбонаты
		+	−	−

8. Большинство АП флуоресцируют в УФ свете:

антрахиноны - оранжевым, розовым, красным, огненно-красным цветом; антроны и антранолы - желтым, голубым и фиолетовым.

9.Гликозиды под действием ферментов и кислот гидролизуются на агликон и сахарную часть.

10.Характерным свойством всех АП является устойчивость их ядра, поэтому все реакции обусловлены наличием тех или иных функциональных групп.

11.С ионами щелочных металлов образуют соли.

12.С солями тяжелых металлов (Al, Cr, Sn) - очень устойчивые соли или комплексы (лаки).

МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ АНТРАЦЕНПРОИЗВОДНЫХ ИЗ ЛРС

Для выделения антрагликозидов (схема 10) растительный материал экстрагируют водой, спиртами (этиловым, метиловым) или вод- но-спиртовыми смесями (70%, 80%).

Полученное извлечение отгоняют под вакуумом до водного остатка, который обрабатывают четыреххлористым углеродом для очистки от липофильных (балластных) веществ. Затем проводят разделение суммы гликозидов хроматографически.

Для выделения агликонов гликозиды в растительном материале подвергают кислотному или ферментативному гидролизу, после чего свободные агликоны извлекают хлороформом, диэтиловом эфиром или другими органическими растворителями.

Для разделения агликонов используют их избирательную растворимость (табл. 15), а также колоночную хроматографию на полиамиде или силикагеле.

Установление структуры выделенных соединений проводят с помощью физико-химических методов (УФ-, ИК-, ПМР-, массспектроскопия), определяют температуру плавления, удельное вращение (для гликозидов). Полученные спектры и показатели сравнивают со спектрами известных соединений.

198

Схема 10

Схема выделения антраценпроизводных из ЛРС

199

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ АНТРАЦЕНПРОИЗВОДНЫХ В ЛРС

I.Качественные реакции

1.Наиболее характерными реакциями на антрахиноны являются реакции с раствором аммиака или с растворами едких щелочей, в результате которых феноляты окрашиваются в различные цвета в зависимости от положения гидроксильных групп:

•феноляты 1-8 дигидроксиантрохинонов имеют вишневокрасное окрашивание;

•феноляты 1-4 дигидроксиантрохинонов - пурпурное окраши-

вание;

•феноляты 1-2 дигидроксиантрохинонов - фиолетовое окрашивание. Реакцию можно провести, смачивая внутреннюю поверхность коры крушины 10% раствором гидроксида натрия или известковой водой. Появляется кроваво-красное окрашивание.

Восстановленные формы со щелочами дают желтое окрашивание, но после окисления кислородом воздуха или перекисью водорода (или другими окислителями) - красное окрашивание.

2.Для обнаружения антрахинонов, имеющих хотя бы одну ОНгруппу в α-положении, можно использовать реакцию с 1% метанольным раствором ацетата магния, дающую различное окрашивание по аналогии.

3.Широко используют реакцию Борнтрегера (схема 11). Готовится щелочное извлечение из ЛРС (10% раствор гидроксида натрия) при нагревании. При этом происходит:

1) гидролиз антрагликозидов с образованием свободных агликонов;

2) образование фенолятов;

3) одновременно происходит окисление восстановленных форм до антрахинона.

После подкисления гидролизата агликоны извлекают органическим растворителем (диэтиловым эфиром). При встряхивании эфирного слоя с раствором аммиака образующиеся феноляты переходят в аммиачный слой и окрашивают его в вишнево-красный (1,8- дигидроксиантрахиноны) или фиолетовый (1,2- дигидроксиантрахиноны) цвета, причем в органический слой переходят антрахиноны, имеющие β-ОН-группу. Антрахиноны, не имеющие β-ОН-групп, остаются в органическом слое, окрашивая его в желтый цвет (например, хризофанол).

Эта реакция лежит в основе количественного определения АП.

200

Схема 11

Схема реакции Борнтрегера

Щелочное извлечение

Фильтрация (отработанное сырье на выброс)

Подкисление гидролизата

Агликоны извлекают диэтиловым эфиром. Эфирный слой желтого цвета

Обработка эфирного слоя аммиаком

Образующиеся феноляты переходят в аммиачный слой, окрашивая его

в вишнево-красный цвет – эмодины

Эфирный слой остается окрашенным в желтый цвет (хризофанол)

4. Реакция сублимации. Для обнаружения АП в растительном сырье используют их свойства возгоняться при нагревании. Сырье нагревают в сухой пробирке, при этом происходит окисление восстановленных форм до антрахинонов, которые возгоняются. Сублимат конденсируется на стенках пробирки в виде желтых капель или кристаллов. От капли щелочи они окрашиваются в красный цвет.

II. Хроматографический анализ

Для качественного обнаружения производных антрацена часто используют бумажную и тонкослойную хроматографию.

Для хроматографии на бумаге используют системы растворите-

лей:

Н-БУТАНОЛ - УКСУСНАЯ КИСЛОТА - ВОДА (4:1:5), МЕТАНОЛ - ЭТИЛАЦЕТАТ - МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА

(50:5:5) и др.

Для хроматографии в тонких слоях:

201

БЕНЗОЛ - МЕТАНОЛ (8:2); ХЛОРОФОРМ - ЭТАНОЛ - ВОДА (60:30:20) и др.

Спиртовое извлечение из ЛРС наносят на пластинку с тонким слоем силикагеля, хроматографируют в системе ЭТИЛАЦЕТАТ - МЕТАНОЛ - ВОДА (100:17:13), затем высушивают. Зоны сорбции АП обнаруживают по окраске в видимом и УФ-свете до и после проявления 5% спиртовым раствором щелочи. Наблюдают различно окрашенные пятна от желтой до огненно-, кирпично-красной и даже фиолетовой окраски.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Для количественного определения АП в ЛРС используют оптические методы: колориметрический, спектрофотометрический и др.

1. Колориметрический метод

Определение АП в коре крушины (ГФ XI, вып. 2, ст. 2) (схема

12).

Существует множество модификаций этого метода, отличающихся условиями проведения экстракции и окисления веществ. В большинстве случаев используют усовершенствованный метод Аутерхоффа, основанный на том, что одновременно с экстракцией проводят гидролиз гликозидов кислотой ледяной уксусной.

Затем агликоны извлекают неполярным органическим растворителем.

При взбалтывании со щелочно-аммиачной смесью проводят переэкстрагирование производных антрацена. Окисленные формы образуют кроваво-красное окрашивание полученного раствора.

Дополнительным нагреванием на водяной бане добиваются перевода восстановленных форм в окисленные, при этом интенсивность окраски усиливается.

Измеряют оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре.

Концентрацию производных антрацена в процентах определяют по калибровочному графику в пересчете на истизин (хризацин).

Таким образом, определяют количественное содержание восстановленных и окисленных форм агликонов, содержавшихся в сырье в свободном виде и образовавшихся после кислотного гидролиза антрагликозидов.

Этот метод использовался для количественного анализа сырья крушины, ревеня и других видов.

202