КОМПЛЕКС МОНОМЕРНЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОРЫ

Химия растительного сырья. 1999. №4. С. 5–7.
УДК 630.282.1
КОМПЛЕКС МОНОМЕРНЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОРЫ
ЛИСТВЕННИЦЫ
 Н.В. Иванова∗, Л.А. Остроухова, В.А. Бабкин, С.З. Иванова, О.В. Попова
Иркутский институт химии СО РАН, ул. Фаворского, 1, Иркутск, 664033 (Россия),
e-mail: [email protected]
В рамках разрабатываемой программы "Комплексное использование древесины лиственницы" изучен состав
фракции фенольных соединений коры лиственницы. Показано, что данная фракция обладает потенциальной биологической активностью и по химическому составу представляет собой смесь флавоноидов и фенолокислот, идентификация которых проведена с использованием обращенно-фазной ВЭЖХ.
На предприятиях лесного комплекса, где перерабатываются сотни тысяч кубометров древесины лиственницы, при окорке получается огромное количество коры. Только на целлюлозно-бумажных предприятиях кора лиственницы накапливается в размере 200 тыс. т в год. Значительные невостребованные объемы коры имеются также на лесопильных предприятиях. Практически полное отсутствие утилизации
этих отходов приводит к значительным экологическим проблемам. Экономическая целесообразность
утилизации коры эффективно проявляется при реализации комплексной безотходной технологии переработки всей биомассы лиственницы. Данная технология была предложена нами ранее [1]. Процесс переработки коры предусматривает экстракцию измельченного сырья растворителями возрастающей полярности. Таким образом, из коры можно извлечь до 25–30% (от массы сухой коры) ценных продуктов
различного назначения: дубители, краситель, липиды, пектин, фенольные соединения. Последние, являющиеся предметом настоящего исследования, кроме утилитарного значения интересны в биогенетическом и таксономическом аспектах, для большинства из них характерна биологическая активность.
В работе использована кора лиственницы даурской (Larix gmelinii Rupr.) (Rupr.) и сибирской (Larix
sibirica Ledeb.). Согласно схеме [1, с. 106], кору, предварительно освобожденную от липидных соединений, экстрагировали дважды этилацетатом при температуре 60°С в течение 5 час. Полученные экстракты
объединяли, концентрировали на роторном испарителе, далее обработкой насыщенным водным раствором соды разделяли на кислую и нейтральную фракции, каждую из которых изучали отдельно.
Согласно исследованиям с применением различных методов хроматографии, кислая фракция представлена оксибензойными и оксикоричными структурами. Так, при использовании хроматографии на
бумаге (БХ) (система: 2% водный раствор уксусной кислоты; проявитель [2]; п-нитроанилиновый реактив, ратвор Na2CO3) четко обнаруживаются п-оксибензойная кислота, которая с п-нитроанилиновым реактивом дает бледно-желтую окраску, сменяющуюся на розовую после опрыскивания хроматограммы
раствором Na2CO3 , и п-кумаровая, которая в этих условиях меняет окраску с коричневато-желтой на синюю.
∗
Автор, с которым следует вести переписку.
6
Н.В. ИВАНОВА, Л.А. ОСТРОУХОВА, В.А. БАБКИН, С.З. ИВАНОВА, О.В. ПОПОВА
Смесь фенолокислот разделяли с помощью колоночной хроматографии на полиамидном сорбенте,
используя в качестве элюента водно-метанольную смесь. Были получены две основные фракции 1 и 2,
предварительное исследование которых методом бумажной хроматографии показало наличие во фракции 1 п-оксибензойной, протокатеховой, ванилиновой кислот, а во фракции 2 – п-кумаровой, феруловой
и кофейной кислот. Окончательное решение по наличию данных фенолокислот во фракциях принимали
по результатам ВЭЖХ: прибор – "Миллихром", колонка – 2х64 мм, сорбент – "Сепарон С18 (5.0 мкм),
градиентное элюирование – ацетонитрил (от 20 до 70%) в 2%-ной уксусной кислоте. Идентификацию
проводили по сравнению УФ-спектров отдельных пиков хроматограмм с УФ-спектрами заведомо известных фенолокислот и увеличению площади соответствующих пиков при внесении в исследуемую
смесь аутентичного образца. Таким образом, во фракции 1 установлено наличие п-оксибензойной, протокатеховой, ванилиновой и сиреневой кислот, а во фракции 2 – п-кумаровой (цис-, транс-формы), феруловой (цис-, транс-формы) и кофейной кислот. Следует отметить, что сиреневая кислота в свободном
состоянии в экстрактах коры лиственницы обнаружена впервые.
