АЛКАЛОИДЫ NITRARIA SIBIRICA

АННОТАЦИЯ

Из надземной части растения Nitraria sibirica изолировано два алкалоида. На основании химических превращений и спектральных данных предложено их строение.

ABSTRACT

From The above part of the plant Nitraria sibirica two alkaloids are isolated. Based on chemical transformations and spectral data, their structure is proposed.

Ключевые слова: растения Nitraria sibirica Pall, алкалоиды, колоночная хроматография, экстракция, N-окись нитрарамина, дегидрошоберин, дезоксивазицинон, dl вазицинон, l-пеганин, дезоксипеганин, нитрарамин, дигидронитрараин и нитрароксин.

Keywords: plants Nitraria sibirica Pall, alkaloids, column chromatography, extraction, N-oxide nitraramine, dehydroshoberine, deoxyvazicinone, dl-vazicinone, l-peganin, deoxypeganine, nitraramine, dihydronitraraine and nitraroxin.

Введение. Растения рода Nitraria, относящиеся к. сем. Zygophyllaceae, широко распространены на земном шаре. Из одиннадцати видов этого рода три произрастают в пустынях и на солончаках Средней Азии и Казахстана – N. sibirica Pall, N. schoberi L., N. komarovii Lijin et Lava [1].

Результаты и их обсуждение. Продолжая изучение алкалоидов Nitraria sibirica Pall, 17 кг надземной части этого растения, собранного в мае 2019 г., экстрагировали обычным способом [2]. Получили следующие суммы алкалоидов. Нефенольная часть: бензольная-28,67 г, эфирная-2,13 г, хлороформная-33,09 г. Фенольная часть: хлороформная-1,12 г. Общий выход 65,01 г, что составляет 0,39% от веса воздушно-сухого растения. 28,67 г бензольной части суммы оснований кипятили с петролейным эфиром, раствор отделяли. Остаток в количестве 20,70 г хроматографировали на колонке с силикагелем. Из отдельных фракций выделили алкалоиды дезоксивазицинон [3], dl вазицинон [3], l-пеганин [3], дезоксипеганин [3], нитрарамин [4], дигидронитрараин [5] и нитрароксин [6], описанные ранее, а также новое основание I (124 мг).

Основание I с т. пл. 251-252^О (спирт) состава C₁₅H₂₄N₂O₂, [α]_D ±0. В масс-спектре имеются следующие пики ионов: m/z 264 (1,5), (C₁₅H₂₄N₂O) (100), 247 (20), 231 (7), 219 (24), 204 (39), 190 (16), 176 (19), 162 (29), 150 (43), 136 (14), 122 (19), 109 (18), 98 (11), 96 (26), 83 (19), 70 (17), 55 (11). УФ-спектр алкалоида прозрачен. В ИК-спектре I присутствуют полосы поглощения при 875, 910, 935, 955, 965,1075, 1085, 1110, 1155, 1305, 1420, 1460, 2940 и 3350-3550 (сл.) см^-1.

Молекулярный состав алкалоида на 1 атом кислорода больше, нежели в нитрарамине, в остальном масс-спектральная фрагментация аналогична таковой в спектре нитрарамина.

Наличие в ИК-спектре I характерных полос для N-окисей (935, 955 и 965 см^-1) [7], присутствие в масс-спектре интенсивных пиков ионов (М-16)⁺ и (М-17)⁺, легкая растворимость в воде указывают на его N-окисный характер.

В спектре ПМР I наблюдаются следующие сигналы: 4,58 (у. с, 1Н), от С₁₇-Н, 4,01 (у. с, 1Н) от С₇-Н, 3,77 м. д. (с, 1Н) от С₁-Н. Экваториальные протоны при С (3) и С (15) проявляютя в области 3,57 м.д. (м, 2Н), а аксиальные протоны при С (3) и С (15) резонируют в области 2,75 м.д. (м, 2Н), остальные протоны проявляются в области 2,25-0,90 м.д. (м, 17Н).

Гидрирование I цинком в соляной кислоте или боргидридом натрия в метаноле дало вещество с т. пл. 85-86^О, идентифицированное по ИК-спектру и смешанной пробе плавления с нитрарамином (II) [4].

Таким образом, выделенный алкалоид является N-окисью нитрарамина по N(16) и имеет наиболее вероятное строение I.

Рисунок 1. Химическое превращение N-окиса нитрарамина

Ранее из N. schoberi была выделена N-окись нитрарамина [8], являющаяся гидроксиламинным производным нитрарамина. В последствии строение было исправлено и введено новое название – нитрароксин [6]. Поскольку в данном случае название N-окись нитрарамина польностю отражает фактическое строение алкалоида, мы считаем целесообразным оставить это название.

