Фитоэкдистероиды растений родов Chenopodium и Rhaponticum тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы.

1.1 Фитоэкдистероиды растений семейства Chenopodiaceae

1.2 Фитоэкдистероиды растений рода Rhaponticum

1.2.1 Фитоэкдистероиды Rhaponticum integrifolium С. Winkl.

1.2.2 Фитоэкдистероиды корней Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin].

1.2.3 Фитоэкдистероиды семян Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin] .'.

1.2.4 Фитоэкдистероиды Rhaponticum uniflorum (L.) DC.

1.2.5 Экдистерон из других видов Rhaponticum.

1.3 Биологическая активность экдистероидов, выделенных из растений рода Rhaponticum.

1.3.1 Исследование биологической активности экстрактов растений рода Rhaponticum.

1.3.2 Препараты на основе экдистероидов.

ГЛАВА 2. Обсуждение результатов

2.1 Фитоэкдистероиды семян Chenopodium album L.

2.1.1 Идентификация экдистерона.

2.1.2 Идентификация полиподина В.

2.1.3 Идентификация 2-дезоксиэкдизона.

2.1.4 Высокоэффективная жидкостная хроматография фитоэкдистероидов Chenopodium album L.

2.2 Фитоэкдистероиды семян Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin].

2.2.1 Идентификация 24(28)-дегидромакистерона А.

2.2.2 Лестерон.

2.2.3 Рапистерон D-20-ацетат

2.2.4 Идентификация макистерона А.

2.2.5 Применение ВЭЖХ для разделения изомерных экдистероидов Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin]

2.3 Исследование биологической активности выделенных экдистероидов.

ГЛАВА 3. Экспериментальная часть

3.1 Фитоэкдистероиды Chenopodium album L.

3.1.1 Экстракция растительного сырья.

3.1.2 Разделение суммы фитоэкдистероидов.

3.1.2.1 Идентификация полиподина В.

3.1.2.2 Идентификация экдистерона.

3.1.3 Применение ВЭЖХ при разделении минорных экдистероидов семян Chenopodium album L.

3.1.3.1 Идентификация 2-дезоксиэкдизона.

3.2 Фитоэкдистероиды Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin]

3.2.1 Экстракция растительного сырья.

3.2.2 Разделение суммы фитоэкдистероидов.

3.2.2.1 Идентификация 24(28)-дегидромакистерона А.

3.2.2.2 Лестерон.

3.2.2.3 Рапистерон D-20-ацетат.

3.2.3 Применение ВЭЖХ при разделении изомерных экдистероидов семян Rhaponticum carthamoides Willd.[Iljin]

3.2.3.1 Идентификация макистерона А.

3.2.3.2 Идентификация 24-эпимакистерона А.

ВЫВОДЫ

Экдистероиды представляют собой полигидроксилированные стерины с цис-сочлинением колец А и В, содержащие сопряженную систему 6-кето-7-ен-группировку в кольце В; с 14а-ОН группой и боковой цепью из восьми углеводородных атомов. Они проявляют гормональную активность, вызывающую линьку у беспозвоночных. Особый интерес представляет действие экдистероидов на млекопитающих. Они показывают значительный анаболический эффект. Экдистероиды можно использовать для контроля численности вредных насекомых и для стимулирования развития полезных особей.

Разработка удобного метода выделения и изучения структуры новых экдистероидов, исследование структура-активности этих соединений и создание на их основе препаратов для медицинской практики и сельского хозяйства следует отнести к актуальным задачам современной биоорганической химии.

Целью работы являлись исследования экдистероидов широко распространенных растений Chenopodium и Rhaponticum, разработка методов выделения экдистероидов, установление строения новых фитоэкдистероидов, выявление зависимости между строением и спектральными параметрами новых веществ, поиск путей создания на основе экдистероидов препаратов для сельского хозяйства.

Научная новизна работы: Изучено 2 вида растений рода Chenopodium; из Chenopodium album L. выделено 3 соединения, один из которых впервые выделен для этого вида. Из. семян растения рода Rhaponticum выделено 5 соединений, из них два-впервые. 4

Разработана методика выделения экдистероидов из растения Chenopodium album L. с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в конечной стадии разделения.

