Учебное пособие составлено в соответствии с гос специальности 060108 «Фармация» ина основании программы по фармакогнозии для студентов фармацевтических вузов (факультетов), 2002 г

7. Фенольные соединения

• 
  7.1. Общая характеристика фенольных соединений
  
• 
  7.2. Характеристика простых фенольных соединений
  
• 
  7.3. Листья толокнянки
  
• 
  7.4. Листья брусники
  
• 
  7.5. Корневища и корни родиолы розовой
  
• 
  7.6. Трава пиона уклоняющегося. Корневища и корни пиона уклоняющегося
  
• 
  7.7. Трава эхинацеи пурпурной. Корневища с корнями эхинацеи пурпурной
  
• 
  7.8. Общая характеристика лигнанов
  
• 
  7.9. Плоды лимонника. Семена лимонника
  
• 
  7.10. Корневища и корни элеутерококка колючего
  
• 
  7.11. Корневища с корнями подофилла
  
• 
  7.12. Плоды расторопши пятнистой
  
• 
  7.13. Общая характеристика кумаринов и хромонов
  
• 
  7.14. Трава донника
  
• 
  7.15. Плоды амми большой
  
• 
  7.16. Плоды псоралеи костянковой
  
• 
  7.17. Плоды пастернака посевного
  
• 
  7.18. Листья смоковницы обыкновенной
  
• 
  7.19. Корневища и корни вздутоплодника сибирского
  
• 
  7.20. Плоды виснаги морковевидной. Смесь плодов амми зубной с половой
  

Фенольные соединения имеют универсальное распространение в растительном мире. Они свойственны каждому растению и даже каждой растительной клетке. В настоящее время известно свыше двух тысяч природных фенольных соединений. На долю веществ этой группы приходится до 2-3 % массы органического вещества растений, а в некоторых случаях - до 10 % и более. Фенольные соединения обнаружены также в грибах, лишайниках, водорослях. Животные потребляют фенольные соединения в готовом виде и могут их только преобразовывать.

В растениях фенольные соединения играют очень важную роль. Они являются обязательными участниками всех метаболических процессов: дыхания, фотосинтеза, гликолиза, фосфорилирования.

1. Исследованиями русского ученого-биохимика В.И. Палладина (1912 г., Санкт-Петербург) установлено и подтверждено современными исследованиями, что фенольные соединения участвуют в процессе клеточного дыхания. Фенольные соединения выступают в качестве акцепторов (переносчиков) водорода на конечных этапах процесса дыхания, а затем вновь окисляются специфическими ферментами оксидазами.

2. Фенольные соединения являются регуляторами роста, развития и репродукции растений. При этом оказывают как стимулирующее, так и ингибирующее (замедляющее) действие.

3. Фенольные соединения используются растениями как энергетический материал, выполняют структурную, опорную и защитную функции (повышают устойчивость растений к грибковым заболеваниям, обладают антибиотическим и противовирусным действием).

Классификация природных фенольных соединений также представлена в таблице.

Механизм биосинтеза фенольных соединений был расшифрован в 60-х годах XX века в результате:

• 
  применения меченых изотопами атомов углерода С₁₄ и кислорода - О₁₈;
  
• 
  неклеточных систем;
  
• 
  различных генетических методов.
  

1. ацетатно-малонатный;

2. шикиматный.

Фенольные соединения образуются тремя путями: первые два и третий путь - смешанный (отдельные части одного и того же соединения синтезируются разными путями).

1. Ацетатно-малонатный путь.

Установлен американскими учеными Берчем и Донованом в 1955 году. Предшественником является кислота уксусная, которая образуется при гликолизе сахаров.

В результате альдольной ступенчатой конденсации остатков кислоты уксусной образуются поликетометиленовые кислоты. Присоединение происходит по типу «голова» - «хвост» при обязательном участии фермента коэнзима А с промежуточным образованием ацетил-коэнзима А, а затем малонил-коэнзима А (поэтому называют ацетатно-малонатный путь.

Циклизация поликетонов идет под действием фермента синтетазы.

Если наращивать цепочку до 16-ти углеродных атомов (8 остатков кислоты уксусной) образуется ядро антрацена:

По ацетатно-малонатному пути идет биосинтез простых фенолов и производных антрацена в грибах и лишайниках; антрахинонов группы хризацина, колец А и С антрахинонов группы ализарина у растений; кольца А в молекуле флавоноидов; госсипола, содержащегося в коре корней хлопчатника.

2. Шикиматный путь.

