Uchebnik
.pdfДобавляют несколько капель 1% спиртового раствора холестерина, появляется осадок (терпеноиды).
Гемолиз эритроцитов. К 1 мл исследуемого раствора добавляют 1 мл 2% взвеси эритроцитов в изотоническом растворе. Кровь становится прозрачной, ярко-красной (сапонины).
Добавляют 4 мл раствора аммиака и 1 мл 10% раствора натрия фосфорномолибденовокислого в кислоте хлороводородной 10%, появляется синее окрашивание (арбутин).
Сердечные гликозиды (наперстянка, ландыш, горицвет) отвечают за кардиотоническое действие. Стероидные соединения без лактонного кольца кардиотоническим действием не обладают.
Для тритерпеновых и стероидных гликозидов характерна гемолитическая активность, токсичность для хладнокровных. Для антрагликозидов специфично слабительное и желчегонное действие, кумариновых – повышение чувствительности кожи к УФ лучам и т.д.
Как горечи используют горькие гликозиды полыни, одуванчика, горечавки, золототысячника и др., усиливающих перистальтику желудка и выделение желудочного сока, что способствует лучшему усвоению пищи.
Терпеновые гликозиды – сапонины, используют как отхаркивающие (истод, синюха, первоцвет), мочегонные (почечный чай), желудочные (зверобой), седативные, потогонные, рвотные и др. средства.
Флавоноидные гликозиды обладают Р-витаминной активностью, оказывают бактерицидное, желчегонное, антиоксидантное действие, способствуют очистке организма от тяжелых металлов и радионуклидов.
Химические свойства гликозидов
Химические свойства гликозидов определяются химическими свойствами соответствующих агликонов, которые описаны в других главах.
Как отмечалось выше, гликозиды отличаются от своих агликонов растворимостью в воде и водно-органических растворителях, но их растворимость зависит от числа и расположения углеводных фрагментов.
С наличием С-С, С-О-С, C-N, C-S связей, связано общее свойство всех гликозидов: они подвержены гидролизу ферментами, кислотами и основаниями, при этом в гидролизате идентифицируют углеводные фрагменты (как правило, методом хроматографического сопоставления со стандартными образцами углеводов). Затем гидролизат либо разбавляют водой очищенной, либо нейтрализуют добавлением бикарбоната натрия и экстрагируют агликоны подходящими органическими растворителями, в соответствии с их химической природой. Так, ксантоновые, антрахиноновые, флавоноидные и кумариновые агликоны извлекают хлороформом, смесями его с бензолом или этилацетатом.
111
Реакции гидролиза:
Гликозиды, дубильные вещества и, при необходимости, продукты гидролиза подвергают реакции ацилирования и метилирования, например:
112
Метилирование диазометаном проходит по фенольным ОН-группам, полные метилаты (перметилаты) получают по реакции с СН3I в присутствии Аg2О или диметилсульфатом в присутствии К2СО3 в сухом ацетоне.
Метанолиз проводят для установления наличия депсидных связей 1 % метилатом натрия в метаноле при рН=6 и комнатной температуре.
По реакции ацилирования обычно получают полные ацетаты, что служит доказательством общего числа ОН-групп в структуре дубильного вещества или любого гликозида.
В эллаготанинах, при необходимости подтверждения деоксигексадифеновой кислоты, получают феназинпроизводные по реакции с ортофенилендиамином в среде 15% уксусной кислоты в метаноле:
При наличии свободного гликозидного гидроксила, его защиту осуществляют получением аминоальдитольных производных:
Химическая трансформация циклоартановых гликозидов осуществлена в 2 направлениях: трансформация гениновой части молекул с сохранением углеводных компонентов и региоселективное гликозидирование.
В основе первого пути лежит отщепление боковой цепи при окислении хромовой кислотой до образования -лактона в боковой цепи:
113
114
При сравнительном изучении влияния циклоартановых и сердечных гликозидов на некоторые показатели метаболизма миокарда у животных определено, что аскендозид D способствует усилению липолитической активности миокарда и окислительного метаболизма липидов. Под действием аскендозида D и циклосиверсиозида F отмечен гипогликемический эффект.
Примеры установления структур гликозидов
УФ- и ИКспектры малоинформативны для определения сложных молекул галло- и эллаготанинов, поэтому для них и других гликозидов, чаще используют масс-спектры, позволяющие определить не только массу вещества, но и характерный путь его фрагментации по массам фрагментов и интенсивности их сигналов.
Спектры 13С-ЯМР позволяют определить число углеродных атомов и их характер, что в сочетании с химическими превращениями и масс-спектром часто бывает достаточным для установления структур агликонов и гликозидов.
Из мякоти плодов Rosa platyacanta выделено вещество, при кислотном гидролизе которого получены глюкоза, галловая, дегидроди- и дегидротригалловые кислоты.
