Изофлавоны: получение, кислотно-основные и спектральные свойства тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГС од

>:лрк1 вськии деряавнш ушверситет

На правах рукопису

РОШАЛЬ Олександр Давидович

IЗОФЛАВОНК: ОДЕРЯАННЯ, КИСЛОТНО-ОСНОВШ I СПЕКТРАЛЬЩ ВЛАСТИВОСТ1

02.00.03 - орган1чна х1н1я

АВТОРЕФЕРАТ дисертгцП на здобуття вченого ступени кандидата хИЛчних наук

Харкав - 1993

Дисертац1я е рую

\Т1Г ио V Т 14- Г I г гЬотг\г ПХ-тртИ

¡рк!вського державного ун1Ееситету

о

г: о

НаукоЕий кер1вник - доктор хш!чних наук, професор

Орлов Валер1й Лдштрович (ХаркШський державний Ун1верситет)

Оф!цШн! опоченти - доктор фармацевтичних наук, професор

Ковальов Володимир Миколайович (Украшська фармацевтична акадешя)

Пров1дна установи - Державний науковий центр л!карських засоб1Е

на зас1данн1 спец1зл1зованог Ечеког рада (шифр Д 053.06.06) при Харк1вському державному ушверситет! (Украша, 310077, Харк1в, пл. Свобода, 4, аудитора 7-80).

3 дасертаЩею южна ознайомитися в Центральна науковШ 01блютец1 Харк1вського державного ун!Еерситету

кандидат х!м!чних наук, доцент ПивоЕаренко Василь Петрович (Ккшський деркавний уШверситет, х!м1чний факультет)

¡.¿¿¿€7210.

72Щ

¿Вгсръе^рат

1993 р.

Л.0.Слета

ЛКТУАЛЬЩСЙЪ ДОШДЖЕННЯ. Природа! 1зофдавони - б1олог1чно-актив-н! сполуки, як1 мэють широкий спектр дм на оргьШзм. Вони та IX пох1ДО праяштяють острогенну, г!пол1Шдем1чну актизнтть, а такой мають пи; карисн! властивост!, що роСить !х перспективними фармацэв-тичнями препаратами. Разом з !х практичним вимристшшям впппсав тахоз? проблема 1х хмчного анализу в рослиннШ сировгаП тч л1карсь-ких формах.

1зофлавони вэ мають спец1ф1чшп- реакцШ, як; дозволяють в!др1з-нити гх е*д 1нших флав0Е01д!пк сполук. НайважливИШ засоО.ч 1дентиф1-каци'таких рэчовин - сшктрсфотометр1я та фдуор1метр!я. Незважаючи на розвиток та вдосконманпя цих засоС1в, залишаються нез' ясованими структури абсорбц1йнпх та ем!с1йних спектр!в 1зофшавон1в, заложите: спектральних характеристик е!д наявяоет! пайСИльш розповсюджоыга м1сник1в, зм!ни люмШесцентних властивостей в процесс! 1он!заЩ1 та комшшксоу творения.

У зв'язку з иим актуальним в -вивчення х-електронно! структури 1зофлавон1в, в!днесення смуг в !х аСеор0ц1йних спектрах до в1дпо-в1дних фрагментов молекул, з'ясування йрироди смуг в ем1п1Пних спектрах. Вакливим також в вивчення структури, ст!йкост! та лш1насцентних властивостей комплексних сполук 1зофлавон1в, а також 1х кислотно-ос-новних та хроматограф!чних властивостей.

НЕГА РОБОТЫ. Теоретична та экспериментально досл1дкення природнкх. 1зофл8воШв: вивчення деяких аспект!Б IX синтезу, кислотно-основних та хроматограф1чних властивостей; ст1йкост1, структури та характеру лш$несцв1щИ -IX комплексних сполук, в1днесення та генезису смуг в -елэктроншп аОсорОЩйних та емЮШних спектрах."

НАУКОВА НОВИЗНА. Проведено досл!дження кшатики перегрупування попе-редник1в 1зофлавон1в - 2•-й-скси-а,р-епоксихалкон 1в. Вивчен! кислот-но-основн! та' хроматограф!чн1 властивост! наЯ5!лш розповс»даэта природних 1зофпввон1в та 1х пох1дних. Естановлено склад та вивчено стИМсть IX комплексних сполук.

Шляхом квантово-х!м1чних розрзхунк!в за методом Поппла- ,Пар1зера-Парра а варИованням резонансних 1нтеграл1в зв'язк{в проведено внесения смуг та виявлен! законом!рност1 форяування спектр!в незамИцено-го 1зофлавонэ, його 7-окси- та 5,7-д1оксипох1дних, а також 1х струк-турних попередаик1в - хромона та окскхромон1в. Проведено конформа-щймй анал1з молекули !зофлавона, розглянуто вплив на його спектри юглинання двогранного кута м!к фрагментами хромоновий (Ицикл - фе-ш; характеру зам1щэння бокового фен1льного к!льця, протонування та дапротонувакня молекул. Пояснена природа смуг в спектрах лЛжвсцэн-

uti нейтральних, катЧонких, ан1оняих форм !зо4шавон1в, а також IX, комплаксних сполук. Знайдена залекн!сть квантового виходу фяуорео-цэндП комплеко!в флввоно(д!в в:д ix колформацП 1 м1ри супрякешя М!Ж XJIOMOHÜBHM t фенíльним фрагментами, яка дозволяв В1др1зняти 1зо-флвзсни в!д 1ниих фенолы-шх сполук.

