Химические вещества лекарственного растительного сырья

1. Химические вещества лекарственного сырья

1.1 Полисахариды

1.2 Жирные масла

1.3 Терпены и терпеноиды

1.4 Эфирные масла

1.5 Соединения ароматического ряда

1.6 Смолы и бальзамы

1.7 Горечи

1.8 Гликозиды

1.8.1 Фенолгликозиды

1.8.2 Производные антрацена

1.8.3 Гликозиды сердечной группы

2. Лекарственные формы Список использованной литературы

1. ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ

Растения вырабатывают чрезвычайно сложные и разнообразные химические вещества. Одни из них оказывают сильное фармакологическое действие (действующие вещества) и обусловливают лечебную ценность сырья; другие выраженного лечебного действия не оказывают (сопутствующие вещества), но с наличием их необходимо считаться при переработке сырья (сушка, хранение, приготовление галеновых препаратов).

Действующие вещества подробно разбираются в специальной части учебника, где они расположены по принципу химического строения (химическая классификация).

Сопутствующие вещества имеются во всех растениях. Их тоже можно разделить на несколько групп: углеводы, жиры, белки, минеральные вещества и др.

К углеводам относятся клетчатка, сахар, крахмал, инулин и др. Клетчатка составляет остов растения, она не растворяется ни в воде, ни в органических растворителях, поэтому после извлечения действующих веществ при приготовлении препаратов идет в отброс.

Клетчатка входит в состав покровных тканей. В эпидермисе клетчатка сочетается с воскоподобным веществом — кутином. Пробковая ткань — это клетчатка, пропитанная суберином. Одревесневшая ткань — клетчатка, пропитанная лигнином, — составляет древесные сосуды и трахеиды и содержится во всех органах растения, больше всего — в древесине стволов. Одревесневает и механическая ткань — волокна и каменистые клетки. Фармацевтов интересует наличие и количество одревесневшей ткани при подборе инструмента для измельчения сырья.

Слизь и камедь образуются путем ослизнения клеточных стенок и встречаются в сырье не так часто. Бывают отдельные слизистые клетки в паренхиме разных органов растений, встречается слизистый эпидермис на семенах, но наибольшее количество образуется при ослизнении сердцевины или камбиального слоя стволов деревьев и кустарников. Слизистое сырье гигроскопично и при хранении в сыром месте легко плесневеет.

Крахмал в малых количествах имеется во всех частях растения, но в запас откладывается в семенах, в корнях и корневищах. Холодной водой и органическими растворителями он не извлекается, в горячей воде образует мутный и вязкий коллоидный раствор, который мешает при фильтрации. Сырье, богатое крахмалом, следует оберегать от амбарных вредителей.

Инулин образуется в растениях семейства сложноцветных, где откладывается как запасное вещество взамен крахмала. При гидролизе расщепляется до фруктозы в отличие от крахмала. Легко растворим в воде и фильтрации не мешает.

Монои дисахариды в небольших количествах встречаются почти во всех частях растения, в запас откладываются в плодах, в корнях, в стеблях злаков и др. Сырье сладкое, часто подвергается нападению амбарных вредителей.

Жирное масло откладывается как запасное питательное вещество в семенах, плодах, изредка в подземных органах. Жирное масло используется в медицине. При переработке сырья, богатого маслом, его иногда приходится предварительно удалять. При хранении сырья, богатого маслом, в измельченном виде оно быстро портится и прогоркает, амбарные вредители для него опасны.

Белковые вещества при переработке сырья существенной роли не играют. Продукты выделения: смолы, каучук, гуттаперчав сырье считаются балластными и затрудняют переработку. В медицине они используются в добытом из растения виде.

Минеральные вещества находятся во всех тканях растений — в растворенном клеточном соке или в кристаллах щавелевокислого кальция. При сжигании любого растения остается небольшой остаток смолы, в среднем 1—10%. В каждой природной золе находятся элементы: Na, К, Мg, Са, Si, Р, S. Это макроэлементы. Но, кроме того, в растениях имеются микроэлементы, содержание которых составляет тысячные доли процента и менее. Среди микроэлементов встречаются: Со, Fе, Сг, Сu, Мn, Мо, Ni, Аg, Аs, Zn и др. Накопление микроэлементов в растениях зависит от почвы, и оно обычно избирательное: разные виды растений всасывают разные микроэлементы. Некоторые микроэлементы имеют лечебное значение. Установлено, что растения, накапливающие повышенное количество марганца, обладают ранозаживляющим действием.

Прослежена некоторая закономерность между способностью растения синтезировать определенную группу физиологически активных веществ и избирательным свойством всасывания из почвы определенных микроэлементов. Например, алкалоидные растения — белладонна и мак опийный — избирательно накапливают кобальт, медь и марганец; гречиха, трава которой служит источником добывания флавоноида рутина, избирательно накапливает медь и хром. Виды наперстянки, богатые сердечными гликозидами, накапливают марганец, молибден и хром. Женьшень и близкие роды аралиевых, оказывающие действие, тонизирующее центральную нервную систему, преимущественно накапливают из почвы ванадий, молибден, марганец и стронций. Опыты на плантациях показали, что при подкормке растений указанными специальными микроэлементами повышается количество соответствующего активного вещества. Фармакологические опыты говорят о том, что марганец и молибден в комплексе с сердечными гликозидами усиливают действие последних.

Все вещества растений как активные, так и сопутствующие в процессе жизнедеятельности растения, при обмене веществ претерпевают значительные изменения. Они синтезируются, разносятся по органам растений, в зависимости от фазы вегетации находятся в различных количествах, изменяются не только количественно, но и качественно. Все превращения обусловливают ферменты или энзимы, находящиеся в тканях и действующие как катализаторы. Поэтому для каждого вида сырья установлена фаза вегетации, в которую требуется собирать сырье, чтобы оно по химическому составу соответствовало требованиям Фармакопеи.

1.1 Полисахариды

Используемые в фармацевтической практике полисахариды относятся к двум группам: 1) крахмалы, 2) камеди и слизи.

