Фармакогнозія з основами біохімії рослин - Ковальов В. М. 2004

Спеціальна частина
Фенольні сполуки
Іридоїди

Іридоїди — група монотерпенових сполук рослинного походження, що містять у своїй структурі частково гідровану циклопентанпіранову систему.

Назва «іридоїди» була запропонована Бріггсом у 1963 р. замість розпливчастих понять «псевдоіндикани», «кислоточутливі глікозиди», «аукубінові глікозиди». У назві відображена структурна та біогенна спорідненість аглікону іридоїдних глікозидів з іридодіалем — речовиною, яка вперше була виділена з мурах.

Іридоїдні глікозиди після дії на них мінеральних кислот утворюють забарвлені сині або синьо-фіолетові розчини з наступним випаданням фіолетово-чорного осаду. За результатом кольорових реакцій ці глікозиди назвали псевдоіндиканами.

Циклопентанопіран

Іридодіаль

У рослинах іридоїди частіше зустрічаються у вигляді глікозидів, іноді — у вільному стані. Сахарна частина глікозидів представлена глюкозою, ксилозою, рамнозою, галактозою. Іридоїди легко окислюються киснем повітря.

Псевдоіндикани є леткими компонентами ефірних олій, складають неамінну частину комплексних індольних алкалоїдів.

Класифікація

Іридоїдні сполуки поділяють на чотири основні групи: циклопентанові іридоїди; секоіридоїди; іридоїди род. валеріанових — валепотріати; комплексні іридоід-алкалоїди. Відомі в рослинах димерні іридоїди.

Циклопентанові іридоїди. За кількістю вуглецевих атомів скелета аглікону іридоїдні глікозиди поділяють на чотири типи: С₈, C₁₀ і С₁₄.

С₈-тип іридоїдних глікозидів нечисленний, до нього належать тільки дві сполуки — унедозид і стільберикозид, які є 10,11-динорпохідними іридодіалю.

R=H — Унедозид

R=OH— Стільберикозид

С9-тип глікозидів можна поділити на дві групи: С-10-нор- і С- 11-нор-іридоїди. За наявністю та розташуванням подвійного зв’язку і епоксидного кільця у циклопентановій частині С-11-нор-глікозиди поділяють на підгрупи аукубіну, каталполу та гарпагіду, а C-10-нор-глікозиди — на підгрупи декалозиду, деуціозиду і деуціолу.

Аукубін (аукубозид) поширений у рослинному світі і згайдений у рослин близько 90 родів з родин Scrophulariaceae (Euphrasia, Veronica, Verbascum та ін.), Plantaginaceae тощо. Глікозид має бактеріостатичні, протизапальні та спазмолітичні властивості, є дані, що він діє як антидот на токсини грибів з роду Amonita spp.

Каталпол

Гарпагід

Гарпагід — глікозид з епоксидним містком і ефірним зв’язком з n-оксибензойною кислотою, який виявляє сечогінну дію. Містяться ці сполуки у рослинах з родів Plantago, Verbascum.

Іридоїди підгрупи декалозиду мають на відміну від інших С-11-нор-глікозидів подвійний зв’язок в положенні С-7 — С-8 аглікону.

Декалозид

Деуціозид (менцелозид)

Деуціол

С10-тип іридоїдів поділяють на підгрупи логаніну, монотропеїну, асперулозиду та групу С-11-О-глікозидів, які відрізняються наявністю вуглеводного залишку не у С-1, а у С-11 положенні.

Логанін — глікозид з гірким смаком, вперше виділений з насіння Strychnos nuх vomica, Loganiaceae. Пізніше ідентифікований в інших рослинах (Menyanthes, Verbena). Є важливою сполукою у біосинтезі індольних алкалоїдів, виявляє протизапальну дію.

Асперулозид — глікозид з подвійним зв’язком у С-7 — С-8. Поширений у родині Rubiaceae (Asperula, Rubia, Galium), Ericaceae (Vaccinium). Внаслідок ферментативного гідролізу утворюється аглікон, який викликає почорніння зібраного листя.

Поганій

Асперулозид

Валерозидат

Лоліолід

Представником С-11-О-глікозидів є валерозидат. Нетлікозидним іридоїдним лактоном С₁₀-типу є лоліолід, який виділений з багатьох рослин, зокрема з видів Arnica, Plantago, Digitalis, Lolitim, Menyanthes trifoliata. Сполука у фармакологічному експерименті виявила цитотоксичну дію.