Разработаны схемы выделения фитоэкдистероидов из растений с малым содержанием 0,001% (Chenopodium) и сравнительно большим содержанием до 2% экдистероидов (Rhaponticum carthamoides).

На основании спектральных исследований установлено строение новых соединений, обнаружены новые моменты в закономерностях между строением и спектральными характеристиками, выделенных новых структур.

Выделение впервые 2-дезоксиэкдизона из Chenopodium album L. расширяет кругозор исследователей в понимании роли этих соединений в растении.

Практическая ценность работы: В результате проведенных исследований установлено, что выделенные индивидуальные экдистероиды повышают жизнеспособность и сохранение силы пчелосемей в зимний период. Стимулируют вывод неплодных пчелиных маток и увеличивают их вес в однодневном возрасте, что положительно влияет на репродуктивные показатели. Выявлен противоварратозный эффект экдистерона.

Выводы

1 .Осуществлено сравнительное изучение растений Chenopodium albura L. и Rhaponticum carthamoides Willd. [Iljin], содержащих от 0,001 до 2% смеси экдистероидов с целью выделения и идентификации из этих растений минорных компонентов стероидной структуры.

В результате выделены и идентифицированы структуры известных экдистероидов - экдистерона, полиподйна В, 2-дезоксиэкдизона, 24(28)-дегидромакистерона А, макистерона А, 24-эпимакистерона А, а также установлены структуры новых экдистероидов - лестерона и рапистероиа D-20-ацетата.

2. С использованием ВЭЖХ разработана и реализована схема выделения минорных экдистероидов из растения Chenopodium album L.

3. Впервые из растений семейства Chenopodiaceae выделен и идентифицирован 2- дезоксиэкдизон.

4. Впервые выделены и идентифицированы эпимерные С-28 экдистероиды - макистерон А и 24-эпимакистерон А из растения рола Rhaponticum и разработана методика их выделения с помощью ВЭЖХ.

5. С помощью современных спектральных методов, а также сравнением с известными экдистероидами установлены структуры новых экдистероидов - лестерона и рапистерона D-20-ацетата и шести ранее описанных С-27 и С-28 экдистероидов, выделенных из растений Chenopodium album L. и Rhaponticum carthamoides Willd. [Iljin],

1. Toth 1., Bathory M., Szendrei K., Minker E., Blazso G. Ecdysteroids in Chenopodiacea : Chenopodium album // Fitoterapia.-1981 ,-V.L 11.-N. 2.-P. 7780.

2. Maray P., Vargha J., Horvath K. Rapid heterologous haptene radioimmunoassay for insect moulting hormones // FEBS Letters.- 1977,- V. 81P. 319-322.

3. Bathory M., Toth I., Szendrei K., Reish J. Ecdysteroids in Spinacia oleracea and Chenopodium bonus-henricus //Phytochemistrv.- 1982,- V. 21,- N. 1,- P. 236238.

4. Bathory M., Mathe I. Jr., Solymosi P., Szendrei K. Phytoecdysteroids in some species of Caryophyllacea and Chenopodiacea // Acta Botanica Hungarica.-1987,- V. 33,- N. 3-4,- P. 377-385.

5. Dinan L. The Analysis of Phytoecdysteroids in Single ( Preflowering Stage ) Specimens of Fat Hen, Chenopodium album // Plrytochemical analysis.- 1992.-V3.-P.132-138.

6. Koolman J. Ecdysone : from Chemistry to Mode of Action Georg Thierne Verlag, Stutgart. Thieme Publ., Inc., New York. 1989,- 482 C.

7. Singh P., Russel G. B. The dietary effects of 20-hydroxyecdysone on the development of the housefly // J. Insect Physiol. -1980,- V. 26,- P. 139-142.

8. Kubo I., Klocke J. A., Asano S. Effects of ingested phytoecdysteroids on the growth and development of two lepidopterous larvae // J. Insect Physiol.- 1983,-V. 29,-P. 307-316.

