Литература
Шталь Э. М. Хроматография в тонких слоях. —М-: Мир, 1965.
ГЛАВА 6. АНТРАЦЕНПРОИЗВОДНЫЕ И ИХ ГЛИКОЗИДЫ
Производные антрацена широко распространены в природе. Они обнаружены в высших растениях, лишайниках, некоторых низших грибах, а также найдены в некоторых насекомых и морских организмах.
Около половины известных антраценпроизводных (примерно 100 соединений) выделено из высших растений. Здесь они наиболее часто встречаются в растениях семейств мареновых, гречишных, крушиновых, бобовых, лилейных, зверобойных, вербеновых и др.
Растения, содержащие антраценпроизводные, издавна находят применение для лечения различных заболеваний кожи, а также в качестве слабительных средств; получены препараты нефролити- ческого действия и антибиотики. Некоторые растения известны как источники природных красителей.
Антраценпроизводными называют группу природных соединений, в основе которых лежит ядро антрацена различной степени окисленности по среднему кольцу (I, кольцо В):
§ 1. Классификация
|
В зависимости от структуры углеродного скелета природные антраценпроизводные можно разделить на 3 основные группы:
1) соединения, в основе которых лежит 1 ядро антрацена (мономеры);
2) соединения с 2 ядрами антрацена (димеры); 3) конденсированные антраценпроизводные.
I. Первая группа соединений в зависимости от степени окисленности основного ядра в свою очередь подразделяется на 2 подгруппы:
3» 67
а) окисленные формы — в их основе лежит антрахиноновое ядро (II); б) восстановленные формы — производные антранола (III), антрона (IV), оксиантрона (V):
|
| ОН ./\А/Ч кАА/ ш |
| о S |
| о Ч/\/\/ г/он |
| н |
| IV |
| V |
Большинство природных производных антрацена относится к антрахиноновому типу.
Внутри подгруппы соединения разделяются в зависимости от характера и расположения заместителей. В качестве заместителей антраценпроизводные содержат гидроксильные и метоксильные группы, а также метильную группу, которая может быть окисленной до спиртовой, альдегидной и кислотной.
Наиболее известны производные 1,8-диоксиантрахинона, или хризацина (VI). К их числу относятся соединения, названные эмо- динами—франгулаэмодин (VII), алоэ-эмодин (VIII) и другие аналогичные им соединения: реин (IX), хризофановая кислота (X):
но о ОН но о он
I Ml I 111
A/V\ /\/\/\
ноАА^ЛАсн, 'чАу^Чн.он о о
НО О ОН
IX
|
VII VIII
но о он
АЛЛ
^АД/ХсНз
о
X
Указанные соединения и их гликозиды содержатся в коре крушины ольховидной, корне ревеня тангутского, листьях кассии остролистной и узколистной, листьях алоэ, плодах жостера и других видах лекарственного сырья, обусловливая их слабительное действие.
но о он
VI
|
Производные антрахинона, содержащие оксигруппы в а- и (J-no- ложениях,—ализарин (XI), луцидин, пурпурин, рубиадин и их гликозиды — обладают нефролитическим действием и с успехом
применяются для лечения почечнокаменной болезни!
О ОН
он
о
|
XI
Восстановленные формы антраценпроизводных в своей основе содержат ядро антранола, антрона, оксиантрона. Эти соединения очень лабильны и легко окисляются кислородом воздуха до соответствующих антрахинонов. В связи с этим они изучены меньше.
Выделены фисцион-антранол (XII), франгулаэмодин-антрон (XIII), алоэ-эмодин-антрон и ряд других соединений: но он он но о он
аАА УЧ/\/\
XII н H
XIII
При лечении различных кожных заболеваний (экзема, Псориаз и др.) применяется препарат хризаробин, получаемый из южноамериканского дерева Andira araroba; основной компонент хриза- робина — 3-метил-1,8-диоксиантранол. Это соединение может быть получено также восстановлением хризофановой кислоты.
