Контрольная работа № 3 Лекарственные растения и сырье, содержащие фенольные соединения Вариант 2

1. Общая характеристика кумаринов. Распространение в растительном мире. Фармакотерапевтическое действие сырья и препаратов, содержащих кумарины.

Кумарины — класс природных органических соединений, представляющих собой ненасыщенные ароматические лактоны, в основе которых лежит 5,6-бензо-α-пирон  — лактон цис-орто-оксикоричной кислоты. По строению ароматического ядра и наличию заместителей среди кумаринов выделяют:

• Простейшие кумарины — кумарин, дигидрокумарин, их гликозиды.

• Окси-, алкокси, метилендиоксикумарины — с заместителями в бензольном кольце (умбеллиферон, эскулетин) и в пироновом кольце (феруленол).

Эскулетин

• Фуранокумарины (фурокумарины):

  • производные псоралена, фурановое ядро которых сконденсировано с кумарином в 6,7-положении;

  • производные ангелицина — фурановое ядро сконденсировано с кумарином в 7,8-положении.

Бергаптен (представитель фуранокумаринов)

• Пиранокумарины — содержат пирановое ядро, сконденсированное с кумарином в 5,6-, 6,7- или 7,8-положении; могут иметь заместители в пирановом, бензольном или пироновом кольце (виснадин, дигидросамидин).

Сеселин (представитель пиранокумаринов)

• 3,4-бензокумарины (эллаговая кислота).

• Кумарины, содержащие систему бензофурана, сконденсированную с кумарином в 3,4-положении (куместрол).

Это кристаллические вещества, бесцветные или слегка желтоватые, хорошо растворимы в органических растворителях, малорастворимы в воде. Легко растворяются в водных растворах щелочей с разрывом лактонного кольца и образованием солей оксикоричной кислоты. Имеют голубую, синюю, фиолетовую, зелёную, жёлтую флуоресценцию в зависимости от структуры.

Достаточно часто встречаются в высших растениях, незначительно представлены у папоротникообразных и голосеменных, совсем не обнаружены в водорослях, довольно редки у грибов и лишайников. Среди покрытосеменных большое число кумаринсодержащих растений относится к семействам зонтичных, рутовых, бобовых, камнеломковых и др. У растений локализуются преимущественно в корнях, коре и плодах, в меньшей степени в стеблях и листьях. В одном растении часто может содержаться 5-10 различных кумаринов. Большинство этих веществ обнаружено в природе в свободном состоянии, лишь небольшое число — в виде гликозидов.

Биосинтез осуществляется из ароматических аминокислот (фенилаланина, тирозина) через ряд фенолокислот (коричную, кумаровую, п-кумаровую, кофейную, феруловую).

У растений выполняют функции ингибиторов роста, ускорителей прорастания семян, защитных веществ при заболеваниях растений, вызванных патогенными организмами.

Природные производные кумарина обладают многосторонней биологической активностью. а) Сырье, содержащее простые кумарины, обладает мягчительным действием. Трава донника используется в виде припарок, способствующих вскрытию и рассасыванию нарывов. Также она входит в состав успокоительный сборов, проявляет успокаивающее и противосудорожное действие. Б) Сырье, содержащее оксикумарины, обладает антикоагулянтным действием, оксикумарины препятствуют свертываемости крови, оказывают тонизирующее и Р-витаминное действие.

Помимо этого кумарины обладают разносторонней фармакологической активностью, проявляют спазмолитическое, фотосенсибилизирующее, противоопухолевое, антикоагулянтное и другие виды действия.

За счёт противосворачивающей активности некоторые из этих соединений (дикумарин) могут оказывать токсическое действие, вызывая кровотечения.

2. Напишите русские и латинские названия сырья, производящих растений и семейства растений мочегонного действия, содержащие арбутин.

Листья толокнянки— содержат флавоноиды, а также гликозид арбутин (около 6 %). Листья толокнянки - folia uvae-ursi . Сем. вересковые - Ericaceae

Листья брусники Folia Vitis idaea — содержат флавоноиды, гликозиды, в том числе арбутин

Листья брусники - folia vitis-idaeae. Сем. брусничные - Vacciniceae

3. Напишите формулы лигнанов: элеутерозида (сирингорезинола), схизандрина.

Сирингорезинол является агликоном элеутерозида Е (то есть, его несахарной частью); распространены оба соединения (как об этом можно догадаться по названию гликозида) в корневищах и корнях элеутерококка.

