КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ РАСТЕНИЯ Rosa canina L.

АННОТАЦИЯ

На основе квантово-химических расчетов изучена геометрия и электронное строение Галловой кислоты (3,4,5-тригидроксибензойная кислота), выделенной из состава плодов барбариса и шиповника. Результаты расчетов дали возможность получить достоверные данные о строении вещества.

ABSTRACT

The geometry and electronic structure Gallic acid (3,4,5-three hydroxibenzilic acid) separated from fruits of plants barberry and rose hipwere studied. The calculation results made it possible to obtain reliable data on the structure of matter.

Ключевые слова: квантово-химическая программа, Gaussian98, метод DFT-B3LYP, геометрические параметры, электронное строение.

Keywords: quantum chemical program, Gaussian98, the method DFT B3LYP geometrical parameters, electronic structure.

Недаром в народной поговорке о шиповнике говорят “целая лечебница”. Потому что издавна на Востоке из экстракта плодов шиповника готовили лекарственные напитки для лечения различных недуг и заболеваний[1, 2].

В данной работе нами выделены некоторые биологически активные вещества из плодов шиповника методом экстрагирования в спиртовом и водяном растворе. Нами впервые изучен химический состав плодов растения Rosa canina L. - шиповника, произрастающих на территории Андижанской области Республики Узбекистан.Для извлечения большего количества биологически активных веществ из сухофруктов в качестве экстрагентов использовали воду и водно-этанольные смеси. Проводя анализ химического состава всех полученных экстрактов, мы установили, что максимальное количество биологически активных соединений удалось извлечь при экстрагировании 70% раствором этанола.10 кг измельченных сухих плодов шиповника поместили в вакуум-экстрактор типа ТН-300 и экстрагировали в соотношении 1:20 в 70% водно-спиртовой смеси при 60°С и при давлении 0,008мПа в течении 12 часов.

При разработке методики количественного анализа хроматографии, как правило, исследуют хроматографическое поведение стандартов определяемых веществ, для выбора оптимальных условий разделения [1]. Во время изучения химического состава экстракта мы провели количественный анализ, специфичный для флавоноидов. С помощью катриджа Agilent Zorbax 4,6 мм ID x 12,5 мм и калонки Perkin Elmer C18 250x4,6 мм 5 мкм C18 (США) в качестве неподвижной фазы было определено содержание рутина, галловой кислоты в образцах. Для этого из 0,5% раствора уксусной кислоты в соотношении 35: 65 и стандартных растворов ацетонитрила приготовили растворы различной концентрации: 0,25 мг/мл и 0,5 мг/мл с расходом 1 мл/мин, температурой термостата 40^оС, количеством инъекционного образца 10 мкл. На основе стандартных образцов выделили галловую кислоту в течение 2,5 мин на аппарате ВЭЖХ (LC 2030 C 3D Plus Shimadzu Japan) и была получена следующая хроматограмма:

Рисунок 1. Хроматограмма

Галловая кислота является более сильным антиоксидантом. Очевидно, этому способствует наличие трех гидроксильных групп в бензольном кольце у галловой кислоты, что именно гидроксильные группы являются ловушками радикалов [2].

Для определения правильной геометрии и электронного строения выделенного вещества Галловой кислоты с химической формулой C₆Н₂(ОН)₃CО₂Н проводили квантово-химические расчеты по программе Gaussian98 методом DFT B3LYP с базисным набором 3-21G [3] с полной оптимизацией геометрических параметров. Этот метод нами удачно использовались при изучении реакционной способности гетероароматических систем [4 - 6]. Для составления входной матрицы пользовались программой Gauss View 5.0. Для упрощения анализа выходных данных нами проведена условная нумерация молекулы:

Рисунок 2. Нумерация атомов и распределения электронных зарядов

Ниже в табличном виде приведены результаты квантово-химических расчетов: величины электронных зарядов на атомах и геометрические данные.

Таблица 1.

Электронные заряды на атомах и геометрические параметры молекулы

Таким образом, анализ расчитанных данных показывает, ароматичность кольца сохраняется и что потенциальными нулеофильнымы центрами согласно накоплении электронных зарядов явлются атомы O9, O10, O11, O12 соответственно носящие заряды -0,560е, -0,589е, -0,599е, -0,605е.

Анализ граничных орбиталей (ГО) [7] показывает, что атомы О8, О10 и О11 имеют высокие вклады на ВЗМО молекулы относительно других экзоциклических атомов молекулы.

Список литературы:

1. Санжиев А.Н, Марченко Р.Д., Кривощеков С.В Исследование хроматографического поведения рутина и галловой кислоты методом ОФ ВЭЖХ // Материалы XVI Международной научно-практической конференции имени профессора Л.П. Кулёва. Томск, 2015.- С. 242.
2. Тарун Е.И. Cравнение антиоксидантной активности галловой, кофейной и хлорогеновой кислот // Труды БГУ.- 2014.- Том 9, - Часть 1.- С. 188.
3. M.J.F. Frisch and etc. / Gaussian 98. Revision A.5, Gaussian Inc.- Pittsburg (PA), 1998.
4. Аскаров И.Р., Киргизов Ш.М., Мамарахмонов М.Х., Алимбоев С.А. СИНТЕЗ И КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ АЦЕТИЛФЕРРОЦЕНА С ИЗОМЕРАМИ АМИНОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. № 1(67). Стр 42-44. URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12465 (дата обращения: 15.07.2022).
5. Мамарахмонов М.Х., Беленький Л.И., Джураев А.М., Чувылкин Н.Д., Аскаров И.Р. Квантово-химическое изучение производных ферроцена. Сообщение 1. Реакции арилирования с аминобензойными кислотами // Изв. АН. Сер. хим. – Москва, 2017. - №4. С. 721-723.
6. Мамарахмонов М.Х., Беленький Л.И., Чувылкин Н.Д., Аскаров И.Р. Квантово - химическое изучение производных ферроцена. Сообщение 2. Реакции арилирования с аминофенолами // Изв.  АН. Сер. хим. –Москва, 2017. - №4. С. 724-726.
7. Клопман Г. Реакционная способность и пути реакций. М.: Мир. 1977. - 341 C.