9. Arnault C., Slama K. Dietary effects of phytoecdysteroids in the leek-moth, Acrolepiopsis assectella Zell.(Lepidoptera: Acrolepidae) // J. Chem. Ecol.- 1986.-V. 12,-P. 1979-1986.

10. Kubo I., Komatsu S., Asaka Y., de Boer G. Isolation and identification of apolar metabolites of ingested 20-hydroxyecdysone in frass of Heliothis virescens larvae // J. Chem. Ecol.-1987.- V. 13,- P.785-794.

11. Robinson P. D., Morgan E.D., Wilson- I.D., Lafont R. The metabolism of ingested and injected 3H. ecdysone by final instar larvae of Heliothis armigera //Physiol. Entomol.- 1987,- V.12.-P.321-330.

12. Carlisle D.B., Osborne D.J., Ellis P.E., Moorhouse J.E. Reciprocal effects of insect and plant-growth substances // Nature, 1963, V.300, P.1230.

13. Matsuoka T., Imai S., Sakai M., Kamada M. Studies on phytoecdysones- a review of our works // Ann. Rept. Takeda Res. Lab. -1969,- V.28.- P. 221271 ;Biol.Abstr.- V.51.- 115965 (1970).

14. Felippe G. M. Insect growth hormones and their effects on some plants // Cienc. Cult. (Sao Paulo) -1980.- V. 32,- P. 1384-1390; Chem. Abstr., 94, 78352b.

15. Dinan L. The association of phytoecdysteroids with flowering in fat hen , Chenopodium album and other members of the Chenopodiacea // Experientia.-1992,-N. 48,- P.305-308.

16. Dinan L. Phytoecdysteroids and insect-plant relationships in the Chenopodiacea // Proc. 8th Int. Svmp. Insect-Plant Relationships. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ. S. B. J. Menken, J. H. Wisser and Harrewijn (eds).- 1992,- P.86-88.

17. Dinan L. Distribution and levels of phytoecdysteroids within individual plants of species of the Chenopodiacea// Eur. J. Entomol.-1995,- V.92.- P.295-300.

18. Grebenok R.J., Venkatachari S., Adler J.H. Biosynthesis of ecdysone and ecdysone-phosphates in spinach // Phytochemistry.- 1994,- V.36.- N.6.- P. 13991408.

19. Clement C.Y., Bradbrook D. A., Lafont R., Dinan L. Assessment of Microplate-based Bioassay for the Detection of Ecdysteroid-like or Antiecdysteroid Activities // Insect Biochem. Molec. Biol.- 1993,- V. 23,- N.I.-P. 187-193.

20. Dinan L., Sarker S. D., Bourne P., Whiting P., Sik V., Rees H.H. Phytoecdysteroids in Seeds and Plants of Rhagodia baccata (Labill.) Moq.(Chenopodiacea) // Archives of Insect Biochemistry and Physiology.-1999,-V. 41,-P. 18-23.

21. Dinan L. Phytoecdysteroids in Kochia scoparia (burning bush) // J. Chromatography A 1994,- V. 658,- P. 69-76.

22. Sarker S.D., Sik V., Rees H.H., Dinan L. 1 alpha , 20R-dihydroxyecdysone from Axyris amaranthoides//Phytochemistry.- 1998,- V. 49.-N8.-P. 2305-2310.

23. Grebenok R. J., Adler J. H. Ecdysteroid distribution during development of spinach//Phytochemistry.- 1991.-V. 30.-N.9.-P. 2905-2910.

24. Флора СССР, АН СССР, М-Л., 1963,- Т. 28-С. 308

25. Саратиков A.C. К вопросу о стимулирующему действии сибирской левзеи сафлоровидной // Диссертация на соискание ученой степени кандидата мед. наук. Томск, 1945.

26. Балтаев У., Горовиц М.Б., Хамиходжаев С.А., Абубакиров Н.К.

27. Фитоэкдизоны Rhaponticum integrifolium // Химия природ, соедин,- 1974.-N З.-с. 406.

28. Балтаев У., Горовиц М.Б., Абдуллаев Н.Д., Ягудаев М.Р., Абубакиров Н.К Фитоэкдизоны Rhaponticum integrifolium II. Интегристерон А. //Химия природ, соедин,- 1977,- №6,- с. 813-819.

29. Балтаев У., Горовиц М.Б., Абдуллаев Н.Д., Рашкес Я.В., Ягудаев М.Р., Абубакиров Н.К Фитоэкдизоны Rhaponticum integrifolium III. Интегристерон В. /У Химия природ, соедин,- 1978,- №4,- с. 457-463.

30. Балтаев У., Горовиц М.Б., Рашкес Я.В., Абубакиров Н.К Фитоэкдизоны Rhaponticum integrifolium IV. 24(28)-дегидромакистерон А // Химия природ, соедин,- 1978,-№4,- с. 463-465

31. Galbraith N.N., Horn D.H.S. Insect moulting hormones: crustecdysone (20-hydroxyecdysone) from Podocaфus elatus // Aust. J. Chem.- 1969,- V. 22,- P. 1045-1057.

32. Imai S., Murata E., Fejioka S Structure of ajugasterone C, a phytoecdysone with a 11-hydroxygroup // J. Chem. Soc., Chem. Commun.- 1969,- P. 546-547.

33. Koreeda M., Nakanishi K. 5b- Hydroxyecdysones and a revision of the structure of ponasterone С //J. Chem. Soc., Chem. Commun.- 1970,- P. 351-352.

34. Imai S., Hori M., Fujioka S., Murata E., Goto M., Nakanishi K. Isolation of four new phytoecdysones, makisterone А, В, C, D and the structure of makisterone A, a C-28 steroid // Tetrah. Lett., 1968, P. 3883-3887.

35. Балтаев У.А, Абубакиров H.K. Фитоэкдистероиды Rliaponticum carthamoides // Химия природ, соедин,- 1987,- №5,- с. 681-684.

36. Girault J.-P., Lafont R., Varga E., Hajdu Zs., Herke I., Szendrei K. Ecdysteroids from Leuzea carthamoides // Phytochemistry.- 1988,- V.27.- N.3.- P.737-741.

37. Балтаев У.А. Фитоэкдистероиды Rliaponticum carthamoides II Рапистерон В //Химия природ, соедин.- 1991,- №6,- с. 806-808.

38. Балтаев У.А. Фитоэкдистероиды Rliaponticum carthamoides III Рапистерон С//Химия природ, соедин,- 1992,- №2,- с. 231-233.

39. Jizba J., Herout V., Sorm F. Polypodine B- a novel ecdysonelike substance from plant material // Tetrahedron Lett.- 1967.-V.51.- P. 5139-5143/

40. Baltayev U.A. Rapisterone D, a new phytoecdysteroid from Rliaponticum carthamoides // Phytochemistry.- 1995,- V.38.- N.3.- P.799-800.

41. Рамазанов Н.Ш., Максимов E.C., Саатов 3., Маматханов А.У., Абдулаев Н.Д. Фитоэкдистероиды растений рода Rliaponticum I. Картамостерон А из Rliaponticum carthamoides // Химия природ, соедин,- 1997,- №3,- с. 392-394.

42. Рамазанов H.LIL, Максимов Е.С., Саатов 3., Абдулаев Н.Д. Фитоэкдистероиды растений рода Rliaponticum И. Картамостерон В из Rliaponticum carthamoides // Химия природ, соедин,- 1997,- №3,- с. 395-396.

43. Гонг Шу-Шенг, Луи Вей-мин, Чен Уи-ву, Дан г Ци Выделение и идентификация экдистерона из корней и листьев Rhaponticum uniflorum (L.) DC. // Вестник Пекинского института традиционной Китайской медицины,- 1982,- №3,- с. 49.