Крахмал откладывается в виде зерен в паренхимных клетках разных частей растений, но в больших количествах в качестве запасных веществ— в семенах, плодах, корнях и корневищах, изредка в сердцевине деревьев (например, саго). Промышленность России вырабатывает крахмалы — пшеничный, рисовый, кукурузный, картофельный. И в фармации крахмалы используются для присыпок и для некоторых мазей.

Камеди и слизи являются продуктом слизистого перерождения клеточных стенок, содержимого клеток, а иногда и целых участков тканей и образуют бесформенные массы в растениях. Ослизнение наблюдается в различных частях растений. Причины перерождения могут быть различными. Иногда это явление патологическое, вызванное повреждением растения и носящее характер защитного приспособления. Так, при повреждении коры стволов деревьев выступает густая слизь, заливающая раны и постепенно засыхающая. Это можно наблюдать у плодовых деревьев — абрикосов, вишен и др. Затвердевший продукт собирают на стволах растений в виде прозрачных или просвечивающих кусков, и он используется под названием камеди — Gummi. В ГФ Х включена абрикосовая камедь, используемая в качестве эмульгатора в аптеке для приготовления эмульсий. Наши плодовые сады могут дать неограниченное количество камеди, даже если не прибегать к надрезам.

В других частях растений — листьях, цветках, корневищах — не наблюдается такого массового ослизнения, как в стволах у деревьев. Ослизняются отдельные клетки или группы клеток, и слизь наружу не прорывается. Это физиологическое явление наблюдается у растений засушливых местообитаний. Слизистые клетки способствуют накоплению и удержанию влаги и во время засухи охраняют растение от увядания. В корневищах и клубнях слизь отчасти имеет значение как запасной питательный материал для быстрого весеннего прорастания. Слизистый эпидермис семян является биологическим приспособлением для приклеивания семян к почве и обеспечения прорастания. Слизи не вытекают из надрезов, а извлекаются из сырья водой, с которой они образуют вязкие коллоидные растворы.

По растворимости в воде камеди разделяют на:

1) растворимые в холодной воде (арабин);

2) .малорастворимые, но сильно набухающие в воде (бассорин);

3) нерастворимые в холодной воде и не набухающие (церазин).

В спирте камеди и слизи нерастворимы в отличие от смол. При добавлении спирта к водным растворам слизи и камеди выпадают в хлопьевидный осадок. Камеди и слизи в химическом отношении не являются однородными веществами. В их состав входят полимеры Сахаров уроновых кислот, иногда калиевые и кальциевые соли их и другие вещества. Уроновые кислоты представляют собой сахара, у которых первично-спиртовая группа окислена до карбоксила. В медицине слизи используются как обволакивающие и мягчительные средства, а камеди — для приготовления эмульсий, таблеток.

1.2 Жирные масла

Жиры образуются в животных и растительных организмах из углеводов и являются запасным питательным материалом.

Жиры делятся на растительные и животные.

К растительным жирам относятся:

1) твердые жиры

2)жидкие масла (невысыхающие, полувысыхающие и высыхающие).

К животным жирам относятся:

1) жиры наземных животных

2) жиры морских животных и рыб.

В растениях жиры находятся главным образом в семенах — как запасной материал для питания зародыша в первых стадиях его развития, в клетках паренхимы в виде мельчайших капелек, сильно преломляющих свет, или в непрочной связи с белковыми веществами. Иногда значительное количество жира находится в околоплоднике.

В животных организмах жир отлагается в жировой ткани. Жировая ткань скапливается в организме животных главным образом или непосредственно под кожей (так называемое рубашечное сало) или окружает внутренние органы (почки, желудочно-кишечный тракт), а также накапливается в печени и содержится в молоке млекопитающих.

Жиры — это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина с одноосновными кислотами жирного ряда. В сложных эфирах все три водных остатка глицерина замещены тремя радикалами различных кислот или какой-нибудь одной кислотой. Эти сложные эфиры носят название глицеридов или триглицеридов. В зависимости от входящей в их состав кислоты это может быть триолеин, тристеарин, трипальмитин и т. п.

В природный жир обычно входит смесь различных сложных эфиров глицерина и сопутствующие вещества. Жирные кислоты, входящие в состав глицеридов, обусловливают свойства и консистенцию жиров и масел. Предельные кислоты образуют мягкие и плотные глицериды, причем с повышением относительной молекулярной массы повышается твердость жира и температура плавления. Непредельные кислоты дают жидкие глицериды. С повышением непредельности увеличивается высыхаемость кислот.

Чаще всего в состав жиров входят следующие жирные кислоты:

Предельные кислоты:

С₅Н₃₁СООН — пальмитиновая;

С₁₇ Н₃₅СООН — стеариновая.

Непредельные кислоты:

С₁₇Н₃₃СООН — олеиновая (с одной двойной связью), образует невысыхающие глицериды;

С₁₇Н₃₁СООН—линолевая (с двумя двойными связями), образует полувысыхающие глицериды;

С₁₇Н₂₉СООН —линоленовая (с тремя двойными связями), образует высыхающие глицериды.

При добывании жиров в них переходят и другие соединения, содержащиеся в тех же клетках в растворе или в смеси с жирами. К ним относятся свободные жирные кислоты, высокомолекулярные циклические спирты — стерины. В животных жирах содержится холестерин, а в растительных — фитостерин, фосфорсодержащие соединения, красящие вещества (липохромы), например каротины, ксантофил. Во многих животных жирах содержатся витамины, А и О. Неочищенные жиры всегда содержат белковые вещества, слизи, воду, свободные кислоты.

Физические свойства. Жирами принято называть продукты, сохраняющие при обыкновенной температуре плотную или мягкую консистенцию, в отличие от жирных масел, которые в тех же условиях являются густыми жидкостями. Жиры и жирные масла характеризуются общими физическими свойствами: они жирны на ощупь; нанесенные на бумагу, дают характерное пятно, не исчезающее, а, наоборот, расплывающееся при нагревании.

Природные жиры и жирные масла окрашены в желтоватый, реже в зеленоватый цвет благодаря присутствию хлорофилла, еще реже — в красно-оранжевый или иной цвет, зависящий от наличия тех или иных красящих веществ. Свежие жиры и жирные масла имеют специфические, обычно приятные, запах и вкус, обусловленные примесью различных летучих веществ. Консистенция, цвет, вкус и запах растительных жиров зависят от вида растения, из которого они получены, от климата и условий добывания масла.

