Изучение строения нового сесквитерпенового лактона эудесманолида из надземной части Physospermum cornubiense (L.)DC

АННОТАЦИЯ

Методом колоночной хроматографии на окиси алюминия из суммы экстрактивных веществ, полученных экстракцией ацетоном из надземной части Physospermum cornubiense (L.)DC., собранной на территории села Каламан Кедабекского района в период цветения, выделен новый сесквитерпеновый лактон C₁₇H₂₄O₅, т.пл.191-192 ^оС, названный каркаролидом. На основании данных, полученных при интерпретации ¹Н, ¹³С ЯМР- ИК -спектров, каркaролиду предложено строение 1α–ацетокси 4 –гидрокси, 5αН, 6βH-эвдесм-2,3-ен-6,12-олида (I).

ABSTRAСT

Column chromatography on alumina, the sum of extractives obtained by extraction with acetone from the aerial part of Physospermum cornubiense (L.) DC.,collected on the territory of the village of Kalaman, Gadabay region during the flowering period. A new sesquiterpene lactone C₁₇H₂₄O₅, mp 191-192 ⁰C, called carcarolide, was isolated. Based on the data obtained during the interpretation of ¹H, ¹³C NMR- IR spectra, the structure of 1α-acetoxy 4-hydroxy, 5αH, 6βH-eudesm-2,3-ene-6,12-olide (I) was proposed for carcarolide.

Ключевые слова: P.cornubiense (L.)DC., Apiaceae, сесквитерпеновый лактон, эудесманолид.

Keywords: P. cornubiense (L.)DC, Apiaceae, sesquiterpene lactone, eudesmanolides.

Введение

Полезность растений оценивается по наличию в его составе биологически активных веществ, в частности, сесквитерпеновых лактонов, обладающих широким терапевтическим спектром действия: против грибов (книтцин, арктиопикрин), глистогонное средство (α-сантонин, гафринин, алантактактон, изоалантолактон). Physospermum (Apiaceae) известен как эфиромасличное растение, содержащее эфирное масло, состоящее, в основном, из низкомолекулярных соединений, таких как α-и β-пинен, терпинолен, парацимен, бета-кариофиллен и др. Основными компонентами эфирного масла являются карвон и лимонен, содержание которых, соответственно, доходит до 80, 17% и 47,66% . Кроме того, в эфирном масле обнаружены соединения транс-дигидрокарвон, цис-дигидрокарвон, цис-карвеол, транс-карвеол, дигидрокарвеоли др. [1-8].

Материалы и методы

Растительный материал. Материалом для исследования послужила воздушная часть Physospermum cornubiense (L.)DC. (=Danaa nudicaulis (M.Bieb.)A.Grossh) в окрестностях села Каламан Кедабекского района (средний горный пояс Малого Кавказа) в период цветения, на 3 июня 2019 г. Тонкоизмельченный воздушно-сухой материал 400 г экстрагировали ацетоном трижды, каждый раз в течение 3 дней. Перед использованием ацетон фильтровали и отгоняли на горячей водяной бане. Полученная темно-зеленая смоловидная масса составляла 60,0 г. (выход 15%).

Экстракционные вещества в количестве 60,0 г. растворяют в 50 мл хлороформа и хроматографируют на колонке Al₂O₃ нейтральной III-IV степени активности (h = 100, d = 3 см), элюировали гексаном: смесью гексан / бензол в соотношении 1: 1, 1: 2, 1: 3; бензол, а смесь бензола и хлороформа 3: 1, 3: 2, 1: 1; хлорофилл со спиртом в соотношении 95: 5.

В ИК - спектре каркаролида обнаружены полосы поглощения 3500 (ОН-группа), 1759 (СO-γ-лактонного цикла), 1721, 1231 см^-1 (CO-сложноэфирной группы) (рис 1).

