Экзамен. Классификация гликозидов может быть построена на следующих принципах
 Скачать 5.18 Mb.
|
|
Классификация. Классификация гликозидов может быть построена на следующих принципах. 1.По фармакологическому действию, например сердечные гликозиды, слабительные, желчегонные, анестезирующие, спазмолитики. Эту классификацию используют в медицине 2.По природе простых Сахаров, выделяющихся при гидролизе, например глюкозиды, галактозиды, рамнозиды. 3.По ботаническим семействам растений, из которых они были выделены, например гликозиды семейств вересковых, кутровых, крушиновых, гречишных. 4.По химической структуре агликонов, связанных с сахаром и выделяемых из гликозидов при их гидролизе. Эту классификацию применяют наиболее часто, так как специфическое фармакологическое действие и специфические физические свойства гликозидов обусловлены природой агликонов. Гликозиды подразделяют на девять основных групп: фенолгликозиды, цианофорные (цианогенные), тиоглнкозиды, антрахиноновые, производные циклопентанопер- гидрофенантрена, флавоновые, антоциановые, дубильные вещества, сапонины. Физико-химические свойства гликозидов. Индивидуальные гликозиды представляют собой твердые кристаллические или аморфные, как правило, неокрашенные вещества. Исключения составляют флавоновые (окрашены в желтый цвет), антрахиноновые (в желтый или оранжевый цвет) и антоциановые гликозиды, обусловливающие различную окраску цветков растений (красную, синию, фиолетовую др.) Гликозиды обычно растворимы в воде, но не всегда легко. Наилучшим растворителем служит спирт различной концентрации. Они избирательно растворимы в ацетоне, дихлорэтане, хлороформе, не растворимы в бензине и петролейном эфире. Все гликозиды обладают горьким вкусом и относятся к оптически активным веществам. По химическим свойствам гликозиды также имеют свойства с ацеталями: легко гидролизуются кислотами и обычно стойки к действию щелочей. Гликозиды легко разлагаются под влиянием особых ферментов – гликозидаз. В растениях обычно наряду с гликозидами содержатся ферменты, способные их разлагать. Однако ферменты в основном, сосредоточены в митохондриях, а гликозиды – в вакуолях. Лишь при соприкосновении друг с другом и в присутствии влаги гликозид разлагается до одной или нескольких молекул сахара и молекулу соединения, не принадлежащего к сахарам и называемого агликоном. Растворы минеральных кислот и ферменты служат катализатором гидролиза гликозидов. Агликоны (генины) гликозидов преимущественно являются гидроксилсодержащими соединениями. Они могут принадлежать к различным группам органических веществ, например к фенолам, оксинитрилам, спиртам. Акгликоны могут иметь в составе молекулы атомы азота или серы, редко – то и другое. Наиболее распространены циклические и полициклические агликоны (ароматические и гидроароматические соединения). Гетероциклические агликоны содержат в качестве гетероатома преимущественно кислород. Аглкиконы лучше гликозидов растворимы в органических растворителях и хуже – в воде. Особенности технологии препаратов, содержащих сердечные гликозиды. Применяемые методы очистки и стандартизации. К сердечным гликозидам относят соединения, агликоны которых – производные стероидной группировки – циклопентанолпергидрофенантрена с ненасыщенным лактонным кольцом. К классу стероидов (производных тетрациклической системы, сочетающей фенантрен и циклопентан) относят половые гормоны, гормоны надпочечников, витамины группы D, фитостерины и др. в зависимости от характера ненасыщенности лактонной группировки (5-ти или 6-ти) в положении 17 сердечные гликозиды делятся на карденолиды и буфдиенолиды. В основе структуры находится полностью гидрированная фенатренновая группировка ABC (пергидрофенантрен) в сочетании с циклопентановой группировкой D, различаются характером лактонного цикла. Избирательное действие на сердце связано с наличием циклопентанопергидрофенантрена в сочетании с лактонной группой.  