Белянин М.Л. Биологически активные вещества природного происхождения

Подождите немного. Документ загружается.

5.3.2. Моноциклические дитерпеноиды

При одном акте циклизации 274 (схема 9) образуется

четырнадцатизвенный цикл 278, называемый цембрановым.

Схема 9

Биосинтез моноциклических дитерпеноидов

OPP

6 9

Кубитаны

Цембраны

Псевдоптераны

274

Воскообразные покровы листьев и цветков табака содержат

значительные количества цембратриендиолов 279, 280. Для морских

беспозвоночных характерны «окисленные» производные цембрана,

содержащие спиртовые, кетонные, эпоксидные и лактонные группы.

Например, крассин – ацетат 281 и саркофин 282.

279

280

281

OAc

5.3.3. Бициклические дитерпеноиды

Существует большое число типов дитерпеноидов, в молекулах

которых имеются два углеродных цикла. Циклизация изопреноида 274

приводит к образованию двух стереоизомерных типов – лабданового

282 и эперуанового 283 (схема 10).

Схема 10

Биосинтез лабданового углеродного скелета

OPP

274

282

К простейшим представителям изопреноидов лабданового ряда

можно отнести триеновый углеводород биформен 284. Многократно

гидроксилированный форсколин 285 проявляет ценные биологические

свойства. Среди соединений с лабдановым скелетом много кислот.

Лабданоловая кислота 286, впервые выделенная из ладанника (Cistus

ladaniferus) дала название всей рассматриваемой группе. В иглах сосны

(Pinus silvestris) найдена двухосновная пинифолиевая кислота 287.

284

OAc

285

COOH

286

COOH

287

К ряду эперуана принадлежит ряд гликозилированных

бициклических дитерпеноидов. Дигликозид баюнозид 288 обладает

очень сладким вкусом.

В ряде случаев в результате расщепления цикла образуются секо –

соединения. Например, секо – атриксовая кислота 289.

288

289

Glu-O

COOH

5.3.4. Трициклические дитерпеноиды

В роли биогенетических предшественников трициклических

молекул выступает пирофосфат спирта копалола 290. При последующих

перегруппировках образовавшегося карбкатиона 291 возникает

множество типов трициклических дитерпеноидов (схема 11).

Схема 11

Пути биосинтеза трициклических дитерпеноидов

OPP

208

Спонгианы

13 20

Пимараны

17-9

Розаны

Клейстантаны

Абиетаны

К типу абиетана относятся широко распространенные в растениях

семейства Abies абиетиновая 292 и левопимаровая 293 кислоты.

COOH

292

293

OO O

COOCH

294

Как и для большинства природных соединений для трициклических

дитерпеноидов характерно наличие кетонных, спиртовых, лактонных

групп.

Например, глюкозид бруцеозид А 294, относящийся к типу

пикразана, содержит спиртовую, кетонную, лактонную, карбоксильную

и сложноэфирную группы.

5.4. Тритерпеноиды

Природные соединения, молекулы которых построены из шести

изопреноидных эквивалентов, называются тритерпеноидами.

Углеродный скелет их состоит из тридцати углеродных атомов. Этот

класс веществ очень широко распространен в природе. Практически

любое растение вырабатывает какие-либо тритерпеновые метаболиты.

Классифицировать С

изопреноиды удобнее всего по числу

карбоциклов. Наиболее часто встречаются тетра- и пентациклические

остовы, которые и будут рассмотрены.

5.4.1. Тетрациклические тритерпеноиды

Биогенетическим предшественником всех тритерпеноидов можно

считать ациклический тритерпеноид сквален 295, образовавшийся

несколько иным способом, нежели другие изопреновые ациклические

аналоги.

Первоначально образовавшиеся путем обычного присоединения по

типу «голова к хвосту» два С

фрагмента взаимодействуют между

собой, но уже по другому типу - «хвост к хвосту», давая сквален. В

дальнейшем из него в результате реакций окисления и циклизации

образуется тетрациклический катион 296, дающий начало основным

типам тетрациклических тритерпеноидов (схема 12).

Схема 12

Биосинтез тетрациклических дитерпеноидов

295

296

Даммаран

Циклоартан

Баккаран

Ланостан

18-13

28-14

9-19

16-20

18-13

28-14

18-13

28-14

Кукурбитан

Производные циклоартана обычно рассматривают как подгруппу

ланостановых тритерпеноидов. Давно известное вещество этого типа

ланостерин 297, было обнаружено в жире овечьей шерсти, а позже – во

многих животных и растительных организмах. Его циклоартановый

аналог циклоартенол 298 выделен из большого числа растений и

водорослей. Молекулы не всех ланостановых производных состоят из

тридцати атомов углерода. Нередко встречаются соединения с

дополнительными метильными, этильными или пропильныим группами

в боковой цепи. Одно из таких соединений было найдено в опии и

названо циклолауденололом 299.

