Фенольные соединения вещества ароматической природы, содержащие один или более гидроксильных групп у бензольного кольца



Скачать 72.38 Kb.
Дата14.09.2018
Размер72.38 Kb.

Фенольные соединения – вещества ароматической природы, содержащие один или более гидроксильных групп у бензольного кольца. Вещества с одной гидроксильной группой называются фенолами, с двумя и большим числом гидроксильных групп – полифенолами. Фенольные соединения могут содержать в молекуле 1 - 2 бензольных кольца или много. Фенольные соединения встречаются у всех растений, но они различны у растений разных видов. Известно 8 000 фенолов. Представители: антоцианы, таннины, фитоалексины, лигнин, кофейная, коричная кислоты, кумарин. Фенолы находятся в вакуолях, пластидах, в лепестках цветков, в плодах, в клеточных стенках.

Фенольные соединения имеют универсальное распространение в растительном мире. Они свойственны каждому растению и даже каждой растительной клетке. В настоящее время известно свыше двух тысяч природных фенольных соединений. На долю веществ этой группы приходится до 2-3 % массы органического вещества растений, а в некоторых случаях — до 10 % и более. Фенольные соединения обнаружены также в грибах, лишайниках, водорослях. Животные потребляют фенольные соединения в готовом виде и могут их только преобразовывать.

В растениях фенольные соединения играют очень важную роль. Они являются обязательными участниками всех метаболических процессов: дыхания, фотосинтеза, гликолиза, фосфорилирования.
Классифицируют фенольные соединения в зависимости от числа ароматических колец и количества присоединенных к ним атомов углерода. Обычно фенольные соединения разделяют на три большие подгруппы: с одним ароматическим кольцом, с двумя ароматическими кольцами и полимерные фенольные соединения.
Фенольные соединения с одним ароматическим кольцом В зависимости от дополнительных атомов углерода они разделяются: – на соединения С6 -ряда (без дополнительных атомов угле- рода); 32 – соединения С6 —С1 -ряда (один дополнительный атом угле- рода); – соединения С6 —С2 -ряда (два дополнительных атома угле- рода); – соединения С6 —С3 -ряда (три дополнительных атома угле- рода); – соединения С6 —С4 -ряда (четыре дополнительных атома углерода).
Соединения С6 -ряда. К ним относятся простые фенолы. К этой группе веществ иногда относят и бензохиноны, хотя у них арома- тическое кольцо почти всегда соединено с длинной изопреноид- ной цепочкой. Простые фенолы распространены не очень широко. Фенол в малых количествах обнаружен в хвое сосны, в составе эфирного масла смородины, табака и руты. Пирокатехин (7) най- ден в листьях тополя и эфедры, чешуе лука.

Гидрохинон - один из немногих простых фенолов, который может присутствовать в растениях в несвязанном виде. Гидрохинон легко окисляется до бензохинона, очень активного и токсического вещества, образуемого только как защитное вещество против микроорганизмов и/или насекомых. Наглядный пример токсического эффекта простых бензохинонов можно привести в случае примина (6-метокси-2-n-пентилбензохинона), хинона образуемого при обламывании волосков на листьях примулы обратноконической (Primula obconica Hance) и ответственного за аллергический эффект, проявляемый в виде дерматитов у некоторых людей. Большинство простых бензохинонов встречаются в грибах, главным образом в базидиомицетах и гифомицетах, где они обеспечивают окраску созревающих телец. Так, саркодоновая кислота ответственна за интенсивно желтую окраску возбудителя корневой гнили яблонь Sarcodontia setosa. Простые фенолы могут обладать лечебными свойствами. Например, фенологликозиды родиолы розовой (Rhodiola rosea L.) снимают умственную и физическую усталость, β- глюкозид гидрохинона арбутин из толокнянки обыкновенной (Arctostaphylos uva-ursi L.) используется для лечения воспалительных процессов мочевого пузыря, ацилфлороглюцинолы из корневища щитовника мужского (Dryopteris filix-mas (L.) Scott.) обладают противоглистными свойствами. В растениях также встречаются более сложные бензохиноны с изопреноидной цепочкой? присоединения полиизопреновой цепочки к р-бензойной кислоте (Dewick, 2002). Они служат переносчиками электронов по ЭТЦ хлоропластов (пластохинон) или митохондрий (убихинон)


