БАВ. Природные биологически активные вещества
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
ТЕМА 11.КУМАРИНЫ Кумарины - природные кислородсодержащие гетероциклические соединения, в основе структуры которых лежит бензо--пирон (лактон цис-орто-оксикоричной кислоты). История изучения этого класса соединений началась с 1820 г., когда немецким ученым Фогелем было выделено вещество из семян ("бобов тонко") южноамериканского дерева Dipteryx odorata, семейства Бобовые. По местному названию дерева "кумарина" (coumarouna) это вещество было названо кумарином. Классификация Впервые предложена Е.Шпетом в 1937 г., затем пересматривалась другими учеными. В основу классификации кумаринов положены: 1) степень насыщенности пиронового кольца кумарина, 2) характер заместителей, 3) конденсация кумарина с фурановым, пирановым или бензольным кольцами. Кумарины подразделяют на следующие основные группы: 1. Кумарин, изокумарин, дигидрокумарин и их гликозиды:  КУМАРИН ИЗОКУМАРИН ДИГИДРОКУМАРИН ЭСКУЛИН Эти соединения обнаружены в траве донника лекарственного. 2. Гидрокси-, метокси- и метилендигидроксикумарины. С гидроксильными или метоксильными группами в бензольном или пироновом кольцах:  УМБЕЛЛИФЕРОН ЭСКУЛЕТИН (7-гидроксикумарин) (6,7-дигидроксикумарин) Эти соединения обнаружены в растениях семейств Сельдерейные, Рутовые. 3. Фурокумарины. Различают: 1) производные псоралена, т.е. фурокумарины, фурановое ядро которых сконденсировано с кумарином в 6,7-положениях:  ПСОРАЛЕН КСАНТОТОКСИН БЕРГАПТЕН (8-метоксипсорален) (5-метоксипсорален)  ИЗОПИМПИНЕЛЛИН (5,8-диметоксипсорален) Псорален выделен из плодов псоралеи костянковой, ксантотоксин, бергаптен, изопимпинеллин выделены из плодов амми большой и пастернака посевного. 2) производные изопсоралена (ангелицина), т.е. фурокумарины, фурановое ядро которых сконденсировано с кумарином в 7,8 положениях:  АНГЕЛИЦИН Фурокумарины - наиболее часто встречающаяся группа кумаринов. 4. Пиранокумарины, содержащие ядро пирана, сконденсированное с кумарином в 5,6; 6,7; 7,8 - положениях, и имеющие заместители в пирановом, бензольном или пироновом кольцах:  КСАНТИЛЕТИН К этой группе относятся - самидин, дигидросамидин, виснадин, которые выделены из корневищ и корней вздутоплодника сибирского. 5. Бензокумарины - соединения, содержащие бензольное кольцо, сконденсированное с кумарином в 3, 4-положениях:  ЭЛЛАГОВАЯ КИСЛОТА 3, 4-БЕНЗОКУМАРИН 6. Куместаны - кумарины, содержащие систему бензофурана, сконденсированную с кумарином в 3,4 положениях (куместролы):  КУМЕСТРОЛ Они выделены из различных видов клевера семейства Бобовые. 7. Соединения более сложной структуры, содержащие кумариновую систему (афлатоксины и др.). Их известно несколько серий, которые обозначаются буквами латинского алфавита. Помимо различия в структуре циклических систем природные кумарины различаются по характеру, числу и положению замещающих радикалов. Из радикалов наиболее часто встречается ОН-группа, она бывает свободной или находится в виде затем содержание снижается; в плодах и семенах - в период молочной зрелости - полного созревания; в корнях - в период увядания надземной массы осенью. Биологическая роль Роль кумаринов в растительном мире до конца не установлена. Предполагают, что некоторые кумарины являются ингибиторами роста растений, другие стимулируют прорастание семян, третьи выступают в качестве защитных средств при вирусных заболеваниях растений, а также ультрафиолетового облучения (кумарины, поглощая УФ - лучи, защищают молодые растения от чрезмерного солнечного облучения. В условиях интенсивного освещения увеличивается количество кумаринов), выполняют роль инсектицидов. Физико-химические свойства 1. Кумарины представляют собой кристаллические бесцветные или слегка желтоватые вещества без запаха (за исключением кумарина, имеющего запах свежего сена). 