ФЛАВОНОИДЫ НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ РАСТЕНИЯ Artemisia juncea

АННОТАЦИЯ

В представленной работе изложены результаты фитохимического исследования надземной части полыни ситниковидной (Artemisia juncea Kar et Kir.), произрастающей на территории Узбекистана. В ходе работы из различных экстрактивных фракций выделены индивидуальные соединения, относящиеся к классу флавоноидов к типу флавона. Строение выделенных флавонов установлено на основании современных физико-химических методов анализа: ИК-и ¹H, ¹³C ЯМР-спектроскопии, включая двумерный ЯМР-эксперимент –HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence) и HMBC (Heteronuclear Multiple Bond Correlation). Впервые для данного вида описаны флавоноидные агликоны хризин, апигенин, а также С-гликозилированный флавон шафтозид.Результаты анализа показали высокую антиоксидантную активность этилацетатной фракции Artemisia juncea (51,19%), практически не уступающую контрольному образцу галловой кислоты (51,77%). Превышение порогового значения в 10% экспериментально подтверждает антиоксидантные свойства исследуемого вида, что обосновывает целесообразность его дальнейшего изучения в качестве биологически активного сырья.

ABSTRACT

This paper presents the results of a comprehensive phytochemical study of the aerial parts of Artemisia juncea Kar et Kir., collected in Uzbekistan. During the research, individual compounds belonging to the flavonoid class were isolated from various extractive fractions. The structures of the isolated metabolites were determined using modern physico-chemical analytical methods, including IR, UV, and multidimensional NMR spectroscopy (¹H, ¹³C, HSQC, HMBC). The flavonoid aglycones chrysin and apigenin, as well as the C-glycosylated flavone shaftoside, are described for the first time for this plant species.The analysis revealed high antioxidant activity in the ethyl acetate fraction of Artemisia juncea (51.19%), nearly matching the gallic acid control (51.77%). These results, significantly exceeding the 10% threshold, confirm the antioxidant potential of the species for its further use as a bioactive raw material.

Ключевые слова: Asteraceae, Artemisia L., Artemisia juncea Kar et Kir., флавоноиды, шафтозид, хризин, апигенин, ЯМР спектроскопия.

Keywords: Asteraceae, Artemisia L., Artemisia juncea Kar. et Kir., flavonoids, schaftoside, chrysin, apigenin, NMR spectroscopy.

Введение

Род ArtemisiaL. (полынь) – являются одним из крупнейших в семействе Asteraceae – которое филогенетически подвинутого семейства из класса двудольных цветковых растений Magnoliopsida. В мировой флоре род представлен более 500 видами, из них в Средней Азии произрастает 120 видов, а в Узбекистане – около 80[1].

Среди видов полыни вид Artemisia juncea Kar et Kir. (полынь ситниковидная) являются мало изученным и считается наиболее хорошо распространенным на территории Узбекистана. Сам вид многолетний полукустарник высотой 60 см, произрастающий на щебнисто-песчаных наносах равнин, глинистых, щебнистых, каменистых склонах в сухих руслах, на галечниках, выходах пестроцветов, в речных долинах, до среднего пояса гор [2].

Настой травы A. Juncea принимают при эпилепсии, тифе, лихорадках, болезнях почек, а также как противовоспалительное и глистогонное средство. Масляный настой травы принимают при астме, водянке, судорогах [3-6].

В связи с вышеуказанным, в настоящем сообщении представлены результаты продолжения фитохимических исследований промежуточных элюатов, полученных при разделении этилацетатной и н-бутанольной фракций спиртового экстракта надземной части полыни ситниковой [7-9].

Также в ходе исследования установлена выраженная антиоксидантная активность спиртового экстракта Artemisia juncea, в частности его этилацетатной фракции.

Методы исследования и экспериментальная часть

Сырьём для исследования фловоноидов являлась надземная часть Artemisia juncea Kar et Kir., собранная в период цветения в конце первой декады сентября 2024 года, в Фаришской районе Джиззакской области [10].

ИК-спектры выделенных соединений снимали на спектрометре с использованием системы НПВО Perkin Elmer FT-IR/NIR Spectrum 3. Спектры ЯМР регистрировали на спектрометре JNM-ECZ600R при рабочей частоте 600 МГц для ¹Н в растворе DMSO-d₆ в смеси СCl₄. В качестве внутреннего стандарта в спектрах ¹Н ЯМР использовали тетраметилсилан (ТМС, 0 м.д.). В спектрах ¹³C ЯМР в качестве внутреннего стандарта использовали химический сдвиг растворителей (DMSO-d₆, 39.52 м.д. и СCl₄ 96.4 м.д. относительно ТМС). Температуру плавления выделенных соединений определяли в стеклянном капилляре на приборе Electrothermal“MEL-TEMP^®”. Для ТСХ анализа использовали хроматографические пластинки «Fluka» (Sigma-Aldrich, Германия) с целью определения индивидуальности и чистоты веществ. Пятна выделенных компонентов на пластинках ТСХ просматривали под ультрафиолетом в хроматографическом облучателе УФС-254/365, а также обнаруживали обработкой пластинок парами аммиака. При этом использовали системы растворители хлороформ-метанол-уксусная кислота-вода при соотношении 9:3:0.5:0.5 и 7:3:0.5:0.5.

