Сравнительная оценка реакционной способности кверцетина и дигидрокверцетина по отношению к пероксильным радикалам

Конкина Ирина Григорьевна; Грабовский Станислав Анатольевич; Муринов Юрий Ильич; Кабальнова Наталья Нурулловна

Краткие сообщения

УДК 548.878; 541.127

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ КВЕРЦЕТИНА И ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА ПО ОТНОШЕНИЮ К ПЕРОКСИЛЬНЫМ РАДИКАЛАМ

Институт органической химии Уфимского научного центра РАН, пр. Октября,71, Уфа, 450054 (Россия), e-mailirkonk@anrb.ru

С целью изучения реакционной способности кверцетина (Q) и дигидрокверцетина (DHQ) по отношению к перок-сильным радикалам проведено исследование взаимодействия Q и DHQ с ROO--радикалами, генерированными при термическом разложении азодиизобутиронитрила (AIBN) в этаноле. Методом конкурирующих реакций с использованием спектрофотометрии показано, что реакционная способность Q в условиях данного эксперимента существенно превышает таковую для DHQ. Полученные результаты представляются логичными вследствие наличия в молекуле Q не только о-дигидроксигрупп в кольце В как в DHQ, но и группировки двойной связи с оксо- и гидроксильной группой в кольце С.

Ключевые слова: кверцетин, дигидрокверцетин, пероксильные радикалы.

Кверцетин (Q) и дигидрокверцетин (DHQ) - представители класса флавоноидов, входят в состав многочисленных лекарственных средств, биологически активных и пищевых добавок. Известно, что соединения данного класса обладают выраженным антисклеротическим, антиканцерогенным и антиаллергическим действием, что является, в частности, следствием их высокой антиоксидантной активности (АОА) [1-3], которую для данных соединений принято связывать с наличием о-дигидроксигрупп в кольце В, а также сочетанием 2,3-двойной связи с 4-оксо- и гидроксильной группой в положении «3» в кольце С [4]. Однако полученные различными авторами результаты исследования АОА Q и DHQ существенно отличаются. В работе [5] определены значения констант скорости реакции пероксильных радикалов дифенилметана с Q и DHQ при 50 °С в хлорбензоле как 2,1-107 М-1с-1 и 1,9-107 М-1с-1 соответственно, в [6] - реакции пероксильных радикалов сти-рена с данными ингибиторами - как 1.9-106 М-1с-1 (Q) и 9,0-105 М-1с-1 (DHQ). На примере изучения реакции радикально-цепного окисления 1,4-диоксана в присутствии данных ингибиторов получены значения fk7 -6.1-104 М-1с-1 для Q и 1.7-105 М-1с-1 для DHQ (75 °С) [7]. С другой стороны, измерение Cellular antioxidant activity (CAA) методом, наиболее приближенным к сложным биологическим системам [8], показало, что антиоксидантная активность Q более чем на порядок превышает активность DHQ. В связи с этим сохраняется интерес к изучению реакционной способности Q и DHQ по отношению к пероксильным радикалам.

В настоящей работе проводилось сравнение реакционной способности кверцетина и дигидрокверцетина по отношению к пероксирадикалам методом конкурирующих реакций. Кверцетин дигидрат (99,0%; Тпл=312-315 °С (с разл.); Imax=376+2 нм, lge=4,34 в этаноле) фирмы Aldrich и дигидрокверцетин (94,8%; Тпл=222-224 °С (с разл.); УФ спектр: 1тзх=289+2нм, lge=4,26) ООО «Таксифолия», Белгород, анализировали методом ВЭЖХ по стандартным образцам.

Оценку реакционной способности по отношению к пероксильным радикалам проводили согласно описанной ранее методике [9, 10]. Реакция проводилась в термостатируемом реакторе, протестированном по потерям на испарение, которые не превышали 2-3% (V=25 мл; 70 °С; этанол). Начальная концентрация Q составляла (3,30-4,05) 10-4 М, AIBN - 2,010-3 М. Пероксильные радикалы генерировали при термическом распаде азодиизобутиронитрила (AIBN) в условиях естественной аэрации [9]. Кинетика процесса отслеживалась спектрофотометрическим методом (Carl Zeiss Jena «Specord M40») путем прямого наблюдения за расходованием Q по изменению интенсивности полосы поглощения, обусловленной сопряжением двойной связи в кольце «С» с кетогруппой (^max 376 нм).

Как показали результаты исследования, введение в систему Q - AIBN дигидрокверцетина в различных соотношениях не влияло на скорость расходования Q, что свидетельствует о значительном превышении константы скорости взаимодействия Q с пероксильными радикалами по сравнению с DHQ. Аналогичная тенденция обнаружена в работе [8]. Данный вывод базируется на уравнении (1) [9]:

* Автор, с которым следует вести переписку.

