CC BY
73
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ____________________________________2007, том 50, №4________________________________
ОПТИКА
УДК 535.34+535.375.54
Т.Шукуров, З.М.Хаитова, Ан.А.Джураев, академик АН Республики Таджикистан Р.Марупов ФОРМИРОВАНИЕ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ В ОДУВАНЧИКЕ ЛЕКАРСТВЕННОМ (Taraxacum officinale Wigg.)
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕСТА ПРОИЗРАСТАНИЯ
Бурное развитие химии синтетических лекарственных препаратов вытеснило на второй план вопрос изучения фармакологических свойств лекарственных растений, хотя определенное количество лечебных препаратов получают из них.
В литературе, посвященной фармакологическим свойствам лекарственных растений, имеются единичные работы, в которых исследованы спектроскопические свойства растений без химической обработки, то есть в натуральном состоянии. В работе [1] приведены результаты исследований методом ИК- и КР -спектроскопии состава семян пажитника греческого.
В связи с вышеизложенным настоящая работа посвящена исследованию ИК- спектров отдельных составных частей одуванчика лекарственного (далее - одуванчик), одного из доступных и распространенных лекарственных растений.
В работах [2,3] отмечается, что одуванчик в своем составе содержит гликозид тарак-сацин, тритерпеновые соединения (тараксерол, тараксастерол, Р-амирин), стерины, полисахарид инулин, жирное масло, дубильные вещества, кумарин, каротин, эскулетин и много других веществ. Там же указывается, что в народной медицине одуванчик использовали при болезнях желудка или болей в животе, при каменной болезни и кашле, болезни мочевого пузыря, малокровии, диабете, туберкулезе легких и т.д.
Однако следует отметить, что условия произрастания растения и внешняя среда могут существенно влиять на молекулярную структуру как отдельных составляющих растения, так и на их общее биологическое состояние в процессе формирования физико-химической структуры молекул веществ, входящих в состав растения, например, на формирование системы меж- и внутримолекулярных взаимодействий отдельных функциональных групп, накопление различных новообразований, в частности СООН- групп, возникающих в результате воздействия внешних атмосферных явлений. Эти внешние факторы могут существенным образом влиять на комплексные фармакологические свойства растений.
В связи с этим в настоящей работе представлены результаты спектроскопических исследований формирования системы меж- и внутримолекулярных водородных связей в корнях одуванчика. С целью изучения влияния среды на биологическую структуру были отобраны растения, произрастающие в различных экологических условиях: вблизи и вдали от дорог
(Душанбе - 792 м над ур. м.), а также на различных высотах, на берегах реки Сиёма (крупнейший приток реки Варзоб), в местах слияния с притоками Малый Игизак - 2130 м, Большой Игизак - 2480 м и Игизак - 2500 м над ур. м.).
Для получения спектров образцы предварительно промывали дистиллированной водой, потом обрабатывали СС14 и сушили при комнатной температуре в течение суток, помещая в эксикатор над осушителем. Высушенный образец тщательно измельчался в ступке. Для записи ИК-спектров поглощения 10 мг исследуемого образца тщательно перемешивались с 600 мг порошка монокристалла КВг для получения таблетки. Таблетка получалась прессованием под вакуумом.
ИК-спектры образцов корней одуванчика в области частот 3800-2600 см-1, где обычно проявляются частоты валентных колебаний ОН-групп, включенных в меж- и внутримолекулярные водородные связи, а также групп СН2 и СН3, приведены на рис.1 (кривые 1-5). Характер поглощения в данной области частот может дать информацию о физико-химическом состоянии составляющих молекул функциональных групп. Как видно из рис.1 (крив.4), в спектре корня одуванчика, взятого вблизи дороги, в области частот 3800-3000 см-1 наблюдается широкая интенсивная полоса поглощения с максимумом при 3350 см-1, а в спектре корня одуванчика, взятого вдали от дороги (крив.5), максимум этой полосы сдвигается в сторону высоких частот 3380 см-1.
