Эфирные масла, которые содержат
ациклические
моноциклические
монотерпеноиды |
сесквитерпеноиды |
бициклические ациклические моноциклические бициклические трициклические
ароматические соединения
производные:
n-цимена
бензола
фенилпропана______
Примеры монотерпеноидов. Цитраль Линалоол Ментол 1,8-Цинеол (-)-Камфора Примеры сесквитерпеноидов. |
CH2 |
O |
A Хамазулен
Алантолактон J
OCH |
Примеры ароматических соединений в составе эфирных масел.
Тимол CH=CH"CH3 Анетол
Физические свойства. Эфирные масла - прозрачные бесцветные или окрашенные (желтые, зеленые, синие, бурые) жидкости с характерным запахом и пряным жгучим вкусом, имеют нейтральную или кислую реакцию среды. Удельный
3 3
вес масел находится в интервале от 0,700 г/см до 1,060 г/см . Большинство из них оптически активны. Перегоняются с водяным паром. Хорошо растворимы в малополярных органических растворителях, не растворимы в воде, под действием кислорода воздуха и света окисляются, изменяя цвет и запах. При охлаждении некоторых эфирных масел выпадает осадок (мятное, анисовое, розовое, камфорное). Нанесенные на бумагу масла улетучиваются, не оставляя жирных пятен в отличие от жирных масел.
Сушить эфиромасличное сырье следует при температуре не выше 350С.
Получение. Эфирные масла получают методом перегонки с водяным паром (гидродистилляция); экстракцией органическими растворителями, инертными газами, жирным маслом, методом поглощения твердым жиром (анфлераж); прессованием (из кожуры цитрусовых).
Выбор способа получения зависит от химического состава эфирного масла, морфолого-анатомических свойств сырья и отрасли использования масла. Для выделения эфирных масел используют свежесобранное, подвяленное, высушенное или предварительно ферментированное сырье.
Медицинские масла получают перегонкой с водяным паром.
Анализ эфирных масел. Исследуют эфирные масла по подлинности, доброкачественности и чистоте.
Органолептический контроль: определение цвета, запаха, вкуса, прозрачности, консистенции.
Физические показатели: установление удельного веса; угла вращения плоскости поляризации; показателя преломления; растворимости в спирте; изучение состава с помощью газовой (ГХ) и газожидкостной хроматографии (ГЖХ).
Химические константы указывают на присутствие в составе эфирного масла свободных кислот, спиртов и эфиров. Подобно анализу жирных масел в них определяют кислотное число, эфирное число, эфирное число после ацетилирования (гидроксильное число). Характеристику и аналитическое значение показателей см. в теме «Липиды», анализ жирных масел.
Количественное определение эфирного масла в ЛРС проводят путем перегонки с водяным паром в аппарате Гинзберга с последующим измерением объема
полученного масла. Содержание выражают в объемно-весовых процентах в пересчете на сухое сырье.
Хранение. Во избежание потери эфирных масел сырье следует хранить в хорошо укупоренной таре с соблюдением температурного режима и условий хранения «Пахучих веществ», т.е. отдельно от других видов сырья.
Срок хранения сырья, зависит от характера эфиромасличных образований. Например, если эфирное масло локализуется в экзогенных образованиях (пятна, железки, железистые волоски), то срок хранения ЛРС будет ниже, чем сырья, содержащего эфирное масло в эндогенных образованиях (выделительные клетки, вместилища, канальцы).
Биологическая активность. 1. Бактериостатическая, антисептическая, дезинфицирующая, фунгистатическая (скипидарное, камфорное, розмариновое масло и др.). 2. Отхаркивающая, связанная с влиянием на секрецию бронхов, с возбуждением дыхательного центра. 3. Слабая анальгезирующая и седативная. 4. Мочегонная, связанная с раздражающим действием на почки. 5. С раздражением слизистой оболочки ротовой полости и желудка связано использование ароматических горе- чей и приправ для улучшения аппетита и пищеварения. 6. Антигельминтная. 7. Фитонцидная. 8. Антиоксидантная. 9. Иммуностимулирующая.
САПОНИНЫ
Сапонины (от лат. "sapo" - мыло) - природные гликозиды изопреноидной природы, большинство из которых проявляют поверхностную и гемолитическую активность и токсичность для холоднокровных животных. В зависимости от строения агликона (сапогенина) сапонины классифицируют на тритерпеновые и стероидные. Тритерпеновые сапонины по количеству колец в молекуле бывают тетра- циклическими и пентациклическими. Среди тетрациклических сапонинов наиболее распространены два типа: циклоартана и дамарана. К пентациклическим тритерпе- ноидам относятся производные лупана, урсана, олеанана, фриделана, гопана и др. В ЛРС преимущественно содержатся производные олеанана (а-амирина), часто встречаются олеаноловая и урсоловая кислоты, которые не проявляют свойства сапонинов, т.е. не имеют способности пенообразования.
Тетрациклические | Пентациклические | |||||
Циклоартан | Дамаран | Лупан | Урсан | Олеанан | Фриделан | Гопан |
OH
Панаксатриол
Стероидные сапонины разделяют по заместителю у С-22 атома на два типа. При наличии пиранового кольца F стероидные сапонины относят к спираснаноло- вому типу. Если цикл разомкнут, то тип сапонинов меняется на фурастаноловый.
4 6
Физико-химические свойства. Сапонины, как правило, бесцветные или желтоватые аморфные вещества без четкой температуры плавления. В кристаллическом виде получены сапонины с 4 моносахаридными остатками. Вследствие высокой поверхностной активности при встряхивании водных растворов сапонинов образуется столбик стойкой, долго не оседающей пены.
Тритерпеновые гликозиды бывают нейтральными и кислыми, что обусловлено наличием или отсутствием карбоксильной группы в агликоне или уроновых кислот в углеводной цепи. Водные растворы стероидных сапонинов имеют нейтральную рН среды.
Сапонины нерастворимы в петролейном эфире, хлороформе, ацетоне, растворимы в этиловом и метиловом спиртах. Растворимость в воде повышается с увеличением количества сахарных остатков.