Нейтральную часть этилацетатного экстракта разделяли с помощью колоночной хроматографии (сорбент – полиамид, элюент – хлороформ / метанол с возрастающей долей последнего от 0 до 65%). Контроль за ходом разделения осуществляли методом ТСХ на пластинках Silufol в системе четыреххлористый углерод – ацетон различной полярности, проявитель – 0.5% раствор AlCl3. Идентичные фракции
объединяли, концентрировали и анализировали методом ВЭЖХ (прибор – "Миллихром", колонка – 2х64
мм, сорбент – "Сепарон-С18" (5.0 мкм), элюент – ацетонитрил : вода (30:2)). Методический подход определения качественного состава аналогичен использованному при исследовании фенолокислот. Таким
образом, были идентифицированы: два флавонола – дигидрокверцетин, дигидрокемпферол, пять флавонолов – кверцетин, кемпферол, морин, мирицетин, изорамнетин и флавонон – нарингенин. Согласно литературным данным эта фракция содержит также четыре соединения катехиновой природы [3] и антоцианидиновый краситель [4].
Как было указано выше, конечная цель настоящей работы – получение практически ценных продуктов из коры лиственницы. Интерес к фенольным соединениям растительного происхождения не случаен
и связан с широким спектром их биологической активности и низкой токсичностью.
Современное представление медицинской науки о фитотерапии как действенном профилактическом
методе поддержания уровня здоровья человека активизирует поиск новых природных биологически активных веществ. С этой точки зрения комплекс мономерных фенольных соединений коры лиственницы – перспективный источник создания фитопрепаратов и парафармацевтиков.
Выделенный из коры комплекс мономерных фенольных соединений (выход 6% от веса коры) представляет собой порошок насыщенного бордового цвета, без запаха, с горьковатым вкусом; растворим в
спирте, этилацетате, ацетоне. Все соединения, входящие в его состав, обладают, согласно литературным
данным, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами и, выделяемые из различных природных источников, широко применяются в практике. Изучено биологическое действие фенолокислот.
Например, коричная и феруловая кислоты входят в состав средств, предложенных для уменьшения токсических явлений при химиотерапии. Предполагается, что положительный эффект достигается благодаря
повышению иммунитета и снижению побочных явлений [5]. Антибактериальная активность отмечается
для п-кумаровой, феруловой и кофейной кислот. Производные коричной кислоты занимают заметное
место в создании фотозащитных добавок для косметических средств [5]. Установлено, что добавление в
КОМПЛЕКС МОНОМЕРНЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ …
7
пищевой рацион феруловой кислоты обеспечивает защиту организма от токсического действия нитрозосоединений, содержащихся в пищевых продуктах [6].
Антоцианидиновый краситель – вещество, окрашивающее кору лиственницы в красивый насыщенный бордовый цвет. Аналогичные красители, получаемые из других растительных источников, с успехом используются в кондитерской промышленности в странах ближнего зарубежья [5].
Флавоноиды обладают высокой физиологической активностью, Р-витаминными свойствами, им присуща высокая антиоксидантная и капилляропротекторная активность [4].
В связи с вышеизложенным можно ожидать, что комплекс мономерных фенольных соединений коры
лиственницы потенциально обладает высокой биологической активностью. При изучении токсичности
комплекса фенольных соединений коры в опытах на мышах при внутрибрюшном введении было установлено, что доза 1500 мг/кг не токсична. Согласно современной классификации, вещества, имеющие
ЛД50 при внутрибрюшинном введении 101-1000 мг/кг, относятся к группе малотоксичных. Фитокомплекс из коры удовлетворяет этим условиям, а следовательно, является малотоксичным веществом.
Изучение биологической активности полученного фитокомплекса продолжается.
Таким образом, из коры лиственницы выделен комплекс мономерных фенольных соединений, обладающий потенциальной биологической активностью. По химическому составу этот фитокомплекс представляет собой смесь фенолокислот и флавоноидов, среди которых методом обращенно-фазной ВЭЖХ
идентифицированы: п-оксибензойная, протокатеховая, ванилиновая, сиреневая, п-кумаровая (цис-, трансформы), феруловая (цис-, транс-формы) и кофейная кислоты, а также флавоноиды: дигидрокверцетин,
дигидрокемпферол, кверцетин, кемпферол, морин, мирицетин, изорамнетин и нарингенин.
Сиреневая кислота, морин, мирицитин, изорамнетин и наренгинин в экстрактах коры лиственницы
обнаружены впервые.
Список литературы
1.
Бабкин В.А., Остроухова Л.А., Дьячкова С.Г., Святкин Ю.К., Бабкин Д.В., Онучина Н.А. Безотходная комплексная переработка биомассы лиственниц сибирской и даурской // Химия в интересах устойчивого развития.
1997. №5. С. 105–115.
2.
Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. М., 1974.
3.
Лаптева К.И., Тюкавкина Н.А., Остроухова Л.А. Некоторые экстрактивные фенольные вещества коры лиственницы // Изв. Сиб. отд. АН СССР. Сер.: хим. 1974. Вып. 4. С. 161–162.
4.
Пашинина Л.Т., Чумбалов Т.К., Лейман В.А. Фенольные соединения и их биологические свойства. Алма-Ата,
1973.
5.
Касумов М.А. Сырье и материалы // Пищевая промышленность. 1991. №12. С. 21.
6.
Симонян А.В. Активность производных коричных кислот и новые методы их синтеза // Химикофармацевтический журнал. 1993. №2. С. 21–23.
Поступило в редакцию 16 июня 1999 года