CC BY
121
Р. А. Бубенчиков (к.мед.н., н.с.)
Изучение фенольных соединений и полисахаридов травы фиалки скальной
Курский государственный медицинский университет,
305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3; тел. (4712) 580739
R. A. Bubenchikov
Studying of phenolic compounds and polysaccharides of Viola rupestris L. above ground part
Kursk State Medical University
3, K. Marksa Str, 305041, Kursk, Russia; ph. (4712) 580739
Впервые выделены и изучены фенольные соединения травы фиалки скальной, представленные фенологликозидом арбутином, флавоноидами, кумаринами, оксикоричными кислотами. Из флавоноидов выделены: гиперозид, рутин, ви-ценин, ориентин, из кумаринов — скополетин, из оксикоричных кислот: кофейная, неохлоро-геновая, феруловая кислоты. Установлен полисахаридный состав изученных углеводов, представленных водорастворимыми полисахаридами, пектиновыми веществами, гемицеллюлозами.
Ключевые слова: кумарины; оксикоричные кислоты; полисахариды; фиалка скальная; фла-воноиды.
Фиалка скальная ( Viola rupestris L.) семейства фиалковые (Violaceae)— многолетнее травянистое растение, широко распространенное во флоре Центральной России. Растение находит применение в народной медицине: корни — в качестве отхаркивающего и слабительного средства, надземная часть — как противовоспалительное средство. Однако хими-
12
ческий состав ее практически не изучен 1 2.
Целью нашей работы явилось изучение фенольных соединений и полисахаридов травы фиалки скальной.
Материалы и методы
Объектом исследования служила трава фиалки скальной, заготовленная в 2009—2010 гг. в Курской области.
Выделение фенольных соединений осуществляли экстракцией 70% этиловым спиртом, растворитель отгоняли, очищали от липо-
Дата поступления 07.02.11
For the first time phenolic compounds of Viola rupestris L. above ground part presented by phenolic glycoside arbutin, flavonoides, coumarins and oxycinnamic acids are allocated and studied. Hyperoside, rutin, vitsetin and orieutin are allocated from flavonoides, scopoletin is isolated from coumarins, caffeic, neo-chlorogenic and ferulic acids were allocated from oxycinnamic acids. It is established monosaccharide composition of the carbohydrates presented by water-soluble polysaccharides, pectins, hemicellulose.
Key words: coumarins; oxycinnamic acids; polysaccharides; Viola rupestris L.; flavonoides.
фильных примесей четыреххлористым углеродом. Учитывая разнообразие полярности сложной смеси фенологликозидов, флавоноидов, кумаринов и оксикоричных кислот, очищенные водные экстракты фракционировали методом селективной экстракции хлороформом, этилацетатом, бутанолом. Разделение смеси фенологликозидов, флавоноидов, оксикорич-ных кислот, оксикумаринов проводили методом препаративной хроматографии на колонках в сочетании с препаративной хроматографией на бумаге 3’ 4.
Структуру выделенных веществ устанавливали с использованием классических химических и физико-химических методов анализа на основании физико-химических свойств исходных соединений и продуктов их превращения, УФ- и ИК-спектров, величин в различных системах растворителей, а также температур плавления проб смешения с достоверными образцами 3,5,6.
Из шрота, оставшегося после получения фенольных соединений, последовательно выделяли полисахариды: водорастворимые полисахаридные комплексы, затем пектиновые вещества и гемицеллюлозы.
Для получения водорастворимых полисахаридных комплексов (ВРПС) использовали воздушно-сухой шрот сырья после экстракции фенольных соединений 70% этиловым спиртом 6. 200 г воздушно-сухого шрота экстрагировали 4 л горячей воды при нагревании до 95 оС в течение 1 ч при постоянном перемешивании. Повторное извлечение полисахаридов проводили дважды при соотношении сырье-экстрагент 1:10. Растительный материал отделяли центрифугированием, а объединенные экстракты упаривали до 1/5 первоначального объема. Полисахариды осаждали трехкратным (по отношению к извлечению) объемом 96% спирта этилового при комнатной температуре. Выпавшие плотные осадки отфильтровывали, промывали спиртом, ацетоном, затем высушивали и взвешивали.
