Home twilight sky studio Home twilight sky studio

Флавоноиды

Флавоноиды — это многочисленная группа фенольных соединений, в основе структуры которых лежит скелет, состоящий из двух бензольных колец (А и В), соединенных между собой трёхуглеродной цепочкой (пропановый мостик). Посредством пропанового мостика в большинстве флавоноидов образуется гетероцикл, являющийся производным пирана или у-пирона. Значительное количество флавоноидов можно рассматривать как производные 2-феиилхромана (флавана) или 2-фенилхромона (флавона), содержащие в положении 2, 3 или 4 арильный радикал.

Флавоноиды формулы

Флавоноиды формулы

Флавоноидные соединения на протяжении последних 30 лет интенсивно изучались в лабораториях многих стран. В итоге количество описанных в литературе выделенных из растений флавоноидов с установленной структурой в настоящее время достигает примерно 6500.

Современная классификация их основана на степени окисленности трёхуглеродного фрагмента, положении бокового фенильного радикала, величине гетероцикла и других признаках. Выделяют 10 основных классов флавоноидов.

Классификация флавоноидов основана на ряде признаков, таких как степень окисленности пропанового фрагмента, положение бокового фенильного радикала, величина гетероцикла и др. По расположению кольца В выделяют собственно флавоноиды (эуфлавоноиды), изо- и неофлавоноиды.

Флавоноиды формулы

Кроме мономерных флавоноидов существуют димерные формы (например, бифлавоноиды Ginkgo biloba). Флавоноиды могут конденсироваться между собой и другими фенольными соединениями: фенолкарбоновыми и оксикоричными кислотами, лигнанами, а также с изопреноидами и алкалоидами.

В растениях флавоноиды встречаются преимущественно в виде гликозидов, реже — в виде агликонов. Многообразие флавоноидных гликозидов обусловлено значительным набором сахаров и местом присоединения их к агликону, а также тем, что сахара могут иметь различную величину и конфигурацию циклов и гликозидных связей (фуранозная и пиранозная формы моносахаридов, D- и L-изомеры, α- или β-связь), порядок и сочетание сахаров и связей.

По типу связи различают О- и С-гликозиды флавоноидов. О-гликозиды легко гидролизуются кислотами и ферментами. С-гликозиды не гидролизуются ферментами и разбавленными кислотами, их гидролиз осуществляется смесью Килиани (хлористоводородная концентрированная и уксусная кислоты).

Флавоноиды формулы

К производным флавана относят катехины (флаван-3-олы), лейкоантоцианидины (флаван-3,4-диолы) и антоцианидины.

Катехины — наиболее восстановленные флавоноидные соединения. Молекула флаван-3-олов содержит два асимметрических атома углерода в пирановом кольце (С2 и С3) и, следовательно, для каждой молекулы возможны четыре изомера и два рацемата. Например, известные изомерные соединения (+)-катехин и (-)-эпикатехин отличаются конфигурацией гидроксильной группы третьего углеродного атома.

Флавоноиды формулы

В отличие от других флавоноидов катехины и лейкоантоцианидины, как правило, гликозилированных форм не образуют. В растениях они существуют в виде мономеров или более сложных конденсированных соединений, относящихся к дубильным веществам.

Лейкоантоцианидины представляют собой лабильные соединения, легко окисляющиеся до соответствующих антоцианидинов при нагревании с кислотами. Так, лейкоцианидин легко превращается в окрашенный продукт — цианидин.

Флавоноиды формулы

Флаван-3,4-диолы содержат три асимметрических атома углерода (С2, С3 и С4), и в связи с этим каждый может быть представлен восемью изомерами и четырьмя рацематами. В настоящее время для большинства выделенных лейкоантоцианидинов установлена стерическая структура.

Антоцианидины — это производные катиона флавилия (2-фенилбензопирилия). В растениях присутствуют, как правило, в виде гликозидов (антоцианов). Они придают растительным тканям окраску самых разнообразных оттенков — от розовой до чёрно-фиолетовой. Окраска антоцианов объясняется особенностями их строения — числом и расположением гидроксильных и метоксильных групп, а также способностью образовывать комплексы с ионами металлов.