44. Guo De-An, Lon Zhi-Cen Systematization and quality evaluation on traditional Chinese drug Lou-Lu // Seventh Asian Symposium on Medicinal Plants, Species and Other Natural Products, Philippines, Manila.- 1992,- MO-12.

45. Окуй С. Влияние эдистероидов на обменные процессы высших животных // Бюллетень химич. фармакологии.-1968,- Т. 16,- №2,- с. 384.

46. Сыров В.Н., Курмуков А.Г., Сахибов А.Д. О белоксинтезирующей возможности экдистерона// Вопросы мед. химии,- 1978,- №4,- с.456.

47. Сыров В.Н., Курмуков А.Г. О тонизирующих свойствах экдистерона, выделенного из левзеи сафлоровидной // Доклады Академии Наук Уз ССР,- 1977,-№12,-с. 27-30.

48. Ташмухамедова М.Т., Фабрина Л.Г., Хушбактова З.А, Сыров В.Н., Султанов М.Б. О биологической активности интегристерона А. // Доклады Академии Наук Уз ССР,- 1982,- №2,- с. 30-32.

49. Ташмухамедова М.Т., Алматов К.Т., Сыров В.Н., Султанов М.Б., Абидов А.А Влияние фитоэкдистероидов и стеранаболов на дыхание и окислительное фосфорилирование митохондрий печени крыс при аллоксановом диабете // Биологические науки,- 1985,- №9,- с. 37-39.

50. Сыров В.Н., Хушбактова З.А., Гукасов В.М., Каплан Э.Я., Султанов М.Б. Сравнительное изучение действия анаболически активных стероидов и эстрогенов на перекисное окисление липидов в матке крыс. // Доклады Академии наук Уз ССР,- 1986,- №3,- с. 47-49.

51. Сыров В.Н., Набиев А.Н., Султанов М.Б. Действие фитоэкдистероидов на желчеотделительную функцию печени в норме и при экспериментальном гепатите // Фармакология и токсикология,- 1986.- №3,- с. 100-102.

52. Бурцева С.А., Ширшова Т.И. Антимикробная активность экдистерона и его ацетатов // Workshop on phytoecdysteroids, Syktyvkar.-1996.- С.57.

53. Ahmad V.U., Khalig-uz-Zaman S.M., Ali M.S., Perween S., Ahmed W. An antimicrobial ecdysone from Asparagus dumosus // Fitoterapia.- 1996,- V. LXVII.-N1.

54. Сыров B.H. К механизму анаболического действия фитоэкдистероидов в организме млекопитающих // Биологические науки,- 1984,- №11,- с. 16-19.

55. Ашрафова P.A., Сыров В.Н. Общее действие, токсичность и изменения микроструктуры внутренних органов и тканей экспериментальных животных при длительном введении экдистерона // Фармакология природных соединений. Ташкент,- 1979,- С.147.

56. Сыров В.Н., Хушбактова З.А., Мирзаев Ю.Р., Балтаев У.А. О противоязвенной активности фитоэкдистероидов // Химико-фармацевтический журнал. -1989.- №4,- с. 441-45.

57. Тренин Д.С., Володин В.В., Бейкин Я.Б. Экдистерон как модулятор человека: исследование in vitro // Workshop on phytoecdysteroids, Syktyvkar.- 1996,-C. 128

58. Пичурина P.A. Влияние левзеи на сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям // Материалы II Совещания по использованию лекарственных растений Сибири и Дальнего Востока, Томск.- 1961.-е. 71-72.

59. Petkov V., Rosianov К., Todorov S. Pharmacological investigations on Rhaponticum carthamoides // Planta Med.- 1984,- V.50.- N3,- P. 205-209.

60. Гонг Шу-Шенг Эффекты общих фосфолипидов и экдистерона на иммунные клетки мышей // Журнал всекитайской геронтологии,- 1983.-Т.2.- №4.- с. 193.

61. Гонг Шу-Шенг Геронтологическое исследования Rhaponticum uniflorum // Вестник Пекинского института традиционной Китайской медицины.-1982.-№3,-с. 53.