   

  Сирингорезинол                                        Элеутерозид Е

 

   

  Схизандрин

 

4. Дайте теоретическое обоснование методов качественного и количественного анализа флавоноидов в лекарственном растительном сырье.

Флавоноидами называется группа природных биологически активных веществ (БАВ) – производных бензо-γ-пирона (рисунок 1), в основе которых лежит фенилпропановый скелет, состоящий из С₆-С₃-С₆ углеродных единиц. Это гетероциклические соединения с атомом кислорода в кольце .

Рисунок 1 – Структура бензо-γ-пирона

При замещении в хромоне атома водорода в α-положении на фенильную группу образуется 2-фенил-(α)-бензо-γ-пирон или флавон (рисунок 2), который состоит из 2 ароматических остатков А и В и трехуглеродного звена (пропановый скелет)

Рисунок 2 – Структура флавона

В зависимости от степени окисления и гидроксилирования пропанового скелета С₆-С₃-С₆ и положения фенильного радикала флавоноиды делятся на несколько групп

Классификация флавоноидов

Флавоны – органические соединения гетероциклического ряда, фенильная группа находится во 2-м положении. Содержатся в цветках пижмы, ромашки.

Изофлавоны – фенильная группа находится в 3-м положении. Содержатся в корнях стальника полевого.

Флавонолы – отличаются от флавонов наличием группы ОН в 3-м положении, наиболее распространенными представителями являются кверцетин, кемпферол. У высших растений особенно часто встречается кверцетин, у однодольных преобладают производные кемпферола.

Флавононы – гидрированное производное флавона, в отличие от флавона не имеют двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. Известно свыше 30 представителей этой группы флавоноидов. Они обнаружены в семействах Rosaceae, Fabaceae и Asteraceae.

Флавононолы отличаются от флавонола отсутствием двойной связи между углеродами во 2-м и 3-м положениях. ОН-группа, как и у флавонола, находится в 3-м положении. Скелет флавонола составляет гликозид аромадендрин, содержащийся в листьях эвкалипта.

По физическим свойствам флавоноиды являются кристаллическими веществами с определенной температурой плавления, без запаха, имеющие жёлтый цвет (флавоны, флавонолы), бесцветные (изофлавоны, флаваноны). К группе флавоноидов относятся также антоцианы (природные красящие вещества растений), которые окрашиваются по-разному в зависимости от ρН среды: в кислой среде они имеют красный цвет (соли катионов), в щелочной – синий (соли анионов).

Агликоны флавоноидов, как правило, растворимы в ацетоне, спиртах, органических растворителях и нерастворимы в воде. Гликозиды плохо растворимы в воде, за исключением гликозидов, имеющих в своей молекуле более трёх остатков сахара, не растворимы в органических растворителях (эфире и хлороформе).

Флавоноидные гликозиды обладают оптической активностью, для них характерна способность к кислотному и ферментативному гидролизу. Скорость гидролиза и условия его проведения различны для различных групп флавоноидов.

По химическим свойствам О-гликозиды (цианогенные гликозиды, агликоновый компонент которых образован из α-циангидринов) при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов легко гидролизуются до агликона и углеводного остатка. С-гликозиды с трудом расщепляются под действием концентрированных кислот (HCI или СН₃СООН) или их смесей при длительном нагревании.

Работу с любым новым растением целесообразно начинать на небольшой навеске сырья с подбора оптимального экстрагента и предварительной оценки состава БАВ из извлечений капельным или экспресс-хроматографическим методом с использованием специфических реакций на основные группы природных соединений.

Для этого берут навески измельченного растительного сырья, просеянно­го сквозь сито, заливают разнополярными экстрагентами в соотно­шении 1:10 (вода, 10 %, 30 %, 50 %, 70 %, 96 % спирт, ацетон и 50 % водный ацетон, этилацетат, хлороформ, бензол (пентан, гексан, гептан, толуол)) и ос­тавляют настаиваться (с перемешиванием или без) в течение 1-3 дней при ком­натной температуре.

Перечисленные экстрагенты являются оптимальными для определения "возможных" групп извлекаемых соединений растений (гликозиды, агликоны, сложные эфиры, соединения, содержащие группы ОН, С=О, СООН, NH(NH₂) жирного и ароматического ряда, неполярные и высокомолекулярные вещества). Вместо этилового спирта или в дополнение к нему можно использовать мети­ловый или другие спирты, диоксан, этиленгликоль, формамид, кислоты, осно­вания, что расширяет информацию о составе групп веществ в растении.

