С6-С3-гидроксикоричные кислоты и кумарины

Широко распространены в растениях гидроксикоричные кислоты. Обычно они находятся в связанном состоянии, а в свободном, кроме кофейной, встречаются редко. Производные этих кислот – гидроксикоричные спирты обычно используются на образование лигнина. В растениях распространены эфиры гидроксикоричных кислот и сахаров. В цветках петунии и львиного зева обнаружены эфиры кофейной, кумаровой, феруловой кислот. Гидроксикоричные кислоты входят в состав полисахаридов и белков.

Кумарины – это производные гидроксикоричных кислот. Кумарин – бесцветное кристаллическое вещество с приятным запахом свежескошенного сена. В свободном виде кумарин в растениях не встречается, обычно содержится в форме гликозидов. При сенокосе растительные ткани повреждаются, нарушается проницаемость мембран. Гликозиды из клеточного сока соприкасаются с ферментами цитоплазмы. От гликозидов отщепляются сахара, и кумаровая кислота превращается в кумарин. При этом вянущая трава приобретает запах сена.

Другие известные кумарины – это эскулетин из околоплодника конского каштана и скополетин из корней скополии японской. Оба эти кумарина обладают Р-витаминной активностью и используются в медицине как капилляроукрепляющие средства. В доннике белом найден дикумарин, который препятствует свертыванию крови.

С₆-С₃-С₆-флавоноиды – одна из наиболее разнообразных и распространенных групп фенольных соединений. В основе строения молекул флавоноидов лежит структура флавана, который состоит из двух бензольных колец и одного гетероциклического (пиранового).

Флавоноиды делят на несколько групп. Остановимся на более известных.

1. Катехины.

2. Антоцианы.

3. Халконы.

 

Катехины – наиболее восстановленные флавоноиды. Они не образуют гликозиды. Катехин впервые был выделен Acacia catechu, отсюда его название. Катехины найдены у более 200 видов растений. Наиболее известны катехин и галлокатехин. Катехины содержатся во многих плодах (яблоки, груши, айва, вишни, сливы, абрикосы, земляника, ежевика, смородина, брусника, виноград), в бобах какао, зернах кофе, в коре и древесине многих деревьев (ива, дуб, пихта, сосна, акация, эвкалипт и др.). Особенно много катехина в листьях и молодых побегах чая. Продукты окисления катехинов имеют приятный слабовяжущий вкус и золотисто-коричневую окраску. Также катехины обладают высокой Р-витаминной активностью, укрепляют капилляры и сосуды. Катехины в качестве мономеров входят в состав дубильных веществ.

Антоцианы – важнейшие пигменты растений. Они окрашивают лепестки цветков, плоды, иногда листья в голубой, синий, розовый, фиолетовый цвета с различными оттенками и переходами. Антоцианы растворимы в воде и содержатся в клеточном соке.

Халконы, или антохлоры, - это флавоноиды с раскрытым гетероциклом. Они придают лепесткам цветков желтую окраску. Встречаются в растениях только 9 семейств.

 

Олигомерные фенольные соединения состоят из двух или более остатков различных кислот. Например, дигалловая кислота, состоит из двух остатков галловой кислоты. Сюда относятся и лишайниковые кислоты, образующиеся в лишайниках из остатков орселлиновой кислоты. Леканоровая кислота, эверновая кислота состоят из двух остатков орселлиновой кислоты. Эверновая кислота используется в парфюмерии как душистое вещество и как фиксатор при изготовлении лучших сортов духов. Среди лишайниковых кислот есть окрашенные, придающие разнообразный цвет лишайникам – желтый, оранжевый, красный, фиолетовый. Усниновая кислота обладает бактерицидными свойствами.

 

Полимерные фенольные соединения – дубильные вещества, или таннины, лигнины и меланины.

Дубильные вещества, или таннины, свое название получили благодаря способности дубить шкуру животных, превращая их в кожу. Они представляют собой сложную смесь близких по составу соединений с молекулярной массой 500-5000. Много дубильных веществ содержится в коре и древесине дуба, эвкалипта, древесине каштана, в корневище ревеня, щавеля, в листьях сумаха и в др. растениях. Дубильные вещества также используют в производстве пластмасс, фанеры, плит из опилок, в виноделии, в медицине.

Лигнин – трехмерный полимер, мономерами которого являются гидроксикоричные кислоты. Лигнин входит в состав клеточных оболочек тканей древесины. Лигнин в больших количествах накапливается в качестве отходов целлюлозно-бумажной промышленности и гидролизных заводов. Его используют для получения активированного угля, пластмасс, синтетических смол.

Меланины – полимеры фенольной природы, строение которых до конца еще не выяснено. Имеют черный или коричнево-черный цвет. Образуются при потемнении поверхности разрезанных яблок, клубней картофеля, некоторых грибов. У животных меланины обуславливают окраску шерсти и волос. Меланины животных содержат азот, в отличие от растений. Меланины встречаются в семенах подсолнечника, арбуза, кожуре банана, оболочке конских бобов, люпина, а также в грибах (головневые, аспергиллы).

 

3. Гликозиды образуются при замещении гликозидного гидроксила сахара какой-нибудь молекулой или группой. Часть молекулы гликозида, соединенную с сахаром, называют агликоном, что означает «не-сахар». Агликонами могут быть самые различные соединения (спирты, кислоты, фенольные соединения, амины и др.). Углеводные компоненты гликозидов часто представлены глюкозой. Гликозиды очень разнообразны: сахарозофосфаты, олиго- и полисахариды, фенольные гликозиды (антоцианы, халконы, кумарины, ванилин), цианогенные гликозиды (амигдалин, дуррин, линамарин) – выделяют НСN при разрушении тканей, сердечные гликозиды действуют на сердечную мышцу, сапонины – ядовитые вещества, разрушают мембраны, гликоалкалоды также являются ядами и др. гликозиды.

4. Терпены и терпеноиды - углеводороды, производные изопрена. Различаются по количеству атомов С в молекуле. Образуют эфирные масла, смолы, стероиды, каучук, гутту и др. вещества. Некоторые терпеноиды обладают фитогормональной активностью: гиббереллины, АБК и цитокинины. Многие терпены и терпеноиды выполняют роль аллелопатических веществ. Функции большинства терпенов и терпеноидов до конца не выяснены.

5. Алкалоиды – это гетероциклические соединения, содержащие в гетероцикле азот. Известно около 10 000 алкалоидов. Эти вещества физиологически очень активны, находят применение в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Алкалоидные лекарственные препараты: хинин, морфин, кодеин, папаверин, резерпин, эфедрин и др. Чай, кофе, какао содержат алкалоид кофеин. Жгучий перец содержит капсаицин. Табак - никотин. Алкалоиды выполняют в растениях разнообразные функции: служат запасной формой азота, формой обезвреживания аммиака, регулируют рН клеточного сока, повышают устойчивость растений к фитопатогенным грибам и т.д.