С14-тип іридоїдних глікозидів має в агліконовій частині на чотири вуглецевих атоми більше, ніж монотерпени, але наявність в їх структурі тетрагідроциклопентанпіранової системи і біогенетична спорідненість з іридоїдами дають змогу віднести ці речовини до іридоїдів. До підгрупи належать, наприклад, плюмерицин і плюмерид.

Секоіридоїди. У секоіридоїдів на відміну від іридоїдів відсутній зв’язок між С-7 і С-8 положеннями; вони майже не розчиняються у воді. Секоіридоїди поділяють на три групи: прості іридоїди типу секологаніну

Секологанін

Секоіридоїди групи олеуропеіну мають подвійний зв’язок між C8 - С9.

Олеуропеїн

Олеуропеїн вперше був виділений з листків і плодів маслини (Olea еurораеа). Речовина має гіпотензивну активність, попереджає відкладання холестерину.

Секоіридоїди групи генціопікрозиду поширені в рослинах родин Gentianaceae, Menyanthaceae, Loganiaceae, Apocynaceae, Caprifoliaceae, Oleaceae.

Генціопікрозид (генціопікрин)

R = Н — Сверозид

R = ОН — Сверціамарин (еритроцентаурин)

Іридоїди родини Valerianaceae — валепотріати. Іридоїдні сполуки, що виділені з рослин родини валеріанові, містять п’ять або шість гідроксильних груп в іридоїдному скелеті, дві з яких утворюють епоксид (циклічний ефір), а інші етерифіковані. Внаслідок цього сполуки отримали назву валепотріати (валеріана — епокси-тріестер).

У залежності від ступеня насичення зв’язку у С-5 валепотріати поділяють на дві групи: валтрати та дигідровалтрати. У формулах R₁= R₂— залишок ізовалеріанових кислот.

Валтрат

Дигідровалтрат

Валепотріати — нестійкі сполуки. Під час сушіння сировини внаслідок дії ензимів проходить перетворення валепотріатів в балдриналь і гомобалдриналь, при цьому виділяються вільні кислоти (ізовалеріанова та її аналоги) і сировина набуває характерного валеріанового запаху.

R = ізовалеріаніл — Гомобалдриналь

R = ацетил — Балдриналь

Біосинтез

Існує ряд думок з питання біосинтезу іридоїдів у рослинах. Попередником іридоїдних сполук є мевалонова кислота, з якої в процесі біосинтезу утворюється геранілпірофосфат, а з його проміжного продукту формується іридоїдний скелет:

Деякі дослідники вважають, що проміжним продуктом є 10-оксигераніол, з якого утворюється іридодіаль:

У різних рослинах з іридодіаля можуть утворюватися іридоїди з меншою кількістю атомів вуглецю, C₈ і С₉ типи. Може відбуватися розрив п’ятичленного циклу з утворенням секоіридоїдів.

Типи іридоїдів та секоіридоїдів

Поширення

Іридоїдні сполуки найбільш поширені в рослинах родин Gentianaceae, Menyanthaceae, Loganiaceae (секоіридоїди), ОІеасеае, Verbenaceae, Plantaginaceae, Scrophulariaceae (+ип аукубіну), Lamiaceae, Valerianaceae (тип гарпагіду, валепотріати). На цей час виділено понад 250 індивідуальних речовин. Секоіридоїди групи олеуропеїну характерні для родини маслинових. Комплексні іридоїд-алкалоїди виявлені в рослинах родин Rubiaceae та Аросупасеае.

Виділення і дослідження

Вміст іридоїдів у деяких рослинах становить близько 1 %. Виділення іридоїдних глікозидів з рослинної сировини ускладнене через їхню чутливість до ферментів, кислот, а у випадку ацильованих глікозидів також і до лугів. Це обмежує використання відомих методів для їх екстракції.

Виділення іридоїдів проводять водою, водно-спиртовими розчинами, 25 % водним розчином хлориду натрію. Очищають витяжку від ліпофільних речовин екстракцією розчинниками, що не змішуються з водою, а від супутніх фенольних сполук — фільтруванням через шар нейтрального оксиду алюмінію. Домішки сахарів відмивають водою після адсорбції іридоїдних глікозидів на активованому вугіллі. Десорбцію сполук здійснюють водно-спиртовими сумішами, які потім випарюють при зниженому тиску в нейтральному середовищі.

Поділ очищених фракцій на окремі глікозиди проводять хроматографією на колонках з поліамідним сорбентом, силікагелем, целюлозою, препаративною тонкошаровою хроматографією, препаративною рідинною хроматографією високого тиску.