II. Димеры антраценпроизводных обнаружены в высших растениях, лишайниках и несовершенных грибах. В основе соединений этой группы встречаются как окисленные, так и восстановленные формы. Восстановленные формы соединены в димеры, как правило, по среднему кольцу (в 7-положении), антрахиноны могут быть соединены в а- и ^-положениях. Молекула димерного соединения может быть симметрична, т. е. состоять из одинаковых остатков, или несимметрична — из разных. В высших растениях чаще встречаются димеры восстановленных форм: эмодиндиантрон (XIV), хри- зофанолдиантрон (XV), пальмидин В и др., выделенные из различных видов рода жостер; сеннидин А (XVI) и др. — из видов кассии. В кассии содержатся также и димеры антрахинона — вассианин (XVII), кассиамин:
НО О ОН НО О ОН
I 1 I II!
/\/\/Ч /\/\/\
I
Н0/\/\/\/\сНз \/\/\/-\сН3 Л/СНз У\/\/\/СНз
I Г I i 9 '
НО О ОН НО О ОН
XIV XV
| но о он |
|
I II II I
HO/VN/^NCH,
|
XVI
|
| I» I но о он |
но о он
НзС\У\/\/ч
1 11 1 но о он
XVII
Димеры антрахинона наиболее широко распространены в несовершенных грибах (различные плесени родов Penicillium, Aspergillus).
III. Конденсированные антраценпроизводные выделены из различных видов зверобоя — гиперицин (XVIII) и др., из гречихи —• фагопирин:
но о он
I I I /\/\/\ I I II I нп/Ч/\/\/\гн.
но о он
XVIII
|
Препарат зверобоя — новоиманин, содержащий конденсированные антраценпроизводные, обладает высокой антибактериальной активностью.
Антраценпроизводные в растениях встречаются как в свободном виде, так и в виде гликозидов, которые называются антрагликози- дами. В качестве агликонов в составе антрагликозидов встречаются все группы антраценпроизводных, за исключением диантра- хинонов. Сахарный компонент может быть представлен глюкозой,
| Ё |
амнозой, ксилозой, арабинозой. Большинство антрагликозидов — •-гликозиды; при этом сахарный компонент может быть присоединен к агликону в а- и р-положениях. Наиболее известные антра- гликозиды лекарственных растений: руберитриновая кислота (XIX), луцидинпримверозид, выделенные из марены красильной; хризо- фанеин (XX), глюко-алоэ-эмодин (XXI), глюкореин — из видов ревеня, щавеля и др.; франгуларозид (XXII) — из крушины; сеннозиды А и В (XXIII) — из кассии и т. д. Обнаружены также С-гликозиды [барбалоин (XXIV) и др.], выделенные из
видов алоэ:
О—Кс—О-Гл
О ОН
I1 I -
II ll I "VX/V II
о
НО О О—Г л
/\ЛА
| о |
I и I I
:н9
XX
НО он он
I 1 I
II I I
XIX Гл—О О
ОН
1)1! о
XXI
Гл—о о он
AAA
| Гл—О—Рамн—| Гл—О—Рамн—О. |
| н, СН3 |
| \/\/ч/ч/ I |
| f |
A/WC00H
| Hci dm XXII |
| л |
| о dm XXIII |
| он |
| Гл |
Но о он
I
/\/\/Л
\/\/\/-\сн2он
Н/хГл XXIV
§ 2. Физико-химические свойства
Антраценпроизводные — кристаллические вещества желтого, оранжевого или красного цвета. Свободные агликоны хорошо растворяются в этиловом эфире, хлороформе, бензоле и других органических растворителях; в воде не растворяются, но хорошо растворимы в водных растворах щелочей за счет образования фенолятов.
В форме гликозидов антраценпроизводные хорошо растворяются в воде, еще лучше — в щелочи, хуже — этаноле и метаноле; нерастворимы в органических растворителях — бензоле, этиловом эфире, хлороформе и др.
При нагревании до 210 °С антраценпроизводные сублимируются.
Большинство антраценпроизводных флуоресцирует при воз- ждении УФ и сине-фиолетовым светом. При этом характер флуо-:ценции зависит как от степени окисленности основного ядра, к и от числа и расположения заместителей: антрахиноны харак- ризуются, как правило, оранжевой, розовой, красной и огненно- асной флуоресценцией; антроны и антранолы — желтой, голу- й, фиолетовой.
