Агликоны «сердечных» гликозидов

Термином «сердечные гликозиды» принято обозначать природные соединения, характеризующиеся специфической кардиотонической активностью и представляющие собой гликозиды, агликонами которых являются вещества стероидной природы.

Известно около 45 ботанических родов, в представителях которых обнаружены эти соединения, однако среди такого многообразия растений следует в первую очередь отметить виды наперстянки (Digitalis), виды строфанта (Strophanthus), а также горицвет весенний (Adonis vernalis), ландыш майский (Convallaria majalis L.) и многие другие.

Агликоны сердечных гликозидов имеют стероидную природу, т.е. относятся к производным пергидроциклопентанофенантрена.

У агликонов большинства сердечных гликозидов кольца А и В, а также C и D имеют цис-сочленение, а кольца В-С-транс-сочленение. Такая особенность характерна для агликонов сердечных гликозидов, чем они и отличаются от других известных природных стероидов.

Для агликонов характерны следующие общие структурные признаки:

­ у всех агликонов в положении С-3 находится вторичный гидроксил и в большинстве случаев именно по этому положению происходит гликозидирование;

­ в положении С-14 имеется третичная гидроксигруппа;

­ по положению С-17 у всех агликонов присоединено пятичленное или шестичленное лактонное кольцо.

По строению лактонного кольца агликоны сердечных гликозидов делятся на две группы – карденолиды и буфадиенолиды.

Карденолиды – агликоны, у которых по положению С-17 присоединено пятичленное лактонное кольцо. Такой тип агликона характерен для группы наперстянка – строфант.

Буфадиенолиды – агликоны, у которых по положению С-17 присоединено ненасыщенное шестичленное лактонное кольцо. Агликон такого типа характерен для группы морозник – морской лук:

Помимо перечисленных выше общих для агликонов структурных признаков, для известных соединений описаны и другие типы замещения в стероидном ядре. Так, в ряду карденолидов и буфадиенолидов описаны агликоны, содержащие альдегидную группу в положении С-10 (вместо ангулярной метильной группы) или же гидроксигруппу (у карденолидов) в этом же положении. Выделены агликоны, у которых гидроксигруппы присутствуют и в положениях С₅ и С₁₆.

Важнейшими карденолидами являются дигитоксигенини строфантидин. Различие между ними заключается в том, что у строфантидина ангулярная метильная группа у С-10 окислена до альдегидной, а в положении С-5 вместо водорода находится гидроксигруппа:

Углеводные остатки в сердечных гликозидах представлены различными моносахаридами, число которых составляет более 30. Интересно, что помимо D-глюкозы, D-фукозы, D-ксилозы и L-рамнозы в сердечных гликозидах найдены такие моносахариды, которые специфичны только для карденолидов и буфадиенолидов.

Примерами таких моносахаридов являются метилпентозы, часть из которых представляют собой 2-дезоксисахара, а другие метилированы:

По числу моносахаридных остатков, связанных с агликоном (обычно по положению С-3), различают монозиды, биозиды (два моносахаридных остатка), триозиды и тетрозиды.

Специфическое кардиотоническое действие сердечных гликозидов обусловлено, прежде всего строением агликона, а именно наличием пяти- и шестичленных лактонов в положении С-17. Показано, что при раскрытии лактонного кольца активность резко падает или исчезает полностью.

Углеводный компонент на специфическое действие не влияет, а усиливает растворимость; агликоны в воде нерастворимы. Чем больше углеводных остатков, тем выше растворимость и, следовательно, тем эффективнее гликозид: при переходе от монозидов к триозидам и далее тетрозидам эффективность гликозидов возрастает.

Вопросы для самоподготовки

1. Объясните термины, используемые для описания стереохимии стероидов: цис-, транс-сочленение, 5α- и 5β-стероид.
2. При обработке терпина и лимонена избытком бромоводорода образуется один и тот же продукт. Напишите уравнения реакций. Как называется продукт реакции? Какие виды изомерии характерны для него?
3. Напишите схемы получения терпингидрата и камфоры из α-пинена. Как при помощи ИК - спектров отличить α-пинен и конечные продукты синтезов? Укажите область их применения.
4. Составьте схемы превращений, протекающих при последовательном действии на α-пинен: а) хлороводорода б)магия (в абсолютном эфире) в) воды
5. Напишите схемы реакций камфоры со следующими реагентами:

а) гидроксиламином солянокислым б) 2,4-дибромфенилгидрозином, в) бромом г) водородом в момент выделения.

Какие из этих реакций и для каких целей применяются в фарманализе?

1. Проанализировав строение тестостерона, предскажите его химические свойства и подтвердите их уравнениями реакций. Укажите характеристические частоты функциональных групп в ИК - спектре тестостерона.