Uchebnik

Прунетин – 5,4’-ОН-7-ОСН3 Из надземной части караганы алайской и солодки голой, произрастающей

в Узбекистане, выделены новые изофлавоноиды:

R1=H, R2=OH

R1=COCH3, R2=OCOCH3

R1=R2=H

Более сложные структуры изофлавонов представлены ниже:

Птерокарпаны отличаются структурным разнообразием и подразделяются на 3 группы: птерокарпаны, 6-α-оксиптерокарпаны и птерокарпены с двойной С=С связью в пирановом цикле. Обнаружены они в различных органах растений 12 семейств, преимущественно, в виде агликонов, например:

431

OO

O

мамакиаин эндороидокарпин

оксикристакарпон

Ротеноиды, благодаря наличию дополнительного атома углерода, содержат гетерокольца, но относятся к изофлавоноидам. Этой группой соединений в большей степени богаты тропические растения 8 семейств.

В.И.Литвиненко предложен вариант классификации флавоноидов, основанный на единстве химических свойств и биогенетического родства.

Вэтом варианте флавоноиды, как единая группа дифенилпропаноидов,

исходя из положения бокового фенильного кольца у С2, С3 или С4, пропаноидного фрагмента, делятся на 3 основных подгруппы: эуфлавоноиды, изофлавоноиды и неофлавоноиды.

Вподгруппе эуфлаваноидов различают тип халконоидов с классами 1,3- дифенилпропантриолов, халкенов, дигидрохалконов, халколов, халконов, кетохалконов; тип флавоноидов с классами: флаванов, флаван-3-олов (катехинов), флаван-4-олов или форолов, флаван-3-онов, флаван-3,4-диолов или лейкоантоцианидинов, флаван-2,3,4-триолов, антоцианидинов, 3-дезокси- антоцианидинов, флаванонов, флаванонолов, флавонов и флавонолов; тип ауроноидов с классами: ауранов, 2-оксиауранов, ауронов, ауронолов.

Вподгруппе изофлавоноидов различают тип изохалконоидов с классами: изохалкондиола, дигидроизохалкона; тип изофлавоноидов с классами: изофлаванов, ротеноидов, изофлаванонов, изофлавонов, кумаранохромонов; тип птерокарпаноидов с классами: птерокарпанов, птерокарпенов, птерокарпанолов

итип изокумарофлаваноидов с классами куместонов и изокумарофлавонов.

Вподгруппе неофлавоноидов различают тип неохалконоидов с классами дальбергихинолов и дальбергионов; тип неофлавоноидов с классами: неофлавенов и бразилинов (изоротеноидов), тип неокумарофлавоноидов с классом дальбергинов.

К основным подгруппам, отмеченным выше, примыкают несколько подгрупп, в числе которых гомоизофлавоноиды с классами гомоизофлава-

нонов, гомоизофлаванолов и гомоизофлавонов с общей формулой С6-С4-С6. Подгруппа секофлавоноидов включает классы, образовавшиеся при потере

432

одного или двух, углеродных атомов в С- или А-кольце. Например, стильбены рассматриваются как производные изокумарофлавоноидов, бензофеноны - как производные дальбергинов, ксантоны - циклобензофенонов, бензофураны - флаваноидов, секохалконы и секохалкалы - халконоидов.

Редкую группу представляют собой флаволигнаны, среди которых однозначно установлена структура более 20 соединений, из которых силимарин, силибин и силикристин встречаются в растениях чаще других. Так, структура силибина была доказана после записи его спектральных характеристик.

Подгруппа бифлавоноидов разделяется на классы бифлавонов со следующими видами сочетания между мономерами: вид аментофлавона с 3’-С- 8”, вид агатисфлавона с 6-С-8”, вид купрессуфлавона с 8-С-8”, вид хинокифлавона с 4’-О-8”, и вид криптомерина с 4’-О-6”- порядком связи; класс бифлаванонов, флаванон-флаванонолов, флаванон-флавонов, бикатехинов, проантоцианов, бидигидрохалконов и др. Подгруппа олигофлавоноидов представлена классами тетрамеров из дигидрохалконов, халконов и ауронов, а подгруппа полимеров - флаволанов или конденсированных танинов включает классы поликатехинов, полилейкоантоцианидинов, полилейкоантоцианкатехинов и др.

Таким образом, в настоящее время все флавоноиды поделены на 8 подгрупп, типы, классы (более 70) и виды.