§ 3. Методы выделения и идентификация
|
Для выделения антрагликозидов растительный материал экстра- руют водой, спиртами (этиловым, метиловым) или водно-спирто- ши смесями. Агликоны лучше растворимы в органических раство- ггелях, но растворимость их избирательная. Для получения агли-)нов гликозиды в растительном материале*подвергают гидролизу, 1гревая с кислотой, или энзиматическому расщеплению, после:го извлекают свободные агликоны этиловым эфиром, бензолом ни хлороформом. Антрахиноны, имеющие в качестве заместителя эрбоксильную группу, растворяются в водных растворах карбо- атов и гидрокарбонатов щелочных металлов и их гидроксидов образованием солей. Антрахиноны с гидроксилом в (J-положении г взаимодействуют с гидрокарбонатами, а с водными растворами арбонатов и гидроксидов щелочных металлов дают феноляты. 1ещества, содержащие а-гидроксил, образуют феноляты только растворах щелочей. Различие свойств оксигрупп в а- и Р-положе- иях объясняется тем, что а-гидроксилы образуют внутримолеку- ярную водородную связь с соседней карбонильной группой и потому обладают меньшей реакционной способностью:
|
На различии свойств антраценпроизводных в зависимости от характера и расположения заместителей основаны все классические летоды разделения этих соединений. Основным методом разделения штраценпроизводных является хроматографический. В качестве сорбента при этом наиболее успешно применяется полиамид; хорошие результаты дает также силикагель. Растворителями при раз- целении антрагликозидов служат главным образом водно-спиртовые смеси, а при разделении агликонов — бензол, толуол, хлороформ.
Идентификация проводится с помощью химических и физических методов, которые дополняют друг друга. Из физических методов наиболее полную информацию дают спектральные, которые позволяют установить класс соединений, а также наличие и характер заместителей.
УФ спектроскопия широко используется в структурных исследованиях антраценпроизводных. В УФ области эти соединения имеют несколько максимумов поглощения выше 200 нм. Каждый тип замещения характеризуется определенным набором спектральных характеристик, что используется при установлении структуры новых соединений этой группы (рис. 12).

| 200 250 300 350 т Ш 500Я,нм Рис. 12. УФ спектр реина |
ИК спектроскопия нашла наиболее широкое применение при изучении структуры антраценпроизводных, так как ИК спектры этих соединений специфичны и могут быть использованы для идентификации. Наличие ароматических колец в антрахиноне обусловливает появление интенсивной полосы в области 1578—1596 см-1 (рис. 13). Производные антрахи- нона, не имеющие а-гидроксилов, дают одну сильную полосу в области 1678—1653 см-1, обусловленную
карбонильными группами хиноидного кольца. а-Гидроксилы характеризуются широкой полосой с центром 2900 см"1, что объясняется образованием внутримолекулярной водородной связи между а-гиД- роксилами и хиноидным карбонилом. (З-Гидроксильные группы могут быть определены по появлению полосы в области 3400—3150 см-1,
|
| 3800 3200 2600 2000 1800 №0 1W Рис. 13. ИК спектр реина |
| 1200 1000 v см'1 |
что типично для оксигрупп, способных образовывать межмолекулярные водородные связи. У производных антрона свободная карбонильная группа хиноидного кольца поглощает в области 1654 см-1. Таким образом, при изучении структуры антраценпроизводных с помощью инфракрасной спектроскопии используют главным образом частоту поглощения отдельных групп и заместителей соединения.
ЯМР спектроскопия также находит применение для изучения:труктуры антраценпроизводных. Характер спектра ядерного магнитного резонанса в основном определяется числом и положением ароматических протонов, а также положением и строением водород- содержащих заместителей.
§ 4. Качественное определение
Методики качественных реакций. 1. Реакция со щелочью. 0,2 г измельченного растительного материала кипятят в течение 2 мин с 5 мл 10%-ного NaOH. После остывания смесь разбавляют 5 мл воды и фильтруют. 3 мл фильтрата помещают в пробирку, добавляют 3 мл 10%-ной НС1 и 10 мл бензола. Осторожно перемешивают и после расслоения жидкости сливают бензольный слой, фильтруя его через небольшой комочек ваты. Фильтрат встряхивают с 3 мл 10%-ного раствора аммиака.
При наличии антраценпроизводных аммиачный слой принимает вишнево-красное (1,8-диоксиантрахиноны), пурпурное (1,4-диокси- антрахиноны) или фиолетовое (1,2-диоксиантрахиноны) окрашивание.
