Отличительными свойствами сапонинов от гликозидов являются. Сапонины – полезные вещества растений
Стероидные сапонины
Химическое строение и свойства Особенностью структуры стероидных сапонинов является наличие кислородной функции у С-16, а иногда в положении 1, 2, 5, 12. Большинство из них обладает пирокетальной группировкой за счет окиления боковой цепи из 8 углеродных атомов и 16-ОН-группы. У многих апонинов в положении 5,6 имеется двойная связь. В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины разделяются на соединения «нормального» ряда и «изо»-ряда.
Стероидные сапонины обладают характерной особенностью образовывать с высшими спиртами (в частности, холестерином)комплекные соединения, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в этиловом спирте. По другим своим свойствам (пенообразование, гемолиз эритроцитов) стероидные сапонины практически не отличаются от тритерпеновых. Стероидная структура сапогенинов может быть подтверждена методом ИК-спектроскопии после выделения сапонинов из сырья и гидролиза их. Стероидные сапогенины имеют четыре характерные полосы поглощения: около 852, 900, 922 и 987 1/см, причем относительное различие интенсивности полос 922 и 900 1/см определяет, к какому ряду принадлежит сапогенин - к "нормальному" или "изо-ряду".
Биосинтез стероидных сапонинов,их распространение в растениях. Наличие в стероидных сапогенинах спирокетальных группировок указывает на их тесную генетическую связь о стеринами. Стероидные сапонины типичны для представителей семейств лилейных, амариллисовых, диоскорейных, норичниковых. Также обнаружены в растениях других семейств: бобовых, парнолистниковых, лютиковых. Стероидные сапонины нетоксичны для теплокровных, но убивают холоднокровных, например рыб. Последнее свойство использовалось первобытными народами при рыбной ловле.
Стероидные сапонины близки к гормонам и их используют в настоящее время для синтеза стероидных гормонов, в том числе прогестерона, который сам по себе является лечебным препаратом и, кроме того, служит исходным сырьем для получения кортизона. Кортизон получают из коры надпочечников убойного скота, но при сильно возросшей потребности в этом ценном препарате сырьевые запасы животного происхождения не могут обеспечить промышленность. Поэтому обратились к изысканиям растительных источников сырья. Найдено возможными использование стероидных сапонинов, именно сапогенина-диосгенина. Растущая в России диоскорея кавказская содержит в корневищах только 0,4-1,2% диосгенина, в то время как тропические виды диоскореи содержат его 1,5% и более. За рубежом поставлена культура разных видов диоскореи с очень крупными корневищами.
Сапонинам присуще подавление жизнедеятельности некоторых низших организмов. Это свойство их зависит от строения сапонинов и вида организма. Особенно сильное воздействие оказывают сапониновые гликозиды на грибы, причем наибольшую актив¬ность проявляют гликозиды спиростанолового ряда и стероидные алкало виды типа а-томатина. На степень фунгистатического действия существен¬но влияет число сахаров в углеводной цепи сапониновых гликозидов. По данным вольтерса (1968), а также л. Васюковой с соавторами (1977), высокое фунгистатическое действие сапониновых гликозидов объяс¬няется образованием комплексов этих соединений со стерином мембран грибных клеток. Фунгистатическая активность сапониновых гликозидов используется в сельском хозяйстве для борьбы с грибковыми поражения¬ми растений.
Противоопухолевая активность. Противоопухолевая активность выяв¬лена у ряда сапониновых гликозидов (г. В. Лазурьевский с соавт., 1977). Гликозиды спиростанолового типа обладают широким спектров противо¬опухолевого действия. Выдвигаются гипотезы о том, что сапониновые гликозиды вызывают фрагментацию мембран митохондрий, выполняющих функцию главного генератора энергии как в нормальных, так и в опухо¬левых клетках. С ними связаны ферменты, регулирующие окислительное фосфорилирование, а нарушение этой системы приводит к гибели клетки (3. П. Софьина, 1977). Установлено, что основной частью молекулы, ответственной за цитостатическую активность сапониновых гликозидов, являются стероидный агликон и его полярность. Углеводная часть оказы¬вает влияние на растворимость и, по-видимому, лишь содействует транс¬порту стероидных гликозидов через клеточные мембраны. Противосклеротическое действие. Стероидные сапонины влияют на раз¬витие атеросклероза, некоторые из них понижают артериальное давление, нормализуют учащенный ритм сердечных сокращений, замедляют и углубляют дыхание. Особенно важным эффектом стероидных сапонинов является их влияние на содержание холестерина в крови. Полиспонин из диоскореи применяется в медицине для лечения атеросклероза.
Стероидные сапонины встречаются в растениях сухого и жаркого климата. Сырьевая база. Лекарственные растения диоскорея ницпонская, заманиха, элеутерококк колючий, аралия маньчжурская - преимущественно заготовляются от дикорастущих дальневосточных видов. Ввиду истощения зарослей диоскорея кавказская временно не заготовляется. Сырьевая база солодки не очень большая. Потребность в корне солодки значительна как в медицине, так и в других отраслях народного хозяйства. Стероидными сапонинами богаты растения семейтва амариллисовых, лилейных, диоскорейных; встречаются у растений семейства Норичниковые, Лилейные, Агавовые, Диоскорейные и др. К этой группе сапонинов относятся диосцин (диоскореи), дигитонин (наперстянки), париллин (сарсапариль) и др.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Стероидные сапонины" в других словарях:
Сапонины безазотистые гликозиды растительного происхождения с поверхностно активными свойствами. Растворы сапонинов при взбалтывании образуют густую стойкую пену. Название происходит от латинского sapo (род. падеж saponis) мыло … Википедия
Природные органические соединения (гликозиды), молекулы которых образованы моносахаридами и тритерпеноидом или стероидом. Содержатся во многих растениях, в т. ч. лекарственных (солодка, кора мыльного дерева). Пенообразователи; из стероидных… … Большой Энциклопедический словарь
Ов; мн. (ед. сапонин, а; м.). [от лат. sapo (saponis) мыло] Хим. Природные органические вещества, получаемые из некоторых растений и дающие с водой обильную пену (применяются в технике, медицине и т.п.). ◁ Сапониновый, ая, ое. * * * сапонины… … Энциклопедический словарь
- (от лат. sapo, родительный падеж saponis мыло) сложные органические безазотистые соединения из группы растительных гликозидов (См. Гликозиды). При кислотном или ферментативном гидролизе С. расщепляются на Моносахариды (одну или несколько… … Большая советская энциклопедия
- (от лат. sapo мыло), группа растит. глико зидов, водные р ры к рых образуют стойкую мыльную пену; обладают гемолитич. активностью и являются ядами для животных, дышащих жабрами. К С. также относят гли козиды стероидов и тритерпеноидов морских… … Химическая энциклопедия
Природные органич. соединения (гликозиды), молекулы к рых образованы моносахаридами и тритерпеноидом или стероидом. Содержатся во многих р ниях, в т. ч. лекарственных (солодка, кора мыльного дерева). Пенообразователи; из стероидных С. получают… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Группа природных и синтетических химических соединений производных частично или полностью гидрированного 1,2 циклопентенофенантрена типа в молекулярном скелете которых 17 атомов углерода образуют 4 сочлененных кольца A, B, C, D. Стероиды широко… … Энциклопедия Кольера
Яды, вырабатываемые растениями, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых взаимоотношениях. Примеров использования химических веществ для защиты от животных фитофагов у растений очень много. Специфическая черта всех… … Википедия
Яды, вырабатываемые растениями, служат химическими факторами, участвующими в межвидовых взаимоотношениях. Примеров использования химических веществ для защиты от животных фитофагов у растений очень много. Специфическая черта всех растений … … Википедия
Особая группа гликозидов отличительной особенностью которых, является образование устойчивой пены (sapo - мыло) при смешивании их с водой. Сапонины, обладающие высоким токсическим влиянием, нередко называются и сапотоксинами.