Биосинтез идет через кислоту шикимовую, соединение близкое к ароматическим соединениям. В расшифровке этого пути биосинтеза большая заслуга принадлежит ученому Б. Дэвису (1951-55 гг.).

Исходными продуктами биосинтеза служат фосфоенолпируват и эритрозо-4-фосфат, образующиеся в процессе гликолиза и пентозного цикла сахаров. В результате ряда ферментативных реакций и конденсации из них образуется кислота шикимовая.

Далее в процессе последовательных ферментативных реакций, протекающих при участии АТФ, присоединяется еще фосфоенолпируват, количество двойных связей увеличивается до двух - образуется кислота префеновая, а затем до трех - образуется кислота фенилпировиноградная или кислота пара-гидроксифенилпировиноградная. Далее под воздействием ферментов трансаминаз образуются ароматические аминокислоты - фенилаланин и тирозин.

При участии ферментов аммиаклиаз от аминокислот отщепляется аммиак, и возникают соответственно кислоты коричная и пара-гидроксикоричная.

Это исходные продукты синтеза пара- и орто-фенолов в растениях, кумаринов, хромонов, лигнанов, кольца В в молекуле флавоноидов, кольца В антрахинонов группы ализарина у растений, гидролизуемых дубильных веществ.

3. Смешанный путь.

По смешанному пути синтезируются флавоноиды и антрахиноны, производные ализарина. Флавоноиды являются источником синтеза конденсированных дубильных веществ.

2. Двухатомные фенолы (дифенолы):

а) 1,2-дигидроксибензол

Пирокатехин

б) 1,4-дигидроксибензол

Гидрохинон

Гидрохинон является агликоном арбутина - гликозида, содержащегося в листьях и побегах толокнянки и брусники. В сырье толокнянки содержится также метиларбутин.

Арбутин	Метиларбутин

3. Трехатомные фенолы (трифенолы) - 1,3,5-тригидроксибензол - флороглюцин.

Трехатомные фенолы встречаются в растениях, как правило, в виде производных флороглюцина. Наиболее простым соединением является аспидинол, содержащий одно флороглюциновое кольцо.

Аспидинол

Кислота пара-гидроксибензойная	Кислота салициловая (содержится в траве фиалки, плодах малины, обладает противовоспалительным и жаропонижающим действием)
Кислота протокатеховая	Кислота галловая

Содержатся в листьях и побегах толокнянки и брусники. Встречаются в растительном сырье, как в свободном, так и в связанном виде по типу депсидов или в виде гликозидов, являются структурными единицами дубильных веществ.

Пара-тиразол	Салидрозид (родиолозид)

Кислота кофейная

Простые фенольные соединения - это бесцветные, реже слегка окрашенные, кристаллические вещества с определенной температурой плавления, оптически активны. Имеют специфический запах, иногда ароматный (тимол, карвакрол). В растениях чаще встречаются в виде гликозидов, которые хорошо растворимы в воде, спирте, ацетоне; нерастворимы в эфире, хлороформе. Агликоны слабо растворимы в воде, но хорошо растворимы в эфире, бензоле, хлороформе и этилацетате. Простые фенолы имеют характерные спектры поглощения в УФ и видимой областях спектра.

Фенольные кислоты - кристаллические вещества, растворимы в спирте, этилацетате, эфире, водных растворах натрия гидрокарбоната и ацетата.

Госсипол - мелкокристаллический порошок от светло-желтого до темно-желтого цвета с зеленоватым оттенком, практически нерастворим в воде, мало растворим в спирте, хорошо растворим в липидных фазах.

Химические свойства простых фенольных соединений обусловлены наличием:

• 
  ароматического кольца, фенольного гидроксила, карбоксильной группы;
  
• 
  гликозидной связи.
  

1. Реакция гидролиза (за счет гликозидной связи). Фенольные гликозиды легко гидролизуются под действием кислот, щелочей или ферментов до агликона и сахаров.

2. Реакция окисления. Фенольные гликозиды легко окисляются, особенно в щелочной среде (даже кислородом воздуха), образуя хиноидные соединения.

3. Реакция солеобразования. Фенольные соединения, обладая кислотными свойствами, образуют со щелочами растворимые в воде феноляты.

4. Реакции комплексообразования. Фенольные соединения образуют с ионами металлов (железа, свинца, магния, алюминия, молибдена, меди, никеля) комплексы, окрашенные в различные цвета.

5. Реакция азосочетания с солями диазония. Фенольные соединения с солями диазония образуют азокрасители от оранжевого до вишнево-красного цвета.