Сущность реакции в следующем: при кипячении растительного материала со щелочью происходит гидролиз-антрагликозидов с образованием свободных агликонов. Одновременно антрон- и антра- нолпроизводные окисляются до антрахинонов. Образовавшиеся оксиантрахиноны за счет фенольных гидроксилов дают феноляты, растворимые в воде. При подкислении водно-щелочного извлечения диссоциация фенольных гидроксилов подавляется и соединения становятся липофильными, в результате чего при встряхивании с бензолом они из водного слоя переходят в бензол; бензольный слой при этом принимает желтую окраску оксиантрахинонов. При встряхивании бензольного слоя с раствором аммиака вновь происходит образование фенолятов антрахинонов и они переходят в ам- "миачный слой. Феноляты оксиантрахинонов имеют яркий вишнево- красный, пурпурный или фиолетовый цвет в зависимости от положения оксигрупп.
2. Сублимация антраценпроизводных. На дно сухой пробирки помещают 0,2 г измельченного растительного материала и осторожно нагревают, держа пробирку почти горизонтально. Температура сублимации 210 °С, время сублимации 10 мин.
Сублимат конденсируется на холодных участках пробирки в виде желтых капель или желтых игольчатых кристаллов. После остывания пробирки к сублимату прибавляют 1 каплю 5%-ного NaOH в этиловом спирте; появляется яркое красное или фиолетовое окрашивание в зависимости от состава антраценпроизводных (образование фенолятов). Сущность реакции: содержащиеся в растительном материале антрагликозиды при высокой температуре расщепляются с образованием свободных агликонов; одновременно производные антрона и антранола окисляются до антрахинонов, которые возгоняются.
Таблица 1
| Хроматограмма после проявления КОН | ||||
| № п/п | № | Название вещества | ||
| рисунков | пятна | флуоресценция в | ||
| цвет пятна в | ||||
| видимом свете | Уф свете | |||
| Рис. 14 | Бесцветный | Светло-зеленая | ||
| > | Слабо-фиолетовая | |||
| » | Ярко-фиолетовая | |||
| Слабо-желтый | Слабо-оранжевая | |||
| Красный | Оранжево-красная | |||
| Светло-желтый | Светло-голубая | |||
| Слабо-желтый | Ячко-фиолетовая | |||
| Темно-желтый | Те шо-коричневая | |||
| Серо-коричневый | Темно-серая | |||
| Красный | Фиолетово-красная | Франгулаэмодин | ||
| Рис. 15 | о | Бесцветный | Слабо-оранжевая | |
| £ 3 | Слабо-желтый | Слабо-темно-фиоле | ||
| товая | ||||
| » | Светло-зеленая | |||
| Слабо-красный | Фиолетовая | |||
| Красный | Оранжево-красная | Антрагликозиды | ||
| Слабо-красный | Фиолетово-красная | » | ||
| Слабо-желтый | Слабо-оранжевая | |||
| Темно-желтый | Темно-коричневая | |||
| Красный | Фиолетово-красная | Франгулаэмодин | ||
| Рис. 16 | Розоватый | Оранжево-красная | ||
| Слегка сероватый | Светло-зеленая | |||
| ЗГ | Красный | Ярко-оранжевая | ГлюкофранТ'улин | |
| > | Красно-оранжевая | |||
| Бесцветный | Светло-зеленая | |||
| Розовый | Розовая | |||
| Оранжевый | Оранжево-красная | Франгулин | ||
| Красный | Фиолетово-красная | Франгулаэмодин | ||
| Рис. 17 | О | Ярко-желтый | Темно-желтая | |
| Z | > Бесцветный | > Светло-зеленая | ||
| Слабо-желтый | Красная | |||
| » | Розовая | |||
| Слабо-оранжевый | Оранжево-красная | Франгулин | ||
| Слабо-желтый | Желтая | |||
| Красный | Фиолетово-красная | Франгулаэмодин | ||
| Слабо-зеленый | Розовая | Хлорофилл | ||
| Рис. 18 | Оранжевый | Оранжевая | Луцидинпримве- | |
| розид | ||||
| Красный | Огненно-красная | Руберитриновая ки | ||
| слота |





§ 1. Классификация
IX
VI
о
I II II I
HO/VN/^NCH,
XVI
но о он
XVIII
Рис. 19. Схема хромато- граммы антраценпроизводных кассии остролистной:

