Прості фенольні сполуки. Фенольні сполуки – лекція. Фенольні сполуки, їх характеристика та поширеність у природі

Прості фенольні сполуки- це сполуки з одним бензольним кільцем, що мають структуру 6 , 6 -З 1 , 6 -З 2 , 6 -З 3 . Найпростіші фенольні сполуки з одним бензольним кільцем і однією або декількома гідроксильними групами в рослинах зустрічаються рідко, частіше вони знаходяться у зв'язаному вигляді (у формі глікозидів або складних ефірів) або є структурними одиницями більш складних сполук. Найбільш широко у рослинах представлені фенологлікозиди – сполуки, у яких гідроксильна група пов'язана з цукром. Класифікація найпростіших фенольних сполук представлена ​​на схемі.

Класифікація простих фенольних сполук

I. З 6 - Ряд - феноли.

1. Одноатомні феноли (монофеноли).Містяться в шишках ялинки, плодах і квітках смородини чорної, деяких лишайниках.

2. Двохатомні феноли (дифеноли):

а) 1,2-дигідроксибензол

Пірокатехін

Міститься в лусах цибулі, траві хвощової ефедри, в рослинах сімейств вересових, розоцвітих, складноцвітих.

б) 1,4-дигідроксибензол

Гідрохінон

Гідрохінон та його похідні зустрічаються в рослинах сімейств вересових, розоцвітих, каменяломкових, складноцвітих.

Гідрохінон є агліконом арбутину - глікозиду, що міститься в листі і пагонах мучниці та брусниці. У сировині мучниці міститься також метиларбутин.

3. Трихатомні феноли (трифеноли)- 1,3,5-тригідроксибензол - флороглюцин.

Трихатомні феноли зустрічаються в рослинах, як правило, у вигляді похідних флороглюцину. Найбільш простою сполукою є аспідінол, що містить одне флороглюцинове кільце.

Аспідінол

Суміші різних похідних флороглюцину називають флороглюцидами. Накопичуються в великих кількостяху папоротях, є діючими речовинами щитовника чоловічого.

ІІ. З 6 -З 1 - Ряд - фенольні кислоти, спирти, альдегіди.

Широко поширені у лікарських рослинах сімейств букових, бобових, сумахових, розоцвітих, фіалкових, вересових. Фенолокислоти виявлено практично у всіх рослин.

ІІІ. З 6 -З 2 – ряд – фенілоцтові кислоти та спирти.

Пара-тиразол є агліконом глікозиду салідрозиду (родіолозиду) – основної діючої речовини кореневищ та коренів родіоли рожевої.

IV. З 6 -З 3 - Ряд - гідроксикоричні кислоти.

Зустрічаються практично у всіх рослинах, таких як кислоти пара-кумарова ( пара-гідроксикорична), кавова та хлорогенова.

Кислота кавова

Гідроксикоричні кислоти мають антимікробну та антигрибкову активність, виявляють антибіотичні властивості. Гідроксикоричні кислоти та їх складні ефіри мають спрямовану дію на функцію нирок, печінки та жовчовивідних шляхів. Містяться у траві хвоща польового, траві звіробою, квітках пижма, квітках безсмертника піщаного, листі артишоку.

V.До простих фенольних сполук відноситься також держсипол, що міститься в велику кількістьу корі коренів бавовнику (Gossypium) із сімейства мальвових (Malvaceae). Це димерне з'єднання, що містить у своєму складі фенол:

Лекція № 4. Лікарські рослини та сировина, що містять фенольні сполуки.
Лікарські рослини та сировина, що містять фенольні сполуки Лікарські рослини та сировина, що містять прості феноли та фенологікозиди
План лекції
1.Класифікація фенольних сполук

2Лікарські рослини та сировина, що містять прості феноли та

3. Лікарські рослини та сировина, що містять фенологікозиди

Фенольні сполуки - речовини ароматичної природи, що містять одну або декілька гідроксильних груп, пов'язаних з атомамивуглецю ароматичного ядра.Фенольні сполуки, в ароматичному кільці яких є більше однієї гідроксильної групи, називають поліфенол. Число природних фенольних сполук рослинного походження виявилося настільки великим, а функції їх настільки різноманітні, що вивчення потребує залучення широкого кола дослідників.

В даний час доведено, що всі поліфеноли, за невеликим винятком, є активними метаболітами клітинного обміну та відіграють істотну роль у різних фізіологічних процесах - фотосинтезі, диханні, рості, стійкості рослин до інфекційних хвороб. Про важливу біологічну роль поліфенолів свідчить характер їхнього розподілу в рослині. Більшість їх міститься у активно функціонуючих органах - листі, квітках (надають фарбування квіткам), плодах, проростках, в покривних тканинах, виконують захисні функції. Різні органи та тканини відрізняються не лише кількістю поліфенолів, а й якісним їх складом.

Зі схеми видно, що біосинтезу багатьох груп фенольних сполук (у тому числі флавоноїдів, кумаринів та ін) передує утворення амінокислот - L-фенілаланіну та L-тирозину. На схемі показано місце утворення деяких вітамінів (К, токофероли).

Класифікація фенольних сполук будується з урахуванням основного вуглецевого скелета - числа ароматичних кілець та атомів вуглецю у боковому ланцюзі. За цими ознаками фенольні сполуки поділяються на групи:
Прості феноли

Прості феноли зустрічаються у рослинах нечасто, та його поширення з погляду систематики носить випадковий характер. Сам фенол виявлений в голках і шишках Pinus sylvestris, ефірних оліях листя Nicotianatabacum, Ribes nigrum, лишайнику Evemia prunastri та ін. Про вміст резорцину в рослинах відомостей немає.

З діоксибензол найбільш поширений гідрохінон (1,4-діоксибен-зол). Його глікозид арбутин є присутнім у представниках наступних сімейств: Ericaceae (Arctostaphylos, Rhododendron); Vacciniaceae(Vaccinium); Rosaceae (Pyrus, Docynia); Saxifragaceae (Bergenia); Asteraceae (Xanthium).

Метилові та етилові ефіри гідрохінону знайдені у родинах Ру-rolaceae – Pyrola; Liliaceae-Hyacinthus; Illiciaceae – Illicium.