6. Реакция образования сложных эфиров (депсидов). Депсиды образуют фенолокислоты (кислоты дигалловая, тригалловая).
Оценка качества сырья, содержащего простые фенольные соединения. Методы анализа
Качественный и количественный анализ сырья основан на физических и химических свойствах.

Качественный анализ.

Фенольные соединения извлекают из растительного сырья водой. Водные извлечения очищают от сопутствующих веществ, осаждая их раствором свинца ацетата. С очищенным извлечением выполняют качественные реакции.

Фенологликозиды, имеющие свободный фенольный гидроксил, дают все реакции, характерные для фенолов (с солями железа, алюминия, молибдена и др.).

Специфические реакции (ГФ ХI):

1. 
   на арбутин (сырье брусники и толокнянки):
   

б) с 10 % раствором натрия фосфорномолибденовокислого в кислоте хлористоводородной. Реакция основана на образовании комплексного соединения синего цвета.

2. 
   на салидрозид (сырье родиолы розовой):
   

Хроматографическое исследование:

Используют различные виды хроматографии (бумажная, тонкослойная и др.). При хроматографическом анализе обычно используют системы растворителей:

• 
  н-бутанол-уксусная кислота-вода (БУВ 4:1:2; 4:1:5);
  
• 
  хлороформ-метанол-вода (26:14:3);
  
• 
  15 % кислота уксусная.
  

Используется тонкослойная хроматография. Проба основана на разделении в тонком слое силикагеля (пластинки «Силуфол») метанольного извлечения из сырья в системе растворителей хлороформ-метанол-вода (26:14:3) с последующим проявлением хроматограммы диазотированным натрия сульфацилом. Пятно салидрозида с Rf = 0,42 окрашивается в красноватый цвет.

Для количественного определения фенологликозидов в лекарственном растительном сырье используют различные методы: гравиметрические, титриметрические и физико-химические.

1. Гравиметрическим методом определяют содержание флороглюцидов в корневищах папоротника мужского. Метод основан на извлечении флороглюцидов из сырья диэтиловым эфиром в аппарате Сокслета. Извлечение очищают, отгоняют эфир, полученный сухой остаток высушивают и доводят до постоянной массы. В пересчете на абсолютно сухое сырье содержание флороглюцидов должно быть не менее 1,8 %.

2. Титриметрический йодометрический метод используется для определения содержания арбутина в сырье брусники и толокнянки. Метод основан на окислении агликона гидрохинона до хинона 0,1 М раствором йода в кислой среде и в присутствии натрия гидрокарбоната после получения очищенного водного извлечения и проведения кислотного гидролиза арбутина. Гидролиз проводится кислотой серной концентрированной в присутствии цинковой пыли, чтобы выделившийся свободный водород предотвращал собственное окисление гидрохинона. В качестве индикатора используют раствор крахмала.

I₂ (изб.) + 2Na₂S₂O₃→2NaI + Na₂S₄O₆

Брусника встречается в лесной и тундровой зонах, толокнянка обыкновенная - в лесной зоне европейской части страны, в Сибири и на Дальнем Востоке. Брусника произрастает в сосновых, еловых зеленомошных и смешанных лесах, на влажных местах, по окраинам торфяных болот. Толокнянка - в сухих сосновых беломошных и лиственничных лесах, на вырубках, открытых солнечных местах, песчаных почвах.

Щитовник (папоротник) мужской (Dryopteris filix-mas (L.) Schott, сем. аспидиевые (Aspidiaceae) произрастает в лесной зоне европейской части и в горах Южной Сибири. Предпочитает тенистые хвойные и широколиственные леса.

Ареал родиолы розовой охватывает полярно-арктическую, альпийскую и тундровую зоны европейской части, Урала, Дальнего Востока, горы юга Сибири (Алтай, Саяны). Родиола розовая образует заросли в каменистых долинах рек, в редколесьях и на влажных лугах. Основные заросли находятся на Алтае.

Сырье хлопчатника (Gossypium spp., сем. мальвовые (Malvaceae)) импортируют из стран Средней Азии.
Особенности сбора, сушки и хранения сырья, содержащего простые фенольные соединения
Заготовку сырья брусники и толокнянки проводят в два срока - ранней весной до цветения и осенью с начала созревания плодов до появления снежного покрова. Сушка воздушно-теневая или искусственная при температуре не более 50-60 °С в тонком слое. Повторная заготовка на одних и тех же зарослях возможна через 5-6 лет.