Для определения антиоксидантной активности этилацетатной фракции использовали спектрофотометр Cary 60 UV-Vis (AgilentTechnologies).

Результаты и обсуждение

Экстракция и выделение флавоноидов. Воздушно-сухую навеску измельченной надземной части (1.5 кг) пятикратно экстрагировали 93 % этиловым спиртом при комнатной температуре методом настаивания. Полученный экстракт сгущали упариванием в вакууме досуха и добавили равное количество дистиллированной воды. Далее  взбалтывали и обрабатывали последовательно экстракционным бензином, хлороформом, этилацетатом и н-бутанолом.

Выделение индивидуальных соединений из этилацетатной фракции проводили методом адсорбционной колоночной хроматографии на силикагеле. Этилацетатную фракцию 20 г помещали на колонку с силикагелем КСК (100/200 мкм, КСК фирмы «Tianjin Sinomed Pharmaceutical», Китай), соотношение сорбент – фракция 1:15, высота колонки – 165 см, диаметр – 4,5 см, высота слоя сорбента – 126 см, высота слоя сорбента с фракцией – 135 см. Элюирование проводили хлороформом, смесью хлорформ–метанол, постепенно повышая градиент последнего.

Объединенные элюаты хроматографировали на колонке с сефадексом LH-20 («GEHealthcareBio-SciencesAB», Швеция) и при элюирование метанолом выделили флавоны хризин (1, 60 мг) и апигенин (2, 98 мг).

Аналогично проводили разделение н-бутанольной фракции в количестве 38 г, элюируя этилацетат, смесью этилацетат–метанол в соотношении 8:2 выделили дигликозилированный флавон шафтозид (3, 30 мг).

Идентификацию выделенных флавоноидов проводили изучением их спектральных данных такие как ЯМР ¹Н и ¹³С, а также HSQC, HMBC.

Ниже приведены структурные формулы и спектральные данные выделенных флавоноидов (1-3).

Хризин (1). Порошок желтого цвета с т.пл. 284-286°С. Спектр¹Н ЯМР (600 МГц, DMSO-d₆, d, м.д., J/Гц):В спектре ¹H ЯМР (600 МГц, DMSO-d6) резонансный сигнал при d 12.82 (1H, с) отнесен к хелатированной гидроксильной группе в положении С-5. Протоны кольца А проявляются в виде двух дублетов при d 6.25 (1H, д, J=2.1 Гц, H-6) и d 6.51 (1H, д, J=2.1 Гц, H-8). Синглетный сигнал при d 6.78 (1H) соответствует протону H-3. Мультиплетные сигналы в области d 7.58–8.07 (5H) подтверждают наличие незамещенного кольца B.Спектр¹³С ЯМР (150 МГц, DMSO-d₆, d, м.д.): 181.91 (C-4),  164.45 (C-7),  163.18 (C-5),  161.48(C-2), 132.06 (C-1'), 130.72(C-4'), 129.17 (C-3',5') 126.44(C-2',6'), 105.19 (C-3), 103.99 (C-10). Совокупность данных позволила идентифицировать соединение 1 как хризин [11].

Апигенин (2).Порошок светло-желтогоцвета, т.пл. <300°С с разложением. Спектр¹Н ЯМР (600 МГц, DMSO-d₆, d, м.д., J/Гц): В спектре 1H ЯМР (400 МГц, DMSO-d6) сигнал гидроксила 5-ОН зафиксирован при d 12.96 (1H, с). Характерная для 4'-замещенного кольца B система AA'BB' представлена двумя дублетами при d 7.94 (2H, д, J=8.8 Гц, H-2',6') и d 6.93 (2H, д, J=8.8 Гц, H-3',5'). Кольцо А представлено протонами при d 6.49 (1H, д, J=2.0 Гц, H-8) и d 6.21 (1H, д, J=2.0 Гц, H-6). Протон H-3 проявляется в виде синглета при d 6.81. Спектр¹³С ЯМР (150 МГц, DMSO-d₆, d, м.д.):181.80 (C-4), 164.17 (C-2), 163.76 (C-7), 161.49 (C-4'), 161.21 (C-5), 157.34 (C-9), 128.53 (C-2',6'), 121.20 (C-1'), 115.99 (C-3',5'), 103.73 (C-10), 102.87 (C-3), 98.87 (C-6), 94.00 (C-8). Представленные данные полностью соответствуют структуре флавона апигенина [12].

