Какое из химических свойств относится к стероидным сапонинам

Сапонины — это природные вещества растительного происхождения, которые подобно мылу обладают способностью образовывать коллоидные водные растворы, пенящиеся при взбалтывании. Эта особенность сапонинов и легла в основу их названия. «Сапонин» этимологически означает мылоподобное вещество, что, однако, отражает лишь характерное физическое свойство их, а не химическую природу.

Сапонины представляют собой глюкозиды, обладающие, помимо своего пенообразующего действия, способностью вызывать даже при большом разведении гемолиз красных кровяных телец, а в порошкообразном состоянии раздражающе действуют на глаза и слизистую оболочку носа. Они очень токсичны в отношении рыб и головастиков.

Таким образом, сапонины представляют собой группу глюкозидов (или соответствующих соединений уроновых кислот), химическая структура которых до настоящего времени полностью не известна. Однако они характеризуются рядом физических, химических и физиологических свойств, проявляющихся одновременно. Это — соединения, аглюкон которых принадлежит к группе политерпенов или холана.

Встречаются сапонины в плодах, корневищах и корнях, часто одновременно во всех частях растений.

Особенно богаты ими гвоздичные (Caryophyllaceae), к которым принадлежит и мыльнянка, содержащая в корнях 13—15% сапонина; до 20% сапонинов содержится в растениях семейства аралиевых, в папоротниках и др. Они находятся в самых разнообразных растениях: например в картофеле, овсе, люцерне, ананасной вишне, сахарной свёкле, шпинате, в различных кормовых растениях. По данным Горяева, сапонины обнаружены в более чем 850 видах растений, заключённых в 383 родах и 85 семействах.

Из таблицы, приведённой Кофлером, следует, что количество сапонинов в растениях колеблется от 0.05 до 68.5%, и что больший процент их падает на семена, следовательно меньший — на плоды, корень, кору, и затем уже на другие части растения.

В растениях сапонины нередко встречаются вместе с жирами, эфирными маслами, смолами и другими веществами, но чрезвычайно редко они встречаются вместе с алкалоидами.

Сапонины обычно называются по растению, из которого они добываются; сапонин, извлечённый из данного растения, отличен от сапонина, извлечённого из другого растения.

Первая попытка классифицировать сапонины была сделана Кобертом в 1887 г. Она основывалась на подразделении сапонинов в зависимости от их свойств на кислые и нейтральные соединения. В настоящее время такая классификация почти не применяется, так как кислыми сапонинами называли даже вещества, не содержащие карбоксильных групп, а разница, наблюдающаяся между свойствами кислых и нейтральных сапонинов, недостаточно резка.

Характерным для сапонинов является их гидролитическое расщепление на сахар (один или несколько) и на так называемый сапогенин, или, что то же самое, аглюкон.

Кислый или нейтральный характер сапогенина был положен Чеше в основу его классификации сапонинов.

Результаты дегидрирования сапогенинов в присутствии селена дали возможность сделать заключение, что большая часть сапогенинов принадлежит к группе соединений, близких к сесквитерпенам; такие сапогенины содержат в себе карбоксильные группы. Другая же часть, меньшая, обладает стериноподобным строением и представляет собой нейтральные вещества. Однако могут быть и исключения: так, эсцигенин, нейтральный сапогенин, входит в первую группу. Наконец, третью группу составляют сапонины группы дигиталиса, находящиеся в растениях вместе с глюкозидами, характеризующимися своим действием на работу сердца человека и животных. В таблице указаны отдельные представители каждой из упомянутых групп.

Первые химические исследования в области сапонинов относятся к концу XIX в.: Соладин (1830), Рохледер (1850), Флюкигер (1877), Розенталер, Туфанов, Коберт (1888), Килиани (1891) и др.

Истинная природа этих сложных природных веществ была установлена лишь работами Виндауса, начиная с 1899 г., и особенно работами Чеше, Хагедорна, Кона, Ружички, Ноллера, Джэкобса, Ф. Е. Маркера и их учеников.

Химия сапонинов чрезвычайно сложна. При выделении их получается обычно низкий процент выхода. Кроме того, некоторые сапонины встречаются вместе в одном и том же растении, причём наряду с ними могут присутствовать и глюкозиды сердечного действия, извлекаемые вместе с сапонинами, что очень усложняет получение последних в чистом виде.

Особенно трудно бывает провести очистку дальше стадии аморфных смесей или смешанных кристаллов. «Точки плавления» сапонинов являются их точками разложения, в силу чего они не могут считаться характерным признаком каждого отдельного соединения и не могут указывать на идентичность и чистоту.

Способы выделения и очистки сапонинов изменяются в зависимости от источника их получения и специфических свойств отдельного представителя. Для выделения сапонинов пользуются способностью их растворяться в воде, этиловом и метиловом спиртах и нерастворимостью в эфире. Существует несколько способов выделения, но самыми распространёнными являются так называемые метод спиртового извлечения и свинцовый метод.

Метод спиртового извлечения, или, как обычно называют, спиртовый метод, состоит в том, что высушенные и измельчённые части растения обрабатываются петролейным или серным эфиром для удаления жиров (иногда проводят извлечение, минуя стадию удаления жиров), и сапонин затем переводят в растворимое состояние путём исчерпывающей экстракции горячим 80%-м этиловым или метиловым спиртом. По охлаждении часть сапонинов выпадает в осадок, остальная часть осаждается из раствора серным эфиром. Отфильтрованный осадок сапонина представляет собой гигроскопическую массу, плотно прилипающую ко дну и стенкам сосуда. Очистка сапонинов достигается посредством диализа, обработкой растворов животным углём или многократным переосаждением эфиром из спирта.

