Физико-химические свойства
Физические свойства.
Катехины, лейкоантоцианидины, флаванонолы, изофлавоны - бесцветные; флаваноны, флавоны, флавонолы - желтые; халконы и ауроны - оранжевые; антоцианидины в зависимости от реакции среды красные, синие или фиолетовые аморфные или кристаллические вещества, без запаха, горького вкуса, с определенной температурой плавления (гликозиды - 100-180 ºС, агликоны - до 300 ºС).
Гликозилированные формы флавоноидов, катехины и лейкоантоцианидины хорошо растворимы в воде, этаноле и метаноле различной концентрации, нерастворимы в органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне). Свободные агликоны, за исключением катехинов и лейкоантоцианидинов, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в этаноле, метаноле и других органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне). Все флавоноиды хорошо растворимы в пиридине, диметилформамиде и щелочах.
Все флавониды оптически активны, способны флуоресцировать в УФ-свете, имеют характерные УФ-спектры, характеризующиеся наличием двух максимумов поглощения, и ИК-спектры.
Химические свойства.
Химические свойства обусловлены особенностью строения флавоноидов: наличием ароматических, пиранового или пиронового колец, функциональных групп.
1. Гликозиды подвергаются ферментативному и кислотному гидролизу до агликонов и сахаров. O-гликозиды гидролизуются более или менее легко при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов. С-гликозиды с трудом расщепляются только в жестких условиях при действии крепких кислот (кислоты концентрированные хлористоводородная или уксусная) или их смесей (смесь Килиани) при длительном нагревании.
2. Благодаря кольцам А и В флавоноиды способны:
· образовывать комплексные соединения с солями металлов (железа, алюминия, циркония). С солями железа - в зависимости от количества гидроксильных групп от зеленой и синей до коричневой окраски; с солями алюминия – желтой окраски, с желто-зеленой флуоресценцией;
· вступать в реакцию азосочетания с солями диазония с образованием азокрасителей.
3. Флавоноиды, содержащие пироновый цикл (флавоны и флавонолы), способны:
· восстанавливаться в кислой среде атомарным (свободным) водородом, полученным в результате реакции взаимодействия кислоты с металлическим магнием или цинком, до антоцианидинов (проба Шинода, или цианидиновая проба);
· растворяться в щелочах с образованием растворимых в воде фенолятов.
4. Флавоноиды, содержащие пирановый цикл (катехины, лейкоантоцианидины), способны легко окисляться до производных флавона и флавонола.
5. Флавоноиды при сплавлении в жестких условиях со щелочью распадаются на составные части, что используется для установления их структуры.
Физические и химические свойства используются в анализе сырья на подлинность и доброкачественность.
Способы получения
Для выделения флавоноидов проводят экстракцию растительного материала этанолом. Спиртовое извлечение упаривают, к остатку добавляют горячую воду и после охлаждения удаляют неполярные соединения (хлорофилл, жирные и эфирные масла и др.) из водной базы хлороформом или четыреххлористым углеродом. Для выделения отдельных флавоноидов существуют специфические методы.
Качественные реакции
Специфических реакций для всех групп флавоноидов не существует. Наиболее часто используют следующие реакции.
1. Цианидиновая проба (проба Шинода).Флавоноиды при восстановлении атомарным водородом в присутствии магния (или цинка) и кислоты концентрированной хлористоводородной образуют характерное окрашивание. Реакция очень чувствительна, основана на восстановлении карбонильной группы и образовании антоцианидинов. Для проведения реакции 1 г порошка сырья заливают 10 мл 95 % этанола, нагревают на водяной бане до кипения и настаивают 3-4 часа. Спиртовое извлечение фильтруют, упаривают до объема 2 мл, делят пополам и разливают в 2 пробирки; в каждую пробирку прибавляют по 3 капли кислоты концентрированной хлористоводородной. В первую пробирку добавляют 0,03-0,05 г магниевой или цинковой пыли и нагревают на водяной бане до кипения. Жидкость окрашивается в красный или ярко-розовый цвет. Во второй пробирке окрашивание отсутствует. Флавоны дают оранжево-красные, флавонолы от розовой до малиновой окраски соли.
Кверцетин Цианидина хлорид
Антоцианидины, халконы и ауроны в кислой среде сразу дают окрашенные оксониевые соли.
Цианидиновая реакция приводится в ГФ ХI для установления подлинности цветков бессмертника песчаного.
2. Проба Брианта.Проводится при положительной цианидиновой реакции и является ее модификацией. Эта проба дает возможность сделать заключение о присутствии в сырье гликозидов и (или) агликонов.
В пробирку, где проводилась проба Шинода, добавляют октанол и встряхивают. Если:
· окраска перешла в органический слой - в сырье содержатся только агликоны, которые растворимы в октаноле;
· окраска осталась в водной фазе - в сырье присутствуют только гликозиды;
· окрасились оба слоя - в сырье присутствуют флавоноиды как в виде гликозидов, так и в виде агликонов.
3.Реакция с солями железа (III). С железа окисного хлоридом образуются комплексные соединения, окрашенные в черно-синий цвет, если флавоноиды – тригидроксипроизводные, и в зеленый - если дигидроксипроизводные.
4. Реакция с 2-5 % спиртовым раствором алюминия хлорида. Флавоноиды, имеющие две гидроксигруппы у С3 и С5, образуют хелатные комплексы за счет водородных связей, возникающих между карбонильной и гидроксильными группами и ионом алюминия, имеющие желтый цвет с желто-зеленой флуоресценцией.
Эта реакция приведена в ГФ XI для подтверждения подлинности сырья зверобоя, горца перечного и спорыша птичьего.
Аналогично образуются комплексы с солями циркония.
5. Реакция с 1 % раствором основного свинца ацетата.
Антоцианидины дают синий аморфный осадок.
Флавоны, халконы и ауроны - осадки ярко-желтого цвета.
6. Реакция с 10 % спиртовым раствором щелочи. Флавоны, флавонолы, флаваноны и флаванонолы растворяются в щелочах с образованием фенолятов желтого цвета, при нагревании окраска изменяется до оранжевой или коричневой. Халконы и ауроны при взаимодействии со щелочами обычно дают красное или ярко-желтое окрашивание.
Антоцианидины образуют со щелочами соли от синего до оливково-зеленого цвета.
7. Реакция азосочетания с диазосоединениями(кислота сульфаниловая или пара-нитроанилин).Образуетсяазокраситель оранжевого, красного или вишнево-красного цвета.
8. Борно-лимонная реакция с реактивом Вильсона (по 0,5 г кислот борной и лимонной в метаноле).
Реакция отличия флавоноидов от фуранохромонов. Флавоноиды дают с кислотой борной комплексы желтой окраски с ярко-желтой флуоресценцией, которые не разрушаются кислотой лимонной. Фуранохромоны со смесью кислот борной и лимонной не реагируют.