Флаваноны — небольшая группа флавоноидов, в основе структуры которых лежит нестойкое дигидро-у-пироновое кольцо. В присутствии щелочей они претерпевают изменения, кольцо раскрывается и образуются халконы (например, флаванону нарингенину соответствует халкон нарингенин).

Флавоноиды формулы

Флаваноны относятся к оптически активным веществам и в растениях обычно находятся в виде левовращающих форм. Известно свыше 30 представителей этой группы флавоноидов (агликонов), которые обычно встречаются совместно с халконами. Они обнаружены в сем. Rosaceae, Fabaceae и Asteraceae.

Флаванонолы (дигидрофлавонолы) отличаются от флаванонов наличием ОН-группы при С-3 и, подобно катехинам, содержат два асимметрических атома углерода в молекуле (С-2 и С-3). Они очень лабильны и поэтому в растениях не накапливаются в значительных количествах. Природные дигидрофлавонолы, соответствующие широко известным флавонолам кемпферолу и кверцетину, носят названия аромадендрин и таксифолин.

Флавоноиды формулы

Большинство дигидрофлавонолов выделено из древесины хвойных (сосна, ель, лиственница) и лиственных (эвкалипт, бук, вишня) пород.

К производным флавона принадлежат флавонолы и флавоны. Флавоны и флавонолы — это наиболее окисленные формы флавоноидов, широко встречающиеся у растений, хотя приуроченность к определённым семействам и родам не выявлена. В растительном мире обнаружено более 210 флавоноловых агликонов, из них самые известные — кверцетин, кемпферол, изорамнетин и мирицетин.

Флавоноиды формулы

В качестве основных заместителей выступают ОН- и Н3СО-группы. Из 20 известных гидроксилированных флавонов чаще всего встречаются апигенин и лютеолин.

Флавоноиды формулы

Более разнообразны метоксилированные флавоны и флавонолы. В литературе описано около 125 флавонов, имеющих одну или несколько Н3СО-групп.

Менее распространены в природе изофлавоноиды (с фенильным радикалом у С-3), неофлавоноиды (производные 4-фенилхромона), бифлавоноиды (димерные соединения, состоящие из связанных С-С-связью флавонов, флаванонов и флавон-флаванонов) и др.

Образование изофлавоноидов характерно главным образом для представителей сем. Fabaceae, подсемейства Papilionoideae, реже они встречаются в сем. Iridaceae и Rosaceae. Изофлавоноиды, в свою очередь, могут делиться на группы в зависимости от степени окисленности трёхуглеродного фрагмента: изофлаваны, изофлаваноны, изофлавоны (последняя — наиболее многочисленная). Среди известных к настоящему времени изофлавоноидов распространены как гидроксилированные (генистеин, даидзеин и оробол), так и метоксилированные (формононетин) производные.

Флавоноиды формулы

К изофлавоноидам также относится достаточно специфическая группа соединений — птерокарпаны, образованные замыканием связи между орто-положением «В»-кольца и карбонильным кислородом, при этом возникает дополнительный пятичленный цикл. Примером может служить трифолиризин, найденный в стальнике полевом (Ononis arvensis L.).

Флавоноиды формулы

Неофлавоноиды (производные 4-фенилхромона) впервые были выделены в 60-х годах XX в. из растений рода Dalbergia (Fabaceae). Позже их стали рассматривать как производные диарилпропена. В настоящее время они обнаружены только в семействах Hypericaceae, Rubiaceae и Fabaceae.

Флавоноиды формулы

Особую группу флавоноидов составляют соединения с пятичленным гетероциклическим кольцом, которые были названы ауронами. В целом их можно представить как производные 2-бензилиден кумаранона или 2-бензфуранона.

