Лекарственные растения и сырьё, содержащие эфирные масла, горечи и витамины

Спирты. Это одна из самых полезных групп соединений, обладающая антисептическими и противовирусными свойствами. Спирты, содержащиеся в ароматических маслах, как правило, нетоксичны. К ним относятся линалол (присутствует в лаванде, линалое и розовом дереве), цитронеллол (присутствует в розе, лимоне, эвкалипте и герани), гераниол (присутствует в пальмарозе), а также борнеол, ментол, нерол, терпинеол, фарнезол, ветиверол и цедрол.

Фенолы. Они обладают бактерицидными и стимулирующими свойствами, но могут при этом раздражающе действовать на кожу. К наиболее распространенным фенолам ароматических масел относятся евгенол (присутствует в гвоздике и лавре), тимол (присутствует в тимьяне) и карвакрол (присутствует в душице и чабере).

Оксиды. Наиболее важным оксидом является цинеол (или евкалиптол), который присутствует в эвкалиптовом масле и обладает отхаркивающими свойствами. Был обнаружен и в масле розмарина, чайного дерева и каепутовом.

 Заготовка. Эфирномасличное сырье собирают в определенной фазе развития растения - во время наибольшего их накопления. Особенности накопления и сбора указаны при описании каждого растения.

Сушка. Медленно, при температуре 25-35°С, без проветривания, раскладывая сырье толстым слоем. Хранение. Кислород воздуха и влага способствуют изменению состава эфирного масла. Одни компоненты окисляются, другие гидролизируются. Поэтому сырье следует хранить в сухом, чистом помещении, без прямого попадания солнечных лучей, отдельно от непахучего сырья, в плотно закрытых бочках или ящиках, выложенных бумагой. Масло хранят в склянках темного стекла или бидонах, наполненных доверху. Температура в помещении должна быть не выше 15°С.

Анализ эфирных масел. Сводится к определению подлинности и доброкачественности. Для этого определяют цвет, запах, вкус, плотность, угол вращения, показатель преломления, растворимость в спирте, кислотное и эфирное числа, эфирное число после ацетилирования. Кислотное число - количество миллиграммов КОН, пошедшее на нейтрализацию свободных кислот, содержащихся в 1 г эфирного масла. Эфирное число - количество миллиграммов КОН, пошедшее на омыление сложных эфиров, содержащихся в 1 г эфирного масла. Эфирное число после ацетилирования определяют в тех эфирных маслах, которые содержат такие ценные спирты, как линалоол, гераниол и др. Зная эфирное число после ацетилирования и эфирное число, по разности можно определить количество свободных спиртов в масле.

 

3. Сесквитерпены (определение понятия, место сесквитерпенов в классификации терпеноидов). Распространение сесквитерпенов по семействам и локализация в растительных тканях, зарисовать различные типы выделительных образований растений, где скапливаются сесквитерпены.

Сесквитерпе́ны (полуторатерпены), группа органических соединений класса терпенов, в которую входят углеводороды от С₁₅Н₂₄ до С₁₅Н₃₂, а также их кислородные производные (спирты, альдегиды, кетоны), называют часто сесквитерпеноидами; распространены в растениях, найдены в секреторных выделениях насекомых.

Терпены - углеводороды, имеющие общую формулу (С₅Н₈)n, .а кислородосодержащие их производные называются терпеноидами. 
Терпены и терпеноиды относятся к различным классам природных соединений, однако в основе структуры всех этих соединений лежит изопрен. 
В зависимости от числа изопреновых звеньев все терпены и терпеноиды можно разделить на следующие группы: 
С₅Н₈ - полутерпены; 
С₁₀Н₁₆ - монотерпены, составляющие легколетучие фракции эфирных масел; 
С₁₅Н₂₄ - сесквитерпены, составляющие тяжелолетучие (часто не перегоняются с водяным паром) фракции эфирных масел; 
С₂₀Н₃₂ - дитерпены, входящие в состав ряда смол; 
С₃₀Н₄₈ - тритерпены, являющиеся агликонами сапонинов; 
С₄₀Н₆₄ - тетратерпены, образующие разные пигменты, в том числе каротиноиды; 
(С₁₀Н₁₆)n – политерпены, К ним относятся каучук и гуттаперча.