З триоксибензолів у рослинах зустрічається флороглюцин (1,3,5-триок-сибензол). У вільному вигляді він виявлений у шишках Sequoia sempervirens та лусці Allium сірка, а у вигляді глікозиду флорину – у навколопліднику плодів різних видів Citrus. Особливе місце посідають деякі папороті. Вони накопичуються значні кількості похідних флороглюцина, отримали загальну назву флороглюциды. До складу молекули флороглюці-дів, крім флороглюцину (переважно метильованого), входить масляна кислота.

Листя мучниці -Folia Uvae ursi

Рослина.Мучниця звичайна, або ведмеже вушко, - Arctostaphy-los uva-ursi (L.) Spreng.; сімейство вересові - Ericaceae

Вічнозелений, гіллястий, чагарник або чагарничок, що стелиться. Листя невелике, темно-зелене, шкірясте. Квітки рожеві, пониклі, зібрані в короткі пензлі. Чашечка та віночок 5-зубчасті; віночок глечик, спайнолепестний. Плоди - червоні, ягодоподібні цінокарпні багатокістянки з чашкою, що залишається, з 5 кісточками в борошнистій, неїстівній м'якоті. Цвіте у другій половині квітня – травні; ягоди дозрівають до серпня.

Поширена в лісовій зоні європейської частини Росії та Балтії, у Західному Сибіру та рідше на Далекому Сході.

Хімічний склад. Улистках міститься 8-16 % глікозидів - арбутин (гідрохінон-глюкозид), метиларбутин, вільний гідрохінон, галова кислота, еллагова кислота та флавоноїди, серед яких гіперозид.
Листя має зворотнояйцеподібну або вузькообратнояйцеподібну форму, до основи звужені, короткочерешкові, цілокраї, зверху блискучі, темно-зелені, голі, верхня поверхня листа з мережею вдавлених жилок; з нижньої сторони трохи світліше, матові, голі. Довжина листя близько 2 см, ширина близько 1 см. Жовте або почорніле листя - ознака окислення та інших деструкцій арбутину, метиларбутину та дубильних речовин.

Як домішки в межах допустимої кількості(не більше 0,5 %) у сировині можуть зустрічатися листя брусниці, лохини, чорниці, які легко розпізнаються по зовнішніми ознаками. Листя лохини (Vacciniumuliginosum L.) ширше листя мучниці, овально-яйцевидної форми, цілокраї, нешкірясті і неблискучі; чорниці (Vaccinium myrtillus L.) - яйцеподібні, тонкі з дрібнозубчастим краєм, світло-зелені з обох боків. ДФ XI передбачає цільну та подрібнену сировину, в якій має бути не менше 6 % арбутину.

Застосування.Листя застосовують у формі відварів при запальних захворюваннях сечового міхура та сечових шляхів. Лікувальна (антисептична) дія обумовлюється гідрохіноном, що звільняється в організмі при гідролізі арбутину та метиларбутину під дією ферментів та кислот. Дратуючи нирковий епітелій, арбутин має також сечогінну дію. Лікувальний ефект посилюється специфічною дією дубильних речовин та продуктів їх гідролізу. Входить до складу сечогінних зборів.

Листя брусниці -Folia Vitis idaeae

Рослина.Брусниця – Vaccinium vitis idaea L.; сімейство брусничні - Vacciniaceae

Кущі з повзучим тонким кореневищем і прямостоячими стеблами. Листя вічнозелене. Квітки з блідо-рожевим, дзвінковим віночком зібрані в кисті, що поникли; на відміну від мучниці оцвітина чотиричленна. Плід – червона соковита ягода. Цвіте у квітні – травні.

Рослина широко поширена по всій лісовій зоні країн СНД та Балтії.

Хімічний склад.Листя брусниці містить 6-9% арбутину, гідрохінон, галову та еллагову кислоти, дубильні речовини (до 9%), флавоноїди, урсолову кислоту.

Лікарська сировина.Листя збирає в ті ж терміни, що і листя мучниці. Вони еліптичної форми, цілокраї, краї трохи загорнуті до нижньої сторони, голі, гладкі, темно-зелені зверху; нижня поверхня світло-зелена, покрита численними бурими або чорними точками (містилища). Запах відсутній, смак в'яжучий, гіркуватий.

Крім цільного листя, в аптеки надходять брикети, отримані шляхом пресування великого порошку листя брусниці. ДФ XI передбачає цільну та подрібнену сировину, в якій має бути не менше 4,5 % арбутину.

Застосування.Використовують водні відвари як сечогінний засіб і при сечокам'яній хворобі.

Кореневища чоловічої папороті -Rhizomata Filicis maris

Рослина.Чоловіча папороть, або щитовник чоловічий - Dryopteris filix mas (L.) Schott; сімейство багатоніжкові - Polypodiaceae, іноді розглядають як представника сімейства щитовникових -Dryopteridaceae

Рослина має два покоління - статеве та безстатеве. Безстатевий диплоїдний спорофіт – багаторічна трав'яниста рослина із зимуючим кореневищем. Кореневище косоростуча, потужне, з численними шнуроподібними корінням. Верхній, зростаючий, кінець кореневища несе пучок великого листя довжиною до 1 м, шириною 20-25 см. Листя, що не розпустилося, равликоподібно згорнуті. Черешок листа довжиною до 25 см густо покритий іржаво-бурими лусочками, у своїй основі він дуже соковитий і розширений, при відмиранні листа ця частина черешка залишається на кореневищі. Пластинка листа темно-зелена, в обрисі довгасто-еліптична, двоякоперистисто-розсічена, сегменти 2-го порядку несуть зубчики - вони тупі, не голчасті. На нижній поверхні листа розвиваються бурі соруси, закриті ниркоподібним покривальцем, під яким знаходяться на довгих ніжках овальні спорангії, що містять бурі суперечки. Суперечки, проростаючи, дають статеве покоління - гаметофіт у вигляді дрібного, зеленого, пластинчастого серцеподібного заростка, що утворює архегонію та антеридії. Після запліднення із зиготи виростає безстате покоління - спорофіт, описана вище рослина.

