БАВ. Природные биологически активные вещества
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
Таблица 8 Химический состав, фармакологическая активность и использование ЛРС, содержащего сердечные гликозиды
ТЕМА 8. САПОНИНЫ Сапонинами (сапонизидами) называют большую группу природных высокомолекулярных соединений гликозидного характера, обладающих поверхностной и гемолитической активностью (детергенты), а также токсичностью для холоднокровных животных. Термин "сапонин" или "сапонизид" был впервые предложен в 1819 г. Мэлоном для вещества, выделенного Шрайдером в 1811 г. из мыльнянки. Водные растворы сапонинов образуют при встряхивании обильную стойкую пену (подобно мыльной), в результате чего эти вещества получили название сапонинов (от лат. sapo - мыло). Молекула сапонина состоит из углеводной части и агликона, называемого сапогенином. Углеводная часть может содержать от 1 до 11 моносахаридов. Наиболее часто встречаются D-глюкоза, D-галактоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-ксилоза, L-фруктоза, а также D-глюкуроновая и D-галактуроновая кислоты. Классификация сапонинов В зависимости от строения агликона сапонины делят на стероидные и тритерпеновые. Стероидные сапонины, в свою очередь, подразделяются на: 1. Спиростаноловые (характеризуются наличием спиро-кетальной группировки из 8 углеродных атомов и замкнутого кольца F); 2. Фуростаноловые (где кольцо F раскрыто, и боковая цепь содержит глюкозу).  В результате гидролиза фуростаноловые гликозиды могут превращаться в спиростаноловые. В зависимости от ориентации кольца F относительно остальной части молекулы агликона последние подразделяют на спиростанолы «нормального» ряда и «изо»-ряда. Наиболее характерным представителем стероидных агликонов является диосгенин, содержащийся в корневищах с корнями диоскореи ниппонской:  ДИОСГЕНИН В настоящее время известно около 150 стероидных гликозидов, из них более 100 спиростаноловых и 40 - фуростаноловых. Агликоны стероидных сапонинов всегда имеют ОН-группу у С3, и иногда в положениях С1, С2, С5 и С12. У многих стероидных сапонинов в положении 5-6 имеется двойная связь. Стероидные сапонины представляют собой 3-О-гликозиды. Тритерпеновые сапонины в зависимости от количества циклов в составе агликона подразделяются на тетрациклические и пентациклические. К тетрациклическим сапонинам относятся производные даммарана(дамарандиол), циклоартана(циклоартенол) и ланостана:
К подгруппе даммарана относятся сапонины женьшеня - панаксозиды(гинзенозиды); к группе циклоартана - сапонины астрагала шерстистоцветкового - дазиантозиды. К пентациклическим относятся сапонины, производные: 1) урсана:  -АМИРИН УРСОЛОВАЯ КИСЛОТА 2) олеанана:  -АМИРИН ГЛИЦИРРЕТИНОВАЯ КИСЛОТА (С-28-СООН-олеаноловая кислота) Производные олеанана находятся в корнях солодки, аралии, в корневищах с корнями синюхи и др. 3) лупана:  ЛУПЕОЛ Производные лупана - бетулин, бетулиновая кислота выделены из березы. 4) гопана и др.:  ГОПАН Сапогенины тритерпеновых сапонинов всегда имеют ОН-группу у С3, иногда в положениях С16, С21, С22, С24; карбоксильные группы могут быть у С28, С29 (урсоловая, олеаноловая и глицирретиновая кислоты); карбонильные - у С11. Двойная связь часто встречается в положении 12-13. Тритерпеновые сапонины могут быть нейтральными и кислыми, кислотный характер обусловлен карбоксильной группой в агликоне или присутствием уроновых кислот в углеводной части. Гидроксильные группы могут быть ацилированы уксусной, пропионовой, ангеликовой и другими кислотами. Углеводная часть может присоединяться к агликону по гидроксильной или карбоксильной группам; она может быть линейной и разветвленной. Распространение в растительном мире Сапонины широко распространены в растениях, в меньшей степени - в животном организме. Например, сапонины содержат морской огурец (трепанги), пиявки и продукты животного происхождения (змеиный и пчелиный яды). Сапонины найдены в растениях, относящихся к сорока семействам. Чаще встречаются растения, содержащие тритерпеновые сапонины, в следующих семействах: Аралиевые (Araliaceae), Гвоздичные (Caryophyllaceae), Конскокаштановые (Hippocastanaceae), Бобовые (Fabaceae), Синюховые (Polemoniaceae) и др. Стероидные сапонины встречаются реже в растениях сухого и жаркого климата. Они содержатся преимущественно в растениях семейств: Лилейные (Liliaceae), Диоскорейные (Dioscoreaceae), Норичниковые (Scrophulariaceae) и др. Часто стероидные сапонины находятся в тех же растениях, что и сердечные гликозиды. Локализация в растениях. В растениях сапонины находятся в растворенном виде в клеточном соке. Содержание их в растениях колеблется в широких пределах от следов до 30% (мыльный корень). Сапонины могут накапливаться в различных органах и частях растений: - в корнях - солодка голая; - корневищах с корнями - диоскорея ниппонская; - траве - астрагал шерстистоцветковый; - листьях - наперстянка пурпурная; - цветках - коровяк скипетровидный; - семенах - конский каштан. Физико-химические свойства 1. Сапонины представляют собой бесцветные или желтоватые гигроскопические аморфные вещества без определенной температуры плавления. В кристаллическом виде получены отдельные представители, которые содержат не более 4 моносахаридов. Сапогенины являются кристаллическими веществами с четкой температурой плавления. 