На основ! вивчешх спектральное дата, загфопоновано використання ряду критерпв, здатних для :дэнтиф1кацп 1зофлавон1в, в також рез-роблек! {шуоресцвнтн! метода к!льк1сного акал!зу цих сполук.

ПРШИЧ!Ш ВШСОРИСТШМ. Проведен! досл!дження ф!зико-х!м!чних параметра абсорбЩйних те ем!с1&шх спектрш, кислотно-основних та хрома-тограф!чних властивостей, ' кошшксоутворення 1зофлавошв дозволяюсь проводите якЮний ! к!льк1сний авал!з цього класу сполук в рослшшх матер! олах 1 фармацевтичних препаратах.

Розроблен! метода анал1зу впровадаен! в практику заотехШчнит: да-бораторШ науково-доол!дних 1нотитут!в ВАСГШЛ та АН Укра!ни.

АПРОБДЩЯ РОБОТИ. Ыатер!вли дисертацП Сули докладен! иа 2-1й ре-слубл1кансьв!й (м.Харк!в, 1986р), 3-!й республ!канськ1й (м. CtMjspo-поль, 1987р), всесоюзна (м, Загорськ, 1989р) конфвренц1ях молодих вчених та спец!ал1ст1в ВАСГШЛ.

ОБ'CU РОБОТИ. Дисертац1я викладена на 145 аркушах машшопленого тексту. (люстрована 26 малшками та 20 таблицами. Робота складаеться. а введения, шютьох глав, buchobkIb та списку л!тератури !з 105 найме-нувань.

В ПЕРЩИ ГЛАВ1 пршадевд сгляд л!терагури' по спектралышх методах вналЮу 1зофлавон1з у б!олог1чнах об'ектах. Коротко розглянут! метода синтезу прнродша 1зофшавон1в та tx аналоПв.

В ДРУПИ ГЛ1В1 описан! заходи ввдлення та синтезу природних 1зофла-BOKta тп )х анелопв. Для вивчення ф1зико-х1м!чних характеристик були одркаа! ':полуки, структура яких наведен! в таблиц1 1.

(Еофлэисш з резорциновою структурою к1льця В синтезували апдно за схемою, найбцьш неолшкенов до природних умов б(осинтезу цих сполук - иллг.ом оксидаШйного перегрупування а,р-опокс1халкон1в (мал.1).

У вгпадку фИОрОГЛЮЦИНОВО! стуктури к!льця А найб!льш ДОЦ1ЛЬНИМ Оуло шд!леняя 13 рослинного матер!алу. Так, сполуки 7 та S були аяяШн! а л.тод1в Boíora japonioa L. методом град!внта складу екстра-

- г -

Нал- 1. Схема синтезу Т--г! дрокси! зо»лпрон I в г епоксилалкон I и

Таблиц« 1. Структура t способи одеркання досл1джуьаних 1зофлавон1в

• - Способ* отрицания:

1-вкд1лення 1з рослии-Hot сировхяи;

2-синтез;

в-иодиф|кац|л сполук, вид Iлвних 1з рослик 4-иодиф1 кац|я, сиитв-зованих сполук.

- ас - ацетил-.

»* - бензил-,

ol - глвсозил-.

ш1 - софорхкозил-

N . \ \ Трив1альна назва Слое16 одержання

1 Н н н да1дзе1н 2, 4

г н н сн, фОрМОНОЕв Т1Н о

3 н ÖH- он, - л

4 н OB, - 4

5 н 01 сн, ОНОН1Н 1

б н Bs ' CT, - 2, 4

7 он в : н ГвН1СТв1Н 1

8 ОН ' н СП, биохан!н А 1.3

9 он н 8Г софоргасозид 1

10 OB сн. СН, 3

11 он сн, S* -

12 он Bz, BZ - 3

гуючог сумШ! ацетон-вода, Б та 8 - в1дпов!дно 1з корен!в cnonis аг-vensie ъ. I наземно! частини Trifolium pratenea' L. з використанням сери екстракШй полярними та неполярниыи розчинниками та настугагою препаративною тоякошаровою хроматограф!ею.

Для отримання поидних сполук були викориотан1 реакцм метилю-вання, Сэнзилтаання, ацэтилввання та деметилювання. АцвтшпроваШ та бензил1рован1 поидн! використан!, як аналоги природних еф!р1в 1зо-флавоШв.

Шдтвердження структура отриманих сполук проводили по смугах поглилання подвШного зв'язку, карбон1льног та г1дроксильно1 груп в ;ч-спвктрах, по форм! спектральних кривих в електронних абоорбц1йних

спектрах, по характеру флуорвсцвнип t ряду 1нших показнгаив.,

Для кожно1 речовини б у ли прор.еден1 ьим!ри довкшш хвиль максимум! в смут поглинання та qmIou в дайтрапьшй, ан!онн!й та квт!онн!й формах, розремвая! величина Стоксова зсуву » квантового виходу фшуо-ресценцп. Точнь положения смуг, що утвор^ють шюч1 на фон! штен-.сивши максимум'^, шзначали шляхом дно кратного диференц1ювання спектрально! криво!.