Известны и галогенированные природные флавоны. Например, лишайники рода Lecanora cодержат хлорфлавонин, микроорганизмы Streptomices и грибы разных видов продуцируют другие хлорфлавоноиды состава:

Флавоноиды содержатся в овощах, фруктах, цветках, семенах, стеблях и корнях растений, которые служат источником их поступления в организм животных и человека.

В гликозидированной (гликозиды) и негликозидированной (агликоны) формах флавоноиды накапливаются, преимущественно, в эпидермальных клетках, при этом, ввиду низкой растворимости в воде, агликоны локализованы, главным образом, в жировых каплях и восковых слоях. Например, в надземной части полыни эстрагон или тархуна широко применяемого как пищевое пряноароматическое сырье и компонент одноименного напитка, обнаружено значительное разнообразие флавоноидного состава это новые флавоноиды - эстрагонозид (8-О-α-L-рамнопиранозид- 5,6,7,8,4’-пентаокси-3’-метоксифлавон) и аннагенин (5,6,7,8,4’-пентаокси-3’-

метоксифлавон), обладающие антимикробными и противогрибковыми свойствами, что позволило рекомендовать тархун к использованию в медицинских целях.

Большое значение придается противовоспалительному действию флавоноидов, с чем, возможно, связаны их противоязвенное, ранозаживляющее, жаропонижающее и вяжущее действие.

Выявлено отрицательное влияние кверцетина на граммположительные бактерии, флавонов и халконов - на стафилококк; установлена противовирусная активность полифенолов груши в отношении гриппа штамма РR-8, подобной же активностью обладают флавонолы годеции и рододендрона. Антимикробное действие отмечалось у антоцианов и катехинов чая.

Антимикробными свойствами в отношении стафилококков, стрептококков и Е.соli обладают (-)-эпигаллокатехин > (±)-галлокатехин > очищенная и окисленная сумма катехинов.

Установлен кардиоваскулярный эффект изорамнетина, кверцетина, васкулярина и кемпферол-3-гликозида.

Суммарные препараты и индивидуальные флавоноиды (кверцетин, кемпферол, изорамнетин) оказывают влияние на белковый обмен (стимуляция синтеза и торможение распада белков).

0.3% бикарбонатные растворы кверцетина, рутина, (±)-катехина и мальвидин-3-глюкозида стимулируют гонадотропную функцию передней доли гипофиза и усиливают процессы сперматогенеза, в коре надпочечников существенных изменений не происходит, а в почках развиваются глубокие дистрофические явления, что может быть сигналом побочного действия этих препаратов или лекарственной формы.

Сумма флавоноидов псевдоханделии зонтичной в концентрациях 1:1000 и 1:5000 г/мл предупреждает и снимает спазмы кишечника.

Подтверждено гипотензивное действие настойки шлемника байкальского, суммы флавоновых глюкуронидов и байкалеина.

Сумма флавоноидов молодила русского (очитка) превосходит по противовоспалительной активности сок каланхоэ, причем в составе суммы преобладают гликозиды: кверцетин и кемпферол-3-О-β-D-галакто- и глюкопиранозиды, изорамнетин-3-глюкозид и галактозид и скутелляреин.

434

Выраженную гиполипедемическую и антиатероматозную активность проявляют флаваноны (гесперидин и гесперетин), флавоны и флавонолы: генистеин > кверцетин > лютеолин > кемпферол.

Халконы, флавоны, флаваноны, флавонолы и изофлавоны снижают содержание холестерина в крови более эффективно, чем официнальные противосклеротические препараты полиспонин и цетамифен.

Суммарный препарат на основе кверцетина и изорамнетина - калефлон из календулы лекарственной по капилляроукрепляющей активности незначительно уступает кверцетину и обладает выраженным противовоспалительным действием.

Интересными в химическом и биологическом плане оказались результаты обследования более 40 видов растений семейства бобовых, которые содержат изофлавоны, изофлаваноны, птерокарпаны, флавоны и флавонолы и в разной степени обладают холестерической, диуретической и гипогликемической активностью (стальник, фасоль, соя, вика, карагана, вязельпуерария и др.).

Из 30 видов клевера, 73 видов астрагала, 5 видов эспарцета, нута и сои, испытанных на гиполипидемическую активность, перспективными признаны виды клевера красного (препарат Тризофлан, сумма «изофлавонов клевера красного и их синтетические аналоги обладают противоатеросклеротическим действием).