Соединения С6 —С1 -ряда. К ним относятся производные окси- бензойной кислоты, которые часто называют фенольными кисло- тами, или фенолокислотами. Фенольные кислоты, особенно такие, как ванилиновая, n-гидроксибензойная (8), протокатеховая, галло- вая, обнаружены практически у всех исследованных покрытосе- менных растений. Чаще они находятся в тканях в связанном состо- янии и освобождаются при выделении и гидролизе. Например, салициловая кислота, которая находится в корнях дуба, выделя- ется в окружающую среду в качестве аллелопатического вещества.

Соединения С6 —С2 -ряда. К этому ряду соединений относятся фенолоспирты, фенилуксусные кислоты, ацетофенон. В отличие от фенольных кислот, они встречаются в растениях не так часто. В коре ивы присутствует салициловый спирт. Но особенно известен ванилин (ванильный альдегид), который содержится в плодах и ветвях ванильного дерева в виде гликозида.


Соединения С6 —С3 -ряда. Эту наиболее многочисленную и важную группу веществ часто называют также фенилпропано- идами. Она включает в себя оксикоричные кислоты (по между- народной номенклатуре их рекомендуется называть гидроксико- ричными кислотами), оксикоричные (гидроксикоричные) спирты, фенилпропены, а также кумарины, изокумарины и хромоны — соединения, у которых дополнительные атомы углерода замыка- ются в конденсированное лактонное кольцо. К гидроксикоричным кислотам относятся: п-гидроксикорич- ная, или п-кумаровая (9), кофейная, феруловая и синаповая. Как правило, в растениях они находятся в связанном состоянии (кроме кофейной). Для них характерна цис-транс-изомерия. Показано, что цис-изомеры гидроксикоричных кислот являются активато- рами ростовых процессов [см.: 4, с. 157].

Помимо широко распространенной п-гидроксикоричной кислоты в некоторых растениях обнаружена о-гидроксикоричная 34 кислота. Ее транс-форма устойчива, но цис-форма (называемая кумариновой кислотой) в кислой среде циклизуется с образова- нием устойчивого лактона кумарина (10). O O (10) Кумарин — бесцветное кристаллическое вещество с прият- ным запахом, напоминающим запах сена [см.: 3, с. 319]. В расте- ниях кумарин обычно содержится в виде гликозидов. При сенокосе растительные ткани повреждаются, и гликозиды из клеточного сока соприкасаются с ферментами цитоплазмы. После отщепле- ния сахара кумаровая кислота после изомеризации замыкается в лактон — при этом вянущая трава приобретает запах сена. Гидроксикоричные спирты являются производными соответ- ствующих кислот. В ряде случаев фенилпропаноиды могут соеди- няться между собой и образовывать димеры, т. е. соединения типа (С6 —С3 )2 . Такие вещества называют лигнанами. Однако их обычно относят к группам димерных фенольных соединений.


Соединения С6 —С4 -ряда. К этому ряду соединений относятся нафтохиноны. Нафтохиноном является витамин К (филлохинон).
Фенольные соединения с двумя ароматическими кольцами Эти соединения делятся: – на соединения С6 —С1 —С6 -ряда (два ароматических кольца, соединенных мостиком из одного углеродного атома); – соединения С6 —С2 —С6 -ряда (два ароматических кольца, соединенных двумя атомами углерода; – соединения С6 —С3 —С6 -ряда (два ароматических кольца, соединенных тремя атомами углерода).
Соединения С6 —С1 —С6 -ряда. К ним относятся бензофеноны и ксантоны. Бензофеноны представляют собой соединения, у кото- рых два ароматических кольца соединены мостиком из одного 35 карбонильного углеродного атома. Бензофеноны встречаются в растениях достаточно редко. Характерной особенностью строе- ния ксантонов является образование дополнительного конденсиро- ванного лактонного кольца. Ксантоны более разнообразны и чаще встречаются в растениях, чем бензофеноны. Они могут находиться в растениях как в свободном виде, так и в виде гликозидов.
В природе ксантоны не слишком распространены. Широко известное лекарственное растение Алоэ-вера содержит только один вид ксантона, зверобой и листья салата - по два вида, Золотой Ус – 3 ксантона. И лишь плод мангостина, известный как Garcinia Mangostana, содержит 43 вида. Из 210 ксантонов, обнаруженных на планете Земля - 43 находятся в мангустине. Ни в одном растении такого количества больше нет.
Соединения С6 —С2 —С6 -ряда. К этой группе относятся стильбены (два кольца соединяются цепочкой из двух атомов углерода) и антрахиноны (два ароматических кольца соединяются двумя ато- мами углерода с образованием центрального конденсированного третьего кольца).