Рисунок 1. ИК - спектр каркаролида

Из данных, полученных при интерпретации ИК-спектра можно предполагать, что исследуемый лактон в составе содержит пять кислородных атомов. Из них два атома образуют лактонный цикл, а два атома находятся в сложноэфирной группе. Пятый, кислородный атом, находится в виде гидроксильной группы.

¹³С ЯМР - спектр, снятый с полным подавлением спин-спинового взаимодействия с протонами обнаруживает 17 синглетных сигналов (12,48; 20,03; 21,11; 22,92; 24,54; 35,33; 38,97; 40,68; 49,52; 52,23; 70,01; 72,08; 77,03; 80,72; 123,11; 137,75; 170,53м.д.), что соответствует числу атомов углерода в элементном составе каркаролида.

¹Н ЯМР–спектр, исследуемого лактона обнаруживает синглет метильной группы (3Н₁ с 1.065 м.д.) принадлежащий ангулярной метильной группе, трехпротонный дублет при 1,27 м.д. (J=6,90 Гц, СН₃–СН) относящийся к вторичной метильной группе при лактоновом цикле. Синглет с плошадью трех протонных единиц при 1,41 м.д. по значению химического сдвига характерен сдвигу СН₃ –группы, связанной с кислородной функцией [9-13].

Таким образом, из вышеприведенных данных ¹Н ЯМР- спектра можно заключить, что каркоролид относится к группе сесквитерпеновых лактонов с нафталиновым углеродным скелетом.

Обнаружение же одной из трех метильных групп, характерной для углеродного скелета эудесманолида, взамен дублета, в виде синглета в несколько слабом магнитном поле спектра, указывает на нахождение гидроксила при метильной группе (при С-4).

Как показывают сигналы протона гименальными к сложноэфирной группе (1Н.д, 4,77 м.д., J=5,10 Гц) и метильной группа (3Н, С, 2,09 м.д.) сложноэфирная группа в молекуле каркаролида состоит из остатка уксусной кислоты, находится при С-1 и α-ориентирована.

Гидроксильная группа, несомненно третичная, находится при метильной группе (при С–4). Об этом свидетельствует, с одной стороны однопротонный уширенный синглет ОН группы при 2,55 м.д. и отсутствие в ¹Н ЯМР – спектре соединения сигнала гидроксильной группы с другой, а также обнаружение сигнала С₄ – СН₃ группы в виде синглета в несколько слабом магнитном поле (при 1,41 м.д.).

Единственная двойная связь в молекуле исследуемого лактона, как показывают сигналы (5,82, q₁J₁=5,10; J₂ =11,70 Гц, 1Н, Н-2; 5,80 м.д., d, J=11,70 Гц, 1Н, Н-3), обнаруживаемые ¹Н ЯМР –спектром, находятся при С₂ –С₃ (см.таблицу 1).

Суммируя полученные при интерпретации ¹Н ЯМР - спектра данные, каркаролиду предложено строение 1α –ацетокси – 4 гидроокси–5αН, 6βН, 7α Н-эвдесм -1,2-ен -6,12- олида (1).

Таблица 1.

Данные ¹Н (300 МГц) ЯМР–спектра каркаролида, СDCl₃, м.д., J/Гц

Экспериментальная часть

Инфракрасные спектры поглощения снимали на FTIR SpectrometerAgilent Cary 630. ¹Н ЯМР и ¹³С–на спектрометре Bruker 300 с резонансной частотой 300 МГц для ¹Н, для ¹³С 75 МГц. Растворитель СDCl₃. Химические сдвиги даны по δ шкале. Внутренний стандарт–ТМС. Индивидуальность вещества определяли на пластинках Silufol UV 254, температуру плавления определяли на приборе “Vika”.

Получение суммы экстрактивных веществ. 400,0 г. мелкоизмельченной воздушно–сухой надземной части Physospermum cornubiense (L.)DC. собранного в период цветения на территории села Каламан Кедабекского района трижды (каждый раз в течении 3-х дней) экстрагировали ацетоном. Экстракт отфильтровывали, ацетон отгоняли на водяной бане. Остаток весом 60,0 г., темно-зеленая смола. Выход составил 15%.