Качественные реакции. Для обнаружения сапонинов в растительном сырье используют реакции, которые можно разделить на три группы:
* реакции, основанные на физических свойствах - реакция пенообразо- вания, связанная со способностью сапонинов уменьшать поверхностное натяжение на границе воздух-жидкость;
* реакции, основанные на химических свойствах (цветные и осадочные реакции). Большинство тритерпеновых и стероидных сапонинов осаждается раствором холестерина, баритовой водой, гидроксидом бария и магния, солями ртути, меди, цинка, свинца, причем тритерпеновые сапонины осаждаются средним ацетатом свинца, а стероидные - основным.
Стероидные сапонины Спиростаноловые (монодесмозиды) Фуростаноловые (бисдесмозиды) O- |
HO |
Цветные реакции на сапогенин
Реактив | Окрашивание |
H2SO4, конц. | Желтое ^ красно-фиолетовое |
Либермана-Бурхарда (уксусный ангидрид, H2SO4 конц., хлороформ) | На границе слоев красное кольцо ^ фиолетовое ^ изумрудно-зеленое |
Формальдегид, H2SO4 конц. | Желтое ^ малиновое |
2+ Q Лафона (H2SO4 конц., соли Cu , >t C) | Сине-зеленое |
Сальковского (H2SO4 конц., хлороформ) | Нижний слой окрашен в оранжевый цвет |
Растворы Sb (III), Sb(V) хлоридов в хлороформе | Красное ^ фиолетовое |
Санье (ванилин, H2SO4 конц., >t0C) | Тритерпеновые - красное; стероидные - желтое |
Эрлиха (ПДАБА, НС1 конц.) | Фуростаноловые - розовое |
Хлорсульфоновая кислота | Р-амирин - коричневое, фиолетовое; бетулиновая кислота - голубое |
* реакции, основанные на биологических свойствах сапонинов (гемолиз). Сапонины образуют комплексы с холестерином мембран эритроцитов, их ли- пидная оболочка растворяется и гемоглобин из эритроцитов переходит в плазму |
крови, делая ее ярко-красной и прозрачной, образуя так называемую "лаковую кровь". Эта реакция характерна только для гликозидов, сапогенины не проявляют гемолитическую активность.
Количественное определение. Применяют методы, основанные на использовании биологических и физических свойств сапонинов, а также химические методы.
Количественное определение сапонинов гемолитическим методом основано на предположении, что гемолитическое действие прямо пропорционально количеству вещества в растворе.
Гемолитическим индексом называется наименьшая концентрация настоя, которая вызывает полный гемолиз эритроцитов и рассчитанная на единицу исследуемого вещества. Однако положительный результат гемолитической пробы еще не является доказательством наличия сапонинов, так как другие растительные вещества (некоторые эфирные масла, кислоты, спирты) также вызывают гемолиз.
Наиболее часто для количественного определения сапонинов используют колориметрические и спектрофотометрические методы (особенно для стероидных сапонинов и их препаратов). Тритерпеновые сапонины кислой природы, содержащие карбоксильные группы в агликоне или углеводной цепи, определяют потенцио- метрчиеским титрованием.
Биологическая активность. Сапонины стимулируют и тонизируют центральную нервную систему, регулируют водно-солевой обмен. Для ЛРС и препаратов, содержащих сапонины, характерно адаптогенное, отхаркивающее, мочегонное, нейролептическое, седативное, противовоспалительное, противовирусное действие. Во избежание гемолиза, все препараты сапонинов применяют перорально. Эмульгирующие свойства сапонинов используют для стабилизации эмульсий, суспензий и других дисперсных лекарственных форм.
Классическим примером сырья, содержащего тритерпеновые сапонины, являются корни солодки, основное действующее вещество которых - глицирризино- вая кислота. Агликоном этого биозида является глицирритиновая кислота, которая относится к тритерпеноидам типа олеанана. Особенностью данного соединения является наличие карбоксильной группы в агликоне и
уроновых кислот в углеводной части.
Комплексные препараты солодки проявляет муколитическое, отхаркивающее и слабительное действие. Схожесть пространственной структуры со стероидами обуславливает эстрогенное действие. Препарат «Глицерам», который является аммонийной солью глицирризиновой кислоты, благодаря кортикоидному действию, применяется как противоаллергическое средство
н он он н Глицирризиновая кислота |
Препараты из ЛРС семейства аралиевых (настойка женьшеня, настойка корней аралии маньчжурской, жидкий экстракт элеутерококка, настойка заманихи), влияют на ЦНС и используют как тонизирующие, стимулирующие и адаптогенные
средства.
КАРДИОГЛИКОЗИДЫ
Кардиотонические гликозиды (сердечные гликозиды) относятся к стероидным соединениям. В основе агликона лежит ядро стерана, или циклопентанпергид- рофенантрена. От прочих стероидов они отличаются наличием у С17 ненасыщенного лактонного кольца. Свое название кардиогликозиды получили по биологической активности - способности оказывать избирательное тонизирующее действие на миокард.
По величине лактонного цикла сердечные гликозиды классифицируются на карденолиды и буфадиенолиды.
В медицине преимущественно используются карденолиды, среди которых выделяют группу наперстянки (у С-10 атома находится метильный радикал) и группу строфанта, у которых в этом положении присутствует альдегидная группа.
Классификация кардиостероидов Карденолиды Буфадиенолиды
Группа наперстянки Группа строфанта |
Связь химической структуры и биологической активности. Кардиотони- ческое действие сердечных гликозидов обуславливает лактонное кольцо в С-17 положении агликона. Изменение конфигурации лактонного кольца из 17 Р- в 17а- положение, восстановление его двойной связи или образование изокарденолидов приводит к резкому снижению кардиотонической активности. Разрыв лактона ведет к полной потере активности.
Кардиостероиды в отличие от других стероидов имеют специфическую пространственную ориентацию молекулы. Относительно кольца В кольцо С всегда занимает транс-положение. Кольца С/D всегда имеют цис-сочленение. Кольца А/В могут иметь как цис-, так и транс пространственную ориентацию. Гликозиды с цис-сочленением колец А/В высоко активны.
