Научная статья на тему 'Химическое исследование флавоноидов лекарственных и пищевых растений'

Химическое исследование флавоноидов лекарственных и пищевых растений Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
986
289
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Химия растительного сырья
Scopus
ВАК
AGRIS
CAS
RSCI

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Ботиров Э. Х., Дренин А. А., Макарова А. В.

Статья посвящена фитохимическому изучению флавоноидного состава лекарственных и пищевых растений Sophora Griffithii Stocks софоры Гриффита, Goebelia pachycarpa Schrenk. гебелии толстоплодной (оба сем. Fabaceae) Alliuum cepa L. лука репчатого (сем. Liliaceae), Rhaphanus sativus L. var.radicula Pers редиса (сем. Brassicaceae). Из софоры Гриффита впервые выделены флавоноиды инермин и трифолиризин, из гебелии толстоплодной вексибинол, из лука репчатого астрагалин и из редиса леспедин. Выделенные флавоноиды идентифицированы на основании химических превращений, изучения ИК-, УФ-, ПМР-, КДи масс-спектров. Приведены сведения о биологической активности выделенных флавоноидов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Химическое исследование флавоноидов лекарственных и пищевых растений»

Химия растительного сырья. 2006. №1. С. 45-48.

УДК 547.972

ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛАВОНОИДОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ И ПИЩЕВЫХ РАСТЕНИЙ

© Э.Х. Ботиров , А.А. Дренин, А.В. Макарова

Сургутский государственный университет, ул. Энергетиков, 14, Сургут,

628412 (Россия) E-mail: [email protected]

Статья посвящена фитохимическому изучению флавоноидного состава лекарственных и пищевых растений Sophora Griffithii Stocks - софоры Гриффита, Goebelia pachycarpa Schrenk. - гебелии толстоплодной (оба сем. Fabaceae) Alliuum cepa L. - лука репчатого (сем. Liliaceae), Rhaphanus sativus L. var.radicula Pers - редиса (сем. Brassicaceae). Из софоры Гриффита впервые выделены флавоноиды инермин и трифолиризин, из гебелии толстоплодной - вексибинол, из лука репчатого - астрагалин и из редиса - леспедин. Выделенные флавоноиды идентифицированы на основании химических превращений, изучения ИК-, УФ-, ПМР-, КД- и масс-спектров. Приведены сведения о биологической активности выделенных флавоноидов.

Введение

В настоящее время для лечения различных болезней большое значение приобретают биологически активные вещества растительного происхождения, обладающие меньшим побочным действием, чем синтетические препараты и сходные по структуре и действию с естественными компонентами организма человека.

Среди различных классов растительных соединений, обусловливающих их лечебный эффект, значительное место занимают флавоноиды. Обладая широким спектром фармакологической активности, флавоноиды применяются в медицине как желчегонные, гипоазотемические, гепатозащитные, противоязвенные, капилляроукрепляющие средства. Удачное сочетание малой токсичности и высокой фармакологической активности делает их чрезвычайно перспективными для профилактики и лечения ряда серьезных заболеваний [1, 2]. Поэтому поиск растений, содержащих флавоноиды, изучение их химического строения, разработка простых и экономичных способов получения с целью создания новых эффективных лекарственных препаратов является актуальной проблемой.

В решении этих задач наше внимание привлекли лекарственные растения Sophora Griffithii Stocks - софора Гриффита, Goebelia pachycarpa Schrenk. - гебелия толстоплодная (оба сем. Fabaceae) и пищевые растения Alliuum cepa L. - лук репчатый (сем. Liliaceae), Rhaphanus sativus L. var.radicula Pers. - редис (сем. Brassicaceae). Листья софоры Гриффита обладают отхаркивающим действием. Сумма флавоноидов околоплодника проявляет антибактериальную активность [3]. Из надземной части выделены флавоноиды: апи-генин, изокверцитрин и глюкоарабинозид кверцетина [3]. Флавоноиды корней ранее не были изучены.

Семена гебелии толстоплодной являются сырьем для получения алкалоида пахикарпина. В народной медицине надземную часть этого растения используют при экземе, как болеутоляющее и спазмолитическое средство. Растение обладает сильным инсектицидным действием [4]. Из надземной части гебелии толстоплодной выделены кверцетин, кемпферол, генистеин и его ксилоглюкозид [3]. Флавоноиды корней не были изучены.

В народной медицине лук репчатый употребляют как мочегонное и потогонное средство. Растение обладает антисклеротической и противоопухолевой активностью, проявляет фитонцидное свойство [4].

Редис - однолетняя овощная культура, в монографии «Лекарственные растения и рак» [5] приведены данные о ее противоопухолевой активности.

