Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
23
PAGE 2
Лекарственное растительное сырьё и производящие растения,
содержащие дубильные вещества
Представления о дубильных веществах или танинах.
Среди природных БАВ дубильные вещества относят к классу фенольных соединений, а среди них к подклассу полимерных полифенольных соединений. Появление термина "дубильное вещество" ("tanin") относят к 1796 г, когда французский ученый Сеген таким образом обозначил вещества в экстрактах из сырья некоторых растений, обладающих свойством дубления кожи.
Дубление является не только трудоёмким физическим процессом выделки кожи. Существенным для технологии его осуществления считают взаимодействие определённых растительных веществ с компонентами шкур. Именно практические запросы, прежде всего, кожевенной промышленности в середине прошлого столетия и положили начало изучению химии "дубильных" веществ.
Безусловно результаты этих исследований нашли применение и в фармации и в медицине, при использовании некоторых лекарственных растений.
Танины или дубильные вещества - понятия, отражающие способность веществ растительного происхождения модифицировать (дубить) невыделенные шкуры животных, превращая их в кожу. К настоящему времени установлено, что решающей стадией процесса дубления является формирование устойчивой поперечно-связанной структуры между молекулами белка покровных животных тканей (коллагена) и фенольными гидроксилами дубильного вещества. Именно в результате этого шкура превращается в кожу, приобретая такие свойства как гидрофобность, эластичность и устойчивость к внешним воздействиям (повышенная влажность, температура, действие солнечной радиации, микроорганизмов).
Танины это высокомолекулярные полимерные полифенольные растительные вещества, обладающие свойствами вызывать дубление кожи, образовывать: соли с тяжелыми металлами и алкалоидами, а также специфически окрашенные продукты с солями железа (железа хлорид, железо аммониевые квасцы).
КЛАССИФИКАЦИЯ ДУБИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Наиболее ранняя классификация была предложена в 1894 г (Проктер Б.), который разделил дубильные вещества на две группы в зависимости от природы продуктов их пиролиза: разложения вещества при нагревании до 180-2000С без доступа воздуха):
1. Пирогалловые дубильные вещества при разложении образуют пирогаллол.
2. Пирокатехиновые дубильные вещества при пиролизе образуют пирокатехин.
Пирогаллол Пирокатехин
Более поздняя классификация была дана К. Фрейденбергом, который на основании исследования большого числа танинов предложил делить дубильные вещества на группы тоже в зависимости от того, какие продукты из них образуются, однако после взаимодействия их с кислотами.
Согласно этой классификации дубильные вещества принято делить на две большие группы:
1. Гидролизуемые – дубильные вещества, представляющие собой сложные эфиры и при воздействии на них кислот распадающиеся на более низкомолекулярные простые составные части.
2. Конденсированные (негидролизуемые) - при воздействии минеральных кис-
лот подвергаются конденсации с образованием более крупных полимерных окрашенных соединений, называемых ФЛОБАФЕНАМИ.
При сопоставлении классификаций, предложенных Проктером и Фрейденбергом, выяснилось, что группа производных пирогаллола совпадает с группой гидролизуемые дубильные вещества, а группа производных пирокатехина - с группой конденсированные дубильные вещества.
Несмотря на совпадение классификаций по основным позициям последний вариант классификации считается более рациональным, т.к. учитывает структуру дубильных веществ и их физико-химические свойства.
В свою очередь, при классификации лекарственного растительного сырья, содержащего дубильные вещества или танниды, эти БАВ делят на подгруппы:
Среди них различают две группы дубильных и веществ и псевдотанины.
I.1. Галлотаннины.
I.2. Эллаготанины.
I.3. Псевдотанины или несахаридные эфиры фенолкарбоновых кислот.
Последнюю группу в литературе некоторые авторы необоснованно выделяют в отдельную 3 группу дубильных веществ –"низкомолекулярных танинов". Учитывая принятое определение понятия “дубильные вещества“, такие вещества целесообразно называть псевдотанинами. К ним относят розмариновую кислоту, её депсиды с кофейной кислотой и другими фенолкарбоновыми кислотами. Наиболее часто подобные соединения выделяют из сырья растений, принадлежащих к семейству яснотковых (Lamiaceae). Приуроченность их распространения к растениям одного семейства обусловило появление ещё одного для них названия – "дубильные вещества ясноткового типа = типа губоцветных". Правильней подобные вещества называть псевдотанинами или эфирами производных полифенольных карбоновых кислот.
II.1. Производные флаван-3-олов (катехины);
II.2. Производные флаван-3,4-диолов (лейкоантоцианидинов);
II.3. Производные диоксистильбенов;
II.4. Производные дигидрохалконов.
I.1. Галлотаннины
В химическом отношении они представляют собой эфиры галловой кислоты и сахара (чаще всего D-глюкоза). Встречаются моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и полигаллоильные эфиры.
Примером простейшей структуры моногаллоильного производного глюкозы может служить глюкогаллин, выделенный из корней ревеня и сырья других растений растений.
Глюкогаллин
Примером моногаллоильного производного рибозы может служить β-гамаметанин, выделенный из листьев гамамелиса вергинского (верджинского).
Гамаметанин
Одним из наиболее широко известных представителей галловых дубильных веществ является китайский танин. Этот танин состоит из смесей галлоильных эфиров D-глюкозы. Преобладающим компонентом смеси считали сначала пента-галлоил- D –глюкозу, а в последнее время пришли к выводу, что главным компонентом китайского танина является окта-галлоил – D - глюкоза.