Отрицательная реакция с о-толуидиновым реактивом свидетельствует об этерификации гликозидного гидроксила глюкозы.
В ПМР-спектре перацетильного производного содержится 4 аромати-
ческих протона 7.81 (s, 2Н), 7.39 (s, 1H), 7.22 (s, 1H), аномерный протон глюкозы (6.2, d, 2 Гц), и второго сахара (5.53, d, 8 Гц), 11 ацетильных групп прописались в области 1.95-2.10 м.д.
Анализ масс-спектра перметильного производного показал, что глюкоза имеет только одну сложноэфирную связь и 3 остатка галловой кислоты.
М+ 850, 609, 595, 580, 450, 436, 421, 419, 404, 390, 374, 373, 359, 358, 241, 240, 239, 225, 212, 211, 198, 196, 102.
Кислотный гидролиз 5% HCl при 1000С, приводил к образованию глюкозы и галловой кислоты, т.е. соединение соответствовало структуре платиакантина:
O |
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
O |
|
|
O |
|
O |
|||
O O |
O |
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
O |
|
O |
|
O |
O |
|
|
O |
O |
|
O |
O |
|
|
|
|
|
115
100 |
|
|
|
211 |
225 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
212 |
|
|
|
|
|
436 |
|
595 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
195 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
80 |
|
|
|
198 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
404 |
450 |
|
580609 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
239 |
|
|
373 |
|
419 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
240 |
|
|
358374 |
|
421 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
241 |
|
|
359 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
850 M+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
390 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M/Z |
100 |
200 |
|
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
Масс-спектр и схема фрагментации платиакантина
Карпин А - Тразл. 2500С, Rf (БУВ) 0.26. [α]D -440 (С 0.1, метанол). УФ (МеОН, max, нм): 285, 220.
ИК (КВr, , см-1): 3500-3100 (ОН, шир.), 1710 (С=О), 1610, 1615, 1580, 1470, 1460, 1380 (Аr), 1200, 1040, 960, 720.
1Н-ЯМР (DMSO-d6, δ, м.д.): 7.25, 7.12 (2Н), 6.82, 6.61, 6.55, 6.47 (аромат.протоны), 6.32, 6.28, 6.24, 6.18, 5.99, 5.88 (3Н), 5.49, 5.43, 5.36, 5.31 (3Н, m), 5.18, 5.12, 5.07 (2Н), 4.15 (m, 2Н), 3.82 (m, 2Н), 3.64 (m, 2Н) - протоны углеводов, 2.33, 2.12, 1.91, 1.70.
13С-ЯМР (CD3OD-d5, δ, м.д.): 90.53, 91.57. 70.63 (2С), 60.82, 61.97, 67.59, 68.12, 72.57, 71.74, 64.29 (2С) – атомы углерода глюкозы, 46.18, 52.22, 95.87, 92.55, 108.58, 192.62, 195.47, 149.89, 152.82, 126.38, 129.75 – атомы углерода кольца А ДГГДФ-группы, 108.94, 110.61, 110.22, 111.22 (4С), 114.23, 115.03, 115.25, 116.71, 117.64, 117.35, 119.18, 119.54, 119.86, 124.52, 125.20, 126.05, 130.28, 130.34, 136.12, 137.65, 138.39, 139.65, 140.46, 143.55, 144.99, 145.47 (2С), 145.75 (2С), 146.15 (2С), 146.31 (4С), 154.58 – Ar-H галл., ГГДФ, вал. групп, 165.95 (2С), 166.60, 167.57, 170.81, 170.99, 211.84, 210.67 (-СОО-).
116
Продукты полного кислотного гидролиза: галловая, эллаговая кислоты, глюкоза, дилактон валоневой кислоты. Продукты частичного гидролиза: корилагин, бревифолин-карбоновая кислота, маллотусиновая кислота:
Ацетат вещества - коричневый порошок с Тпл. 175-1800С.
1Н-ЯМР-ацетата (DMSO-d6, δ, м.д.): 7.67, 7.43, 7.32, 7.40, 6.43, 6.20, 5.65, 5.06, 4.62, 4.54, 4.40, 4.11 - протоны глюкозы, 2.26-1.90 (СООСН3).