От наземных животных получают плотные или мягкие жиры, содержащие предельные кислоты, а от морских животных и рыб — жидкие, непредельные.

Все жиры легче воды. В воде они совершенно нерастворимы, в спирте малорастворимы (за исключением касторового масла), несколько больше растворимы в кипящем спирте и во всех соотношениях растворимы в эфире, хлороформе и сероуглероде. Жиры и жирные масла не летучи и не перегоняются без разложения. При сильном нагревании жиры начинают разлагаться и выделять раздражающий глаз альдегид акролеин, представляющий продукт разложения глицерина и обладающий весьма неприятным острым запахом. Жиры и жирные масла при обыкновенной температуре не загораются, но при сильном нагревании могут гореть ярким пламенем.

Химические свойства. Омыление. Омылением жиров называется расщепление их на свободные жирные кислоты и глицерин. В природе расщепление жиров происходит под влиянием фермента липазы, содержащегося во всех жирномасличных семенах; реакция протекает в присутствии влаги. Омыление происходит также при наличии катализаторов. Для омыления пользуются растворами щелочей и окисями металлов; при этом получаются соли жирных кислот и глицерин:

С₃Н₅(ОСОR)₃ + ЗNаОН = С₃Н₅(ОН)₂ + ЗRСООNа, где R — остаток жирных кислот.

Соли жирных кислот, образуемые щелочными и щелочноземельными металлами, называются мылами, а свинцовые соли — пластырями. Взбалтыванием жирных масел с раствором аммиака получается летучая мазь — Linimentum ammoniatum; это то же мыло, находящееся во взвешенном состоянии в избытке жирного масла.

Прогоркание. При длительном хранении жиров происходит сложный химический процесс, называющийся прогорканием. Реакция протекает на свету при доступе воздуха и влаги и, вероятно, не без участия соответствующих микроорганизмов; жиры и масла частью окисляются (присоединяя кислород воздуха), частью же подвергаются процессу омыления, распадаясь на глицерин и свободные кислоты. При этом появляются неприятный запах, раздражающий горьковатый вкус и кислая реакция.

Высыхание жиров — сложный физико-химический процесс, при котором под влиянием кислорода воздуха происходит их окисление, а затем конденсация и полимеризация. Этот процесс связан с наличием в маслах линолевой и линоленовой кислот. Содержащие эти кислоты жиры, будучи намазаны тонким слоем, превращаются постепенно в прозрачную пленку, нерастворимую ни в эфире, ни в бензине и называемую оксином. Масла, в которых преобладает линолевая кислота, дают мягкие пленки и называются полувысыхающими; масла, состоящие преимущественно из глицеридов линоленовой и изолинолевой кислот, образуют твердые пленки и называются высыхающими.

Гидрогенизация жиров — присоединение водорода по месту двойных связей. Жиры, содержащие жирные кислоты непредельного ряда, могут присоединять по месту двойной связи два атома водорода, переходя в соответствующие предельные кислоты. Так, например, олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты при насыщении двойных связей превращаются в стеариновую. При этом жидкий жир уплотняется. На этой реакции основано широко развившееся у нас производство гидрогенизированных жиров. Гидрогенизированные (уплотненные) жиры применяют в пищевой промышленности в виде маргарина, а также используют в производстве мазей, паст, кремов.

Получение жиров. Растительные жиры получают чаще всего прессованием семян. Поступающие на переработку семена должны быть высушены и очищены от всяких загрязнений и примесей. Затем на обдирочных машинах отделяют семенные оболочки или околоплодники. Семенные ядра измельчают и подвергают прессованию на шнековых прессах или гидравлических. Прессование можно проводить холодным путем без подогревания прессуемой массы. Масла при этом получаются светлыми, чистыми, но выход их небольшой; много масла остается в жмыхах. Холодным прессованием получают масла для инъекционных растворов. Чтобы увеличить выход масла, измельченные семена предварительно подогревают и прессование ведут при повышенной температуре. Масла получаются более темные с большим содержанием примесей, их используют для наружного применения или рафинируют (очищают).

Для получения растительных масел прибегают еще к экстрагированию, применяя в качестве растворителя бензин или дихлорэтан, который затем отгоняют. Этот способ дает наибольший выход, но масло обычно содержит еще некоторое количество растворителя и отличается неприятным вкусом, а потому нуждается в рафинировании. Большое распространение на наших заводах получил комбинированный метод: прессование — экстрагирование.

Методом экстрагирования широко пользуются в лабораторной практике для количественного определения жира в сырье. Экстрагирование проводят в аппарате Сокслета. Принцип работы аппарата заключается в следующем. Навеску материала в бумажном патроне помещают в экстрактор прибора, соединяют экстрактор с холодильником и приемной колбой (предварительно высушенной и точно взвешенной), наливают в прибор через холодильник растворитель (чаще всего эфир) и нагревают прибор на водяной бане. Пары эфира из колбы поднимаются в холодильник и, сконцентрировавшись, стекают каплями в экстрактор на патрон с сырьем, извлекая масло, которое вместе с эфиром стекает в колбу. Аппарат работает автоматически. После окончания экстракции растворитель из колбы отгоняют, колбу с жиром высушивают и взвешивают. Процентное содержание жира в абсолютно сухом веществе вычисляют по формуле:

где, а —масса колбы с сухим жиром; Ь —масса пустой колбы; с — навеска сырья; Н — влажность сырья в процентах, определяемая в отдельной навеске.

Животные жиры получают обыкновенно вытапливанием предварительно отделенной от мяса и перепонок жировой клетчатки, изрезанной на мелкие куски и тщательно промытой холодной водой от крови и других загрязнений. Полученное тем или иным путем масло механически увлекает различные примеси: воду, белковые вещества, слизи, свободные кислоты и пр. Для очистки масло рафинируют вымораживанием, взмучиванием с каолином или обработкой щелочами.

