CC BY
55
УДК 668.52:581.135.5:582.998.2
ЭФИРНОЕ МАСЛО РЕЛИКТОВОГО ВИДА BRACHANTHEMUM BARANOVII (KRASCH. EX POLJAK.) KRASCH.
© М.А. Ханина,а Е.А. Серых,а А.И. Пяк,6 Л.М. Покровский,в А.В. Ткачевв,г*
а Сибирский государственный медицинский университет, Томск (Россия) б Томский государственный университет, Томск (Россия)
в Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН Проспект Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск, 630090 (Россия) г Новосибирский государственный университет, кафедра органической химии Ул. Пирогова, 2, Новосибирск, 630090 (Россия) e-mail: atkachev@nioch.nsc.ru
Авторы благодарят Конкурсный центр фундаментального естествознания при Санкт-Петербургском университете (грант "Изучение летучих терпеноидов полезных растений Сибири и Дальнего Востока ”) и Российский фонд фундаментальных исследований (грант Президента РФ для молодых докторов наук № 96-15-97017)
Исследована надземная часть реликтового растения Brachanthemum baranovii. Установлено наличие эфирного масла (0.64%) и кумаринов (1.30%). Химический состав эфирного масла изучен хромато-масс-спектрометрическим методом, идентифицировано 47 компонентов, основными компонентами эфирного масла являются 1,8-цинеол (24%), камфора (17%) и терпинеол-4 (14%). Микроскопический анализ всей надземной части растения позволил обнаружить три типа терпеноидсодержащих структур. Химический и микроскопический анализы подтверждают близкое генетическое родство Artemisia L. и Brachanthemum DC.
Род Brachanthemum DC. был установлен и описан Декандолем в 1937 г. Его ареал охватывает довольно обширную область Центральной Азии с пустынно-степными и пустынными условиями на каменистых и щебнистых местообитаниях. В настоящее время известно 9-12 близкородственных не резко отличающихся видов данного рода. Несмотря на достаточно широкое географическое распространение отдельных видов, специфической чертой всех видовых ареалов является их дизъюнктивный характер. Изолированные местонахождения разбросаны на большой территории, а общее число их невелико [1, 2]. Морфологически все виды рода Brachanthemum отчетливо отделяются от близких систематических таксонов. Это всегда низкие ксероморфные, сильноветвистые и извилистые кустарнички и полукустарнички, высотой в среднем 15-50 см. Тип описан с Алтая, хранится в Ленинграде (Le). Характер ареалов, особенности экологии и систематическая обособленность представителей данного рода позволяют утверждать, что весь комплекс видов представляет собой древнюю ветвь эволюции трибы Anthemideae семейства сложноцветных (Asteraceae Dum.). По мнению некоторых систематиков [1, 3], данный род является одним из гипотетических предков рода Artemisia L.
Род Brachanthemum в химическом плане практически не изучен. Имеются сведения по двум видам:
B. kirghisorum Krash. (обнаружены флавоноиды [4]) и B.gobicum Krasch. (обнаружены флавоноиды, эфирное масло, в составе которого 31-73% 1,8-цинеола, 2% а-туйона, 2% Р-туйона, 18-50% камфоры, 4-6% терпинеола-4, 3-5% а-терпинилацетата [5]). B.baranovii - самый северный вид рода, ареал которого включает ряд изолированных участков в Центральном Алтае [6, 7]. Данный вид - кустарничек, высотой
Автор, с которым следует вести переписку.
20-30 см, от основания ветвистый и более-менее паутинисто-пушистый. Растение имеет приятный специфический запах.
Материалы и методы
Материал для исследования - надземные части растения Brachanthemum baranovii - был собран в Республике Алтай, в окрестностях с. Иня Онгудайского района, на известковых обнажениях в фазу цветения в июле 1996 г. Гербарный образец хранится в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН - NSK. Эфирное масло, полученное методом гидродистилляции из воздушно-сухого сырья (0.64% в расчете на воздушно-сухое сырье) [8], представляет собой легкую, подвижную жидкость, зеленоватожелтого цвета с сильным ароматным запахом.
Эфирное масло исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Hewlett-Packard 5890/II с квадрупольным масс-спектрометром (НР MSD 5971) в качестве детектора. Использовалась 30 метровая кварцевая колонка НР-5 (сополимер 5%-дифенил-95%-диметилсилоксана) с внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0.25 дм. Процентный состав эфирных масел вычислялся по площадям пиков без использования корректирующих коэффициентов. Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонент эталонных масел и чистых соединений, если они имелись, и с данными библиотеки масс-спектрометричеких данных Wiley275 (275000 масс-спектров) и каталогов [9, 10].
При микроскопическом анализе вегетативных и генеративных органов растения установлено, что эфирное масло локализуется в эфирно-масличных железках, схизогенных вместилищах, сопровождающих проводящую систему осевых органов, а также в неспециализированных паренхимных клетках листьев, стеблей, листочков обертки, цветоложа и цветков. В секреторных образованиях, кроме эфирного масла, были обнаружены кумарины (до 1.3% от веса высушенной травы) [11, 12, 13].
