8.3 化学試験

TLCプレート上のPHGs成分の可視化は、フェノール類の一般試薬である塩化第二鉄、バニリン、塩酸(レゾルシノールやフロログルシノール誘導体でピンク色の範囲を与える)、あるいはより特異な試験として2,4-ジニトロフェニルヒドラジン(アルデヒドを検出)で可能である。 Folin-Ciocalteu試薬は、カテコールまたはヒドロキノン核を持つフェノール類の検出(TLCプレートの噴霧直後に青いスポットが現れる)、またはその他のフェノール類(プレートをアンモニア蒸気でいぶしたときに青から灰色のスポットが現れる)にも有用である。 ギブス試薬(2% 2,6-dichloroquinone chloroimide in chloroform)と2M NH4OHで発煙させると様々な色が得られる(例えばvanillic acid-ピンク色と isovanillic acid-青色が区別できる)。 桂皮酸誘導体は紫外線(366 nm)下で観察すると特徴的な水色の蛍光を発する。 桂皮酸のシスおよびトランス異性体は、抽出物を水系溶媒中で2方向にクロマトグラフィーすることにより、TLCプレート上に現れる(2D-TLC)。 フェノール含量の推定には分光光度法がよく用いられる。例えば、Arnowの試薬による方法、あるいは先に述べたFolin-Ciocalteuの試薬による方法。

植物抽出物中のクマリンを示すいくつかの定性試験、例えば ラクトンリング試験(クマリンが希アルカリで加水分解され、O-クマル酸塩の黄色溶液を形成し、酸性化またはCO2で飽和すると元に戻る)、アゾカップリング試験(アルカリ溶液中でジアゾ化サルファニル酸と反応し、赤色に発色)などがある。 クマリンは紫外線(365nm)下で特徴的な色の蛍光を発するので、容易に検出される(ただし、単純な無置換クマリンは蛍光を発しない)。 青、紫、茶、緑、黄の色調で検出される。 メタノール中の10%KOH溶液やクロロホルム中の20%塩化アンチモン溶液は色を強くすることができる。 ヒドロキシクマリン類はアルカリ性溶液中ではバスクロミックなスペクトルシフトを示さない。 ダイオードアレイ検出器を用いたHPLC分析では、クマリンの種々のUVスペクトルから化合物を迅速に同定できる。

クロモンはアルカリ溶液中で反応し、γ-ピロン環を再生せずにO-ヒドロキシ-β-ジケトンを与え、濃酸や濃アルカリで着色化合物も生成する。 クロモンは紫外線でも可視光線(365nmで青、黄、緑黄色、茶色の蛍光)を発する。

フラボノイドは活性なフェニル環(発色団)が存在するため、紫外線での検出が容易である。 そのUVスペクトルは特に情報量が多く、フェノールの種類や酸化パターンを識別できる構造情報を提供する。 TLCクロマトグラムのスプレーによる様々な化学反応が可能である。例えば、アンモニア蒸気存在下での可視化(カルコン類とオーロン類がそれぞれオレンジと赤に変化)、Naturstoff Reagenz A(2-aminoethanol と diphenylboric acid のエステルの1%溶液)のスプレーと、この反応の感度を高めるポリエチレングリコール4000(PEG 4000)のメタノール溶液の5%のオーバースプレーが可能である。 誘導体化後、化合物は紫外線で観察することができた(薄黄色から緑色への蛍光)。 その他、塩化第二鉄、ジアゾ化スルファニル酸の噴霧(いずれもフェノール類の反応)、塩酸存在下でのシアニジンとマグネシウム粉末の特異反応(フラバノン、ジヒドロフラバノールの存在を示す)等がある。 フラボノイドの定量的な比色分析には、塩化アルミニウム(AlCl3)との反応が用いられる(吸光度は425 nmで測定)。 アルカリ溶液に溶解したフラボノイドは強い黄色を呈し、酸を加えるとその色は減少する。 フラボノイド化合物のUVスペクトルは、高波長のバンドI(フラボノイド構造のシンナモイル部分に起因)と低波長のバンドII(ベンゾイル部分に起因)の2つの主要なバンド(吸光度の最大値)を示す。 バンドIは通常、フラボン類では304-350 nm(C環のC-3にH)、フラボノール類では352-385 nm(C-3にOH基)、3-置換フラボノールでは328-357 nm(C-3にO-置換)に存在する。 ほとんどの構造でバンドIIは約250-280 nmにある。 環Aにフェノール基(-OH)があるとバンドIIでバスクロミックシフト(長波長側へのシフト)が起こり、環Bに-OH基があるとバンドIで同様の効果が起こる。