297

298

Другие встречающиеся варианты модификации боковой цепи – это ее

перегруппировки или укорочение. Укорочение боковой цепи обычно

связано с окислением. Например, ланостановые кислоты, называемые

ганодермовыми, продуцируются грибами семейства Polyporaceae. Один

из представителей этого ряда – ганодермовая кислота С 300 из

плодового тела гриба (Ganoderma lucidum). При благоприятных

стерических условиях функциональные группы в окисленных

производных ланостана, циклоартана могут взаимодействовать между

собой, образуя кислородсодержащие гетероциклы, как, например, в

циклосиверсигенине 301 из астрагала (Astragalus sieversianus). В

окислительном метаболизме ланостановых тритерпеноидов нередки

реакции расщепления углеродных циклов с образованием секо-

соединений, как, например, энантролид 302.

COOH

HO O

OAc

301

300

302

К даммарановому типу относятся тетрациклические

тритерпеноиды, продуцируемые обычными деревьями средней полосы

России – березой (Betula) и ольхой (Alnus). У этих деревьев даммараны

концентрируются в листьях, где их содержание может доходить до

0,8%. Характерные представители – бетулафолиентриол 303 и октиллол

304. Для ольхи характерны секо- даммараны, как, например, алнустовая

кислота 305.

304

303

HOOC

305

Тетрациклические тритерпеноиды с углеродным скелетом

кукурбитана характерны для семейства тыквенных (Cucurbitaceae).

Простейший представитель кукурбитанового ряда – кукурбита-5,24-

диен-3β-ол 306 найден как минорный компонент большинства видов

данного семейства. Он служит биогенетическим предшественником

других членов ряда, которые образуются путем окисления 306.

Например, момордикозид 307, датискацин 308, имеющий

диосфенольный компонент в структуре. Кукурбитацины – биологически

активные вещества с противоопухолевым, тонизирующим,

нейротоксичными эффектами. Некоторые представители этого ряда

(хвебенозиды - гликозиды триола 309) продуцируются ядовитым

грибом (Hebeloma vinosophillum).

307

306

OCH

HOC

O-b-D-Glu

309

OAc

5.4.2. Пентациклические тритерпеноиды

Родоначальником пентациклических тритерпеноидов можно

считать баккарановый катион 310, дающий начало основным типам

этой группы веществ (схема 13).

Схема 13

Биосинтез пентациклических тритерпеноидов

19-18

28-18

17-22

17-21

18-21

20-22

27-13

26-14

25-9

24-5

29-21

Урсан

Фриделан

Такаксеран

Олеанан

Серрулатан

Гопан

Лупан

Бауран

310

23 24

2021

21 22

29 30

Тритерпеновые метаболиты с указанными на схеме 10

углеродными скелетами имеют очень широкое распространение в

растительном мире. Из них наиболее часто встречаются производные

олеана и урсана. Олеаноловая 311 и урсоловая 312 кислоты содержатся

в свекле, яблоках и др.

Из коры ольхи и корней одуванчика был выделен спирт

тараксерол 313.

Полигидроксилирование - широко распространенный процесс в

ряду тритерпеноидов. Например, баритогенол 314 имеет пять

спиртовых групп в олеановом остове.

(S)

(R) (R)

(S)

(Z)

(S)

COOH

(S)

(R) (R)

(S)

(Z)

(S)

(R)

(S)

COOH

(S)

(R) (R)

(S)

(R)

(E)

(S)

(R) (R)

(S)

(Z)

(R)

(S)

(R)

311

312

314

Бетулин 315 и бетулиновая кислота 316 – обычные ингредиенты

многих видов берез. Эти представители лупановых соединений с

окисленными метильными группами. В тонкой внешней коре белой

березы содержание диола 315 достигает 10-35%, при этом большая

часть его находится в мелкокристаллической форме, что и

обуславливает белый цвет березовой коры.

(S)

(R) (R)

(R)

(S)

(R)

(S)

(R) (R)

(R)

(S)

COOH

(R)

5.4.3. Тритерпеновые сапонины

Гликозилированные тритерпеноиды получили название

сапонинов из-за способности их растворов образовывать при

встряхивании устойчивую пену, напоминающие мыло (sapon – мыло). В

составе молекулы сапонина тритерпеновый фрагмент называется

агликоном или генином (сапогенином). Количество моносахаридных

остатков варьирует от одного до одиннадцати.

Так, как написание структурных формул полигликозидов

(олигозидов) весьма громоздко, поэтому пользуются сокращенными

обозначениями углеводов (таблица 4).

Таблица 4

Основные моносахариды, входящие в состав сапонинов

Моносахарид Формула Обозначение

1 2 3

β-D-глюкоза

(R)

(S)

β-D-Glc

β-D-галактоза

(R)

(S)

β-D-Gal

β-D-ксилоза

(R)

(S)

β-D-Xyl