Химическая нестабильность гликозидов, большая их чувствительность к действию кислот, оснований, ферментов затрудняет их выделение в чистом виде. Для проявления действия на сердце необходимо наличие гидроксилов в положении 3 и 4, а также насыщенного цикла в положении 17. Отщепление гидроксила при С14, гидрирование двойной связи лактоного цикла приводят к активности. Необходимо сохранение пространственной структуры циклов (нахождение циклов А/В и С/D – в цис- и В/С – в транс - положениях). Поэтому выделение и очистка сердечных гликозидов основаны на мягких методах обработки и удаления балластных и сопутствующих веществ. Технологические процессы препаратов разных групп существенно различаются. Методы очистки: Стандартизация: осуществляется химическим или биологическим путем на лягушках, кошках и голубях. За единицу активности принимается наименьшая доза препарата, вызвавшая остановку сердца в систоле у холоднокровных животных и в диастоле у теплокровных животных, в течении определённого отрезка времени. Активность препарата выражается в ЛЕД (лягушачья единица действия). Технология адонизида. Сырье: трава горицвета весеннего (черногорки, адониса весеннего). В растении содержатся смесь, включающая около 20 гликозидов (карденолидов), производных строфантидина и адонитокисгенина, основной из них – адонитоксин. Измельчение: траву измельчают на мельницах эксцельсиор до основной массы частиц размером 3-5 мм Приготовление экстрагента: экстрагентом служит раствор, состоящий из 95% хлороформ и 5% концентрированного спирта. Спирт добавляют к хлороформ для десорбции гликозидов, хлороформ растворяет гликозиды, но не экстрагирует их из сырья. Экстракция: используют метод циркуляционной экстракции на установке «Сокслет». Сначала сырье послойно загружают, заливая экстрагентом, и настаивают 2ч. Затем добавляют избыток экстрагента, вытяжка через сифон самопроизвольно сливается в вакуум-выпарной аппарат, обогрваемый горячей водой. Вторичный пар конденсируется в холодильнике, экстрагент поступает в сборник и снова подается на сырье. Циркуляция происходит 5-6 раз. Обычно в конденсаторе растворитель охлаждают лишь до 45-50℃, чтобы интенсифицировать процесс экстракции и уменьшить расход охлаждающей воды. Спирто-хлороформная смесь хорошо экстрагирует сердечные гликозиды, а также хлорофилл, смолы, липиды, органические кислоты и др. В вытяжку не переходят белки, углеводы, соли и др. водорастворимые балластные вещества. Очистка: выпарка вытяжки (замена растворителя): из полученной вытяжки отгоняют растворитель до 1/3 – ¼ первоначального объема. К концентрированному остатку добавляют приблизительно равное количество воды и в вакууме (для предотвращения гидролиза и разрушения гликозидов, т.к. термолабильны) окончательно отгоняют хлороформ. Гликозиды переходят в водный слой, а балластные вещества выпадают в осадок. Смесь поступает в отстойник. Суспензию фильтруют через фильтр для удаления смолообразного осадка. Хроматографическая адсорбция (через слой хроматографичекого оксида алюминия): очистка от примесей водорастворимых пигментов и органических кислот. Стандартизация: на лягушках определяют биологическую активность полученного водного раствора и по расчету добавляют к нему такое кол-во воды, спирта и хлорэтона, чтобы активность 1 мл р-ра составляла 23-27 ЛЕД, спирта содержалось 20% (объем), хлорэтона -0,5%. Спирт и хлорэтон используют в качестве консервантов (для перорального применения в виде капель) для инъекции – разведение осуществляется водой до активности 1 мл р-ра 23-2 ЛЕД, раствор заливают в ампулы и стерилизуют текучим паром (100ᵒС) в течении 30 мин. Производство конвазида. Производство гиталена. Препараты группы гиталена представляют собой прозрачные жидкости слегка желтоватого цвета, горького вкуса, содержащие 20% этилового спирта по объему. Гитален-сердечный гликозид из наперстянки. Применяются в виде капель. Технология: 1.Экстрагирование растительного сырья методом перколяции 24% спиртом этиловым (используют десятикратный объем экстрагента по отношению к массе сырья). 