Вивчення к!нетики перегрупувагаш й',4'-д1метокси- та 2',4'-д1-бьнзилокси-а,р-епоксихолкон!в в поперздкшш 1зофлавошв - а-дезокси-беязо1ни показало, що навалена в л!торатург звлежн!сть швидкостэй ра-акцШ, а ТР.КОТ. виход1в а-двзоксиСэнзо!н1в та поб!чних продукт1в -флаванонол1а в!д характеру замНцэшш циклу А не дотримувться для 2-К'-окс1Шох!дних. Конфорыац!йяий розрахунок переходного стану показав, що О даному випадку при наявкост! б!льш об'емного бензилъного ваШсника споотер!гааться просторове зближення атома кисню 2-R'-ok-сагрут тв атома, що шее максимальная позитивний заряд: Це полег-oye цикл!зац1ю t утворення в!дпов!дного флаванонола. 3 1ншого боку, зроотання швидкост1 перегрупування 2 • -мэтокси-а, р-епоксихалкону напевно пов'язано з менпшш стеричними утрудившими при перемпценн! орошно! груш.

Впвченая параматр1в кислотно-основних р1вноваг (таблиця 2) (конотант протонування 1 дэпротонування) показало, що 7-г!дрокси!зо-флавони !снувть у водних розчинах одкочасно у вид! нейтрально! та анЮнво! форм, тому що ix рКа знаходиться в !цтевал1 6,94-7,21. Цим пояонюатьоя присутн!сть в спектрах 7-г1дрокси1зофлввон!в довгохвилъо-во! смуги поглинання 1 флуоресценцИ, характврних для анюна.

3 квантово-ИШчкого розрахунку виходить, .що оумарн! величшш вярядш на 07-0Н та 04, -ОН групах в основному стан! мало в!др!зня-ються один е!д одного, отке, у випадку 7,4'-д!г!дрокси-Б-й-ок-си1зофлавон!в роздМьне сизначення констант не в мохливим.

Вивчення основном! показало, що ьеличини рК,,* |зофлавон!в знахо-длться. в 1нтерввл1 в[д -1,86 до -2,46. Схокють цих величин з ана-лоПчними константами для флавонов св1дчить про майке однаковий вне-сок к!льця Б у делокал1зац!ю електронно1 щ1льност! в солях 1зофлав1-л!я } (лав!л!я. 1з одерканих даних вит!каз, що найб!льшу основнЮть мають 7-г!др:жси1зофдаво1ш, а сполуки з зам!щенои 7-г1Дроксигрупою мають менш1 про тс» юакце пторн 1 властивост!. 5-г1дрокси1зофлавони най-мвяа ссновн! i 1х рК„» за величиною дор.'вмжть рК,,» незашщено! сцолукя. Вар;свышя С,-он- зам!сник1в не призводить до статистично достлв!{«их SMtH pK„., щэ говорить про переьажання впливу. внутрпв-

ньсмолекулярного боднйвого зв'язку пор!вчкнэ з впливом 7-0и-окси-групи. 1, нарешт!, !зофлавонн з р!зним характером зам1щення 4,-0Н-групи такок мзють близьк! константа, що Шдтверджув дан1 розрахун-к1в про в1дсутн!сть значного епливу зам!стник!в бокового фен1льного к!льця на основмсть цих сполук.

В шлому, наведен! дан!. ■ демснструють добру в!дпоп1дн!сть розраховишх параметров молекул. (одержаких для основного стену за методом Поппле-Пар1зерв-Парра) 1 гтоказгапав основное! досл1д*9Них 1зо-флавошв.

В друг!й глав! розглякуто такок комплексоутворення 6-г!дрокси-1золавон!в з А1* в кэтзнол! .1 вр5 в концентрозаШй оцтов!й кислот!. Визначен! спектральн! характеристики для даного класу комплекса -квантов! виходи фдуоресцагаШ та величини Стоксова зсуву. За ; Барбанэля та "пэрехрещених кривих" остановлено склад комплвкс1в. Так, для вр, сп1Бв1дношения центральний атом : л1ганд дор!вш«* 1:1, для А1** - 1:2.

Розрахован! величини рКнвст ВРв-комш1вкс!в 5,7-д!г!дрокси!зо-флавошв. Значна ст1йк1сть останн!х дозволяв елюювати IX з хромато-грам I проводити к!льк1сний анал1з в розчинах (таблиця 2).

Важливою для 1дентиф1к8ЦП !зофлавон!в характеристикою в IX рух-ливЮть при хромагогрэф1чному розд!лен! в тонкому шар! адсорбента. У зв'язку з цим проведено вивчення хроматограф!чних властивостей !зо-флавон1в в системах розчинник!в хлороформ + метанол (таблиця 3). Як адсорбент використаний с!л!кагель. Вярахован! адитивн! показники рух-ливост! досл!джуваних сполук, групов! та сольватн! !нкремарти та я£.

Виявлэно та вивчено л!н!йну залекнють И^Та я® в!д об1 емного процентного складу рухливо! фази, що дозволяв перераховувати ^ !зо-флавон!в при переход! в!д одного сп1вв1дношвння розчинник!в до 1ншого. Пор1вняння ^ 1зофлавон1в дозволило порахувати загальн1 групов! 1нкремэнти, шо може бути використано для прогнозування хромато-граф!чних властивостей синтезованих або вид!лених 1з рослин нових 1зофлавон1в. , •

ТРЕТЯ ГЛАВА присвячена теоретичному досл1дженню електрощшх спекав поглинання (ЕСП) !зофлавон!в, хромон!в; пор!внянню результат!в розрахунк!в 3 экспериментально отриМаними спектрами та в!домими л!те-ратурними даними.

Для з'ясування структури слектр!в 1зофдавон!в було попервдньо ви-В'-оно формування та в!днесення смуг в спектрах родоначальнику ряду флавсно!д!в - хромона та його в!Дпов!дних оксипох!дних. Розрахунок

ж

9-

S

X л

V

«

я

h а Set M но

«I й«

in

xlf!

пг

Í5

?