* Автор, с которым следует вести переписку.

Методика исследования

Измельченные воздушно-сухие корни софоры Гриффита, собранные в окрестностях г. Ташкумир (Республика Киргизстан), экстрагировали при комнатной температуре этанолом. Объединенный спиртовый экстракт упаривали в ваакуме, разбавляли водой (1 : 1) и последовательно встряхивали хлороформом и этилацетатом. Хлороформное извлечение хроматографировали на колонке с силикагелем в градиентной системе хлороформ-гексан. При элюировании смесью растворителей в соотношении 85 : 15 выделили флавоноид 1. В результате хроматографического разделения этилацетатной фракции на силикагеле, используя в качестве элюента хлороформ-метанол (19 : 1), выделили флавоноид 2.

Из спиртового экстракта корней гебелии толстоплодной, собранных в период отмирания надземной части в окрестностях Ташкента, хроматографированием на колонке с силикагелем в градиентной системе хлороформ-метанол выделили флавоноид 3.

Чешуи лука после отделения семян измельчали и экстрагировали метанолом. Растворитель упаривали в вакууме и остаток хроматографировали на колонке с силикагелем в градиентной системе хлороформ-метанол. Из отдельных элюатов после перекристаллизации из этанола выделили флавоноид 4. Выход фла-воноида из воздушно-сухого сырья составляет 0,53%.

Спиртовый экстракт измельченных водушно-сухих листьев редиса упаривали, и остаток хроматографировали на колонке с силикагелем в градиентной системе хлороформ-этанол. Из отдельных элюатов перекристаллизацией из 70%-ного этанола выделили светло-желтые кристаллы флавоноида 5 (выход из воздушно-сухой надземной части 0,67%).

ИК-спектры регистрировали на спектрофотометре UR-20 в таблетках с KBr. УФ-спектры снимали на спектрофотометре Hitachi EPS-3T в этаноле, масс-спектры получили на приборе МХ-1310 при ионизирующем напряжении 50 эВ. Спектры ПМР снимали на спектрометре BS-567A (Tesla) с рабочей частотой 100 МГц в Ру-ds и DMSO-d6. Спектры кругового дихроизма (КД) и углы оптического вращения регистрировали на спектрополяриметре Jasco-20. Температуры плавления определяли на приборе «Boetius» с визуальным устройством РНМК 0,5.

Для тонкослойной хроматографии (ТСХ) использовали пластинки Silufol UV-254. Пятна флавоноиодов при ТСХ обнаруживали обработкой пластинок парами аммиака. Колоночную хроматографию проводили на силикагеле марки КСК 100/160 мкм.

Результаты и обсуждение

Выделенные флавоноиды относятся к производным птерокарпана (соединения 1 и 2), флаванона (3) и флавонола (4, 5), причем три из них (2, 4, 5) представлены гликозидами. Идентификацию соединений осуществляли с использованием химических превращений и методов ИК-,УФ-, ПМР- и КД-спектроскопии и масс-спектрометрии.

Флавоноид 1, С16Н12О5, т.пл. 180-181 °С, [a]D - 211,4° (этанол), имеет характерный для птерокарпанов УФ-спектр: Xmax 282,287,311 нм (lge 3,53; 3,59; 3,78). В спектре ПМР проявляются сигналы протонов 3,8,9-тризамещенного птерокарпана: 3,42-3,92 (м, 2Н, Н-6), 4,18 (м, 1Н, Н-6а), 5,50 (д, 1Н, 6,0 Гц, Н-11а), 6,60 (с, 1Н, Н-10), 6,80 (уш.с, 2Н, Н-4, Н-7), 6,86 (дд, 1Н, 8,5 и 2,0 Гц, Н-2), 7,50 (д, 1Н, 8,5 Гц, Н-1), а также ме-тилендиоксигруппы (ОСН2О) при 5,85 м.д. (д, 2Н, 1,5 Гц). Соединение 1 содержит одну фенольную гидроксильную группу и при метилировании диазометаном образует монометиловый эфир 1а. Присутствие в масс-спектре вещества 1, наряду с пиком М+ 284, пиков ионов с m/z 147 и 175 указывает на то, что гидроксильная группа расположена в кольце А, а метилендиоксигруппа - в кольце Д [6].

Вышеизложенные данные и результаты изучения спектра КД показывают, что флавоноид 1 идентичен 6аR,11аR-3-гидрокси-8,9-метилендиоксиптерокарпану (инермину) [6-8]. Инермин обладает выраженной фунгицидной, гербицидной и антифидантной активностью [9].