Из шрота, оставшегося после получения ВРПС, выделяли пектиновые вещества (ПВ). Экстракцию сырья проводили трехкратно смесью 0.5% растворов щавелевой кислоты и окса-лата аммония (1:1) в соотношении 1:20 при 80—85 оС в течение 2 ч. Объединенные экстракты концентрировали и осаждали пятикратным объемом 96% спирта. Полученные осадки отфильтровывали, промывали спиртом этиловым, высушивали и взвешивали.
Из шрота, оставшегося после выделения пектиновых веществ, выделили гемицеллюлозы А и Б (ГЦ А и ГЦ Б). Экстракцию проводили 10% раствором ЫаОН в соотношении 1:5 при комнатной температуре в течение 12 ч. При добавлении ледяной уксусной кислоты образовался осадок ГЦ А, который отфильтровывали, высушивали и взвешивали. К фильтрату добавляли двукратный объем 96% спирта, при этом образовывался осадок ГЦ Б, который промывали спиртом, высушивали и
7
взвешивали .
Для установления моносахаридного состава ВРПС, ПВ, ГЦ проводили их гидролиз серной кислотой (1 моль/л) 9.
Моносахариды определяли в гидролизатах методом хроматографии на бумаге в системах растворителей: н-бутанол-пиридин-вода (6:4:3) и этилацетат—уксусная кислота-мура-вьиная кислота-вода (18:3:1:4) параллельно с достоверными образцами моносахаридов. Хроматограммы после высушивания на воздухе
обрабатывали анилинфталатным реактивом и нагревали в сушильном шкафу при 100-105 оС; моносахариды проявлялись в виде красноватокоричневых пятен.
Определение количественного содержания сахаров в гидролизатах выделенных ВРПС и ПВ, ГЦ А и ГЦ Б проводили денситометрически после хроматографии в тонком слое сорбента 9.
Обсуждение результатов
Установлено, что выделенные фенольные соединения травы фиалки скальной представлены фенологликозидом (1), флавоноидными соединениями (4), кумаринами (1), оксико-ричными кислотами (3).
Выделенный фенологликозид по результатам качественного анализа, УФ-спектроско-пии, продуктов кислотного гидролиза идентифицирован как гидрохинон-О-в-Ю-глюкопи-ранозид или арбутин.
Выделенные флавоноиды по результатом качественного анализа, хроматогафии в различных системах растворителей, УФ- спектроскопии, продуктов количественного кислотного гидролиза, физико-химических свойств отнесены к О- и С- гликозидам. О-гликозиды разделились на О-монозид и О-биозид. Углеводная часть О-монозида представлена глюкозой, а О-биозида - рутинозой, и присоединяется углеводная часть по 3 положению молекулы. В продуктах кислотного гидролиза исследуемых О-гликозидов идентифицировали кверцетин. Структуры выделенных С-глико-зидов устанавливали по продуктам кислотной окислительной деструкции, изомеризации, данным УФ- и ИК- спектров. Исследуемые С-гликозиды разделились на С-монозиды и С-дигликозиды. Углеводный компонент данных соединений предствален D-глюкозой. Таким образом, исследуемые флавоноиды идентифицировали как гиперозид (кверцетин-3-О-в-Ю-галактопиранозид), рутин (кверцетин-3-О-р-И -глюкопиранозидо-(1 ^6)-О- а-Ь -рамнопи-ранозид), ориентин (8-С-син-^^-глюкопира-нозид лютеолина), виценин (8-С-вО-глюкопи-ранозил-6-С-в-О-глюкопиранозид апигенина).
Природа выделенного кумарина подтверждена деструкцией его йодистоводородной кислотой в среде жидкого фенола. Результаты качественных реакций, хроматографического анализа, данных УФ-, ИК-спектров, продуктов химических превращений дали возможность охарактеризовать выделенный кумарин как скополетин (6-метокси,7-оксикумарин) 10.
Выделенные оксикоричные кислоты и их производные идентифицированы по флуоресценции пятен на хроматограммах, качественным цветным реакциям с хлоридом железа, диазотированной кислотой сульфаниловой и бромкрезоловым зеленым, УФ- спектрам, физическим константам, хроматографической подвижности. Они представлены неохлороге-новой (3-О-кофеил^-хинной), кофейной (3,4-диоксикоричной) и феруловой (4-окси-3-ме-токси-коричной) кислотами.