Анализ жиров. Для определения подлинности и качества жира разработана методика определения физических и химических показателей, «чисел или констант», характерных для каждого жира. К физическим показателям относятся: преломляющая способность масел (рефракция), удельный вес (наиболее характерный для жидких масел) и температура плавления (для твердых жиров).

Химические показатели — это кислотное число, число омыления и йодное число.

Кислотным числом называют количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Таким образом, оно свидетельствует о наличии свободных кислот. При хранении кислотное число повышается в связи с происходящим гидролитическим расщеплением жира. Следовательно, кислотное число является показателем свежести жира.

Числом омыления называют количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации свободных кислот и омыления сложных эфиров в 1 г жира. Величина его зависит от относительной молекулярной массы входящих в данный жир жирных кислот и, следовательно, является показателем его подлинности.

Йодным числом называется число граммов йода, присоединяемое в определенных условиях к 100 г масла. Иод присоединяется к жирным кислотам по месту двойных и тройных связей, поэтому йодное число дает определенное представление о содержании непредельных кислот. Оно считается одним из важнейших признаков качественной оценки масел, дающих представление о их способности к высыханию.

Жирные масла сохраняются в темном прохладном месте. В аптеках они содержатся в склянках, на складах — в жестянках.

1.3 Терпены и терпеноиды

Терпены—это углеводороды, имеющие общую формулу (С₅Н₈)_n, а кислородные производные их называются терпеноидами. Терпены и терпеноиды могут быть соединениями алифатического, гидроцик-лического или ароматического ряда. Но несмотря на их принадлежность к столь различным классам органических соединений, они построены по одному «архитектурному плану»; наблюдается кратность углеродных атомов в их скелете. Они составлены по «изопреновому правилу», т. е. состоят из двух или нескольких частиц изопрена.

Терпены и терпеноиды являются очень обширным классом органических соединений и широко представлены в растительном мире. В зависимости от числа входящих в соединение углеродных атомов и частиц изопрена предложена следующая классификация:

1) С₅ — изопрен или полутерпен (полутерпеноид).

2) С₁₀ — монотерпены (монотерпеноиды). Они составляют легко летучие фракции эфирных масел.

3) С₁₅—сесквитерпены (сесквитерпеноиды). Они составляют тяжелолетучие фракции эфирных масел, кроме того, сюда же относятся некоторые горечи.

4) С₂₀ — дитерпены (дитерпеноиды). Входят в состав ряда смол и некоторых горечей.

5) С₃₀ — тритерпены (тритерпеноиды). Они составляют сапонины и некоторые горечи. В эфирных маслах не встречаются.

6) С₄₀ — тетратерпены (тетратерпеноиды). Образуют разные пигменты, в том числе каротиноиды. В эфирных маслах не встречаются.

7) С_n — политерпены (политерпеноиды). К ним относятся каучук и гуттаперча.

1.4 Эфирные масла

Приятный аромат душистых растений обусловливается наличием в них эфирных масел. Эфирные масла представляют собой смесь жидких, легко летучих веществ, перегоняющихся с водяным паром. Название этой группе веществ дано давно, когда о их химизме еще ничего не было известно. Эфирными они названы потому, что улетучиваются, как эфир, а маслами потому, что на ощупь они жирные и плавают на воде. Однако они ничего общего с жирами не имеют. Если на фильтровальную бумагу накапать масло и подогреть, то эфирные масла улетучиваются, оставляют почти сухую бумагу, а жирные, наоборот, растекаются по бумаге, образуя жирное пятно.

Душистых эфирномасличных растений в мировой флоре очень много. Однако некоторые семейства особенно богаты душистыми видами, например семейства губоцветные, сложноцветные, зонтичные, род цитрусовые, хвойные; напротив, почти не образуют эфирных масел пальмы, осоки, споровые.

Физиологическая роль эфирных масел в растениях еще точно не выяснена. В настоящее время имеются две теории: по одной из них эфирные масла являются отбросами растений, по другой предполагается участие компонентов эфирного масла в обмене веществ.

В отношении биологической роли эфирных масел существует много предположений. Эфирные масла могут образовываться во всех органах растений и скапливаются в особых выделительных образованиях, которые можно наблюдать под микроскопом. Различают внешние (экзогенные) выделительные образования и внутренние (эндогенные). К внешним относятся: эпидермальные образования — железистые пятна (скопление масла под кутикулой эпидермиса; чаще всего встречаются в лепестках цветков); волоски с одноклеточной железистой головкой на ножке (встречаются на цветках и листьях), эфирномасличные железки, состоящие из крупной многоклеточной головки, из 4−8 и более выделительных клеток на ножке, из 1 —2 очень коротких клеток, почти сидячие, часто в углублениях листа, стебля или чашечки. Для эфирномасличных растений семейства губоцветных характерны крупные железки, круглые, с 8 радиально расположенными выделительными клетками. Для семейства сложноцветных типичны железки овальной формы с 8 выделительными клетками, расположенными в 2 ряда и 4 яруса (рис. 21).

Тонкий аромат цветов привлекает насекомых — опылителей и тем самым обеспечивает существование вида. Высокое содержание эфирных масел в наземных частях многих растений сухих солнечных местообитаний расценивается как биологическое приспособление, снижающее транспирацию, так как эфирные масла благодаря поверхностному натяжению препятствуют испарению воды. Атмосфера испаряющегося эфирного масла вокруг растения предохраняет его от перегревающего действия солнечных лучей. Специфический запах эфирных масел может отпугивать некоторых животных и спасать растение от поедания. Фитонцидная активность эфирных масел способствует защите растения от микроорганизмов.

Внутренние выделительные образования развиваются внутри паренхимных тканей (см. рис. 21). В корнях бывают отдельные выделительные клетки в паренхиме или под покровной тканью; погруженные вместилища, круглые и овальные, встречаются в кожуре плодов, мезофилле листа, в подземных органах, в коре. Вытянутые выделительные вместилища называются канальцы или ходы. Встречаются часто в плодах, вдоль проводящих пучков в стеблях, листьях, корнях, древесине. В подземных органах назначением эфирных масел, вероятно, является защита от насекомых и грызунов. В коре и древесине они часто выполняют роль ранозаживляющего средства при повреждениях. Эфирное масло во вместилищах часто смешано со слизью или со смолой.