Их влияние проявляется в основном на форменные элементы крови (гемолиз), а также в сильном раздражении тканей и слизистых оболочек.
Могут быть в природе и сочетания алкалоидов и глюкозы- гликоалкалоиды (например, соланин картофеля и др.).
Особенно сильным раздражающим действием обладают гликозиды содержащие при своем распаде аллилово-горчичные масла Этим соединениям присуще кожно-нарывное действие.
Азотсодержащие гликозиды - нитрилгликозиды,
Нитрилгликозиды существенно отличаются по своему строению от обычных гликозидов.
В их состав входит азот, причем в результате расщепления образуется более или менее значительное количество свободной синильной кислоты (HCN). Отравления животных бывают обусловлены именно этим компонентом распада нитрилгликозида. В нерасщепленном состоянии молекулы таких нитрилгликозидов опасности не представляют.
Гликозиды, отщепляющие HCN, имеют различные наименования, но все они, разлагаясь под влиянием ферментов, обладают влиянием на организм, адекватным количеству HCN.
Токсоальбумины
Эти вещества содержатся в небольшом количестве растений, но по своему влиянию на организм они весьма активны. В химическом отношении их трудно классифицировать. С ядовитыми белками (альбоальбуминами) их можно сравнивать лишь по реактивности к ним организма. Дело в том, что на введение этих веществ организм реагирует так же, как и на введение чужеродного белка, т. е. они, обладают как бы иммунногенными свойствами.
Токсикологическое значение их в ветеринарии очень большое (например, отравление вехом - цикутоксин, семенами клещевины- рицин, корой белой акации - робин и др.).
Эфирные масла.
В химическом и физическом отношении эфирные масла весьма разнообразные вещества. Твердые эфирные масла нередко называются общим наименованием «камфары», или «камфароподобные вещества». В растениях имеется огромное количество различных эфирных масел, чем обусловлен и запах, специфический для того или другого растения.
Общим для них признаком является плохая растворимость в воде, удельный вес меньше единицы (тяжелее воды лишь окисленные масла). В химическом отношении это собственно терпены или их ближайшие производные.
Из эфироносных растений многие имеют токсикологическое значение (например, полынь и др.).
Другие действующие начала
К другим действующим началам относятся органические кислоты и их ангидриды. Токсикологическое значение кислот этой группы для животных и птиц относительно небольшое.
К растениям, содержащим органические кислоты, можно отнести щавели (щавелевая кислота), молочай (ангидрид эвфорбиновой кислоты) и др. К этой же группе нужно отнести и действующие вещества типа лактонов (дикумарин донника, сантонин цитварной полыни и др.).
Краткие сведения о происхождении ядовитых веществ в растениях и о влиянии условий на их накопление
Растение в зависимости от условий внешней среды могут сильно изменять свои свойства а также и отложение тех или иных химических соединений.
Так называемые сорные и ядовитые растения естественных пастбищ и лугов также неодинаковы по токсичности. Больше того, одни и те же растения в зависимости от места произрастания в одних случаях обладают высокой ядовитостью, а в других - используются с успехом как кормовые растения. Это относится, например, к хвощам, звездчатке и т. д.
Колебания в накоплении ядовитых веществ имеют место у одних и тех же растений в различные фазы вегетации (до и после цветения), в различных частях растений и в зависимости от метеорологических условий в определенные месяцы (например, накопление синильной кислоты в сорго после морозов).
Большинство растений, независимо от времени произрастания, местности и т. п. сохраняет свою ядовитость.
Тема лекции
Лекция №3
1. Понятие о сапонинах.
2. Строение сапонинов, их классификация.
3. Биосинтез сапонинов.
4. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания и онтогенеза на накопление сапонинов.
5. Сырьевая база растений, содержащих сапонины.
6. Физические, химические и биологические свойства сапонинов.
7. Оценка качества сырья, содержащего сапонины. Методы анализа.
8. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины.
9. Пути использования сырья, содержащего сапонины.
10. Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины.
Понятие о сапонинах
Сапонины - гетерозиды растительного происхождения, производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью, а таю/се токсичностью к холоднокровным животным.
Название происходит от латинского слова sapo - мыло, т.к. водные извлечения этих соединений обладают способностью пениться, т.е. понижать поверхностное натяжение жидкостей.
Впервые сапонины были выделены в чистом виде из растений рода Saponaria sp. (мыльнянка).
Как и другие гетерозиды, сапонины способны подвергаться ферментативному гидролизу с образованием углеводной части и агликона. Агликоны сапонинов получили название «сапогенины».
Строение сапонинов, их классификация
В основе классификации сапонинов лежит структура агликона. В зависимости от строения сапогенина все сапонины делят на группы:
1. Стероидные сапонины - производные циклопентанпергидрофенан-трена. По своему строению близки к сердечным гликозидам и часто их сопровождают в растениях (Digitalis sp., Convallaria majalis, Adonis vernalis).
Все стероидные сапогенины в своей структуре имеют:
В 3 положении - гидроксильную (-ОН) группу;
В 10 и 13 положениях - метальные (-СН3) группы;
В положении 5-6 - двойную (-СН=СН-) связь;
В положении 16-17 - спирокетальную группировку.
В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины делят на соединения «нормального» ряда и «изо»-ряда.
Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в положении 3 агликона и может содержать 1-9 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, галактуроновая кислота и др.). Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные цепи. Например, стероидный сапонин диосцин (Dioscorea nipponica - диоскорея ниппонская, Tribulus terrestris - якорцы стелющиеся) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:
2. Тритерпеновые сапонины - имеют общую формулу (C5H8)6 и, в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на 2 группы:
а) тетрациклические - содержат в структуре агликона 4 кольца. В основе этой группы лежит даммаран. Производные даммарана легко окисляются с образованием гетероциклов (панаксдиол и панакстриол). Соединения подобного строения обнаружены в женьшене (Panax ginseng), заманихе высокой (Echynopanax elatum), березе (Betula sp).
б) пентациклические - содержат в структуре агликона 5 колец. Среди этой группы выделяют несколько подгрупп. С медицинской точки зрения, наиболее важными являются производные α-амирина и β-амирина, которые отличаются друг от друга расположением заместителей - метальных (-СНз) фупп в положениях 19 и 20 кольца Б.
α-амирин лежит в основе различных соединений, которые найдены в ортосифоне тычиночном или почечном чае (Ortosyphon stamineus), лапчатке прямостоячей (Potentilla erecta) и других. Наиболее важным представителем является урсоловая кислота (28-карбокси-α-амирин). Урсоловая кислота обнаружена во многих растениях (бруснике обыкновенной - Vaccinium vitis-idaea, клюкве четырехлепестной - Qxycoccus quadripetalus и др.), причем встречается в виде как гликозидов, так и свободного агликона.
β-амирин лежит в основе следующих веществ:
- олеаноловая кислота (28-карбокси-β-амирин). Олеаноловая кислота является агликоном сапонинов (аралозидов) аралии манчжурской (Araliamandshurica), синюхи голубой (Polemonium caeruleum), каштана конского(Aesculus hyppocastanum), первоцвета весеннего (Primula veris), календулы лекарственной (Calendula officinalis), патринии средней (Patrinia intermedia) и др.
