CC BY
83
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН __________________________________2008, том 51, №3______________________________
ОПТИКА
УДК 535.34+535.375.54
Т.Шукуров, А.А.Джураев, З.М.Хаитова, Ан.А.Джураев, академик АН Республики Таджикистан Р.Марупов СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТЬЕВ ОДУВАНЧИКА ЛЕКАРСТВЕННОГО (Taraxacum officinale Wigg.) В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ МЕСТА ПРОИЗРАСТАНИЯ
Ранее нами в работах [1,2] были исследованы изменения молекулярной структуры брутто-веществ в корнях одуванчика в зависимости от места его произрастания.
Настоящая работа посвящена исследованию спектроскопических свойств листьев одуванчика также в зависимости от места его произрастания.
Одуванчики были собраны во время цветения в различных местностях произрастания, с различными экологическими условиями: вблизи и вдали от автомагистрали (г. Душанбе -780 м над ур. м.), в бассейне реки Сиёма (Варзобское ущелье), в местах слияния с притоками Малый Игизак - на высоте 2477 м над ур. м., Большой Игизак - на высоте 2180 м над ур. м., Игизак - на высоте 2130 м над ур. м. [1]. Высушенные при комнатной температуре в тени листья размельчали в ступке, смешивали с монокристаллом KBr в соотношении 10:600 мг и прессовали под вакуумом.
Запись спектров листьев одуванчика и определение энергии межмолекулярных водородных связей осуществлялись с использованием методики, описанной в [1,2]. Регистрация ИК-спектров проводилась на двухлучевом спектрофотометре “SPECORD-75 IR” в диапазоне частот 4000 - 400 см-1.
На рис.1 (крив.1-5) приведены ИК-спектры листьев одуванчиков, произраставших в различных условиях. Как видно из рис. 1, для листьев одуванчика в области частот 36003000 см-1 характерны широкие интенсивные полосы с различными частотами максимумов мак)5 связанных с поглощением меж- и внутримолекулярных водородных связей (табл. 1).
Анализ полученных ИК-спектров в области ОН-групп показывает, что в зависимости от места произрастания одуванчика в их листьях формируются специфичные меж- и внутримолекулярные водородные связи, отличающиеся между собой положением \\,ак ИК-ПОЛОС поглощения (табл.1).
Этот факт свидетельствует о том, что энергия межмолекулярного взаимодействия групп, участвующих в водородной связи, различна и характеризуется различием в формировании молекулярной структуры листьев одуванчика в зависимости от места произрастания в процессе биосинтеза органических веществ.
Рис. 1. ИК-спектры листьев одуванчика в ласти частот 4000-2200 см"1, до катионообмена: 1 - вдоль автомагистрали, 2 - вдали от автомагистрали, 3 - Малый Игизак, 4 - Игизак, 5 -Большой Игизак.
Таблица 1
Положения умак. и энергия межмолекулярных связей для колебаний гидроксильных групп в листьях одуванчика до и после катионообмена
Места сбора Катионообмен Ду =уп-у Е, кДж
Уо, до V, после
вблизи автомагистрали 3270 3350 80 5.7
вдали от автомагистрали 3280 3405 125 8.8
Малый Игизак 3130 3380 250 17.7
Игизак 3300 3350 50 3.56
Большой Игизак 3350 3400 50 3.5
На рис. 2 приведены ИК-спектры листьев одуванчика в области частот 1800-1200 см-1, где в основном проявляются частоты валентных колебаний поглощения - С=О, - С=С деформационных колебаний ОН, метильных и метиленовых групп. Как видно из рис. 2 (крив. 1), в спектре листьев одуванчика, взятого вблизи автомагистрали, проявляется асимметричная широкая интенсивная полоса с максимумом при 1600 см-1, на левом крыле которой наблюдаются следы поглощения около 1700 см-1, а также полосы при 1400 и 1250 см-1. В спектре листьев одуванчика, произраставшего вдали от автомагистрали (крив. 2), асимметричная полоса 1600 см"1 в области максимума расщепляется на дуплет с умакпри 1610 и 1640 см"1, а наблюдаемый слабый выступ при 1700 см-1 становится более заметным.
Рис. 2. ИK-спектры листьев одуванчика в ти частот 2000-1200 см-1, до катионообмена: 1 -вдоль автомагистрали, 2 - вдали от автомагистрали, 3 - Малый Игизак, 4 - Игизак, 5 - Большой Игизак.
