Измельченный растительный материал подвергают экстракции в диффузорах (перколяторах) и затем очистке, с целью удаления дубильных, красящих, слизистых, белковых и других веществ.
Ввиду обычно малого содержания гликозидов в растениях, часто ограничиваются выделением не индивидуальных веществ, а их смесей в виде водных растворов, стандартизованных по биологическому действию на животных. Такие препараты получили название неогаленовых или новогаленовых. Обычно в 1 мл такого раствора содержится определенное количество гликозидов, выраженных в единицах действия (ЕД).
Особенно большие трудности возникают при исследовании растений с целью поисков гликозидов. При этом используют два основных направления: «свинцовый метод» или дифференциальную последовательную экстракцию. «Свинцовый метод» основан на выделении составных частей растения в виде свинцовых солей и разделении последних по их различной растворимости в тех или иных растворителях. При дифференциальной экстракции производят последовательное извлечение растительного материала различными растворителями и химикатами и изучение каждого из экстрактов.
Качественные реакции гликозидов
Гликозиды в отличие от алкалоидов обычно не дают специфических реакций и не восстанавливаются ни раствором Фелинга, ни аммиачным раствора окиси серебра. Исключение составляют те гликозиды, агликоны которых содержат редуцирующие группы. После гидролиза гликозида кипячением водного раствора с разбавленным раствором серной кислоты образующийся сахар обнаруживают по редуцирующей способности раствором Фелинга.
Более общим является ферментативное расщепление, позволяющее не только установить присутствие гликозида, но и доказать идентичность его сравнением с заведомо известным. Чаще всего это производят с помощью фермента эмульсина. Все такие гликозиды обладают в водных растворах левым вращением, в то время как глюкоза, образующаяся в результате гидролиза, обладает правым вращением. На основании этих двух положений каждый гликозид характеризуют свойственным ему энзимолитическим индексом восстановления. Под этим индексом подразумевают содержание глюкозы, выраженное в миллиграммах в 100 мл испытуемого раствора, образующейся при расщеплении гликозида в количестве, требуемом для изменения вращения вправо на 1 °C в трубке длиной 20 см.
Цветные реакции гликозидов обычно пригодны лишь при отсутствии свободных сахаров. Так, многие гликозиды с очищенной бычьей желчью и серной кислотой дают красное окрашивание, равным образом спиртовой 20%-ный раствор α-нафтола с концентрированной серной кислотой дает синее, фиолетовое или красное окрашивание. Подобная окраска возникает и в случае применения β-нафтола или резорцина. Гликозиды, содержащие в качестве агликона фенол или соединения с фенольным гидроксилом, дают окраску с хлорным железом.
Гликозиды, агликоны которых содержат карбонильную группу, идентифицируют в виде гидразонов, семикарбазонов или оксимов. При осторожном ацетилировании уксусным ангидридом многие глюкозиды дают характерные ацетильные производные.
Гликозиды также распознают, идентифицируя продукты их расщепления – сахара и агликоны. Для этого применяют обычные методы разделения и идентификации органических соединений: различные виды хроматографии, масс-спектрометрию, спектроскопию ядерного магнитного резонанса и т.п.
Количественное определение гликозидов
Количественное определение гликозидов имеет значение при исследовании растительного материала и главным образом лекарственного сырья.
Определение гликозидов весовым путем после извлечения его растворителями весьма затруднительно, так как необходимо предварительное его выделение из растительного материала в достаточно чистом виде. Поэтому в ряде случаев целесообразно определение количества агликона, образующегося при гидролизе. Так, количество синигрина в горчице или горчичниках определяется аргентометрически или йодометрически по количеству отщепленного и отогнанного аллилгорчичного масла.
Гликозиды, содержащие цианистый водород, также могут быть определены по количеству последнего после расщепления и отгонки.
Во многих случаях количество гликозида может быть определено на основании изменения угла вращения после ферментативного расщепления.
В некоторых случаях определяют флуоресценцией, характерной для того или иного гликозида, путем сравнения с заведомо известным гликозидом.
Сердечные гликозиды
"Сердечные гликозиды" это соединения специфической химической структуры, содержащиеся в ряде растений и обладающих характерной кардиотонической активностью. Это сложные органические соединения, расщепляющиеся при гидролизе на сахара (гликоны) и бессахаристую часть (агликоны или генины). Сердечные гликозиды представляют собой наиболее важную группу гликозидов, не имеющих себе равных синтетических заменителей и оказывающих сильное и специфическое воздействие на сердечную мышцу, увеличивая силу ее сокращений. Растения, содержащие сердечные гликозиды, сильно ядовиты, часто имеют горький вкус. Это по сути бесцветные или белые кристалы, без запаха с температурой плавления 100-2400С, малорастворим в воде, хорошо растворим в водных растворах метилового и этилового спирта.