Большое значение в активности сердечных гликозидов имеют количество, природа и положение заместителей в стероидном ядре. Гидроксильная группа в С- 11а - и в С-12р-положениях повышает биологическую активность, а введение этой же группы в положение 17р или 16Р снижает ее. Малоактивными являются карденолиды и буфадиенолиды с карбоксильной группой в молекуле.
Природа углеводного остатка также влияет на биологическую активность. Сахара присоединяются к гидроксилу в С-3 стероидной части молекулы. Характерной особенностью кардиогликозидов является линейное строение углеводородной цепи. С агликонами связаны чаще всего специфические дезоксисахара. Гликозиды с сахарным остатком L-ряда значительно активнее гликозидов с сахарным остатком D-ряда. Буфадиенолиды оказывают более кратковременное действие. Монозиды буфадиенолидов менее активны, чем монозиды карденолидов, а биозиды, наоборот, активнее у буфадиенолидов.
Полный гидролиз приводит к потере активности за счет снижения биодоступности агликонов, нерастворимых в биологических средах.
Гликозиды группы наперстянки, имеющие метильную группу в положении С- 10, медленно всасываются из ЖКТ, медленно выводятся из организма и кумулиру- ют, т.е. во время приема повышается их концентрация в крови, что важно при хронической сердечной недостаточности. Гликозиды наперстянки шерстистой, имеющие в углеводной части молекулы ацетилированную дигитоксозу, характеризуются низкой кумулятивной способностью.
Гликозиды строфанта имеют в С-10 альдегидную группу и быстро выводятся, не проявляя эффекта кумуляции. Поэтому они используются при острой сер-
дечной недостаточности.
Гликозиды Первичный Вторичный |
Гликозиды Первичный ВторичныйТретичный |
Генин и сахара |
Дигитоксоза Дигитоксоза Дигитоксоза |
O |
Генин и сахара |
Дигоксигенин |
Дигитоксоза |
Дигитоксоза |
Ацетилдигитоксоза |
O |
Дигитоксигенин |
Л а н а т о з и д С |
А
Глюкоза |
Rhamnosa—O |
O H W/ с |
Адонитоксин |
Глюкоза |
Генин и сахара |
К-Строфантидин |
O ^O |
-а- Глюкоза |
O |
Первичный ВторичныйТретичный |
К |
Гликозиды
Г г
К
Сушка. Растительное сырье, которое содержит гликозиды, сушат быстро при температуре 50-600С, чтобы свести к минимуму действие ферментов. Если нужно получить вторичные гликозиды кардиостероидов, то сушат медленно в течение 710 дней при температуре 200С.
Качественные реакции. Для обнаружения сердечных гликозидов используют цветные реакции, которые разделяются на три группы: на стероидное ядро, на лактонное кольцо, на углеводную часть молекулы.
На стероидное ядро классической реакцией является реакция Либермана- Бурхарда. Образуется сине-зеленое окрашивание при добавлении уксусного ангидрида и серной кислоты.
* С реактивом Чугаева (хлорид цинка и ацетилхлорид в уксусной кислоте) образуется розовое окрашивание.
* Карденолиды, которые содержат диеновую группу или способны ее образовывать под действием трихлоруксусной кислоты, дают положительную реакцию Розенгейма. Возникает розовая окраска, переходящая в лиловую или синюю.
На пятичленное лактонное кольцо проводят реакции с ароматическими нитропроизводными в щелочной среде:
•реакция Кедде с 3,5-динитробензойной кислотой (фиолетово-красная окраска) является специфической на у-лактонное кольцо карденолидов; *реакции Легаля с натрия нитропруссидом (красная окраска); *реакция Раймонда с м-динитробензолом в бензоле (фиолетовая окраска); *реакция Балъе с пикриновой кислотой.
На шестичленное лактонное кольцо специфические реакции не найдены. Для идентификации буфадиенолидов снимают УФ-спектр, где при положительном результате обнаруживают характерную полосу поглощения при длине волны 300 нм. Пятичленное лактонное кольцо показывает интенсивное поглощение при 215-220 нм.
На дезоксисахара специфической является реакция Келлера-Килиани со смесью двух реактивов: ледяной уксусной кислоты, содержащей следы железа (III) сульфата, и концентрированной серной кислоты со следами железа (III) хлорида (васильково-синяя окраска).
К-строфантин и строфантозид (ди- и тригликозиды) не дают этой реакции. Для подобных случаев применяют более чувствительный метод, по которому проводят гидролиз гликозида трихлоруксусной кислотой, а свободный 2-дезоксисахар обнаруживают по голубому окрашиванию после реакции с n- нитрофенилгидразином в щелочной среде.
Свободные 2-дезоксисахара с п-нитрофенилгидразином и щелочью образуют голубую окраску.
Количественное определение сердечных гликозидов можно проводить биологическим и физико-химическими методами.
Биологический метод основан на определении кардиотонической активности сердечных гликозидов на лабораторных животных: кошках, лягушках, голубях в сравнении со стандартными образцами сердечных гликозидов (целанид-стандарт, цимарин-стандарт, строфантин G-стандарт и эризимин-станадрт). Количественное определение состоит из следующих этапов: 1. экстракция кардиогликозидов из ЛРС 70% спиртом; 2. разведение стандартного образца или препарата водой;
3. подкожное введение раствора лабораторным животным в различных разведениях;
4. наблюдение и расчет.
За единицу действия (1 КЕД, 1 ЛЕД, 1 ГЕД) принято наименьшее количество исследуемого объекта (1 мг вещества или 1 мл вытяжки растения), вызывающее систолическую остановку сердца животных в течение 1 часа. Количество единиц действия в 1 г сырья называется валор.
Физико-химические методы. Спектрофотометрический и колориметрический методы основаны на определении оптической плотности продуктов реакции сердечных гликозидов с различными хромогенными реактивами.
Биологическое действие. Характерным признаком сердечных гликозидов является специфическое действие на сердечную мышцу: в малых дозах они усили
вают ее сокращения, в больших - наоборот, угнетают работу сердца и могут вызвать его остановку. Действие сердечных гликозидов проявляется в изменении всех основных функций сердца.