Флавоноиды формулы

Считается, что ауроны могут образовываться из соответствующих халконов под действием обнаруженного в растениях фермента — халконазы. Распространены они в основном у представителей сем. Asteraceae, Fabaceae и Scrophulariaceae.

Флавоноиды объединены общностью путей биосинтеза. Они в большем или меньшем количестве содержатся почти во всех растениях, реже встречаются в водорослях (царство протоктисты — Protoctista), грибах, а также в микроорганизмах и насекомых. У растений флавоноиды локализуются главным образом в листьях, цветках и плодах, реже в стеблях и подземных органах.

Флавоноиды могут содержать гидроксилы в различных положениях. В кольце «А» ОН-группы чаще находятся в 5 и 7, в кольце «В» — в 3’ и 4’-положениях. В кольце «С» гидроксилы присутствуют у таких соединений, как флавонолы и халконы. В других положениях гидроксильные группы встречаются реже.

В растениях большинство флавоноидов присутствует в виде гликозидов, которые лучше растворяются в клеточном соке. Основную группу связанных флавоноидов составляют О-гликозиды; в меньшей степени распространены С-гликозиды (гликофлавоноиды). О-гликозиды в зависимости от числа остатков сахара, положения и порядка их присоединения делятся на монозиды, биозиды, триозиды и дигликозиды. В дигликозидах моносахара присоединяются в двух разных положениях флавоноидного ядра.

В качестве сахарных остатков чаще встречаются: из гексоз — глюкоза, галактоза; из пентоз — ксилоза, арабиноза; из метилированных пентоз — рамноза; из уроновых кислот — кислота глюкуроновая.

Реже встречаются апиоза, манноза, кислота галактуроновая.

Могут встречаться также ацилированные формы флавоноидов. Причём, остаток органической кислоты образует сложноэфирную связь с фенильным либо с алифатическим (сахарным) гидроксилом. Примером первого может служить квинквелозид (трава пустырника), второго — гнафалозид А (трава сушеницы топяной).

Физико-химические свойства. Флавоноиды (от лат. flavus —желтый) —кристаллические оптически активные вещества, имеющие окраску от белой до желто-оранжевой в зависимости от структуры. Например, флаваноны, изофлавоны — бесцветные, флавоны и флавонолы — желтые, халконы и ауроны имеют цвет от ярко-желтого до красно-оранжевого. Антоцианы окрашены в красный или синий цвет в зависимости от рН среды. Флавоноиды лишены запаха, некоторые из них имеют горький вкус. Самым горьким является нарингенин, который в 5 раз более горький, чем хинина гидрохлорид. Агликоны хорошо растворяются в диэтиловом эфире, ацетоне и спиртах, почти не растворяются в бензоле и хлороформе. Флавоноидные гликозиды растворяются в спиртах и спирто-водных смесях. Монозиды лучше растворимы в крепком спирте, дигликозиды — в 50%-ном спирте, гликозиды с тремя и более сахарами — в слабом спирте и даже в воде.

Выделение. Для выделения флавоноидов используют последовательную экстракцию сырья рядом органических растворителей с возрастающей полярностью: хлороформ, ацетон, спирт и спирто-водные смеси. Для качественных реакций используют извлечение, очищенное от сопутствующих липофильных веществ.

Качественные реакции и хроматографическое обнаружение. Общей реакции, специфической для всех классов флавоноидов, не существует. Наиболее часто для обнаружения флавоноидов в ЛРС применяют цианидиновую реакцию (проба Snoda). Реакция основана на восстановлении флавоноидов атомарным водородом в кислой среде до антоцианидинов с образованием ярко-розового окрашивания.

Флавоноиды формулы

Цианидиновую реакцию не дают халконы, ауроны, катехины, но они могут образовывать в кислой среде окрашенные оксониевые соли. Цианидиновая реакция по Брианту позволяет определить агликоновую или гликозидную природу исследуемого вещества. К окрашенному раствору продукта цианидиновой реакции прибавляют равный объем н-октанола и встряхивают. Гликозиды остаются в воде, а агликоны переходят в слой органического растворителя.