гс i

■С О £- <Ci СО

(J) 1 П О ® (О

W г- 0J т-

Ф UJ

<*1 С7Л VO t-

ч- «fr

<Г>

8 «

Б 8 8

vf" TÍ -Í

s

it

V-

9 t-

S S О S

M п И

tO fcj C\ tn

^ lû w

C- t- l£J

t- Ш tW «I II r\ tn (Л

I I I

2*8 » »

oo

I I +1+1

m

о о с

ч »H О

• » »

§ S ?

3 я I

о о «о ih

•J м

чЧ

m «S о ш

Г" <r4 О

» »

о О о О

•н +» 1 1 +1 1 1 +1

1*Л VO

СП «ч V

m •

CNJ . OJ CJ

S £ • »

о о

m ÇTN Й

7 4

м>

О

О +1

<о

s

о

+1 i i

S

о +1 ч

ч-

о

s

+1 i s

СП

см

т!

0

я

со »

N

1

I I

£Г, Ш ¡X} tX3 ф ВЗ

S S §

ítf.tfftfe Ítf8

в 8

H H ' g

M „

g s g

BÍ

§

8

H «

о о

и

— w a и

в a я

X — « А

в а «

s о >» п

d Ч

л о >■

а * в

9 h о

ч л п

о ч — >>

■НПО

и ф U

Ф р. о

X я

Ы л л

р, я н

« —

s о о

t*T о ы

й к «

« -

. А Ь

п и

О О Ф fctí А 8 О.

«s « »ни

X « ж

s я

а

Таблиця 3.

Величина и, -100 1зофлавон1в е рууомих фазах з р1знпм сп1вв1дношвнням метанола 1 хлороформа.

!зофлавон

Об'емний процент метанола в систем! роэтиннук1Е хлорофор.', + метанол

й, К, 30 25 20: : 15 12 10 7 5 3 0

я он ОЯ 79 50 34 26 22 13 7 - -

я он ОКе 89 62 72 56' 51 47 38 22 13 -

н 0М& ОНе - - - - - 94 92 85 57 18

н ш .ОНе 70 60 42 22 11 - - - - -

он он он ээ 72 5в 42 32 26 17 . 9 Ф -

оя он С Чв 91 87 79 70 62 57 48 '38

он ОНе ОНе - - - - - -- - 90 75

он ОВг; ОВг - - - - - - - - 79 ?2

он ОН ОЭГ г;0 32 17 7 - - - - - -

он ОМе ОБГ 71 51 38 18; - - - - -

* - Нукераа1я з»м 1 с ник! е. як в таблиц! I.

спектральних характеристик 1зофлавону та хромону проводили за методом Поппла-Пар1зера-Порра з використанням стандартного набору емп!ричних парам9тр1в. ТеоретичниЯ анал!з розрахованих ЕСП проводили в два етапи: попэредньо розглядали характер локал!зац!1 та зм!нення енергП трьох верш 1х заповнених та трьох нипих вакантних спектроскоп!чно активних молекулярних орб!талей (МО) хромона 1 проводили як!сний фрагмекгарний анал!з одноелектронних збудхвнь. На другому етап! ураховували 1тшв »конф1гургтйно1 взаемодп, пор!внювали спектрох!м!чн! характеристики -числа переносу заряду та числа локал!звцП збудження. У зь язку з там. що генезис деяких багатокогаф!гурац1йних перехсд!в в ряд! випад-к(в золишався не зовсш ясйим, додатково було проведено вар!ювання р-штеграл1в-зв'язк1в хромона. Як "стартозу" структуру для вар:ювання було використано систему орто-оксибензальдвпд + подвШний зв'язок. Виб1р такот системи обумовлен тим, ио енергП та структура МО о-ок-сибензальдепда найб!льш близьки до в!дпов1дних МО хромояа.

Вар1шання проводили шляхом зм!ни значения резонансних 1нтеграл1в зв'язк1в С,-С, 1 С,-С4 в1д 0 до стандартних величин - в1дпов!дао -2,1 та -2,5 ев. Розрахунки показали, во в. процес! трансформоци МО хромона, орб!тал! о-оксибензвльдег1ду зазнають невеликих структурних та енергетичних зм!н, в той час коли МО псдв!йного зв'яэку делокал!зу-вться по во!й молекул! ! набувають структури, схоког з загальиомоле-кулярними орб!талями нафталину. Таким чином, при розгляд! ддноелэк-

урошщх збудаень вс1 перехода хромона можна розд!лити на да! груш -ррто-окст/.бекзэльдег1дн1 (БА) та загальномолокулярн! (ХР) (таблиця 4).

TsopenwiiHft анал1з споктр!в оксихромошв сказав, що характер I посл1довй1сть тареход!в в спектрах 6- та 8~оксгатох1дних в!дпов1дають ызамИцоному хромону. 5-окси-, 7-окси- та 5р7-д1оксипох1дн1 мають Ниэькоенэр1'етичн1 t X.-»,- конф!гураЩ1, що призводить, по-пер-

шё, до зм!ни посл1довност1 переход1в (И - БА, в Ш - ХР), а по-друге, до йШни виду спектральних крлвих - няяъност1 високоШтенсивного максимума в облает! 240--270 нм (Ш) та. ниэькоштенсивного плеча (И). Крш того, для таких молекул спостер1гаеться батохромний зеув довгохви-льово! смути (1), що особливо noMirao у Б-г1дрокси- та 5.7-д1пд-poKciupoMOHlB внасл!док наяввост! у них кваз!ароматичного водневого зв'язку, який призводить дс зншкеыня енерги ЫО (р, I в1дпов!дно1 кон-ф1гурацп . '

Введения в положения 2 I 3 хромона фениьного фрагмента (киьце Б), otsö, перв7.!д до систем 1зофлавону 1 флавону, призводить до ви-швенення ще двох тип!в перехода фешльних (ФЕ) та загальномолокуляр-них - !зофлавояових вбо флавонових (1Ф або ®Л). 0ск1лью; в 1зофлаво-нах (1 фтавонах) з незамщеним к!льцем Б ФЕ, 1Ф та ФД переходи мзло-ШтвнсивШ, йктуальним завдання про вплив фенШного фрагменту на переходи хромоногого бiцикла IP ! БА.