ほとんどのアントラキノンまたはその配糖体は黄色またはオレンジ色の結晶を作り、pHに依存して蛍光を示すことがあります 。 主な呈色反応はBornträger試験で、キノンをアルカリ性水溶液に溶かすことによって行われる。 発色反応は橙赤色から紫紫色(キノンの構造と置換基により異なる)である。 アントラキノンはこの反応により赤色を呈する。 1,8-ジヒドロキノンでは、酢酸マグネシウムとの反応も利用される。 アントラキノン類は10%メタノールKOH溶液を噴霧した後、TLCプレート上で検出することができる。 黄色または黄褐色から赤色,紫色,緑色,紫色に変色する。 ルバーブの粉末を紫外線で調べると、ラポンチシン(スティルベノイド配糖体、毒性あり)が検出される。 元のルバーブ(Rheum palmatum)では赤褐色の蛍光を発するが、青紫の輝く斑点は見られない(Rhapontic rhaponticumの場合)

先に述べたように、サポニンは表面活性物質(表面張力を変える)で乳化作用がある。 植物がSPGを持つかどうかを簡単に定性的に調べるには、植物体を水で振って泡立てるテストがよく使われます。 サポニンは膜透過性を有する。 低濃度のサポニンは赤血球膜を破壊し(赤血球膜に存在するコレステロールを沈殿させることができる)、試験管内で溶血を引き起こすことができる。 この能力から、生物活性の測定方法として溶血(hemolytic index-IH)が広く用いられるようになった。 IHは、1gの被検植物(または被検抽出物)で処理したときに溶血を起こす2%等張ウシ血懸濁液の量(mL中)と定義される。 基準として、Gypsophila paniculataサポニン混合物(IH=30,000)またはSaponin Album(Merck)(IH=15,000)を使用した。 HostettmannとMarstonが述べているように、サポニドの溶血活性はグリコシド部分の構造によってかなり異なる。 アシルグリコシドとグリチルリチンを除くモノデスモシド系サポニンは溶血作用が強く、アシルグリコシド系サポニンは溶血作用が弱い。 SPGに特に特異的な呈色反応はない。 しかし、Lieberman反応(硫酸存在下、無水酢酸を用いる)があり、アグリコンの種類によって色が異なる(triterpene-ピンク〜赤-またはsteroid-青〜緑)。 LiebermannとSalkoviskiのテストはステロイド部分を示すので、CRGに特異的でない。 Keller KilianiのテストとXanthidroleのテストは、いずれもデオキシ糖(ジギトキソースまたはシマロース)を示す。 Kedde反応やBaljet反応は、α,β-不飽和ラクトン環の存在に関連するため、より特異的である。 CRGの蛍光反応も可能で、例えばジゴキシンのC-14とC-16の水酸基はH2SO4で水を排除し、さらに2つの二重結合が形成される。 この結果、共役系(ラクトン環に二重結合を持つ)となり、ジゴキシンは紫外光で蛍光を発するようになる。 Jensen反応(エタノール中のトリクロロ酢酸でスプレーした後)は、TLCクロマトグラム上のCRGを可視化するために用いられる。

食品中に存在するシアノ配糖体の酸加水分解および中間シアノヒドリンのHCNへの分解による総HCNの直接測定は、すべての種類のサンプルに適用できるという利点があるが、シアノ配糖体の潜在的なHCNが生体内で利用できるとは考えられない。 植物中のこれらの化合物の存在は、ピクリン酸/炭酸ナトリウムやベンジジン/酢酸銅などの試薬を含浸させたろ紙上で可視化することが可能である。 これらの試薬は、粉砕した植物組織から放出されるHCNと呈色反応を起こすことができる。 含浸紙をチューブに入れ、植物粉砕物の上に置き、40℃で2時間静置すると、黄色から赤褐色に変色し、HCNが酵素により放出されたことを示す。 ピクレート紙はシアノゲンに完全には特異的ではない(アブラナ科の揮発性イソチオシアン酸塩もこの反応に応答する)。 そこで、1% 4,4-tetramethyldiamine diphenylamine in chloroform (w/v) と 1% copper ethyl acetoacetate in chloroform (w/v) の混合溶液(1:1)を用いて、別の検査も行われる。 色反応は微弱な青緑色から鮮やかな緑色に変化する。 また、植物組織を酸性水中で蒸留し、放出されたHCNを硝酸銀で滴定する方法も考えられる。 トリメチルシリル誘導体のHPLC/MSやGC/MSなどのクロマトグラフィー法は、個々のシアノ配糖体やシアノヒドリンの分析に有効であり、化合物の定量だけでなく、化学的な特徴付けを行うことができる。

植物中のグルコシノレートから生成する生成物は多様であるため(アグリコン構造による)、分光光度法(1,2-ベンゼンジチオールとイソチオシアネートの縮合により、発色物1,3-ベンゾジチオール-2-イオンが生成)による推定は植物中のグルコシノレート含有量を決定するには十分ではないかもしれない.

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