Чоловіча папороть росте в сирих тінистих лісах, під покривом ялинки або в ялиново-листяних насадженнях - у європейській частині Росії та Балтії; під покровом бука, граба та дуба - на Кавказі; під ялиною Шренка - на Тянь-Шані; під ялиною та ялицею - у сибірській тайзі.
Хімічний склад.Про якість кореневища насамперед судять за змістом "сирого філіцину", розуміючи під ним суму флороглюцидів. До складу сирого філіцину входять бутирил-флороглюциди різної складності будови. Найбільш простою сполукою є аспідінол, що містить одне флороглюцинове кільце. Всі інші компоненти філіцину є ді-або тривимірними флороглюцидами, в яких мономерами є сполуки, близькі до аспідинолу. Димером є альбаспідін, тримером – філіксова кислота; чим більше кілець, тим сильніша фармакологічна дія.

Кореневища чоловічої папороті, крім флороглюцидів, містять крохмаль, сахарозу, дубильні речовини (7-8%), жирне масло (до 6%), леткі жирні кислоти та їх ефіри (олійна кислота та ін.).

Лікарська сировина- кореневища, покриті численними основами листових черешків, з віддаленою нижньою (відмираючою) частиною і без коренів, довжиною до 25 см, у товстій частині до 7 см. Основи черешків листя довжиною 3-6 см, товщиною 6-11 мм, майже циліндричної форми, розташовані черепицею косо вгору. На верхньому кінці кореневища знаходяться равликоподібно згорнуті листові бруньки. Основи черешків, особливо листові бруньки, густо вкриті іржаво-бурими плівчастими лусочками. Кореневища та основи черешків зовні темно-бурі, а на розрізі світло-зелені. При цьому на розрізі добре видно під лупою 6-9 центроксилемних провідних пучків - "стовпів", розташованих по периферії черешка неповним кільцем. Запах слабкий, своєрідний. Смак спочатку солодкувато-в'яжучий, потім гострий, нудотний.

Вміст сирого філіцину в кореневищах чоловічої папороті залежить від різновиду папороті 1 району його заготівлі, фази вегетації. Заготовляють пізно влітку та восени. Саме тоді кореневища мають найбільшу сировинну масу. Вміст сирого філіцину має бути не менше 1,8% (ГФ X). Для медичних цілей придатна сировина, що зберегла світло-зелений колір кореневищ і черешків (у зламі). Термін зберігання трохи більше року у сухих, чорних приміщеннях.

Домішками є кореневища жіночої папороті та страусопера.

У жіночої папороті (Athyrium filix femina Roth) кореневище прямостояче, листові черешки зовні майже чорні, 3-гранної форми з двома великими провідними пучками ("стовпами"). У страусопера - Matteucia struthiopteris (L.) Todar - кореневище прямостояче, в черешках 2 великі "стовпи".

Папороті роду Dryopteris містять у більшій чи меншій кількості флороглюциди. Після дослідження деяких з них, що мають великі кореневища, з'ясувалося, що найбільш перспективними виявилися папороть підальпійська (Dryorteris reados Fom.), папороть шартрська, або голчаста (Dryorteriscarthusiana (Vill.) H. P. Fuchs = D. spinulosa O. Kunt , або австрійський (Dryorterisdilatata (HofFm.) A. Gray = D. austriaca (Jacq.) Woyn. ex Schinz et Thell.). Однак через велику кількість чагарників чоловічої папороті в заготівлі цих видів папороті поки немає потреби.

Застосування.З кореневищ чоловічої папороті, свіжозібраних і висушених, готують густий екстракт, одержуваний шляхом екстракції ефіром. Препарат є ефективним протиглистовим засобом (стрічкові хробаки). Список Б.

Фенологікозідами називається група глікозидів, агліконом яких є феноли, що надають дезінфікуюче дію на дихальні шляхи, нирки та сечові шляхи.Фенольні сполуки містять ароматичні кільця із гідроксильною групою. Сполуки, що містять в ароматичному кільці більше однієї гідроксильної групи, називаються поліфенолами. Вони зустрічаються в різних частинахбагатьох рослин - листі, квітках (надають їм забарвлення та аромат), плодах.

До групи фенолів з одним ароматичним кільцем належать прості феноли, фенолокислоти, фенолоспирти, оксикоричні кислоти. Фенологлікозиди є в листі мучниці та брусниці. З фенолокислот часто зустрічається галова кислота і значно рідше – саліцилова (фіалка триколірна). Фенолокислоти та їх глікозиди містяться в родіолі рожевої.

Розповсюдження.

У природі поширені досить широко. Зустрічаються у сімействах вербових, брусничних, каменяломкових, товстянкових та ін..

Фізико-хімічні властивості.

Виділені у чистому вигляді фенольні глікозиди - це білі кристалічні речовини, розчинні у воді, етанолі, нерозчинні в ефірі та хлороформі. Вирізняються оптичною активністю, здатні до гідролізу при нагріванні з мінеральними кислотами. . Усі глікозиди оптично активні. Під дією мінеральних кислот і ферментів фенологлікозиди здатні розщеплюватися на аглікон та вуглевод.

Фенольні глікозиди, що мають вільні гідроксили дають характерні для фенольних сполук реакції: із залізоамонійними галуном, з солями важких металів, з діазотованими ароматичними амінами (сульфаніловою кислотою або п-нітроаніліном) та ін.

Широко використовують для виявлення та ідентифікації фенологлікозидів у рослинній сировині хроматографію на папері та в тонкому шарі сорбенту. При обробці специфічними реактивами та просвічуванні в УФ-світлі вони проявляються у вигляді пофарбованих плям.

Для кількісного визначення фенолів найчастіше застосовують спектрофотометричний та фотоколориметричний методи, а іноді оксидиметричні методи. Наприклад, для визначення вмісту арбутину в листя брусниці та мучниці по ГФ Х1 використовується йодометричний метод, заснований на окисленні гідрохінону, отриманого після вилучення та гідролізу арбутину.

Способи одержання.

Витягуються з рослинної сировини етанолом та метанолом.

Якісні реакції.

Фенольні глікозиди, з вільною гідроксильною групою дають усі реакції, характерні для фенолів (реакція із залізоамонієвими галуном, діазотування та ін.).

Застосування.