Хранение. Семена строфанта хранят отдельно с предосторожностью (список А) как ядовитое ЛРС. Таким же образом хранятся чистые сердечные гликозиды и их растворы. Все остальное сырье и препараты, содержащие сердечные гликозиды, хранятся по списку Б как сильнодействующие лекарственные средства. Один раз в год сырье и препараты, которые содержат кардиогликозиды, стандартизируют (подвергают переконтролю). На этикетках должны быть указаны: дата анализа и количество единиц действия в 1 г сырья.
АЛКАЛОИДЫ
Алкалоиды - это вторичные растительные метаболиты, которые содержат в структуре молекулы один или более атомов азота, проявляют свойства оснований и обладают высокой фармакологической активностью.
Алкалоиды в растениях образуются из аминокислот (истинные и протоалка- лоиды) или из мевалоновой кислоты по типу синтеза изопреноидов (псевдоалкалоиды).
Протоалкалоиды содержат азот за пределами циклической части молекулы. В основу классификации истинных алкалоидов положена структура гетероцикла.
Классификация истинных алкалоидов
N
I
H
Пирролидин Пирролизидин |
n Senecio Securinega suffruticosa |
Betonica officinalis Leonurus spp. Erythroxylon coca
Тропан
T
N—CH,
1.
Atropa spp. Datura spp. Hyoscyamus spp. Scopolia spp. Erythroxylon coca
Индол
N
H
Passiflora incarnata Rauwolfia spp. Vinca spp.
Catharanthus roseus Secale cornutum Strychnos nux vomica
Имидазол -N
ч
Pilocarpus spp.
Пурин N^
Thea chinensis Cjffea arabica Guarana
II N^ ---------------- N—H |
Illex parguariensis Theobroma cacao
Акридин N I CH |
Пиперидин Пиридин |
Хинолин Cortex Cinchonae Echinops ritro |
Изохинолин Papaver spp. Glaucium flavum Chelidonium majus Macleaya microcarpa Berberis spp. Stephania glabra Cephaelis ipecacuanha |
Хинолизидин Thermopsis spp. Sophora pachycarpa Lycopodium selago |
N |
N H Anabasis aphylla Lobelia spp. Conium maculatum |
Nicotiana spp. Ricinus communis |
Растения сем. Rutaceae |
Псевдоалкалоиды классифицируют по принципу изопреноидов на монотер- пеновые, сесквитерпеновые, дитерпеновые, тритерпеновые и стероидные алкалоиды. Стероидные алкалоиды иначе называют гликоалкалоидами, т.к. биологическую активность проявляют только гликозидные формы.
Классификация псевдоалкалоидов
Монотерпеновые Сесквитерпеновые Дитерпеновые Стероидные, или
алкалоиды алкалоиды алкалоиды гликоалкалоиды
Rhizomata cum Rhizomata Nupharis lutei Tuber Aconiti Herba Solani laciniati
radicibus Valerianae Herba Delfmii Rhizomata cum radicibus Veratri
Taxus baccata
Алкалоиды проявляют свойства аммониевых соединений и существуют в форме солей и в форме оснований. Встречаются первичные амины (мескалин), вторичные амины (эфедрин), третичные амины (атропин) и производные четвертичных аммониевых оснований. Группа третичных аминов наиболее многочисленна.
Алкалоиды, как правило, в растениях находят в виде солей лимонной, щавелевой, янтарной, уксусной, серной, фосфорной и др. кислот. Лекарственные препараты создаются на основе хлоридов, сульфатов, нитратов, фосфатов, иногда тарт- ратов или салицилатов алкалоидов.
Физико-химические свойства. В элементном составе большинства алкалоидов присутствуют углевод, водород, азот и кислород. Это, как правило, кристаллические вещества. Некоторые алкалоиды, не содержащие кислород, представляют собой летучие маслянистые жидкости (никотин, кониин). Встречаются алкалоиды, которые содержат в структуре молекулы серу (алкалоиды кубышки желтой), очень редко - хлор или бром. Большинство алкалоидов оптически активные вещества, без запаха, горького вкуса, с четкой температурой плавления или кипения, без цвета, но известны окрашенные в желтый и оранжевый цвет алкалоиды, например, бербе- рин, серпентин, хелеретрин, сангвинарин. Многие алкалоиды обладают характерной флуоресценцией в УФ-свете.
Алкалоиды являются слабыми одноосновными соединениями и образуют соли подобно сочетанию аммиака с соляной кислотой в аммониевых солях. Поэтому они могут существовать в трех формах: в виде оснований, солей и N-оксидов. В растениях, чаще всего, алкалоиды находятся в виде солей с органическими или минеральными кислотами. Щелочи, раствор аммиака, карбонаты и оксид магния разлагают соли алкалоидов до свободных оснований.
Соли алкалоидов растворимы в воде, практически не растворимы или мало растворимы в органических растворителях (кроме спирта). Некоторые соли, например, папаверина гидрохлорид, растворимы в хлороформе. Соли алкалоидов имеют разную степень прочности. К наиболее слабым основаниям относится кофеин, к наиболее сильным - кодеин, который производится в виде кодеина фосфата и кодеина-основания.
Алкалоиды-основания растворимы в органических растворителях (спирт, хлороформ, эфир, бензол и т.д.) и, как правило, не растворимы или мало растворимы в воде. Однако есть алкалоиды растворимые в воде, это - кофеин, эфедрин, кодеин.
Алкалоиды, которые содержат фенольный гидроксил, образуют со щелочами феноляты, например, морфин. Он выпадает в осадок под действием щелочей, а потом растворяется в их избытке, что дает возможность определить морфин среди других алкалоидов. Сложные эфиры (атропин, кокаин) омыляются щелочами.
Выделение. Алкалоиды могут содержаться в ЛРС от сотых долей процента до 10-15 %. Они находятся, как правило, группами до 20 и более алкалоидов, многие из которых сходны по химическому строению. Из растительного сырья алкалоиды могут быть извлечены в виде свободных оснований и в виде солей.