2.Очистка методом экстракции жидкость жидкость (перераспределение веществ между водной фазой и хлористым метиленом в батарее перфораторов). 3.Очистка вытяжки заменой растворителя (хлористый метилен на воду) 4.Фильтрация и адорбционная очистка на хроматографической окиси алюминия 5.Консервация и стандартизация. Производство антрасеннина. Антрасеннин – сухой стандартизованный новогаленновый препарат, содержащий сумму антрагликозидов, листьев сенны (кассии). Основные действующие вещества – антрагликозиды, в основном сеннозиды А и В (стереоизомеры). Антрасеннин содержит кальциевые соли антрагликозидов. Их содержание в препарате должно составлять 20% и более. Технология: Подготовка сырья. Лист сенны с содержанием до 3% антрагликозидов измельчают до размера частиц 3 мм и менее. Экстрагирование сырья. Измельченный лист сенны трехкратно экстрагируют 65% спиртом в течении 1 ч при перемешивании (соотношение сырье-экстрагент равно 1:7) Упаривание водно-спиртовой вытяжки производят в циркуляционном вакуум-выпарном аппарате при 40℃ до 1/10 первоначального объёма. Водный кубовой остаток отстаивают при 8-10℃ в течении 3 ч. В осадок выпадают не растворимые в воде смолы, отделяемые на центрифуге. Осаждение кальциевых солей антрагликозидов. К водному раствору с антрагликозидами приливают при перемешивании 10% спиртовой раствор кальция хлорида (16:1), перемешивают 15-20 мин, затем добавляют смесь аммиака со спиртом, строго выдерживая рН смеси в пределах 6,5-6,7. Соотношение водного раствора с антрагликозидами и спирта при осаждении должно быть 1:8). При осаждении спиртом появляется красно-бурое окрашивание, образуется хлопьевидный осадок кальциевых солей антрагликозидов, отделяемый на центрифуге. Осадок на фильтре промывают ацетоном и сушат при 35-40℃ в вакуум-сушилке. Выход антрасеннина составляет 50%. Получают порошок от светло- до темно-коричневого цвета, гигроскопичный, растворимый в воде. Антрасеннин выпускается в таблетках по 0,07г. Физико-химические свойства флавоноидов. Флавоноиды – кристаллические вещества, мало растворимы в спирте, этилацетате и горячей воде, не растворимы в холодной воде, хлороформе, дихлорэтане, бензоле, бензине, растворимы в разбавленных растворах едких щелочей. Флавоновые гликозиды не растворимы в холодной воде и растворимы в горячей воде. Плохую растворимость в холодной воде используют для очистки флавоноидов от полярных веществ растворением в горячей воде и осаждением при охлаждении. Агликоны флавоновых гликозидов ещё хуже растворимы в воде, мало – в спирте и частично – в органических растворителях. Флавоноиды имеют желтую окраску, интенсивность которой зависит от количества и положения оксигрупп в структуре флавона. Сам флавон бесцветен, но наличие ОН-группы в положении 3 вызывает появление бледно-желтого цвета, а в положениях 3’,4’ – интенсивного желтого. Наличие ОН-групп в положениях 3,3’ и 4’ приводит к появлению оранжевого оттенка, а в положениях 5 и 7 незначительное влияет на интенсивность окраски. Флавоновые соединения подвержены к взаимным превращениям и участвуют в окислительно-восстановительных реакциях в растениях. Чаще в флавоноидах содержится четыре или пять гидроксильных групп, реже – одна или две. Некоторые флавоноиды содержат шесть оксигрупп. В боковом фенольном кольце гидроксильная группа обычно находится в положении 3’,4’ и 5’, очень редко – 2’ и 6’. Производство ликвиритона. Ликвиритон – новогаленовй препарат, содержащий смесь флавоновых гликозидов солодки. Сырье: корень солодки или лакричника. Химический состав: в солодковом корне содержатся сапонины, которых должно быть не менее 6% от воздушно-сухой массы, флавоноиды (не менее 5,3%), пектиновые вещества, углеводы и крахмал. Применение: противовоспалительное, спазмолитическое и антацидное средство, применяют при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрите. Технология: Измельчение: высушенные корни солодки измельчают до 1-2 мм. Экстрагирование: в качестве экстрагента используют 95% спирт-ректификат. Экстрагирование осуществляют методом ступенчатой мацерации (четырехкратная экстракция при настаивании). Лучшим экстрагентом служит 70% спирт, но он экстрагирует большое кол-во балластных в-в. Вакуум-выпарка: спиртовую вытяжку упаривают в вакууме до получения сухого остатка. Обработка горячей водой: кубовый остаток обрабатывают несколько раз горячей водой для извлечения флавоноидов. Хроматографическая адсорбция: для очистки и разделения флавоноидов используют метод колоночной хроматографии на гранированном полиамидном сорбент, относящемся как уголь к неполярным сорбентам. Полиамид наиболее удобен для разделения флавоноидов, обладает большой сорбционной ёмкостью, высокой разделительной способностью и химической инертностью. Флавоноиды из водной вытяжки адсорбируются на полиамиде, балластные в-ва проходят через сорбент и из водного раствора практически не адсорбируются. Разделение флавоноидов: сорбент сначала промывают водой для удаления полярных в-в. Десорбцию осуществляют 20% спиртов, имеющим более низкую полярность, чем вода, и избирательно элюирующим флавоноиды. Вакуум-выпарка, сушка, измельчение. Элюат упаривают в вакууме при 70-80ᵒС до сухого состояния. Остаток измельчают. Производство фламина. Сырье: цветки бессмертника песчаного. Химический состав: в цветках бессмертника содержатся флавоновые гликозиды, относящиеся к флавонам, флавонолам, флаванонам, халконам, а также стерины, эфирные масла, смолы, фенольные соединения. Применение: фламин оказывает желчегонное и противовоспалительное действие, назначают при холецистите, холангите. Выпускают в таблетках по 0,05 г. Технология: Экстракция. Грубо измельченные (или не измельченные) цветки бессмертника песчаного экстрагируют 50% этиловым спиртом методом противоточной экстракции в батарее из шести перколяторов. Загруженное в головной экстрактор сырье настаивают 5 ч, затем вытяжку сливают со скоростью 1/5 полезного объема экстрактора в час. Выпарка. Выпарку осуществляют в вакууме на роторном испарителе до 1/5 первоначального объема, что приводит к отгонке этилового спирта и получению концентрированного водного остатка. В результате выпарки происходит замена растворителя (50% спирта водой), в результате балластные вещества (смолы, фитостерины) отделяются от флавоноидов. (флавоноиды растворимы в теплой воде 55-60℃). Фильтрация. Теплый раствор отфильтровывают через обогреваемый нутч-фильтр и освобождают от осадка неполярных балластных веществ. Экстракция жидкость – жидкость. Предварительно готовят экстрагент – смесь этилацетата и спирта (9:1). Спирт увеличивает растворимость флавоноидов в этилацетате, поэтому увеличивается коэффициент распределения при сочетании фаз вода-этилацетат. Для экстракции используют аппарат Гончаренко, время проведения экстракции сокращается 4 раза по сравнению с аппаратом с мешалкой. Выход гликозидов достигает 95%. Этилацетатные извлечения отстаивают, тщательно отделяя водный слой. Выпарка. На РПИ в вакууме отгоняют этилацетат до получения густого остатка, который передают в таблетный цех или на сушку. Сушка. Густой остаток сушат в полочной вакуум-сушилке доя остаточной влажности не выше 5%. Сухую массу измельчают до получения однородного порошка фламина. Фламин представляет собой желтый негигроскопичный порошок с содержанием флавоноидов 95% и более, со слабым специфическим запах и горьким вкусом. Фламин растворим в 50% и 96% спирте, плохо растворим в воде, практически не растворим и хлороформе, бензоле и дихлорэтане. Ботаническая и биохимическая классификация алкалоидов. Ботаническая классификация. Монография Т.А. Генри «Химия растительных алкалоидов». В основе ботанической классификации лежит систематическая принадлежность растений, из которых выделены алкалоиды, к определенному роду или семейству. В маке были обнаружены производные изохинолина, в табаке – пиридина, в хинном дереве – хинолина, в красавке – тропановые алкалоиды. Биохимическая классификация. По характеру аминокислот, из которых получаются алкалоиды в процессе биогенеза. Хегнауер (1963) выделяет 6 основных аминокислот. Группа орнитина – пролина: гигрин, кускгигрин, тропин, атропин, кокаин, никотин и др. Группа лизина: пиперидин, лобелин, анабазин, цитизин и др. Группа фенилаланина: эфедрин, сальсолин, папаверин, морфин, протопин, ликорин и др. Группа триптофана: аймалин, резерпин, стрихин, гармин, бревикалин и др. Группа антраниловой кислоты: меликопин, пеганин и др. Группа гистидина: гистамин, кофеин, пилокарпин и др. Химическая классификация алкалоидов. Академик А.П. Орехов предложил химическую классификацию на основе углеродно-азотного скелета (гетероцикла). Всего 13 групп: Производные пирролидина: гигрин, кускгигрин, выделенные из листьев кокаинового куста, вьюнка, скополии др. Четвертичные производные относятся к ганглиоблокаторам кратковременного действия и используют во время хирургических операция для снижения артериального давления. Производные 1-мтилпирролизидина (гелиотридана): платифиллин, сенециофиллин, выделенные из различных видов крестовников, оказывают спазмолитическое действие, расширяют зрачок. Были обнаружены в растениях семейства сложноцветных, бурачниковых, бобовых. Производные пиридина: анабазин, выделенный из травы анабазиса (ежовника безлистного), лобелин из травы лобелии, а также производные бициклической системы тропана, состоящей из пирролидинового и пиперидинового цикла (антропин). Они содержатся в растениях семейства паслёновых, маревых и др. В качестве сырья применяют красавку, белену, дурман, скополию. Применяют при язвенной болезни желудка, двенадцатиперстной кишки, астме, блокируют м-холинореактивные системы. Производные хинолина: хинин и его аналоги, содержащиеся в коре хинного дерева. Применяют при малярии. Производные изохинолина: морфин, кодеин, папаверин, содержащиеся в растениях семейства маковых. Морфин и кодеин обладают обезболивающим, снотворным действием, папаверин оказывает спазмолитическое действие, сальсолин и сальсолидин вызывают расширение сосудов, снижают артериальное давление, оказывают успокаивающее действие, берберин (производное диизохинолиин) – при холецистите. Производные индола: стрихнин и бруцин, выделяемые из семян чилибухи, оказывают стимулирующее действие на органы чувств (зрительный и слуховой), улучшают процессы обмена, возбуждают спиной мозг, при артериальной гипотензии, параличе, утомляемости; резерпин и аймалин, выделяемые из коры корней раувольфии змеиной, оказывают успокаивающее, гипотензивное (резерпин) и противоаритмическое (аймалин); эргоалкалоиды, выделяемые из спорыньи, используют в акушерстве и гинекологии. Производные имидазола: пилокарпин и его аналоги, выделяемые из кустарникового растения пилокарпус семейства рутовых, применяют при глаукоме. Производные пурина: кофеин, теобромин и теофиллин, содержащиеся в листьях чая, семенах кофе, орехах кола и др., оказывают возбуждающее действие на ЦНС, повышаю умственную и физическую способности, обладают мочегонный действием (тео..), при сердечной недостаточности, спазмах сосудов головного мозга. Производные хиназолина: пеганин, фебрифугин и др., выделеные из растений семейства парнолистниковых, оказывают противомалярийное действие. (высокая токсичность). Производные акридина: эвоксантин и меликопин, выделенные из растений семейства рутовых, оказывают гипотензивное действие, но не применяют. Стероидные алкалоиды: производные полициклической системы (циклопентанофенантреновой, соласодин и др.), содержащиеся в растениях семейства паслёновых. Сырье для синтеза стероидных гормонов. Ациклические алкалоиды с азотом в алифатической цепочке: эфедрин оказывает возбуждающее действие на ЦНС, применяют при артериальной гипотензии, астме, аллергии, насморке; колхамин и колхин, выделенные из луковиц безвременников великолепного и осененного, применяют при раке кожи и пищевода, при подагре. Алкалоиды неустановленного строения: галантамин, выделенный из луковиц подснежника Воронова и растения Унгерии Виктора, применяют