Фенольні глікозиди, що містять арбутин, мають антимікробну та діуретичну активність. Глікозид солідрозин, що міститься в корі верби та підземних органах родіоли рожевої, має стимулюючу та адаптогенну дію. Фенологлікозиди листя мучниці та брусниці в організмі розщеплюються з виділенням фенолів, що мають протимікробну дію. Оскільки ці речовини утворюються в нирках, вони дезінфікують сечові шляхи. Фенологлікозиди родіоли рожевої (золотого кореня) знімають розумову та фізичну втому, а речовини триколірної фіалки мають відхаркувальну дію.

В основу хімічної класифікації природних фенольних сполук покладено біогенетичний принцип. Відповідно до сучасних уявлень про біосинтез феноли можна розбити на кілька основних груп, розташувавши їх порядок ускладнення молекулярної структури:

• 1. З 6 - з'єднання з одним бензольним кільцем.

Найпростішим представником фенольних сполук є сам фенол, який був виявлений у голках та шишках сосни, а також у складі ефірної олії листя чорної смородини та деяких інших рослин.

Серед простих мономерних фенол зустрічаються дво- та триатомні феноли:

У вільному вигляді ці сполуки в рослинах поширені рідко, частіше перебувають у формі складних ефірів, глікозидів або є структурною одиницею складніших сполук, у тому числі полімерних.

• 2. 6 -З 1 - з'єднання. Сюди відносять бензойні кислоти та відповідні їм спирти та альдегіди.

Оксибензойні кислоти в рослинах знаходяться у зв'язаній формі та вивільняються після гідролізу. Прикладом служить глюкогаллін, знайдений у коренях ревеню та листі евкаліпта.

У багатьох рослинах виявлено димер галової кислоти - м-дигаловая кислота, яка є мономером дубильних речовин, що гідролізуються.

Складно-ефірний зв'язок, утворений за рахунок фенольного гідроксилу однієї молекули оксибензойної кислоти та карбоксильної групи іншої, називається депсидним зв'язком, а сполуки, що містять такі зв'язки - депсидами.

До групи З 6 -З 1 -з'єднань відносяться лишайникові кислоти - специфічні фенольні сполуки лишайників. Вихідним компонентом освіти цих кислот є орселінова (6-метилрезоциловая) кислота.

• 3. З 6 -З 3 -сполуки (сполуки фенілпропанового ряду). Сюди відносять гідроксикоричні кислоти, спирти, альдегіди та кумарини.

Оксикоричні кислоти виявлені практично у всіх рослинах, де вони бувають у вигляді цис-і транс-ізомерів, що відрізняються фізіологічною активністю. При опроміненні УФ-світлом трансформи переходять у цис-форми, що стимулюють зростання рослин.

У рослинах вони присутні у вільному вигляді або у вигляді глікозидів та депсидів з хінною або шикімовою кислотами.

Оксикоричні спирти у вільному вигляді не накопичуються, а використовуються як вихідні мономери в біосинтезі лігнінів.

До цієї групи відноситься кумарин - лактон цис-форми кумаринової кислоти.

Сам кумарин не є фенольною сполукою, але в рослинах містяться його оксипохідні.

5. З 6 -З 1 -З 6 - з'єднання

Сюди відносяться похідні бензофенону та ксантони.

• 6. З 6 -З 2 -З 6 -з'єднання

До цієї групи відносять стильбени, що є мономерами дубильних речовин, що гідролізуються.

Ці сполуки у вигляді агліконів і глікозидів виявлені у складі деревини сосни, евкаліпта, коренях ревеню, деяких видів бобових.

• 7. З 6 -З 3 -З 6 -з'єднання, похідні дифенілпропану

Це найбільша група фенольних сполук, що має повсюдне поширення в рослинах. Вони складаються із двох бензольних кілець, з'єднаних тривуглецевим фрагментом, тобто. шестичленний кисневмісний гетероцикл, що утворюється при внутрішньомолекулярній конденсації більшості З 6 -З 3 -З 6 -з'єднань, є похідним пірана або g-пірона

• 8. 6 -З 3 -З 3 -З 6 -димерні сполуки, що складаються з двох фенілпропанових одиниць. До цієї групи належать лігнани.
• 9. З'єднання, що складаються з двох або трьох конденсованих кілець і містять гідроксильні та хіноїдні групи - нафтохінони та антрахінони.
• 10. Полімерні сполуки - дубильні речовини, лігнани та ін;
• 11. Сполуки іншої структури - обмежено поширені хромони, або репрезентовані змішані феноли - флаволігнани.

ФЕНОЛЬНІ СПОЛУКИ - речовини ароматичної природи, які містять одну або кілька гідроксильних груп, пов'язаних з атомами вуглецю ароматичного ядра. Серед продуктів вторинного походження

Фенольні сполуки найбільш поширені та властиві кожній рослині і навіть кожній рослинній клітині. За кількістю OH-груп розрізняють одноатомні (наприклад, сам фенол), двоатомні (пірокатехін, резорцин, гідрохінон) і багатоатомні (пірогаллол, флороглюцин та ін) фенольні сполуки.

Фенольні сполуки можуть бути у вигляді мономерів димерів, олігомерів та полімерів, в основу класифікації природних фенолів покладено біогенетичний принцип. Відповідно до сучасних уявлень про біосинтез їх можна розбити на кілька основних груп:

• з'єднання С6-ряду - прості феноли;
• з'єднання С6 - С1-ряду - похідні бензойної кислоти (фенольні кислоти);
• сполуки С6 - С2-ряди - фенолоспирти та фенілоцтові кислоти;
• сполуки С6 - С3-ряди - похідні фенілпропану (оксикоричні кислоти та спирти, кумарини);
• сполуки С6 - С3 - С6-ряди - флавоноїди та ізофлавоноїди;
• сполуки С6 - С3 - С3 - C6-ряди - лігнани;
• похідні антрацену;
• полімерні фенольні сполуки – лігнін, таніди, меланіни.

