Антиокислительные свойства глаброзида Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 66.094.38+581.192.2

АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЛАБРОЗИДА

© В. Р. Хайруллина 1а, А. Я. Герчиков \ С. Б. Денисова 2,

Г. Г. Гарифуллина 1, Л. М. Бакиева 1, Д. И. Шайхитдинова 1

1 Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, 450074, ул. Фрунзе, 32.

Тел./факс: + 7 (34 7) 273 6 7 2 7.

E-mail: [email protected] 2 Институт органической химии Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, 450054, Проспект Октября, 71.

Тел/факс: +7 (347) 235 60 66.

На модельной реакции инициированного окисления пропан-2-ола в кинетическом режиме изучены антиокислительные свойства флавоноида корня солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.) ликвиритигенин-4-Р-0-глюкопиранозил-4-Р-0-апиофуранозида (глаброзида). Определена эффективная константа скорости ингибирования при 348 К fkln=(2.0 ± 0.3) 10 л/мольс и емкость ингибитора f » 6—7. Обнаружено, что по своей эффективности глаброзид близок к известному синтетическому антиоксиданту ионолу.

Ключевые слова: флавоноиды, антиоксиданты, радикально-цепные реакции, инициированное окисление, константа скорости ингибирования.

Флавоноиды являются наиболее важным классом полифенольных вторичных метаболитов растений, которые вследствие широкого спектра биологического действия и низкой токсичности нашли применение в медицинской практике (противоопухолевая, противоязвенная, противовирусная активность) [1-2]. Это связано, в первую очередь, с их способностью тормозить процессы перекисного окисления липидов в организме животных и человека.

Ранее мы сообщали об изучении антиокисли-тельных свойств различных экстрактов корня солодки голой на модельной реакции инициированного окисления пропан-2-ола манометрическим методом по поглощению кислорода [3]. Настоящая работа посвящена определению количественных характеристик антиокислительного действия индивидуального компонента метанольного экстракта корня солодки голой ликвиритигенин-4-Р-0-глюкопиранозил-4-Р-Б-апиофуранозида (глаброзида):

Экспериментальная часть

Выделение флавоноида. Корни солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.) собраны в Туркмении в пойме реки Аму-Дарьи. Выделение и очистку глаброзида из природного сырья проводили по известной методике [4]. Молярный коэффициент экс-тинкции глаброзида е1(экспер) в пропан-2-оле состав-

ляет 1.48-104 л/моль-см при 1тах = 272 нм, что хорошо согласуется с известными спектральными характеристиками этого вещества в растворе этанола при 1тах = 277 нм [4].

Изучение антиокислительных свойств глаброзида проводили на модельной реакции инициированного окисления пропан-2-ола по поглощению кислорода воздуха [2] (инициатор - азодиизобути-ронитрил). Основные стадии инициированого окисления этого субстрата подробно описаны в работе [5]. Эффективность антиокислительного действия глаброзида оценивали по степени снижения начальной скорости окисления модельного субстрата в присутствии добавок этого соединения. Пропан-2-ол очищали по известной методике [6].

В качестве эталона сравнения использовали синтетический ингибитор ионол, для которого в отдельных экспериментах найдено значение Д/и=(4,2 ± 0,4)-104 л/моль-с, где /- ёмкость ингибирования, к1п - эффективная константа скорости

обрыва цепи окисления [7].

Результаты и их обсуждение

Установлено, что флавоноид глаброзид оказывает антиокислительное действие на процесс инициированного окисления пропан-2-ола. Добавление к окисляемому субстрату этого вещества в интервале концентраций (0.25-6.00)-10-4 моль/л приводит к закономерному снижению скорости поглощения кислорода в 1.1-5.2 раза соответственно.

Антиокислительные свойства глаброзида, очевидно, обусловлены наличием в структуре этого соединения гидроксильной группы, связанной в положении 7 со скелетом флавонона. Известно, что моно- и дигидроксифлавоаноны ингибируют окисление органических соединений за счет обрыва

* автор, ответственный за переписку

Вестник Башкирского университета. 2008. Т. 13. №1

21

цепи на пероксильных радикалах, участвующих в лимитирующей стадии продолжения цепи [1, 9]. В частности, в случае ингибирования реакции радикально-цепного окисления пропан-2-ола реализуется механизм, приведенный в работе [5]. В присутствии глаброзида в модельной системе обрыв цепи окисления происходит как по реакции рекомбинации гидропероксильных радикалов, так и по реакции взаимодействия гидропероксильных радикалов с молекулами исследуемого вещества и образующимися из них радикалами феноксильного типа [9]:

[Аг0И]^10 , моль/л

НО2 + АгОН -НО'2 + АгО • -

где АгОН - молекула глаброзида.

Зависимость начальных скоростей ингибированного окисления пропан-2-ола от концентрации глаброзида изображена на рис.1. Экспериментальные результаты, полученные в интервале концентраций глаброзида (0.25-4.00)-10-4 моль/л, с удовлетворительным значением коэффициента корреляции (коэффициент корреляции г » 0.99) линеаризуются в координатах соотношения (1) [7]:

!кы(к^л[2Г6)2[ВН ][АгОН ] (1)

где [ АгОН ] - концентрация глаброзида, моль/л, V0 и V - начальные скорости поглощения кислорода в отсутствии и в присутствии ингибитора соответственно, V - скорость инициирования окислительного процесса, ^ - параметр ингибирования, / - ёмкость ингибитора, кПп и 2к6 - константы

скорости обрыва цепи окисления на ингибиторе и квадратичного обрыва цепи на гидроксипероксиль-ных радикалах субстрата соответственно [5-7].