К растениям, содержащим сердечные гликозиды, относятся разные виды наперстянки (Digitalis purpurea L., Digitalis Lanata Ehrh. и др.), горицвета (Аdonis vernalis L. и др.), ландыш (Соnvallaria majalis L, .), обвойник (Реriploca graeса L.), разные виды желтушника (Еrysimum саnescens Roth., Еrуsimum cheiranthоides L. и др.), строфанта (Strophanthus gratus, Strophanthus Коmbe), олеандр (Nerium оleander L.), морозник (Неllеbоrus рurрurascens W. еt К.), джут длинноплодный (Соrсhоrus оlitоrius L.), харг кустарниковый (Gomphocarpus fruticosus А. Вr.) и др.
В отличие от алкалоидов гликозиды при хранении быстро разрушаются ферментами самих растений, а также под действием других факторов, поэтому в только что срезанных растениях гликозиды легко распадаются и теряют свои свойства. Чтобы максимально сохранить сердечные гликозиды в нативном состоянии, сушку сырья проводят быстро и при достаточно высоких температурах (не менее 60°C) для инактивации ферментов, расщепляющих конечный продукт.
Получение сердечных гликозидов осуществляют экстракцией.
Идентифицируют с помощью групп цветных реакций: на стероидное кольцо (с реактивом Чугаева образуется розовое окрашивание), лактонное кольцо (в УФ-спектре имеют характерную полосу поглощения), углеводный компонент (с нитрофенилгидразином и щёлочью образуется голубое окрашивание).
Количественное определение осуществляют биологическими и физико-химическими (титриметрия, спектрофотоколориметрия и колориметрия) методами.
Общие противопоказания к применению сердечных гликозидов: выраженная брадикардия, атриовентрикулярная блокада различной степени, синдром Адамса - Стокса - Морганьи, стенокардия (использование при стенокардии возможно лишь при наличии сердечной недостаточности). Осторожность необходима при инфаркте миокарда (применение возможно лишь при выраженной сердечной недостаточности с дилатацией миокарда); при шоке либо отсутствии признаков сердечной недостаточности сердечные гликозиды противопоказаны.
В больших дозах сердечные гликозиды могут вызывать тошноту и рвоту, возможны потеря аппетита, понос, нарушения деятельности ЦНС (головная боль, беспокойство, бессонница, депрессивные явления, нарушения зрения). При передозировке сердечные гликозиды могут приводить к резкой брадикардии, политопной экстрасистолии, бигеминии или тригеминии, замедлению предсердно-желудочковой проводимости. Токсические дозы могут вызывать трепетание желудочков и остановку сердца.
Сапонины
Сапонины — безазотистые гликозиды растительного происхождения с поверхностно-активными свойствами. Это бесцветные кристалические (аморфные) вещества, растворы которых при взбалтывании образуют густую стойкую пену. Название происходит от латинского sapo (род. падеж saponis) — мыло. Хорошо растворимы в воде и спирте, нерастворимы в хлороформе и ацетоне. Широко распространены в природе, встречаются в различных частях растений — листьях, стеблях, корнях, цветах, плодах.
Они представлены двумя большими группами веществ: стероидные (гликоалкалоиды) и тритерпеновые сапонины.
Сапонины содержаться в женьшене, корне солодки, конском каштане, аралии маньчжурской, календуле, астрагалии, гвоздике, почечном чае и др.
Выделение сапонинов из растительного сырья включает в себя получение суммарного экстракта и очистку его от баластных веществ с последующим разделением смеси на индивидуальные соединения. В основном сейчас выделяют сапонины экстракция метанолом, этанолом и изопропаном.
Для обнаружения сапонинов в растительном сырье используют реакции основанные не физических свойствах (реакции пенообразования), цветные (с Н2SО4 концентрированной жёлтый цвет переходит в красно-розовый; Ванилин + Н2SО4 конц. t0C получают, что тритерпеновые окрашиваются в красный цвет, а стероидные – в жёлтый; Н2SО4 конц. + Соли меди t0C – получают сене-зелёное окрашивание) и осадочные реакции, а также основанные на биологических свойствах сапонинов (гемолиз).
Для количественного анализа применяют методы определения гемолитического, рыбьего индекса и пенного числа, а также химические методы.
Сапонинам свойственна разнообразная биологическая активность. Они усиливают деятельность слизистых желез дыхательных путей, что облегчает отхождение мокроты при простудных и других заболеваниях; обладают противоаритмическим, успокаивающим, обезболивающим, противовоспалительным, противогрибковым, кардиотоническим, капилляроукрепляющим действием. Их применяют в качестве общеукрепляющих, мочегонных, стимулирующих и тонизирующих средств. Используются они и для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза, в том числе и в сочетании с гипертонической болезнью, и во многих других случаях. Эти соединения безвредны при приеме внутрь через рот, но очень ядовиты при прямом попадании в кровь, вызывая гемолиз эритроцитов и отравление. Сапонины листьев наперстянки (Digitalis) дигитоксин, дигоксин, гитоксин при пероральном применении нормализуют углеводно-фосфатный обмен и баланс электролитов в сердечной мышце, приводя к увеличению силы сокращения в сердечной мышце; повышают тонус центра блуждающих нервов, что в еще большей степени способствует восстановлению обмена в миокарде. Оказывают успокаивающее действие на центральную нервную систему. Получают стероидные гормоны коркового слоя надпочечников.