Фенольні сполуки - безбарвні або забарвлені з характерним запахом кристали або аморфні речовини, рідше рідини, що добре розчиняються в органічних розчинниках (спирт, ефір, хлороформ, етилацетат) або у воді. Маючи кислотні властивості, вони утворюють з лугами солеподібні продукти - феноляти. Найважливіша властивість фенольних сполук - їхня здатність до окислення з утворенням хінонних форм. Особливо легко окислюються поліфеноли у лужному середовищі під дією кисню повітря. Феноли здатні давати забарвлені комплекси з іонами важких металів, що характерно для o-діоксіпохідних. Фенольні сполуки вступають у реакції поєднання з діазонієвими сполуками. При цьому утворюються продукти з різноманітним забарвленням, що часто використовується в аналітичній практиці. Крім загальних всім фенолів якісних реакцій є специфічні групові реакції.

У рослинах фенольні сполуки відіграють у деяких проміжних етапах процесу дихання. Беручи участь в окислювально-відновних реакціях, вони є сполучною ланкою між воднем дихального субстрату і киснем атмосфери. Встановлено, що деякі фенольні сполуки відіграють важливу роль у фотосинтезі як кофактори. Вони використовуються рослинами як енергетичний матеріал для різноманітних процесів життєдіяльності, є регуляторами зростання, розвитку та репродукції, надаючи при цьому як стимулюючу, так і інгібуючу дію. Відома антиоксидантна активність багатьох фенолів, вони все ширше застосовуються в харчової промисловостідля стабілізації жирів

Препарати на основі фенольних сполук використовують як антимікробні, протизапальні, жовчогінні, діуретичні, гіпотензивні, тонізуючі, в'яжучі та проносні засоби.

У розділі всебічно розглядаються закономірності та механізми біологічної дії фенольних сполук - великої групи органічних речовин, повсюдно поширених у рослинному світі. Виконуючи поряд з білками, нуклеїновими кислотами, вуглеводами та іншими сполуками важливі функціїу рослинних клітинах та тканинах, феноли у складі харчових продуктів, а також різноманітних лікарських засобів народної та сучасної медицини надходять в організм людини та надають помітний вплив на роботу різних органів.

Розраховано на лікарів, біологів та біохіміків.

Феноли як лікарські засоби
Знайомство з основними проявами фізіологічної та фармакодинамічної активності рослинних фенолів переконливо показало, що багато з них мають великі перспективи використання при лікуванні та попередженні хвороб людини.

Основні класи органічних сполук: білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири, а також необхідні для життя мінеральні солі та мікроелементи вивчаються глибоко та всебічно.

Сотні тисяч сторінок копітких спостережень, незліченні експерименти, надії та розчарування тисяч дослідників, суперечки та дискусії, помилки та відкриття – ось що приховано за лаконічними рядками підручників з біохімії.

Білки, що складаються з вуглецю, водню, кисню, азоту та сірки, справді виконують найважливіші життєві функції. Вони утворюють разом із жироподібними речовинами (ліпідами) біологічні мембрани – основні структури, з яких побудовані клітини.

Білки-ферменти – основні двигуни, каталізатори обміну речовин – найважливішого життєвого процесу.

Білки-гормони - це засоби регулювання та управління в машині життя. Є в організмі білки скорочувальні, вони працюють у скелетних м'язах, здійснюють рух ворсинок, просування харчової грудки травним трактом; білки транспортні, вони переносять на поверхні своїх величезних молекул багато життєво важливих речовин; білки-антитіла - крихітні захисники нашого внутрішнього світувід посягань невидимих ​​ворогів – бактерій та вірусів.

Немає такої форми життєдіяльності, такого біологічного процесу, в якому білки не відігравали б першорядної ролі.

Нуклеїнові кислоти, виявлені вперше у складі клітинного ядра, стали відомі пізніше білків, які призначення в організмі встановлено повною мірою лише останні десятиліття.

Воно найтіснішим чином пов'язані з участю білків. Великі молекули нуклеїнових кислот (найбільші з них складаються з сотень тисяч і навіть мільйонів атомів вуглецю, водню, кисню та азоту) зберігають у своїх довгих нитках, у послідовності своїх атомних угруповань спадкову пам'ять клітин, інформацію про структуру та виробництво білків.

Вуглеводи та жири влаштовані значно простіше, і роль їх в організмі менш різноманітна.

Згоряючи в тканинах у процесі повільного біологічного окиснення, вони віддають свою енергію на підтримку температури живого тіла, здійснення процесів біосинтезу необхідних йому органічних сполук. Жири та жироподібні речовини входять разом із білками до складу біологічних мембран, на поверхні яких протікають усі найважливіші життєві процеси. Вуглеводи (вони названі так тому, що побудовані з вуглецю, водню і кисню, причому два останні елементи містяться в них у тому ж співвідношенні, що і у воді, 2:1), особливо великі молекули полісахаридів, відіграють роль енергетичного запасу (крохмаль, глікоген).

Деякі з них, наприклад целюлоза, входять до складу оболонки рослинних клітин, утворюють волокна, є важливим опорним матеріалом у тканинах рослин.

Будова і життєва роль вітамінів, саме існування стали відомі лише XX в. Потреба в них невелика, але вони необхідні: за їх відсутності чи нестачі людина тяжко хворіє і може навіть загинути від цинги чи пелагри, бері-бері чи рахіту.

Вступаючи в організм з їжею, вітаміни обов'язково присутні в рідинах тіла незмінними або піддані обмінної активації. Наприклад, вітамін B1 перетворюється в організмі на кокарбоксилазу (дифосфат тіаміну), що володіє максимальною активністю.

Водорозчинні вітаміни В1 В2, В6, В12, РР, Н, фолієва (Вс) та пантотенова (В3) кислоти відіграють в організмі роль коферментів. Це свого роду набір стандартних інструментів, з допомогою яких ферментні білки виконують свої каталітичні функції: розрізають чи з'єднують молекули, переносять групи атомів від молекул однієї речовини до іншого, прискорюють перебіг певних обмінних реакцій.

Жиророзчинні вітаміни (A, D, Е, К) входять до складу біологічних мембран – основного структурного елемента клітин.

Складаються мембрани з подвійного шару ліпідних (жироподібних) молекул, ліпідного «моря», в якому «плавають», подібно до айсбергів, білкові частинки. Мембрани поділяють клітину на відсіки, що виконують різні функції; здійснюють перенесення молекул, іонів, електричних зарядів, основні реакції обміну речовин. Жиророзчинні вітаміни стабілізують структуру мембран, захищають їх від окисного руйнування, забезпечують нормальну роботумембранні ферменти.