для улучшения нервно-мышечной проводимости, мышечной дистрофии, нарушениях мозгового кровообращения. Физико-химические алкалоидов. Большинство алкалоидов оснований – белые кристаллические вещества, некоторые алкалоиды (никотин, кускгигрин, кониин) – жидкие или газообразные (метиламин, триметиламин и др.). Алкалоиды могут быть окрашены (берберин – желтый, сангвинарин – медно-красный) и иметь своеобразный вкус (хинин и стрихнин очень горькие). Соли алкалоидов – кристаллические вещества, могут быть окрашены, многие гигроскопичны. Основания алкалоидов растворимы в органических экстрагентах (хлороформе, дихлорэтане, бензоле, спирте), избиратель растворимы в этиловом и петролейном эфирах, плохо – воде. Соли обычно хорошо растворимы в воде и не растворимы в органике. Большинство алкалоидов – оптически активные вещества. В растениях содержатся в виде L-изомеров, их физиологическая активность значительно больше, чем рацематов. Ряд алкалоидов имеет различные функциональные группы: фенольные гидроксилы (морфин), карбонильная группа (лобелин), карбоксильная (нарцеин), сложные эфиры (антропин, скополамин) гидролизуются. Общие метода выделения и очистки алкалоидов из растительного сырья. Методы выделения: экстракционные, ионообменные и электрохимические. Экстракционные методы: отделение балластных и сопутствующих веществ основано на процессе жидкостной многократной избирательной экстракции алкалоидов в виде оснований или солей различными растворителями. Методы разделения: Вакуум-разгонка (разделение на основании разных температур кипения) Дробная кристаллизация (разделение на основании разной растворимости) Экстракция жидкости жидкостью (избирательная экстракция отдельных компонентов смеси, т.е. разделение на основе селективной растворимости соединений в различных растворителях) Дробный перевод алкалоидов из солей в основания (разделение на основании различной основности соединений при сочетании с их избирательной экстракцией из водного раствора органическими растворителями) Сорбция алкалоидов на тонкодисперсных молекулярных сорбентах и избирательное элюирование с использованием элюотропного ряда растворителей (разделение алкалоидов на основе их различной полярности) Получение производных алкалоидов, отличающихся свойствами от исходных Противоточное распределение (разделение на основе различных коэффициентов распределения алкалоидов в системе несмешивающихся растворителей, т.е. отделение алкалоидов путем многократной экстракции жидкости жидкостью, при этом части используют буферные растворы с разными рН). Первая модификация экстракционного метода выделения и очистки алкалоидов. Экстракцию производят водой или раствором разбавленной кислоты. Экстрагируют в виде соли. Для очистки водной вытяжки ее подщелачивают раствором аммиака до рН=10-11, алкалоиды экстрагируют дихлорэтаном, хлороформе или др. растворители, не смешивающимся с водой. Экстракция жидкости жидкостью позволяет отделить алкалоиды от большей массы балластных веществ (сахаров, солей, белков, красящих веществ). Часть сопутствующих веществ (ряд пигментов, органических кислот, спиртов) остается в органике. Чтобы отделить от них алкалоиды, производят экстракцию дихлорэтановой вытяжки 10% H2SO4. При этом алкалоиды в виде солей переходят в водный слой. Процесс часто проводят, используя частичный противоток (для получения концентрированной вытяжки), или водную вытяжку концентрируют путем упарки. Для удаления остатков пигментов, солей железа водный раствор алкалоидов обрабатывают активным углем, раствор фильтруют, алкалоиды осаждают при перемешивании и охлаждении 25% NH3, доводя рН до 11-12. Полученный осадок отфуговывают и сушат. Выход: 45-60%. Если алкалоиды относительно растворимы в воде, после добавления NH3 их экстрагируют органическим растворителем, который затем отгоняют и получают смесь оснований алкалоидов. Выделенная смесь алкалоидов может быть использована для получения новогаленового препарата или поступает на стадию разделения.
|