Сырье родиолы розовой (золотой корень) заготавливают в фазы конца цветения и плодоношения. Сушат при температуре 50-60 °С. Повторная заготовка на одних и тех же зарослях возможна через 10-15 лет.

Сырье щитовника мужского (Rhizomata Filicis maris) собирают осенью, не моют, сушат в тени или в сушилках при температуре не более 40 °С. Повторная заготовка на одних и тех же зарослях возможна через 20 лет.

Сырье хлопчатника - кору корней (Cortex radicum Gossypii) - заготавливают после сбора урожая хлопка.

Хранят сырье по общему списку в сухом, хорошо проветриваемом помещении. Срок годности - 3 года. Корневища папоротника мужского хранят 1 год.
Пути использования сырья, содержащего простые фенольные соединения
Сырье брусники, толокнянки, родиолы розовой отпускают из аптеки без рецепта врача - приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ № 578 от 13.09.2005 - как лекарственные средства. Корневища папоротника мужского, корневища и корни родиолы розовой, кору корней хлопчатника используют как сырье для получения готовых лекарственных средств.

Из лекарственного растительного сырья, содержащего фенологликозиды, получают:

1. Экстемпоральные лекарственные формы:

• 
  отвары (сырье брусники, толокнянки, родиолы розовой);
  
• 
  сборы (сырье брусники, толокнянки, родиолы розовой).
  

- экстракты:

• 
  жидкий экстракт (корневища и корни родиолы розовой);
  
• 
  густой эфирный экстракт (корневища папоротника мужского).
  

• 
  «Родаскон» из сырья родиолы розовой.
  

- 3 % линимент госсипола и глазные капли - 0,1 % раствор госсипола в 0,07 % растворе натрия тетрабората (кора корней хлопчатника).

1. Антимикробное, противовоспалительное, диуретическое (мочегонное) действие характерно для сырья брусники и толокнянки. Оно обусловлено наличием в сырье арбутина, который под влиянием ферментов желудочно-кишечного тракта расщепляется на гидрохинон и глюкозу. Гидрохинон, выделяясь с мочой, оказывает антимикробное и раздражающее действие на почки, что обусловливает диуретический эффект и противовоспалительное действие. Противовоспалительное действие обусловлено также наличием дубильных веществ.

Применяют лекарственные формы из сырья брусники и толокнянки для лечения воспалительных заболеваний почек, мочевого пузыря (циститы, уретриты, пиелиты) и мочевыводящих путей. Отвары из листьев брусники используют для лечения заболеваний, связанных с нарушением минерального обмена: мочекаменной болезни, ревматизма, подагры, остеохондроза.

Побочное действие: при приеме больших доз возможно обострение воспалительных процессов, тошнота, рвота, понос. В связи с этим, прием лекарственных форм из сырья брусники и толокнянки рекомендуют проводить в комплексе с другими растениями.

2. Противовирусное действие характерно для фенольных соединений коры корней хлопчатника. «Госсипол» применяют при лечении опоясывающего лишая, простого герпеса, псориаза (линимент); при герпетическом кератите (глазные капли).

3. Адаптогенное, стимулирующее и тонизирующее действие оказывают препараты корневищ и корней родиолы розовой. Препараты повышают работоспособность при утомлении, выполнении тяжелой физической работы, оказывают активизирующее влияние на кору головного мозга. Фенольные соединения родиолы способны ингибировать перекисное окисление липидов, повышая устойчивость организма к экстремальным нагрузкам, тем самым проявляют адаптогенное действие. Применяют для лечения больных неврозами, гипотонией, вегето-сосудистой дистонией, шизофренией.

Противопоказания: гипертония, лихорадка, возбуждение. Не назначают летом в жаркое время и во второй половине дня.

4. Антигельминтное (противоглистное) действие оказывают препараты корневищ папоротника мужского. Сумма флороглюцидов оказывает губительное действие на ленточных паразитов (свиной цепень, бычий цепень, карликовый цепень), вызывает паралич мышечной системы паразита без существенного влияния на организм животных и человека. Применяют экстракт мужского папоротника густой при инвазиях ленточными паразитами. При его использовании через 30-40 минут назначают только солевые слабительные средства, способствующие изгнанию паразита из желудочно-кишечного тракта. Недопустимо применение масляных слабительных (масло касторовое и др.), так как препарат растворяется в жирах, всасывается в кровь, и может наступить отравление. Поэтому препарат используют только в стационарах под строгим наблюдением врача.