Сесквитерпены представляют собой самую обширную группу среди всех терпеноидов как по количеству соединений, обнаруженных в природных источниках (их несколько тысяч), так и по множеству структурных вариантов и разнообразию строения углеродного скелета (к настоящему моменту идентифицировано более

300 типов). Они содержатся в наземных растениях, в морских организмах и микробах. В наибольшем коли- честве и разнообразии сесквитерпены присутствуют в растениях семейств Magnoliaceae, Rutaceae, Corna- ceae и Asteraceae.

Сесквитерпены разделяются по числу углеродных колец и двойных связей. Алифатические имеют 4 двойные связи, моноциклические — 3, бициклические — 2, трициклические — 1, тетрациклические двойных связей не имеют.

К алифатическим  сесквитерпенам относятся соединения типа фарнезана, например β-фарнезен, фарнезол, неролидол.

Моноциклические сесквитерпены включают соединения групп: бисаболана, например α- и β-бисаболены, куркумен; гумулана, например α-гумулен; элемана, например δ- и γ-элемены; гермакрана, например, гермакрен-D.

Бициклические сесквитерпены разделяются на группы: кадинана, например α-, γ-, δ- и ε-кадинены; муролана, например α-, γ- и ε-муролены; булгарана, например, ε-булагарен; аморфана, например α-аморфен; селинана, например α-селинен, сибирен; кариофиллана, например, кариофиллен.

Трициклические  сесквитерпены делятся на группы: лонгифолана, например, лонгифолен, изолонгифолен, α-лонгипинен; илангана, например α- и  β-илангены; копана, например α- и β-копаены.

К тетрациклическим сесквитерпенам относятся, например, лонгициклен и  циклосативен.

                                                       Сесквитерпены

алифатические сесквитерпены                    моноциклические сесквитерпены

                                  

                   

 

бисаболол

фарнезол

 

бициклические сесквитерпены                      трициклические сесквитерпены

Хамазулен

                                                       

                                                      

 

ледол

 

 

 

Следует сразу же отметить особенности функциональных производных сесквитерпеноидов – они пред- ставлены всем разнообразием кислородных функций, чаще всего в одной молекуле их присутствует одно- временно несколько и разных, но обращает на себя внимание обилие соединений с лактонным фрагментом, его можно считать доминирующим после спиртовой функции.

Локализация сесквитерпенов в растениях

В растениях сесквитерпеноы локализуются в разных органах растения: в цветках, плодах, листьях, коре, подземных органах, но количественное распределение в различных органах неодинаково. Количество сесквитерпенов колеблется в широких пределах – от сотых долей процента до 20% (бутоны гвоздичного дерева).

Они могут находиться в растительном организме в диффузном рассеянном состоянии (т. е. эмульгированы или растворены в клетках) или скапливаться, локализоваться в особых анатомо-морфологических образованиях, легко обнаруживаемых под микроскопом. Эти выделительные образования могут быть экзогенными и эндогенными.

Экзогенные образования развиваются в эпидермальной ткани и представляют собой:

- железистые  «пятна» - мелкокапельные скопления  эфирных масел сразу же под  кутикулой эпидермы;

- железистые  волоски – цилиндрические эпидермальные  выросты, состоящие из одноклеточной или многоклеточной ножки и головки с клетками, выделяющими эфирное масло;

- железки – эпидермальные выросты, получившие наивысшую специализацию по выделению и накоплению эфирного масла. Они имеют разное строение и могут служить систематическим признаком. Например, у яснотковых 8 выделительных клеток расположены розеткой на короткой ножке; у астровых – железистые клетки имеют вертикальное расположение

по 2 в 4 ряда.

Железистые волоски и пельтатная (щитовидная) железка:

А - волосок пеларгонии (Pelargonium) с экскретом, выделенным под кутикулу; Б - волосок розмарина (Rosmarinus officinalis); В - волосок картофеля (Solanum tuberosum); Г - пузырчатые волоски лебеды (Atriplex) с водой и солями; Д - пельтатная железка с листа черной смородины (Ribes nigrum). 

Эндогенные   образования развиваются  в паренхимных тканях и представляют собой выделительные ткани или их элементы:

- секреторные клетки –  одиночные (например, в воздухоносной  паренхиме корневища аира) или  образуют слои таких клеток (например, в корнях валерианы);

- вместилища – округлые  полости, образующиеся в мезофилле  листа, кожуре плодов цитрусовых, в коре и древесине ряда  растений и заполненные эфирным  маслом;

- канальцы и ходы –  сильно удлиненные выделительные  образования, встречающиеся в плодах зонтичных, коре и древесине ряда растений.