Для выделения алкалоидов в виде солей растительное сырье обрабатывают водой или спиртом с добавлением 1 -2 % кислоты (хлористоводородной, серной, винной, уксусной или др.). Для очистки от балластных гидрофильных веществ извлечение подщелачивают и образовавшиеся основания алкалоидов экстрагируют не- смешивающимся с водой органическим растворителем (хлороформом, дихлорэтаном, бензолом и др.) Операцию очистки повторяют несколько раз. Органический растворитель отгоняют, остаток, содержащий суммы алкалоидов, при необходимости разделяют на отдельные соединения с помощью хроматографии.
Для выделения алкалоидов в виде оснований растительный материал обрабатывают раствором аммиака или гидрокарбоната натрия. Образовавшиеся основания алкалоидов экстрагируют органическим растворителем, в который переходят некоторые липофильные примеси. Очистку проводят переводом алкалоидов в соли, а затем снова в основания.
Можно выделить алкалоиды и с помощью хроматографической адсорбции на ионообменных смолах, угле, природных глинах и др. Используют как молекулярную, так и ионообменную адсорбцию. В первом случае происходит переход молекул растворенного вещества из подвижной фазы в неподвижную (твердую). Адсорбция проходит на поверхности твердого сорбента без химической реакции. Десорбцию (элюирование) проводят подходящим растворителем.
Во втором случае происходит обмен ионов растворенного вещества с ионами сорбента. Хроматографическая адсорбция широко используется в промышленности.
Качественные реакции. Для обнаружения алкалоидов в растительных экстрактах используют общие (осадочные) реакции. Для идентификации проводят специфические (цветные) реакции, микрокристаллоскопические реакции и хрома- тографический анализ.
Общие реакции на алкалоиды, или реакции осаждения, позволяют предварительно установить наличие алкалоидов даже при незначительном их содержании. Вследствие различной чувствительности алкалоидов к общеосадочным реактивам, реакции обычно проводят с 5-7 различными реактивами. Наиболее часто используют реактивы Майера (раствор ртути дихлорида и калия йодида), Вагнера и Бу- шарда (растворы йода в растворе калия йодида), Драгендорфа (раствор висмута основного нитрат и калия йодида с добавлением уксусной кислоты), Мармэ (раствор кадмия йодида в растворе калия йодида), растворы кремневольфрамовой, фосфор- номолибденовой, фосфорновольфрамовой, пикриновой кислот, танина и др.
Однако следует учитывать, что с общими осадочными реактивами образуют осадки некоторые другие органические соединения, находящиеся в неочищенных извлечениях (холин, бетаин, протеины, белки, продукты их разложения и др.).
Специфические реакции на алкалоиды проводят с индивидуальными алкалоидами или с очищенной суммой веществ. Часто используют концентрированную
серную или азотную кислоты, а также концентрированную серную кислоту, содержащую формальдегид (реактив Марки), аммония молибдат (реактив Фреде) и др. Тропановые алкалоиды обнаруживают реакцией Витали-Морена; пуриновые основания идентифицируют мурексидной пробой. Микрокристаллоскопические реакции проводят, в основном, в токсикологической химии. Изучают под микроскопом форму кристаллов после проведения реакций с пикриновой и пикроловой кислотами, с роданидными и йодидными комплексами металлов.
На хроматограммах алкалоиды обнаруживают по флуоресценции в УФ-свете и после обработки реактивом Драгендорфа или реактивом, состоящим из водного раствора платинохлористоводородной кислоты и раствора калия йодида.
Количественное определение включает стадии выделения, очистки и собственно количественное определение. Применяют следующие методы собственно количественного определения: кислотно-основное титрование в неводных средах; нейтрализацию; гравиметрию; методы, основанные на индивидуальных химических свойствах алкалоидов; физико-химические методы (фотометрия, полярография, полярометрия, спектрофотометрия, фотонефелометрия и др.).
Методику количественного определения тропановых алкалоидов по ГФ XI издания методом обратного титрования можно представить в виде схемы:
Навеска сырья. Алкалоидыnh4oh ^ Извлечение, содержащееHC| Извлечение, содержащееnh онв виде солей Этиловь1й алкалоиды-основаниявода " соли алкалоидовхлороформ
____ ^ Извлечение содержащее 0,02 н HC| Раствор хлористоводородных0,02 н NaOH Содержание алкалоидов в
алкалоиды-основанияиобычочноо солеи алкалоидовтитрование персчете на гиосциамин, %
избытка HCl
Биологическая активность. Алкалоиды оказывают на организм человека непосредственное или рефлекторное влияние на ЦНС, на активность ферментов или воздействие на специфические рецепторы.
Пуриновые алкалоиды относятся к психостимулирующим лекарственным средствам (аналептикам). Кофеин - главный алкалоид семян кофе Соffea spp., Rubiaceae. Он распространен в сем. Theaceae (Thea sinensis, Camellia spp.), Sterculiaceae (роды Theobroma, Cola, Sterculiа). Кофеин влияет на кору головного мозга, уменьшает утомляемость, улучшает зрение, слух и умственную деятельность.
В красавке (Atropa belladonna), белене (Hyosciamus niger), дурмане обыкновенном (Datura stramonium) и дурмане индейском (Datura innoxia) сем. пасленовых - Solanaceae накапливаются истинные алкалоиды группы тропана. Это сложные эфиры, у которых кислотным компонентом служит троповая кислота. Спирты тро- пин и скопин образуют с троповой кислотой соответственно гиосциамин и скопо- ламин. Троповая кислота легко рацемируется вследствие чего 1-гиосциамин превращается в 1^-гиосциамин, который называют «атропином». Экстракт красавки, алкалоиды атропин, гиосциамин и скополамин принадлежат к м-холинолитикам.
Изохинолиновые алкалоиды синтезируются в растениях семейства маковых - Papaveraceae и относятся к нескольким типам: бензилизохинолина, протоберберина, протопина и морфинана. Биогенетически они происходят из аминокислоты фенилаланина или ее гидроксипроизводного - тирозина, который является предшественником опийных алкалоидов. Наибольшее медицинское
значение меют препараты мака снотворного (Papaver somniferum) - опий, морфин, кодеин, папаверин. Из травы мачка желтого (Glaucium flavum) получают противокашлевой препарат глауцин. Трава чистотела большого (Chelidonium majus) относится к средствам фитотерапии, а из травы маклеи мелкоплодной (Macleaya microcarpa) получают антимикробный препарат сангвиритрин, в составе которого сумма алкалоидов, преимущественно сангвинарина и хелеритрина.