Результаты и обсуждение
В эфирном масле обнаружено более 1 20 компонентов, большая часть из которых - 70 веществ, составляющих в сумме 89% - являются известными соединениями и легко идентифицируются (см. таблицу). Общий вид хроматограммы показан на рисунке 1. Наличие большого числа компонентов с близким значениями индексов удерживания и низким содержанием (0.2% и ниже) затрудняет идентификацию минорных компонентов. В исследованном образце эфирного масла есть группа компонентов (№28 в таблице), которые составляют 4.85% от суммы компонентов масла. Компоненты этой группы имеют очень близкие времена удерживания (в интервале 1167-1171). Детальный компьютерный анализ этой группы пиков позволяет определить два компонента - пинокарвон и борнеол - и оценить их содержание («0.4% и «1.5% соответственно). Среди неидентифицированных компонентов можно выделить два, пики которых не перекрываются с другими компонентами и которые содержатся в наибольшем количестве (среди неидентифицированных). Масс-спектры этих компонентов показаны на рисунке 2.
В отношении родственных связей полыней в пределах трибы Anthemideae мнения исследователей расходятся [1, 14]. Ранее нами была выявлена таксономическая значимость анатомо-морфологических признаков терпеноид-содержащих структур для решения вопросов филогении [15]. При исследовании представителей трибы Anthemideae наиболее тесные родственные связи с родом Artemisia L. обнаружены у видов рода Brachanthemum DC., Ajania Poljak. и Dendranthema (DC) Des Moul. Полученные данные согласуются с результатами анатомо-морфологического анализа семянок данных родов [16, 17, 18, 19]. Результаты анализа качественного состава эфирного масла и структуры терпеноидсодержащих образований в тканях растений рода Brachanthemum DC свидетельствуют о близком генетическом родстве с родами Ajania Poljak. (см. предыдущее сообщение [20]) и Artemisia L .
Содержание основных компонентов эфирного масла ВгасИапЛетит Ьагапоуи (Krasch. ех Ро^ак.) Krasch. *
%** Название компонента 42. 0.12 В ербенилацетат
43. 0.12 Борнилацетат
1. 0.03 Трициклен 44. 0.09 Куминовый спирт
2. 0.14 а-Туйен 45. 0.13 Тимол
3. 0.19 а-Пинен 46. 0.19 4-Т ерпенилацетат
4. 0.03 Дегидросабинен 47. 0.07 Карвакрол
5. 0.72 Камфен 48. 0.05 Аскаридол
6. 0.87 Сабинен 49. 0.27 я-Мента-1,4-диен-7-ол
7. 0.22 Р-Пинен 50. 0.27 5-Элемен
8. 0.04 1-Октен-3-ол 51. 1.14 а-Т ерпинилацетат
9. 0.52 2,3-Дегидро-1,8-цинеол 52. 0.10 Эвгенол
10. 0.08 3-Карен 53. 0.31 а-Копаен
11. 0.03 Изоамил-2 -метилпропионат 54. 0.19 Метилэвгенол
12. 2.80 а-Терпинен 55. 0.21 4-(2,6,6-Триметилциклогекса-1,3-
13. 1.63 я-Цимол диенил)-бутан-2-он
14. 0.21 Р-Фелландрен 56. 0.23 Кариофиллен
15. 23.91 1,8-Цинеол 57. 0.07 Г умулен
16. 5.44 у-Терпинен 58. 0.10 у-Муролен
17. 0.40 транс-Сабинен-гидрат 59. 2.35 Г ермакрен-Д
18. 1.32 Терпинолен 60. 1.14 Бициклогермакрен
19. 0.49 цис-Сабинен-гидрат 61. 0.09 а-Муролен
20. 0.11 Изоамил-2 -метилбутират 62. 0.09 у-Кадинен
21. 0.27 Филифолон 63. 0.31 5-Кадинен
22. 0.13 я-Ментатриен 64. 1.51 Спатчуленол
23. 0.87 цис-Мент-2-ен-1 -ол 65. 0.35 Г лобулол
24. 0.20 Хризантенон 66. 0.11 Виридфлорол
25. 0.06 а-Камфоленовый альдегид 67. 0.16 Вещество А****
26. 0.67 транс-Мент-2-ен-1 -ол 68. 0.32 Р-Эвдесмол
27. 17.25 Камфора 69. 0.37 а-Кадинол
28. 4.85 6 Компонентов*** 70. 0.19 Вещество Б****
29. 13.59 Терпинеол-4
30. 0.20 транс-я-Мента-1(7),8(9)-диен-2-ол
31. 2.59 а-Терпинеол * компоненты приведены в порядке
32. 0.16 я-Мент-1,5-диен-7-ол увеличения времени удерживания;
33. 0.32 цис-Пиперитол ** содержание компонентов дано в процентах
34. 0.17 Миртенол от цельного эфирного масла;
35. 0.40 транс-Пиперитол *** плохо разрешенная группа компонентов с
36. 1.02 транс-3( 10)-Карен-2-ол индексами удерживания 1167-1171, среди которых обнаруживаются пинокарвон
37. 0.20 транс-Карвеол («0.4%) и борнеол («1.5%);
