ПОЛУЧЕНИЕ АЛКАЛОИДОВ ДОНАКСИНА И ИХ МОДИФИКАЦИИ НА ОСНОВЕ РАСТЕНИЯ Arundo Donax L.

АННОТАЦИЯ

В статье приводится информация об использовании в качестве биологически активного вещества алкалоида донаксина, содержащегося в растении Arundodonax.L., а также то, что его производные могут являться растительными биостимуляторами. В связи с этим изучено ароматическое ядро алкалоида донаксина, последовательно рассмотрены его реакции электрофильного обмена и синтезированы новые производные. Установлены температурные характеристики синтезированных веществ и проведена их идентификация методом тонкослойной хроматографии.

ABSTRACT

This article describes the use as a biologically active substance in various diseases due to the pharmacological activity of the alkaloid donaxin contained in the plant Arundodonax. in addition, its derivatives are plant biostimulants. Therefore, the aromatic core of the dinaxine alkaloid was studied, its electrophilic exchange reactions were methodically considered and new derivatives were synthesized. Liquid temperatures and thin-layer chromatography of the obtained substances were investigated.

Ключевые слова: aлкалоид, Arundo donax.L, донаксин, сахарозa, 5-хлорметилфурфурол, фармакологическиактивны, биостимулятор,5-хлоро-метилпирослизистойкислоты.

Keywords: alkaloid, Аrundodonax.L, donaxin, sucrose, 5-chlormetilforfural, pharmacologically active, biostimulator, 5-chloromethylpyroslystic acid.

Алкалоид донаксин является основным компонентом растения Arundodonax. В определенный период вегетации его количество достигает до 0,14% по отношению к весу высушенного на открытом воздухе растения [3]. Доступность веществ на основе донаксина даёт нам возможность получать вещества, которые проявляют фармакологическую активность в той или иной степени. Из научной литературы известно, что алкалоиды, которые являются производными индолового алкалоида, являются биологически активными веществами, используемыми в широком спектре веществ, которые ингибируют рост опухолей стекловидного тела. Кроме того, некоторые производные растения являются биостимуляторами, которые положительно влияют на их рост и развитие. Впервые он был выделен при экстрагировании спиртом проросшего шведского ячменя и, как установлено, оказался идентичным с основанием «донаксин», полученным из произрастающего в Азии тростника Arundo Donax L.[1]

Первый синтез грамина является дальнейшей иллюстрацией многосторонности реакций иодистого индолилмагния. Реакция последнего с диметиламиноацетонитрилом протекает с отщеплением цианогруппы и при­водит к образованию ожидаемого амина при взаимодействии же иодистого индолилмагния с хлорацетонитрилом наблюдается обратная картина - отщепляется преимущественно атом хлора, а не цианогруппа.[1]

Как известно, одной из основных проблем в настоящее время является очистка органических сточных вод от промышленных отходов и подготовка экологическо чистых адсорбентов.[4]

Целью работы является получение производных алкалоида донаксина из Arundo donax путем замены атомов водорода в положениях N-1, С-2 и С-5 на другие функциональные группы, а также синтез четвертичных аминогалогенидных солей и некоторых других производных. 

Результаты и обсуждение

Алкалоид донаксин содержит в себе индольную группу. Электрофильная реакционная способность 3,5-го состояния ядра индола считается сильной. Но алкалоид донаксин содержит диметиламинометильную группу на 3-м атоме углерода, (рис. 1). Поэтому, в основном, электрофильные реакции проводят с донаксином по 2-му атому углерода. А у 5-го атома углерода реакции протекают медленно. Для повышения активности этого состояния реакцию проводят при нагревании. Ядро индола проявляет 1-N-гидроксикислотное свойство. Поэтому, благодаря наличию такой текстуры и в самом донаксине можно синтезировать его натриевые или калиеные соли. Изучая эти случаи, мы поставили перед собой цель заменить первый, второй, пятый атомы водорода на функциональные группы вещества донаксин и синтезировать другие его производные. Известно, что  многие из модификаций донаксина фармакологически активны, в частности, производные донаксина, содержащие карбоксильную группу, оказывают общеукрепляющее действие на растения.