Вещество из Euphorbie glareosa, названное глареином гидролизуется 5% Н2SO4 с образованием галловой и эллаговой кислот и D-глюкозы в соотношении 2:1:1. Содержание галловой кислоты в гидролизате определено колориметрическим методом, эллаговой – весовым:
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
|
|
OH |
|
||
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
COOH |
||||||
|
|
|
H+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
HO |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
||||
|
HO |
|
|
|
|
HO |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
OH |
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
OH |
||||
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
O |
|
O |
|||||
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
галловая |
||||
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
эллаговая |
|
|
|
|||||||
|
|
|
O |
O |
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
кислота |
|||||
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
O |
O |
O |
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
OH O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метилат |
|
|||||||
|
|
|
O HO |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
HO |
|
|
O |
O |
OH |
|
|
(CH3)2SO4 |
|
CH3ONa |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
HO |
|
HO O |
O |
O |
|
|
|
|
|
|
K2CO3 |
|
|
|
|
O |
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
O |
|
O |
O |
|
|
O |
|
||
|
|
OH |
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
O O |
O |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O
117
УФ (МеОН, λmax, нм): 220,270, 360 (3.49, 5.25, 4.50)
ИК (КВr, ν, см-1): 3300 (ОН), 1675 (С=О), 1610 (Ar), 1580 (С=С), 1200 (С-О-С)
1Н-ЯМР (С5D5N, δ, м.д.): 4.60, 6.26, 6.22, 5.81, 4.67, 5.04, 4.30, 5.98, 5.02, 6.17, 4.90, 4.28-4.20, 6.49, 4.28, 6.32, 7.06, 6.54, 6.64, 6.70, 7.11, 7.16, 6.98, 6.64
Многие гликозиды растворяются в дейтерированных растворителях и запись их ПМР-спектров в сравнении с ПМР-спектрами перметилатов и перацетатов, в основном, решает вопросы структурных особенностей таких молекул.
Часто используют двумерный корреляционный 1Н-13С-ЯМР-спектр, что дает дополнительную информацию по конформации углеводных фрагментов по положению сигнала С-1”, в зависимости от заместителей при С-2” и сдвиги сигналов всех С-атомов для α- и β-аномеров.
Абсолютные конфигурации углеводного фрагмента в структурном анализе часто устанавливают с использованием метода кругового дихроизма исходного вещества и его производных (для эллаготанинов - преимущественно, в сравнении с их феназинпроизводными).
Для сложных структур проводят рентгеноструктурный анализ.
В ИК-спектрах идентифицируются полосы 3350-3445 (ОН), 1710-1730 (СОО-), 1010-1020 см-1 (С-О-С и сахарный фрагмент), а также полосы 890 и 840 см-1 для определения конформации кольца. Отрицательное оптическое вращение свидетельствует о β-ориентации гликозидных центров D-ксилозы и D-глюкозы, а также о L-связи для арабинозы.
Арабинозиды и кcилозиды всех фенольных агликонов изучены в меньшей степени, особенно для флавоноидов, кумаринов, ксантонов и антрахинонов. Результаты исследования флавоноидных гликозидов в сравнении спектров ПМР О-арабинозидов и ксилозидов, их перацетатов и ТМС-эфиров описаны Г.Г.Запесочной.
Ниже приведен ПМР-спектр 3”-О-п-кумароил-6”-О-ферулоиластрагалина:
Спектр ПМР 3”-О-п-кумароил-6”-О-ферулоиластрагалина в ацетоне
118
Для идентификации структуры любых гликозидов проводят:
ферментативный, кислотный или основной гидролиз во времени; меняют концентрацию кислот, с нагреванием или без температуры, отмечая наличие или отсутствие промежуточных продуктов гидролиза;
идентифицируют агликоны и углевод(ы) по качественным реакциям, хроматографированием в присутствии стандартных веществ, УФ-, ИК-, ПМР-, масс-спектральными методами;
проводят реакции алкилирования (перметилаты) и ацилирования (перацетаты), определяя число и характер ОН-групп;
идентифицируют промежуточные и конечный продукты гидролиза, определяют для них массу (масс-спектр);
сравнивают ИК-спектры исходного гликозида и продуктов его гидролиза;
сравнивают ПМР-спектры исходного гликозида и его перацетата. Иногда бывает достаточно проведения только нескольких из указанных
операций. Например, из надземной части копеечника щетинистого было выделено 2 флавоноидных гликозида, идентификация которых представлена ниже:
R = H, R1 = α-L-Rha-(1 6)-β-D-Glu (I)
R = OH, R1 = α-L-Rha-(1 6)-β-D-Glu (II)
Данные спектроскопии 1Н- и 13С-ЯМР соединений I и II (DMSO-d6, δ, м.д.)