- глицирретиновая кислота (11-оксо-29-карбокси-β-амирин). Глицирретиновая кислота является агликоном глицирризиновой кислоты (в 3 положенииприсоединяется углеводная цепь из двух молекул глюкуроновой кислоты). Глицирризиновая кислота содержится в солодке голой (Glycyrrhiza glabra) и солодке уральской (G.uralensis).
Углеводная часть тритерпеновых сапонинов может присоединяться к агликону в различных положениях:
В 3 положении за счет гидроксильной (-ОН) группы;
В 28 положении за счет карбоксильной (-СООН) группы (при этом связь агликона с сахаром называется ацилгликозидной);
С сапогенином могут быть связаны две углеводные цепи (за счет гидроксильной группы в 3 положении и карбоксильной группы в 28 положении). В этом случае сапонины относятся к дигликозидам.
Углеводная часть тритерпеновых гликозидов может содержать 1-11 моносахаридов (глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза, фруктоза, глюкуроновая и галактуроновая кислоты). Она может быть линейной и разветвленной (например, у аралозидов - сапонинов аралии манчжурской). Разветвление углеводной цепи происходит от первого сахарного остатка, связанного с агликоном.
Биосинтез сапонинов
Биогенетическим предшественником агликонов как стероидных, так и тритепеновых сапонинов в растениях является сквален.
Под воздействием ферментов сквален подвергается стереоспецифической циклизации. Бели циклизация сопровождается потерей атомов углерода, образуется холестерол, содержащий 27 атомов углерода. При окислении и циклизации боковой углеродной цепи холестерола (из 8 атомов) образуется диосгенин.
Образование тетрациклических тритерпеновых сапогенинов идет, вероятно, через стадии биосинтеза стероидных соединений. Данный вопрос пока еще до конца не изучен и является научной гипотезой.
Распространение сапонинов в растительном мире,
локализация ерастениях. Влияние условий обитания
и онтогенеза на накопление сапонинов
В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины. Они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств аралиевые (Araliaceae), синюховые (Polemoniaceae), бобовые (Fabaceae), астровые (Asteraceae), яснотковые (Lamiaceae) и др.
Стероидные сапонины встречаются значительно реже и обнаружены, главным образом, в растениях семейств диоскорейные (Dioscoreaceae), лилейные (Liliaceae), норичниковые (Scrophulariaceae), парнолистниковые (Zygophyllaceae), лютиковые (Ranunculaceae), амарилиссовые (Amarillidaceae). Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях сердечные гликозиды (Digitalis sp., Convallariamajalis, Adonis vernalis).
Растения, вырабатывающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные, и наоборот.
В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органов в растворенном виде.
Сапонины найдены во всех органах растений:
В траве (астрагал шерстистоцветковый - Astragalus dasyantus, хвощ полевой - Equisetum arvense, якорцы стелющиеся - Tribulus terrestris);
В листьях (почечный чай - Ortosyphon stamineus);
В семенах (кашатан конский - Aesculus hyppocastanum);
В подземных органах (диоскорея ниппонская - Dioscorea nipponica, синюха голубая - Polemonium caeruleum, заманиха высокая - Echynopanax elatum, солодка голая - Glycyrrhiza glabra и с.уральская G.uralensis, женьшень - Рапах ginseng, аралия манчжурская - Aralia mandshurica).
В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.
Предположительно, сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях:
В малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений;
Сапонины оказывают влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.
На накопление сапонинов влияют стадии онтогенеза (т.е. развития) растений. Максимальное количество сапонинов в сырье содержится в фазы:
Бутонизации и начала цветения (ортосифон тычиночный и астрагал шерстистоцветковый);
В конце вегетации, когда биомасса лекарственного растительного сырья максимальна (солодки, синюха, заманиха, аралия, женьшень, диоскорея);
В период плодоношения (каштан конский).
Дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6 году жизни, а в культуре - к 2-3 году. При этом содержание сапонинов в подземных органах находится на одном уровне;
Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений. Отметим лишь отдельные моменты:
Растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился собственный климатический и почвенный режим;
Зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почв и ее засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.
Сырьевая база растений, содержащих сапонины
Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах европейской части России и Сибири,
Женьшень, заманиха, аралия, диоскорея ниппонская встречаются в лесах Дальнего Востока (Приморский, Хабаровский края).
Солодки голая и уральская часто образуют сплошные заросли в поймах и долинах рек в степных и пустынных районах европейской части России и Сибири.
В этих же регионах, как сорняк, встречаются якорцы стелющиеся.
Синюха голубая не образует крупных зарослей, пригодных для промышленных заготовок, в связи с чем, ее культивируют.
Женьшень культивируют на Дальнем Востоке.
Ортосифон тычиночный импортируют из стран тропической Азии.
В последние годы перспективным является метод культуры тканей. Он заключается в выращивании на определенных питательных средах биомассы сырьевой части лекарственных растений. Полученная таким образом биомасса используется в дальнейшем для получения лекарственных препаратов.
В России метод культуры тканей был разработан и освоен на примере женьшеня. Культура тканей женьшеня под названием «Биоженьшень» используется для получения настойки.
Физические, химические и биологические свойства
сапонинов
Физические свойства. Сапонины - бесцветные или желтоватые аморфные вещества. В кристаллическом состоянии выделены гликозиды, имеющие в углеводной цепи до 4 моносахаридов. Оптически активны.
Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием углеводной цепи. В разведенных (60-70%) спиртах растворяются на холоду; в более крепких (80-90%) спиртах - только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок. Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол).
Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.
В зависимости от рН водных растворов сапонины делят на:
- нейтральные - стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины;
- кислые - пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона или присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.
Специфическим свойством сапонинов является их способность снижать поверхностное натяжение жидкостей (воды) и давать при встряхивании стойкую обильную пену. Такая поверхностная активность связана с наличием в молекулах сапонинов одновременно как гидрофильного, так и липофильного остатков.
Химические свойства обусловлены структурой агликона, наличием отдельных функциональных групп, а также присутствием гликозидной связи.
Сапонины гидролизуются под влиянием ферментов и кислот. Производные олеаноловой и глицирритиновой кислот гидролизуются под воздействием щелочей.
При взаимодействии с кислотными реагентами (SbCl3, SbCl5, FeCl3, конц. H 2 SO 4) образуют окрашенные продукты.
Кислые сапонины образуют нерастворимые комплексы с солями тяжелых металлов (Ва, РЬ).
Сапонины способны образовывать комплексы с белками, стеринами, липидами, фенольными соединениями. В составе комплексов сапонины не обладают гемолитической и поверхностной активностью.
Сапонины, имеющие в своей основе стероидное ядро, вступают в специфическую реакцию Либермана-Бурхарда.
Биологические свойства. Сапонины обладают гемолитической активностью. Они способны растворять липидную часть оболочки эритроцитов. В результате этого оболочка из полупроницаемой становится проницаемой. Гемоглобин свободно поступает в плазму крови и растворяется в ней. Образуется красный прозрачный раствор - «лаковая кровь».
Гемолитической активностью обладают только гликозиды. В связи с этим сапонины не применяются для внутривенного введения, т.к. вызывают анемию. При приеме внутрь, после гидролиза в желудочно-кишечном тракте до агликонов, сапонины теряют гемолитическую активность.