Результаты и обсуждение

Хроматографирование суммы экстрактивных веществ.

60,0 г суммы экстрактивных веществ растворяли в 50 мл хлороформа и хроматографировали на колонке, заполненной окисью алюминия (нейтральная, III-IV ст.акт. h=60, d=2,5 см). Объем каждой фракции составил 100 мл. Элиминацию проводили гексаном (20 фракция), смесью гексана и бензола в соотношении (46 фракция), бензолом (42 фракция), бензола с хлороформом в соотношении (36 фракция), хлороформом (10 фракция) и смесью хлороформа и спирта (95:5, 4 фракция). Из фракций, смесьюгексана и бензола (1:3), выделили кристаллическое вещество С₁₇Н₂₄О₅, т.пл. 191-192⁰С (из водного этанола), названный каркаролидом. Таким образом, из вышеприведенных данных ¹Н ЯМР- спектра можно заключить, что каркоролид относится к группе сесквитерпеновых лактонов с нафталиновым углеродным скелетом. (Рис. 2)

Рисунок 2. Структурная формула Каркаролида

Physospermum cornubiense (L.) DC, собранный во время фазы цветения, первые индивидуальное кристаллическое вещество C₁₇H₂₄O₅, т.пл.191-192⁰C было получено из поверхностных частей вида (Apiaceae) методом колоночной хроматографии. Вещество предполагается использовать в медицине.

Список литературы:

1. Серкеров С.В., Алескерова А.Н. Инфракрасные спектры и строение сесквитерпеновых лактонов и кумаринов. – Баку, 2006.- 223 с.
2. Puschmann, G.; Stephani, V.; Fritz, D. Studies on the variability of Caraway (Carum carvi L). Gartenbauwissenschaft. 1992, 57, 275-277.
3. Rahman M.A., Hossain M.A., Pak. J. Sci. Ind. Res. 2003, 451-458
4.  Sedláková J., Kocourková B., Kubáň V. Determination of essential oils content and composition in caraway (Carum carvi L.). 2001, Czech J. Food Sci., 19: 31-36.
5. Naderi-Kalali B., Allameh A. et al.Toxicol. in vitro, 2005, 19, 19: 373​–377.
6. Najda A., Dyduch J., Brzozowski N., Vegetable Research Bulletin, 2008, Vol.68 pp.127-133 
7. Серкеров С.В., Терпеноиды и фенолпроизводные растений семейств Asteraceae и Apiaceae. Ваку, 2005. с.311
8. Adio AM (2009) Germacrenes A-E and related compounds: thermal, photochemical and acid induced transannular cyclizations. Tetrahedron 2009, 65:1533–1552
9. Мамедова Г.К., Сафаров В.Д., Халилова С.М., Мусаева Г.Г. Изучение биоэкологических особенностей и химического состава обычного тмина, растущего на территории малого Кавказа Азербайджана. 2016, Вып.16, c. 52-55.
10. GhantousA.,Gali-MuhtasibH., VuorelaH., SalibaN.A., DarwicheN. What made sesquiterpene lactones reach cancer clinical trials Drug Discov. Tod. 2010; 15:668–678. 
11. Zhang S., Won Y.-K., Ong C.-N., Shen H.-M. Anti-cancer potential of sesquiterpene lactones: Bioactivity and molecular mechanisms. Curr. Med. Chem. Anticancer Agents. 2005; 5:239–249. 
12. Rodriguez E., Towers G.N.H., Mitchell J.C. Biological activities of sesquiterpene lactones. Phytochemistry. 2008; Vol.15; p.1573–1580.
13. Wedge D.E., Galindo J.C.G., Macías F.A. Fungicidal activity of natural and synthetic sesquiterpene lactone analogs. Phytochemistry. 2000;53:747–757