Розрахунки з вар!вванняы резонансного 1нтегралу зв'язку хромсн -фен!л - !?офлавон, Рх.,.~ флавоя) показали, що найб1льше ор1вн-

твц!я бокового фен!лыюго к!льця вшпшае на локал!зиц1ю електрокно! щ!льност1 орб!тал! "подЫйюго зв'язку", !, таким Чином, на систему молекулярних орбИалей хромонового фрагменту, на енерПв та штенсив-HlcTb ХР-переход1в в спектрах флавов!в 1 1зофлавон1в.

Наведен! вищэ дан! покаэують, що загалыюприйняте вид1лення сти-рильного хромофорного фрагменту у 1зофлавон!в t цинамо!льного у фла-UOH1B не е найкращиш б!льш правильного в!днесення мокна досягнути при використанн1 система БА, ХР, ФЕ та 1Ф (ФЛ)- хромофор1в.

Вдц спектральних кривих !зофлавон!в в1др!зцяетсн вщ граничите випалк1в, коли к!льце Б знаходиться в плотинt хромонового б!цикла, або перпендикулярно йому. ЗоьШшньо спектри !зофшавон1в под!бн1 спектрам в1длсв!дних xpowoHlB, еднак довгохвильова смуга поглинання у 1зофяавон1в складазться s двох переход1в, як у повн1стю супряхених • молекул. Проведен! ковфорыацьтний анал1з за програмою иро Model" (Serena Eoftwarf), а такох квантово-механ!чн1 розрахунки з п!дбором резонансного штегрила ßt_(. до максимального зб!гу форми розра-хованих тб експериментальних ЕСП !зофлавок1в вказав, що хромоновий

Таблиця 4. Характеристика Та ыднесення переход!в в CKèKTpâX хрсмойу i 15офяавону в ■

!нгервал! 4,2 - 5,8 эв.

* переходу ЭнерПя переходу, ев Розрахована довжина хьил! переходу, вы Сипа • бецилятору Кон$игурац!ШШ2 * склад переходу Числа локалгзаип збудхешя, % ТйП Переходу, одержаний шляхом вар!ю-вання ß

ХРОМОВ о-оксибен-зальдегид >ос<

I 4,41 281 0,157 92 а БА

п 4,93 251 0,162 67 . 32 ХР

о 5,44 288 0,257 ОДВ^.-Ю.«^. 86 14 БА

f(P—0.1) 5.68 210" 0,004 Û.Ô4** 47 53 ■

1.5) 5,75 216 0,280- 68 - 32 ХР

1(^.-2,1) 5,65 219 . 0,491 75 25 ■

I90MAB0H [ -1,5 ев, цо вПов1дав торс!йаому куту 9 Й 35* J хромон фей! л

I 4,35 285 0,189 99 1 ЕА

П 4,59 ' 270 0,440 78 22 ХР

m 4,73 262 0,005 9 91 ¿ЕЕ

У. 5,18 239 0,121 0.22£ч1. 83 17 БА

V 5,47 227 0,401 0.60^t. 90 1С ХР

• - В хромой!: Xi .1-- Xt-»i-! Xj^f * ков»1гурвдМ переход!» о-охсабензьлкдегмд - .о-оксибен»альдегкд:

Х,+ж- i ~ «OHtlrypaell л«р«ход1в о-океи6внэ»л»дег»д — .-аод»1Лвий я»'ísok-

в I304UffiBOHj: X»-»*-1 ~ «си®«гур»Ш1 переход!» хрохон - хромов: X 1 - «ен!л - хрохов.

01 цикл I феншне к!льце всупереч общеприйнятому погляду супрядает одне з одним.

ЗалежШсть потенц1йно1 енергН молекули !зофлавону в!д величини М!жллощинного кута наведена на мал. 2.

В глав! 3 також розглянуто вплив замПцення к!льця Б нг спектри 1зофлавон1в. Показано, що нвйвищою м!рою цей вплив розповсюджуетьсй на ФЕ та 1Ф переходи. 3 кв&нтово-х1м1чнйх розрахунк!в вит!кае, шо при нчявност1 в фен!льному к!льц! сильних Дойор1в або акцептср1в елек-трон1а ( -ш,, -моа) переходи 1Ф - типу можуть прйЯмати участь у форму-ванн! найб!льш довгохвильово! смуги. одержан! дай! дозволили пояснити незвячайну структуру довгохвильових ему г в експеримеит адьнйх ЕСП 4'-н!тро- та 4'-ам1но!зофлавон1в.

теоретично ! експериментально досл!гжеио вшмб на спектри погли-нання !зофлавошв процес!в IX депротонування, протонування ™а комп-лексоутворения. !