Известно, что галловая кислота способна образовывать ДЕПСИДЫ, т.е. в растениях молекулы галловой кислоты соединяются друг с другом "голова к хвосту"; образуя дигалловую (2 молекулы), тригалловую (3 молекулы) и т.д. кислоты
дигалловая кислота тригалловая кислота
Согласно современным представлениям в молекуле преобладающего компонента китайского танина (окта-галлоил – D – глюкозы) к гидроксильным группам у С1, С3, С4 и С5 атомах глюкозы присоединено по одному остатку галловой кислоты, а к гидроксильной группе у С2 – цепочка, состоящая из четырех остатков галловой кислоты.
Примерное строение китайского танина
Основную фракцию китайского танина составляют гепта- и окта-галлоилглюкозы. При полном ферментативном гидролизе (под воздействием фермента танназы) или в процессе кислотного гидролиза китайский танин расщепляется на галловую кислоту и Д-глюкозу.
К основным источникам китайского таннина относятся следующие виды лекарственного растительного сырья:
Галлы китайские - Gallae chinensis (50-80%), производящее растение Сумах полуокрыленный - Rhus semialata из сем. Сумаховые -Anacardiaceae;
Листья сумаха - Folia Rhus coriariae (15-20%), производящее растение - Сумах дубильный - Rhus coriaria из сем. Сумаховые -Anacardiaceae;
Листья скумпии - Folia Cotini coggygriae (до 25%), производящее растение- Скумпия кожевенная – Cotinus coggygriae из сем. Сумаховые -Anacardiaceae.
Кроме этих видов сырья дубильные вещества близкие по строению к китайскому танину получают из галлов фисташковых (бузгунчи) - Gallae Pistaciae (до 50%), производящее растение фисташка обыкновенная - Pistacia vera из сем. Сумаховые – Anacardiaceae. Фисташковое дерево - дерево или кустарник сем. Сумаховые высотой до 10 м. Листья очередные, черешковые, непарноперистосложные. Листочки округло-яйцевидные или эллиптические. Цветки раздельнополые, собраны в метелки. Плод - костянка. Произрастает в Средней Азии. Культивируется там же, а также в Крыму, на Кавказе.
Бузгунча образуется на листьях фисташки при поражении их тлей. Заготавливают галлы в августе.
К гидролизумеым дубильным веществам относится и "ТУРЕЦКИЙ ТАНИН". Турецкий танин, также как и китайский, представляет собой полигаллоилированную Д-глюкозу, у которой цепочка депсидносвязанных галлоильных фрагментов различной длины присоединена к С6 атому, а С2 атом, в отличие от молекулы китайского танина, не галлоилирован.
Примерная структура турецкого танина
Источником турецкого танина служат Галлы турецкие - Gallae turticae.
Растение, на листьях которого они образуются, дуб лузитанский - Quercus lusitanica сем. Буковые – Fagaceae.
В медицине выделенный из галлов или листьев танин применяют в качестве вяжущего и противовоспалительного средства, а также для приготовления комбинированных препаратов.
I.2. Эллаготанины.
В химическом отношении структура этих соединений представляет собой эфиры эллаговой кислоты кислоты и сахара (чаще всего D-глюкозы).
Эллаговые дубильные вещества имеют более широкое распространение в растениях, чем галлотаннины. Необходимо отметить, что в структуре этого типа дубильных веществ присутствует не эллаговая кислота, а её предшественник гексаоксидифеновая кислота. В процессе кислотного гидролиза дубильных веществ, содержащих гексаоксидифеновую кислоту, происходит спонтанное превращение последней в соответствующий дилактон, который получил название эллаговая кислота.
Гексаоксидифеновая кислота Эллаговая кислота:
Образование и выпадение в осадок после кислотного гидролиза дубильных веществ нерастворимой в воде эллаговой кислоты служит главным признаком принадлежности этих веществ к эллаговому типу.
Одним из представителей эллаговых дубильных веществ является КОРИЛАГИН, выделенный из плодов тропического растения Terminalia chebula в кристаллическом виде. При кислотном гидролизе корилагин расщепляется с образованием эквимолярных количеств глюкозы, галловой и эллаговой кислот:
Н+
Корилагин глюкоза + галловая кислота + эллаговая кислота
Сырьем для получения эллаговых дубильных веществ служат в основном части и органы тропических растений.
Отечественными источниками эллаготанинов могут служить корка плодов гранатника и околоплодник грецкого ореха. Установлено, что жёлтый цвет внутренней поверхности корки плодов гранатника обусловлен отложением мельчайших кристалликов эллаговой кислоты.
За последние годы в России в ВИЛАР из листьев облепихи получена лекарственная субстанция гипорамин. Основу субстанции составляет сумма галло-эллаготанинов. После полного цикла сложных доклинических испытаний протвовирусной активности и многолетнего клинического изучения в медицинскую практику внедрены следующие лекарственные формы: гипорамина таблетки сублингвальные по 0,2 г, гипорамин лиофилизированный для растворов, гипораминовая мазь 0,5%, которые пополнили арсенал противогриппозных средств. Установлено, что возможный механизм противовирусного действия суммы галлоэллаготанинов облепихи состоит в подавлении вирусной нейраминидазы, которая играет роль в репликативном цикле вируса гриппа А штамм МRC-11.
Содержание суммы танинов в листьях облепихи, заготовленных в Московской области колебалось от 15 до 35 %. Преобладающим компонентом суммы является эллагогаллотанин казуариктин [I] и вещество казуаринин [II].