Окремо стоїть вітамін С; він розчинний у рідинах організму, але коферментної функцією, мабуть, не має.

Як і жиророзчинні вітаміни, він має антиокислювальну активність, але не входить до складу мембран, а у складі біологічних рідин організму омиває їх поверхню.

На середину XX в. час великих відкриттів у галузі вивчення хімічного складуі будови органічних речовин, здавалося, минула.

Біохіміки кинулися в погоню за мікроелементами - речовинами, присутніми в живих тканинах у зникаючих малих кількостях, вивчаючи їх роль як кофакторів ферментативного каталізу, прискорювачів або уповільнювачів реакцій обміну речовин.

Але є, виявляється, великий і різноманітний клас органічних сполук, біологічна роль яких ще з'ясована. Це фенольні сполуки. Про них і піде мова в книзі.

Їх багато, цих речовин. Вони зустрічаються у кожній рослині, у кожній клітині їх тіла, у корінні та листі, у плодах і корі - скрізь, де їх шукають вчені.

З рослин виділено кілька тисяч фенолів, і цей список продовжує зростати. Перед фенольних сполук припадає до 2-3% маси органічної речовинирослин, а в деяких випадках – до 10% і навіть більше. Звичайно, такі поширені та численні органічні речовини мають виконувати якісь важливі, необхідні життєві функції.

Не можна сказати, що про роль фенольних сполук рослин нічого не відомо. Дослідження в цій галузі ведуться понад 100 років, і останні десятиліття зроблено особливо багато.

Але незабаром з'ясувалося дивна обставина. Білки та нуклеїнові кислоти, вуглеводи та ліпіди містяться в тканинах як рослин, так і тварин, містяться приблизно в однакових або близьких співвідношеннях.

Вони побудовані за єдиним планом, складаються з тих самих вихідних елементів (амінокислот, нуклеотидів, жирних кислот, моносахаридів). У травному трактітравоїдна рослинна їжа розщеплюється на такі універсальні прості компоненти, що входять до складу власних органічних сполук цих тварин, а потім і м'ясоїдних. Причому вдається простежити долю тих самих речовин протягом усього біологічного ланцюга, від рослин до тварин і людини, і функції цих речовин на різних ділянках ланцюга у різних видів, класів і типів організмів виявляються приблизно однаковими і навіть аналогічними.

Зовсім інакша справа з фенольними сполуками.

З їх великою кількістю та різноманітністю в рослинному світі різко контрастує присутність у тканинах тварин і людини лише нечисленних представників фенольного «царства», що містяться до того ж у дуже малих, навіть нікчемних кількостях. І незважаючи на наявність близької подібності хімічної структури рослинних та тваринних фенолів, нікому ще не вдалося цілком впевнено та надійно довести, що між ними існує такий самий спадковий зв'язок, як між рослинними та тваринними білками чи вуглеводами.

Спроби простежити (за допомогою методу мічених атомів або інших сучасних наукових методик) за долею фенольних сполук рослинної їжі в організмі тварин і людини дали один і той же результат: основна маса рослинних фенолів згоряє в тілі тварин до вуглекислоти та води, подібно до того, як поводяться вуглеводи чи жири.

Але чи є роль вуглеводів суто енергетичною чи якась їх частина все ж таки використовується при біосинтезі тварин фенолів?

Остаточної відповіді це питання ще немає.

Яка функція рослинних фенолів в організмі тварин і людини, куди вони постійно надходять з їжею?

Спробуємо відповісти на це питання на сторінках розділу.

Поняття про фенольні сполуки, поширення у рослинному світі, роль фенольних сполук для життєдіяльності рослин

Рослини здатні синтезувати і накопичувати безліч сполук фенольної природи.

Феноли – це ароматичні сполуки, що містять у своїй молекулі бензольне ядро ​​з однією або декількома гідроксильними групами.

З'єднання, що містять кілька ароматичних кілець, з однією або декількома гідроксильними групами називаються поліфенолами.

Вони зустрічаються в різних частинах багатьох рослин – у покривних тканинах у плодах, проростках, листі, квітках і надають їм забарвлення та аромат пігменти фенольної природи – антоціани; більшість поліфенолів - активні метаболіти клітинного обміну, відіграють важливу роль у різних фізіологічних процесах, таких як, фотосинтез, дихання, ріст, стійкість рослин до інфекційних хвороб, ріст і репродукція; захищають рослини від патогенних мікроорганізмів та грибкових захворювань.

Розповсюдження.

З фенолокислот часто зустрічається галова кислота і значно рідше саліцилова (фіалка триколірна). Фенолокислоти та їх глікозиди містяться в родіолі рожевої.

До групи фенолів з одним ароматичним кільцем відносяться прості феноли, фенолокислоти, фенолоспирти, оксикоричні кислоти.

Фенологлікозидами називається група глікозидів, агліконом яких є прості феноли, що надають дезінфікуючу дію на дихальні шляхи, нирки та сечові шляхи.

Фенологлікозиди у природі поширені досить широко.

Зустрічаються в сімействах вербових, брусничних, каменяломкових, товстянкових та ін, є в листі мучниці і брусниці.

Природні феноли часто виявляють високу біологічну активність.

Препарати на основі фенольних сполук широко використовуються як протимікробні, протизапальні, кровоспинні, жовчогінні, діуретичні, гіпотензивні, тонізуючі, в'яжучі та проносні засоби.

Фенольні сполуки мають універсальне поширення у рослинному світі.

Вони властиві кожній рослині і навіть кожній рослинній клітині. Нині відомо понад дві тисячі природних фенольних сполук. Перед речовин цієї групи припадає до 2-3% маси органічного речовини рослин, а деяких випадках — до 10% і більше.

Фенольні сполуки виявлені як у нижчих; грибах, мохах, лишайниках, водоростях, і у вищих спорових (папороті, хвощах) і квіткових рослинах. У вищих рослин - у листі, квітках, плодах, підземних органах.

Синтез фенольних сполук відбувається тільки в рослинах, тварини споживають фенольні сполуки в готовому вигляді і можуть їх лише перетворювати

У рослинах фенольні сполуки відіграють важливу роль.