Належність сполук до класу іридоїдів можна визначити реакцією Трим-Хілла (суміш оцтової, концентрованої хлороводневої кислот і 0,2 % водного розчину сульфату міді 20:1:2), при цьому розчин набуває синього кольору, а потім випадає фіолетово-чорний осад.

Біологічна активність

Носієм біологічної активності є аглікон. Як правило, агліконова частина переважає за своєю активністю глікозид.

Секоіридоїди типу генціопікрозиду підвищують апетит, стимулюють травлення, посилюють секрецію шлункового соку. Завдяки гіркому смаку вони подразнюють рецептори язика і рефлекторно діють на органи травлення.

У медицині знайшли застоювання гіркі речовини рослин родів тирлич, бобівник, золототисячник. За хімічною структурою гіркоти (Amara) походять з різних класів природних речовин, відомості про які наведені в табл. 12.

Таблиця 12

Лікарська рослинна сировина з гірким смаком, що використовується у медицині

Виявлено жовчогінну активність таких іридоїдів як аукубін, гарпагід, ацетилгарпагід, аюгол. З рослин роду чистець (Stachys spp., Lamiaceae) запропоновано субстанцію, що є сумішшю гарпагіду, ацетилгарпагіду і аюголу, для лікування захворювань печінки, жовчних шляхів. Для багатьох іридоїдів характерна послаблююча активність. Валепотріати валеріани діють седативно.

Для більшості іридоїдних сполук характерна антибіотична та протимікробна активність по відношенню до грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів. Високу протимікробну активність виявляють аукубін та його аглікон — аукубігенін, непетолактон, геніпова кислота; антилейкемічну — плюмерицин, плюмерид, адамантин; канцеролітичний ефект справляють компоненти кореня валеріани — валтрат та дигідровалтрат.

Гарпагід має протизапальні й анальгетичні властивості. Каталпол і каталпозид підвищують діурез, аукубін стимулює виділення сечової кислоти із нирок. Вербеналін за активністю схожий до ерготаміну.

Одонтозид і аукубін підвищують опір організму до стресу і фізичну працездатність.

Таким чином, завдяки широкому спектру біологічної активності іридоїдні глікозиди є перспективним класом природних с

Іридоїди

Іридоїди — група монотерпенових сполук рослинного походження, що містять у своїй структурі частково гідровану циклопентанпіранову систему.

Назва «іридоїди» була запропонована Бріггсом у 1963 р. замість розпливчастих понять «псевдоіндикани», «кислоточутливі глікозиди», «аукубінові глікозиди». У назві відображена структурна та біогенна спорідненість аглікону іридоїдних глікозидів з іридодіалем — речовиною, яка вперше була виділена з мурах.

Іридоїдні глікозиди після дії на них мінеральних кислот утворюють забарвлені сині або синьо-фіолетові розчини з наступним випаданням фіолетово-чорного осаду. За результатом кольорових реакцій ці глікозиди назвали псевдоіндиканами.

Циклопентанопіран

Іридодіаль

У рослинах іридоїди частіше зустрічаються у вигляді глікозидів, іноді — у вільному стані. Сахарна частина глікозидів представлена глюкозою, ксилозою, рамнозою, галактозою. Іридоїди легко окислюються киснем повітря.

Псевдоіндикани є леткими компонентами ефірних олій, складають неамінну частину комплексних індольних алкалоїдів.

Класифікація

Іридоїдні сполуки поділяють на чотири основні групи: циклопентанові іридоїди; секоіридоїди; іридоїди род. валеріанових — валепотріати; комплексні іридоід-алкалоїди. Відомі в рослинах димерні іридоїди.

Циклопентанові іридоїди. За кількістю вуглецевих атомів скелета аглікону іридоїдні глікозиди поділяють на чотири типи: С₈, C₁₀ і С₁₄.

С₈-тип іридоїдних глікозидів нечисленний, до нього належать тільки дві сполуки — унедозид і стільберикозид, які є 10,11-динорпохідними іридодіалю.

R=H — Унедозид

R=OH— Стільберикозид

С9-тип глікозидів можна поділити на дві групи: С-10-нор- і С- 11-нор-іридоїди. За наявністю та розташуванням подвійного зв’язку і епоксидного кільця у циклопентановій частині С-11-нор-глікозиди поділяють на підгрупи аукубіну, каталполу та гарпагіду, а C-10-нор-глікозиди — на підгрупи декалозиду, деуціозиду і деуціолу.