[I] [II]
Исследованиями установлено, что эллаготанины из соплодий ольхи клейкой и ольхи серой, а также сама эллаговая кислота, обладает свойствами кардиопротектора, а фракция дубильных веществ из сырья ольхи под названием "Альтан" обладает выраженными противовоспалительными и репаративными свойствами и перспективна для лечения язвенных поражений ЖКТ. По данным японских исследователей, выделенный из надземной части энотеры эритроцепала (Oenotera erytrosepala) гидролизуемый танин - энотериин проявляет противоопухолевую активность.
I.3. Несахаридные эфиры фенолкарбоновых кислот (псевдотанины), которые исходя из наименования, являются эфирами галловой кислоты с хинной или с другими оксикоричными (хлорогеновой, кофейной, оксикоричной) кислотами и флаванами.
В зеленом чае обнаружен аморфный полиоксифенол, названный теогаллином, и имеющий строение 3-галлоилхинной кислоты:
В бобах растений Caesalpinia spinosa найдены полигаллоилированные производные хинной кислоты, названные таратанином.
Н+
ТАРАТАНИН + галловая кислота + тригалловая кислота
Среди галлоильных производных флаванов наиболее часто встречаются (-)-эпикатехин-3-галлат, (-)-эпигаллокатехин-3-галлат и (+)-галлокатехин-3-галлат. Эти три соединения являются основными компонентами катехинового комплекса листьев чая (Folia Theae, производящее растение Thea sinensis - Чай китайский из семейства Theaceae - сем. Чайные; Camelia chinensis). В качестве минорных компонентов выделены 3,5-дигаллаты.
(-)-эпикатехин-3,5- диагаллат:
П. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ дубильные вещества
II.1 Производные флаван-3-олов (катехинов):
(-)-катехин
(+)-эпикатехин:
(+)-галлокатехин:
II.2. Производные флаван-3,4-диолов (лейкоцианидинов):
лейкоцианидин
Строгого деления между этими группами нет, т.к. в состав полимерных и олигомерных соединений могут входить любые из перечисленных выше соединений. Чаще в растениях встречаются смеси полимерных веществ, состоящих из мономеров, представленными производными катехина, эпикатехина и лейкоцианидина.
Фрагмент структуры катехинполиконденсированного звена конденсированных дубильных веществ:
В некоторых случаях конденсированные дубильные вещества могут быть образованы:
II.3. диоксистильбенами: Стильбены - соединения С6 -С=С- C6 ряда, в виде агликонов и гликозидов найдены в древесине и корнях различных видов сосны и ели, эвкалипта, некоторых бобовых, а также в корнях ревеня. Из древесины ели выделен стильбен ПИЦЕАТАННОЛ:
Для стильбенов отмечена антимикробная активность и фунгицидное действие по отношению к разрушающим древесину грибам. Конденсированные дубильные вещества производные диоксистильбе нов обнаружены в видах Picia и Eucalyptus
II.4. Производные дигидрохалконов, которые как мономеры входят в состав дубильных веществ, выделенных из сырья растений рода Malus.
ФЛОРЕТИН:
Возможно также образование структур следующего строения:
полимерный проантоцианидин (катехин-катехин-4,8-димер):
катехин
HCL
цианидин
Под воздействием кислоты молекула димерного проантоцианидина распадается на цианидин и катехин.
Изучение молекулярной массы очищенных препаратов конденсированных дубильных веществ показало, что эта величина составляет в среднем 7000-8000, хотя может колебаться у растений из семейства Fabaceae от 5800 у клевера до 28000 у эспарцета.
Биогенез и биологические функции дубильных веществ в растениях
Начальные этапы биосинтеза в растениях этих соединений, относящихся к веществам вторичного биосинтеза, одинаковы с теми, которые проходят все фенольные соединения, в том числе производные галловой кислоты и производных катехина.
После этого за счёт реакций конденсации между молекулами катехинов или лейкоцианидинов может происходить образование дубильных веществ конденсированной группы. За счёт образования сложных эфиров между, вначале образовавщихся в растениях, молекулами глюкозы и фенолкарбоновых кислот (галловой, гексаоксидифеновой) можно представить биосинтез гидролизуемых дубильных веществ.
Образование конденсированных дубильных веществ в растении может идти двумя путями.
Вначале идет образование о-хинонов, а затем их полимеризация:
"голова к хвосту":
"хвост к хвосту"
Однако не всё так однозначно. На сегодняшний день существуют несколько гипотез в отношении деталей процесса биосинтеза дубильных веществ. Одна из которых предполагает, что эти вещества образовываются в ходе фотосинтеза, другая, что эти вещества являются продуктами распада веществ белкового происхождения и углеводов.
Однозначной точки зрения не существует и в отношении функциональной обусловленности наличия дубильных веществ в растениях. Считается, что эти вещества играют роль запасных продуктов или защищающих растения от болезней, вредителей, гниения и вредных факторов внешней среды или конечных продуктов биосинтеза.
Несмотря на то, что окончательного решения этого вопроса пока не найдено, считается, что дубильные вещества в растениях выполняют разносторонние биологические функции, участвуя в окислительно-восстановительных процессах растительного организма.