Экстракцией этиловым спиртом с последующим осаждением эфиром были получены следующие сапонины: маклаин, рандиа-сапонин, рарак-сапонин, вербаскум-сапонин, мимузопс-сапонин, ахрас-сапонин, нейтральный сапонин овса, сапонин сассапа-риллы и др.

С помощью спиртового извлечения без обработки эфиром были получены диосцин, цикламин, мелантин, сапотин, париллин, примула-кислота, саркостеммасапотоксин и др.

Свинцовый метод состоит в том, что сапониновые экстракты, прежде чем извлечь из них сапонин, обрабатываются нейтральным уксусно-кислым свинцом. Образовавшаяся свинцовая «соль» сапонина разлагается затем сероводородом. После фильтрования сапонины извлекаются горячим спиртом и осаждаются эфиром. Так были получены: гвайяк-сапонин, глициррицин, ассамин, сапорубрин, сапональбин, дулькамарин, сенегин, герниария-сапонин, агростемма-кислота, квиллайя-кислота, аргираэсцин, афродаэсцин, акация-сапонин, иллипэ-сапонин, сапиндус-сапотоксин и др.

Большинство сапонинов известно в аморфном состоянии, и лишь немногие сапонины были получены в кристаллическом виде: а-гедерин, диосцин, иего-сапонин, цикламин, дигитонин, примула-кислота, каинка-кислота, мелантин, амолонин, сапотин, сарсасапонин, париллин, смиласапонин, сапонин сассапариллы, сапонин мыльного ореха, соя-сапонин и др.

Почти все сапонины растворимы в воде; исключение составляют юкка-сапонин, а-гедерин, сапонины сассапариллы, герниарин, и очень плохо растворимы кауло-сапонин, фазэо-сапонин и сапонин конского каштана.

Все без исключения сапонины растворимы в горячем спирте и при охлаждении выпадают в осадок. Чем концентрированнее спирт, тем труднее он растворяет сапонины. В абсолютном спирте большинство сапонинов почти не растворимо. Лучшим растворителем при извлечении сапонинов из растения является метиловый спирт, который прекрасно растворяет сапонины и плохо — другие вещества, находящиеся вместе с последними. В петролейном эфире, бензоле, ксилоле, хлороформе, амиловом и изобутиловом спиртах и в серном эфире сапонины почти не растворимы (исключение составляет сапонин сахарной свёклы, растворяющийся в эфире).

Сапонины в большинстве своём — оптически активные вещества. Водные растворы их обладают коллоидными свойствами, опалесцируют, вязкие, сильно пенятся.

В отличие от обыкновенного мыла сапонины не представляют собой солей и не осаждаются жёсткой водой.

Благодаря своим специфическим свойствам сапонины находят себе самое разнообразное применение.

Уже в глубокой древности растения, содержащие в себе сапонины, применялись различными народами в качестве отравы для рыб, причём последние при этом оставались съедобными.

Водные экстракты корня сассапариллы в продолжение нескольких столетий (до XVII в. включительно) применялись как кровоочищающее средство и как средство против сифилиса. Применяемая в Абиссинии против ленточных глистов кора Musena содержит сапонин. Сапонины применяются и как дезинфецирующее средство.

Сапонины, например сапонин мыльного ореха, применяются в качестве эмульгирующего агента для растительных и эфирных масел, жиров, например пеночного, касторового масла. Они нашли себе применение в производстве экстракта шампуней, для получения эмульсии рыбьего жира (обычно 0.1 г на 100 г жира), для эмульгирования смол и терпентиновых препаратов. Используются сапонины также для производства кремов и зубной пасты.

Одно время сапонины применялись для стирки тонких тканей, краски которых очень чувствительны к обыкновенному мылу и совершенно не изменяются от сапонинов, что и привело к использованию последних в технике и отчасти в домашнем обиходе.

Сапонины применяются в огнетушителях, в фотохимии; в технике они применяются в качестве клея для клейки и замазки.

Всё большее применение находят сапонины в медицине. Так, например, питательное свойство и лекарственное значение овсяной муки при лечении диабета обусловлено наличием сапонинов. В количестве 0.03 г pro dosi они рекомендуются вместе с Саlium lacticum для детей любого возраста.

Сапонины, в частности — дигитонин, имеют применение при производстве анализов количественного определения холестерина в организмах и жидкостях организма.

Большое значение имеет применение сапонинов при приготовлении вакцин от некоторых заболеваний.

Хомутов, Терентьев и другие использовали сапонин при приготовлении сибироязвенной вакцины, причём сибироязвенная вакцина Терентьева имеет в настоящее время большое практическое применение.

Положительные результаты были получены Ивановым при вакцинации овец против бруцеллёза, причём на месте инъекции не вызываются какие-либо осложнения.

С научной точки зрения изучение сапонинов представляет очень большой интерес. Исследование строения стероидальных сапогенинов показало, что углеродный скелет их совпадает со скелетом стеринов, с которым в свою очередь сходны скелеты жёлчных кислот, витаминов и половых гормонов.

В следующей схеме приведены структурные формулы отдельных представителей этих классов соединений.

Не исключена возможность, что фитостерины и витамины в растениях, жёлчные кислоты и гормоны в животных организмах синтезируются на базе сапонинов.

Природа №7 1949
А. М. СОКОЛЬСКАЯ