Холеретическую, противоязвенную, ранозаживляющую, седативную и противовоспалительную активность показали препараты тысячелистника, кошачьей лапки, пупавки, лопуха, арники, полыни, астры, чертополоха, мордовника, кабника, сушеницы и др. растений, независимо от мест их заготовки.

50 индивидуальных флавоноидов изучены на вирусингибирующие свойства в отношении 3-х штаммов вируса герпес, из них 25 проявили противогерпетическую активность, причем показана зависимость активности от степени окисленности кольца С (восстановление этого кольца до флаванона приводит к уменьшению активности, окисление до флавонола - к полной потере активности): нарингенин апигенин кемпферол. Максимальная активность связана с наличием 7-ОН группы.

Необходимо отметить, также, эстрогенное действие изофлавонов, которые, благодаря этому свойству, могут воздействовать на воспроизводительную функцию организма, Так, суммарный флавоноидный препарат из трифоли гибридной, в которой доминируют кверцетин, изокверцетрин и популнин влияет на половой цикл, вес тела и внутренних органов.

Флавоноиды горца птичьего: витексин, изовитексин, лютеолин, кемпферол-3-арабинозид и 3-галактозид рамнетина изучены на препаратах крови, в частности выявлено их влияние на агрегацию тромбоцитов, вызванную коллагеном, АДФ и арахидоновой кислотой.

Показано, что витексин и 3-галактозид рамнетина во всех случаях ингибируют агрегацию, тогда как лютеолин и кемпферол-3-арабинозид, в зависимости от условий, могут подавлять или усиливать этот процесс.

Рутин в концентрации 10-5 моль/л полностью подавляет агрегацию эритроцитов, вызванную фибриногеном или полидекстраном.

435

Повышение прочности капилляров и снижение кровоточивости при действии витамина Р было показано на моделях скорбута, однако, последующие исследования показали, что Р-витаминной активностью обладает целая группа разных по структуре соединений, относящихся к классу флавоноидов: кверцетин, рутин, гесперетин, антоцианы, кумарины, фенолокислоты и представители других групп растительных фенольных соединений.

Из измельченной древесины лиственницы даурской (Larix daurica) или сибирской (Larix sibirica) получают препарат Диквертин (3,4,5,7,3’- пентаоксифлавон), который в дозе 120 мг/сутки, снижает содержание сывороточных холестерина, триглицеридов и липопротеинов низкой плотности, в тромбоцитах падает спонтанное и индуцированное тромбином образование малонового диальдегида, кроме того, у больных повышалась острота зрения, снижалось повреждающее действие Н2О2 на ДНК в лимфоцитах.

Установлено, что катехины вызывают снижение проницаемости гистогематических барьеров мозга, мышц, легких, печени и почек, значительно уменьшают частоту судорог, вызываемых введением инсулина.

Известно около 150 флавоноидных веществ обладающих Р-витаминным действием, которые относятся к группам катехинов, флавонолов, флавонов, халконов, флаванонов и рекомендуются в комплексной терапии инфекционных болезней.

Озащитных свойствах флавоноидов свидетельствуют фактические данные

отом, что тепличные растения содержат меньше полифенолов, чем растения открытых мест, солнечные листья богаче рутином, чем теневые, избыток радиации и УФ-облучения стимулируют биосинтез полифенольных соединений, у больных растений флавоноидов больше, по сравнению со здоровыми.

Антиоксидантное и антисклеротическое действие флавоноидов, повидимому, связано также с их желчегонным эффектом, благоприятно влияющим на липидный обмен, увеличивая выведение холестерина из организма.

Взаимосвязь структуры и антиоксидантной активности 27 флавоноидов из растений Центральной Азии изучена на примере 5 изофлавонов, 5 флавонов, 10 флавонолов и 7 флаванонов.

Наиболее активными оказались флавонолы, процент ингибирования окисления липидов составил кверцетином - 78.1%, морином - 80.6%, мирицетином - 83.4%, галангином (3,5,7-ОН) - 86.3%, т.е. первоначально предполагавшийся эффект влияния орто-диоксигруппировки не подтвердился. Более того, метилирование 3’-ОН кверцетина с образованием изорамнетина не отразилось на его эффекте - 80.9%. Максимальная антиоксидантная активность обнаружена у госсипетина и робинетина.

При изучении желчегонного действия установлено, что суммарные экстракты превосходят по активности индивидуальные флавоноиды из тех же растений, усиливая желчеотделение, они улучшают ее детоксицирующую способность по отношению к таким веществам, как барбитураты, мышьяк, тяжелые металлы, алкалоиды и др.