Среди учёных, занимавшихся изучением дубильных веществ, особое место занимают российские физиологи растений академики А.Л. Курсанов и М.Н. Запромётов.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ДУБИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
В РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ
Дубильные вещества - одна из наиболее распространенных среди низших и высших растениях групп природных соединений. Они присутствуют в папоротниках, мхах, голосеменных, однодольных растениях. Наиболее распространены дубильные вещества в представителях двудольных, где они накапливаются в максимальном количестве. Вместе с этим, на сегодняшний день, пока отсутствуют доказательства наличия этих веществ в растениях семейств Brassicaceae, Papaveraceae и Apiaceae.
Однако, наивысшая концентрация дубильных веществ (до 50-70%) отмечается в патологических образованиях – галлах (Gallae). Галлы развиваются в результате поражения органов растений, чаще всего листьев, насекомыми: орехотворкой Cynips; тлёй Schechtendalia chinensis, насекомым Aphis pistaca. В фармации используют галлы, образующиеся на листьях некоторых растений (дуб лузитанский в Турции Gallae turcicae, сумах полуокрыленный в Китае Gallae chinensis, фисташка обыкновенная Gallae pistaciae (бузгунча).
Считается, что насекомые откладывают в молодые листочки растения яички, которые проходят цикл своего развития (личинка куколка насекомое) внутри образующегося на листе нароста. Развившиеся насекомое через проделанное отверстие в стенке улетает, а собранные и высушенные галлы всегда имеют небольшое отверстие. Бывают галлы и с неразвившимися или погибшими насекомыми, в этом случае поверхность галлов- "чернильных орешков" цельная.
Наиболее богаты дубильными веществами растения следующих семейств: Розоцветные, Гречишные, Буковые (Fagaceae), Сумаховые (Anacardiaceae), Бобовые.
Дубильные вещества накапливаются в разных органах растений. В древесных растениях в коре стеблей и плодах, в травянистых растениях в подземных органах и листьях. Чаще всего они накапливаются в коре стволов, корнях и корневищах, стеблях и листьях (у травянистых растений), а также в оболочке плодов.
Содержание дубильных веществ в растении колеблется в зависимости от фазы вегетации. Наибольшее содержание дубильных веществ наблюдается в травянистых растениях в фазу бутонизации - начала цветения (в том числе и в корнях).
Фаза вегетации и возраст растения влияют на качественный состав дубильных веществ в сырье, на соотношение гидролизуемых и конденсированных дубильных веществ. Разделение растений и сырья, на содержащие гидролизуемые дубильные вещества и конденсируемые танины, носит весьма условный характер, т.к. лишь в очень немногих растениях накапливаются дубильные вещества одной группы.
В растении дубильные вещества находятся в растворенном состоянии и локализованы преимущественно в вакуолях паренхимных клеток (за исключением флобафенов). Установлено, что в листьях чая и коре граната имеются специализированные ткани, состоящие из специфических по форме и размерам клеток, -идиобласты, в которых отлагаются дубильные вещества.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДУБИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Природные дубильные вещества имеют среднюю молекулярную массу порядка 500-4000. Однако конденсированные танины имеют молекулярную массу 7000-8000, а в редких случаях она может даже достигать 28000.
Важно отметить, что дубящим действием обладают такие танины, структура которых имеет молекулярную массу в интервале 600-3000.
Дубильные вещества - это, как правило, аморфные вещества. Исключение составляют низкомолекулярные соединения: катехины, галловая кислота и их простейшие эфиры.
Дубильные вещества - растворимы в воде. Низкомолекулярные растворяются с образованием истинных растворов, а высокомолекулярные образуют коллоидные растворы. Конденсированные дубильные вещества растворимы в воде только при нагревании, а при охлаждении растворов выпадают в осадок. Водные растворы, как правило, имеют рН ниже 7.
Из органических растворителей дубильные вещества растворимы в ацетоне, этаноле, смеси этанола и эфира. Нерастворимы в хлороформе, петролейном эфире, бензоле.
Многие дубильные вещества оптически активны. Обладают вяжущим вкусом. Физико-химические свойства катехинов и лейкоантоцианндинов - см. лекции по теме "Флавоноиды", разделы: классификация, физико-химические свойства.
Химические свойства дубильных веществ обусловлены наличием в молекуле фенольных гидроксилов.
Как все фенольные соединения они легко окисляются кислородом воздуха. Щелочная среда ускоряет процесс окисления (окислителем является кислород воздуха). Продукты окисления имеют темную окраску. Этим объясняется факт потемнения в процессе хранения сырья изломов корней и корневищ, а также внутренних поверхностей кор. При ферментативном окислении они превращаются в вещества красного цвета – флобафены, которые растворимы в горячей воде и окрашивают раствор в красно-коричневый цвет.
1. Образуют окрашенные комплексы с солями тяжелых металлов (железо, свинец, молибден). С солями железа дают черно-синие или черно-зеленые растворы или осадки.
2. Вступают в реакции азосочетания.
3. Образуют осадки с белками, с желатином.
4. Способны легко галогенироваться (бромироваться),образуя осадки.
5. Соединения с мета-расположением фенольных гидроксилов дают реакцию окрашивания с ванилином.
6. Образуют осадки с некоторыми алкалоидами.
АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ,
СОДЕРЖАЩЕГО ТАНИНЫ
Качественный анализ
Поскольку дубильые вещества являются соединениями водорастворимыми, то для проведения качественных реакций из измельчённого сырья готовят водные извлечения путем нагревания на водяной бане.