Количество масла в сухом сырье колеблется у разных растений от следов, 0,001% (например, в лепестках розы), до 20% (например, в бутонах импортной гвоздики).

Рис 2. Установка для получения эфирного масла перегонкой с водяным паром.

1 —куб; 2 — паровая рубашка; 3—спускной кран; 4 — крышка куба; 5 — растительное сырье; 6 — вентиль для впуска пара в паровую рубашку; 7 — вентиль для выпуска отработанного пара из паровой рубашки; 8 — вентиль для впуска пара в куб; 9 — пароотводная труба; 10 — конденсатор (холодильник); 11 —приемник (флорентийская бутыль); 12—лебедка для поднятия крышки куба; 13 — зубчатый механизм для опрокидывания куба при разгрузке.

Количество и состав эфирных масел иногда бывают различными в разных органах одного и того же растения. Например, у кишнеца (кориандра) листья и зрелые плоды пахнут по-разному. Изменяются количество и состав масел у одного и того же растения и в течение вегетационного периода. Например, у кишнеца зеленые, незрелые плоды имеют противный запах, а соломенно-желтые, вполне зрелые обладают очень приятным запахом кардамона.

Поэтому для установления рациональных сроков сбора сырья необходимо знать количество и состав масла в разные периоды вегетации. Количество эфирного масла в сырье определяют в лаборатории по методу Гинзберга: навеску сырья, помещенную в большую колбу, перегоняют с водой, эфирное масло скопляется в подвешенном в колбе маленьком градуированном приемнике. По окончании перегонки отсчитывают занимаемый маслом объем и результат выражают в процентах (рис. 22).

Для выделения эфирных масел из растения существует несколько способов, но чаще всего применяют перегонку с водяным паром, с водой (рис. 22) или комбинированным способом, при котором сырье заливают водой или соляным раствором, а затем пропускают пар.

При перегонке с водой растительный материал и воду нагревают в одном и том же кубе. При перегонке с водяным паром в куб помещают только растительный материал и сквозь него пропускают ток пара, получаемого в отдельном парообразователе, что исключает возможность пригорания материала. При обоих способах водяные пары увлекают эфирное масло и, проходя через соответствующий холодильник, стекают в приемник в виде мутной воды, в которой плавают капельки масла. Масло постепенно собирается над водой, а если его удельный вес выше единицы, то под водой. Приемником служит «флорентийская бутыль», имеющая отводную трубу у дна, согнутую коленом и доходящую почти до горлышка бутылки; через нее во время перегонки непрерывно по каплям уходит отстоявшаяся вода, в бутыли же остается масло. При маслах тяжелее воды, конечно, соответственно меняется и конструкция приемника.

Из сырья, содержащего большое количество эфирного масла, заключенного в крупных поверхностных вместилищах, его получают механическим путем в специальных вращающихся барабанах с зубчиками на внутренней поверхности. Зубчики при этом разрывают вместилища с эфирным маслом, и оно вытекает (плоды цитрусовых). Применяют также настаивание или мацерацию — способ, основанный на свойствах эфирных масел растворяться в жирах и жирных маслах. Свежие цветы при постоянном помешивании настаивают на масле при нагревании до 50 °C 1—2 дня в зависимости от материала. После настаивания жир отделяют от цветов и на нем настаивают новую порцию. Повторяя настаивание на одном и том же жире раз 10—15, получают жир с большим или меньшим содержанием эфирного масла. Полученный жир применяют для приготовления косметических препаратов: помад, кольдкремов — или для получения спиртовых растворов эфирных масел.

Применяется также способ поглощения (см. рис.), или анфлераж, основанный на свойствах жиров и жирных масел адсорбировать, т. е. поглощать, эфирные масла, испаряющиеся из цветов. Этот способ применяют главным образом для тех цветов, которые после того, как сорваны, выделяют более или менее продолжительное время новые количества эфирного масла, например цветы жасмина, туберозы.

Рис. 3. Получение эфирного масла из цветов методом поглощения лекарственный растительный химический вещество Для поглощения эфирного масла применяют специально приготовленную смесь из 3 частей свиного и 2 частей бычьего сала. Смесь намазывают слоем 3 мм с обеих сторон на стеклянные пластинки площадью 50×50 см, вставленные в деревянные рамки высотой около 5 см. На слой намазанного жира накладывают тонкую металлическую сетку, на которую насыпают цветы, и рамки ставят одну на другую приблизительно в рост человека. Цветы в зависимости от их свойств оставляют в рамках на сутки и более и, когда они перестанут издавать запах, заменяют свежими. В дальнейшем жир соскребают со стекол и, подобно жиру, полученному способом настаивания, применяют для приготовления косметических препаратов или, получив спиртовой раствор эфирного масла, применяют его для приготовления духов. Иногда для поглощения эфирных масел применяют активированный уголь. Цветы помещают в бак и продувают через них воздух или инертный газ, который затем направляют в цилиндр, заполненный активированным углем. Из насыщенного таким образом активированного угля эфирное масло извлекают спиртом или другими обычно применяемыми для экстракции растворителями.

Способ экстрагирования основан на извлечении эфирного масла из растения летучими растворителями, например эфиром или петролейным эфиром, которые легко отгоняются от растворенного эфирного масла.

Большинство эфирных масел, полученных разными способами, являются бесцветными или слегка желтоватыми прозрачными жидкостями. Как исключение некоторые масла окрашены; например, масло ромашки синее от присутствия в нем азулена, масло полыни сине-зеленое, тимьяна — красное. Все эфирные масла имеют характерный запах и острый жгучий вкус. Удельный вес эфирных масел колеблется в широких пределах — от 0,750 до 1,182, но подавляющее большинство эфирных масел легче воды, и лишь отдельные масла тяжелее, например коричное, гвоздичное, горчичное. В воде эфирные масла растворимы в очень незначительном количестве, но этого достаточно для придания ей соответствующего запаха и вкуса. В безводном спирте все эфирные масла растворяются полностью, а в спирте другой крепости — только в определенных количествах. Хорошо они растворяются в эфире, хлороформе, петролейном эфире, сероуглероде и в жирных маслах. Почти все эфирные масла оптически активны, т. е. вращают плоскость поляризации. Реакция масел нейтральная или кислая.