Флавоноид 2, СиН24О10, т.пл. 140-141 °С, [a]D -182,6° (метанол), Xmax 280,286,312 нм (lge 3,56; 3,61; 3,80). В спектре ПМР, наряду с сигналами, характерными для протонов инермина, проявляются сигналы протонов углеводного остатка при 5,44 (д, 1Н, 7,0 Гц, Н-1')) и 3,86-4,53 м.д. (м).

Данные УФ- и ПМР-спектров свидетельствуют о том, что рассматриваемое вещество является птерокар-пановым гликозидом. Ацетилированием вещества 2 уксусным ангидридом получили тетраацетильное производное 2а с т.пл.187-188 °С, М+ 604. Кислотный гидролиз соединения 2 привел к получению инермина и D-глюкозы. Таким образом, соединение 2 является инермин-3-О-р-Э-глюкозидом (трифолиризином) [8, 10].

РО

1. я=и

1а. Я=СИ

3

РО-СН

2. Я=И 2а. Я=СОСИ3

РО.

3. я=и

3а. Я=СОСИ3

Флавоноид 3, состава С25Н28О6, т.пл. 170-172 °С, [а]Б -36,5° (метанол). УФ-спектр соединения 3 (^тах 293,340 пл.нм; 4,23) характерен для флаванонов [11,12]. Это подтверждается данными ПМР-спектра,

где проявляются сигналы протонов Н-2 (5,52 м.д., дд, 13,0 и 3,0 Гц), Н-3а (2,56 м.д., кв, 17,4 и 3,0 Гц), Н-3е (3,12 м.д., кв, 17,4 и 13,0 Гц), а также сигналы протонов лавандулильной группы, ароматических протонов 5,7,8,2,4-пентазамещенного флаванонового ядра и хелатной гидроксильной группы в положении С-5 [11]. Масс-спектр вещества 3 содержит пики ионов с т/7 424 (М+), 406, 391, 301, 284, 283 (100%), 219, 165, 136, 124. Пики ионов с т^ 165 и 136 образуются в результате ретродиенового распада флаванонового ядра [11,

13]. Ацетилированием рассматриваемого соединения было получено тетраацетильное производное 3а.

На основании спектральных данных и непосредственным сравнением с подлинным образцом установлено, что флавоноид 3 идентичен (28)-5,7,2,4'-тетрагидрокси-8-лавандулилфлаванону (вексибинолу) [13,

14]. Вексибинол запатентован в Японии в качестве противоязвенного препарата [15].

Флавоноид 4, состава С21Н20Оц с т.пл. 209-211 °, 1тах 267,5; 297 и 351 нм. ИК-спектр (см-1): 3440-3290 (ОН группы), 1679 (С=О у-пирона), 1618, 1521 (ароматические С=С связи), 1100-1000 (С-О связи гликозидов). Изучением УФ-спектров, снятых с добавлением ионизирующих и комплексообразующих реагентов, установлено наличие свободных фенольных гидроксильных групп в положениях 5,7- и 4'-флавонового ядра [11, 12].

В спектре ПМР флавоноида 4 проявляются сигналы ароматических протонов 3,5,7,4-тетразамещенного флавонового ядра: Н-6 (6,50 м.д., д, 2,0 Гц), Н-8 (6,55 м.д., д, 2,0 Гц), Н-2', 6 (8,32 м.д., д, 9,0 Гц) и Н-3,5' (7,21 м.д., д, 9,0 Гц), а также аномерного протона Н-1 (5,44 м.д., д, 7,0 Гц) и других протонов углеводного остатка (3,66-4,46 м.д., м). В результате кислотного гидролиза рассматриваемого вещества получили кемпферол (3,5,7,4-тетрагидроксифлавон) состава С15Н10О6, М+286, т.пл.269-272 °С, и Б-глюкозу. Сопоставление данных УФ-спектров гликозида 4 и кемпферола показывает, что углеводная часть присоединена к гидроксильной группе в положении 3 агликона [12]. На основании изложенных данных и результатов сравнения с литературными сведениями флавоноид 4 идентифицировали как кемпферол-3-О-в-Б-глюкопиранозид [16].