Гемолиз эритроцитов вызывают не все сапонины. Этим свойством не обладают сапонины солодки. -
Сапонины токсичны для холоднокровных животных (рыбы, лягушки, круглые черви). Они нарушают функцию жабер, которые являются не только органом дыхания, но и регулятором солевого осмотического давления в организме. Сапонины парализуют или вызывают гибель холоднокровных животных даже в больших разведениях (1:1 000 000).
Агликоны сапонинов для холоднокровных животных не токсичны.
Оценка качества сырья, содержащего сапонины.
Методы анализа
Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с извлечением из него.
Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах.
Государственная фармакопея XI издания (вьш.2) рекомендует использовать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья.
1. Корневища с корнями синюхи голубой . С водным извлечением проводят реакцию пенообразования, основанную на способности сапонинов снижать поверхностное натяжение жидкости (воды) и давать в отваре стойкую обильную пену после встряхивания»
2. Корни аралии манчжурской . Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое селикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетеля используют раствор «Сапарала». Хроматограмму проявляют 20% H 2 SO 4 и нагревают в сушильном шкафу (t=lO5°C) в течение 10 мин. Появляются пятна вишневого цвета.
ГЛИКОЗИДЫ (гетерозиды ) широко распространенные в природе, особенно в растительном мире, вещества, в молекулах которых остатки сахаров (гликозильные остатки) связаны через атом кислорода, серы или азота с молекулой вещества, не являющегося сахаром и называемого агликоном. Соответственно различают О-(I), S-(II) и N-(III) гликозиды. Термином «C-гликозиды» обозначают соединения, в которых гликозильный остаток связан непосредственно с атомом агликона (IV):
К Г. принадлежат многие лекарственные вещества, в т. ч. оказывающие избирательное действие на сердечную мышцу. Наибольшее значение и распространение в природе имеют О- и N-гликозиды.
Г. делятся на пиранозиды и фуранозиды в зависимости от наличия шести- или пятичленного кольца в остатке сахара (см. Моносахариды), а также на альфа-гликозиды и бета-гликозиды в зависимости от альфа- и бета-конфигурации C-атома, связанного через кислород с агликоновой частью молекулы.
O-Гликозиды
O-Гликозиды можно рассматривать как производные сахаров, в полуацетальном гидроксиле которых атом водорода заменен радикалом алифатического, карбоциклического или гетероциклического соединения. Хотя во многих O-гликозидах гликоновой частью молекулы являются остатки простых сахаров, однако ею могут быть и остатки олигосахаридов (ди-, три-и т. д. сахаридов). Встречающиеся в природе O-гликозиды в большинстве случаев являются бета-гликозидами. Наконец, в зависимости от природы сахарной компоненты различают пентозиды (О-гликозиды пентоз), напр, ксилозиды (O-гликозиды ксилозы), арабинозиды (O-гликозиды арабинозы) и др.; гексозиды (O-гликозиды гексоз), напр, глюкозиды (производные глюкозы), галактозиды (производные галактозы), фруктозиды, а также биозиды (O-гликозиды биоз - дисахаридов), напр, мальтозиды, лактозиды и т. д. По типу гликозидов построены олигосахариды (см.) и высшие полисахариды (см.).
По характеру агликона О-гликозиды делят на ряд групп, в т. ч. на цереброзиды (см.) - галактозиды сфингозина; стероидные О-гликозиды, напр, сердечные гликозиды (см.), сапонины (см.) и др.; азотсодержащие O-гликозиды, напр, амигдалин, индикан; гликоалкалоиды, соединения, в которых сахарная компонента соединена O-гликозидной связью с остатком алкалоида (соланин, демиссин) и др.
O-гликозиды могут быть получены синтетически или же выделены из природных источников. Так, алкилгликозиды получают при взаимодействии сахара с избытком спирта в присутствии каталитически действующего сухого хлористого водорода или ферментов альфа- и бета-глюкозидаз. Многие природные O-гликозиды сложного строения (флавонгликозиды, стероидные гликозиды и др.) экономически выгодно выделять из природных источников. Биосинтез O-гликозидов в растениях происходит преимущественно путем переноса гликозильного остатка с нуклеозиддифосфатсахара на фенол или спирт, напр, уридиндифосфатглюкоза + гидрохинон -> уридинфосфат + гидрохинон-бета-D-глюкозид (арбутин) .
О-Гликозиды представляют собой твердые кристаллические вещества, чаще всего обладающие разнообразным специфическим вкусом. Подавляющее большинство О-гликозидов не гидролизуется щелочами; исключение составляют лишь некоторые Г., агликонами которых являются фенолы, енолы и спирты, содержащие в β-положении отрицательно заряженные группы (напр., СО; NO 2). O-Гликозиды обычно не обладают восстанавливающей способностью, за исключением Г., чувствительных к щелочам, а также тех Г., агликоны которых сами обладают восстанавливающими свойствами.
Г. гидролизуются к-тами, причем фуранозиды гиролизуются во много раз быстрее пиранозидов. Характер агликона, а также конфигурация всех асимметрических атомов остатка сахара оказывают влияние на скорость гидролиза, альфа- и бета-гликозиды гидролизуются специфическими ферментами - альфа- и бета-глюкозидазами (см. Глюкозидазы).
Многие O-гликозиды находят применение В медицине как ценные лекарственные Средства, (см. ниже); некоторые имеют токсикол. значение (сапонины, соланин) или применяются как витамины (рутин - витамин P).
S-Гликозиды
S-Гликозиды (тиогликозиды) представляют собой производные циклических форм I-тиосахаридов, в меркаптогруппе (-SH) которых атом водорода замещен радикалом.
S-Гликозиды можно получить взаимодействием ацетатов гликозилбромидов с тиофенолами в присутствии щелочи с последующим омылением ацетильных групп образовавшегося S-гликозидяого ацетил производного. S-Гликозиды очень стойки по отношению к кислотному гидролизу, но Крепкие щелочи расщепляют их с образованием тиосахаров.
Важнейшим природным S-гликозидом является Г. черной горчицы - синигрин, расщепляющийся ферментом тиоглюкозидазой (мирозиназой, синигриназой; К Ф 3.2.3.1) с образованием аллилового горчичного масла; известно св. 40 природных S-гликозидов, близких синигрину.
N-Гликозиды
N-Гликозиды (вторичные или третичные гликозиламины) рассматриваются как производные гликозимина (первичного гликозиламина); они образуются в результате замещения одного или двух атомов водорода в аминогруппе остатками соединений алифатического или гетероциклического ряда.
Как и O-гликозиды, N-гликозиды могут быть построены как пиранозиды или фуранозиды и иметь альфа-(I) и бета-форму (II). В отличие от О-гликозидов, N-гликозиды в р-рах могут находиться частично в виде ациклических таутомерных форм (типа оснований Шиффа), являющихся промежуточными (III):
Впервые кристаллические N-гликозиды были получены взаимодействием анилина и сахаров, многие N-гликозиды получают непосредственным взаимодействием сахара и амина на холоду или при нагревании в спиртовой, спиртово-водной или водной среде, в отсутствие или в присутствии катализаторов - уксусной или соляной к-ты, хлористого аммония и т. д.
Свойства N-гликозидов зависят в значительной степени от природы агликонов. Алкил- и арил- N-гликозиды (напр., пурин- и пиримидин-N-гликозиды) устойчивы к действию к-т и щелочей.
К N-гликозидам принадлежат исключительно важные в обмене веществ продукты расщепления нуклеиновых к-т и нуклеопротеидов (нуклеотиды и нуклеозиды), некоторые важнейшие коферменты (см.), аденозинтрифосфорная кислота (см.), уридинтрифосфат, никотинамидадениндинуклеотид, никотинимидадениндинуклеотидфосфат (НАД и HАДФ), некоторые антибиотики и т. п.