Соединения С6 —С3 —С6 -ряда (два ароматических кольца, сое- диненных тремя атомами углерода). Это наиболее многочислен- ная и важная группа фенольных соединений, поэтому целесоо- бразно более подробно рассмотреть эту группу. Она представлена прежде всего флавоноидами, которые, в свою очередь, разделяют на целый ряд подгрупп. Кроме флавоноидов, к соединениям С6 — С3 — С6 ряда относятся изофлавоноиды и неофлавоноиды, которые также подразделяют на несколько подгрупп.



особенно богаты флавоноидами семейства розоцветных,
бобовых, гречишных, сложноцветных, яснотковых. Флавоноиды находятся в разных частях растений, но чаще в надземных:
цветках, листьях, плодах. в меньшем количестве они содержатся
в стеблях и подземных органах. наиболее богаты ими молодые
цветки и незрелые плоды.

Полимерные фенольные соединения принято разделять на 4 подгруппы [4, с. 167]: – гидролизуемые дубильные вещества (сложные эфиры глю- козы и галловой кислоты); – негидролизуемые (конденсированные) дубильные вещества (полимеры флавоноидов); – лигнины (полимеры оксикоричных спиртов); – меланины (темноокрашенные соединения).



Природные дубильные вещества (таннины) представляют собой сложную смесь близких по составу соединений с молеку- лярной массой 500–5000. Гидролизуемые дубильные вещества при нагревании с разбавленными кислотами распадаются на феноль- ные кислоты и сахара. Конденсированные дубильные вещества представляют собой линейные полимеры с большой молекулярной массой, мономерами которых являются катехины и другие восста- новленные формы флавоноидов. При нагревании с разбавленными 40 кислотами они уплотняются с образованием аморфных, нераство- римых в воде полимерных соединений, имеющих коричнево-кра- сную окраску. Конденсированные дубильные вещества содержатся в коре и древесине дуба, ивы, сосны, ели, лиственницы, эвкалипта, акации, каштана и др.
Лигнин — трехмерный полимер, мономерами которого явля- ются гидроксикоричные спирты, соединенные связями С—С и С—О—С. В составе лигнина встречаются в основном кумаро- вый, конифериловый и синаповый спирты. Их соотношение у раз- личных растений различно. Лигнин входит в состав клеточных оболочек тканей древесины. Он откладывается между микрофи- бриллами целлюлозы, что придает клеточным оболочкам твердость и прочность. Однако при этом нарушается связь между клетками, что приводит к отмиранию живого содержимого, поэтому лигни- фикация является заключительным этапом онтогенеза клетки.
Растительные меланины представляют собой наименее изученную группу растительных полимерных фенольных сое- динений со сложной структурой. Меланины имеют черный или коричнево-черный цвет. Их образованием объясняется быстрое потемнение поверхности разрезанного яблока, клубня картофеля, некоторых грибов. Растительные и животные меланины отлича- ются по составу мономеров. Растительные меланины являются безазотистыми веществами: при гидролизе они образуют пирока- техин, в то время как животные — дигидроксииндол. Фенольные соединения накапливаются как в вакуолях, так и в периплазматическом пространстве. При этом в вакуолях обычно содержатся гликозилированные фенольные соединения, тогда как в периплазматическом пространстве — метоксилирован- ные соединения или агликоны.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница