Алкалоиды дикорастущего и культивированного вида ARUNDO DONAX L. строение новых оснований тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОИ ХИМИИ имени академика САДЫКОВА А. С.

11а нравах рукописи УДК УЛ. <КУ/(И5

Хужаев Вахобжон Умарович

АЛКАЛОИДЫ ДИКОРАСТУЩЕГО И КУЛЬТИВИРОВАННОГО ВИДА АИиШО ООЫАХ I. СТРОЕНИЕ НОВЫХ ОСНОВАНИЙ

02.00.10. — Биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ

А Б Т О Р Е <1) Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ташкент — 1998

Работа выполнена б ордена Трудового Красного Знамени Институте химии растительных веществ АН Республики Уз-бекистаи.

Научный руководитель; доктор химических наук

в.н.с. АРИПОВЛ С. Ф.

Официальные оппоненты: доктор химических наук

профессор МАЛИКОВ В. М.

кандидат химических наук доцент ЗИЯЕВ Р.

Ведущая организация: Ташкентский Фармацевтический

Институт

Защита состоится « об- » С/^&ууЭГ 1996 г. в у часов на заседании Спецйализированного Совета Д 015.21.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Институте биоорганической химии им. академика Сады-кова А. С. АН РУз. (700143, Ташкент, проспект академика X. Абдуллаева, 83).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института бнсорганпческой химии им. акад. Садыкова А. С. АН РУз.

Автореферат разослан « ¿9 » ¿¿^О?^ 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, доктор химических наук, профессор

{[. II. БАРАМ

Актуальность темы. В ряду низкомолекулярньк биорегуляторов алкалоиды занимают особое место. Более столетия идет интенсивный поиск алкалсидоносных растений, поскольку алкалоиды занимают особое место вследствие своего специфического физиологического действия на организм человека и животных. Поэтому по-прежнему, актуальной остается задача по выделении растительных алкалоидов, изучению их структурных особенностей и биологической активности.

Растения рода АгшкЗо (сем. й-атШеае - злаковые) являются богатым источником индольных и пирролшшновых алкалоидов разнообразной ..химической структуры, обладавших высокой биологической активностью. В народной медицине настой из листьев А. <1опах применяется как маточное, потогонное, мочегонное средства. А.сЗопах. произрастающий на территории Узбекистана, не изучен. В связи с этим изучение алкалоидов этого растения, установление их химической структуры и. стереохимии, выявление среди выделенных веществ алкалоидов с ценными физиологическими свойствами с целью получения высокоэффективных лекарственных препаратов представляется актуальным и целесообразным.

Цель работы. Систематическое, комплексное изучение алкалоидов растения А.(Зопах. произрастающего в трех почвенно - климатических регионах. Изучение динамики накопления суммы алкалоидов А.сЗопах в зависимости от места произрастания и органа растения, разработка методов выделения и разделения смеси оснований, идентификация известных, установление строения и стереохимии ноеых соединений, изучение их химических свойств, разработка способа получения лекарственного препарата донаксина гидрохлорида (ардо-нин) из отечественного сырья.

Научная новизна. Впервые изучен алкалоидный-состав А.сЗопах с трех мест произрастания. Выделено 10 алкалоидов: 3 основания идентифицированы с известными, из них 2-фенил-0-нафтиламин и де-зоксивазицинон - впервые выделены из данного растения; для 6 новых алкалоидов на основании химических превращений и изучения спектральных данных установлено строение.

Новые алкалоиды относятся к классу индольных и пирролидино-зых алкалоидов. Показано, что качественный и количественный состав алкалоидов А.(Зопах зависит, от места произрастания, периода вегетации и органа растения. Молодые побеги А. йопах содержат 0.14 % донаксина и могут служить источником для производства лекарственного препарата ардонин.

Практическая значимость работы. В результате изучения динамики накопления алкалоидов A.donax с трех мест произрастания в разные периоды вегетации найден богатый источник получения до-наксина гидрохлорида у нас в Узбекистане. Разработан лабораторный регламент получения препарата ардонин на основе донаксина, являющегося эффективным средством, стимулирующим гладкую мускулатуру матки.

На^-запшту выносится доказательство строения 6 новых индоль-ных и пирролидиновых алкалоидов растения A.donax, идентификация 3 известных оснований, из которых 2-впервые вцделены из данного обьекта. Разработка способа производства перспективного лекарственного препарата.ардонин.

Структура и обьем диссертации. Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 107 наименований. и приложения.: Работа иллюстрирована 9 таблицами, 16 схемами и 26 рисунк4ми. • .

В первой главе диссертации приведен обзор мировой литературы по индольным и пирроглидиновым алкалоидам, . их основным химическим, спектральным и биологическим свойствам. Вторая глава включает обсуждение результатов собственных исследований по выделению, идентификации известных, впервые выделенных из данного растения соединений, установлению структуры новых алкалоидов; приведены результаты фармакологического изучения выделенных соединений. Третья глава включает экспериментальные данные. В приложении приводится лабораторный регламент получения препарата ардонин.

Апробация работы и публикации.. Результаты диссертации доложены на научно - теоретической конференции молодых ученых и специалистов АН РУз (Ташкент-. 1993). на I Международном симпозиуме по химии растительных веществ (Ташкент, 1994). По материалам диссертации опубликовано 5 статей и тезисы одного доклада.

Исследование алкалоидов Arundo donax L.

Растение A.donax (сем. Gramlneae) - многолетнее растение, достигающее. 4-6 м высоты, является богатым источником индольных и пирролидиновых алкалоидов. Впервые мы исследовали алкалоидный состав A.donax с трех мест произрастания: ботанических садов АН

РУз в г. Ташкенте и в г. Самарканде, а также дикорастущего растения с Чиракчинского района Кашкадарьинской области. Наиболее подробно нами изучен не исследованный ранее интродуцированный в Ташкентском ботаническом саду АН РУз вид А.сЗопах. Изучена динамика накопления алкалоидов А. йопах четырех периодов вегетации и каждого органа растения в отдельности, что отражено в таблице 1.

Таблица 1

Динамика накопления суммы алкалоидов А.йопах (ботанический сад АН РУз.. г. Ташкент)

-п—-1—:---:-1-

N I

п/п! Орган растения

Период вегетации и время сбора

• Сумма

алкалоидов, %

9. 10. 11.

Надз.часть (15-20 см) Корни Надз.часть (1-1.5 м) Корни Надз.часть (2-3 м) Надз.часть (3-4 м) Листья Стебли

Кора стеблей

Корневища

Корни

Начало вегетации 19. 4. 1993 г.

Период развития .25. 5. 1993 Г.

Период бурного роста 10. 3. 1993 г. Период конца вегетации 25. 11. 1992 г.

0. 90

0.70 0. 50

0.55 0.36

0.03

0.13 0.02. ■0.03 0.24 0.44

Из данных таблицы следует, что максимальное содержание алкалоидов в растении приходится на ранний период развития. По мере роста растения содержание суммы алкалоидов з надземной части постепенно снижается. Такая же картина наблюдается в корнях этого растения. Но в период отмирания надземной части (конец вегетации) алкалоиды снова накапливаются в корнях. Изучение количественного содержания суммы алкалоидов- по органам растения по-' казало, что алкалоиды главным образом локализованы а листьях, корнях и корневищах.

Содержание донаксина в образце А. йопах с ботанического сада

1

6

г. Ташкента ниже, чем в таковом, собранном в Чиракчинском районе Кашкадарьинской области. В корнях же этого.растения почти отсутствует донаксин.

Алкалоидный состав•надземной части интродуцированного растения А.<Зопах (ботанический сад АН РУз, г.Самарканд) изучали в период полного развития растения. Сумма алкалоидов в этот период (высота растения 0.5-1 м) составляет 0.25%.

Надземная часть растения А.аопах, собранного в кашкадарьинской области в период бурного роста, содержит 0.3% суммы алкалоидов. Главным алкалоидом в сумме является донаксин. Его содержание составляет 0.14% от веса сухого растения.

Многократное хроматографирование полученных сумм алкалоидов с использованием различных растворителей привело к выделению 10 оснований (см. табл.2).

Таблица 2

Алкалоиды Апд1(1о <1опах

—г -------- — НАЗВАНИЕ | 1 СОСТАВ 1 1 Т. пл. (°С)

1. Донаксин Си Н14Я2 134-135

2. Фенил-р-нафтиламин с16н13м 109-110

3. Дезоксивазицинон СцНю^О 110-112

4. Арундин с17н14и2 164-166

5. Ардин аморф

6. Донаксарин с13н16^ог 218-220 '

7. Донаксанин с12н,^гог ' 162-164

8. Донаксаридин смн14ыго2 . 178-180

9. Донин с1дн22и2о4 • 126-128

10. Арундинин С2зН2вН40 146-148

В таблице 3 приведены алкалоиды, выделенные из А. с!опах с трех мест произрастания. Главным алкалоидом в сумме А. (Зонах с ботанического сада г. Самарканда и Чиракчинского района Кашкар-дарьинской области является донаксин. Качественный состав суммы оснований А.йопах, культивируемого в ботанических садах АН РУз г. Таикента и г. Самарканда, мало отличается (см. табл.3). Содержание индивидуальных компонентов также одного порядка. Так, з обоих суммах арундин и донаксанин выделены в минорных количествах. а арундинин и вовсе отсутствует. ДикораСтущее растение

А. болах с Чиракчинского района Кашкадарьи намного богаче алкалоидами как в количественном, так и в качественном отношении. Содержание донаксина составляет 0.14% от веса воздушно-сухого растения.

Таблица 3

Качественный состав алкалоидов А. йопах с трех мест произрастания

К I Время Орган 1 ¡Период Выделенные алкалоиды

п/п| Место произр. сбора растения Iвегет. (Назв. алк. соответст

1 1 N в табл. 2)

1 1. I Ботанический 19.4. Корни 1 1 Начало

! сад, г.Ташкент 1993г. 1вегет. 1-9

1 25.5. Надз. 1 Бурный

1993г. часть | рост 1 1-9

I .2.I Ботанический- 10.5.. _ .. _ 1 1- • • - 1-9

1 сад, г. Самар- 1994Г 1

1 канд. 1 1 1

1 3.1 Чиракчинский 10.6. Надз. . 1 1

I р/н Кашкадарь- 1994г. часть |_ ... 1-10

1 инской обл. | _ 1

Таким образом, изучение алкалоидного состава А.бопах в зависимости от места произрастания дает возможность сделать следующий вывод: суммы алкалоидов А. йопах с разных мест произрастания и в разные периоды вегетации различаются друг от друга как в количественном, так и в качественнном отношении, особенно дикорастущий и интродуцированный виды.

Ранее для получения донаксина гидрохлорида было предложено растение А.йопах, произрастающее в трудно доступном районе Таджикистана. Теперь нами найден новый источник его получения у нас в Узбекистане.

Строение арундина

Арундин (I) - белое кристаллическое димерное основание. В его ИК-спектре имеются полосы поглощения активного водорода (3400 см*1), валентных и деформационных колебаний замещенного

ароматического кольца при 1600. 1490. 800. 750 см"1. В масс-спектре обнаружен пик молекулярного иона с m/z 246. Максимальную- интенсивность имеет пик иона с m/z 130 и пики меньшей интенсивности с т/2 103, 77, 51. характерные для фрагментации индольного ароматического кольца. Ион cm/z 130 имеет элементный состав CgHgN (экспер. 130.0650; теоретич. 130.0648), определенный на масс-спектрометре высокого разрешения. Ему соответствует структура,; включающая, индольное кольцо. В ПМР-спектре I проявляются следующие сигналы: уширенный синглет с центром при 3.85 м. д. интенсивностью в две протонные единицы, который мы отнесли к сигналу _Шг-.группы, связанной с аромеявческим-кольцем. В области 6.-8Б - 7.65 м.д. обнаруживаются .сигналы 10 ароматических протоноз. Состав алкалоида. ■ его спектральные характеристики позволили предложить для арундкна димерное строение 3.3'-дииндолил-метана (I).

нv I: н

Схема 1. Синтез арундика

. Предложенное для . арундина . строение подтверждено синтезом его, исходя из K-окиси донаксина (II).. Последняя при нагревании ее в кипящей воде приводит к получению 3,3' -дииндолилметана (схема 1). Синтезированный арундин по химическим и спектральным характеристикам был. идентичен природному.

Ардин (III) - белое аморфное химерное основание состава С1вН16К2. В его УФ-спектре наблюдаются максимумы поглощения при 215, 278, 289 нм ,(lg^4.66. 3.94, 3. 89). В ИК-спектре ардина проявляются полосы поглощения активного водорода (3173 см"1). ва-: лентные и деформационные колебания -СН3. '. СНг -групп ' (2919-2855

ом"1) и,ароматического кольца (1617. 820, 747 см"1). Масс-спектр дает пики ионов с m/z 260 Mt (экспер. 260.1313; теоретич. 260.1310), 259 (экспер. 259.1232: теоретич. 259.1230). 144 (экспер. 144.0813; теоретич.. 144.0815). .130 (экспер. 130.0656; теоретич. 130.0648), соответствующие-элементный составам С13Н16М2.. C18Hl5Nz, С10Н10Н. СэНа!1 соответственно. определенные на масс-спектрометре высокого разрешения. В.Пмр-спектре III (CD30D) присутствует сигнал в виде трехпротоннсга синглета при 2.90 м.д. от ароматической НСН3-группы. Г1ри 4.75 м.д. шеется уширенный синглет интенсивностью в две протонные единицы.. который мы отнесли к сигналу СН2-группы. связанной с ароматическим кольцом,- В. интервале 6.80-7.75 м.д. (ЮН) обнаруживаются.,ароматические про-' тоны. На основании спектральных, данных III и. сопоставительного анализа с таковыми алкалоида арундина можно сделать вывод о том. что ардин близок к нему по структуре. ' Основание ;III, отличается от арундина лишь наличием , одной у Н-СН3 группы в ' ароматическом кольце и является его-N-метильным производным.; ■

Лонаксарин (IV) - третичное основание, оптически неактивное; В его УФ-спектре наблюдаются максимумы поглощения при 292, 250, 206 ни (lg¿3.19, 3.43. 4.04-). В,ИК-спектре'основания имеются полосы поглощения . активного водорода .при 3266 см*1 (NH).-CH3. -СН2_ групп, при'2881-2361. 1497-1458 СМ-1, аыИДНОГО карбонила (1697 см"1L при 1307 см"1 - асимметрические валентные колебания с-о-с связи и з-области 1603, 981. 746. см"1 - валентные. и деформационные колебания ароматического кольца. В масс-спектре IV. обнаружен 100%-ный пик молекулярного иона c m/z 232 и пики меньшей интенсивности: с p/z 190 .(M-4äf\ ISO —(M-434-t. 174 Í.M-53)*, - ISO. (М-72Г. 146. 132, ИЗ,. 58,. 44, образованные за' ■счет фрагментации молекулярного иона. 3 ПМР-спектре IV проявляются следующие сигналы: трехпротонные. дублет и синглет при 1.29

III

Строение донаксарина и донаксаридина

и 2.90 и.д. (СН-СН3) и (Н-СН3) соответственно, два двухпротонных мультиплета при 2.41 и 3.45, обусловленные протонами двух мети-леновых групп, однопротонный'мультиплет при 4.66 м.д.. характерный для -СН группы. В-области 6.70-7.16 м.д. (4Н,м, Аг-Н) проявляются-ароматические протоны, при 8.12 м.д. - уширенный сигнал, соответствующий NH-группе.

При ацетилировании. IV был получен ацетилдонаксарин (V). Щелочным омылением IV получили основание с т.пл. 178-180°С, идентичное по физико-химическим константам и данным ИК- и масс-спектров алкалоиду донаксаридину (VI) (схема 2).

Дснаксаридин - третичное основание, оптически неактивное. В его УФ-спектре проявляются максимумы поглощениия при 290. 241. 204 нм {.lg£z.zz, 3.67,. 4.23.). характерные для замещенного ароматического кольца. В ЙК-спектре имеются полосы поглощения активного водорода при 3452. 3362 см'ЧоН.Ш). амидного карбонила при 1674. см"1, при 2995-2919. 1496-1452 см"1 -СН3, СН2- группы, при .1307-1270 см"1 - асимметрические валентные колебания C-0-C связи и в области 1622, 860, 763, см"1 - деформационные колебания ароматического кольца. В масс-спектре VI отмечаются пики ионов с m/z 206 .188 (М-18Г. 146. 135. 132, 120 (100), 92, 77. 58,' 44. Максимальную интенсивность имеет пик иона с т/2 120. В ПМР-спектре донаксаридина при 2.47 и 3.17 м.д_ обнаруживаются два двухпротонных мультиплета, соответствующие протонам метиле-новых групп. При 2.87 м.д. имеется трехпротонный синглет. характерный для N-метильной группы. Двухпротонный■уширенный сигнал при 4.60 м.д> соответствует NH2-группе. В области 6.52-7.16 м.д. проявляется четырехпротонный мультиплет. характерный для протонов ароматического кольца. .

Параметры спектра ЯМР 13С, их отнесения приводятся в таблице 4. Данные спектра указывают на присутствие в алкалоиде четырех четвертичных атомов углерода, два из которых относятся к атомам углерода ароматического кольца.

При ацетилировании донаксаридина уксусным ангидридом в пиридине получили аморфное и маслообразное moho- (VII) и ди-(УШ) ацетилпроизводные соответственно. Алкалоид при конденсации с ацетоном в концентрированной серной кислоте образует ацетонид в виде белого аморфного вещества (IX). При конденсации донаксаридина • с , уксусным альдегидом образуется вещество с т. пл. 218-220° С, идентичное алйалоиду донаксарину ( ТС*, т.,пл. смешан-

ной пробы,_ИК-спектр) (схема 2). Спектральные характеристики основания,- его химические превращения указывали на то. что донак-саридин имеет строение, близкое донаксарину.

Таблица 4

Химические сдвиги атомов 13С донаксаридина (в СБС13 +СБ3об. м. д.. 0-ТМС)

Таблица 4.

1 СН | СН2 I 1 1 1 СН3 1 1 1 Четв. углерода I | 1

1.1 ! 1 -1 атом ! |атом \ 1 1 ) атом 1 1 1 I атом |

1углер. | м.д. |углер. 1 м.д. 1 1 I I |углер. | 1 | М.Д. I углерода! 1 | м.д. !

1-1 1 1 1 С-6' |125.7®| | 1 1 1 1 1 1 1 С-2 | 175.5 I

1 С-5' |117.7а| С-4 I 32.9 1 к-сн31 29.87 1 С-3 I 79.5 1

1 С-4' |128.9а 1 С-5 1 45.6 1 1 Гс-г_ 1 125.1 I

I С-3' 11ГТ79а| | 1 1 1 р 1 1 £ . . . ! 1 С-2' I 1,. • .; .. 1 145. 8 | 1

аВозможно альтернативное отнесение сигналов

Н Ас

\я, VI XI

Схема. 2._Химические превращения донаксарина и донаксаридина '

Ранее из растения А. болах, собранного в Шаартузском районе Таджикистана, были выделены два основания - донаксарин и донак-саридин. Строение этим алкалоидам было предложено на основании спектральных данных и химических превращений. Сравнительное сопоставление спектральных данных донаксарина и донаксаридина. значений КГ по ТСХ. т. пл. и проведенных химических превращений с таковыми оснований IV и VI свидетельствовало о том. что мы имеем дело с вышеуказанными алкалоидами. АЕТоры. основываясь на данные

' 12 - ■

реакции -окисления, донаксаридина :перманганатом калия, которая яз-ляется характерной для группы оксиндолъных алкалоидсв. __е результате чего,~1<ак указывалось, был получен изатин, отнесли донакса-ридин к типу.сксиндольных оснований. Мы повторили данных реакцию. однако изатин не,был получен. .По-видимому, при проведении раа!сцки . окисления донаксаридина не совсем корректно проведена характеристика продукта реакции:. ' Сомнение вызывал- и вывод о получении ацбтильногй производного донаксарина в условиях, описан-,ных авторами., у . Все вышеуказанное требовало пересмотра .структуры дэнаксаркна и донаксаридина. Приведенные спектральные данные и химические свойства не позволяли однозначно установить структуру донаксари-на и донаксаридина.. ; С целью.: достоверного, установления их структуры было прозедено рентгенсструктуркое исследование.^Пространственное строение, установленное ', рентгеноструктурным . анализом, показало,, что.. оба алкалоида, относятся к классу пирролидиновых алкалоидов'. . ;; .-'■■..; ; '•:■ .■ ' •'. '■■■. _-

, Лонаксарин (IV) является тр^клической.'-молекулой (продукт конденсации . VI ..с уксусным альдегидом) и содержит бензольное (плоское; и пкррслкдиновое кольца (^-конверт), .сохраняющие, свою конформацию. а также шестичленный Ьксазяновый: гетерошпи. приникавший кон5ормацик> 03'а, С2'£-г.олукресло за счет конденсации;, его •ароматическим ядром и- имеет строение : спиро[(К-метилпирроли-дкн-г-оЮ-З. 4" (2'-метилбекзоксазина-З'.1')]. Анализ кристаллической структуры IV показывает, .что молекулы. алкалоида лежат в разновесных расстояниях ЕандерваальсоЕЫХ взаимодействий.

* Т - с,\

01 ^ "

; •

":' VI ■:.■■. IV ;: ■

Пространственное строение донаксарина и донаксаридина

Лонаксаркдин (¥1) является- бипнклической молекулой, состоящей из 2-аминофенильного и замещенного пирролидоновога колец.

которые связаны через Cl'-C3 связь, и имеет строение 3-ок-. си-Г-(2'-аминофенил)-К-метилпирролидона-2. .Взаимное расположение плоского 2-аминофенильного и 4р-конверт пирролидонового колец благоприятствует образованию внутримолекулярной Н-связи между неподеленными парами атома 02 и атомом Н группы Шг. о чем свидетельствует расстояние 02. ..N2 2.88 А. 02. ..H-N 2. 34 А И УГОЛ 02-H-N.1180. В кристаллах II образуются водородные связи типа 0...Н-0: расстояние 01. ..02 2.77 к. 01.. .Н-02 2.10 А и угол 02-Н. ..01 118°.

Строение донаксанина

Донаксанин(Х) - третичное основание, имеет состав C12H14N20, . (МСВР 218.1055). В УФ-спектре"X наблюдаются максимумы поглощения' при 281, 253, 219 HM (lg^3.55. 3.64, 4.15). В ИК-спектре X проявляются полосы поглощения активного водорода, в области . 3305 см"1 (NH), .амидного , карбонила при 1678 см-1 и в области 1610. 940, 854,746 см"1 .- деформационные колебания ароматического кольца. Масс - спектр X дает пик молекулярного иона (М* 218) и . осколочные ионы c m/z 190.' (М"-28). 160 (!Г-53). ■ 146, 133. 105. 104, 103, образованные дальнейшей фрагментацией молекулы алкалоида. . Максимальную интенсивность имеет пик. иона с m/z 190. Сопоставление'. касс-спектра донаксанина с масс-спектром'донаксарина IV. ранее, выделенного из этого растения ,' дает-основание предположить, что дснаксаник. по-видимому; является.деметилированным производным донаксарина. 3 ПМР-спектре X имеются два двухпротон-ных мультиплета при 2. 32 и .3:20 м. д. , обусловленные протонами Н-4 и Н-5 пирролидинового. ядра.. При 2.72 м.-д. обнаруживается трехпрстонный синглет. характерный для N-метальной группы.. В области б!62 - 7.20 м.д. (4Н.М,Аг-Н) проявляются ароматические протоны. . По своему характеру отличаются протоны метиленовых групп оксазинового кольца. Эта протоны^являются магнитно неэквивалентными и проявляются при 4.73 м. - д. и 5.51 м. д. в виде двух однопротонных.дублета дублетов (J=7.5.' гц и J=5 гц). . Большая константа (7.5 гц) является геюшальной константой... а малая -проявляется от NH-протона, которая исчезает при добавлении триф-торуксусной - кислоты. :за .счет возникновения быстрого обмена. В . этом случае, сигналы, метиленовой группы упрощаются и "обнаруживаются уже в виде двух однопротонных дублетов: При 4:70 м.д. обна-

руживается однопротонный сигнал, соответствующий Ш группе.

При ацетилировании X уксусным ангидридом в пиридине- получили маслообразное моно-Л-ацетильное производное донаксанина XI. Окончательное строение донаксанина доказано синтезом. Так, при конденсации донаксаридина (VI) с .формальдегидом образуется X (схема 3).

Схема 3. Синтез и химические превращения донаксанина Строение донина

Донин .(XII)-- вторичное димерное основание, имеет состав С19Н22К204. Его У^спектр содержит 2 максимума поглощения: 246, 201 нм (lg£4.62, 4.76) В ИК-спектре основания имеются полосы поглощения активного водорода (3321 см*1!, метальной и метилено-вой групп"Т3045-2908 см"1)., сложноэфирной карбонильной" группы (1703 см"1) и двухзамещенного бензольного кольца ( 1600. 860, 838. 770 см"1). В масс-спектре XII отмечаются пик молекулярного иона (М+342) и осколочные ионы с m/s 313 (М-29Г, 296 (М-46Г, 267 (М-75Г, 250 (М-92)\ 237, 223. 221. 208, .132, 83, 43. Максимальную интенсивность имеет пик иона с m/z 43. Пики ионов с m/Z 132 (экспер. 132.0445; теоретич. 132.0449), 221(экспер. 221.0726; теоретич: 221.0705), 223(экспер. 223.0905; теоретич. 223.0917), 250(экспер. 250.0748; теоретич. 250.0742), 267(экспер. 267.0774: теоретич. 267.0770), 296(экспер. 296.1162; теоретич.. 296. 1161), 313(экспер. 313.1189; теоретич. 313.1188), 342 (экспер. 342.1605; теоретич, 342.1580) имеют элементные составы СвНбЖ). C14H9Nz0. C14HS1H20. С15Н10КгО. Ci5Н]JКг03. C17H16N203. C17Hj7N204, С19НггНг04 соответственно. определенные на масс-спектрометре высокого разрешения. ЛИяученный масс-спектр донина -после обработки с CD30D показывает смещение пика М* иона на 2 а.е.м. в сторону высоких масс, что указывает на наличие в молекуле двух активных атомов водорода. В ПМР-спектре XII. сня-

того в пиридине, при 1.13 м.д. проявляются протоны первичной метальной группы в виде трехпротонного триплета. При 3.89 м. д. отмечается двухпротонный синглет. характерный для метиленовой группы, связанной с азотом (ГО-СНг-). При 4.17-4.22 м.д. наблюдается четырехпротонный квартет, характерный для метиленовой группы (СН2) и при 7.00-7.22 м.д. проявляются ароматические протоны в виде дублета (J=8.0 гц). что однозначно указывает на пара-замещение в ароматическом кольце. При щелочном гидролизе XII выделяется вещество. XIII - продукт омыления основания. Масс-сп&ктр вещества XIII. дает пик молекулярного иона с m/z 286. отличающийся от такового основания на 56 m/z. что указывает на присутствие в основании XII двух сложноэфирных груш в ароматическом кольце, отщепляющиеся при омылении основания.

Наряду с этим, следует отметить, что для достоверности полученного заключения о строении донина сопоставлен ПМР-спектр последнего с таковым этилового эфира п-аминобензойной кислоты. Действительно, в результате сравнительного анализа обнаружили почти полную аналогию в характере сигналов обоих соединений.

Вышеизложенное позволяет заключить, что молекула основания XII имеет димернкй характер, содержит два п-дизамещенных бензольных кольца и является производным диэтилового эфира п-аминобензойной кислоты. Этот еывод подтверждается исследованием ЯМР-спектра XII на ядрах 13С (табл.5).

Таблица 5

Химические сдвиги 13С в спектре ЯМР донина (в С5D5N, м.д., 0-ТМС)

{ 1 сн. 1 1 '. СНг 1 Г" 1 СНЭ i 1 -..... ..... —1 1 Четв.углерода | | I

1 атом I 1 1 1 атом | 1 1 1 атом I • 1 1 1 атом 1 " 1

|углер. 1 м.д. 1 I 1углер. | 1 | М.Д. |углер.| М.Д. 1 углерода! м.д. | 1 1 1

1 1 I С-2 • |119.8а 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 С-1 | 135.5 |

I С-3 |129.7® 1 С-8 | 60.64 i С-9 | 14.70 1 С-4 I 138.5 |

1 С-5 I129.7» 1 с-10 ! 40.80 1 С-7 1 154.7 |

1 С-6 I119.8а 1 1 1 1 1 1 | | 1 1 1 J-;_1__ 1

аВозможно альтернативное отнесение сигналов

NK — CB, — NH

NH—CBj — iiH

CI

. ХП ' Ц

хш

Схема 4. Строение и химические превращения-донина Масс-спектрометрия алхалоидов Arundo donax

Нами -были рассмотрены масс-спектры электронного удара алкалоидов арундина. ардина. донаксаридина..донаксарина; донаксанина и донина. Распад М* ионов, димерных алкалоидов арундина и. ардина преимущественно протекает.с образованием индольных фрагментов с m/z 117 и 130./причем в случае ардина дополнительно, проявляются их гомологические ионы с m/z 131 и 144. Фрагментация М* иона донаксаридина заключается в'элиминировании элементов fT-метилпирро- . лидснового кольца.

Схема 5. Масс^спектрометрическая Фрагментация донаксарина и донаксанина

В схеме 5 показан способ образования основных ионое донакса-рина (IV) и донаксанина (X). Важным моментом фрагментации донак-сарина и донаксанина является появление иона с m/z 190, образование которого объясняется выбросом молекулы кетена из элементов кольца В. Далее он, элиминируя CH3-Ñ-CK3 радикал, переходит в ион с m/z 146. Наряду с этим, вследствие наличия спиропирроли-донового цикла, к фрагментациям М+ ионов соединений IV и X включаются и другие направления распада. При этом, вследствие выброса элементов спиропирролидоноБого■цикла, образуется ряд фрагментов. приведенных в схеме 5. Из них более выраженным является образование ионов с m/z 147 (IV) и 133 (X). В результате дальнейшего распада последних получается бензоильный катион- радикал с m/z 105 (IV.X) и фэншшминкые катион- радикалы с m/z.119 (IV) и 105 m/z (X). .

Фармакологические свойства алкалоидов Arando donax L.

Интерес к растению A.donax связан прежде всего с наличием алкалоида донаксина, гидрохлорид которого проявляет высокую физиологическую активность.. Фармакологические свойства донаксина гидрохлорида (ардонин) изучались в лабаратории фармакологии и химиотерапии. Института химии растительных, веществ АН РУз под руководством проф. А. Г. Куркукоза.

В результате проведенных исследований установлено, что препарат ардонин обладает малой токсичностью и является эффективным маточным стимулятором. В экспериментах он оказался активнее широко 'применяемого в медицине пахикарпина в абсолютных дозах и бревиколлина по фармакологической широте. Он повышает стимулирующее действие серотонина и бревиколлина на гладкую мускулатуру матки.

6 ы В О д ы

1. Проведено химическое исследование алкалоидного состава, растения Arundo donax, произрастающего в трех почвенно - климатических регионах Узбекистана, включая разработку схем выделения и разделения смеси оснований. Всего выделено 10 алкалоидов; три из. них -донаксин." дезоксивазицинон, фенил-р-нафтиламин. идентифицированы с известными'соединениями; последние.два впервые най-

дены в растениях рода АгишЗо. Для шести алкалоидов (арундин, ар-дин, донаксарин. донаксаридин, донаксанин, донин) установлено строение.

2. На оснозаник спектральных данных, изучения химических свойств и синтезом установлено, что арундин имеет строние 3.3'-дииндолилметана. Ардин является 'его Н-метильным производным и имеет строение Л-метил-З-3'-дииндолилметана.

3.^Пересмотрены стуктуры донаксарина и донаксаридина. Изучением спектральных данных, химических превращений и методом рент-геноструктурного анализа установлена новая стереохимическая структура для донаксарина как спиро[(Н-метилпирролидин-2-он)-3.4' (2-метилбензоксазина-З'.Г)], а для донаксаридина - 3-окси-3-(2-амик о ф енил)-К-метилпирролидона-2.

4. В результате изучения физико-химических свойств донакса-нина и продуктов его превращений установлено, что он имеет строение спиро[(К-металпирролидин-2-ок)-з. 4' (бензоксазина-3'.1")]. подтвержденное, синтезом.

5. Изучением масс-спектрометрической фрагментации донина и его химических превращений установлено его строение как диэтило-вого эфира N. Я' -[метилен-ди-(4-амино) бензойной кислоты].'

6. Изучена динамика накопления алкалоидов А. (Зонах в зависимости от места произрастания, периода "вегетации и органа растения. Установлено, что дикорастущее растение А. (Зопах как в количественном. так и в качественном отношении намного богаче алкалоидами, чем его интродуцированный вид. Показано, что молодые побеги А. йопах с Кашкадарьи содержат 0.14 % практически ценного алкалоида донаксина.

7. Найден • новый источник практически ценного препарата донаксина гидрохлорида (ардонина), обладающего выраженным стимулирующим действием на мускулатуру матки при малой токсичности. Разработан способ получения препарата ардонин из надземной части А. (Зопах. на основе которого предложен лабораторный регламент. Донаксин гидрохлорид внедрен в качестве биореактива для медико-биологических испытаний.

8. Готовятся материалы по фармакологическим и токсикологическим испытаниям для представления в. фармакологический комитет МЗРУз. с целью получения разрешения на клинические испытания препарата ардонин в качестве средства, стимулирующего гладкую мускулатуру матки.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Хужаев В. У,. Арипова С.Ф., Шакиров Р.Ш. Исследование алкалоидов Arur.do donax. //Тез. док. научно-теорет. конф. молод, учен. ИХРВ АН РУз. Т. 1993. С.16.

2. Хужаев В.У., Арипова С.Ф., Шакиров Р.Ш. Арундин-новый до-мерный алкалоид корней Arundo donax. //Химия природ, соедин. 1994. С. 685-686.

3. Хужаев В.У.. Арипова С.Ф., Шакиров Р.Ш. Динамика накопления алкалоидов Arundo donax. //Химия природ, соедин. 1994. С. 687-688.

4. Хужаев В.У., Арипова С.Ф. Алкалоиды Arundo donax. //Химия приод. соедин. 19Э5. С. 328-329.

5. Хужаев В.У., Ташходасаев Б.. Арипова С.Ф. Пересмотр структуры донаксарина и донаксаридина. //Химия природ, соедин. 1995. С.720-727.

6. Хужаев В.У.. Арипова С.Ф., Абдуллаев У.А. Донаксанин -новый пирролидоновый алкалоид из Arundo donax. . //Химия природ, соедин. 1995. С.728-730.

Arando donax ашсалоидлари XjhcaeB Вахобхон Умарович Биоорганик кимё. табиий ва физиологах фаол моддалар кимёси мутахассислиги

Диссертация 116 бетда баён эталган ва суз боши, уч бобдан (индол ва пирролидин алкалоидларининг кимевий хоссалари ва улар-ни ^рганишнинг физика-кимё усуллари буйича илмий адабиетлар тах-лили. олинган натижалар еа уларнинг мухокамалари. килинган ишлар баени), хулосалар хамда фойдаланилган (107 номда) адабиетлар руйхатидан иборат. ',

Диссертация 3 ^ил гаслим шароитида усадиган Arundo donax усимлиги таркибидаги алкалсияларнинг кимевий тузилишини ани^лаш ва уларнинг кимевий хоссаларини урганиш. хамда ажратиб олинган моддалар асосида янги доривор моддалар яратишга багишланган. Усимликдаги алкалоидлар микдори. унинг турли усищ даврида ва хар хил аъзоларида турлича булишини урганилган. Изланишлар натижаси-да Arundo donax усимлигидан 10. та алкалоид ажратиб олинди. Улар-дан 3 таси маълум булган алкалоидлар эканлига аникланди. 6 та янги моддалар арундин, ардин. донаксарин, донаксаридин. донаксанин ва донинни тулик тузилиши физико-кимёвий текширишлар ва ки-

мёвий узгаришлар асосида исбот рлинди. Биринчи марта Arundo аж-додига мансуб усимликдан маълум алкалоидлар фенил-(5-нафтиламин ва дезоксивазицинон ажратиб олинди.

Ишнинг амалий мозрити фармакологии тадкиг$отлар натижасида куринади. Донаксин алкалоида асосида тайё'рланадиган ардонин препарата бачадонни фаолиятини меерлаштирувчи хусусиятга эга эканлиги аникланган. A.donax еш новдалари 0.14% донаксин тутиши анщ-ланиб. улар ардонин препаратшш ишлаб чикариш учун манба сифати-да тавсия этилди. ■

ALKALOIDS ARUHDO DONAX Khujaev Vakhobjon llmarovich SpecialityBioorganic Chemistry. Chemistry of Natural and Physiologically active Substances

The thesis is presented on 116 pages and it includes the introduction, three parts (Reference review on chemical and physical methods of indole.and pyrrolidine alkaloid structure establishments and their chemical properties, obtained results and their discussion, experimental part), concessions and Reference list (107 items). ...

In this dissertation there was carry out complex study of structure, chemical properties and physiological activity of alkaloids of plant Arundo donax (fam. Gramlneae), .growing in 3 soil-climatic regions. Dynamics of accumulation of sum of the.alkaloids A. donax dependlnd upon the place of gvowlng and plant organ also-were studied. . ' .

As the results of the Investigations we have Isolated 10 alkaloids. Among them 3 compounds have beirn identified with the known ones. For 6 new bases by analysis of physlcol-chemlcal data and chemical transformations we have established the struc-turs. Alkaloids, phenll-p-naphtulamine and deoxyvasicinone from . the plants of Arundo genus have been Isolated, for the.first time. Mass-spectrometrlc fragmentation of new alkaloids A.donax were studied.

The practical value of the work. Is defined,by the data oi' pharmacologic studies. The preparation ardonlne on.the basis of donaxine hydrochloride was obtained. Ardonlne Is good stimulater of'uterus." It has been shown that the young shoots of A.donax. contain 0.14%' donaxine. they can serve as the source of ardonlne production. ' 15 '