                               Жгучий волосок листа крапивы (Urtica dioica):

1 - основание волоска, 2 - жгучая клетка, 3 - ядро, 4 - вакуоль, 5 - цитоплазма, 6 - обломившийся кончик жгучей клетки.

 

 

 

Схизогенный смоляной ход  древесины сосны (Pinus sylvestris):

1 - межклетная полость, 2 - эпителий, 3 - живые паренхимные  клетки, 4 - тонкостенные мертвые раздавленные клетки, 5 - трахеиды.

 

 

  Сесквитерпеноы накапливаются в растениях в различных количествах: от сотых и тысячных долей процента до 20% и более (например, в цветочных почках гвоздики – до 23%).

Есть два основных варианта локализации (распределения) эфирных масел в растения:

1 - сесквитерпеноы находятся в растворенном или эмульгированном состоянии в протоплазме или клеточном соке, оно диффузно рассеяно по всем клеткам тканей.

2 - сесквитерпеноы отделяются от протоплазмы и выделяется в виде секрета:

- на эпидермис  в виде пятен,

- в межклеточное  пространство,

- в специальные  выделительные образования. 

Распространение эфироносов в растительном мире

Растения, содержащие сесквитерпеноы, широко распространены в мировой флоре.

Больше всего у семейств: яснотковые (около 190 видов), зонтичные (около 177 видов), астровые (около 177 видов), миртовые (51 вид), рутовые (~ 48 видов),  лавровые и др. Особенно богаты  эфирным маслом растения тропической и субтропической зон (~ 54%);  в умеренной зоне ~ 20%, космополиты - 27 %.

в распределении  растений прослеживается тенденция:

- с продвижением на юг увеличивается число эфироносов;

- на юге в растениях-эфироносах больше накапливается эфирного масла.

Это объясняется тем, что высокая солнечная радиация и сухость воздуха уменьшают давление в межклетниках тканей эфироносов, кислород воздуха с трудом проникает в ткани, снижается белковый обмен, углеводный синтез и увеличивается синтез терпенов.

Растения тропиков и субтропиков на территории россии в диком виде не произрастают и не могут культивироваться в открытом грунте (лимон, апельсин, мандарин, камфорный лавр). их культивируют в странах ближнего зарубежья: средней азии, в грузии, азербайджане. исключение составляют эвкалипты - их выращивают на черноморском побережье краснодарского края.

 

4. Понятие о стеароптене и олеоптене. Значение температуры застывания в анализе эфирных масел на примере анисового масла.

При охлаждении эфирных масел некоторые компоненты выкристаллизовываются (анетол, ментол, тимол, камфора). Твердую часть эфирного масла называют стеароптен, жидкую часть — олеоптен.

В эфирном  масле (олеоптен) преобладают ациклические монотерпены - гераниол (35-60%), цитронеллол (25-30%), линалоол (10-20%); в небольшом  количестве содержится цитраль (гераниаль + нераль), нерол. В эфирном масле много стеароптена (осадок белого цвета), в состав которого входят предельные и непредельные углеводороды. 

Одной из наиболее важных физических констант эфирного масла является температура застывания. Это свойство характеризует качество масла. Высокая температура застывания некоторых масел (фенхелевого, анисового) указывает на богатство масла анетолом.

Обычно эфирное масло получают паровой дистилляцией измельченных семян в период их молочной зрелости. Выход масла составляет 2,0-2,5%. Некоторые источники утверждают, что анис размельчать не следует, так как анисовое масло в соприкосновении с воздухом очень легко осмоляется. Но перед дистилляцией его следует вымачивать в воде в течение 12 часов. Натуральное анисовое масло представляет собой бесцветную или желтоватую жидкость с типичным запахом аниса и сладковатым вкусом. С течением времени оно темнеет. При температуре ниже +15 град. оно застывает и превращается в густую непрозрачную массу, температура застывания масла является одной из констант, характеризующих его качество и зависит от количественного содержания анетола. Если же анисовое масло несколько раз довести до кипения, то потом оно не будет застывать даже при сильном охлаждении. Так же поведет себя масло и при длительном хранении.

5. Количественное определение эфирного масла в сырье методом 4 ГФ XI, принцип метода. Схема прибора для определения эфирных масел методом 4 ГФ ХI, этапы определения, достоинства, недостатки. Для каких видов ЛРС, используется метод, привести примеры (ЛРС назвать по-русски и по-латыни)?

Анализ лекарственного растительного сырья, содержащего  эфирные масла, кроме определения  подлинности сырья, отсутствия примесей и дефектов, включает обязательное определение количественного содержания эфирного масла.