Рисунок 1. Структурная формула алкалоида донаксина

Мы использовали сахарозу для введения функциональной группы вместо N-1-вoдорода, C-2-водорода донаксина. Синтезировав из сахарозы 5-хлорметилфурфурол и окислив его, мы выделили белые кристаллы 5-хлорметилфуросиловой кислоты и перевели ее карбоксильную группу в эфирное состояние под действием метилового спирта в кислых условиях для улучшения реакционной способности. Воздействием этих веществ на донаксин сначала мы заменили водород N-1 в молекуле донаксина на щелочной металл. Для этого на донаксин воздействовали спиртовым раствором метилата натрия. В результате - выделено вещество N-натрий-донаксин. На выделенное вещество воздействовали хлорангидридом пиролизной кислоты и метиловым эфиром 5-хлорметилпиролизной кислоты. В результате произошел обмен функциональными группами пиролизного и 5-хлорметилпиролизного кислого эфира в N-1 состоянии. При проведении реакции при несколько повышенной температуре эти функциональные группы также обмениваются на 2-углерод донаксина (см. рис.1).

Рассмотрим реакции этих процессов.

1. Донаксин является более слабым основанием по сравнению с пирролом и не образует соли с кислотами. Обладает слабым кислотным свойством (pK_a= 16,97). Следовательно, водород N-1 может быть заменен металлами. (I-реакция)

2. При гидролизе сахарозы в присутствии соляной кислоты был синтезирован 5-хлорметилфурфурол. Представляет собой белое кристаллическое вещество игольчатой формы; (II-реакция)

3. При окислении 5-хлорометилфурфурола образуется 5-хлорометилпирослизная кислота; (III-реакция)

4. 5-хлорометилпирослиз переводят в эфирное состояние под действием метилового спирта с целью потери реакционной способности карбоновой группы кислоты; (IV-реакция)

5. Аналогично описанному выше случаю на N-натриевый донаксин с помощью катализаторов Фриделя и Крафца (AlCl₃, AlBr₃, FeCl₃) был восстановлен метиловый эфир 5-хлорометилпирослизистой кислоты.В результате были синтезированы 1-(фуран-2-карбокси,5-ильметил), 3-(N,N-диметиламинометил) индол. Температура плавления 163-165 °C.   (метанол) R_f 0,47 (TXC, Al₂O₃); (V-реакция)

6. Если вышеуказанная реакция протекает при незначительно высокой температуре, то процесс идет по VI-реакции. В результате реакции мы синтезировали 1,2-ди (фуран-2-карбокси,5-ильметил), 3-(N,N-диметиламинометил) индол. Температура плавления 175-176 °С.  (метанол) R_f 0,45 (TXC, Al₂O₃); (VI-реакция)

Выводы

1. Изучены реакционные свойства ароматического ядра и функциональных групп алкалоида донаксина, на который в присутствии катализатора воздействовали метиловым эфиром 5-хлорметилпирослизовой кислоты, в результате чего получены новые производные алкалоида.

Из алкалоида донаксина были синтезированы такие производные, как 1-(фуран2-карбоксиметил, 5-метил), 3-(N,N-диметиламинометил) индол и 1,2-ди (фуран 2-карбоксиметил, 5-метил), 3-(N-диметиламинометил) индол. Установлены температурные характеристики синтезированных веществ и проведена их идентификация методом тонкослойной хроматографии.

Список литературы:

1. Гетероциклические соединения. Перевод с английского Н.К. Кочеткова, И.Ф. Луценко, Г.Я. Кондратьевой. Изд-во иностранной литературы. Москва 1954. 38-39с
2. Хужаев В.У., Арипова С.Ф. Алкалоиды Arundo donax // Химия природ.соедин. -1998.
3. Нумонов М.А., Содиқов У.Х. Извлечение донаксина из растения Arundodonax.L и синтез его производных на основе донаксина // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2020. № 8(77). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10644
4. Нумонов М.А., Курбанов Ж.Х. Изучение свойств адсорбента полученного из местных фруктовых косточек и деревьев // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 12(69). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8521
5. Жалолов И.Ж., Хужаев В.У., Левкович М.Г., Арипова С.Ф. Алкалоиды А. donax L., VIII. 3-алкилпроизводные индола в A. donax L. // Химия природ, соедин. -2000. -№ 5. -С. 419-420.
6. Хужаев В.У. Алкалоиды Arundo donax флоры Узбекистана // Химия природ, соедин.-2004.-№ 2. -С. 136-138.
7. Хужаев В.У. Биологические и фармакологические свойства алкалоидов Арундо донах // Узбекский биологический журнал. -2004. -№ 4. -С. 90-92.