Аукубін (аукубозид) поширений у рослинному світі і згайдений у рослин близько 90 родів з родин Scrophulariaceae (Euphrasia, Veronica, Verbascum та ін.), Plantaginaceae тощо. Глікозид має бактеріостатичні, протизапальні та спазмолітичні властивості, є дані, що він діє як антидот на токсини грибів з роду Amonita spp.

Каталпол

Гарпагід

Гарпагід — глікозид з епоксидним містком і ефірним зв’язком з n-оксибензойною кислотою, який виявляє сечогінну дію. Містяться ці сполуки у рослинах з родів Plantago, Verbascum.

Іридоїди підгрупи декалозиду мають на відміну від інших С-11-нор-глікозидів подвійний зв’язок в положенні С-7 — С-8 аглікону.

Декалозид

Деуціозид (менцелозид)

Деуціол

С10-тип іридоїдів поділяють на підгрупи логаніну, монотропеїну, асперулозиду та групу С-11-О-глікозидів, які відрізняються наявністю вуглеводного залишку не у С-1, а у С-11 положенні.

Логанін — глікозид з гірким смаком, вперше виділений з насіння Strychnos nuх vomica, Loganiaceae. Пізніше ідентифікований в інших рослинах (Menyanthes, Verbena). Є важливою сполукою у біосинтезі індольних алкалоїдів, виявляє протизапальну дію.

Асперулозид — глікозид з подвійним зв’язком у С-7 — С-8. Поширений у родині Rubiaceae (Asperula, Rubia, Galium), Ericaceae (Vaccinium). Внаслідок ферментативного гідролізу утворюється аглікон, який викликає почорніння зібраного листя.

Поганій

Асперулозид

Валерозидат

Лоліолід

Представником С-11-О-глікозидів є валерозидат. Нетлікозидним іридоїдним лактоном С₁₀-типу є лоліолід, який виділений з багатьох рослин, зокрема з видів Arnica, Plantago, Digitalis, Lolitim, Menyanthes trifoliata. Сполука у фармакологічному експерименті виявила цитотоксичну дію.

С14-тип іридоїдних глікозидів має в агліконовій частині на чотири вуглецевих атоми більше, ніж монотерпени, але наявність в їх структурі тетрагідроциклопентанпіранової системи і біогенетична спорідненість з іридоїдами дають змогу віднести ці речовини до іридоїдів. До підгрупи належать, наприклад, плюмерицин і плюмерид.

Секоіридоїди. У секоіридоїдів на відміну від іридоїдів відсутній зв’язок між С-7 і С-8 положеннями; вони майже не розчиняються у воді. Секоіридоїди поділяють на три групи: прості іридоїди типу секологаніну

Секологанін

Секоіридоїди групи олеуропеіну мають подвійний зв’язок між C8 - С9.

Олеуропеїн

Олеуропеїн вперше був виділений з листків і плодів маслини (Olea еurораеа). Речовина має гіпотензивну активність, попереджає відкладання холестерину.

Секоіридоїди групи генціопікрозиду поширені в рослинах родин Gentianaceae, Menyanthaceae, Loganiaceae, Apocynaceae, Caprifoliaceae, Oleaceae.

Генціопікрозид (генціопікрин)

R = Н — Сверозид

R = ОН — Сверціамарин (еритроцентаурин)

Іридоїди родини Valerianaceae — валепотріати. Іридоїдні сполуки, що виділені з рослин родини валеріанові, містять п’ять або шість гідроксильних груп в іридоїдному скелеті, дві з яких утворюють епоксид (циклічний ефір), а інші етерифіковані. Внаслідок цього сполуки отримали назву валепотріати (валеріана — епокси-тріестер).

У залежності від ступеня насичення зв’язку у С-5 валепотріати поділяють на дві групи: валтрати та дигідровалтрати. У формулах R₁= R₂— залишок ізовалеріанових кислот.

Валтрат

Дигідровалтрат

Валепотріати — нестійкі сполуки. Під час сушіння сировини внаслідок дії ензимів проходить перетворення валепотріатів в балдриналь і гомобалдриналь, при цьому виділяються вільні кислоти (ізовалеріанова та її аналоги) і сировина набуває характерного валеріанового запаху.