С раствором щелочи флавоны, флавонолы, флаваноны приобретают желтое окрашивание, халконы и ауроны — желто-оранжевое, оранжево-красное. С железа (III) хлоридом образуются окраски от зеленой (флавонолы) до коричневой (флаваноны, халконы, ауроны) и красновато-бурой (флавоны).

Флавоны, халконы, ауроны, содержащие свободные орто-гидроксильные группы в кольце В, при обработке спиртовых растворов свинца ацетатом средним образуют осадки, окрашенные в ярко-желтый или красный цвета. Антоцианы образуют осадки, окрашенные как в красный, так и в синий цвет.

Флавоноиды вступают в реакцию комплексообразования с 5%-ным спиртовым раствором алюминия хлорида, с 2%-ным спиртовым раствором циркония (III) хлорида. Флавоноиды, имеющие две оксигруппы у С-3 и С-5, дают хелаты желтого цвета за счет образования водородных связей между карбонильной и гидроксильными группами.

Флавоноиды формулы

Реакция с борно-лимонным реактивом (реакция Вильсона). Флавоноиды, у которых гидроксильная и карбоксильная группы отделены углеродным атомом, образуют комплексы с кислотой борной, которые не разрушаются лимонной и щавелевой кислотами. При этом появляется желтая окраска или ярко-желтая флуоресценция, которая резко усиливается в УФ-свете.

Флавоноиды формулы

Флаваноны и флаванонолы восстанавливаются натрия боргидридом с образованием окрашенных продуктов пурпурно-красного, фиолетового или синего цвета.

Флавоноиды формулы

Катехины, а также производные флороглюцина и резорцина с 1%-ным раствором ванилина в кислоте хлористоводородной концентрированной образуют малиново-красное окрашивание.

Методика проведения качественных реакций.
1. Цианидиновая реакция. К 1 мл извлечения прибавляют 2—3 капли кислоты хлористоводородной концентрированной и 1—2 щепотки металлического магния. Наблюдают образующуюся окраску.

2. Цианидиновая реакция по Брианту. К окрашенному продукту цианидиновой реакции добавляют 1/3 часть октанола или бутанола по объему, разбавляют водой до разделения слоев, встряхивают и отмечают переход пигментов в водную или органическую фазы. Пигменты гликозидов остаются в воде, а агликоны переходят в слой органического растворителя.

3. Реакция со щелочью. К 1 мл извлечения прибавляют 1—2 капли 10%-ного спиртоводного раствора калия или натрия гидроксида. Раствор желтеет или усиливается естественная желтая окраска.

4. Реакция с алюминия хлоридом. К 1 мл извлечения прибавляют 1 мл 2%-ного спиртового раствора алюминия хлорида. Наблюдают образующуюся окраску.

5. Реакция с железа (III) хлоридом. К 1 мл извлечения прибавляют 2—3 капли 1%-ного спиртового раствора железа хлорида. Образуется темнозеленая или коричневая окраска в зависимости от класса флавоноидов.

6. Реакция Вильсона. К 2 мл извлечения прибавляют 1 мл 2%-ного раствора кислоты борной и 1 мл 2%-ного спиртового раствора кислоты лимонной (или щавелевой). При наличии 5-оксифлавонов и 5-оксифлавонолов наблюдают появление ярко-желтого окрашивания.

7. Реакция с ванилином в кислоте хлористоводородной концентрированной. К 1 мл прибавляют несколько капель 1%-ного раствора ванилина в кислоте хлористоводородной концентрированной. Окраска зависит от класса флавоноидов, преобладающих в экстракте.