Вони є обов'язковими учасниками всіх метаболічних процесів: дихання, фотосинтезу, гліколізу, фосфорилювання.

Дослідженнями російського вченого біохіміка В. І. Палладіна (1912) встановлено і підтверджено сучасними дослідженнями, що фенольні сполуки - "дихальні хромогени", тобто.

вони беруть участь у процесі клітинного дихання.

Фенольні сполуки, їх характеристика та поширеність у природі

Фенольні сполуки виступають як переносники водню на кінцевих етапах процесу дихання, а потім знову окислюються специфічними ферментами оксидазами.

2. Фенольні сполуки є регуляторами росту, розвитку та репродукції рослин. При цьому надають як стимулюючу, так і інгібуючу (уповільнювальну) дію.

Фенольні сполуки використовуються рослинами як енергетичний матеріал, виконують структурну, опорну та захисну функції (підвищує стійкість рослин до грибкових захворювань, мають антибіотичну та противірусну дію).

Схожа інформація:

I.

Поняття адміністративного права

1. I. Поняття та склад екологічного правопорушення
2. I. ПОНЯТТЯ ПРО ОБЕРТАННЯ І ЦИ
3. I. ПОНЯТТЯ, ПРЕДМЕТ, СИСТЕМА КУРСУ І ПРИНЦИПИ
4. I. Соціальне управління та її види. Концепція державного управління, принципи державного управління
5. ІІ. Поширення примусу до передбачення та самопримусу
6. II.Поняття та склад екологічного злочину
7. Lt;question>Вірогідність заподіяння шкоди життю або здоров'ю людини, навколишньому середовищі, у тому числі рослинному та тваринному світу, з урахуванням ступеня тяжкості його наслідків
8. V2: Тема 1.

   Поняття, завдання, джерела, система та принципи кримінального права

9. V2: Тема 14. Поняття та цілі покарання
10. V2: Тема 25. Поняття, система та завдання Особливої ​​частини кримінального права
11. V2: Тема 3.

    Поняття та ознаки злочину

Пошук на сайті:

Класифікація найпростіших фенольних сполук.

Залежно від характеру замісників у бензольному кільці фенологлікозиди можна розділити на 3 групи:

1 група: С6 - ряду

1) одноатомні феноли

прості феноли (монофеноли) - моногідроксипохідні - зустрічаються в рослинах нечасто.

Сам фенол виявлений в голках та шишках Pinus silvestris, ефірних оліях листя Nicotiana tabacum, Ribes nigrum, лишайниках.

2) Дигідроксипохідні - двоатомні феноли (дифеноли)

а) Пірокатехін (1,2-діоксибензол) знайдений у листі ефедри, лусці цибулі, плодах грейпфрута.

б) З діоксибензол найбільш поширений гідрохінон (1,4-діоксибензол).

Його глікозид арбутин, що міститься в представниках сімейств: Ericaceae (листях мучниці), Vacciniaceae (брусниці), Saxifragaceae (бадану).

Поряд із арбутином у цих рослинах присутній метиларбутин.

Агліконом його є метилгідрохінон

Арбутин метиларбутин

в) Резорцин (1,3-діоксібензол) (або м-діоксібензол) міститься в різних природних смолах, таннінах.

Трихатомні феноли (трифеноли).

Представником триоксибензолів є флороглюцин (1,3,5-триоксибензол), у вільному вигляді він виявлений у шишках секвої та луски цибулі, а у вигляді глікозиду флорину – у навколопліднику плодів різних видів цитрусів.

Більш складні сполуки - флороглюциди (глікозиди флороглюцину), вони можуть містити одне кільце флороглюцину (аспідінол) або являють собою димери або тримери (кислоти флаваспідінова і філіксова).

Значна кількість флороглюцидів накопичується в кореневищах чоловічої папороті.

аспідінол

1) С6 - С1 - ряду - Фенолкарбонові кислоти

Фенолокислотишироко поширені в рослинах, але не є в них основними біологічно активними речовинами, це типові супутні речовини, що у лікувальному ефекті сумарних препаратів.

Широко поширені у рослинах сімейств: бобові, сумахові, фіалкові, брусничні.

Широко поширена n-гідроксибензойна кислота

Наприклад, пірокатехова кислота характерна для покритонасінних.

Галова кислота може накопичуватися у значних кількостях (у листі мучниці)

Саліцилова кислота зустрічається порівняно рідко, аглікон глікозиду саліцилової кислоти містить карбоксильну групу:

Її метилові ефіри входять до складу ефірних олійрослин сімейств фіалкових, березових, вербових (трава фіалки польової, плоди малини, має протизапальну та жарознижувальну дію).

С6-С2 – ряду - Фенолоспирти та їх глікозиди містяться в родіолі рожевої

Салідрозид та саліцин.

Аглікони цих глікозидів 4-оксифенілетанол і 2-оксифенілметанол (саліциловий спирт).

Поряд з фенольними гідроксилами ці аглікони мають спиртові гідроксильні групи, і глікозидування їх може бути за фенольними та спиртовими групами:

Саліциловий спирт

Саліцин Салідрозид

(2-оксифенілметанол)

Саліцин отримав з кори верби французький вчений Леру 1828 р.

I. Загальна характеристика простих фенольних сполук

Багато його в листі і пагонах мучниці, брусниці, груші, бадану. Часто у рослинах йому супроводжує метиларбутин.

Салідрозид вперше був виділений у 1926 р. з кори верби, а пізніше виявлений у підземних органах родіоли рожевої.

С6 – С3 – ряди – гідроксикоричні кислоти

Найбільш поширена кавова кислота та її сполуки:

Корична кислота n-кумарова кислота кавова кислота

Розмаринова кислота хлорогенова кислота

Хлорогена кислота міститься в зелених зернах кави (6%), листі тютюну (8%); розмаринова кислота вперше була знайдена в лікарському розмарині, але зустрічається і в інших представниках губоцвітих.

Попередником оксикоричних кислот є фенілаланін.

Оксикоричні кислоти мають антимікробну та антигрибкову активність, виявляють антибіотичні властивості.