Искусственно синтезированы N-гликозиды сульфонамидных препаратов: «глюкострептоцид», N-глюкозид сульфидина, норсульфазолглюкозид, отличающиеся от исходных агликонов гораздо большей растворимостью, меньшей токсичностью и иногда видоизмененным характером действия.
N-Гликозиды алифатических аминов с длинной цепью (додецил- и октадециламинов) применяются в текстильной промышленности.
N-Гликозиды некоторых ароматических аминов предложены в качестве антиоксидантов каучука.
C-Гликозиды
C-Гликозиды встречаются в природе (бергенин, псевдоуритин) и могут быть получены синтетически; отличаются от всех других групп Г. неспособностью к гидролизу.
Лекарственные гликозиды
Лекарственные гликозиды не являются единой фармакол, группой: спектр их действия весьма широк, что обусловлено строением как агликона, так и гликоновой части их молекулы. Гликоновая часть усиливает и ускоряет действие агликона, увеличивает его растворимость, способствует лучшему его проникновению в клетки организма, придает стабильность молекуле Г. и обусловливает соответствующую особенность действия.
Из обширного класса О-гликозидов наибольшее значение имеют стероидные Г., и в первую очередь производные циклопентапергидрофенантрена, относящиеся к группе сердечных гликозидов (см.). Другие стероидные Г. применяют для лечения атеросклероза (диоспонин и др.), заболеваний вен (асцин, эсфлазид и др.). Получены препараты Г. противовоспалительного, гормонального, нейротропное, тонизирующего и гонадотропного действия (аралозиды, АВС-сапорал, панаксозиды из корня жень-шеня и др.). Среди О-гликозидов следует отметить также препараты слабительного и мочегонного действия, а также биофлавоноиды (см.).
Для лечения некоторых заболеваний сосудов применяются Г. кумаринов и хромонов (эскулин, келлозид).
Ряд лекарственных Г. оказывает антимикробное, антивирусное и цитопатическое действие. К таким Г. относятся некоторые антибиотики, получаемые из Strep tomyces (см. Стрептомицины) и других источников, амигдалин и др. Есть сведения, что синтетические N-гликозиды, имеющие в качестве гликоновой части или в ее составе рибозу и дезоксирибозу, обладают широким спектром лекарственного действия и применяются в качестве стимуляторов обмена веществ, иммунодепрессантов (см. Иммунодепрессивные вещества), химиотерапевтических средств и др.
S-и С-гликозиды содержатся в ряде растений (горчица, черногорка, боярышник и др.). Многие лекарственные Г. обладают горьким вкусом, поэтому растения, их содержащие (золототысячник, полынь и др.), используют в качестве горечей (см.).
Лекарственные Г. в большинстве случаев относятся к сильнодействующим препаратам и применяются в небольших дозах.
Гликозиды в судебно-медицинском отношении
Идентификация Г. имеет большое значение при случайных отравлениях.
Чаще всего наиболее токсичными оказываются сердечные Г. Интоксикация может развиться даже при применении терапевтических доз. При суд.-мед. установлении отравлений Г. большое значение имеют особенности клин, картины: сильная слабость, судороги, коматозное состояние, брадикардия; нарушение проводимости и возникновение возбуждения сердечной деятельности, что может вызвать тахиаритмию желудочков сердца. Полное прекращение сердечной деятельности может наступить преимущественно в стадии диастолы. При отравлениях Г. могут наблюдаться нарушения функции ц. н. с. и жел.-киш. тракта, а также олигурия. При исследовании трупа специфические изменения органов не обнаруживают, иногда отмечают нек-рое их полнокровие.
Для доказательства смертельных отравлений Г. большое значение имеют данные суд.-хим. исследования трупного материала, а также остатков препаратов, послуживших предположительно причиной смерти.
Г. из организма человека выделяются преимущественно с желчью и частично с мочой. Для суд.-хим. экспертизы особое значение имеет исследование желчи и желчного пузыря, а также участков печени, прилегающих к желчному пузырю и тканей с места инъекций.
Сохраняемость Г. в трупном материале в течение 1 года достигается консервированием этанолом, к-рое должно производиться непосредственно после взятия объектов исследования.
Схема судебно-хим. определения Г. включает несколько основных стадий: экстрагирование трупного материала 70% этанолом при pH 7,0; осаждение в экстракте белков; очистку экстрагированием четыреххлористым углеродом; экстрагирование олеандрина и ланатозидов хлороформноспиртовой смесью 9:1 (т, к. строфантин является сильно гидрофильным соединением, то в этих условиях он не извлекается); очистку извлеченной фракции олеандрина и ланатозидов от сопутствующих веществ щёлочью; качественно-количественное определение и пр.; экстрагирование строфантина спиртово-хлороформной смесью (8:2); осаждение строфантина из водной фазы сульфатом аммония при полном насыщении, растворение осадка, повторное осаждение и экстрагирование строфантина с последующим качественно-количественным определением его.
Качественное обнаружение строфантина производится методом хроматографии на бумаге, олеандрина и ланатозидов - методом тонкослойной хроматографии (см.). Пятна строфантина специфически проявляются 3,5-динитробензойной к-той, мета-динитробензолом и 2,4-динитродифенилсульфоном; олеандрин проявляется еще кроме указанных реагентов, концентрированной серной к-той, содержащей следы железа.
Количественное определение Г. в элюатах производится, в основном, фотоколориметрированием окрашенных р-ров после реакции с 2,4-динитродифенилсульфоном в щелочной среде.
Описанная схема исследования позволяет открывать 30- 50 мкг Г. на 100 г влажного веса ткани.
Библиография: Власенко Л. М. К вопросу систематического судебно-химического определения сердечных гликозидов, в кн.: Вопр. суд. мед., под ред. В. И. Прозоровского, с. 233, М., 1971; ВотчалБ. Е. и С луцкийМ. К. Сердечные гликозиды, М., 1973; Кочетков Н. К. и др. Химия углеводов, М., 1967; Савицкий H. Н. Фармакодинамика сердечных гликозидов. Л., 1974, библиогр.; Степаненко Б. Н. Углеводы, Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968.
Б. Н. Степаненко; Я. И. Хаджай (фарм.), А. Ф. Рубцов (суд.).
Главная > ДокументЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И СЫРЬЕ,
СОДЕРЖАЩИЕ САПОНИНЫ.1. Понятие о сапонинах.
2. Строение сапонинов,классификация.
3. Биосинтез сапонинов.
4. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация.
Влияние условий обитания на накопление сапонинов.
5. Сырьевая база растений, содержащих сапонины.
6. Физико- химические и биологические свойства сапонинов.
7. . Методы анализа сырья, содержащего сапонины.
8. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины
9. Пути использования сырья, содержащего сапонины.