1 3500 3000 25,00 2000 Рис.1. ИК-спектры корней оду-
60-
40-
20-
1 - Игизак, 2 - Малый Игизак,
3 - Большой Игизак, Душанбе:
4 - вблизи от дороги, 5 - вдали от дороги.
ванчика до катионообмена:
Т,%
{3300
3370
В спектрах корней одуванчика, взятых у притоков реки Сиёма, в рассматриваемой области спектра наблюдается изменение положения максимума полосы поглощения в зависимости от места их произрастания: 3300 см-1 - у образца, взятого у притока Малый Игизак, 3370 см-1 - Большой Игизак и 3330 см-1 - Игизак.
Таким образом, вышеприведенные данные о положении максимума ОН-групп свидетельствуют о специфичности формирования системы меж- и внутримолекулярных водородных связей в зависимости от места и условий произрастания одуванчика. Можно полагать, что лекарственные свойства исследуемого растения будут зависеть от физического состояния составных частей лекарственного растения.
Изменение положения частоты ОН-групп, взятых на разных высотах над уровнем моря, свидетельствует о сильном влиянии на процесс биосинтеза брутто веществ, входящих в состав корней одуванчика, в частности различных форм гликозидов, ответственных за поглощение в рассматриваемой области спектра.
Необходимо отметить, что в спектрах изученных образцов корней одуванчика полосы поглощения, характерные для СН2 и СН3 - групп (3000- 2400 см-1), проявляются не четко, то есть «размазаны». Обычно в данной области частот полосы этих групп проявляются четко. «Размазанность» полос можно объяснить наложением поглощения ОН-содержащих групп, участвующих в меж- и внутримолекулярных водородных связях.
Как известно, для определения вклада ОН-групп в поглощениях, в широкой спектральной области и для установления причины «размазанности» полос в области проявления валентных колебаний СН2, объекты исследования растворяются в инертных растворителях, и по положению максимума полосы определяют вклад ОН-групп.
В нашем случае, поскольку корни одуванчика в обычных инертных растворителях не растворяются, был проведен катионообмен, для чего измельченные образцы выдерживали в течение суток в 2% растворе медного купороса (СиБО4). Затем образцы тщательно промывали, сушили и спрессовывали в соотношении 6:600 мг с КВг для получения таблетки. Полученные ИК-спектры таких таблеток приведены на рис. 2 (крив.1-5).
Как видно из рис. 2, в спектрах образцов, обработанных 2% раствором СиБО4, максимум полосы ОН-групп у образцов корней одуванчика, взятого в г. Душанбе вблизи и вдали от дороги (крив.4-5), смещаются в сторону высоких частот на 50 и 20 см-1 и имеют максимумы при 3400 см-1, соответственно.
В спектрах образцов, взятых у берегов притоков реки Сиёма: Малый и Большой Иги-зак, Игизак, также наблюдаются изменения как формы, так и положения максимума полосы поглощения ОН-групп. Максимум полосы поглощения ОН-групп в спектре образца у Малого Игизака сдвигается на 110 см-1 и лежит при 3410 см-1, Большой Игизак- на 30 см-1 и лежит при 3400 см-1 и Игизак - на 100 см-1 и лежит при 3430 см-1 (см. рис.1 и 2).
Рис.2. ИК-спектры корней одуванчика после катионообмена: 1 - Большой Игизак, 2 - Игизак,
3 - Малый Игизак, Душанбе:
4 - вблизи от дороги, 5 - вдали от дороги.
Таким образом, проведение катионообмена позволило установить степень прочности водородных связей и присутствие сопутствующих групп, взаимодействующих с катионами медного купороса. Чем больше сдвиг максимума поглощения в области 3800-3000см-1, тем больше число катионов, участвующих во взаимодействии с поглощающими группами. Все спектры нормированы по площади и рассчитаны их интегральные интенсивности.