Растения из сем. кутровых - Аросупасеае наиболее богаты индольными алкалоидами. К этой группе принадлежат раувольфия змеиная - Rouwolfia serpentina (Radices Rauwnlfiae serpentinae), барвинок малый - Vinca minor (Herba Vincae minoris) и катарантус розовый - Caiharanthus roseus (Herba Catharanthi rosei). Препараты раувольфии - резерпина гидрохлорид, раунатин (гипотензивная, успокаивающая), аймалин, пулъснорма (антиаритмическая); барвинка - девинкан, винкатон, винкапан (гипотензивная), катарантуса - розевин, винкристин, винбластин (цитостатики при лейкемии)
СТЕРОИДЫ
Стероиды - органические соединения растительного и животного происхождения, в основе которых лежит ядро стерана, или циклопентанпергидрофенантрена.
Физиологическая активность стероидов зависит от пространственной ориентации колец и функциональных групп, но более всего от радикала в С-17.
Стеран
Строение и классификация. Стеран может существовать в трех пространственных конфигурациях:
Транс—транс—транс Цис—транс—транс Цис—транс—цис
5а-стероиды 5Р-стероиды сердечные гликозиды
В зависимости от характера заместителя у С-17 стероиды разделяют на сте- ролы (холестерол, эрго- и фитостеролы), желчные кислоты, стероидные гормоны, стероидные сапогенины, кардиостероиды (генины сердечных гликозидов), стероидные алкалоиды (гликоалкалоиды), экдистероиды, витанолиды и др. Сравнительная характеристика стероидных сапонинов и гликоалкалоидов. Общие свойства: основой молекулы является стеран; существуют в форме аглико- нов и гликозидов; сахарный остаток присоединяется всегда по С-3; биологическую активность проявляют только в форме гликозидов; агликоны растворимы в органических растворителях, гликозиды - в воде и спирто-водных смесях. Обе анализируемые группы БАВ служат источником стероидной природы для дальнейшего синтеза глюкокортикоидов (кортизон, гидрокортизон и др.). Синтетические производные более активны, действуют в меньших дозах, не вызывают местные и системные побочные эффекты. Отличаются гетероциклом F: стероидные сапонины содержат пирановое кольцо, а стероидные алкалоиды - пиперидин. Стероидные сапонины обладают способностью снижать уровень холестерина в крови и являются основой антихолистеринемических препаратов (полиспонин, трибуспонин).
51
H Спиростаноловый тип сапонинов Агликон гликоалкалоида соласонина |
РЕСУРСОВЕДЕНИЕ
Ресурсоведение лекарственных растений изучает природные ресурсы лекарственных растений, определяет возможные объемы ежегодной заготовки ЛРС, дает рекомендации по оптимизации заготовительного процесса, восстановлению и повышению урожайности промысловых зарослей лекарственных растений. В задачи ресурсоведения ЛР входит:
изучение ресурсов дикорастущих лекарственных растений,
определение запасов лекарственного растительного сырья,
районирование заготовок ЛРСи ресурсоведческое картографирование,
составление научно обоснованных рекомендаций для регионального планирования заготовок по номенклатуре и объему с целью рационального использования природных ресурсов лекарственных растений и их охраны.
Природные растительные ресурсы относятся к возобновляемым ресурсам и объединяют растения, которые находят применение или могут быть использованы в перспективе для потребления, создания продукции и т.д. Эксплуатация растительных ресурсов регулируется законодательными и нормативно-правовыми документами. При региональных ресурсных обследованиях объектами изучения служат все рентабельные виды растений, произрастающие в районе, области или крае, либо виды, заготовка которых намечается в текущий период. Первоочередного обследования требуют виды, включенные в Красную книгу Украины, а также виды, являющиеся источниками дефицитного сырья.
Перед экспедиционным обследованием проводят подготовку, а именно: выбирают объекты исследования; изучают архивные материалы по заготовке ЛРС в регионе; выявляют местонахождения зарослей ЛР (промысловых массивов) по литературным и отчетным данным с учетом эколого-ценотической приуроченности изучаемых видов; готовят картографические материалы для работы в полевых условиях; выбирают участки для определения запасов сырья. Далее составляют маршрут и календарный план работы экспедиции.
Для определения запаса ЛРС необходимо знать площадь заросли и ее урожайность (плотность запаса сырья). Площадь заросли определяют на планах лесонасаждений или землеустроительных картах. Ее очертания приравнивают к какой либо геометрической фигуре (прямоугольнику, квадрату, кругу и т.д.) и измеряют параметры (длина, ширина, диаметр и т.д.). Урожайность, или запас сырья на единицу площади, определяют методом учетных площадок, методом модельных экземпляров или методом проективного покрытия.
Определение урожайности ЛР на учетных площадках относят к наиболее точным методам ресурсоведения ЛР. Его используют для мелких травянистых и
кустарниковых растений, у которых заготавливают надземные органы (лист и трава ландыша, цветки бессмертника, трава зверобоя и т.п.). Учетные площадки для подсчета численности ЛР закладывают равномерно на определенном расстоянии друг от друга, охватывая весь промысловый массив. Число учетных площадок должно быть достаточным, чтобы ошибка составляла не более 15 % среднего арифметического. В большинстве случаев для определения урожайности необходимо заложить 25 и более площадок размером 1 м2 для травяных фитоценозов.
На каждой учетной площадке собирают всю сырьевую фитомассу в соответствии с требованиями инструкции по сбору и сушке данного вида. Собранное с площадки сырье сразу взвешивают с точностью 5 %. Среднее арифметическое
Л
опыта соответствует урожайности вида (гр/м ).
Определение урожайности по модельным экземплярам используют для оценки урожайности подземных органов или при работе с крупными растениями. Определяют два показателя - численность товарных экземпляров на единицу площади и среднюю массу сырья от одного экземпляра.