62. Лу Юнг Цей Антиатеросклеротическое исследование растений Rhaponticum uniflorum (L) DC. // Журнал всекитайской медицины,- 1985.-V. 65,-№12,- с. 750.

63. Ванг Туен Антиатеросклеротическое исследование растений Rhaponticum uniflorum (L) DC. // Журнал всекитайской медицины,- 1987,- V. 67,- №5,- с. 276.

64. Fu Naiwu Antioxidation Effect of Rhaponticum uniflomm Against Hematoporphyrin Derivative Photooxidation // Acta Academie Medicinae sinicae.- 1988.-V. 10,-N2.-P. 95-98.

65. Цзян Сяофен, Ван Линь, Ян Цичжи, Ли Сян Прогресс в исследованиях химических компонентов и фармакологической активности растений Rhaponticum imiflorum и Rhaponticum carthamoides // Китайский фарм. журнал,- 1995,- Т.ЗО, №9,- с. 522-523.

66. Сейфулла Р.Д., Вайсберг М.А., Соколов С .Я., Ким Е.К., Байрамкулов Х.Д. Влияние ратибола, ретаболила и соласодина на систему свертывания крови // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины,- 1987,- Т. III.- №4,- с. 427-430. '

67. Хомова Т.В., Гусакова С. Д., Глушенкова А.И. Липиды отходов производства «Экдистена» // Химия природ, соедин,- 1995.-№2.-с. 210-213.

68. Какпаков В.Т. Витамин-экдистероновый стимулятор пчел // Патент РФ №2034504 от 10.05.1995г.

69. Флора СССР. АН СССР. М-Л. 1936. Т.6.

70. Балтаев У.А, Галяутдинов И.В., Боровикова Е.Б., Шангараева Г.С., Одиноков В.Н Технология выделения из растительного сырья экдистероидов и их применение в пчеловодстве. // Наукоемкие химические технологии -98, /Ярославль.-19-21 мая 1998.-С. 206-207.

71. Hoffmeister H., Rufer С. Zur Chemie des Ecdysones IV. Farbreaktionen von gesattigen und ungesattigen Steroidketonen II Chem. Ber.- 1965,- V. 96,- P. 3276-2382.

72. Hoffmeister H.,Grutzmacher H.F., Dunnebeil K. Untersuchungen über die struktur lind biochemische wircung von Ecdysteron // Z. Naturforsch. В.- 1967,-V. 22В,- P. 66-78.

73. Рашкес Я.В., Абубакиров Н.К. Особенность масс-спектров экдистероидов с различным числом OR-групп // Химия природ, соедин,- 1980,- №4,- с. 518-528.

74. Koreeda М., Nakanishi К., Imai S., Isuchiga Т. Mass spectrometry studies of Ecdysone Derivatives // Mass spectroscopy.- 1969.- V. 17,- N2,- P. 669-680.

75. Боровикова Е.Б., Шангараева Г.С., Балтаев У.А. Новые фитоэкдистероиды семян Leuzea carthamoides и их роль в жизнедеятельности полезных насекомых. //Химия природ, соедин., Спец. выпуск,-1999,- с.33.

76. Borovikova Е.В., Baltayev U.A. Lesterone, a phytoecdysteroid from seeds of Leuzea carthamoides // Химия природ, соедин,- 1999,- №2,- с.205-206. (опубликовано на англ.языке)

77. Боровикова Е.Б., Шангараева Г.С., Балтаев У.А. Рапистерон D-20-ацетат86из семян Leuzea carthamoides. 11 Химия природ, соедин,- 1999,- №2.-с.207-208.

78. Kakpakov Vitali Т., Baltayev Umirzak A., Shangaraeva Guzel S., Borovikova Elena B. Ontoregiilators in honeybee life. // XXXVI th International Congress of APIMONDIA / Vancouver.- 12-18 September 1999.

79. Положительное решение от 2.06.1999 по заявке № 99104684 на „Способ снижения заклещеванности пчелиного расплода" ( Шангараева Г.С., Боровикова Е.Б., Балтаев У.А.)