Шафтозид (4). Порошок светло-желтого цвета с т.пл. 228-231°С. Спектр¹Н ЯМР (600 МГц, DMSO-d₆+ССl₄, d, м.д., J/Гц): 6.67, с (1H, с, H-3), 7.97 (1H, д, J=8.81, H-2′), 6.89 (1H, д, J=8.80, H-3′), 6.89 (1H, д, J=8.83, H-5′), 7.97 (1H, д, J=8.79, H-6′), 4.80 (1H, д, J=9.90, H-1′′), 3.90 (1H, м, H-2′′),  3.33 (1H, м, H-3′′), 3.46 (1H, м, H-4′′),  3.26 (1H, м, H-5′′), 3.59 (1H, м, H-6a′′), 3.75 (1H, м, H-6б′′), 4.71 (1H, д, J=9.61, H-1′′′), 3.85 (1H, м, H-2′′′), 3.48 (1H, м, H-3′′′), 3.85 (1H, м, H-4′′′), 3.90 (1H, м, H-5′′′), 13.61 (1H, с, OH-5). ¹³С ЯМР спектр (150 МГц, DMSO-d₆+ССl₄, d, м.д., J/Гц): 164.11 (C-2), 102.38 (C-3), 181.13 (C-4), 158.31 (C-5), 107.67 (C-6), 160.94 (C-7), 104.82 (C-8), 155.14 (C-9), 103.73 (C-10), 121.48 (C-1′), 128.75 (C-2′), 115.80 (C-3′), 161.14 (C-4′), 115.98 (C-5′), 128.75 (C-6′), 73.23 (C-1′′), 70.94 (C-2′′), 78.77 (C-3′′), 70.46 (C-4′′), 81.56 (C-5′′), 61.24 (C-6′′), 74.27 (C-1′′′), 69.50 (C-2′′′), 73.84 (C-3′′′), 68.35 (C-4′′′), 70.09 (C-5′′′), 73.23 (C-6′′′).¹Н и ¹³С ЯМР данные, а также результаты экспериментов HSQC и HMBC полностью совпадало соединению шафтозида с данными литературы [13].

Необходимо отметить, что соединения1-3 выделены из надземной части растения Artemisia juncea Kar et Kir впервые.

Также, определена антиоксидантная активность этилацетатной фракций спиртового экстракта A. juncea методом [14]. Для этого к 2 мл 0.2 М натрий карбонатного буфера, рН=10.66 добавляли 550 мкЛ 0.1% раствора адреналина гидрохлорида, помещали в спектрометр и определяли оптическую плотность через 30 с в течение 10 мин при длине волны 330-360 нм в кювете толщиной 1 см (D₁). Далее к 2 мл буферного раствора добавляли в разных концентрациях раствор этилацетатного фракции исследуемого растений и 550 мкЛ 0.1% адреналина гидрохлорида, перемешивали и измеряли оптическую плотность, как описано выше (D₁). Антиоксидантную активность выражали в процентах ингибирования аутоокисления адреналина и вычисляли по следующей формуле:

где: D₁ – оптическая плотность раствора адреналина гидрохлорида, добавленного к натрий-карбонатному буферу; D₂ – оптическая плотность исследуемого экстракта и адреналина гидрохлорида, добавленного к натрий-карбонатному буферу.

Результаты эксперимента по определения антиоксидантной активности приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Антиоксидантная активность (АА) этилацетатной фракции Artemisia juncea

Из табличных данных видно, что при использовании метода ингибирования аутоокисления адреналина в щелочной среде АА исследуемой фракции составила 51,19 %, что сопоставимо с показателем стандартного антиоксиданта — галловой кислоты (51,77 %).

Согласно литературным данным, значение антиоксидантной активности (АА) выше 10 % свидетельствует о наличии выраженных антиоксидантных свойств [15, 16].

Выводы:

Методами хроматографического анализа выделены три индивидуальных флавоноида: хризина (1), апигенина (2) и шафтозида (3).Структуры выделенных соединений однозначно подтверждены методами ¹H и ¹³C ЯМР (двумерный ЯМР-эксперимент HSQC и HMBC). Также, оценка антиоксидантной активности показала, что этилацетатная фракция проявляет выраженные антиоксидантные свойства (51,19%), практически сопоставимые с активностью стандартного соединения - галловой кислоты (51,77%).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что растение A. juncea является перспективным источником природных флавоноидов с высокой антиоксидантной активностью. Это обосновывает целесообразность дальнейших исследований данного вида с целью разработки на его основе новых лекарственных средств, а также использования для стандартизации и оценки качества растительного сырья в фармацевтической и пищевой промышленности.