В результате проведенных исследований были выделены ВРПС, ПВ, ГЦ А, ГЦ Б. Выход ВРПС составил 6.5%, ПВ - 13.5 %, ГЦ А -5.0%, ГЦ Б - 4.0% от воздушно-сухого сырья.
ВРПС, выделенный из изучаемого растения, представляет собой аморфный порошок коричневого цвета; при растворении в воде образует опалесцирующий раствор (рН 1% водного раствора находится в пределах 5-6); растворяется также в водных растворах кислот и щелочей и не растворяется в органических растворителях. Полисахаридный комплекс дает положительные реакции осаждения со спиртом, ацетоном, реакцию с реактивом Фе-линга после кислотного расщепления полисахаридов 8. Методом хроматографии на бумаге параллельно с достоверными образцами сахаров в исследуемом ВРПС идентифицировали глюкозу, галактозу, арабинозу, рамнозу, ксилозу и глюкуроновую кислоту. Преобладающими моносахаридами являются арабиноза (24.3%) и галактоза (16.1%). В выделенных ПВ преобладающей является галактуроновая кислота (84.30%), кроме того, в них обнаружены и нейтральные моносахариды - галактоза, арабиноза, рамноза.
ПВ из исследуемого растения представляет собой аморфный порошок светло-серого цвета, хорошо растворим в воде с образованием вязких растворов (рН 1% водного раствора находится в пределах 3-4). Водный раствор пектиновых веществ осаждается 1% раствором алюминия сульфата с образованием пектатов 11.
Гемицеллюлозы (ГЦ А и ГЦ Б) представляют собой аморфные порошки желтовато-коричневого цвета. В гидролизате ГЦ А и ГЦ Б обнаружены ксилоза, рамноза, арабиноза. По
величине пятен и интенсивности их окраски преобладающим моносахаридом является ксилоза (6.8%, 8.6%), что указывает на наличие полисахаридов типа ксиланов.
Таким образом, изучен состав фенольных соединений в траве фиалки скальной Viola rupestris L. Выделены и изучены фенологли-козид арбутин, флавоноиды — гиперозид, рутин, виценин, ориентин, кумарин — скополетин, оксикоричные кислоты — кофейная, феруловая, неохлорогенновая. Все указанные соединения в траве фиалки скальной обнаружены впервые. Выделены и изучены полисахариды из травы фиалки скальной. Установлено, что углеводный комплекс данного растения представлен ВРПС, ПВ, ГЦ; установлен их моносахаридный состав. Полисахариды из травы фиалки скальной выделены и исследованы впервые.
Литература
1. Камышев Н. С. Флора Центрального Черноземья и ее анализ.— Воронеж.— 1978.— 116 с.
2. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; Семейства Paeoniaceae — Thymelaeaceae.— Л., 1985.- 336 с.
3. Бандюкова В. А., Шинкаренко А. А., Казаков А. Л. Методы исследования природных флавоноидов.- Пятигорск.- 1977.- 72 с.
4. Хроматография на бумаге / Под ред. И. М. Хайца, К. Мацека.- М., 1962.- 851 с.
5. Бандюкова В. А. Фенолокислоты растений, их эфиры и гликозиды // ХПС. — 1983.- №3.- С. 263.
6. Бубенчикова В. Н. Фармакогностическое изучение некоторых видов семейства Астровых и перспектива их практического использования. Автореф. дис. ... докт. фармац. наук.- Пятигорск, 1993.- 40 с.
7. Кочетков Н. К. Химия биологически активных природных соединений.- М., 1970.- 378 с.
8. Степаненко Б. Н. Химия и биохимия углеводов / Полисахариды /.- М.- 1978.- 256 с.
9. Филиппов М. П. // Изв. АН МССР. Сер. биол. и хим. наук. 1973.- №3.- С. 76.
10. Королев В. А. Фармакогностическое изучение представителей рода Донник. Автореф. дис. ... канд. фармац. наук.- Пермь.- 1996.- 26 с.
11. Лигай Л. В., Рахимов Д. А., Бандюкова В. А. ХПС.- 1989.- №2.- С. 280.