Петролейно-эфирную часть суммы оснований (7,97 г) хроматографировали на колонке с силикагелем, выделили шоберин [9] и новое основание III в виде масла.

Основание III имеет состав C₁₅H₂₄N₂, [α]_D ±0. В его масс-спектре присутствуют пики ионов с m/z 232 (96), 231 (45), 205 (33), 203 (52), 192 (100), 190 (51), 178 (29), 176 (37), 175 (32), 148 (22), 96 (53), 61 (60),

ИК-спектре III имеют следующие полосы поглощения: 785, 815, 855, 895, 930, 950, 980, 1020, 1035, 1055, 1090, 1105, 1125, 1135, 1185, 1245, 1275, 1290, 1310, 1365, 1375, 1450, 1630-1680 (С=С), 2750, 2810, 2860 и 2940 см^-1.

В спектре ПМР III наблюдаются следующие сигналы 5,40 (у. с, 1Н), 4,61 (у. с, 1Н), 3,18 м. д. (м, 1Н), сигналы остальных протонов накладываются и проявляются в виде двух возвышений с центрами при 2,65 и 1,5 м. д.

Молекулярный состав алкалоида на два водорода меньше, нежели в шоберине. При гидрировании основания III по Адамсу получен шоберин (IV).

Рисунок 2. Химическое превращение дегидрошоберина

Исходя из спектральных данных можно предположить, что двойная связь в III может находиться либо при С (2)-С (3), либо при С (11)-С 12). При снятии спектра ПМР в смеси трифторуксусной кислоты с дейтерированным метанолом картина резко меняется: при 8,72 м. д. возникает однопротонный уширенный сигнал, ряд сигналов претерпевают слабопольный сдвиг: 5,88 (ус. с, 1Н), 4,72 (м, 1Н), 3,82; 3,48; 2,95 и 1,75 м. д. Известно, что в кислой среде происходит характерное для аминалей расщепление одной из связей С-N [9, 10] с образованием соединения типа V. Сравнение ПМР-спектра шоберина в аналогичных условиях показало, что уширенный сигнал при 8,72 м. д. не меняется, а небольшой парамагнитный сдвиг олефиновых протонов в V указывает на то, что двойные связи не сопряжены и, вероятно, двойная связь в основании III находится при С (11)-С 12).

Таким образом, новое основание является дегидрошоберином и имеет наиболее вероятное строение III.

Из маточных растворов эфирной суммы семян с плодами [11] хроматографией на колонке с силикагелем, кроме ранее выделенных, выделили нитрамидин [12], изошоберидин, нитрароксин [6].

Экспериментальная часть. Для ТСХ использовали силикагель марки Л 5/40, КСК и окись алюминия. Использовали следующие системы: 1) бензол-метанол (4:1), 2) хлороформ-метанол (1:1), 3) хлороформ-метанол (4:1), 4) хлороформ-метанол-аммиак (4:1:0,1), 5) хлороформ-метанол (10:1), 6) хлороформ-ацетон-метанол (5:4:1), 7) хлороформ-ацетон-этанол (5:4:1), 8) хлороформ-ацетон (4:1), 9) хлороформ-ацетон –метанол-аммиак (5:4:1:0,1), 10) хлороформ-этилацетат-бензол-метанол (4:3:2:1). Проявитель: реактив Драгендорфа, пары йода.

Бензольную часть суммы оснований (28,67 г) кипятили с петролейным эфиром, раствор отделяли. Остаток в количестве 20,70 г хроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей хлороформ-ацетон-метанол (5:4:1), хлороформ-метанол (4:1) и далее системой 4. Собирали фракции по 80-100 мл. Из отдельных фракций, кроме ранее полученных, выделили следующие основания:

Дезоксивазицинон. Фракции 2-5 объединяли и повторно хроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 5. Фракции собирали по 10-15 мл. Из фракций 3-8 перекристаллизацией из ацетона выделили 83 мг основания с т. пл. 110-111^О.

dl-Вазицинон. Фракции 8-12 объединяли, рехроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 6. Собирали фракции по 15-20 мл. Из фракций 11-19 перекристаллизацией из смеси спирт-ацетон получили 117 мг основания с т. пл. 211-212^О.[α]_D±0.

l-Пеганин. Последующие фракции 13-17 рехроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей хлороформ-метанол (9:1). Из фракций 14-23 выделили 47 мг основания с т. пл. 210-211^О (спирт-ацетон), [α]_D-57^О (с. 1,2; спирт).

Дезоксипеганин. Последующие фракции 19-23 и маточники фракции 10-17 объединяли. Хроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 7. Собирали фракции по 10-15 мл. Из фракций 11-21 выделили 85 мг основания с т. пл. 86-87^О (петролейный эфир), температура плавления хлоргидрата 255-256^О (спирт).