Для объективности оценки спектральных изменений провели оценку энергии межмо-лекулярных взаимодействий групп, вносящих вклад в поглощение в области частот 38003000 см-1.
Для определения энергии водородных связей исходили из данных работы [4], согласно которой энергия водородных связей пропорциональна смещению частоты ОН-групп. Используя уравнение
V,, 1)С'
где Ду = уо-у (уо - частота колебаний ОН-групп после проведения катионообмена, V - частота ОН-групп, связанных межмолекулярной водородной связью до катионообмена, р - плотность, Б - диэлектрическая постоянная, в - энергия) и, принимая во внимание, что
-^-= 0,0175 ккал"1, определяли энергию водородных связей для одуванчика, значения которых приведены в таблице.
Расчет энергии межмолекулярных взаимодействий по данным спектральных изменений в области частот 3800-3000 см-1 свидетельствует, что вклад водородных связей в ИК-спектрах поглощение корней одуванчика более существенен у образцов, взятых у берегов Малого Игизака - 9.143 кДж и Игизак - 8.3 кДж.
Таблица
Положение частоты максимума и энергии межмолекулярных водородных связей
в ИК-спектрах корней одуванчика
Место сбора Ушах (ОН...) до катионообмена Ушах (ОН.) после катионообмена Ду=у0-у Е, кДж
Вблизи дороги(Душанбе) 3350 3400 50 5.35
Вдали от дороги (Душанбе) 3380 3400 20 1.417
Малый Игизак 3300 3410 110 9.143
Большой Игизак 3370 3400 30 3.2
Игизак 3330 3430 100 8.3
Таким образом, на основания полученных экспериментальных данных можно заключить, что:
1) формирование системы водородных связей в корнях одуванчика зависит от места произрастания растения;
2) положение частоты максимума водородных связей по данным катионообмена различно, что свидетельствует о различной прочности водородных связей;
3) энергия водородной связи, определенная по сдвигу частоты максимума полос в области частот 3800-3000 см-1, различна и составляет от 9.143 до 1.417 кДж.
Физико-технический институт Поступило 11.06.2007 г.
им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Эль- Бахи Г. М. С. - Журн. прикл. спектр., 2005, т.72, №1, с. 106-111.
2. Ходжиматов М. Дикорастущие лекарственные растения Таджикистана. Душанбе: Изд. Гл. научн. ред. Тадж. Сов. Энциклопедии, 1989, 368 с.
3. Лекарственные растения (Каталог). М.: Медицина, 1985, 255 с.
4. Соколов Д. Н. - Успехи физических наук, 1955, т.57, вып. 2, с. 204-276.
Т.Шукуров, З.М.Хаитова, Aн.A.Джyраев, Р.Марупов TAШAKУЛЁБOИИ ВOБAСTAГИ^OИ ^ИДРOГЕНЙ ДAF ВДЦУИ ДOFУВOFЙ (Taraxacum officinale Wigg.) ВOБAСTA A3 4OH СЛИЗИШ
Дар макола холатхои ташаккулёбии вобастагихои хидрогенй аз руи спектрхои решай коку вобаста аз мухит ва дар баландихои гуногун руида омухта шyдааст. Аз тагирёбихои максимуми зуддихои хатти фурубарии гурухи ОН, ки дар натичаи чойивазкунии катионй дар худуди 3800-3000 см-1 ба вучуд меояд, энергияи таъсири байнимолекулавй муайян карда шудааст.
T.Shukurov, Z.M.Chaitova. An.A.Juraev, R.Marupov FORMATION OF HYDROGEN CONNECTIONS IN THE DANDELION MEDICINAL (Taraxacum officinale Wigg.) INDEPENDENCES ON THE PLACE OF GROWTH
In the article results of spectroscopic researches of formation of hydrogen connections in roots of a dandelion growing in different ecological conditions and heights above sea level are presented. On shift of frequency of a maximum ОН - groups in the field of frequencies 3800-3000 sm4 at cation-exchange, are certain energy of intermolecular interaction.