В НД на лекарственное растительное сырье, содержащее дубильные вещества, для определения подлинности сырья используется реакция с растворами солей железа - железо-аммониевыми квасцами и железа хлоридом окисного. В результате реакции должно появиться черно-синее (гидролизуемые танины) или черно-зеленое (конденсируемые дубильные вещества) окрашивание. Реакция проводится с разбавленным, имеющим бледную окраску извлечением, и характер окраски отмечается в первые мгновения после прибавления капли раствора реактива, т.к. при стоянии черно-синяя окраска переходит в черно-зеленую.
Реже проводят реакцию с раствором желатина. Появляется осадок, растворимый в избытке реактива. Взаимодействие с белками, в т.ч. и с желатином идет за счет образования водородных связей с пептидными группировками белковой молекулы. Прочность связи зависит от числа и взаимного расположения фенольных оксигрупп, а также размеров молекулы фенольного соединения. Считается, что для получения стабильных, нерастворимых в воде соединений необходимо наличие 1-2 водородных связей на каждые 100 единиц молекулярной массы белка. В противном случае, при меньшем количестве водородных связей, комплексы приобретают гидрофильные свойства и растворяются в воде. Это и наблюдается при добавлении избыточного количества раствора желатина.
Широко распространено осаждение фенольных соединений солями свинца. При этом фенольные соединения, содержащие орто и вицинальные гидроксильные группировки образуют нерастворимые в воде соли. Однако эти осадки разлагаются под действием кислот (серной, соляной).
Для обнаружения конденсированных дубильных веществ в ЛРС используют реакции бромирования (с бромной водой). Причем о присутствии КОНДЕНСИРУЕМЫХ дубильных веществ можно судить лишь в том случае, если осадок образуется СРАЗУ.
Конденсированные дубильные вещества менее растворимы в воде, чем гидролизуемые, и даже незначительное галогенирование приводит к образованию нерастворимых в воде соединений и образованию осадка. В дальнейшем, при стоянии реакционной смеси, осадок может появится и при наличии в сырье других фенольных соединения. Установлено, что в ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ бромирование приведёт к осаждению КОНДЕНСИРОВАННЫХ дубильных веществ.
Для обнаружения катехинов и лейкоантоцианидинов можно использовать реакцию с ванилином в присутствии концентрированной соляной кислоты. Развивается ярко-красная или красно-оранжевая окраска. Эта реакция используется для обнаружения вышеупомянутых соединений на хроматограммах. Однако следует помнить и о том, что аналогичные продукты реакции дадут и другие соединения с мета-расположением ОН-групп (флороглюциды).
Для того, чтобы определить какая именно группа дубильных веществ преобладает в ЛРС применяют реакцию СТИАСЛИ. Для этого водное извлечение из сырья кипятят с со смесью формальдегида и НСI (конц.). При этом идут следующие процессы:
а) в случае наличия гидролизуемых танинов в извлечении из сырья - гидролиз в кислой среде;
б) в случае наличия в извлечении из сырья конденсированных дубильных веществ - нагревание в сильнокислой среде ведет к более глубокой конденсации, за счёт чего увеличивается молекула и происходит "сшивание" таких молекул между собой по причине фенол-формальдегидной конденсации по свободным орто- и пара-положениям. Это приводит к образованию флобафенов, которые выпадают в осадок.
В случае наличия в водном извлечении гидролизуемых танинов такого явления не наблюдается, т.к. в условиях реакции преобладает процесс гидролиза, а конденсация идет в меньшей степени, низкомолекулярные вещества типа глюкоза, галловая кислота и другие фенолкарбоновые кислоты остаются в растворённом состоянии.
Для обнаружения гидролизуемых веществ проводят реакцию с железо-аммониевыми квасцами. Но в кислой среде комплексы фенольных соединений с солями железа разрушаются, поэтому проводят буферирование реакционной смеси с помощью добавления раствора ацетата натрия. При наличии гидролизуемых танинов (производных пирогаллола) должно появиться синее или сине-фиолетовое окрашивание.
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ДУБИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЛРС
В литературе имеется описание около 100 различных способов количественного определения дубильных веществ, которые можно подразделить на следующие основные группы:
1. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ. Они основаны на количественном осаждении дубильных веществ желатиной, ионами тяжелых металлов (ацетат свинца) или адсорбцией гольевым порошком (обезжиренный кожный порошок).
Последний метод носит название весового единого метода (ВЕМ) и основан на способности фенольных соединений к связыванию с коллагеном.
Суть этого метода заключается в следующем: Из навески измельчённого сырья готовят водное извлечение.
В аликвоте его проводят определение экстрактивных веществ (по сухому остатку).
Другую часть извлечения медленно пропускают через колонку, наполненную предварительно промытым водой кожным порошком. Колонку тщательно промывают водой, после чего в полученном растворе также определяют содержание сухого остатка. По разнице рассчитывают количество фенольных соединений, которые связались с кожным порошком.
Известно, что не все фенольные соединения обладают способностью связываться с молекулами белка, т.е. обладают дубящим действием, однако они обладают биологической активностью.
Поэтому ВЕМ используют в основном в кожевенной промышленности для
оценки природных дубильных материалов.
Методика этого определения сводится к следующему: Экстракция дубильных веществ из навески измельчённого сырья проводится водой при нагревании.
Условия проведения этой стадия по ГФ Х и ГФ Х1 различны.