Оксикоричні кислоти та їх ефіри мають спрямовану дію на функцію нирок, печінки, сечовивідних шляхів. Містяться у траві хвоща польового, звіробою, квіток пижма, безсмертника піщаного.

Фізичні властивості.

Прості фенольні сполуки - безбарвні, рідше злегка забарвлені, кристалічні речовини з певною температурою плавлення, оптично активні. Мають специфічний запах, іноді ароматний (тимол, карвакрол). У рослинах частіше зустрічаються у вигляді глікозидів, які добре розчиняються у воді, спирті, ацетоні; нерозчинні в ефірі, хлороформі. Аглікони слабо розчиняються у воді, але добре розчиняються в ефірі, бензолі, хлороформі та етилацетаті. Прості феноли мають характерні спектри поглинання в УФ та видимій областях спектру.

Фенольні кислоти – кристалічні речовини, розчинні у спирті, етилацетаті, ефірі, водних розчинах натрію гідрокарбонату та ацетату.

Госсипол - дрібнокристалічний порошок від світло-жовтого до темно-жовтого кольору із зеленуватим відтінком, практично нерозчинний у воді, мало розчинний у спирті, добре розчинний у ліпідних фазах.

Хімічні властивості.

Хімічні властивості простих фенольних сполук обумовлені наявністю:

· Ароматичного кільця, фенольного гідроксилу, карбоксильної групи;

· Глікозидного зв'язку.

Для фенольних сполук характерні хімічні реакції:

1. Реакція гідролізу(За рахунок глікозидного зв'язку). Фенольні глікозиди легко гідролізуються під дією кислот, лугів або ферментів до аглікону та цукрів.

2. Реакція окиснення.Фенольні глікозиди легко окислюються, особливо в лужному середовищі (навіть киснем повітря), утворюючи хіноїдні сполуки.

3. Реакція солеутворення.Фенольні сполуки, маючи кислотні властивості, утворюють з лугами розчинні у воді феноляти.

4. Реакція комплексоутворення.Фенольні сполуки утворюють з іонами металів (заліза, свинцю, магнію, алюмінію, молібдену, міді, нікелю) комплекси, забарвлені до різних кольорів.

5. Реакція азосполучення із солями діазонію.Фенольні сполуки із солями діазонію утворюють азобарвники від помаранчевого до вишнево-червоного кольору.

6. Реакція утворення складних ефірів (депсид).Депсиди утворюють фенолокислоти (кислоти дигалову, тригалову).

Оцінка якості сировини, що містить прості фенольні сполуки. Методи аналізу

Якісний та кількісний аналіз сировини заснований на фізичних та хімічних властивостях.

Якісний аналіз.

Фенольні сполуки витягують із рослинної сировини водою. Водні вилучення очищають від супутніх речовин, осаджуючи їх розчином ацетату свинцю. З очищеним вилученням виконують якісні реакції.

Фенологлікозиди, що мають вільний фенольний гідроксил, дають всі реакції, характерні для фенолів (з солями заліза, алюмінію, молібдену та ін.).

Специфічні реакції (ГФ ХІ):

1. на арбутин (сировина брусниці та мучниці):

а) з кристалічним залізом закисного сульфатом.Реакція заснована на отриманні комплексу, що змінює забарвлення від бузкового до темно-фіолетового, з подальшим утворенням темно-фіолетового осаду.

б) з 10% розчином натрію фосфорномолібденовокислого в хлористоводневій кислоті.Реакція ґрунтується на утворенні комплексного з'єднання синього кольору.

2. на салідрозид (сировина родіоли рожевої):

а) реакція азосполучення з діазотованим натрію сульфациломз утворенням азобарвника вишнево-червоного кольору.

Хроматографічне дослідження:

Використовують різні видихроматографії (паперова, тонкошарова та ін.). При хроматографічному аналізі зазвичай використовують системи розчинників:

· н-бутанол-оцтова кислота-вода (БУВ 4:1:2; 4:1:5);

· хлороформ-метанол-вода (26:14:3);

· 15% оцтова кислота.

Хроматографічне дослідження спиртового вилучення із сировини родіоли рожевої.

Використовується тонкошарова хроматографія. Проба заснована на поділі в тонкому шарі силікагелю (пластинки «Силуфол») метанольного вилучення з сировини в системі розчинників хлороформ-метанол-вода (26:14:3) з подальшим проявом хроматограми діазотованим сульфацилом натрію. Пляма салідрозиду з Rf = 0,42 забарвлюється в червоний колір.

Кількісне визначення.

Для кількісного визначення фенологлікозидів у лікарській рослинній сировині використовують різні методи: гравіметричні, титриметричні та фізико-хімічні.

1. Гравіметричним методомвизначають вміст флороглюцидів у кореневищах папороті чоловічої. Метод ґрунтується на вилученні флороглюцидів із сировини діетиловим ефіром в апараті Сокслета. Вилучення очищають, відганяють ефір, отриманий сухий залишок висушують і доводять до постійної маси. У перерахунку на абсолютно суху сировину вміст флороглюцидів має бути не меншим за 1,8 %.

2. Титриметричний йодометричний методвикористовується для визначення вмісту арбутину в сировині брусниці та мучниці. Метод заснований на окисленні аглікону гідрохінону до хінону 0,1 М розчином йоду в кислому середовищі та в присутності натрію гідрокарбонату після отримання очищеного водного вилучення та проведення кислотного гідролізу арбутину. Гідроліз проводиться кислотою сірчаної концентрованої в присутності цинкового пилу, щоб вільний водень, що виділився, запобігав власному окисленню гідрохінону. Як індикатор використовують розчин крохмалю.

I 2 (поз.) + 2Na 2 S 2 O 3 →2NaI + Na 2 S 4 O 6

3. Спектрофотометричний методвикористовується для визначення вмісту салідрозиду в сировині родіоли рожевої. Метод ґрунтується на здатності пофарбованих азобарвників поглинати монохроматичне світло при довжині хвилі 486 нм. Визначають оптичну щільність забарвленого розчину, отриманого за реакцією салідрозиду з діазотованим сульфацилом натрію, за допомогою спектрофотометра. Розраховують вміст салідрозиду з урахуванням питомого показника поглинання ДСО салідрозиду Е 1% 1см = 253.