10.Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины. Сапонины (сапонизиды) - гетерозиды растительного происхождения, производные стероидов и тритерпеноидов, обладающие гемолитической и поверхностной активностью, а также токсичностью к холоднокровным животиным. Название происходит от латинского слова sаро - мыло, т.к. водные извлечения этих соединений обладают способностью пениться, т.е. понижать поверхностное натяжение жидкостей. Впервые сапонины были выделеныв чистом виде из растений рода Saponaria (мыльнянка). Название впервые появилось в 1819 г., было предложено Мэлоном, когда из мыльнянки (растения семейства гвоздичных, с розоватыми душистыми цветками) Шрайдером впервые было выделено вещество образующее с водой обильное количество пены. Как и другие гетерозиды, сапонины способны подвергаться ферментативному гидролизу с образованием углеводной части и агликона. Агликоны сапонинов получили название «сапогенины». Строение сапонинов, их классификация. В основе классификации сапонинов лежит структура агликона. В зависимости от химического строения агликона все сапонины классифицируют на стероидные и тритерпеновые. 1. Стероидные сапонины (стеролы) - производные циклопентанпергидрофенантрена. По своему строению близки к сердечным гликозидам и часто их сопровождают в растениях (наперстянки, ландыш майский, адонис весенний).
Все стероидные сапогенины в своей структуре имеют:
В 3 положении - гидроксильную (- ОН) группу;
В 10 и 13 положениях - метильные (-СНз) группы;
В положении 5-6 - двойную (-СН=СН-} связь;
В положении 16-17 - спирокетальнуюгруппировку. В зависимости от ориентации спирокетального кольца стероидные сапонины подразделяются на соединения «нормального» и «изо» - ряда.
Нормальный ряд изо-ряд
Углеводная часть молекулы стероидных сапонинов присоединяется в
положении 3 агликона и может содержать 1-9 моносахаридов (глюкоза,
галактоза, ксилоза, арабиноза, галактуроновая и глюкуроновая кислоты).
Моносахариды могут образовывать как линейные, так и разветвленные
Цепи. Например, стероидный сапонин диосцин из диоскореи ниппон- ской и якорцев стелющихся) состоит из агликона диосгенина, к которому присоединяется разветвленная триоза:
в зависимости от количества колец в структуре агликона, делятся на
а) тетрациклические - содержат в структуре агликона 4 кольца. В основе этой группы лежит даммаран. Производные даммарана легко окисляются с образованием гетероциклов (панаксадиол и панаксатриол). Эти соединения обнаружены в женьшене, заманихе высокой, березе.
даммаран
панаксадиол панаксатриол б) пентациклические
– содержат в структуре агликон, состоящий из пяти колец. Пентациклические агликоны можно подразделить на 4 группы:
производные урсана (альфа-амирин),
олеанана (бета-амирин),
лупана (лупеол),
α
-амирин (урсан) β-амирин (олеанан) Альфа-амирин лежит в основе различных соединений, которые содержатся в почечном чае (ортосифон тычиночный), лапчатке прямостоячей. Наиболее важным представителем является урсоловая кислота (28-карбокси-α-амирин). Урсоловая кислота обнаружена во многих растениях (бруснике обыкновенной, клюкве трехлепестной), причем встречается в виде гликозидов, так и свободного агликона. Бета-амирин лежит в основе следующих веществ:
олеаноловая кислота (28-карбокси-β-амирин).
глицирретиновая кислота (11-оксо-29-карбокси-β-амирин).
урсоловая кислота олеаноловая кислота
глицирретиновая кислота глицирризиновая кислота
Углеводная часть тритерпеновых сапонинов может присоединяться к агликону в различных положениях:
В 3 положении за счет гидроксильной (-ОН) группы;
в 28 положении за счет карбоксильной (-СООН) группы (при этом связь агликона с сахаром называется ацилгликозидной).
Биосинтез сапонинов
Биогенетическим предшественником агликонов как стероидных, так и тритепеновых сапонинов в растениях является сквален.
С 5 Н 8 мевалоновая геранил- фарнезил- (С 5 Н 8) 6
кислота пирофосфат пирофосфат сквален
холестерол тритерпеновые сапонины
(С 27) (С 30)
Стероидные сапогенины тетрациклические пентациклические
(диосгенин) (даммаран) (α- и β-амирин)
Под действием ферментов сквален подвергается стереоспецифической циклизации. Если циклизация сопровождается потерей атомов углерода, образуется холестерол, содержащий 27 атомов углерода. При окислении и циклизации углеродной цепи холестерола (из 8 атомов) образуется диосгенин. Образование тетрациклических тритерпеновых сапогенинов идет через стадии биосинтеза стероидных соединений. Распространение сапонинов в растительном мире, локализация в растениях. Влияние условий обитания на накопление сапонинов. В растительном мире более широко распространены тритерпеновые сапонины, они обнаружены в растениях почти 70 семейств. Наиболее богаты тритерпеновыми сапонинами представители семейств: аралиевые, синюховые, бобовые, астровые, яснотковые, истодовые, конскокаштановые.Стероидные сапонины встречаются значительно реже в растениях семейств диоскорейные, лилейные, норичниковые, парнолистниковые, амарилиссовые. Стероидные сапонины часто сопровождают в растениях сердечные гликозиды (наперстянки, ландыш, адонис). Растения, вырабатывающие тритерпеновые сапонины, не содержат стероидные и наоборот. В растениях сапонины обычно находятся в клеточном соке почти всех органах в растворенном виде. Содержание сапонинов колеблется в широких пределах. Сапонины найдены во всех органах растений: - в траве (астрагал шерстистоцветковый –Astragalus dasyantus, хвощ полевой – Equisetum arvense, якорцы стелющиеся – Tribulus terrestris); - в листьях (почечный чай –Ortosyphon stamineus); - семенах (кашатан конский – Аеsculus hyppocastanum); - в подземных органах (диоскорея ниппонская – Dioscorea nipponica, синюха голубая – Polemonium coeruleum, заманиха высокая –Echynopanax elatum, солодка голая и уральская - Glycyrrhiza glabra, G. uralensis, женьшень – Рапах ginseng, аралия маньчжурская - Ага11iа mandshurica). В подземных органах накапливается наибольшее количество сапонинов.
Биологическая роль сапонинов в растениях.
Сапонины принимают участие в биохимических процессах в растениях: - в малых концентрациях они ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а в больших, наоборот, тормозят. Таким образом, сапонины играют роль гормонов роста растений; - сапонины оказывают влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью.
Факторы, влияющие на накопление сапонинов.
Среди таких факторов можно выделить следующие:
1) Географический - преимущественно у южных растений больше накапливается сапонинов; 2) Освещенность - положительно влияет на накопление (однако женьшень требует затемнения); 3) Почвенный - внесение удобрений увеличивает содержание сапонинов; 4) На содержание сапонинов в лекарственном сырье влияет возраст растений и место их произрастания: - дикорастущая синюха голубая достигает максимальной продуктивности к 5-6 году жизни, а в культуре - к 2-3 году. При этом содержание сапонинов» подземных органах находится на одном уровне;
- культивируемый женьшень рекомендуется собирать на 5-6 год, т.к. корень быстро растет до 3-х лет и далее его рост замедляется, а с 13 лет наблюдается уменьшение биомассы корней. Это связано с постепенным отмиранием боковых корней;
у диоскореи на второй год развития сапонинов в 2 раза меньше, чем на четвертый.
В период плодоношения (каштан конский).
6) Влияние факторов внешней среды на накопление сапонинов строго специфично. Среди них трудно выявить общие закономерности для всех растений. Есть некоторые особенности: - растения семейства аралиевых являются эндемиками Дальнего Востока, где сложился собственный климатический и почвенный режим; - зависимость накопления глицирризиновой кислоты от типа почв и степени их засоленности характерна для солодки. Чем больше засоленность, тем меньше глицирризиновой кислоты содержат корни солодки. Повышение влажности почвы способствует накоплению глицирризиновой кислоты.
Сырьевая база растений, содержащих сапонины.