Извлечения, полученные при комнатной температуре, оценивают по каче­ственному составу групп БАВ и количественному содержанию экстрактивных веществ. Для этого из каждого извлечения на фильтровальную бумагу наносят пятна извлечений (не менее 10 точек каждого извлечения на расстоянии 1-1.5 см друг от друга, d = 0.5 см). Отбирают аликвоту каждого извлечения, испаряют в предварительно взвешенной фарфоровой чашке, доводят до постоянного веса и определяют количество экстрактивных веществ, извлекаемых каждым раство­рителем без нагревания.

Затем все извлечения одновременно нагревают на кипящей водяной бане в течение одного часа и повторяют описанную выше процедуру нанесения проб на бумагу и определения количества экстрактивных веществ после нагревания, т. е. оценивают изменения в интенсивности окраски пятен и количестве экстрактивных веществ, получаемых во всех вари­антах извлечений при нагревании.

После проведения обязательных реакций на основные группы БАВ (таблица 1) и оценки группового состава БАВ в полученных извлечениях, изу­чают компонентный состав, используя метод восходящей одномерной бумажной хроматографии в при­сутствии веществ-стандартов на разные обнаруженные группы БАВ, сравнивая их в видимом и УФ-свете, по величинам R_f и цвету пятен от действия специфи­ческих проявителей

Таблица 1. – Обязательные реакции на основные группы БАВ

№ п/п	Реактив	Основные группы БАВ
1	NH3 (в парах или растворе)	С=О содержащие соединения (флавоноиды, пиг­менты, антоцианы, антрахиноны, халконы, ауроны, ксантоны и др.)
2	NaOH (КОН)	Антрацены, халконы, ауроны
3	FeCl3 (1-5 % водные или спиртовые)	Фенольные соединения
4	А1С13, (1-5 % водные или спиртовые)	Флавоноиды и другие фенольные соединения с рядовым расположением ОН-групп или сочетание рядом стоящих С=О и ОН-групп
5	Железоаммониевые квасцы (1 % водный раствор)	Дубильные вещества (гидролизуемого и конденси­рованного типов)
6	Ванилин в концентрированной соляной или серной кислоте	Катехины, конденсированные дубильные вещества, антоцианы
7	о-Толуидин	Альдозы (углеводы)
8	Нингидрин	Аминокислоты, аминосахара, алкалоиды с NH2 и NH-rpyппами
9	Реактив Драгендорфа (или фосфорно-вольфрамовая кислота)	Алкалоиды
10	"Лактонная" проба	Кумарины
11	Проба на "пенообразование" (делается в растворе)	Сапонины

В результате при небольшом расходе сырья и экстрагентов решается несколько задач:

• подбор оптимального экстрагента (по качественному составу извлекаемых групп БАВ и количеству экстрактивных веществ);

подбор режима экстракции (без температуры или с нагреванием) по ре­зультатам изменений в интенсивности окраски, по качественным реакциям на основные группы БАВ и степени их извлечения. Рекомендуется использовать не менее 10 реакций, поскольку в извлечениях могут присутствовать вещества, мешающие друг другу при их качественном определении в составе одного из­влечения.

5. Составьте и обоснуйте инструкцию по заготовке, сушке и хранению коры крушины ломкой.

Крушина ольховидная - Frangula alnus Mill. (syn. Rhamnus frangula L.) это высокий кустарник или деревце с гладкими, расположенными поочередно ветвями, покрытыми белыми чечевичками. Листья очередные, широкоэллиптические, цельнокрайние, блестящие, гладкие, с 6-8 парами параллельных вторичных жилок. Цветки мелкие, зеленовато-белые, собраны пучками в пазухах листьев. Плод - костянка, меняющая свою окраску (зеленая, красная и черная), содержащая внутри две плоские с клювовидным выростом косточки. Цветет в мае-июне, плодоносит в сентябре.

Распространение. Лесная зона европейской части страны, Сибирь, Средняя Азия, Кавказ. На севере доходит до полярного круга, в Сибири - до Алтая и р. Енисей.

Местообитание. В смешанных лесах, сыроватых местах как подлесок: по опушкам, в поймах рек, на сырых лугах среди кустарников, вместе с ивой, черемухой, ольхой, рябиной.