По ГФ Х процесс сводился к исчерпывающей дробной экстракции (до отрицательной реакции с раствором железо-аммониевых квасцов). Считалось, что таким образом это приводит к определению всей суммы дубильных веществ, присутствующих в ЛРС. По методу ГФ Х1 проводится однократная экстракция навески измельчённого сырья, причем режим экстракции очень напоминает способ приготовления отвара. Фармакопейные виды ЛРС, содержащие дубильные вещества, не используются для получения самих дубильных веществ, и предназначены для приготовления отвара, который и применяется как лекарственное средство. В этих условиях проводится определение не содержания дубильных веществ в сырье, а какую концентрацию дубильных веществ может обеспечить данное сырьё при правильном приготовлении отвара. Это довольно редкий в наше время пример того, что для обоснования фармакопейного метода количественного определения действующих веществ, кроме сокращения времени анализа принимают во внимание способ получения отвара, получаемого из ЛРС и используемого с медицинскими целями.
На стадии определения действующих веществ к аликвоте водного извлечения добавляют раствор индигосульфокислоты, в качестве индикатора, разбавляют смесь дистиллированной водой и титруют перманганатом калия до золотисто-желтого окрашивания.
Что же происходит в процессе титрования? Очевидно, что в процессе экстракции из ЛРС водой будут извлекаться не только дубильные вещества, но и другие водорастворимые соединения. Что же в данном случае титруется перманганатом?
Установлено, что различные фенольные соединения обладают разной реакционной способностью к окислению. При этом многоатомные фенолы окисляются значительно легче одноатомных. На способность окисляться у полифенольных соединений значительное влияние оказывает взаимное расположение фенольных гидроксилов.
Легче всего будут окисляться фенолы с мета-диоксигруппировкой и вицинальным расположением фенольных гидроксилов:
Пирокатехин Гидрохинон Резорцин
Пирогаллол Флороглюцин
Из этих структур, при титровании в первую очередь должны будут окисляться производные пирокатехина и пирогаллола, т.е. соединения, входящие в состав дубильных веществ. Окисление фенольных соединений протекает через промежуточное образование свободных радикалов, возникающих при отрыве одного атома водорода (феноксильные или ароксильные радикалы):
В конце титрования происходит окисление индигосульфокислоты до изатина и окраска реакционной смеси переходит от синей к золотисто-желтой.
Индигосульфокислота Изатин
Для получения более точных результатов проводят "холостой" опыт, т.е. определяют сколько перманганата калия пошло на окисление индигосульфокислоты. Количество перманганата, пошедшего на титрование дубильных веществ, определяют по разности объемов титранта в первом и во втором случаях. При расчете содержания дубильных веществ в ЛРС используют коэффициенты пересчета на конденсируемые или на гидролизуемые дубильные вещества.
При оценке всех перечисленных методик ясно, что все они, из-за разнообразия строения фенольных соединений, являются лишь приблизительными, полуколичественными. С их помощью можно определить либо лишь часть фенольных соединений (ВЕМ, с желатином), либо всю сумму фенольных соединений (а не только относящиеся к танинам).
При перманганатометрическом титровании может происходить окисление не только фенольных соединений, имеющих вышеуказанное расположение фенольных гидроксилов (большинство флавоноидных соединений и др.), но и
некоторых не фенольных соединений, например аскорбиновой кислоты.
Таким образом, правильнее было бы назвать методику ГФ не "Определение дубильных веществ", а "Определение редуцирующих (восстанавливающих) веществ" или "Определение окисляемых веществ".
ОСОБЕННОСТИ СБОРА, СУШКИ, ХРАНЕНИЯ
ЛРС, СОДЕРЖАЩЕГО ДУБИЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Заготовку ЛРС, содержащего дубильные вещества, проводят по общим правилам. Однако имеются некоторые исключения из правил:
листья.
Сушку собранного сырья в специальных сушилках при температуре не выше 600С: 40-600С. При естественной сушке сырье раскладывают тонким слоем на открытом воздухе или в закрытом проветриваемом помещении.
Сырье можно сушить на солнце, т.к. дубильные вещества не разлагаются под действием ультрафиолета.
Хранить сырье, содержащее дубильные вещества, следует по общим правилам. Однако, плоды черемухи и черники- отдельно, вместе с другими пло-
дами. Соплодия ольхи - вместе со всеми видами сырья, т.к. соплодия деревянистые и, как показал опыт, не подвергаются порче амбарными вредителями.
ПРИМЕНЕНИЕ и ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ,
СОДЕРЖЩЕГО ДУБИЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Лекарственное растительное сырьё, содержащее дубильные вещества используют для приготовления лекарственных средств, обладающих вяжущими и противовоспалительными свойствами.
Вяжущее действие связано со способностью дубильных веществ вызывать связывание белков с образованием плотных альбуминатов. При нанесении на слизистые оболочки или раневую поверхность они вызывают частичное свертывание белков слизи или раневого экссудата и приводят к образованию пленки, защищающей от раздражения чувствительные нервные окончания подлежащих тканей. Уменьшение болевых ощущений, ограничение секреторной функции, уплотнение клеточных мембран приводит к уменьшению воспалительной реакции. Особо следует остановиться на фармакологическом действии дубильных веществ при их приёме внутрь, per os. Этот процесс не идентичен дублению кожи и является "обратимым". Однако применение лекарственного растительного сырья с дубильными веществами для медицинских целей, так же как и других средств, требует понимания последствий, учитывая полифенольную природу. Например, кора дуба используется по Инструкции по медицинскому применению в основном для наружных целей из-за высокой концентрации дубильных веществ.