При охлаждении ряда эфирных масел, а иногда и при обычной температуре часть масла застывает в кристаллическую массу.

Составные части эфирных масел впервые исследовал Бутлеров, затем Вагнер, Пигулевский и др.

Состав эфирных масел неоднородный, они представляют собой смесь различных веществ; обычно количественно преобладают углеводороды — терпены и их кислородные производные — терпеноиды (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, сложные эфиры, лактоны и др.). Характерный запах эфирных масел обусловливают кислородные соединения.

Классифицируют эфирные масла по строению входящего в состав масла — главного соединения, являющегося носителем характерного запаха.

Различают четыре группы эфирных масел.

1) Масла, содержащие соединения алифатического ряда, ациклические или незамкнутые терпены и терпеноиды — С₁₀Н₂(>, например, гераниол, имеющий запах розы.

2) Масла, содержащие соединения гидроциклического ряда. Их подразделяют на терпены и терпеноиды: моноциклические — С₁₀Н₁₆ (например, лимонен) и бициклические — С₁₀Н₁₈, С₁₀Н₂₀ (например, пинен).

3) Масла, содержащие сесквитерпены и сесквитерпеноиды — С₁₅Н₂₄; они также разделяются на соединения алифатические, моно-гшклические и бициклические.

В медицине наибольшее значение приобрели эфирные масла, содержащие соединения группы азулена и лактон сантонин.

4) Масла, содержащие соединения ароматического ряда С₁₀Н₁₄; их подразделяют на две группы: производные изопрена (например, тимол) и производные фенилпропанового ряда (например, анетол).

Помимо настоящих эфирных масел, находящихся в живых растениях в готовом виде, встречаются еще гликозиды, расщепляющиеся при переработке сырья и дающие агликон — эфирное масло, например горчичное масло.

Анализ эфирных масел. Анализ имеет целью установление подлинности, чистоты и доброкачественности эфирного масла. Подлинность устанавливается путем определения цвета, запаха, прозрачности, вкуса (сравнивая со стандартным образцом), растворимости в спирте определенной концентрации и температуры застывания, а при возможности — путем количественного определения главной составной части. Чистота определяется отсутствием примеси спирта, жирных и минеральных масел. Из физических числовых показателей доброкачественности и отчасти подлинности определяют: удельный вес, угол вращения плоскости поляризации, показатель преломления. Из химических показателей определяют: кислотное число (количество свободных кислот), эфирное число (количество сложных эфиров), эфирное число после ацетилирования (количество свободных спиртов). Методы определения чистоты и констант имеются в ГФХ.

Эфирномасличное сырье и полученные из него эфирные масла имеют широкое применение в народном хозяйстве страны. В медицине эфирномасличное сырье используют в виде настоев, отваров, сборов, в галеновых препаратах (настойки, экстракты) и в сложных лекарственных формах (эфирные масла, а также выделанные из них составные части и препараты). Использование сырья и эфирных масел разнообразно, зависит от их химического состава. Некоторые объекты применяются, например, от кашля (анис, чабрец), как желудочно-кишечные (мята), седативные (валериана), сердечные (камфора), противовоспалительные и бактерицидные (шалфей, эвкалипт, ромашка), как наружные — отвлекающее средство для растирания (скипидар). Применение указано в описании каждого растения.

Широкое применение эфирные масла находят в парфюмерной, пищевой и ликерно-водочной промышленности.

Эфирные масла сохраняют в темных, наполненных доверху склянках в прохладном месте. На воздухе и на свету эфирные масла окисляются, при этом изменяется их цвет, запах, удельный вес, они густеют и осмоляются.

1.5 Соединения ароматического ряда

Главными частями эфирных масел ароматического ряда являются производные: 1) изопрена; сюда относятся растения семейства губоцветных (чабрец и тимиан); 2) фенилпропана; сюда относятся растения семейства зонтичных (анис, фенхель).

В медицине применяются плоды 10 видов из семейства зонтичных. Все они имеют однотипную структуру, но отличаются в деталях макрои микроскопически. Плод — вислоплодник (двусемянка или двузерновка). Относится к числу сухих дробных плодов. Форма вислоплодника продолговатая, шаровидная, яйцевидная и др. На верхушке плоды увенчаны остатками пятизубчатой чашечки и двумя вздутыми надпестичными дисками. Вислоплодник по созревании более или менее легко распадается на два полуплодика. Внутренние, прилегающие друг к другу стороны плоские, реже вогнутые, а наружные выпуклые. Наружная сторона несет 5 продольных выступающих ребрышек, два из них краевые. Характер ребрышек является отличительным признаком плодов. Между ребрышками расположены канальца с эфирным маслом. Плоды снаружи сероватые или серовато-бурые. Вкус характерный, но различный у каждого вида. Запах особенно важен для отличия видов. Только два вида амми лишены запаха.

1.6 Смолы и бальзамы

Смолы образуются в растениях как побочный продукт, часто совместно с эфирными маслами. Они накапливаются в особых выделительных вместилищах или каналах. При ранении растений смолы вытекают наружу и затягивают, подобно пластырю, пораженное место, предохраняя внутренние ткани от высыхания и проникновения микроорганизмов. Некоторые смолы быстро высыхают и твердеют на дереве (resina), другие долго остаются жидкими или полужидкими, их называют бальзамами (balsamum).

Смолы нерастворимы в воде; в большинстве случаев легкорастворимы в спирте, сероуглероде, хлороформе, эфирных маслах и др. Смолы не прогоркают, не загнивают и не портятся, однако при продолжительном соприкосновении с воздухом и светом некоторые смолы в порошке, особенно имеющие кислую реакцию, изменяются и делаются менее растворимыми. На ощупь смолы липки; консистенция их бывает жидкая, мягкая или твердая. Твердые смолы при нагревании сначала делаются липкими, затем размягчаются и наконец расплавляются; при сжигании горят коптящим пламенем, издавая характерный для каждой смолы запах.