У випадку утворення анюн1в вид I структура спектрально! криво! ь значнШ м!р| залегать в!д положения юнйзовано! окейгрупи. В!дрив протона в!д 7-г1дроксигрупи не призводить до зм)ни природа довгохвильових переход 1в, а при ЮнизацП 4'-ОН групп Виникае ситуаШя, схожа з введениям донора в к1льце Б - винйказ новий довгохвильовий перех!д 1Ф-типу.

_ Максимальний батохромний зеув характврний ДЛЯ 4,-г1дроксиаШона, шо можна пояснити низько» енерпвю переходу, зумовленого переносол. заряду м(ж хромоновим 7а фен1льним фрагментами. м!н!мальний зеув характерний для 7,4,-д!г!дроксиан!она 1 зв'язаний з наявнютю заряду на обох фрагментах, що перешкоджув переносу електронно! щ^ьност! при збуджен. .. •

При протонуванн! карбон1льно1 групи спостер!гаеться значке зни-ження енарПй ус1х орб!талей хромонового бШикла. В результат! верхньою заповненою стае орбИаль фемльно! групи, 1 самий довго-хвйльовий перех!д мае Ю - характер. Другий довгохвильовий перех!д ййлежить до БА-ишу.

Вивчення спектр1в комплексних сполук 5,7-д!г!дрокси1зофлавон1в з А1" та в?, показало схож!сть и експеримвнгальких ЕСП з! опектрами протонованих 1зофлавон1в. Цэнтральн! атоми метал1в ! бора - акцептори, тому вони викликають вниженвя елехтрет '. л и!льност! на хромоновому 61-цикл! та !! перврозшуцл в ланцигу ^ и , аналопчне протонован!й

он* *о

форм!. Зб1г енерПй те 1нтенсивноетей смут поглинання, а також схо-

О 10 20 30 40 30 60 70 60 90

Ы&л.г . Зал*хм1вть *нерг|1 молвкули < ккал'молы в1д кута N1« плоскими фрагментами хроион - ф*Н1Л.

к!сть максимушв смут флуоресценцП та квантовав виход!в комплекс!в I протонованих форм Шдтверджуюгь в!днесення перехода в ЕСП. В таблиц! 4 наведен! спектроскошчн! дан1 для кошлвкс!в та протонованих фэрм. б ,7-д!г1дрокси!аофлавон1в.

В ЧЕГВЕШИ ГЛАЩ подан! результата по вивчояню природа ! структур! смуг в спектрах флуоресценцМ 7-скси- та 5,7-д!окси!зо-флавошв, !х протонованих, депротоцованих форм, а такох ксмплексних сполук.

На основ! результат^ в!дкэсення суг в ЕСП 7-окои!зофдавон!в зроблено висцовок про те, що поява фяуоресцешШ <Яфл» 466-478 нм) пов'язана з оксиОензальдаПдними фрагментами молекул. .

Досл!даэння характеру флуоресценцП 7-пдрокси- т& 7-И-окси!зо-флавошв в 1нтервал1 в1д Ц,= -8,6 до рН - 11,0 проводили у'^од!, метанол! та дюксая!. При зм!ненн! кнслотност! водних розчшв 7-пд-рокси!зофлавон1в в 1нтервал1 В1Д -6,6 до рН = 11,0 мае шсив аш-щення максимуму флуоресценцП з 425-430 нм (протонована 4ормо) до 180-510 м,; (анюн). Квантовий вих!д флуоресценцП (<рм) при : ;реход1 в!д Н0» -8,6 до рН - 11,0 спочатку дшшувтьоя, пот!м зроста8 до максимального значения при рН = 8. Подальше Шдвищення кислотност! прн-зводить до послабления випроШнювання.

Двократне диференцшвання спектрограм при р1зних рЧ та IX иаступ-

- И -

не розд!лекня на окрем! крив! дозволили видшти 1ндив1дуальн1 смуги, Йо в!доов!давть р!зним кислотио-основним формам, як! утворюються в зоудкеному стан!^ результат! проведених досл!дхань знайдено чотири основа! форми: ,

- нейтральна молекулярна форма (Н') (Х#л= 436-440 нм)* присутня не т!льки у водних та метанольних розчинах. але й в апротонному д! океан! »

- анюнна форма *) (480-510 нм), що мае !нтенсивну фяуорес-гшЦю I 1снуе в широкому 1нтервая! рН. Близкють рКа 7-г1дрокси1зо-фшавонш, одерканих спектрофото- та спектрофлуор!метричними методами говорить про гаревакно статичний механ1зм утворення анюна;

- фототаутомэр (I ) (465-470 нм}, максимальна флуоресценц!я акого спостер!гавться при рН, близькому до 7,0;

- протонована (1зофлав1л!вва) форма (С+') (425-43Е нм), яка проявлявться в розчинах концентрованих кислот.

Припущен! структури вид1лених форм в основному та збудхеному станах, схема, шо 1люструе IX взаемозв'язок приведен! на мал. 2.

"Ж

д О- •Н-5е1V

Ж'

он

Нал. . флуорвсц«нтнI форам Ъ-т1дрокси-4- -мвтокси1зофлааона ■ 64- ст»Ы: А - нейтральна форма. £ - аяЮк. В - фототаутоавр. Г - 1он 1зофлав1л1я. Д - схема ваасно-пврвтворвнн* р(»ннх фора 1»о®л*вон|» » Б„ и Б. станах-

Звертав на себе увагу аномально васоке значения Стоксова зеуву флуоресценци (Аг>Сг) нейтрально! форми, яке дор)внюв а 9490 см"'. Мокна припуститя, шо основною причино; такого зеуву, напевно, е кон-формац!йн1 зм1нй в молекул! 1зофлавона в .збудкеному стан!, зокрема, зм!ни М1КПЛ0ЩИНН0ГС кута ми хромсновим та фен1льним фрагментом. Це

- 12 и

шдтверджуеться Шдвищенням розрахованих порядк!в зв'язку ори переход! з 30 в 3, стан (Рхр.фв(30)» 0,216, РХР_Ф,(Б, )- 0,254).