Атом |
|
I |
|
II |
|
13С |
1Н |
13С |
1Н |
2 |
164.52 |
|
164.72 |
|
3 |
95.33 |
6.80 (s) |
95.33 |
6.70 (s) |
4 |
182.46 |
|
182.54 |
|
5 |
161.65 |
|
161.65 |
|
6 |
101.02 |
6.47 (d, 2.2) |
101.02 |
6.48 (d, 2.2) |
7 |
162.96 |
|
163.45 |
|
8 |
105.96 |
6.79 (d, 2.2) |
104.31 |
6.76 (d, 2.2) |
9 |
157.46 |
|
157.50 |
|
10 |
105.98 |
|
105.96 |
|
1’ |
123.18 |
|
123.45 |
|
2’ |
128.99 |
8.10 (dd, 8.8, 2.2) |
113.60 |
7.40 (d, 2.3) |
3’ |
115.24 |
7.15 (dd, 8.8, 1.7) |
147.28 |
|
4’ |
161.69 |
|
151.85 |
|
5’ |
115.24 |
7.15 (dd, 8.8, 1.7) |
112.78 |
7.11 (d, 8.6) |
6’ |
128.99 |
8.10 (dd, 8.8, 2.2) |
119.47 |
7.50 (dd, 8.6,2.3) |
-ОН (5) |
|
12.90 (s) |
|
12.90 (s) |
-ОСН3 |
56.30 |
3.88 (s) |
56.08 |
3.90 (s) |
|
|
119 |
|
|
1” |
100.20 |
5.10 (d, 7.8) |
100.20 |
5.06 (d, 7.4) |
2” |
73.59 |
3.36 (m) |
73.59 |
3.34 (m) |
3” |
76.76 |
3.34 (m) |
76.76 |
3.32 (m) |
4” |
70.14 |
3.20 (m) |
70.14 |
3.20 (m) |
5” |
76.18 |
3.71 (m) |
76.12 |
3.70 (m) |
6” |
66.59 |
3.51 (m) |
66.59 |
3.49 (m) |
1”’ |
100.46 |
4.60 (d, 1.7) |
10.46 |
4.59 (d, 1.7) |
2”’ |
70.87 |
3.70 (m) |
70.82 |
3.69 (m) |
3”’ |
71.26 |
3.48 (m) |
71.26 |
3.46 (m) |
4”’ |
72.58 |
3.20 (m) |
72.58 |
3.19 (m) |
5”’ |
68.83 |
3.47 (m) |
68.83 |
3.45 (m) |
6”’ |
18.28 |
1.11 (d, 6.2) |
18.28 |
1.10 (d, 6.2) |
По значению химических сдвигов в 1Н- и 13C-ЯМР-спектрах и данным ИК спектроскопии определены размеры окисных циклов и конфигурации гликозидных связей (β-D-глюкопираноза и α-L-рамнопираноза).
J=7.8 и 7.4 (для I и II)
C3-C5 α-72.5 и 69.4 β –75.4 и 73.5 м.д.
В соединениях I и II, для рамнозы сигналы С3-71.26 и С5-68.83, следовательно, рамноза имеет α-конфигурацию. Положение ОСН3- группы определено с помощью NOESY-спектра по кросс-пикам протонов 3.88 м.д. (I) и 3.90 м.д. (II). Сигнал аномерного протона глюкозы (5.10 м.д. – I, 5.06 м.д. - II),
Н-6 (6.47 м.д. – I, = 6.48 - II) и 8 (6.79 м.д. – I и 6.76 - II) указывают на гликозидирование положения 7. Рамноза присоединяется по 6”-положению глюкозы, о чем свидетельствуют кросс-пики аномерных протонов рамнозы 4.60
(I) и 4.59 (II) с протонами Н-6” глюкозы 3.51 (I) и 3.49 (II).
FАВ-масс-спектры: 593.6(I) и 609.5(II) (М+Н)+; (M+Na)+: 615.6(I) и 631.6(II),
что соответствует 7-рутинозиду 5,7-диокси-4’-метоксифлавона (I, линарин) 7- рутинозиду 3’,5,7-триокси-4’-метоксифлавона (II, диосмин).
Хаплозид С (7-О-[α-L-рамнопиранозил-(1 2)-β-D-(6”-O-ацетил)-глюко-
пиранозил)]-3,4’,5-триокси -3’,8-диметоксифлавон):
С31Н36О18, Тпл. 142-1440С
УФ (ЕtOH, λmax, нм): 260, 275, 384.
ПМР (С5D5N, δ, м.д.): 1.75 (3H, d, J=6.0, CH3), 2.03 (3H, s, OCOCH3),
3.76-4.95 (сахар), 3.88 (3H, s, OCH3), 4.13 (3H, s, OCH3), 5.63 (d, J=7.0, H-1”),
6.96(s, H-6), 7.30 (d, J=8.5, H-5’), 8.22 (s, H-2’), 8.26 (dd, J=2.0, 8.5, H-6’).
кислотный гидролиз лимоцитрин, D-глюкоза, L-рамноза.
ацилирование нонаацетат, m/z: 990, 561, 273, 213, 153.
Структура, изображенная ниже для спинозина и его производных, также была установлена сравнением химических превращений и спектральных данных:
120