Синюха голубая растет по опушкам и вдоль лесных дорог в лесной и лесостепной зонах Европейской части России, в Сибири. Синюха голубая не образует крупных зарослей, пригодных для промышленных заготовок, в связи с чем ее культивируют. На Дальнем Востоке произрастает синюха льноцветковая, этот вид не используется для заготовки сырья. Астрагал шерстистоцветковый растет на юге Европейской части России в степной зоне на суходольных лугах, по склонам балок. Солодки голая и уральская часто образуют сплошные заросли в поймах и долинах рек в степных и полупустынных районах Европейской части России и Сибири. В этих же регионах, как сорняк, встречаются якорцы стелющиеся. Женьшень, заманиха, аралия, диоскорея ниппонская встречаются в лесах Дальнего Востока (Приморский, Хабаровский край). Женьшень культивируют на Дальнем Востоке. В последние годы перспективным является метод культуры тканей. Он заключается в выращивании на определенных питательных средах биомассы сырьевой части лекарственных растений. Полученная таким образом биомасса используется в дальнейшем для получения лекарственных препаратов. В России метод культуры тканей был разработан и освоен на примере женьшеня. Ортосифон тычиночный (почечный чай) импортируют из стран тропической Азии.
Физико-химические,
биологические свойства
Физические свойства. Сапонины - бесцветные или желтоватые аморфные вещества. В кристаллическом состоянии выделены гликозиды, имеющие в углеводной цепи до 4 моносахаридов. Оптически активны. Гликозиды растворимы в воде. Растворимость увеличивается с возрастанием углеводной цепи. В разведенных (60-70%) спиртах растворяются на холоду, в более крепких (80-90%) спиртах - только при нагревании, а при охлаждении выпадают в осадок. Нерастворимы в органических растворителях (ацетон, хлороформ, бензол, диэтиловый эфир).Свободные сапогенины не растворяются в воде и хорошо растворимы в органических растворителях.
В зависимости от рН водных растворов сапонины делят на:
- нейтральные - стероидные и тетрациклические тритерпеновые сапонины; кислые - пентациклические тритерпеновые сапонины. Их кислотность обусловлена наличием карбоксильных (-СООН) групп в структуре агликона и присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.
Способы получения.
Выделение сапонинов из растительного сырья включает следующие стадии:
получение экстракта;
Выделение из него суммы сапонинов и их очистка от сопутствующих веществ;
разделение сапонинов на индивидуальные гликозиды.
Методы анализа сырья, содержащего сапонины.
Наличие сапонинов в лекарственном растительном сырье можно установить при помощи качественных реакций, которые проводят непосредственно с сырьем или с извлечением из него. Качественные реакции на сапонины основаны на их физических, химических и биологических свойствах. Для проведения качественных реакций готовят водный настой 1:10 при нагревании на водяной бане. После охлаждения настой фильтруют.
Реакции, основанные
на физических свойствах.
Для проведения реакции на пенообразование берут две пробирки, в одну добавляют 5 мл 0,1 моль/л HCl, в другую добавляют 5 мл 0,1 моль/л NaOH и сильно встряхивают. Если образуется стойкая пена в обеих пробирках или в пробирке с кислотой – это говорит о кислых тритерпеновых сапонинах. Стероидные сапонины дают дают обильную, стойкую пену в щелочной среде.Химические методы.
Относятся реакции осаждения сапонинов и цветные реакции.
1.Из водных растворов сапонины осаждаются гидроксидами бария и магния, солями меди, ацетатом свинца. Причем тритерпеновые – осаждаются средним ацетатом свинца, а стероидные – основным. 2. Из спиртовых извлечений (или растворов) стероидные сапонины и тритерпеновые сапонины выпадают в осадок при добавлении 1% спиртового раствора холестерина в виде холестеридов. 3. Стероидные сапонины, так же как и сердечные гликозиды, дают реакцию Либермана-Бухарда с уксусным ангидридом и кислотой концентрированной серной – образуется быстро переходящая окраска от розовой до зеленой и синей. 4. Реакция Санье - стероидные сапонины от тритерпеновых можно отличить по реакции с 1% раствором сурьмы треххлористой, концентрированной серной кислотой, содержащей уксусный ангидрид, если образуется желтое окрашивание. Учитывая, что многие из перечисленных химических реакций могут давать и другие соединения, проводят еще и биологические испытания. На биологических свойствах сапонинов основана реакция гемолиза с 2 % взвесью эритроцитов в изотоническом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной. Для проведения этой реакции из растительного сырья готовят настой на изотоническом растворе. Государственная фармакопея XI издания (вып.2) рекомендует использо-вать качественные реакции для подтверждения подлинности для трех видов сырья. 1. Корневища с корнями синюхи голубой. С водным извлечением проводится реакция пенообразования, основанная на способности сапонинов снижать поверхностное натяжение жидкости (воды) и давать в отваре стойкую и обильную пену после встряхивания. 2. Корни аралии маньчжурской. Метанольное извлечение хроматографируют в тонком закрепленном слое силикагеля (на пластинках «Силуфол») в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (61:32:7). В качестве свидетелей используют раствор «Сапарала». Хроматограмму проявляют 20% H 2 SO 4 и нагревают в сушильном шкафу (1=105°С) в течение 10 мин. Появляются 3 пятна вишневого цвета на уровне пятен аралозидов в «сапарале».
3. Корни женьшеня.
А) Реакция с порошком корня женьшеня (на гликозиды). При нанесении конц. H 2 SO 4 на порошок корня женьшеня через 1-2 минуты появляется кирпично-красное окрашивание, переходящее в красно-фиолетовое, а затем - в фиолетовое. б) Наличие панаксозидов доказывают при помощи разделения извлечения из корня женьшеня в тонком слое силикагеля и последующим проявлением хроматограммы раствором фосфорно-вольфрамовой кислоты при нагревании. Панаксозиды проявляются в виде розовых пятен. Единого метода количественного определения сапонинов в лекарственном растительном сырье нет. Чаще всего используют физико-химические методы: 1.Потенциометрический метод . Метод основан на определении изменения электродвижущей силы (ЭДС) в результате титрования. Метод используется для определения суммы аралозидов в корнях аралии маньчжурской. Этапы определения : - подготовительный; экстракция аралозидов метиловым спиртом и их кислотный гидролиз:
R 1 , R 2 – сахара олеаноловая кислота - очистка от сопутствующих веществ - осаждение олеаноловой кисло-ты в результате смены растворителя (разбавление спиртового извлече-ния водой и охлаждение); - растворение олеаноловой кислоты в горячей смеси метилового и изобутилового спиртов (1:1,5);
Количественное определение - титрование раствором едкого натра (0,1 моль/л) в смеси метилового спирта и бензола:
Точку эквивалентности определяют потенциометрически.