Спектри флуоресценцп 7-к-окси1зофлавон1в в менш!й м!р! залежать в!д рН. Для ц!в! групи сполук була виявлена наявнють трьох флуорео-це'нтних форм - нейтрально! та протоновано!, аналопчних формам 7-пд-роксШзофлавона, а такок штенсивно флуоресцирушо! форми (Хфл* 480 им) з протоном, перенесении в!д розчинника до карбошльно! груш !зо-флавошв.

Флуорэсценц!я 5,7-д!Г1дроксц!зофлавон1в в!дсу,тня через наявнють переносу в збудженому стан! протона Св-г!дроксила до карбон!льно! групи. Будь-який процес, що призводить до зам1щення протону (комплек-соутворення) а Со до немокливост! утворення внутр!шньомолвкулярн^го водневого зв'язку (протонування) спричиняе д? появления флуоресценцп з Хтв)(% 500 им. СхоИсть мохан!зм!в протонування та комплек-соутворення шдтверджуеться 1дентичн!стю квантових виход1в I максиму-м!в смут в спектрах флуоресценцп цих форм (таблиця 5).

Пор|вняння рКн#ет, одержаних шляхом спектрофотометричного та флуор!метричного титрування говорить про статичней мэхвн!зм запалення люмШесценцН комплекса.

ОскШки в ЕСП протонованих та закомплексованих !зофлавон!в дов-гохвильова смуга в1дноситься до загальномолекулярного типу (1Ф), лхм1несцвнц!я'цих форм визначаеться переносом заряду м1ж хромоновим ! 3-фен!льним фрагментами, отже 1 величиною торс!йного кутп м!к ними. У зв'язку з тим, що мехашзм утворення Ш1 !зофлавон!в ! флавон!в практично однаковий, в робот! було проведено пор1вняння спектральних характеристик (Дг>Ст и <рм) для флавоноШв з р!зним ступенек планар-ност1. Одержан! дан1 св!дчать, до величини. Ауст и можуть вико-ристовуватися як критери для !дентиф1кац!! !зофлавошв (в!дпов1д-но 7179 см"' ! 0,7&), флаврнрлш (27" "> см"* 1 4.66*), флавонол- 3-• гл1к03ид1в (4508 см"' I 1.8558).

П'ЯТА ГЛАВА присвячена •', 1двнтиф!каци та к!льк1сному анал!зу !зофлавон1в.

На основ! описано! в попередн!х глг ах структура абсорОЩйних та ем1с!йних спектр1в !зофлавон!в, в перш!й част1Ш1 ц!е) глави даеться теоретична пояснения характеристик, як! . ран1ше використовувалися в як!сному анал!31, а також пропонуються нов! спектральн! параметри, во можна застосувати для 1дентиф1кац!1. Це величини Стоксова г.уву (установления планарност! молекул !зофлавон!в та флавошв), положения довгохвильово! смуги протонованих сполук (наявнють чи в1дсу*шсть С„- и С7-оксигруп), пели чини зсуву довгохвильово! смуги в елект^нних

Таблица 5. Спектральн! характеристики комплекских сполук 1 про^оноввних форм Б-г1дрокси1зофлавон1в.

Пох1дн1 . 1зофлавон1в Комплекс з ВР,

*з • так -аЬв » 1« е • там 11 • Ф % Лг,ст'

нм км см*1

он он £76 3,64 504 0,68 6968

он ООН, 377 3,67 504 0,72 6896

ООН, ООН, 37Б 3,69 506 0,73 7264

он оэг 368 3,75 503 0,62 7286

осн, ОБ! 369 3,72 502 1,08 7253

ОВг ОВг 374 3,70 ?>04 0,89 74015

Протоноввна форма

он ОН 374 4,13 502 0,67 6817

он ОСН. 375 3,83 504 0,65 6896

ООН, ОСН, 376 3,96 506 0,70 7485

он 031 • - - - - -

ООН, 031 - - - - -

ОВг ОВг 374 3,70 504 0.89 7406

• - Нуи*рац1я >аи1сщ1к1а. як в таблнщ 1.

спектрах при 1эн1заци 1зофлавон!в (визнвчекня присутност! пдрок сильно! групи в С,-, С4, - або одночасно в обох позиШях) 1 т.!.

В друг!й частин1, цриовячевШ к!льк!сноыу внал1зу, наведен! фах-тори, як! обумовлпоть низьку точшстъ Юнуючих, як правило, спектро-фотомет^ячних метод!в.' Дал! описан! нов! флуор1метричн! мётодшш, по-збавлэн! б1льшост! .в перераховагоа вице недол!к!в.

При визначета! к!лькост! ?-г!дроксшзофяавон1в останн! д!вю луж-них розчин!в переводять в анЮнну форму, цо маз !нтенсивну флуорео-цэнЩю. Для Б-г!дрокси1зофлавон1в таков формою в IX комплекта! спо-луки з в?1, як! мають жовту фдуорёсценц!и. Знатна ст!йк1сть цих комп-лекс!в дозволяв без розкладу елиовати !х з хроматогр8ф1чких штивок ! проводит одвочаоно ЯК1СНИ& ! к1дыс!сни& анал!а.