Счетной единицей этого метода является модельный экземпляр (например, корневище аира), побег (например, шиповника) или ветка (например, липы, жостера). Для определения массы модельного экземпляра в большинстве случаев бывает достаточно собрать сырье с 40-60 экземпляров, иногда 100 и более. У каждого модельного экземпляра взвешивают его сырьевые органы и затем рассчитывают среднюю величину (М±т) показателя. Взвешивать все экземпляры вместе и затем рассчитать среднее, недопустимо, поскольку исчезает возможность статистической обработки полученных данных.
Подсчет численности экземпляров (подземных органов, побегов, веток) проводят на учетных площадках размером от 0,25 до 10 м2, заложенных равномерно в пределах заросли или же на маршрутных ходах. Маршрутный ход называется трансектой и представляет собой полосу шириной один или два метра. Для получения достоверных средних величин необходимо сосчитать количество экземпляров ЛР на 25-40 отрезках трансекты.
Общий вес фитомассы рассчитывают, перемножая среднюю численность экземпляров на отрезке трансекты на среднюю массу сырья одного модельного экземпляра. Разделив полученную величину на площадь участка трансекты, получают урожайность.
Определение урожайности по проективному покрытию проводят у низкорослых травянистых растений, в зарослях которых трудно определить границы отдельных экземпляров (брусника, толокнянка, чабрец). Проективное покрытие - это проекция надземных частей изучаемого вида растения на поверхность почвы. Устанавливают среднее проективное покрытие видов в пределах заросли и выход массы сырья с 1% проективного покрытия. Определяют его при ресурсных исследованиях разными способами: глазомерно, сеточкой Раменского или квадратом- сеткой. Последний метод наиболее трудоемкий, но и наиболее точный.
Для определения "цены" 1% покрытия на каждой учетной площадке срезают и взвешивают сырье с одного 1 дм2 площади и вычисляют среднюю величину (М1±т1) одного процента покрытия. "Цену" 1 % проективного покрытия необходимо определять на каждой обследуемой заросли. Урожайность рассчитывают как произведение среднего проективного покрытия (М±т) и "цены" 1 % (Mi±mi) по тем же формулам, что и при работе методом модельных экземпляров.
Расчет величины запаса и возможных объемов ежегодных заготовок сырья. В ресурсоведении различают биологический и эксплуатационный запас сырья. Биологический запас - это величина сырьевой фитомассы, образованной всеми (товарными и нетоварными) экземплярами ЛР в пределах конкретной заросли. Биологический запас ЛРС рассчитывают как произведение средней урожайности и общей площади данной заросли.
Эксплуатационный запас показывает, сколько сырья можно заготовить при однократной эксплуатации заросли с учетом сырья товарных экземпляров без части ЛР, оставленных для восстановления заросли. Расчет величины эксплуатационного запаса ведут по нижнему пределу урожайности. В некоторых случаях эксплуатационный запас сырья считают равным 85 % от величины биологического запаса.
Расчет объемов ежегодной заготовки. Ежегодная заготовка на одной и той же заросли допустима лишь для плодов. В остальных случаях, чтобы рассчитать этот объем, необходимо знать срок восстановления заросли. Ориентировочная периодичность заготовок составляет:
для соцветий и надземных органов (травы) однолетних растений - 1 раз в 2 года;
для надземных органов многолетних растений - 1 раз в 4-6 лет;
для подземных органов большинства растений - не чаще 1 раза в 15-20 лет.
Возможный объем ежегодных заготовок (ВОЕЗ) рассчитывается как частное от деления эксплуатационного запаса сырья (ЭЗ) на оборот заготовки, включающий год заготовки и продолжительность периода восстановления (ПВ) заросли:
ЭЗ
ВОЕЗ =
ПВ +1
Все полученные данные статистически обрабатываются и сводятся в инвентаризационные ведомости, раздельно по каждому растению. В конце приводят суммарный эксплуатационный запас и возможный объем ежегодных заготовок. На основе анализа даются рекомендации заготовителям о возможности увеличения или уменьшения объемов заготовок отдельных видов или даже полного временного запрета на заготовку, вносятся предложения об организации массовых заготовок на территориях, где запланирована вырубка древостоя, распашка целины и т.п. Подготавливаются и вносятся предложения о создании заказников для охраны редких лекарственных растений. Итоги изучения запасов сырья на обследованной территории отражают на средне- и мелкомасштабных картах, местонахождение промысловых массивов на них указывают принятыми картографическими знаками, приводя их значение в легенде карты. К каждому знаку на карте дается цифровое обозначение номера заросли по сводной ведомости, ее площадь и эксплуатационный запас сырья на ней.
Литература
1. Биологически активные вещества лекарственных растений / Георгиевский В.П., Комиссарен- ко Н.Ф., Дмитрук С.Е. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1990. - 333 с.
2. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. - Новосибирск: Наука, 1990. - 332 с.
3. Государственная фармакопея СССР: Вып.1. Общие методы анализа /МЗ СССР. - 11-е изд., доп. - М.: Медицина,1987. - 336 с.
4. Государственная фармакопея СССР: Вып.2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. /МЗ СССР. - 11-е изд., доп. - М.: Медицина,1990. - 400 с.
5. Державна Фармакопея Украши / Державне пщприемство "Науково-експертний фармакопей- ний центр". - 1-е вид. - Харюв: Р1РЕГ, 2001. - 556 с.
6. Долгова А.А., Ладыгина Е.Л. Руководство к практическим занятиям по фармакогнозии. - М.: Медицина, 1977. - 256 с.
7. Ковальов В.М., Павлш О.1., 1сакова Т.1. Фармакогнозiя з основами бюхiмii рослин: Шдручник для студ. вищих фармац. установ освти та фармац. факулътет1в вищих мед. установ освти III-1Vр1втв акредитаци / За ред. В.М.Ковальова. - Харюв: Вид-во Прапор; НФАУ, 2000. - 703 с.
8. Л1карськ1 рослини: Енциклопедичний довщник / За ред. академ1ка АН УССР Гродзшського А. М. - К.: Голов.ред.укр. рад. енциклопедп 1м.М.П. Бажана, 1991.-344с.