Молекулы гидролизуемых дубильных веществ галлотанинов во многих случаях имеют форму плоского диска, по переферии которого размещены фенольные гидроксилы. Молекулы эллаготанинов имеют структуру близкую к сферической, приэтом фенольные гидроксилы располагаются на поверхности шара.
Молекулы конденсированных дубильных веществ, представляющие собой линейные полимеры, имеют улиткоподобную конформацию, на поверхности которой также размещены фенольные гидроксилы. Расположение этих групп именно на поверхности молекул танинов считается (Ловкова М.Я и др. 1990) важным для объяснения взаимодействия молекул дубильных веществ с молекулами белков за счёт образования прочных многочисленных водородных связей.
Молекула белка молекула танина
В связи с тем, что дубильные вещества образуют нерастворимые в воде осадки с солями алкалоидов и тяжелых металлов, очищенные суммы их или водные извлечения из сырья используют в качестве антидотов (противоядий при пероральных отравлениях этими соединениями).
Однако следует учитывать, что с некоторыми алкалоидами (морфин, кокаин, атропин, никотин, физостигмин) получаются нестойкие соединения, а с хинином дают осадок, растворимый в избытке раствора хинина.
Фармакопейные виды ЛРС, содержащие дубильные вещества, поступают в измельчённом и фасованном, иногда дозированном, виде в аптеки и предназначаются для приготовления отваров в домашних условиях. Действие этих средств обусловлено вяжущим действием, бактерицидной активностью фракции дубильных веществ. Дубильные вещества в составе отвара блокируют протоплазму патогенных микроорганизмов, предотвращают воспаления в ЖКТ, инактивируют токсичные белки и другие токсины. Препараты из ЛРС, содержащего дубильные вещества, при наружном применении используются для лечения экзем, острых дерматитов, как кровоостанавливающие средства. Для танинов установлены противораковая и противолучевая активность. Конденсированные дубильные вещества, так же как флавоноиды, обладают Р-витаминной активностью, увеличивают ресорбцию витамина С, понижают содержание холестерина в крови.
Исключение составляют такие растительные источники танина, которые перерабатывают на ХФЗ, как листья сумаха, скумпии и галлы. При этом экстракцию проводят нагретой выше 500С водой, после чего получают сухие экстракты.
Галеновые препараты (настойки, экстракты) из сырья, содержащего дубильные вещества в настоящее время, как правило, не получают.
Виды лекарственного растительного сырья,
содержащие гидролизуемые дубильные вещества.
Галлы турецкие (Gallae turticae) с листьев малоазиатского вида рода Quercus дуба лузитанского (Quercus lusitanica сем . буковые Fagaceae), твёрдые сферической формы сине-зеленого цвета, на поперечной срезе видны три слоя (внешний богатый танинами, средней с многочисленными склереидами и внутренний с запасными веществами); содержат 50-70% галотанина, состоящего из пентагалоилглюкозы, свободную галловую и эллаговую кислоты, глюкозу, смолы, оксалат кальция. Получают из галлов танин – или танниновую кислоту. Кроме этого из галлов получают настойку – Tinctura Gallarum для наружного применения. Галлы с других видов дуба танинов содержат меньше - 10-20%.
Галлы китайские (Gallae chinensis) с листьев распространённого в Китае растения сумаха полуокрыленного (Rhus semialata, сем. сумаховые Anacadiaceae) продолговатые по форме, светло-коричневого цвета, содержат до 80% галотанина.
Галлы фисташковые (бузгунча) с листьев распространённого в Центральной Азии вида фисташка обыкновенная (Pistacia vera, сем. сумаховые Anacadiaceae) грушевидной формы, розового или желтого цвета, содержат до 45% галотанина.
Листья гамамилиса вирджинского – Hamamelidis folia, производящее растение: гамамилис вирджинский -Hamamelis virginiana из семейства гамамилисовые Hamamelidaceae, которое распространено растение в Северной Америке. В листьях содержатся галлотанины – гамемелитанин, элаготанины, флавоновые гликозиды, лейкоантоцианидины, сапонины, эфирное масло. Препараты из листьев гамамилиса (настойка, мазь) используются для лечения воспалительных процессов кожи и почечуя (геммороя).
Листья скумпии кожевенной - Cotinus coggygriae folia. Производящее растение Cotinus coggygria сем. сумаховые Anacadiaceae). Сырье является не только промышленным источником танина, но также из него получают флавоноидное лекарственное средство флакумин.
Листья грецкого ореха. Производящее растение Juglans regia из сем. ореховые Juglandaceae. Как ЛРС используются также незрелые плоды и перикарпий плодов. Содержат 5-9% танина, с преобладанием эллаготанинов, производное нафтохинона – юглон и флавоноловые гликозиды кверцетина и кемпферола, фенолокислоты, эфирное масло. Препараты обладают противовоспалительным и тонизирующим действием.Листья собирают в июне, когда они имеют бальзамический аромат, отщипывая дольки сложного, непарноперистого листа от центрального черешка – рахиса. Сушат на солнце быстро, разложив листья тонким слоем. Еще в 17 веке отвар листьев был известен как ранозаживляющее лекарственное средство. Его можно применять для лечения золотухи (5 г измельченных листьев на 200 мл кипятка. Принимают отвар внутрь по чайной ложке 3 раза в день или как полоскание.
Соплодия ольхи Alni fructus- Производящие растения: ольха клейкая (о. чёрная)-Alnus glutinosa; ольха серая (белая) - Alnus incana, сем. березовые Betulaceae . В гомеопатии также применяется третий вид ольха морщинистая Alnus rugosa. Соплодия ольхи, собранные зимой, содержат от 10 до 30% дубильных веществ, около 3% суммы которых составляют галлотанины; галловую кислоту, эллаговую кислоту, тритерпеноиды, флавоноиды. В медицине применяется отвар соплодий.