436

Флавоноиды способны образовывать прочные хелатные комплексы с ионами различных металлов, взаимодействовать со свободными радикалами, участвовать в транспорте электронов и связываться с различными ферментами, меняя их первоначальную активность.

Изучены ингибирующие свойства 13 флавоноидов на Мg+, Nа+, К+ - АТФазу из микросомальной фракции клеток коры мозга, при этом установлено, что решающее значение имеет число ОН-групп и наличие орто-диоксигруппировки в структуре соединений.

Среди О-алкилпроизводных, синтезированных на основе кверцетина самым сильным ингибитором циклических нуклеотидов, фосфодиэфиров мозга и сердца со специфической селективностью в отношении некоторых изоэнзиматических форм оказался 3,7,3’,4’-тетра-О-этил-[3Н]-5-О-этилкверцетин.

Наличие С=О группы в структурах флавоноидных молекул послужило основой изучения их радиопротекторных свойств и, связанной с этим, возможностью использования в качестве средств противолучевой защиты, при этом, в отличие от средств, обычно применяемых в терапии новообразований, флавоноиды не токсичны и способны предотвращать метастазы при некоторых видах лимфосаркомы.

Испытанные в эксперименте флавоноиды можно расположить в ряд убывающей противоопухолевой активности: лейкоантоцианы (превосходят сарколизин) > халконы > флавонолы > (причем агликоны действуют на солидные опухоли, а гликозиды - на асцитные) > катехины.

Цитотоксичность в отношении опухолевых клеток возрастает с увеличением молекулярного веса флавоноидных соединений и количества фенольных ОН-групп. У некоторых флавоноидов выявлена способность ингибировать пролиферацию и индуцировать апоптоз опухолевых клеток разных линий.

Показана взаимосвязь антиоксидантной и противоопухолевой активности различных групп флавоноидов щавелей, ревеней, тарана и эфедры.

Методы выделения и разделения

Флавоноиды, как полиоксипроизводные извлекают из растений спиртами, ацетоном и их разнопроцентными водными растворами, после обезжиривания сырья и отделения терпеноидов и липидов экстракцией бензолом и (или) хлороформом.

Чаще используется следующая схема фракционирования веществ растений:

437

Сульфаты флавоноидов или других полифенолов, аминокислоты, сложные эфиры делят методом электрофореза в формиат/ацетатном буфере при рН=2.0 Для удаления хлорофилла, терпеноидов, липидов, стероидов, рекомендуется обработка сырья петролейным эфиром, бензолом или смесью бензол-

хлороформ 1:1.

Однако такая обработка может вызывать потерю некоторого количества флавоноидных агликонов. Так, некоторые изофлавоны и ротеноны экстрагируют гексаном, а метилированные флавоны растворимы в петролейном эфире.

Эфиром отделяют некоторые фенолы, катехины, оксикоричные кислоты. После эфира сырье обрабатывают этилацетатом, отделяя лейкоантоцианидины, димерные проантоцианидины, эфиры различных групп соединений.

Поскольку флавоноиды образуются практически во всех органах растений, методы их выделения зависят от сырья и от типа выделяемых флавоноидов. Предварительная сушка растений способствует увеличению выхода экстрактивных веществ.

В свежесобранных растениях возможен собственно ферментативный гидролиз гликозидов, поэтому экстракция такого сырья проводится кипящими экстрагентами.

Для экстракции флавоноидных гликозидов в растворитель добавляют следовые количества кислоты, сочетание кислоты и нагревания приводит к гидролизу любых типов гликозидов.

Антоцианы являются катионами и в клетках растений они существуют в виде солей с органическими кислотами, их экстрагируют из сухого сырья 0.1- 2% растворами кислоты хлороводородной в охлажденном метаноле, а затем

438

осаждают трехкратным избытком эфира и перекристаллизовывают в форме хлоргидратов (или пикратов).

Антоцианы не растворимы в эфире, бензоле, ацетоне и хлороформе. При наличии ацилированных форм антоцианов используют уксусную или щавелевую кислоты. Очистка и разделение антоцианов возможны осаждением ацетатом свинца из спиртовых растворов с последующей доочисткой хроматографическими методами на целлюлозе с использованием элюентов: н- бутиловый спирт : 2н кислота хлороводородная 1:1 или уксусная кислота : вода : кислота хлороводородная 15:82:3, на полиамиде с использованием воды и 1% раствора кислоты хлороводородной в метаноле.