38. 0.23 цис-я-Мента-1(7),8(9)-диен-2-ол
**** масс-спектр показан на рисунке 2.
39. 0.25 цис-Карвеол
40. 0.19 Куминовый альдегид
41. 6 0.06 Карвон
Следует отметить, что основные компоненты исследованного образца эфирного масла Brachanthemum baranovii (Krasch. et Poljak.) Krasch (1,8-цинеол - 24%, камфора - 17%, терпинеол-4 -14%, a-терпинилацетат - 1%) те же, что в масле Brachanthemum gobicum Krasch [5]. Все эти компоненты по отдельности, а также именно в таком сочетании характерны для эфирных масел различных представителей рода Artemisia L.
Таким образом, состав эфирного масла и структура секреторных терпеноидсодержащих образований свидетельствуют о близком генетическом родстве родов Brachanthemum DC., Ajania Poljak. и обширного рода Artemisia L.
8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00
Время удерживания (мин.)
Рис. 1. Хроматограмма эфирного масла Brachanthemum baranovii (Krasch. et Poljak.) Krasch.
93 105
43
ll
бі
53
Вещество А
Индекс удерживания = 1643
159
14l
134
205
220
1ll
18l
40 50 б0 l0 80 90 100 110 120 130 140 150 1б0 1l0 180 190200210 220
m/z
159
109
93
43
l9
55 61
131
40 50 б0 l0 80 90 100 11
149
Вещество Б
Индекс удерживания = 1689
220
1ll
18l
202
0 120 130 140 150 1б0 1l0 180 190 200 210 220 m/z
Рис. 2. Масс-спектры неидентифицированных компонентов эфирного масла Brachanthemum baranovii (Krasch. et Poljak.) Krasch. (см. текст выше)
Литература
1. Крашенинников И.М. // Ботанические материалы Гербария Ботанического института АН СССР. М,-Л., 1949. Т. Х1. С. 181-200.
2. Цвелев Н.Н. // Флора СССР. М.-Л., 1961. Т. XXVI. С. 390-397.
9
9
3. Коробков А.А. Полыни Северо-Востока СССР. Л., 1981. 120 с.
4. Захаров А.М., Боряев К.И. // Растительные ресурсы. 1966. №2 (1). С. 14-27.
5. Дикорастущие полезные растения флоры Монгольской Народной Республики. Л., 1985. 235 с.
6. Пяк А.И. // Проблемы изучения растительного покрова Сибири. Томск, 1995. С. 56-57.
7. Пяк А.И. // Тезисы докладов конференции “Состояние и перспективы развития гербариев Сибири”. Томск, 1997. С. 104-106.
8. Государственная Фармакопея XI издания. М., 1987. Т. 1.
9. McLafferty F.W.; Stauffer D.B. The Wiley/NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley-Interscience,
1989. Vol. 1-7.
10. Eight Peak Index of Mass Spectra; Royal Society of Chemistry: University of Notinham, England, Third Edition, 1983. Vol. 1-2.
11. Денисова Г. А. Терпеноидсодержащие структуры растений. Л., 1989. 140 с.
12. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук С.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений. Новосибирск, 1990. 332 с.
13. Кузнецова Г. А. Природные кумарины и фурокумарины. Л., 1967. 248
14. Крашенинников И.М. // Материалы по истории флоры и растительности СССР. М.-Л., 1958. Вып. 3.
С. 62-12.
15. Ханина М.А., Серых Е.А., Амельченко В.П. // Труды международной конференции по анатомии и морфологии растений (2-6 июня 1997 г.). С.-Пб., 1997. С. 138-139.
16. Ханджян Н.С. Труды международной конференции по анатомии и морфологии растений (2-6 июня 1997 г.). С.-Пб., 1997. С. 137-138.
17. Савченко М.И. // Ботанические материалы Гербария Ботанического Института АН СССР. М.-Л., 1949. Т. XI. С. 201-207.
18. Меликян А.П., Муродян Л.Г. // Ботанический журнал. 1975. №60 (8). С. 1123-1133.
19. Меликян А.П. // Материалы IX московского совещания по филогении растений. М., 1996. С. 86-88.
20. Ханина М. А., Серых Е.А., Атажанова Г. А., Адекенов С.М., Покровский Л.М., Ткачев А.В. // Химия растительного сырья. 1999. №3. С. 49-56.
Поступило в редакцию 25 августа 1999 г.
