Сапонины. Химическое строение, физико-химические свойства, применение в медицине и других отраслях.

Термин «сапонин», или «сапонозид», был впервые предложен в 1819 г. Мэлоном для вещества, выделенного Шрайдером в 1811 г. из мыльнянки. Сапонины представляют собой сложные органические соединения гликозидного характера. Большинство из них вызывают гемолиз эритроцитов крови. Водные растворы сапонинов (или извлечения из растительного сырья) образуют при встряхивании обильную стойкую пену, подобно мыльной, в результате него эти вещества и получили название сапонинов от латинского слова sapo — мыло. Сапонины весьма токсичны для хладнокровных животных (рыб, лягушек, червей). Они вызывают гибель (или парализуют) их даже в очень больших разведениях (1 : 1 000 000).

Молекулы сапонинов, как и других гликозидов, состоят из углеводной части и агликона, который называется сапогенином.

Посредством кислотного и ферментативного гидролиза сапонины расщепляются на сахара и агликон (сапогенин). По количеству молекул моносахаридов (пентоз или гексоз) сапонины можно подразделить на монозиды, биозиды, триозиды, тетразидьг, пентозиды и олигозиды — при числе моноз от шести и выше. Сапонины с двумя углеводными пенями при агликоне относятся к дигликозидам.

Так как углеводная часть сапонинов чаще всего состоит из нескольких молекул моносахаридов, то гидролиз в определенных условиях может протекать ступенчато, с постепенным, отщеплением сахаров. Образующиеся при этом продукты частичного гидролиза называются просапогенинами.

В состав углеводной части молекулы сапонинов входят следующие сахара: D-глюкоза, D-галактоза, L-рамноза, L-арабиноза, D-ксилоза, L-фруктоза, а также D-глюкуроновая и D-галактуроновая кислоты. Многие сапонины содержат в углеводной части несколько остатков моносахаридов.

Сапонины стероидной группы менее богаты сахарами, в их состав входят 1—5 cахаров, наиболее богаты сахарами тритерненовые сапонины (до 10 и более).

Классификация.По структуре сапогенина (агликона) сапонины разделяют на две группы, значительно отличающиеся по свойствам: стероидные и тритерпеновые гликозиды. В основе первых лежит ядро циклопентанофенантрена, т. е. они близки по структуре к сердечным гликозидам. При дегидрировании стероидных англиконов селеном образуется 3-метил-1,2-циклопентафенантрен (углеводород Дильса). Тритерненовые агликоны в этих условиях образуют сапотален и 1,8-диметилпицен.

Стероидные сапонины часто встречаются в растениях совместно с сердечными гликозидами, например у наперстянки, ландыша и других растений.

В основе большинства стероидных агликопов лежит спиростенол. Наиболее характерный представителем стероидных агликонов является диосгенин, содержащийся в различных видах диоскореи.

Почти все тритерпеновые сапонины растительного происхождения можно подразделить на четыре группы: α-амирина, β-амирина, лупеола и дамарина.

Наиболее широко распространены в природе производные β -амирина, например олеаноловая кислота — агликон сапонинов, выделенных из многих лекарственных растений (аралия, синюха, календула и др.); баррингтогенол С — агликон сапонинов, выделенных из конского каштана, чая китайского:

К подгруппе дамарана относятся агликоны сапонинов, выделенных из женьшеня.

Физико-химические свойства сапонинов изменяются в широких пределах и зависят от строения сапогенинов и углеводных компонентов. Сапонины представляют собой, как правило, аморфные вещества. В кристаллическом виде получены лишь те представители этого класса соединений, которые имеют в своем составе до 4 моносахаридных остатков.

Сапонины — вещества, обладающие сильной поверхностной активностью, что связано с наличием в одной молекуле гидрофильного и гидрофобного остатка. Сапонины оптически активны.

Как правило, тритерпеновые гликозиды нерастворимы в хлороформе, ацетоне, петролейном эфире. Растворимы в этиловом и метиловом спиртах. Растворимость сапонинов в воде определяется в первую очередь количеством моносахаридов и увеличивается с возрастанием числа последних. Гликозиды с 1—4 мопосахаридными остатками обычно плохо растворимы в воде. Прибавление этилового эфира или ацетона к спиртовым растворам сапонинов вызывает их осаждение, что используется в качестве метода очистки. Из водных растворов различные группы тритерпеновых гликозидов могут осаждаться различными солями свинца и гидроксидом бария. На этом была основана первичная классификация сапонинов, сохранявшая свое значение до установления их химической природы.

Важное химическое свойство тритерпеновых сапонинов — это способность образовывать комплексы с фенолами, высшими спиртами и стеринами. Комплекс гликозидов со стеринами распадается при нагревании в ксилоле или пиридине. Это свойство иногда используется для выделения суммы сапонинов из экстрактов растений.

Тритерпеновые гликозиды бывают нейтральными и кислыми, что обусловлено карбоксильной группой в агликоне или присутствием уроновых кислот в углеводной цепи.

Все сапонины неустойчивы по отношению к кислым агентам, под действием которых расщепляются гликозидные связи. Тритерпеновые гликозиды, этерифицированные карбоновыми кислотами, легко омыляются щелочами. Следует отметить, что для многих сапонинов нет строгого доказательства индивидуальности в связи с их способностью образовывать устойчивые комплексы между собой и с другими природными соединениями и поэтому их физико-химические свойства могут изменяться в широких пределах.