Корневища бадана-Bergeniae rhizomata. Производящее растение бадан толстолистный - Bergenia grassifolia из семейства камнеломковые - Saxifragaceae. Содержат от 20 до 25% дубильных веществ с преобладанием галлотанинов. В вечнозеленых листьях растения содержится до 22% арбутина. Корневища используются для получения жидкого экстракта, очищенного танина и отвара.
Кровохлебки корневища и корни - Sanquisorbae rhizomatae et radices. Производящее растение: кровохлёбка лекарственная - Sanquisorba officinalis из семейства розовые - Rosaceae. Это ЛРС содержит до 39% дубильных веществ с преобладанием галлотанинов. Сырье используется для приготовления водных извлечений при приёме внутрь как кровоостанавливающее, вяжущее, противовоспалительное и болеутоляющее средство.
Змеевика (горца змеиного) корневища –Bistortae rhizomata. Производящее растение: Polygonum bistorta сем. Polygonaceae. Содержат от 15 до 35% дубильных веществ с преобладанием галлотанинов.
Виды лекарственного растительного сырья,
содержащие конденсированные дубильные вещества.
Кора дуба- Cortex Quercus. Производящими растениями являются дуб черешчатый (обыкновенный)- Quercus robur и дуб Q. рetraea из сем. Буковые - Fagaceae. Кора, собранная в соотвтетствии с Инструкцией по сбору и сушке, содержит от 8-20% дубильных веществ, состоящих из смеси конденсированных танинов и галотанинов с преобладанием первых. Отвар применяется наружно для полосканий, при ожогах. В ветеринарии против диспепсии у молодых телят.
Корневища лапчатки прямостоячей - Tormentillae rhizomata, собранные в фазу цветения. Производящее растение: лапчатка прямостоячая – Potentill erecta от 14 до 30% катехиновых танинов. Отвар применяется внутрь как вяжущее и кровоостанавливающее средство. Трав другого вида лапчатки серебристой (Herba Potentillae argenteae) является официнальным сырьем и используется для получения одного из сборов для приготовления микстуры по прописи Здренко М.П.
Трава зверобоя – до 10% конденсированных катехинов. Получен препарат пефлавит, обладающий рутиноподобной активностью.
Черемухи плоды – Производящее растение: черемуха обыкновенная- Padus racemosa сем. Rosaceae. Содержат около 3% конденсированных танинов.
Кора калины –Fructus Viburni. Производящее растение: Калина обыкновенная - Viburnum opulus, сем. жимолостные - Caprifoliaceae. В сырье содержится более 4% танинов конденсированной группы.
Листья земляники - Folia Fragariae vescae. Производящее растение: Fragaria vesca сем. розоцветные –Rosaceae. Содержат до 10% дубильных веществ, флавоноиды.
Плоды черники- Fructus Vaccinii myrtilli. Производящее растение: черника обыкновенная- Vaccinium myrtillus, сем вересковые - Ericaceae. Плоды содержат конденсированные дубильные вещества и другие БАВ. Сырье используется для получения отвара, применяемого как антисептическое, вяжущее и противовоспалительное средство.
Цветки розы- Rosa centifolia и Rosa gallica. Содержат 10-15% катехиновых дубильных веществ, галловую кислоту, флавоноиды, воск, сахара. Из этого сырья получают лекарственные средства, обладающие противовоспалительным действием, которые применяют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и воспалительных процессах.
Трава ряпешка- Agrimnia eupatoria из семейства Rosaceae. Содержит до 8% конденсированных дубильных веществ, мономерные катехины, флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты. Для получения препаратов обладающих диуретическим, апетитовозбуждающим и желчегонным действием. Настой при заболеваниях ЖКТ, наружно при экземах, и в гинекологии.
Трава манжетки- Herba Alchemillae. Производящее растение: манжетка обыкновенная - Alchemilla vulgaris из семейства Rosaceae. В траве накапливается до 10% конденсированных танинов.
Катеху - водный сухой экстракт из древесины Acacia catechu из семейства Mimosaceae в Тропической Азии, культивируется в Индии и Пакестане. До 40% конденсированных дубильных веществ, 10% свободных мономеров катехины и эпикатехины, около 20% слизей, а также флавоноиды. Настойка при диареи.
Гамбир катеху- водный сухой экстракт из побегов и молодых листьев Uncaria gambir из семейства мареновые – Rubiaceae, которое разводят в Индии, на Цейлоне, Суматре, в Бирме. Экстракт содержит до 40% конденсированных дубильных веществ и 50% свободных мономеров катехинов.
Кино – высушенный сок из надрезов коры Pterjcarpus marsupium из семейства Fabaceae. Высокое дерево, распространённое в Юго-восточной Азии и Индии. Содержит до 80% катехиновых дубильных веществ. Источник очищенного танина катехиновой группы.
Корни ратании- Radices Ratanhiae. Производящее растение Kramera triandra из семейства Krameriaceae, Полукустарник высотой до 1 м, произрастает в Перу, Боливии, Эквадоре, Чили и Бразилии. Содержат до 20% дубильных веществ с преобладанием катехиновых танинов. Настойка корней ротании используется при заболеваниях ротовой полости: гингвитах, стоматитах, пародонтитах и при ангине.