Смолы имеют очень разнообразный химический состав. В них входят высокомолекулярные, обычно циклические соединения с большим содержанием углерода и водорода и малым содержанием кислорода.

Смолы широко применялись раньше для приготовления пластырей, а иногда назначались и внутрь. Применялось много импортных смол. В настоящее время смолы и бальзамы используются в медицинской практике значительно реже. Значение имеют смолы хвойные.

1.7 Горечи

Горькие растения издавна применяются для возбуждения аппетита. Акад. И. П. Павлов доказал специфическое действие горечей, усиливающих секрецию желудочного сока и тем самым улучшающих пищеварение. Горечи отличаются от горьких алкалоидов и гликозидов полной безвредностью. Они сильно горькие. Так, отвар травы полыни горькой дает ощущение горького вкуса в разведении 1:10 000.

Для оценки горького сырья определяют показатель горечи органолептическим методом. Показателем горечи называется наименьшая концентрация отвара, при которой ощущается горький вкус.

По своему химическому составу растения, содержащие горечи, делятся на две группы: 1) ароматные горечи или горько-пряные, содержащие, кроме горечей, еще эфирные масла; 2) чистые горечи, содержащие только горечи.

В химическом отношении целый ряд горечей генетически связан с сесквитерпеноидами, являясь их предшественниками.

Горечи встречаются в группе сесквитерпеноидов (С₁₅), дитерпеноидов (С₂₀), например маррубин, и тритерпеноидов (С₃₀), например тараксерол. Однако для ряда горечей структура не выявлена.

1.8 Гликозиды

Гликозиды (гетерозиды) — группа органических соединений, широко распространенных в растениях, реже в органах животного организма. Гликозиды — сложные соединения, которые под влиянием ферментов (энзимов), содержащихся в этих же растениях, подвергаются гидролитическому расщеплению и распадаются на две части. Одна часть содержит сахар и называется гликоном, другая, несахаристая, часть называется агликоном или генином.

Агликон и гликон соединены между собой эфироподобно. Связь гликона с агликоном осуществляется либо через кислород (О-гликозидная связь), либо через серу (S-гликозидная связь), либо через азот (N-гликозидная связь), реже через углерод (С-гликозидная связь).

Вначале были изучены гликозиды, содержащие только глюкозу, а затем обнаружили рамнозу, галактозу и другие сахара. Впоследствии нашли гликозиды, содержащие несколько сахаров вместе и соответственно различают монозиды, биозиды, триозиды и т. д. В состав некоторых гликозидов входят специфические сахара, нигде более не встречающиеся, например цимароза в гликозидах сердечной группы.

Агликоны гликозидов очень разнообразны; они принадлежат к различным классам органических соединений: спиртам, альдегидам, кислотам, фенолам, производным антрахинона и циклопентанофенантрена, сесквитерпенам и др.

Гликозиды широко распространены в природе, они могут находиться во всех органах растений, будучи растворены в клеточном соке. Энзимы или ферменты находятся в тех же растениях, но обычно в других клетках. Они действуют подобно катализаторам, не расходуясь при реакции. При жизнедеятельности растений и обмене веществ фермент в зависимости от условий является катализатором как для расщепления гликозида, так и для обратного его синтеза, так что в живом растении эта реакция обратима. Когда же растение срезают и начинают сушить, ткани его отмирают раньше, чем происходит полная потеря воды. При этом естественная регуляция действия фермента прекращается, полупроницаемость клеточных стенок нарушается, фермент, находящийся в других клетках, входит в контакт с гликозидом, а сложенное в кучу сырье разогревается и создаются благоприятные условия для расщепляющего действия фермента.

Чтобы сохранить в сырье гликозид в нерасщепленном виде, надо сушить его как можно быстрее в огневых сушилках, а при их отсутствии — на чердаках под железной крышей, обогреваемой солнцем, рассыпав сырье тонким слоем на решетках. Большинство содержащих гликозиды растений можно сушить при 60° С. При этой температуре фермент как белковое вещество свертывается и перестает служить катализатором. Говорят, что энзим «убит», т. е. разрушен. Наиболее легко расщепляются гликозиды сердечной группы, и содержащие их растения следует сушить быстро; другие же, особенно производные фенола, более стойки и допускают воздушную сушку. Расщепление гликозидов происходит с большей или меньшей легкостью не только под влиянием ферментов, но иногда при простом кипячении с водой, хотя чаще для расщепления необходимо нагревание с разведенными кислотами или щелочами.

Гликозиды, выделенные в чистом виде, представляют в большинстве случаев кристаллические бесцветные вещества.

Гликозиды легко растворимы в воде, спирте и почти нерастворимы в неполярных органических растворителях. На вкус большинство из них горькие. Гликозиды не имеют общих реакций. Подлинность их устанавливается по характеру агликона и гликона. Количественное определение гликозидов в зависимости от состава агликона проводится химическими или физико-химическими методами или применяется метод биологической стандартизации.

Действие гликозидов на организм обусловлено в основном их агликонами, являющимися, таким образом, важной и терапевтически ценной частью. Присутствие сахара, увеличивая растворимость вещества, способствует его всасываемости и усиливает и ускоряет его действие.

Агликоны столь разнообразны по химической структуре и фармакологическому действию, что для них нельзя дать общей характеристики, и при изучении их приходится рассматривать по разным группам.

Гликозиды классифицируют по химическому составу агликонов:

фенолгликозиды;

производные антрацена;

сердечные гликозиды;

сапонины;

различные более редкие гликозиды (тиогликозиды, нитрилгли-козиды и др.);

флавоноиды;

прегнановые гликозиды, производные циклопентанофенантрена (без лактонового кольца у С₁₇); встречаются у человека и животных (прогестерон, кортикостерон и др.); прегнановые производные найдены и в некоторых цветковых растениях.

Многие гликозиды оказывают сильное физиологическое действие и содержащее их сырье сохраняется по списку Б.

При хранении гликозидного сырья следует следить за сухостью складского помещения и не допускать отсыревания сырья, так как влага способствует возобновлению действия ферментов. Наименее устойчиво сырье с сердечными гликозидами.

