Фенольные соединения - химически активные вещества, у которых мобильные электроны бензольного кольца и неспаренные электроны кислорода фенольной группировки взаимодействуют

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Это смещает электроны кислорода, в результате чего электронная плотность кислорода снижается и появляется частично положительный заряд. Следовательно, разорвать связь между кислородом и водородом легче, чем между углеродом и кислородом, что объясняет кислую природу фенольных соединений, причем она повышается с увеличением гидроксильных группировок.

Фенольные соединения характеризуются способность к образованию внутримолекулярных водородных связей, например, между гидроксильными группировками в орто -дифенолах, а также между гидроксильной группой и кислородом пиранового кольца во многих флавоноидах. Межмолекулярные водородные связи часто образуются между гидроксильной группировкой фенольной молекулы и пептидной связью белка или гидроксильной группировкой углеводов клеточной стенки.

Фенольные соединения образуют простые и сложные эфирные связи, что является одной из причин разнообразия данных вторичных метаболитов. Простые эфирные связи (метоксильные, гликозидные) более распространены, чем сложные. Сложноэфирные связи характерны для кумаринов, эллаговой кислоты, депсидов и др.

Другим важным свойством фенольных соединений является способность образовывать хелаты с металлами. Одной из причин разнообразия антоциановых пигментов является их комплексообразование с различными ионами металлов – М (Al³⁺, Fe³⁺, K⁺, Mg²⁺,Ca²⁺), а также другими группами флавоноидов.

Важным и распространенным свойством фенольных соединений является их способность к окислению, что обусловливает большое природное разнообразие фенольных соединений, в том числе полимерных. Наиболее лабильные фенольные соединения окисляются в аэробных условиях при действии солнечного освещения. Следует заметить, что при этом большое значение имеет картина гидроксилирования бензольного ядра: мета -замещенные дифенолы окисляются значительно труднее, чем пара- и особенно орто -дифенолы. Окисление протекает через промежуточное образование феноксильных свободных радикалов, возникающих при отрыве атома водорода. Гидроксилирование является еще одним из способов окисления, участвующих в биосинтезе и превращениях фенольных соединений. В растениях обнаружены специфические ферменты, такие как фенолазы, которые окисляют монофенолы до дифенолов и хинонов.

Флавоноиды, благодаря своей полифенольной природе, имеют выраженные электронно-донорные свойства. Термодинамически, способность полифенолов восстанавливать различные сильно окисленные продукты и, в первую очередь, свободные радикалы обусловлена их низким восстановительным потенциалом (Е7). Для большинства флавоноидов Е7 лежит в диапазоне 0,25 – 0,75 в (табл), тогда как значения восстановительного потенциала анион-радикала кислорода, алкоксильного, пероксильного и гидроксильного радикала значительно выше – 0,9-2,13 в Благодаря такой высокой разнице в значениях восстановительного потенциала флавоноиды легко вовлекаются в одноэлектронные реакции с различными радикалами в соответствии с уравнением

Fl-OH + R• → Fl-O• + RH

Характерной особенностью образующегося в результате реакции ароксильного радикала Fl-O• является способность к делокализации, т.е. передвижению неспаренного электрона в ароматическое кольцо с образованием ряда резонансных структур:

Семихиноновый радикал Fl-O• может также реагировать с другим свободным радикалом с образованием стабильных хинонов.

Для флавоноидов характерна также способность модулировать активность целого ряда ферментов, в том числе отвечающих за антиоксидантную защиту клетки.

АЛКАЛОИДЫ

Алкалоиды - это природные азотсодержащие органические соединения основного характера, имеющие сложный состав и обладающие сильным специфическим действием. Большинство их относится к соединениям с гетероциклическим атомом азота в кольце, реже азот находится в боковой цепи.

Некоторые гипотезы роли алкалоидов в метаболизме растений:

1. Алкалоиды - конечные продукты процесса обмена веществ, появляющиеся в результате распада азотистых соединений

2. алкалоиды — запасные вещества

3. Алкалоиды — защитные вещества.

4. Алкалоиды — активные и необходимые вещества в процессах биосинтеза, протекающих в растениях.

5. Имеются данные о положительном влиянии некоторых алкалоидов на процессы роста растений

6. Алкалоидам иногда отводится роль передатчиков кислорода. Эта передача осуществляется через N-оксидные формы алкалоидов.

Производятся алкалоиды в основном в грибах и растениях, а действуют на животных, причём обычно поражают нервную и мышечную системы.

Химические основы действия алкалоидов: многие гормоны и медиаторы в организме животных — амины или пептиды, также как и алкалоиды, являются производными аминокислот. Это ацетилхолин, адреналин, норадреналин, серотонин, дофамин, эндорфины и другие. Алкалоиды в химическом отношении похожи на них. Попав в тело животного или человека, они связываются с рецепторами, предназначенными для регуляторных молекул самого организма, и блокируют или запускают разнообразные процессы, например передачу сигнала (ацетилхолина) от нервных окончаний мышцам.

Ацетилхолин передаёт нервные импульсы в некоторых областях ЦНС, в вегетативных узлах, в окончаниях двигательных и парасимпатических нервов.

Холинорецепторы нервов сердца, гладкой мускулатуры, желез, расположенных за ганглиями, активируются мускарином — ядом из мухоморов и блокируются атропином.

Холинорецепторы, расположенные в области ганглионарных синапсов и в соматических нервно-мышечных синапсах, активируются никотином и блокируются тубокурарином.

Исторически первые классификации алкалоидов объединяли алкалоиды в группы по признаку происхождения из общего природного источника, например, из растений одного рода – ботаническая классифи кация. Это было оправдано недостаточностью знаний о химическом строении алкалоидов. В настоящее время такая классификация считается во многом устаревшей. Примеры: алкалоиды маковых (мак, опий, чистотел), лютиковых (лютик, аконин), мареновых (кора хинного дерева), пасленовых (табак, картофель, дурман), барбарисовых и т.д. Как правило в одном растении содержится не один алкалоид, а смесь родственных веществ. Например из опия выделено 25 алкалоидов, из коры хинного дерева – 24, из листьев коки – 7.

Вторая классификация - фармакологическая - по характеру действия. Алкалоиды имеют очень широкий спектр фармакологического действия, активно влияют на

сердечнососудистую,

медиаторную,

мышечную,

эндокринную и другие системы,

обладают широким лечебным действием –

спазмолитическим,

болеутоляющим,

успокаивающим, и

возбуждающим.

Алкалоиды стимулируют центральную нервную систему,

обладают гипертензивным и гипотензивным,

желчегонным,

сосудорасширяющим и сосудосуживающим свойствами.

Они служат источниками для синтеза ценных гормональных стероидных препаратов. Все эти возможности алкалоидов связаны с их сложным и разнообразным химическим составом.

По действию на организм человека алкалоиды можно разделить на следующие группы:

Дата добавления: 2014-01-04