2. Сапонины обладают поверхностной активностью, что связано с наличием в одной молекуле гидрофильного (углеводная часть) и гидрофобного (агликон) остатков. Образование пены основано на том, что сапонины понижают поверхностное натяжение на границе двух сред: воды и воздуха; воды и жира - значит, они способны эмульгировать жиры. 3. Оптически активные соединения. 4. Как стероидные, так и тритерпеновые гликозиды растворимы в этиловом и метиловом спиртах. Причем 60% и 70% спирты растворяют сапонины на холоде; 80% и 95% - при кипячении, а при охлаждении сапонины выпадают в осадок. Они нерастворимы в органических растворителях (диэтиловом и петролейном эфирах, бензоле, ацетоне, дихлорэтане, ССl4). Растворимость сапонинов в воде определяется количеством моносахаридов и увеличивается с возрастанием их числа. Сапонины с одним - четырьмя моносахаридами обычно плохо растворимы в воде. Большинство сапонинов легко растворимы в воде с образованием коллоидных растворов. 5. Сапогенины растворимы в спиртах, в диэтиловом эфире, ацетоне, бензоле и нерастворимы в воде. 6. Многие сапонины образуют молекулярные комплексы со стеринами, липидами, белками, фенольными соединениями, которые часто не проявляют гемолитических свойств и могут быть рзрушены хлорформом. 7. Из водных растворов сапонины осаждаются солями тяжелых металлов, гидроксидом бария или магния, белками и дубильными веществами. 8. Из спиртовых растворов сапонины осаждаются неполярными органическими растворителями (диэтиловым эфиром, этилацетатом и др.), стеринами и липидами. 9. Сапонины под действием кислот и ферментов гидролизуются на агликон и сахар, т.к. углеводная часть состоит из нескольких молекул моносахаридов, то гидролиз в определенных условиях может протекать ступенчато; продукты частичного гидролиза называются просапогенинами. 10. Сапонины дают окрашенные продукты с кислотными реагентами (концентрированная серная кислота, уксусный ангидрид, треххлористая сурьма, фосфорно-молибденовая кислота и др.). 11. Сапонины обладают жгучим, раздражающим вкусом. При работе с сапонинами и сырьем (измельчение) необходимо соблюдать осторожность, т.к. пыль действует на слизистые оболочки носоглотки и глаз раздражающе, вызывая покраснение глаз и чихание. Биологические свойства 1. Почти все сапонины обладают гемолитической активностью, за исключением сапонинов солодки, сои и конского каштана. Гемолитическая активность - способность сапонинов образовывать комплексы со стеринами мембран эритроцитов, вследствие чего оболочка эритроцита становится проницаемой и гемоглобин выходит в плазму крови, окрашивая ее в красный цвет («лаковая» кровь). Гемолитические свойства сапонинов открыл врач Л. Федотов в 1875 г. 2. Сапонины вызывают гибель холоднокровных животных (рыб, лягушек, червей) даже в очень больших разведениях (1:1000000), это объясняется нарушением функционирования жабер. 3. Сапогенины не обладают гемолитической активностью и не токсичны для рыб. 4. При попадании в кровь сапонины очень токсичны. Выделение сапонинов из ЛРС Выделение сапонинов из ЛРС (схема 6) включает следующие стадии: 1. Разрушение комплекса сапонинов со стеринами, белками, фенольными соединениями. 2. Получение суммы сапонинов. 3. Очистка от балластных веществ. 4. Разделение суммы на индивидуальные соединения. 1. Разрушение комплекса сапонинов со стеринами и другими соединениями достигается предварительным обезжириванием сырья органическим растворителем (петролейным эфиром, четыреххлористым углеродом и др.). 2. Выделяют сапонины путем экстракции сырья спирто-водными смесями (70% - 80%), метиловым, этиловым или изопропиловым спиртами или водой. 3. Упаривание полученной суммы сапонинов до водного остатка. 4. Очистка от липофильных веществ - путем многократной обработки четыреххлористым углеродом. 5. Водный остаток последовательно экстрагируют хлороформом (фракция малополярных гликозидов), затем - бутанолом (фракция гликозидов средней полярности). Оставшийся водный остаток состоит из сильно полярных сапонинов, олигосахаров и минеральных солей. 6. Полученные фракции разделяют на индивидуальные вещества с помощью колоночной хроматографии на оксиде алюминия, силикагеле, активированном угле; гельфильтрацией на сефадексе, ионообменной хроматографией. Провести разделение суммы сапонинов на отдельные компоненты удается только в результате многократного хроматографирования. Очистку и разделение сапонинов осуществляют различными методами: 1) из спиртовых растворов: образование холестеринового комплекса. Осадок отделяют и разрушают кипячением с бензолом, толуолом или пиридином (холестерин переходит в раствор, а сапонины остаются в осадке); осаждение суммы сапонинов большим количеством растворителя (эфир, ацетон, этилацетат, хлороформ), в осадок выпадают малополярные сапонины с небольшим числом моносахаридов в углеводной части; 2) из водных растворов: осаждение сапонинов гидроксидом бария или магния. Осадки солей отделяют, и полученные комплексы с сапонинами разрушают пропусканием через раствор углекислого газа или подкислением серной кислотой (сапонины переходят в раствор); осаждение сапонинов водным раствором танина с последующим разрушением полученного комплекса кипячением с оксидом цинка (сапонины переходят в раствор, танины остаются в осадке в виде комплексов с цинком); образование комплекса сапонинов с белками. Отделение осадка, разрушение полученного комплекса кипячением с этанолом (сапонины переходят в раствор, белок остается в осадке). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