1.8.1 Фенолгликозиды

Гликозиды этой группы, разлагаясь в организме, освобождают активно действующие фенолы: салициловую кислоту, гидрохинон и др., которые оказывают дезинфицирующее действие на дыхательные пути, почки и мочевые пути. Некоторые из этих веществ оказывают также мочегонное действие.

1.8.2 Производные антрацена

В эту группу объединяют сырье, содержащее различные производные антрацена и его кислородных соединений — антрахинона, антранола и др. Все эти соединения характеризуются бактерицидной активностью.

Большая часть объектов этой группы содержит так называемые антрагликозиды, имеющие гидроксильные и метиловые функциональные группы и оказывающие слабительное действие. Другие объекты имеют только гидроксильные функциональные группы и обладают иными фармакологическими свойствами (марена, зверобой).

Антрагликозиды, расщепляясь, дают агликоны, являющиеся оксиметилантрахинонами, реже оксиметилантранолами, с разным количеством гидроксильных групп. Чаще всего встречаются триокси-метилантрахиноны (эмодин и его изомер — алоин), диоксиметилан-трахинон (хризофанол, или хризофановая кислота), и диоксиантра-хинон — карбоновая кислота — реин.

В лекарственном сырье находится смесь антрагликозидов, их изомеров и свободных агликонов.

Антрагликозиды найдены в нескольких семействах, не имеющих ботанического сродства. Особенно часто антрагликозиды встречаются в растениях, принадлежащих к семействам гречишных — Polygonaceae и крушиновых — Rhamnaceae, но найдены они также в бобовых — Fabaceae (александрийский лист) и лилейных — Liliaceae (алоэ).

Антрагликозиды находятся в клеточном соке растений в растворенном состоянии. Обычно им сопутствуют их агликоны, свободные производные антрахинона. Антрагликозиды окрашены в оранжевый цвет, легко растворимы в воде, еще легче — в щелочах, труднеев эфире, хлороформе и других органических растворителях. С растворами щелочей антрагликозиды дают характерное кроваво-красное окрашивание.

Присутствие антрагликозидов в лекарственном сырье определяют реакцией Борнтрегера, основанной на изменении оксиметилантрахйнонами окраски в кислой и щелочной среде: 0,5 г порошка сырья кипятят несколько минут в 10 мл 10% спиртового раствора едкого натра, затем прибавляют 10 мл воды и фильтруют; по охлаждении фильтрат подкисляют соляной кислотой до слабокислой реакции и взбалтывают с двойным объемом эфира (оксиметилантрахиноны переходят в кислой среде в эфир и окрашивают его в желто-оранжевый цвет). Затем эфирный слой отделяют и взбалтывают с равным объемом раствора аммиака, получается вишнево-красное окрашивание (эмодин); эфирный слой остается желтоватым (хризофанол).

1.8.3 Гликозиды сердечной группы

Гликозиды сердечной группы обладают способностью избирательно действовать на сердечную мышцу. Они довольно широко распространены, особенно среди растений, принадлежащих к семействам норичниковых, лютиковых, кутровых, ласговневых, лилейных, крестоцветных.

Сердечные гликозиды в химическом отношении родственны между собой. Они содержат в своих молекулах в качестве агликона соединения, являющиеся производными циклопентанопергидрофенан грена и относятся к классу стероидов:

Агликоны сердечных гликозидов обычно имеют у С₁₇ ненасыщенное лактонное кольцо, по-видимому, обусловливающее сердечное действие, так как отсутствие лактонното кольца или его разрыв приводят к полной потере соединением биологического действия.

По структуре лактонного кольца сердечные гликозиды делятся на два типа: гликозиды с 5-членным кольцом, с одной двойной связью в кольце — «карденолиды»; гликозиды с 6-членным лактонным кольцом, имеющим 2 связи в кольце, — «буфадиенолиды», например гликозиды морозника (Helleborus) и морского лука (Scilla).

Кроме того, агликоны сердечных гликозидов имеют гидроксильные и метильные группы. Особенно характерна для всех соединений этого типа гидроксильная группа у С₃, к которой обычно присоединяются сахара. Эта группа встречается не только у сердечных гликозидов, но и у других производных циклопентанопергидрофенан трена — холестерина, желчных кислот, половых гормонов, гормонов коры надпочечников, витамина О Таким образом, сердечные гликозиды по своему строению близки к чрезвычайно важным природным соединениям, однако перечисленные соединения не имеют лактонного кольца, поэтому на сердце действия не оказывают.

Особенно важно замещение в положении С₁₀. У гликозидов группы наперстянки здесь имеется метильная функциональная группа. У гликозидов группы строфанта в этом положении имеется альдегидная группа. Бывают и дополнительные гидроксильные и метиловые группы в других положениях.

Но различаются сердечные гликозиды не только по деталям строения агликона, но и по сахарному остатку.

Наиболее важные агликоны (генины) сердечных гликозидов это дигитоксигенин, характерный для группы наперстянок, и строфантидин — для группы строфанта.

Сахара, входящие в состав сердечных гликозидов, обычно представлены моносахарами, чаще всего глюкозой и рамнозой.

Но бывают и специфические сахара, встречающиеся только в сердечных гликозидах, это сахара, обедненные кислородом. Например, для видов наперстянки типична дигитоксоза — С₆Н_2О4, для строфанта и некоторых других растений характерна цимарозаС₆Н_1О4СН₃. Обычно сердечные гликозиды содержат несколько разных сахаров. При полном их наборе соединение называется «первичным гликозидом», оно довольно нестойко. При начинающемся расщеплении гликозида обычно отпадает в первую очередь одна частица глюкозы — получается вторичный гликозид. При более глубоком расщеплении гликозидов получаются агликоны и сахара. Гликозиды действуют на сердце в 5—6 раз сильнее, чем их агликоны, вследствие чего сырье, содержащее их, надо сушить быстро и беречь во время хранения от сырости. Сахара способствуют растворимости гликозида, тем самым усиливая действие агликона. В природе гликозиды сердечной группы встречаются по нескольку в одном растении, иногда совместно с сапонинами и дубильными веществами.