2. Спектрофотометрический метод . Метод основан на способности сапонинов и их окрашенных комплексов поглощать монохроматический свет при определенной длине волны. Метод предложен для определения содержания сапонинов в следующих видах сырья: а) корневища с корнями диоскореи ниппонской. Проводят кислотный гидролиз сапонинов с последующим проведением реакции свободного агликона (диосгенина) с реактивом (п-диметиламинобензальдегид). Образуется окрашенный комплекс; б) корни солодки. Проводят осаждение глицирризиновой кислоты концентрированным раствором аммиака. Осадок растворяют и определяют оптическую плотность полученного раствора. 3. Гравиметрический метод - определение экстрактивных веществ. Метод основан на определении сухого остатка после высушивания суммы веществ, извлеченных из сырья соответствующим экстрагентом. Метод предложен для оценки качества сырья женьшеня, почечного чая, синюхи голубой, солодки. В сырье астрагала шерстистоцветкового и заманихи высокой количественное содержание биологически активных веществ не определяют. 4. Ранее для количественной оценки сырья использовали определение гемолитического индекса и пенного числа. Количественное определение сапонинов гемолитическим методом основано на предположении, что гемолитическое действие прямо пропорционально количеству вещества в растворе. Гемолитический индекс – наименьшая концентрация извлечения из сырья, которая вызывает полный гемолиз эритроцитов. Для этого к настою сырья на изотоническом растворе добавляют 2% взвесь бараньих эритроцитов. В результате гемолиза кровь становится прозрачной, ярко-красной, лакированной (эритроциты перейдут в плазму). Расчет проводят на 1 г испытуемого вещества. 5. Пенное число – наименьшая концентрация извлечения из 1 г сырья, при встряхивании которого в течение 15 секунд образуется пена, устойчивая в течение 15 минут. 6. Определяли силу действия сапонинового сырья на рыбах, то есть рыбный индекс . Это наименьшая концентрация извлечения, при которой гибнут рыбы массой до 0,5 г, длиной 3-4 см в течение 1 часа. При выяснении структуры сапонинов помимо традиционных методов (элементарный анализ, определение молекулярной массы) широко используются методы УФ-спектроскопии, ИК-спектроскопии, Ямр-спектроскопии. ИК- спектроскопия при исследовании тритерпенов применяется для обнаружения и характеристики двойных связей, гидроксильных групп, О-ацильных группировок, карбонильных, карбоксильных, метильных групп. По характерным полосам поглощения CH 3 -групп в области 1245-1392 см -1 отличают тетрациклические тритерпены от пентациклических групп альфа- и бета- амирина, а также последние друг от друга. По ИК спектрам продуктов окисления оксидом рутения (1У) предложен метод доказательства положения изолированной двойной связи в тритерпенах. Строгое отнесение сапонинов к сткроидам может быть сделано на основании ИК спектров и их генинов: наличие полос поглощения при 852(866), 900 (900), 922(922), 987 (982) см -1 (спирокетальная группировка нормального и изо-(рядов) позволяет однозначно отнести сапонины к стероидному ряду. В последнее время при исследовании структур пентациклических тритерпенов получила распространение масс-спектрометрия и методы ЯМР спектроскопии. Установление строения углеводного остатка тритерпеновых и стероидных сапонинов осуществляется с помощью методов структурной химии олиго- и полисахаридов. Сюда входит: определение качественного и количественного состава моносахаридов; установление последовательности моносахаридных остатков в углеводной цепи; определение положения гликозидных связей в моносахаридных остатках; определение размеров оксидных циклов моносахаридов; установление конфигурации гликозидных центров. Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего сапонины. Заготовку сырья, содержащего сапонины, проводят в период их максимального накопления по правилам заготовки гликозидсодержащего сырья. Особенностями заготовки и сушки являются:
Корни солодки заготавливают с марта по ноябрь;
Корни солодки, корневища с корнями диоскореи ниппонской, траву якорцев стелющихся допускается сушить на солнце.
Хранится сырье по общему списку.
Пути использования сырья, содержащего сапонины.
Лекарственное растительное сырье, содержащее сапонины, используется для получения разнообразных лекарственных форм и препаратов. 1. Экстемпоральные лекарственные формы. 1. Настои (infusum);
Листья почечного чая;
трава астрагала шерстистоцветкового.
Корневища с корнями синюхи голубой;
Корни солодки.
3. Порошок (pulvis) корней солодки сложный. 4. Сборы (species):
Сбор отхаркивающий № 2;
Сбор «Арфазетин» (входят корни аралии или корневища с корнями заманихи);
сборы мочегонные, противоязвенные, отхаркивающие.
Женьшеня, биоженьшеня;
Заманихи;
2. Экстракты (ехtracta):
Сухой экстракт корней солодки;
Густой экстракт корней солодки (входит в состав грудного эликси-ра).
3. Препараты, содержащие сумму сапонинов.«Сапарал» - сумма аммонийных солей аралозидов.
«Полиспонин» - сумма сапонинов диоскореи ниппонской.
«Трибуспонин» - сумма сапонинов якорцев стелющихся.
1 . «Глицирам» - аммонийная соль глицирризиновой кислоты.
2. «Глидеринина мазь» (глидеринин выделен из экстракта корня солодки). 5. Полусинтетические препараты. «Кортизон» (гормон коры надпочечников) - получают на основе стероидного сапогенина диосгенина. 6. Комплексные препараты.
- «Амтерсол» (сироп, в состав входит экстракт корня солодки).
Грудной эликсир.
Настойка биоженьшеня с витаминами и минеральными солями.
- «Сафинор» (в состав входит «Сапарал»).
7. Препараты на основе других групп биологически активных веществ
1. «Ликвиритон» - спазмолитическое, противовоспалительное, артацидное средство. 2. «Флакарбин» - спазмолитическое, противовоспалительное, капилляроукрепляющее средство. Оба препарата получены на основе флавоноидов корней солодки. Применяются при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, а также при гиперацидных гастритах. Сапонины используют также в пищевой промышленности, в технике и изготовления огнетушителей), в парфюмерии (как мягкие моющие средства). Медицинское применение сырья и препаратов, содержащих сапонины. Сапонины обладают широким спектром фармакологического действия. 1. Гипохолестеринемическое и противосклеротическое действие. Сапонины обладают способностью снижать уровень холестерина в крови, что приводит к снижению склеротических изменений в кровеносных сосудах и уменьшению их ломкости. Действие характерно для стероидных сапонинов диоскореи ниппонской и якорцев стелющихся. 2. Кортикотропное действие (подобное действию кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников). Регулируется водно-солевой обмен, проявляется противовоспалительное и антиаллергическое действие. Характерно для сырья солодки, применяют при астме, экземе, дерматитах. 3. Диуретическое действие характерно для сырья почечного чая и астрагала шерстистоцветкового, препараты которых применяются при отеках сердечного происхождения. 4. Отхаркивающее действие. Сапонины повышают секрецию желез верхних дыхательных путей. Это ведет к разжижению мокроты, что облегчает и ее эвакуацию. Такое действие характерно для сапонинов солодки и синюхи голубой. 5. Тонизирующее , стимулирующее, адаптогенное действие. Характерно для сапонинов женьшеня, заманихи высокой, аралии маньчжурской. Препараты применяют при переутомляемости, усталости, гипотонии, как иммуномодуляторы. 6. Седативное действие характерно для сырья синюхи голубой. 7.Лекарственные растения тибетской медицины
КнигаИзлагается методика изучения ассортимента лекарственных средств тибетской медицины в нашей стране и за рубежом. Приводится анализ некоторых тибетских текстов с описаниями растений, содержащими сведения по фармакогнозии.
Методические рекомендации и требования, предъявляемые кафедрой фармакогнозии с ботаникой к выполнению контрольных работ по фармакогнозии на четвертом курсе в 8 семестре заочного обучения
Методические рекомендацииПодготовку к контрольной работе следует начать с уяснения темы, ее временных рамок, знакомства с соответствующим разделом (главой) учебника, нормативной документацией.
Лекция №3 перспективы использования дальневосточных лекарственных растений
ЛекцияВо все времена человек всегда обращался за помощью к целительным растениям окружающей нас природы. Свыше 40% всех медицинских препаратов изготавливается из растительного сырья, многие растения применяются в народной медицине.