В спектрах листьев одуванчика, собранных у притоков реки Сиёма - Игизак, Большой Игизак и Малый Игизак, в области частот 2000-1200 см-1 наблюдаются так же, как и в листьях, взятых вблизи и вдали от автомагистрали, широкие асимметричные ПОЛОСЫ, положение Умак КОТОрЫХ ПрИВЄДЄНО в табл. 2. При этом следует отметить, что полоса с vMaK 1600 см'1, характерная для образцов листьев одуванчика, произрастающих в районе Игизак и Большой Игизак, в образцах, собранных у Малого Игизака, смещается в сторону низких частот на 80 см-1 и проявляется при 1530 см-1. Аналогичные смещения vMaK наблюдаются и для полос 1400 (±5) и 1250 см'1, а следы полосы 1720 см-1 в спектрах образцов, собранных у Малого Игизак, отсутствуют.
Таблица 2
Положение v^k. и энергия межмолекулярных водородных связей для валентных колебаний С=О карбоксильных групп в листьях одуванчика до и после катионообмена
Места сбора Kaтионообмен Av -v0-v Е, кДж
Vo, до V, после
вблизи автомагистрали 1600 1620 20 2.95
вдали от автомагистрали 1610 1630 20 2.93
Малый Игизак 1530 1610 80 11.12
Игизак 1600 1620 20 2.95
Большой Игизак 1610 1630 20 2.94
Широкую структурную полосу поглощения в области частот 1800-1500 см-1 следует отнести к поглощениям валентных колебаний С=О карбоксильных групп, как и в случае спектров корней одуванчика [3], образующихся в результате воздействия внешней среды.
Сильный сдвиг максимума полосы 1530 см" (СООН-групп) у образцов, собранных у
о
притока Малый Игизак, можно объяснить участием карбоксильных групп (<— - с \ в сильной
он
межмолекулярной водородной связи типа
Я-С
О-Н-О
\
С-Я
чо-н-о^
с большой энергией межмолекулярного взаимодействия.
Для выяснения вклада карбоксильных групп в формирование ИК-полос поглощения в исследованной области частот листья одуванчика подвергались катионообмену, согласно методике, описанной в [1,2]. На рис. 3 приведены ИК-полосы поглощения в области частот 3600-3000 см-1, в листьях одуванчика после катионообмена. Сравнительный анализ ИК-полос поглощения до и после катионообмена показывает, что наблюдается существенное смещение \\|ак. (табл. 1) характеристических полос. Самый сильный сдвиг умак. после катионообмена наблюдается в спектре образца, собранного у притока Малый Игизак, на 250 см-1 в высокочастотную область.
Рис. 3. ИК-спектры листьев одуванчика в области частот 4000-2200 см-1, после катионообмена: 1 - вдоль автомагистрали, 2 - вдали от автомагистрали, 3 - Малый Игизак, 4 - Игизак, 5 - Большой Игизак.
Изменение положения максимума ИК-полос поглощения в области валентных колебаний гидроксильных групп (3800-3000 см-1), включенных в меж- и внутримолекулярные водородные связи, в спектрах листьев после их взаимодействия с солями СиБ04 свидетельствует о различной прочности водородной связи и характеризует, как отмечалось выше, специфику формирования физико-химической структуры составных частей отдельных компонентов листьев одуванчика в процессе биосинтеза.
Рис. 4. ИК-спектры листьев одуванчика в области частот 2000-1200 см-1, после катионообмена: 1 - вдоль автомагистрали, 2 - вдали от автомагистрали, 3 -Малый Игизак, 4 - Игизак, 5 - Большой Игизак.
Сравнительный анализ положения Умак. ПОЛОС ПОГЛОЩеНИЯ ВОДОродных связей в листьях с данными спектров в корнях одуванчика [1,2] показывает их различия, что является доказательством отличия процессов формирования молекулярных структур отдельных компонентов, входящих в органические соединения составных частей одуванчика.
На рис. 4 приведены ИК-спектры листьев одуванчика в области частот 2000-1200 см-1 после ка-тионообмена. Из рис. 4 видно, что при взаимодействии с солями СиБ04 наблюдаются изменения формы асимметричной полосы поглощения с умак 1600 см"1 в спектре листьев, собранных вблизи автомагистрали, и положение умак полосы сдвигается в сторону высоких частот на 20 см-1 (1620 см-1), а выступ при 1700 см-1 сохраняет своё положение также, как в корнях одуванчика, взятого вблизи автомагистрали [2].
Относительно сильные изменения форм полосы и положения умак наблюдаются после катионообмена в спектрах листьев одуванчика, собранных вдали от автомагистрали. Происходит смещение положения умак полосы поглощения 1610 см"1 в сторону высоких частот на 20 см-1, интенсивность слабого пика при 1720 см-1 увеличивается, высокочастотный выступ при 1640 см-1 сглаживается, а следы пика при 1500 см-1 становятся более четкими и интенсивными.