Флавоноид 5, состава С27Н30О14, т.пл. 185-186 °, Xmax 266, 320, 347 нм, по хроматографической подвижности должен быть гликозидом. Кислотный гидролиз флавоноида 5 привел к получению кемпферола и L-рамнозы. В ПMP-спектре соединения 5 проявляются сигналы протонов агликона: Н-6 (6,61 м.д., д, 2,0 Гц), Н-8 (6,80 м.д., д, 2,0 Гц), Н-2,6' (7,94 м.д., д, 9,0 Гц), Н-3',5' (7,15 м.д., д, 9,0 Гц), а также двух -СН3 групп рамнозы (1,30 м.д., д, 6,0 Гц и 1,51 м.д., д, 5,5 Гц), двух аномерных протонов (6,09 и 6,11 м.д., уш.с. каждый), Н-2 (4,93 м.д., уш.д, 3,0 Гц) и других протонов углеводной части (3,92-4,62 м.д.). Следовательно, в молекуле гликозида 5 имеются два остатка рамнозы. Изучением данных УФ-спектров флавоноида 5, снятых с добавлением AlCl3 и СН3О№, установлено наличие свободных фенольных гидроксильных групп в положениях 5 и 4 [11,12].

На основании вышеизложенных данных и сравнения с литературными сведениями гликозид 5 отождествляли с кемпферол-3,7-ди-0-а-Ь-рамнопиранозидом (леспедином) [17]. Леспедин обладает гипоазотемической активностью, и надземная часть редиса может служить доступным источником его получения [1, 2].

Выводы

1. Из корней софоры Гриффита выделены производные птерокарпана инермин и трифолиризин, а из подземной части гебелии толстоплодной - производное флаванона вексибинол.

2. Из лука репчатого и редиса выделены флавоноловые гликозиды астрагалин и леспедин соответственно.

3. Выделенные флавоноиды идентифицированы на основании химических превращений и данных ИК-, УФ-, ПMP-, масс- и КД-спектров.

4. Показано, что корни гебелии толстоплодной могут служить сырьем для получения противоязвенного соединения весибинола, а надземная часть редиса - гипоазотемического средства леспедина.

Список литературы

1. Кугач В.В., Никульшина Н.И., Ищенко В.И. Лекарственные формы флавоноидов // Химикофармацевтический журнал.1988. Т. 22. С. 1018-1025.

2. Васильченко Е.А., Любарцева Л.А., Хромова Т.О., Васильева Л.Н. и др. Лекарственные вещества, влияющие на обменные процессы при заболеваниях почек // Фармацевтичнш журнал. 1991. №6. С. 39-44.

3. Paстительные ресурсы СССP: Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейства Hy-drangeaceae - Haloragaceae. Л., 1987. С. 137-142.

4. Халматов Х.Х., Харламов И.А., Алимбаева П.К., Каррыев M.O., Хаитов И.Х. Основные лекарственные растения Средней Азии. Ташкент, 1984. С. 135-136.

5. Балицкий К.П., Воронцова А.Л. Лекарственные растения и рак. Киев, 1990. C. 197.

6. Wong E. The Isoflavonoids. In: The Flavonoids. Ed. By Harborne J.B., London, 1975. P. 744-788.

7. Cocker W., Dahl T., Dempsey C., Mc Murry T.B. Inermin, an extractive of Andira inermis // Chem and Ind., 1962.

P. 216-217.

8. Юсупова С.С., Батиров Э.Х., Киямитдинова Ф., Maликов B.M. Изофлавоноиды Cicer mogoltavicum // Химия природных соединений. 1986. №5. C. 639-640.

9. Телитченко M.M., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии. M., 1990. 285 с.

10. Son Bredenberg J.B., Hietala P.K. Confirmation of the structure of trifolirhizin // Acta Chem. Scand. 1961. V. 15.

P. 936-937.

11. Markham K.R. Techniques of Flavonoid Identification. London: Academic Press, 1982. 113 р.

12. Mabry T.J., Markham K.R., Thomas M.B. The Systematic Identification of Flavonoids. Nyw-York: Springer-Verlag, 1970. 354 p.

13. Батиров Э.Х., Юсупова С.С., Абдуллаев Ш.В. Вдовин А.Д. и др. Строение двух новых флаванонов из Vexidia alopecuroides // Химия природных соединений. 1985. №1. C. 35-41.

14. Ahirateki Y., Yokoe I., Noguchi M. Studies on the constituents of Sophora species // Chem. Pharm. Bull. 1988. V. 36. P. 2220-2223.

15. Заявка 3 5424. Япония. Противоязвенные препараты, содержащие в качестве активных ингредиентов флаво-ноиды / Ямахара Д., Кураре К.// PЖ Химия. 1992. 100188П.

16. Ковганко Н.В., Кашкан Ж.Н., Кривенко С.Н. Астрагалин из Artemisia subterrarium // Химия природных соединений. 2002. №3. С. 274-275.

17. Запесочная Г.Г. Изучение структуры и стереохимии флавоноидных О-рамнозидов с помощью спектроскопии HMP // Химия природных соединений. 1982. №5. С. 695-709.

Поступило в редакцию 11 марта 2006 г.

После переработки 22 апреля 2006 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.