Uchebnik

При одном строении циклов, они отличаются боковой цепочкой С20-С29:

Одновременно в изученных растениях выделены и идентифицированы экдистероиды, описанный ранее амарастерон и новый – расерстерон:

амарастерон расерстерон

Экдистероиды серпухи венценосной наряду с известными 20оксиэкдизоном и экдизоном, содержат 25S-инокостерон, магистероны А и С, и аюгастерон.

 Экдистероиды маральего корня и др. растений семейства Asteraceae извлекают твердофазной экстракцией в концентрирующих патронах на сорбенте «Диасорб 130-С16Т» с последующим элюированием водным метанолом (2:3) и ВЭЖХ анализом.

Основным компонентом является 20-оксиэкдизон (20Е), обладающий тонизирующим, анаболическим и адаптогенным действием.

В некоторых видах Agapanthus вместе с юккагенином ( 5-2 ,3 -диол), описан триол (25-изо-ряда) агапантогенин, в котором 2 ОН-группы легко ацилируются, а третья – только по реакции с хлористым ацетилом в хлороформе в присутствии диметиланилина.

Реакцией дегидратации триола с минеральными кислотами получают юккагенин и его 4-изомер, т.е. три ОН-группы, это 2 ,3 ,5 -триол.

Из Jucca filifera описан также виллагенин, содержащий С12-кетогруппу, при восстановлении которого образуется сарсасапогенин.

 Из подмаренника настоящего выделены тритерпеновые кислоты: олеаноловая, урсоловая, помоловая и стерины – кампестерин, стигмастерин, - ситостерин и 24-холестан-3-ол.

 Хвоя пихты сибирской – богатый источник тритерпеновых кислот 9 - ланостанового типа (24 Е- и Z-изомеры). Кроме того, в сумме кислот из свежего сырья выделены7(8) и 8(9) лактоны – эпимеры по С23:

 При пропускании хлористого водорода через раствор ацетата диосгенина в уксусном ангидриде, выделено около 10% вещества,

211

которое было идентифицировано как диацетат 16 -хлоркетона и которое при реакции с ацетатом серебра и последующем омылении раствором поташа дало соединение, идентичное 16-дигидрокриптогенину:

ИзRuscus aculeatus экстракцией бутанолом выделен рускогенин:

представляющий собой диол, образующий монобензоат, окислением которого получен кетобензоат, который при восстановлении по методу Кижнера-Вольфа дает диосгенин.

Из Dioscorea tokoro был выделен триол, названный токорогенином. Это соединение является 1 ,3 -диолом с цис-сочленением колец Аи B:

212

Из этого же растения выделен поногенин, который является 2,3-транс- диэкваториальным 5 -диолом.

Другое соединение – когагенин, при кипячении с уксусным ангидридом

впиридине образует триацетат, при обработке которого хлористым тионилом в пиридине легко удаляется третичная ОН-группа и образуется ангидропроизводное, которое при стереоспецифическом гидрировании дает соединение, идентичное триацетату токорогенина:

Наиболее часто встречающиеся сапогенины (спиростаны) растений

Обычно из растений выделяют сумму стеролов, состоящую из веществ по своим физико-химическим свойствам мало отличающихся друг от друга с почти одинаковым хроматографическим поведением на БХ и ТСХ, и только совокупность химических и физико-химических методов дает возможность охарактеризовать отдельные компоненты.

Исследование стероидов при помощи бумажной хроматографии почти не проводится, лишь в особых случаях этот метод используется для разделения полярных коньюгатов. Для быстрого сравнения анализируемых образцов со стандартными, используют ТСХ на готовых закрепленных слоях сорбентов в системах растворителей: петролейный эфир-хлороформ в различных соотношениях, хлороформ-метанол (9:1, 85:15 и 8:2).

Для газохроматографического анализа используют не свободные стерины, а их триметилсилиловые эфиры или другие производные, поскольку в модифицированных стеринах ярче проявляются их стереохимические различия и отвечающие им хроматографические пики симметричны. Обычно производные стеринов одного гомологического ряда очень хорошо

214

разделяются, причем относительное время их удерживания возрастает с увеличением молекулярной массы.

Газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией

используется для анализа сложных стеринов. Для такого рода работы используют термостабильные и селективные неподвижные фазы, например РZ176 и углеводород С87. Стеклянные капиллярные колонки обеспечивают высокое разрешение, а более точного отнесения даже неразрешенных хроматографических пиков добиваются путем компьютерной обработки повторно снятых масс-спектров.

Среди методов жидкостной колоночной хроматографии наиболее часто применяемыми являются: выделение стеролов из воды на колонках, заполненных смолой амберлит ХАD-2 и метод препаративного выделения стеринов на колонках с липофильными гелями.

Высокой разрешающей способностью обладает адсорбционная хроматография на силикагеле, которую проводят в режиме изократического, градиентного или рециклического элюирования. Эффективного разделения ацетатов и бензоатов ненасыщенных стеринов можно достичь также на пропитанном раствором нитрата серебра силикагеле или оксиде алюминия.

Обращенно-фазовую распределительную хроматографию применяют для разделения как свободных стеринов, так и их эфиров на колонках с μ- бондапаком С18, причем лучшие результаты дает безводное элюирование органическими растворителями.

ИК-спектры содержат информацию о наличии гидроксильной группы (3590-3650 см-1) и олефиновых связях в области 1585-1680 см-1 (поглощение, вызванное валентными колебаниями двойной связи).

Характеристические частоты, вызванные двойными связями некоторых стеролов

Однако, инфракрасный спектр позволяет определять степень замещения при двойной связи со значительно большей определенностью, чем положение этой связи в молекуле. Для цис-дизамещенных двойных связей характерно поглощение в области 650-750 см-1, а транс-дизамещенные двойные связи обладают характерным поглощением вблизи 970 см-1.

215

Частоты поглощения связей С-О в 3-оксистеролах при экваториальном расположении оксигрупп прописываются в области ~1040 см-1, а при аксиальном расположении при 996-1036 см –1.

Для установления структур стероидных молекул большую роль играет метод 1Н-ЯМР-спектроскопии. Ценную информацию о строении стероидных молекул дают сдвиги ангулярных метильных групп. Так, для протонов метильной группы С-18, находящихся в различном окружении, сдвиг изменяется в интервале до 0.62 м.д., в то время как для протонов С-19 этот интервал составляет 0.70 м.д. У стероидов, не содержащих двойных связей, кетогрупп или соседних заместителей в кольцах А, В и С, сигналы протонов группы С-19 появляются в сильном поле в области 0.93-0.97 м.д. Положение линии не зависит от цисили транс-сочленения колец А/В. Сигналы протонов С-18 находятся в области 0.60-0.78 м.д. Сигналы С-18 и С-19 прописываются как трехпротонные синглеты.

Метильные группы в системе СН3-СН2-СН< алифатической боковой цепи (например, С-29 у ситостерола или стигмастерола) резонируют как триплет с КССВ~7.2 Гц в области 0.75-0.81 м.д. В спектрах 4,4-диметилстеролов метильные группы при С-30, С-31 и С-32 прописываются в виде трехпротонных синглетов в области 0.75-0.9 м.д., метильные протоны при С-30 4αметилстеролов прописываются в виде дублета с КССВ около 6-7 Гц в этой же области, а при С-32 - дают такой же сигнал, как и у 4,4-диметилстеролов. Положения сигналов протонов метильных групп некоторых фитостеролов в спектрах 1Н-ЯМР представлены в таблице.

Теоретическое рассмотрение спин-спинового взаимодействия с приближением первого порядка показывает, что структура сигнала СН3-СН< метильной группы должна резонировать как дублет. Однако, в системе -СН2- СН(СН3)-СН2- протоны метильной группы не дадут четкого дублета, если у метиленовых групп не будет химического сдвига относительно протона метиновой группы. В тех системах, где другая возмущающая группа находится далеко от метиленовых групп, чтобы оказывать на них влияние, протоны метильной группы могут появляться в виде широкого синглета.