В спектрах листьев одуванчика, собранных у притоков Сиёма - Игизак, Большой Игизак и Малый Игизак, широкая асимметричная структурная полоса поглощения в области частот 1750-1500 см"1 после катионообмена существенно изменяется по положению умак. и форме полосы. Максимум широкой полосы 1600 см-1 у образцов, собранных у притока Игизак, смещается в высокочастотную сторону на 20 см-1, а следы слабого выступа при 1700 см-1
становятся хорошо различимым пиком. В спектре листьев, собранных у притока Большой Игизак, полоса поглощения при 1610 см-1 также смещается в высокочастотную сторону на 15 см-1 и проявляется при 1625 см-1 (табл. 2). Наблюдаемые следы полосы при 1720 см-1 становятся более интенсивными.
Сильный СДВИГ положения Умак. ИК-полос поглощения СООН - группы в листьях одуванчика после катионообмена наблюдается в образцах, собранных у притока Малый Игизак. Полоса при 1535 см-1 смещается в высокочастотную сторону на 80 см-1 и проявляется при 1610 см-1. Наблюдаемый слабый выступ при 1700 см-1 становится более четким, сдвигается на 20 см-1 и проявляется при 1720 см-1.
Для объективности оценки спектральных изменений провели оценку энергии межмо-лекулярных взаимодействий групп, вносящих вклад в поглощение в областях частот 38003000 см-1 и 2000-1500 см-1, используя методику, описанную в работах [2,3]. Полученные значения энергии межмолекулярных взаимодействий (см. табл. 1 и 2) свидетельствуют, что вклад водородных связей и С=О карбоксильных групп в ИК-спектрах поглощения листьев одуванчика более существенен у образцов, взятых у берегов Малого Игизака.
Таким образом, в результате спектроскопического анализа структуры листьев одуванчика лекарственного в зависимости от места его произрастания установлено, что:
- максимум полосы поглощения в области проявления меж- и внутримолекулярных водородных связей в листьях сильно зависит от места их произрастания, наибольший сдвиг Умак. в области частот 3800-3000 см-1 наблюдается в образцах, собранных у притока Малый Игизак;
- положение максимума полосы поглощения карбоксильных групп в спектрах листьев одуванчика, взятых у притока реки Сиёма - Малый Игизак, сдвинут в низкочастотную область (1530 см-1) по сравнению со спектрами других образцов, причиной этого является участие СООН-группы в сильной межмолекулярной водородной связи;
- проведенная оценка энергии межмолекулярных водородных связей по данным спектров листьев показала, что наибольшей энергией обладают образцы листьев одуванчика, произраставшего у притока Малый Игизак.
Физико-технический институт им. С.У. Умарова Поступило 17.01.2008 г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Шукуров Т., Хаитова З.М., Джураев Ан. А., Марупов Р. - ДАН РТ, 2007, т. 50, №4, с. 334-339.
2. Шукуров Т., Джураев А.А., Хаитова З.М., Джураев Ан.А., Марупов Р. - ДАН РТ, 2007, т. 50, №7, с. 607-612.
3. Juraev A.A., Dzuraev An.A., Davlatshoev T., Passel H.D. - Springer Science+Buseness Media B.V., 2008,p.151-165.
Т.Шукуров, А.А.Ч,ураев, З.М.Хаитова, Ан.А.Ч,ураев, Р.Марупов XУСУСИЯT^OИ СПЕKTFOСKOПИИ БAFГ^OИ К^ЦУИ ДOFУВOFЙ (Taraxacum officinale Wigg.) ВOБAСTA АЗ ^И САБЗИШ
Таpкиби баpги кокуи доpyвоpй вобаста аз махдли сабзиш тадкик каpда шyдааст. ТаFЙиpоти баланди алокаи x,идpоreнй ва чамъшавии rypyx^ каpбоксилй нишон дода шудаст. Аз руи лаFжиши зуддих,ои хос, энеpгияи алокаи байнимолекулавии x,идpоreнй бо кyпоpоси мис нишон дода шудаст. Мyкаppаp каpда шудаас, ки баpги кокуи даp сорили шохоби Игизаки Хypд pyида, доpои энеpгияи калонтаpин таъсиpи байнимолекулавй мебошад - 11.12 кДж.
T.Shukurov, A.A.Dzhuraev, Z.M.Chaitova, Аn.A.Dzhuraev, R.Marupov SPECTROSCOPIC PROPERTIES FOLIAGE OF THE DANDELION MEDICINAL (Taraxacum officinale Wigg.) IN DEPENDES FROM THE PLACE OF THEIR GROWTH
Structural properties of leaves of a dandelion medicinal depending on a place of their growth are investigated Shown strong change of formation of system of hydrogen communications, and accumulation carboxyl groups. On shift of characteristic frequencies are certain energy of intermo-lecular hydrogen communications of cooperating groups with copper sulfate. It is established, that the greatest energy of intermolecular interaction possesses the leaves, grown at inflow Small Igizak - 11.12 kj.