2. Агликоны хорошо растворимы в органических растворителях (хлороформе, метиловом и этиловом спиртах, в эфирах: петролейном, диэтиловом), жирах, жирных маслах. В воде не растворяются. 3. Гликозиды растворяются в воде, в спиртах, в водно-спиртовых растворах, но не растворяются в органических растворителях. 4. Для кумаринов характерна высокая устойчивость лактонного кольца. Кумарины не раскрывают лактонного цикла при длительном кипячении водных растворов. Они не взаимодействуют с аммиаком и кислотами. 5. Одним из самых характерных свойств кумаринов как лактонов является их специфическое отношение к щелочам. Раскрытие лактонного кольца происходит лишь при воздействии разбавленной щелочи при нагревании, но при подкислении кольцо вновь замыкается, образуя исходный кумарин.  СОЛЬ ОКСИКОРИЧНОЙ К-ТЫ (кумаринат натрия) 6. При нагревании до 100°С кумарины возгоняются. 7. Кумарины флуоресцируют в УФ свете желтым, голубым, фиолетовым цветом. В щелочной среде флуоресценция усиливается, при подкисленнии флуоресценция становится менее интенсивной и характер флуоресценции меняется. 8. Некоторые кумарины димеризуются под действием УФ света.  ДИКУМАРОЛ (ДИКУМАРИН) 9. Кумарины способны давать окрашенные растворы с диазосоединениями. 10. Гликозиды подвергаются кислотному и ферментативному гидролизу. Выделение кумаринов из ЛРС При выделении кумаринов используется свойство кумаринов раскрытия и закрытия лактонного кольца (схема 8). Для выделения кумаринов проводят: 1. Экстракцию ЛРС органическим растворителем - эфиром - получают сумму кумаринов и балластных веществ. 2. Эфирный слой отделяют, отработанное сырье выбрасывают. 3. Полученное эфирное извлечение обрабатывают 0,5% водным раствором КОН для очистки от фенолов и кислот. 4. Затем это же извлечение обрабатывают 10% спиртовым раствором КОН. Происходит разрыв лактонного кольца и образуются кумаринаты, которые переходят в водный слой. А в органическом растворителе остаются балластные вещества (смолы, стерины, спирты), органическую фазу выбрасывают. 5. Водно-щелочной слой подкисляют разбавленной HCl. Происходит замыкание лактонного кольца, образуются кумарины, которые экстрагируют органическим растворителем. 6. Органический слой отгоняют - получают сумму кумаринов, которую разделяют хроматографически. Разделение кумаринов Для разделения кумаринов используется колоночная хроматография. В качестве сорбента используется оксид алюминия и силикагель. Кумарины хорошо элюируются с колонки смесью петролейного эфира с хлороформом, бензола с этилацетатом, бензола с метанолом. Проведение хроматографического разделения на колонке облегчается применением бумажной или тонкослойной хроматографии для качественного анализа элюатов. Качественное определение кумаринов в ЛРС Для обнаружения кумаринов в растительном сырье используют их лактонные свойства, способность флуоресцировать в УФ свете и сублимироваться, давать окрашенные растворы с диазосоединениями, а также хроматографический анализ. Для проведения качественного анализа готовят спиртовое извлечение из ЛРС. Лактонная проба 1. К спиртовому извлечению из ЛРС прибавляют 10% спиртовый раствор КОН, нагревают - раствор желтеет (происходит разрыв лактонного кольца, образуются кумаринаты, имеющие желтое окрашивание). 2. Затем прибавляют дистиллированную воду, перемешивают, раствор становится прозрачным (кумаринаты растворимы в воде). 3. Затем подкисляют 10% HCI до кислой реакции, при этом наблюдается помутнение или выпадение осадка, это указывает на присутствие кумаринов в сырье (образовавшиеся кумарины не растворимы в воде). Диазореакция К спиртовому извлечению прибавляют 10% спиртовый  раствор КОН, нагревают - раствор желтеет, прибавляют свежеприготовленный диазореактив (смесь равных объемов пара-нитроанилина и раствора нитрита натрия в концентрированной HCl) при наличии кумаринов раствор приобретает окраску от коричневой до вишневой.  