Метиленовые протоны в жестко сочлененных стероидных системах прописываются в области 1.0-2.5 м.д. в виде мультиплетов вследствие спинспинового взаимодействия с протонами соседних групп. Протоны метильных групп прописываются в области 4.1-4.7 м.д., двойная углерод-углеродная связь дезэкранирует соседние протоны и они дают сигналы в более слабом поле. Если олефиновая связь входит в циклическую структуру стерола, то сигналы протонов наблюдаются в виде мультиплетов в области 5.30-5.90 м.д., если в алифатическую разветвленную боковую цепь, то сигналы прописываются также мультиплетами в области 4.5-5.2 м.д.

216

Сигналы метильных групп в спектрах 1Н-ЯМР некоторых 24-метил-, 24-этил- и 22-24-алкилстеролов

Спектральные данные 13С-ЯМР для некоторых стеролов с С-8 - С-10 боковой алифатической цепью

Применение масс-спектрометрии при решении структурных проблем является весьма желательным дополнением, которое не повторяет и не заменяет все известные в настоящее время другие физические методы исследования.

Для всех стеролов в масс-спектрах существуют две закономерности - наличие пиков [М-Ме]+, соответствующих потере ангулярных ионов и наличие пика [М-Н2О]+, соответствующего потере 3-ОН-группы, причем интенсивности данных пиков зависят от расположения и количества двойных связей. Так у 5-стеролов интенсивность [М-Ме]+ составляет 25%, у 7-стеролов - 20%, а у

имеют характеристичный пик с m/z 211, а триеновые стеролы характеризуются пиком m/z 209.

Пики с m/z 158 и 143 характерны для 5,7 -стеролов, а 7 -стеролы характеризуются пиком с m/z 229:

Стеролы, имеющие двойную связь в положении 22 ( 22), в результате разрыва связи С-20/С-22 имеют характеристичный пик с m/z 300, а стеролы 24(28) в основном продуцируют сильный характеристичный ион с m/z 314:

Для 3β-окси- 5-стеролов характерны 2 вида фрагментации, которые дают информацию о количестве атомов углерода в боковой цепи. В случае холестерола прописываются пики характеристичных ионов с m/z 301 и 275, у кампестерола ионы с m/z 315 и 289 (увеличение массы молекулы относительно холестерола на одну СН2 группу в боковой цепи), а для ситостерола пики с m/z 329 и 303 (+28):

219

Таким образом, данные масс-спектров дополняют информацию о строении молекулы вещества. Однако прийти к определенным выводам относительно структуры вещества можно только по результатам комплекса физикохимических методов.

Среди первых стеролов, выделенных из растений, были ситостерол, выделенный из зерновых культур, стигмастерол из соевых бобов, а также эргостерол, найденный в дрожжах.

Фитостеролы, как и все стероиды, являются производными циклопентано-пергидрофенантрена и содержат 28-30 атомов углерода, где к тетрациклическому ядру молекулы присоединена алифатическая разветвленная боковая цепь из 8-10 атомов углерода с двойной связью или без нее с алкильным заместителем у асимметрического С24 атома боковой цепи:

30 31

Фитостеролы отличаются друг от друга также количеством и местом расположения двойных связей обычно при 5, 7, 8, 22, 24(23), 25(26).

Характерными почти для всех высших растений фитостеролами являются ситостерин (стигмаст-5-ен-3β-ол), стигмастерин (стигмаст-5,22-диен-3β-ол), кампестерин (24-метилхолест-5-ен-3β-ол) и их насыщенные аналоги: ситостанол, кампестанол и др. Остальные стерины: десмостерин, β- спинастерин, брассикастерин, а также 4,4-диметил- и 4α-метилстерины: обтузифолиол, 24 этилиденофенол, 24-метиленофенол, 24-этилиденофенол встречаются сравнительно редко в меньших количествах.

В результате хроматографического разделения хлороформных фракций из корней и надземных частей двух видов кермека выделено 5 стеролов - β- ситостерол, стигмастерол, кампестерол, эргостерол и 3-О-β-D-глюкозид кампестерина, идентифицированных данными ИК, ПМР, 13С-ЯМР, массспектров, а также химическими превращениями и сравнением с литературными данными.

220