Помимо антоцианов, флавоновые вещества, содержащие орто-диокси- группировку в кольце В, например, лютеолин, кверцетин, их гликозидные формы при обработке их спиртовых растворов средним уксуснокислым свинцом образуют осадки ярко желтого или красного цвета. После осаждения осадки отделяют, суспендируют в спирте и подвергают разложению в токе сероводорода. Сульфид свинца удаляют фильтрованием, регенерированное вещество выделяют из спиртового раствора.

Поскольку ацетатом свинца осаждаются многие сопутствующие вещества с орто-диоксигруппировкой, начиная от фенолов, в качестве осадителей предложены некоторые кислоты, сульфаты, фосфаты, поливинилпирролидон при рН-3.5 в 10% водном метаноле, однако при одновременном присутствии ацилированных производных эти осадители не применимы.

Сумма флавоноидов из плодов боярышника, леспедеции копеечниковой и репешка волосистого выделялась по схеме:

СЫРЬЕ

439

В обращенно-фазовом режиме на колонке Сепарон С18 при скорости элюирования 100 мкл/мин, элюент: вода-уксусная кислота-метанол 65:5:30, первыми, как правило, выходят фенолокислоты, обладающие наименьшим сродством к неполярной неподвижной фазе, затем - гликозиды, а затем агликоны в порядке уменьшения числа ОН-групп (кверцетин, лютеолин, апигенин).

Электрофорез на бумаге, как метод разделения и очистки флавоноидов, не имеет каких-либо существенных преимуществ по сравнению с БХ, но его используют для анализа веществ, близких по структуре, например, апигенин, лютеолин, кверцетин, мирицетин; для отделения веществ с орто-диокси- группировкой от других ОНзамещенных, анализа антоцианидиновых красителей, сульфатов флавоноидов. С помощью электрофореза в присутствии ионов металлов, способных образовывать комплексы, проводят разделение и очистку флавоноидов от более простых фенольных соединений.

Сульфаты флавоноидов отличает низкая подвижность в БУВ и высокая в 5% уксусной кислоте, но более существенные отличия, пригодные для идентификации, получают методом электрофореза при рН=2.2.

Флавоны и их С-гликозиды, С-алкилпроизводные делят в системах бензол - пиридин - аммиак 80:20:1 и ацетон-бензол 1:3, причем в последней системе можно также поделить флавоны и флавонолы.

Флавонолы и флавоноловые гликозиды, изофлавоны делят в системах этилацетат - петролейный эфир 3:1 или 1:1.

Для флаванонов и антоцианидов, имеющих близкие значения Rf,

рекомендуется проводить двумерное хроматографирование. В растворителе БУВ 4:1:5, антоцианидины имеют Rf от 0.40 до 0.80, агликоны - около 0.70, антоцианины – 0.40. Второе направление в 2-5% уксусной кислоте, 1% НСl позволяет отличить антоцианы, флавоны, флавонолы, халконы, ауроны и антоцианидины.

С увеличением степени гидроксилирования, подвижность соединений уменьшается во всех системах растворителей. Метилирование гидроксигрупп приводит к повышению величин Rf, ацетилирование может способствовать повышению и понижению величин Rf, а гликозидирование снижает величину Rf, аналогично новой ОН-группе.

Флавоноиды, имеющие плоскую структуру (агликоны флавонолов, халконы, ауроны и т.д.) можно отделить от некомпланарных (флавон-3-

гликозиды, катехины, флаваноны и т.д.) поскольку подвижность последних в водных растворителях близка к нулю.

Кверцетин и его изомерные монометиловые эфиры хорошо разделяются в системе БУВ (кверцетин - 0.64, 3-ОСН3-кверцетин - 0.93, 5-ОСН3 - 0.48, 7-ОСН3 - 0.72, 3’-ОСН3 - 0.74). 7-метиловый эфир (рамнетин) и 3’-метиловый эфир (изорамнетин) наиболее близки по подвижности в БУВ, но хорошо делятся в системе пропанол - уксусная кислота - вода 1:1:1.

Изменение положения одного и того же углевода в молекуле сказывается на ее подвижности, например, 3-, 7- и 4’-гликозиды кверцетина в системе БУВ имеют Rf, соответственно: 0.58, 0.37 и 0.48. Ниже приведен рисунок хроматограммы С-гликозидов:

440