Заготовка. Собирают кору ранней весной с молодых стволов и ветвей, срубленных деревьев в фазе сокодвижения, до появления листьев. В это время кора легко отделяется от древесины. На отведенной территории ствол косо срезают ножовкой или топором не ниже 10 см от земли. При таком способе обеспечивается быстрое порослевое возобновление кустарников. На срубленных ветвях и стволах ножами делают кольцевые надрезы на расстоянии 10-15 см, которые соединяют продольными разрезами, и кору легко снимают желобками или трубочками. Не разрешается кору состругивать ножом - на внутренней стороне остаются куски древесины. Если на стволах есть наросты мха или лишайников, то их предварительно очищают.

Охранные мероприятия. Сбор коры проводится только с разрешения лесничества в специально отведенных местах. Повторная заготовка невысоких кустарников возможна через 3-5 лет, высоких - через 7 лет. Ведутся работы по культивированию.

Сушка. На открытом воздухе или под навесом. Предварительно кору раскладывают тонким слоем и следят, чтобы желобки коры не попадали друг в друга. Сырье перемешивают. Сушка заканчивается, когда кора перестает гнуться и с треском ломается. После сушки из сырья отбирают почерневшие куски и кору с остатками древесины на внутренней стороне.

Внешние признаки. По ГФ XI сырье должно представлять собой трубчатые или желобоватые куски разной длины, толщиной от 0,5 до 2 мм. Наружная поверхность коры более или менее гладкая, темно-бурая или темно-серая, часто с беловатыми поперечно вытянутыми чечевичками и серыми пятнами. Внутренняя поверхность гладкая, желтовато-оранжевая или красно-бурая. Излом светло-желтый, равномерно мелкощетинистый. Запах слабый. Вкус горьковатый; при жевании коры слюна окрашивается в желтый цвет. Допускается потеря в массе после высушивания не более 15%; кусков коры, покрытых кустистыми лишайниками - 1%, кусков коры с остатками древесины на внутренней стороне - 1%, кусков коры толще 2 мм - 3%, органической примеси - 0,5%, минеральной примеси - 0,5%. При сборе коры необходимо внимательно осматривать кустарник, чтобы по ошибке не собрать кору другого кустарника, так как в безлиственном состоянии кустарник отличить нелегко. В виде примеси встречаются кора ольхи серой - Ainus incana (L.) Moech.; кора черемухи - Padus racemosa Gilib; кора жостера слабительного - Rhamnus cathartica L.; кора калины обыкновенной - Viburnum opulus L.; кора разных видов ивы - Salix sp. От всех этих примесей кора крушины ольховидной отличается тем, что при легком соскабливании наружной части пробки у нее обнаруживается слой малиново-красного цвета; у остальных растений виден зеленый или бурый слой. При смачивании внутренней поверхности коры крушины каплей раствора железоаммониевых квасцов постепенно появляется коричневато-бурое пятно (отсутствие дубильных веществ); кора других кустарников и деревьев с этим реактивом дает черно-синее или черно-зеленое окрашивание. Свежезаготовленная кора оказывает побочное действие: вызывает тошноту, рвоту, раздражает слизистую оболочку желудка вследствие присутствия в свежем сырье гликозида франгуларозида. Подлинность сырья определяется по внешним признакам и микроскопически. На поперечном срезе под микроскопом хорошо заметна пробка красного цвета, одно-двурядные сердцевинные лучи, лубяные волокна с кристаллоносной обкладкой и расположенные группами друзы.

Химический состав. В свежей собранной коре крушины содержится первичный антрагликозид - фрагуларозид, обладающий рвотными свойствами, и антранолы, способные к окислению. При хранении коры крушины франгуларозид окисляется ферментами в гликофрангулин, агликоном которого является франгула-эмодин. Поэтому использовать кору крушины ГФ XI рекомендует только через год после заготовки сырья. Хранение в течение года может быть заменено прогреванием сырья при температуре 100°С в течение часа. В продажу поступает кора крушины, подвергнутая тепловой обработке или хранившаяся не менее 1 года, следовательно, в коре крушины, готовой к медицинскому применению, могут одновременно находиться гликофрагулин, франгулин и франгула-эмодин, а также хризофанол (хризофановая кислота). ГФ XI требует содержания не менее 4,5% оксиметилантрахинонов.

Кроме того, в коре содержатся алкалоиды (0,15%), сравнительно большое количество дубильных веществ (10,4%), различные сахара, яблочная кислота, небольшое количество эфирного масла. Листья содержат 0,17% алкалоидов, плоды - 0,04%.

Хранение. В сухом, хорошо проветриваемом помещении, в упакованном виде. Кору прессуют и пакуют в тюки. Срок хранения 5 лет.