Дигидронитрараин. Маточники фракции после выделения dl-вазицинона объединяли, рехроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 7. Собирали фракции по 10-13 мл. Из фракций 11-17 перекристаллизацией из спирта выделили 37 мг основания с т. пл. 285-286^О.

Нитрароксин. Маточные растворы фракций после выделения дезоксивазицинона, дигидронитрараина и dl-вазицинон повторна хроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 5. Собирали фракции по 15-20 мл. Из фракций 4-10 выделили 41 мг основания с т. пл. 220-221^О (спирт).

N-окись нитрарамина (I). Фракции 25-31 рехроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя системой 7. Собирали фракции по 10-15 мл. Из фракций 17-25 выделили 124 мг основания с т. пл. 251-252^О (спирт).

Нитрарамин. Последующие фракции 27-31 совместили, кристаллизовали из петролейного эфира и получили 34 мг основания с т. пл. 85-86^О.

Восстановление N-окиси нитрарамина. Нитрарамин.

а) 26 мг основания I растворили в 5 мл 10 % соляной кислоты. Опустили цинковую гранулу и оставили на ночь. Раствор разлагали 10% раствором едкого натра, извлекали хлороформом. Растворитель отгоняли, остаток кристаллизовали из петролейного эфира и получили 16 мг основания с т. пл. 85-86^О.

б) 29 мг основания растворяли в 5 мл метанола, добавляли порциями 50 мг боргидрида натрия. Оставили на ночь. Растворитель удаляли в вакууме, остаток разлагали водой. Извлекали хлороформом, растворитель отгоняли, остаток кристаллизовали из петролейного эфира. Получили 21 мг основания с т. пл. 85-86^О.

Петролейно-эфирную часть суммы аснований (7.97 г) хроматографировали на колонке с силикагелем. Элюировали смесью растворителей хлороформ-метанол в различных соотношениях (20:1; 10:1 и 4:1). Собирали фракции по 15-20 мл. Из отдельных фракций выделили следующий основания:

Дегидрошоберин (III). Фракции 2-4 объединяли, рехроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей хлороформ-метанол (10:1). Фракции 2-7 объединяли, кипятили с петролейным эфиром. Растворитель отгоняли, получили 317 мг основания в виде прозрачного масла.

Шоберин. Остаток после выделения дегидрошоберина и фракции 5-7 объединяли, хроматографически разделяли на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей хлороформ-этанол (10:1). Фракции 4-7 после упаривания растворителей при длительном стоянии кристаллизуются в виде розеток. Таким образом получили 56 мг основания с т. пл. 61-62^О. [α]_D±0. М⁺234.

Гидрирование основания III. Шоберин. 0.047 г основания III гидрировали в 5 мл спирта над Pt в течение 4 ч, затем катализатор отделяли, спирт удаляли в вакууме. Остаток хроматографировали на колонке с силикагелем, элюируя смесью растворителей хлороформ-ацетон-спирт (5:4:1). Фракции 2-7 после удаления растворителя кристаллизуются в виде розеток. Т. пл. 61-62^О. [α]_D±0. Молекулярная масса 234 (масс-спектрометрически).

Выводы. Впервые из надземной части растения Nitraria sibirica выделены дезоксивазицинон, dl-вазицинон, l-пеганин, дезоксипеганин, нитрарамин, дигидронитрараин, нитрароксин, шоберин и два новых основания. На основании спектральных данных и химических превращений установлено их строение.

Список литературы:

1. Бобров Е.Г., Флора СССР, 14, Москва-Ленинград, -1949. –С. 196
2. Туляганов Т.С., Шорахимов Н.Н., Химия природ. соедин., -1990. №4. –С. 560-563
3. Тележенецкая М.В., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1977. №5. –С. 731-733
4. Ташходжаев Б., Ибрагимов А.А., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1985. №5. -с. 692-694
5. Ибрагимов А.А., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1985. №4. –С. 544-546
6. Ибрагимов А.А., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1986. №5. –С. 655-657
7. Наканиси К., Инфракрасные спектры и строение органических соединений, Москва, -1965. –С. 62
8. Новгородова Н.Ю., Маех С.Х., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1975. №4. –С. 529-531
9. Ташходжаев Б., Ибрагимов А.А., Ибрагимов Б.Т., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1989. №1. –С. 30-32
10. Zondler H., Pfleiderer W., Just. Lieb. Ann. Chem., Bd. -1972. Vol.59. P. 84
11. Туляганов Т.С., Ибрагимов А.А., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., 737 (1979)
12. Туляганов Т.С., Юнусов С.Ю., Химия природ. соедин., -1990. №1. –С. 61 -63