Хроматографический анализ. Для идентификации флавоноидов широко применяют различные виды хроматографии: бумажную, ТСХ, газожидкостную. Учитывают окраску пятен в видимом и УФ-свете до и после проявления хромогенными реактивами, величину Rf , или время удерживания. Флавоны и флавонол-3-гликозиды в УФ-свете обнаруживаются в виде коричневых пятен; флавонолы и их 7-гликозиды — в виде желтых или желто-зеленых пятен. Изофлавоноиды в видимом свете не проявляются.
После просматривания в УФ-свете хроматограммы обрабатывают одним из реактивов: 5%-ным спиртовым раствором AlCl3 с последующим нагреванием при 100±5 °С в течение 3—5 мин; 5%-ным раствором SbCl3 в тетрахлорметане; 10%-ным спиртовым раствором щелочи. Это позволяет получить зоны с более яркой флюоресценцией в УФ-свете. Ориентировочная окраска пятен флавоноидов представлена в таблице.

Флавоноиды формулы

Методика проведения хроматографического анализа.
5 мл очищенного экстракта упаривают досуха на водяной бане в выпарительной чашке. Остаток растворяют в 0,5 мл спирта, наносят его на две пластинки, покрытые слоем силикагеля. В качестве стандартов используют растворы рутина и кверцетина. Пластинки помещают в камеры с системами растворителей:
а) для агликонов: этилацетат—кислота муравьиная—вода (70 : 15 : 17);
б) для гликозидов: метанол—кислота уксусная—вода (18 : 1 : 1) или хлороформ—метанол—вода (20 : 14 : 3).
После продвижения фронта растворителей на 10—11 см хроматограмму высушивают в вытяжном шкафу, отмечают пятна флавоноидов в видимом и УФ-свете до и после обработки 10%-ным спиртовым раствором натрия гидроксида.

Количественное определение. Универсального метода количественного определения флавоноидов нет. В каждом отдельном случае подходят индивидуально, используя весовой, фотометрический, полярографический, потенциометрический, объемный или комплексонометрический методы. Наибольшее распространение получили спектральные методы анализа, которые можно классифицировать по реакциям образования окрашенных продуктов: восстановления в кислой среде или с натрия боргидридом; реакции комплексообразования с металлами; соединение с солями диазония; взаимодействие со щелочами.

Методика проведения количественного определения содержания флавоноидов в траве зверобоя.
Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 1,0 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в колбу со шлифом вместимостью 150 мл, прибавляют 30 мл 50%-ного спирта. Колбу присоединяют к обратному холодильнику и нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 мин, периодически встряхивая для смывания частиц сырья со стенок. Горячее извлечение фильтруют через вату в мерную колбу вместимостью 100 мл так, чтобы частицы сырья не попадали на фильтр. Вату помещают в колбу для экстрагирования и прибавляют 30 мл 50%-ного спирта. Экстракцию повторяют еще дважды в описанных выше условиях, фильтруя извлечение в ту же мерную колбу. После охлаждения объем извлечения доводят 50%-ным спиртом до метки и перемешивают (раствор А).

В мерную колбу вместимостью 25 мл помещают 1 мл раствора А, 2 мл раствора алюминия хлорида в 95%-ном спирте и доводят объем раствора 95%-ным спиртом до метки. Через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 415 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор, состоящий из 1 мл извлечения и 1 капли кислоты уксусной разведенной и доведенный 95%-ным спиртом до метки в мерной колбе вместимостью 25 мл.

Параллельно измеряют оптическую плотность раствора стандартного образца (ФСО) рутина, приготовленного аналогично испытуемому раствору.

Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье Х,%, вычисляют по формуле:

Флавоноиды формулы

где D — оптическая плотность испытуемого раствора;
D0 — оптическая плотность раствора ФСО рутина;
m — масса сырья, г;
m0 — масса ФСО рутина, г;
W — потеря в массе при высушивании сырья,%.

П р и м е ч а н и е. Приготовление раствора стандартного образца (ФСО) рутина:
около 0,05 г (точная навеска) ФСО рутина, предварительно высушенного при температуре 130—135 °С в течение 3 ч, растворяют в 85 мл 95%-ного спирта в мерной колбе вместимостью 100 мл при нагревании на водяной бане, охлаждают, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора тем же спиртом до метки и перемешивают.