Результаты обработки экспериментальных данных в координатах этого уравнения также представлены на рис.1. Линейная зависимость между величиной параметра ингибирования и концентрацией флавоноида в интервале (0.25-4.00)-10-4 моль/л свидетельствует о том, что в этом интервале концентраций добавок глаброзида преобладет квадратичный обрыв цепи ингибированного окисления пропан-2-ола. На основании полученных экспериментальных результатов найдена эффективная константа скорости ингибирования, значение которой приведено в табл. 1. При расчете этой величины использовали известное по литературным данным [5] значение 2к6 = 3.45-107 л/моль-с.

[Аг0И]^10 , моль/л

Рис. 1. Зависимость начальной скорости окисления про-пан-2-ола и параметра эффективности ингибирования от концентрации глаброзида в соответствии с уравнением (1), УгЫ0-7 моль/лх, Т = 348 К.

Таблица 1

Количественные характеристики антиокислительной активности метанольного экстракта корня солодки голой и его компонентов ликуразида и глаброзида

Объект Д/„-10-4, Аіїт л/г ■ с ИЭ*

исследования л/моль-с

Метанольный экстракт [3] - 5.40 ± 1.00 0.030

Ликуразид [8] 0.05 ± 0. 01 1.00 ± 0.10 0.012

Глаброзид 2.00 ± 0.30 40.00 ± 6.00 0.480

Ионол [8] 4.20 ± 0.40 191.00 ± 20.00 1.000

■ ионольныи эквивалент

Как видно из рис. 1, зависимость скорости ингибированного окисления от концентрации глаброзида имеет предельный характер: при концентрации глаброзида, превышающей 4.00^ 10-4 моль/л, скорость окисления не зависит от количества введенного флавоноида. Этот экспериментальный факт свидетельствует об изменении механизма обрыва цепи, а именно: при концентрации добавок исследуемого вещества [01аЬг] > 4.00-10-4 моль/л преобладает линейный механизм гибели гидргид-роксипероксильных радикалов пропан-2-ола на молекуле ингибитора. Доказательством этого является наблюдаемая на опыте линейная связь между скоростью ингибированного окисления пропан-2-ола и скоростью инициирования, представленная на рис. 2.

На основании данных о скорости ингибированного окисления субстрата на пределе зависимости у0пред, представленной на рис.1, определена емкость ингибитора/ » 6-7 по уравнению (2) [6]:

( 2 )

0

2

3

4

4

Г

0

V - V

у 0 у і

k2Vo

V - V

01

*

V^106, моль/л^с

Рис. 2. Зависимость скорости окисления пропан-2-ола от скорости инициирования при постоянной концентрации глаброзида [01аЬг] = 5 • 10 моль/л.

Сравнение удельных характеристик антиокис-лительной активности ]к1п ликуразида, глаброзида и метанольного экстракта корня солодки голой позволяет заключить, что глаброзид по эффективности антиокислительного действия сопоставим с классическим ингибитором ионолом и значительно превосходит метанольный экстракт (в 7 раз) [3] и ликуразид (в 40 раз) [8]. Вероятно, причина наблюдаемого явления заключается в антагонистическом взаимодействии компонентов метанольного экстракта корня солодки голой. Более детальное изучение механизма антиокислительного действия флавоноидов при их совместном присутствии в

модельной системе составляет предмет наших дальнейших исследований.

Работа выполнена при финансовой поддержке аналитической ведомственной целевой программы Минобрнауки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)», проект РНП 2.2.1.1.6332.

ЛИТЕРАТУРА

1. Георгиевский В. П., Комисаренко Н. Д., Дмитрук С. Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1990. -333 с.

2. Andersen O. M., Markham K.R. Flavonoids Chemistry, Biochemistry and Applications. London: Taylor&Francis. 2005. Р. 1256.

3. Гарифуллина Г. Г., Денисова С. Б., Хайруллина В. Р., Герчиков А. Я. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2003. № 7. С. 102-106.

4. Русаков И. А., Алехина И. Е., Денисова С. Б.,

Майстренко В. Н., Муринов Ю. И. // Журн. анал. химии. 1994. №6. С. 1025-1032.

5. Денисов Е. Т., Денисова Т. Г. // Нефтехимия. 2006. №5.

С. 305-313.

6. Денисов Е. Т., Соляников В. М. Нефтехимия. 1969. № 3. C. 116-123.

7. Денисов Е. Т., Азатян В. В. Ингибирование цепных реакций. Черноголовка: ИФХЧ РАН, 1997. -268 с.

8. Хайруллина В. Р., Гарифуллина Г. Г., Денисова С. Б., Гер-

чиков А. Я., Хайруллина Р. Р., Тавлыкаева З. С. // Вестник Башкирск. ун-та. 2004. № 1. С. 19-21.

9. Vaya J., Mahmood S., Goldblum A., Aviram M., Volkova N., Shaalan A., Musa R., Tamir S. // Phytochemistry. 2003. № 1. P. 89-99.

Поступила в редакцию 15.11.2007 г.