R = ізовалеріаніл — Гомобалдриналь

R = ацетил — Балдриналь

Біосинтез

Існує ряд думок з питання біосинтезу іридоїдів у рослинах. Попередником іридоїдних сполук є мевалонова кислота, з якої в процесі біосинтезу утворюється геранілпірофосфат, а з його проміжного продукту формується іридоїдний скелет:

Деякі дослідники вважають, що проміжним продуктом є 10-оксигераніол, з якого утворюється іридодіаль:

У різних рослинах з іридодіаля можуть утворюватися іридоїди з меншою кількістю атомів вуглецю, C₈ і С₉ типи. Може відбуватися розрив п’ятичленного циклу з утворенням секоіридоїдів.

Типи іридоїдів та секоіридоїдів

Поширення

Іридоїдні сполуки найбільш поширені в рослинах родин Gentianaceae, Menyanthaceae, Loganiaceae (секоіридоїди), ОІеасеае, Verbenaceae, Plantaginaceae, Scrophulariaceae (+ип аукубіну), Lamiaceae, Valerianaceae (тип гарпагіду, валепотріати). На цей час виділено понад 250 індивідуальних речовин. Секоіридоїди групи олеуропеїну характерні для родини маслинових. Комплексні іридоїд-алкалоїди виявлені в рослинах родин Rubiaceae та Аросупасеае.

Виділення і дослідження

Вміст іридоїдів у деяких рослинах становить близько 1 %. Виділення іридоїдних глікозидів з рослинної сировини ускладнене через їхню чутливість до ферментів, кислот, а у випадку ацильованих глікозидів також і до лугів. Це обмежує використання відомих методів для їх екстракції.

Виділення іридоїдів проводять водою, водно-спиртовими розчинами, 25 % водним розчином хлориду натрію. Очищають витяжку від ліпофільних речовин екстракцією розчинниками, що не змішуються з водою, а від супутніх фенольних сполук — фільтруванням через шар нейтрального оксиду алюмінію. Домішки сахарів відмивають водою після адсорбції іридоїдних глікозидів на активованому вугіллі. Десорбцію сполук здійснюють водно-спиртовими сумішами, які потім випарюють при зниженому тиску в нейтральному середовищі.

Поділ очищених фракцій на окремі глікозиди проводять хроматографією на колонках з поліамідним сорбентом, силікагелем, целюлозою, препаративною тонкошаровою хроматографією, препаративною рідинною хроматографією високого тиску.

Належність сполук до класу іридоїдів можна визначити реакцією Трим-Хілла (суміш оцтової, концентрованої хлороводневої кислот і 0,2 % водного розчину сульфату міді 20:1:2), при цьому розчин набуває синього кольору, а потім випадає фіолетово-чорний осад.

Біологічна активність

Носієм біологічної активності є аглікон. Як правило, агліконова частина переважає за своєю активністю глікозид.

Секоіридоїди типу генціопікрозиду підвищують апетит, стимулюють травлення, посилюють секрецію шлункового соку. Завдяки гіркому смаку вони подразнюють рецептори язика і рефлекторно діють на органи травлення.

У медицині знайшли застоювання гіркі речовини рослин родів тирлич, бобівник, золототисячник. За хімічною структурою гіркоти (Amara) походять з різних класів природних речовин, відомості про які наведені в табл. 12.

Таблиця 12

Лікарська рослинна сировина з гірким смаком, що використовується у медицині

Виявлено жовчогінну активність таких іридоїдів як аукубін, гарпагід, ацетилгарпагід, аюгол. З рослин роду чистець (Stachys spp., Lamiaceae) запропоновано субстанцію, що є сумішшю гарпагіду, ацетилгарпагіду і аюголу, для лікування захворювань печінки, жовчних шляхів. Для багатьох іридоїдів характерна послаблююча активність. Валепотріати валеріани діють седативно.

Для більшості іридоїдних сполук характерна антибіотична та протимікробна активність по відношенню до грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів. Високу протимікробну активність виявляють аукубін та його аглікон — аукубігенін, непетолактон, геніпова кислота; антилейкемічну — плюмерицин, плюмерид, адамантин; канцеролітичний ефект справляють компоненти кореня валеріани — валтрат та дигідровалтрат.

Гарпагід має протизапальні й анальгетичні властивості. Каталпол і каталпозид підвищують діурез, аукубін стимулює виділення сечової кислоти із нирок. Вербеналін за активністю схожий до ерготаміну.

Одонтозид і аукубін підвищують опір організму до стресу і фізичну працездатність.

Таким чином, завдяки широкому спектру біологічної активності іридоїдні глікозиди є перспективним класом природних сполук для створення нових лікарських препаратів. Відомості про деякі з них наведені в табл. 12 Додатків.

полук для створення нових лікарських препаратів. Відомості про деякі з них наведені в табл. 12 Додатків.