Список литературы:

1. Bora K. S., Sharma A. The genus Artemisia: a comprehensive review // Pharmaceutical Biology. – 2011. – Vol. 49, № 1. – P. 101–109. – DOI: 10.3109/13880209.2010.497815.
2. Определитель растений Средней Азии. Т. 10 / под ред. Адылова Т. А., Цукерваника И. П. – Ташкент: ФАН, 1993. – 586 с.
3. Кароматов И. Д. Простые лекарственные средства. – Бухара: Дурдона, 2012. – 416 с.
4. Pandey A. K., Singh P. The genus Artemisia: a 2012–2017 literature review on chemical composition, antimicrobial, insecticidal and antioxidant activities of essential oils // Medicines. – 2017. – Vol. 4, № 3. – P. 68. – DOI: 10.3390/medicines4030068.
5. Hussain A., Hayat M. Q., Sahreen S., Ain Q., Bokhari S. A. I. Pharmacological promises of genus Artemisia (Asteraceae): a review // Proceedings of the Pakistan Academy of Sciences: B. Life and Environmental Sciences. – 2017. – Vol. 54, № 4. – P. 265–287.
6. Bisht D., Kumar D., Kumar D., Dua K., Kumar D., Chellappan D. K. Phytochemistry and pharmacological activity of the genus Artemisia // Archives of Pharmacal Research. – 2021. – Vol. 44. – P. 439–474. – DOI: 10.1007/s12272-021-01328-4.
7. Okhundedaev B. S., Bacher M., Mukhamatkhanova R. F., Shamyanov I. D., Zengin G., Böhmdorfer S., Mamadalieva N. Z., Rosenau T. Flavone glucosides from Artemisia juncea // Natural Product Research. – 2019. – Vol. 33, № 15. – P. 2169–2175. – DOI: 10.1080/14786419.2018.1490901.
8. Okhundedaev B. S., Bobakulov Kh. M., Mukhamatkhanova R. F., Shamyanov I. D., Abdullaev N. D. New flavone from Artemisia juncea of the flora of Uzbekistan // Chemistry of Natural Compounds. – 2019. – Vol. 55, № 5. – P. 818–820. – DOI: 10.1007/s10600-019-02822-4.
9. Okhundedaev B. S., Bobakulov Kh. M., Mukhamatkhanova R. F., Toshtemirova G. A., Shamyanov I. D., Rustamova S. I., Tursunkhodzhaeva F. M., Abdullaev N. D., Aisa H. A., Sagdullaev Sh. Sh. New flavone from Artemisia juncea of the flora of Uzbekistan // Chemistry of Natural Compounds. – 2021. – Vol. 57, № 5. – P. 942–944. – DOI: 10.1007/s10600-021-03518-4.
10. Тожибаев К. Ш., Бешко Н. Ю., Эсанкулов А. С., Батошов А. Р., Азимова Д. Э. Кадастр флоры Узбекистана: Джиззакская область. – Ташкент: Фан АН РУз, 2021. – С. 183.
11. Muradov M. T., Khurramov A. R., Bobakulov Kh. M., Karimov A. M., Botirov E. Kh. Constituents from the aerial part of Scutellaria oxystegia // Chemistry of Natural Compounds. – 2023. – Vol. 59, № 5. – P. 939–940. – DOI: 10.1007/s10600-023-04156-8.
12. Yang T. L., Chen M. Y., Huang S. T., Cheng M. J., Chen C. Y., Li H. T. Secondary metabolites of Foeniculum vulgare // Chemistry of Natural Compounds. – 2025. – Vol. 61, № 4. – P. 713–716. – DOI: 10.1007/s10600-025-04742-y.
13. Hao P. Y., Feng Y. L., Zhou Y. S., Song X. M., Li H. L., Ma Y., Ye Ch. L., Yu X. P. Schaftoside interacts with NlCDK1 protein: a mechanism of rice resistance to brown planthopper, Nilaparvata lugens // Frontiers in Plant Science. – 2018. – Vol. 9. – P. 710. – DOI: 10.3389/fpls.2018.00710.
14. Пат. 2144674 Рос. Федерация. Способ определения антиоксидантной активности супероксиддисмутазы и химических соединений / Сирота Т. В. – № 9910319214; опубл. 20.01.2000.
15. Рябинина Е. И., Зотова Е. Е., Ветрова Е. Н., Пономарева Н. И. Сравнение химико-аналитических методов определения танидов и антиоксидантной активности растительного сырья // Аналитика и контроль. – 2011. – Т. 5, № 2. – С. 202–208.
16. Яшин А. Я. Методология определения антиоксидантной активности пищевых продуктов и биологических жидкостей // Аналитические методы и приборы. – 2011. – Т. 11, № 5. – С. 370–384.