Хроматографическое определение Для определения кумаринов применяют ТСХ, БХ. Для ТСХ используют системы: Н-ГЕКСАН-БЕНЗОЛ-МЕТАНОЛ (5:4:1), ПЕТРОЛЕЙНЫЙ ЭФИР-БЕНЗОЛ-МЕТАНОЛ (5:4:1), БЕНЗОЛ-ЭТИЛАЦЕТАТ БЕНЗОЛ-ХЛОРОФОРМ в различных соотношениях. Для БХ - 15%, 60% растворы уксусной кислоты. Для обработки хроматограмм используют: 10% спиртовый раствор КОН, диазотированный сульфаниламид - кумарины окрашиваются в оранжевый, красно-оранжевый или фиолетовый цвет, пары йода - кумарины окрашиваются в коричневый цвет. Кумарины на хроматограммах определяют по флуоресценции в УФ свете до и после проявления спиртовым раствором КОН. Количественное определение В основу количественного определения кумаринов положены их специфические физико-химические свойства. 1. Гравиметрический метод, в основе которого лежит способность лактонного кольца к обратимому размыканию и замыканию в зависимости от рН среды. 2. Колориметрический метод основан на способности кумаринов вступать во взаимодействие с солями диазония. В качестве реагентов применяют диазотированный п-нитроанилин, сульфаниловую кислоту, сульфаниламид. 3. Спектрофотометрический метод. 4. Хромато-спекрофотометрический метод. 5. Полярографический метод и др. Сроки заготовки, сушка и хранение сырья Цветки и травы заготавливают в фазу бутонизации и цветения, плоды - в фазу молочной и восковой зрелости. При ручном сборе сырья необходимо соблюдать осторожность во избежание ожогов кожи и пользоваться перчатками. Подземные органы заготавливают осенью или ранней весной. Травы сушат в тени, т.к. на солнце может идти образование димеров, на чердаках или под навесами при хорошей вентиляции, а также в сушилках при температуре не выше 40°С. Плоды сушат при температуре 30-35°С. Плоды и корни можно сушить на солнце. Хранят сырье без доступа солнечных лучей в сухих прохладных помещениях. Биологические свойства и применение в медицине Кумарины оказывают разнообразное действие на организм. Одним из характерных свойств кумаринов является антикоагулирующая активность. Особенно это выражено у дикумарола, он препятствует образованию протромбина. Этим свойством отличается скополетин. Многие фурокумарины обладают фотосенсибилизирующей активностью, т.е. повышают чувствительность кожи к ультрафиолевым лучам, при этом наблюдается интенсивная пигментация кожи, и можно получить сильные ожоги. Это свойство фурокумаринов используют для лечения витилиго (лейкодермии). Наиболее выражены фотосенсибилизирующие свойства у псоралена и ксантотоксина. Фурокумарины ускоряют образование меланина. Для лечения лейкодермии используются препараты: Аммифурин (смесь изопимпинеллина и бергаптена из плодов амми большой), Бероксан (смесь ксантотоксина и бергаптена из плодов пастернака посевного), Псорален (смесь псоралена и ангелицина из плодов псоралеи). Производные фурокумаринов и пиранокумаринов обладают спазмолитическим и коронарорасширяющим действием. Наиболее активны виснадин, дигидросамидин. В качестве спазмолитических средств применяются препараты: Фловерин (из вздутоплодника сибирского), Ависан (из амми зубной). У куместролов клевера отмечена значительная эстрогенная активность. У кумаринов выявлена антимитозная активность, которая послужила толчком к изученю их противоракового действия. Установлено, что этим действием обладают пеуцедонин и ксантотоксин. Они усиливают действие противоопухолевых препаратов. Ряд кумаринов и фурокумаринов проявляют бактериостатические свойства. Некоторые кумарины (эскулетин) обладают Р-витаминной активностью. Кумарины и фурокумарины токсичны для рыб, кумарин оказывает наркотическое действие на земляных червей и кроликов, седативное и гипнотическое действие на мышей, является ядом для овец, собак и лошадей. Таблица 12 Химический состав, фармакологическая активность и использование ЛРС, содержащего кумарины и хромоны
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||