Методика проведения количественного определения содержания флавоноидов в корнях стальника.

П р и м е ч а н и е. Изофлавоноиды извлекают из образца ЛРС 70%-ным спиртом. Максимум поглощения спиртового экстракта при длине волны 260 нм совпадает с максимумом поглощения изофлавоноида ононина, который используется в качестве стандартного образца.

Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 2,0 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в коническую плоскодонную колбу вместимостью 100 мл с притертой пробкой, прибавляют 40 мл 70%-ного спирта, закрывают колбу пробкой и взвешивают (с погрешностью +0,01 г). Затем колбу соединяют с обратным холодильником, нагревают содержимое колбы на водяной бане до кипения и поддерживают слабое кипение в течение 2 ч. После охлаждения колбу вновь закрывают пробкой, взвешивают, убыль в массе восполняют 70%-ным спиртом и настаивают при периодическом взбалтывании в течение 1 ч. Затем извлечение фильтруют через сухой бумажный фильтр в сухую колбу вместимостью 50 мл, отбирают пипеткой 0,5 мл фильтрата, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем раствора 70%-ным спиртом до метки. Оптическую плотность полученного раствора измеряют на спектрофотометре при длине волны 260 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют 70%-ный спирт.

Параллельно измеряют оптическую плотность раствора ФСО ононина.

Содержание изофлавоноидов в пересчете на абсолютно сухое сырье в процентах Х,%, вычисляют по формуле:

Флавоноиды формулы

где D — оптическая плотность испытуемого раствора;
715— удельный показатель поглощения ононина в 70%-ном спирте при длине волны 260 нм;
m — масса навески сырья, г;
W — потеря в массе при высушивании сырья,%.

Биологическое действие. Флавоноиды имеют широкий спектр фармакологического действия. Большинство из них обладает высокой Р-витаминной активностью, т. е. способностью уменьшать хрупкость и проницаемость стенок капилляров. В настоящее время на основе флавоноидов получены препараты с ярко выраженной противовоспалительной и противоязвенной активностью, а также желчегонные средства и гепатопротекторы. В результате проведённых в последнее время исследований получены препараты гипоазотемического, гипогликемического и антивирусного действия.

Существенно сказывается на капилляроукрепляющей активности отсутствие в флавоноидных генинах оксигрупп в положениях 3 и 3'. Усиление действия наблюдется при переходе от агликонов к монозидам, а снижение — в ряду биозидов и триозидов.

Флавоноиды обладают спазмолитическим действием. Сила действия сравнима с эффектом папаверина. Считается, что действие на гладкомышечные волокна имеет папавериноподобный механизм. Спазмолитическое действие на коронарные сосуды и сосуды внутренних органов немного уступает по силе действия кумаринам.

Выраженность желчегонного действия возрастает в ряду: флавоны — халконы — флаваноны. Флавонолы в основном оказывают влияние на обезвреживающую функцию печени, механизм действия связан с изменением окислительно-восстановительных процессов в митохондриях клеток печени.

Большинство флавоноидов обладает умеренным диуретическим эффектом, в механизме которого основная роль принадлежит расширяющему действию на сосуды почек. Противоязвенное действие наиболее выражено у гликозидов флавонолов и халконов. Данная активность связана с включением этих соединений в специфические биохимические реакции, происходящие в стенке желудка.

Изофлавоноидам присуще умеренное эстрогеноподобное действие, их иногда относят к группе фитоэстрогенов. Сырьё, содержащее данные соединения (виды рода клевер), используют в производстве биологически автивных добавок, применяющихся в гинекологии при различных гормональных нарушениях.






Яндекс.Метрика



Внимание! Информация на сайте предназначена исключительно для специалистов и учащихся фармацевтических специальностей. Описание применения любого растительного сырья носит публицистический характер и не является рекомендацией.
Для назначения лечения каким-либо из указанных на сайте препаратов обратитесь к сертифицированному специалисту или лечащему врачу.