Для пор1вняння внкористованих рая!ае та запропонованих метод!в анал1зу в п'яий глав! наведав! ре^льтати и пор!внялышх вицро-буваяь.

В ООСПЯ ГЛАВ1 .описав! метода синтезу та вад!лення !зофлавон!в !з рослинно! сировини. Коротко описав! умова проведения вим1р1в та роз- 14 - ,

рахунки характеристик родовэгн, визначаиня складу komujwkcIb, а та кок особдивост! методик та рсзрахунков! формули. -

вшювки.

1. Вивчена кйдетика перегрупування а.р-епоксихалкошв, що ката-л!зузться в?,, в СИНТ9ТИЧН1 попередники 7-г1дроксн1зофлавон!в • а-форм1лдезоксдбедзода. Показано, що швидкють перегрупування 2»-r-окси-а,£-елсксза®даан&в егшачветься не т!льки донорною спромомистю, аде Я розм!раьш гшкшк\в в ot. -позицИ моле кули кетон!в.

Z. ВИВЧ0Н1 киедотно-основШ, спактральн! та хроматограф[чн! влас-tkboctI найб!льш розловсвдкедах прнродних 1ьофлавон1в та гх пох1Д"их. Встановлено склад та вквчека ст!Дк1ст£ ix компл&ксних сполук.

3. 3 використанням сери квантово-хмчних розрахункш проведено досл!дження генезису ; в1днеоэння смуг в ЕСП 1зофлавону, його 7-окси-та Б,7-д1оксгпоИдних, а такой tx отруктурних попередник1в - хромона та oKcmcpoMOHlB. Показано, що спектр (зофлавону складаеться з чоти-рьох тиШв смуг, шо ,в1дносяться до о-оксибвнзальдег!дног частини хро-моноеого фрагменту, до всього хромонорого фрагменту, бокового фе-н1льнс!ГО к!льця та молекули 1зофл9вона в Щлому. Аналопчна структура ЕСП також характерна для молекул флавон!в. Встановлено наявнють дво. р1зновид1в ЕСП 1зофлавон1в та хромок!в в залежносм в!д розташування оксигруп в хромоновому б1цюШ. Спектри 6-okck-, 8-окси- та незам!-C9H0I сполук. .мають форму та порядок розташуеаназ смуг 1нший, Htx у ,5-окси-, 7-окси- та 6,7-д1оксипох!дних.

4. Двома незалежнкш засобяда зробдедо коцформаШйний акал!з не-замПценого '7-окси- та 5,7-д1ак<да1эо4ц!$водйз,. Остановлено наявнють супряжэння uix хромоновим й фв}11 льдам ¡йрашедавмп молекул, визна-чено кут .в1дхилення молакуяи дайд дяда .ж>ст,1, дкий, ,в залекност! в!д характеру зам1оник!в ® «U&ut ¡Б аи№юш>ся :в(д 30 до £0*.

5. Вивчено вплив двцрскгонувйиня, .цротонування, комплаксоутворешю на спектри поглинання Лзофадваяф. ¡Показано схсщють тцес!в, до проходять при приеднанш протону чи a-, hib р- i а-елеменив, визи-ваючого анадог1чн! зм1ни в ЕСП цротонованих та комплексних сполук.

6. ¡йквчвно генезис смуГ .в спектрах флуоресценцп 1зофлавон1в, ix катЮнних, анюкних форм та комплексных сполук. Визначан! к!льк!сн( спектрально-лшШесцентн! характеристики пврел(чених форм.

7. Запропонован! та експер!ментально Шдтверджвм кр1терП вико-ристання .спектральних та хроматограф1чних характеристик !зофлар-ч1в в як1сному та к!льк1сному анал!з! цих сполук. РозроСленг метода к1льк1с-

ного анализа 1зофлавон1в в' рослинн!й сйровип! та продуктах и перерс ки.

Основний зм1от дисертацп викладено в таких публШаШяхг

1 Рошаль А.Д. Качественный анализ изофлавонов обезвоженной лю дерновой муки//' Научно- техн. бюлл. УШИЛ.- 1986.- N 20.- с.32-37.

2. Рошаль А.Д. Сравнительная оценка подвижных фаз при тонкослойной хроматографии изофлавонов// Тез. 2-ой республ. неучи.- произв. конференции молодых ученых и специалистов, г. Харьков.- 1986.0.157.

3. Рошаль А.Д., Еедек М.С. Сзособ определения изофлавонов в растите лыих материалах// Авт.свид. N 1414111, Бюлл. откр. и изобр.-1988.- Я 28.

4. Рошаль ¿.Д. Способ определения формононетина в растительных материалах// Авт.свид. N 1409938, Бюлл. откр. и изобр,- 1988.- н 26.

5. Рошаль А.Д., Циновый В.И. Хроматографические свойства эстро-гегашх изофлавонов и их определение в растительном сырье// Научно-техн. бюлл. УНИИП.- 1987.- N 22.- с.29-34.

6. Рооаль А.Д., Циновый В.И., Орлов В.Д. Способ количественного определения 5-гидроксиизофлавонов// Авт.свид. и 1576859, Бюлл. откр. и изобр.- 1990.- и 25.

7. Рошаль А.Д., Циновый В.И. Флуоресцентный анализ фитоэстро-геиов// Научно-техп. бюлл. УШИЛ.- 19В9.- N 26.- с.30-35.

8. Рошаль А.Д., Циновый В.И. Метода анализа Ситоэстрогенов в ра-ОгИтельнкх материалах. Методические рекомендации/ г.Харьков, 1989.-36с. ^