Wq

■ = 1+

Q+DHQ

kDHQ | DHQI

[Q]

(1)

где ^ - скорость реакции р с пероксильными радикалами; ^э+Сщ - скорость реакции р с пероксильными радикалами в присутствии БН^; кр - константа скорости реакции р с пероксильными радикалами; -

константа скорости реакции БНр с пероксильными радикалами.

На рисунке 1 представлены зависимости расходования р в системах р-А1БМ и Р-БИР-АШМ, из которых видно, что БНр не является конкурирующим реагентом (ингибитором) для р в реакции с пероксильными радикалами. Для сравнения на рисунке 2 показано существенное уменьшение скорости расходования р (от 7-10-8 М-с-1 до 3-10-8 М-с-1) в системе р-АШМ в присутствии 5-гидроксиурацила, обладающего свойствами «ловушки» свободных радикалов [9-11].

Таким образом, высокая реакционная способность кверцетина по отношению к пероксильным радикалам обусловлена наличием не только о-дигидроксигрупп в кольце В, как в БНр, но и двойной связи с оксо- и гидроксильной группой в кольце С.

НС?-,

Рис. 1. Расходование Q в реакции с пероксильными радикалами в этаноле в отстутствие и в присутствии DHQ: [Q]0 =4,010-4 (1), [Q]0 = [DHQ]0=4,05 10-4 моль-л-1 (2). ([AiBN]= 2,010-3мольл-1)

Рис. 2. Расходование Q в реакции с пероксильными радикалами в этаноле в отстутствие и в присутствии 5HydrUr: [Q]0 = 3,3-Ш-4 (1), [Q]0 = [5HydrUr]0 = 3,3-Ш-4 мольл-1(2). ([AiBN]= 4,010-3мольл-1)

t • 102, c

c

Список литературы

1. Свободные радикалы в биологии / под ред. акад. Н.М. Эмануэля, М., 1979. Часть 1. 308 с.

2. Osawa T., Huang M.T., Ho C.T, Lee C.Y. (eds) Phenolic Compounds in Foods and Health. II. Antioxidant and Cancer Prevention. American Chemical Society, Washington DC. 1992. 135 p.

3. Kumpulainen J.T., Salonen J.T. Natural Antioxidants and Food Quality in Atherosclerosis and Cancer Prevention. Campridge, 1996. 449 p.

4. Silva M.M, Santos M. R., Caroco G., Rosha R., Justino G., Mira L. Structura - antioxidant activity relationships of flavonoids: a re-examination // Free Radical Res. 2002. V. 36, N11. Pp. 1219-1227.

5. Belyakov V.A., Roginsky V.A., Bors W. Rate constants for the reaction of peroxyl free radical with flavonoids and related compound as determined by the kinetic chemiluminescence method // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1995. V. 2. Pp. 2319-2326

6. Tikhonov I., Roginsky V., Pliss E. The chain-breaking antioxidant activity of phenolic compounds with different numbers of O-H groups as determined during the oxidation of styrene // Int. J. Chem. Kin. 2009. V. 41, N. 2. Pp. 92-100.

7. Хайруллина В.Р., Якупова Л.Р., Герчиков А.Я., Сафиуллин Р.Л., Терегулова А.Н., Остроухова Л.А., Бабкин В.А. Определение антиокислительного действия кверцетина и дигидрокверцетина в составе бинарных композиций // Химия растительного сырья. 2008. №4. C. 59-64.

8. Wolff K. L., Liu R.H. Structure - activity relationships of flavonoids in the celular antioxidant activity assay // J. Ag-ric. Food Chem. 2008. V. 56. P. 8404-8411.

9. Кабальнова Н.Н., Грабовский СА., Нугуманов Т.Р., Иванов С.П., Муринов Ю.И. 5-гидрокси-6-метилурацил -эффективная ловушка пероксильных радикалов // Известия РАН, Сер. хим. 2008. №11. С. 2223-2227.

10. Grabovskiy S.A., Abdrakhmanova A.R., Murinov Y.I., Kabal’nova N.N. 5-Hydroxy-6-methyluracil, an Efficient Scavenger of Peroxyl Radical in Water // Curr. Org. Chem. 2009. V. 13, N17. Pp. 1733-1736.

11. Грабовский СА., Конкина ИГ., Иванов С.П., Муринов Ю.И., Кабальнова Н.Н. Поиск эффективных антиоксидантов в ряду пиримидинов // Химия и медицина : матер. VIII Всерос. научн. конф. Уфа, 2010. С. 49.

Поступило в редакцию 3 ноября 2010 г.

После переработки 8 февраля 2011 г.

Текст научной работы на тему «Сравнительная оценка реакционной способности кверцетина и дигидрокверцетина по отношению к пероксильным радикалам»