9. Лекарственное растительное сырье: Издание официальное - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 296 с.
10. Лекарственные растения Государственной фармакопеи /под ред.И.А.Самылиной. - М.: "АНМИ", 1999. - 496с.
11. Лекарственные растения мировой и отечественной медицины: Справочное пособие / Попова Н.В., Ильина Т.В., Ковалев В.Н., Павлий А.И. - Харьков: Б.и.,1995. -96 с.
12. Лекарственные свойства сельскохозяйственных растений / Под ред. М.И.Борисова. - Минск: Ураджай, 1974. - 336 с.
13. Медицинская ботаника / Сербии А.Г., Серая Л.М., Ткаченко Н.М., Слободянюк Т.А. - Х.: Изд- во НФаУ; Золотые страницы, 2003. - 364 с.
14. Методические указания по фармакогнозии для студентов Ш курса /Под ред. В.Н.Ковалева и Н.М.Солодовниченко. - Харьков: ХГФИ, 1987. - 200 с.
15. Методичш вказiвки з фармакогнозп для студенпв Ш курсу / За ред. В.М.Ковальова i Н.М.Солодовшченко. - Харюв, УкрФА. - 1993. - 156 с.
16. Методы химии углеводов /Под ред. В.П.Кочеткова. - М.: Наука, 1967. - 482 с.
17. Муравьева Д.А. Фармакогнозия (с основами биохимии лекарственных растений). - М.:Медицина, 1978. - 656 с.
18. Правила сбора и сушки лекарственных растений: Сборник инструкций. - М.: Медицина, 1985. - 328 с.
19. Програма з фармакогнозп. - Кшв, 1998. - 25 С.
20. Растительные лекарственные средства / Н.П.Максютина, Н.Ф.Комисаренко, А.П.Прокопенко и др. - К.:Урожай, 1985. - 242 с.
21. Солодовниченко Н.М., Журавльов М.С., Ковальов В.М. Лшарська рослинна сировина та ф^опрепарати: Поаб. з фармакогнозп з основами бiохiмii лшар. рослин. - Харюв: Вид-во НФАУ; Золот сторшки, 2001. - 408 с.
22. Справочник по заготовкам лекарственных растений / Ивашин Д.С., Катина З.Ф., Рыбачук И.З. и др. - 6-е изд., испр. и доп. - К.: Урожай,1989. - 288 с.
23. Фармакогнозия. Атлас: Учеб. пособие / Под ред. Н.И.Гринкевич, Е.Я.Ладыги-ной. - М.: Медицина, 1989. - 512 с.
24. Фармакогнозия: Учебное пособие / А.И.Павлий, В.Н.Ковалев, А.М.Ковалева и др. - Харьков: Б.и., 1994. - 269 с.
25. Фармакогнозия: Учебное пособие / Попова Н.В., Городнянская Л.М., Сербин А.Г., Ковалев В Н. - Харьков: УкрФА, 1998. - 312 с.
26. Энциклопедический словарь лекарственных растений и продуктов животного происхождения: Учеб.пособие / Под ред. Г.П.Яковлева и К.Ф.Блиновой. - СПб.: Специальная литература, 1999. - 407 с.
Приложение 1.
Словарь названий лекарственных растений
|
Латинское | Украинское | Русское | БАВ |
Vaccinium vitis idaea | Брусниця | Брусника обыкновенная | То же |
Vaccinium myrtillus | Чорнищ | Черника обыкновенная | Дубильные вещества |
Oxycoccus palustris | Журавлина болотна | Клюква болотная | Органические кислоты |
Rosaceae | Розовi | Розоцветные | |
Fragaria vesca | Сунищ лiсовi | Земляника лесная | Витамины |
Potentilla erecta | Перстач прямостоячий | Лапчатка прямостоячая | Дубильные вещества |
Sanguisorba officinalis | Родовик лшарський | Кровохлебка лекарственная | То же |
Rosa cinnamomea | Шипшина корична | Шиповник коричный | Витамин С, каротиноиды |
Rosa canina | Шипшина собача | Шиповник собачий | Каротиноиды |
Malus domestica | Яблуня домашня | Яблоня домашняя | Пектиновые вещества |
Sorbus aucuparia | Горобина звичайна | Рябина обыкновенная | Витамин С, каротиноиды |
Aronia melanocarpa | Горобина чорноп- лвдна, аротя | Рябина черноплодная | Витамин С, биофлавоно- иды |
Crataegus sanguinea | Глвд криваво- червоний | Боярышник кроваво-красный | Флавоноиды |
Amygdalus communis | Мигдаль звичайний | Миндаль обыкновенный | Невысыхающее жирное масло |
Padus avium | Черемха звичайна | Черемуха обыкновенная | Дубильные вещества |
Armeniaca vulgaris | Абрикос звичайний | Абрикос обыкновенный | Невысыхающее жирное масло, камеди |
Persica vulgaris | Персик звичайний | Персик обыкновенный | Невысыхающее жирное масло |
Fabaceae | Бобовi | Бобовые | |
Cassia acutifolia | Кашя гостролиса | Кассия остролистная | Антрахиноны |
Acacia catechu | Акацiя катеху | Акация катеху | Дубильные вещества |
Thermopsis lanceolata | Мишатник, тер- мопсш ланцетовид- ний | Термопсис ланцетовидный | Хинолизидиновые алкалоиды |
Melilotus officinalis | Буркун лiкарський | Донник лекарственный | Оксикумарины |
Glycyrrhiza glabra | Солодка гола | Солодка голая | Сапонины, флавоноиды |
Astragalus dasyantus | Астрагал шерсти- стоквiтковий | Астрагал шерсти- стоцветковый | Сапонины, флавоноиды |
Arachys hypogea | Арахш пiдземний | Арахис подземный, земляной орех | Жирное масло |
Hedsarum alpinum | Солодушка альпш- ська | Солодушка альпийская | Ксантоны |
Ononis arvensis | Вовчуг польовий | Стальник полевой | Изофлавоноиды |
Sophora japonica | Софора японська | Софора японская | Флавоноиды |