Белянин М.Л. Биологически активные вещества природного происхождения
Подождите немного. Документ загружается.
84
Схема 16
Метаболизм пара-депсидов
R
1
HO OH
O
O
HO
R
2
COOH
OH
R
1
HO OH
O
O
HO
R
2
COOH
OH
OH
R
1
HO OH
O
O
HO R
2
OH
COOH
миграция ацильных групп
мета-Депсиды
OHO
R
1
COOH
R
2
OH
COOH
Перегруппировка
Смайлса
Дифениловые эфиры, тип А
O
O
OH
R
2
HOOC
R
1
OH
COOH
R
1
R
2
COOH
OH
HO
Дибензофураны
OH
R
1
HO OH
O
O
HO
OH
COOH
R
2
миграция ацильных
групп
R
1
HO OH
O
O
R
2
OH
COOH
OH
мета-Депсиды
OHO
R
1
COOH
COOH
OH
R
2
OH
Дифениловые эфиры, тип B
- H
2
O
O
O
O
R
1
HO
OH
COOH
R
2
Депсидоны
пара-Депсиды
В результате свободнорадикального окислительного сочетания между
атомами углерода (образование С – С связи) получаются в большинстве
своем симметричные соединения, относящиеся к группе бифенила.
Известный антиканцероген и антимутаген – эллаговая кислота 366
образовалась путем димеризации галловой кислоты с последующей
лактонизацией.
85
O
O
O
O
OH
OH
H
O
HO
366
H
3
CO
H
3
CO OCH
3
367
OCH
3
OCH
3
OH OCH
3
3
6
8
Некоторые грибы, аскомицеты и базидиомицеты синтезируют
метаболиты с тремя бензольными кольцами – терфенилы.
Один из наиболее простых – 2,3,5-триметокситерфенил 367. При
окислительном сочетании С – С образуются циклофаны –
карбоциклические соединения, в которых два или более бензольных
цикла составляют часть кольцевой системы молекулы. Например,
метаболит 368 растения (Grevillea striata).
В древесине хвойных и эвкалиптов содержатся стильбены –
вещества, у которых бензольные кольца разделены двумя атомами
углерода. Устойчивость древесины к гниению определяется отчасти
наличием этих соединений. Древесина сосны содержит пиносильвин
369, а эвкалипты богаты резвератролом 370.
H
O
HO
HO
HO
OH
369
370
O
HO
HO
OH
OH
O
OH
OH
OH
371
Стильбены высших растений могут подвергаться димеризации и
олигомеризации. Миябенол 371 из осоки (Carex fedia) получается в
результате конденсации трех молекул резвератрола 370.
86
Во вторичном метаболизме растений видное место занимают
вещества, образовавшиеся путем конденсации друг с другом двух
фрагментов (С
6
+ С
3
). Они получили название лигнанов 372. Механизм
их образования (схема 17) подразумевает взаимодействие двух
ненасыщенных фрагментов (вероятно по свободнорадикальному
механизму).
Схема 17
Биосинтез лигнанового углеродного скелета
(Z)
(Z)
X
X
R
R
X
X
3
7
2
R
R
Простейший представитель этой группы веществ – гваяретовая кислота
373.
3
7
3
HO
H
3
CO
HO
H
3
CO
Большинство природных веществ с углеродным скелетом 372
содержит фурановые циклы. Они образуются в результате
циклодегидратации диолов и гидроксикислот, производных
углеводорода 372 (Х = Н). При этом кислородные мостики могут
возникать между разными атомами углеродного каркаса, в результате
чего формируются пять основных типов фурансодержащих лигнановых
соединений (таблица 5).
87
Таблица 5
Структурные типы гетеро- и карбоциклических лигнанов
Общая формула Название типа
O
O
Ar
A
r
3.4-дибензилбутиролактоны
O
Ar
Ar
3.4-дибензилтетрагидрофураны
O
A
r
Ar
2-арил-4-бензилтетрагидрофураны
O
A
r
A
r
2,5-диарилтетрагидрофураны
O
O
A
r
A
r
2,6-диарилтетрагидрофурофураны
A
r
R
Тетрагидронафталины
R
R
Стеганы
К представителям 2,6-диарилтетрагидрофуранов относятся такие
распространенные соединения: в роде Pinus - пинорезинол 368, а в
семействе аралиевых - сирингарезинол 369, обладающий адаптогенным
действием.
88
O
O
HO
H
3
CO
OH
OCH
3
O
O
HO
H
3
CO
OH
OCH
3
H
3
CO
OCH
3
368
3
6
9
OH
H
3
CO
O
O
H
2
C
H
3
CO
H
3
CO
H
3
CO
370
К группе стегнанов, возникшей в результате образования С-С
связи между ароматическими кольцами, относится адаптогенное и
стимулирующее соединение из лимонника китайского – шизандрин 370.
6.5. Гетероциклические ароматические соединения
Полифенолы различных, ранее рассмотренных типов могут
подвергаться реакциям циклизации, циклоконденсации и др, способны
образовывать кислородсодержащие гетероциклы, конденсированные с
бензольным кольцом. В основном это производные бензофурана и
бензопирана.
6.5.1. Производные бензофурана
Пути биосинтеза бензофуранов можно изобразить следующей
схемой (схема 18), где показаны места одностадийного образования
новых связей. Однако следует помнить, что реально протекающие
реакции не всегда идут в одну стадию, а могут включать ряд
промежуточных ступеней и стадий.
89
Схема 18
Биогенез и основные типы бензофуранов
COOH
OH
O
O
COOH
OH
O
O
OH
O
O
O
Ar
Ar
Ar
OH Ar
O
Кумараноны
Фталиды
Ауроны
2-Арил-бензо[b]фураны
Дибензофураны
O
O
OH
Широко распространены фталиды, лактоны орто-
гидроксиметиленбензойных кислот. Их биосинтез осуществляют
многие микроскопические грибы, у которых они выполняют роль
антибиотиков и фитотоксинов. Для химической структуры фталидов
характерно разнообразие заместителей в бензольном кольце, как
например у сильватикола 371 из грибка Aspergillus silvaticus, или у
антибиотика – циклопальдовой кислоты 372. В 1896 г. из плесени
Penicililum stoloniferum была выделена микофеноловая кислота 373,
обладающая противовирусным, противоопухолевым,
антибактериальным и противогрибковым действием.
O
O
O
OCH
3
HO
O
OH
CHO
HO
OCH
3
3
7
1
372
3
7
3
O
HO
OH
O
COOH
К производным бензо[b]фурана принадлежат желтые пигменты,
называемые ауронами. Вместе с халконами они участвуют в
90
образовании желтой окраски цветков. Примерами могут служить
сульфуретин 374 и дигликозид лептозидин 375.
O
O
OH
OH
HO
O
O
O
H
O
H
O
b-D-Xylp-(1-4)-a-L-Arap
3
7
4
375
В составе лишайников и растений встречаются биологически
активные вещества, в основе которых лежит гетероциклическая система
дибензофурана. В плодах австралийской вишни (Rhodomirthus
macrocarpa) найден дибензфуран родомиртотоксин 376, вызывающий
слепоту. Лишайники содержат ряд дибензофурановых соединений с
антибиотическими свойствами, например, дидимовая кислота 377, и
усиновая кислота 378, известная науке с 1900 г.
O
O
OH
HO
HO
OH
O
O
H
3
CO
OH
COOH
O
O
O
HO
O
HO
376
377
378
3
7
9
O
O
OCH
3
O
OCH
3
Cl
H
3
CO
К спирановым соединениям относится хлорсодержащий
антибиотик гризеофульвин 379, синтезируемый многими видами
плесеней рода Penicillium.
6.5.2. Производные бензопирана
Производные бензопирана очень широко распространены в
природе. Многие из них обладают биологической активностью или
играют важную роль в регуляции биохимических реакций в организме.
В зависимости от структуры
различают бензо[b]пираны 380 и
O
O
3
8
0
381
91
бензо[c]пираны 381. Часто в названии природных соединений и в их
классификации используют тривиальные названия гетероциклов –
хроман и изохроман соответственно.
Пренилированные (алкилированные изопреноидными остатками)
производные орто-фенолов способны образовывать гетероциклическую
систему хромана. Таким способом получаются прекоцены I и II (381,
382), выделенные из растения Ageratum houstoniatum и обладающие
антиювенильной активностью (схема 19).
Схема 19
Биосинтез прекоценов
OH
R
H
3
CO
OH
H
3
CO
R
O
R
H
3
CO
OPP
R=H 381, R=OCH
3
382
В результате ряда биохимических реакций возможна реакция
эпоксидирования двойной связи с образованием оксиранов. Они могут
атаковать биологически важные нуклеофилы, что приводит к
нарушению работы клеток и их гибели. Такой биохимический
механизм, когда безвредное вещество под действием собственных
ферментов превращается в токсин, носит название летального
синтеза. В растениях могут существовать и готовые эпоксиды,
проявляющие инсектицидные и антифидантные свойства. Хромены с
такими свойствами особенно характерны для семейства Asteraceae,
например, энцекалин 383.
OH
3
CO
O
O
O
383
3
8
4
385
386
O
OH
OH
OH
92
Пренильные боковые цепи в хроманах способны
модифицироваться реакциями циклизации, подобными в ряду
циклических терпенов. В индийской конопле содержатся продукты 385,
386, вызывающие эйфорию.
Природные производные бензо[b]пирана, содержащие α- или γ-
пироновый цикл, называются хромонами. Эти соединения –
распространенные метаболиты растений и грибов. Их биосинтез
происходит из поликетидного предшественника (ацетатный
биогенетический путь). Дальнейшее усложнение структуры достигается
за счет реакций алкилирования, пренилирования, окисления и др.
Биосинтез простейшего хромона эугенина 387 можно представить
схемой 20.
Схема 20
Биосинтез хромона эугенина
O
OO
O
COOH
OHHO
OH O
HO
- H
2
O
- H
2
O
O
OOH
HO
387
O
OOCH
3
H
3
CO
OH
H
3
CO
OH
OH
3
8
8
Более сложное строение имеет мощный цитотоксин хормотамион 388,
образовавшийся при ацилировании тетракетидов коричными кислотами.
Соединения, имеющие структуру производных дибензопирона,
получили название ксантонов. Биосинтез ксантонов может проходить
по трем различным путям (схема 21).
93
Схема 21
Способы биосинтеза ксантонов
COOH
OO
O
OO
O
OOH
HO OH
OHOH
OOH
HO OHO
A
лихенксантон
B 1
B 2
O
O OH
OHOH
B 1
B 2
O OHOH
OH
OH
HOOC
O
OH O OH
OH
COOH
O
OH O OH
OH
389
391
3
9
0
O OHOH
OH
COOH
HO
O OHOH
O
O OHOH
O
COOH
OH
COOH
3
9
1
b
B
O
O
HO COOH
COOH
OO
HO
OH
OH
HO
O
HO OH
OH
HO COOH
O
O O
3
9
2
C
Для лишайников характерен способ А построения ксантонового
скелета (на примере простейшего метаболита лишайников
лихенксантон) из гептакетидного предшественника через производное
бензофенона. Ксантоны грибов образуются из производных
антрахинона. Окислительное расщепление дает два