Получение и физико-химическое исследование масла семян Arctium tomentosum Mill. тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

ИБРАГИМОВ ДИЛШОД ЭМОМОВИЧ

ПОЛУЧЕНИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАСЛА СЕМЯН ARCTIUM TOMENTOSUM MILL.

02.00.03 - Органическая химия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

Душанбе 2004

Работа выполнена на кафедре органической химии Таджикского Государственного Национального Университета.

Научные руководители: доктор химических наук, профессор

Халиков Ширинбек Халикович.

кандидат химических наук, доцент Алиева Савлят Валиевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Исобаев Музафар Джумаевич

кандидат химических наук, доцент Расулов Солех Атоевич

Ведущая организация: Таджикский Государственный

Медицинский Университет, кафедра «Биоорганической и физколлойдной химии».

Защита диссертации состоится «29» декабря 2004г. в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 047.003.01 при Институте химии им. В. И. Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063 г. Душанбе, ул. Айни, 299/2 E-mail: guli@ac.tajik.net

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им. В. И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан «27» ноября 2004г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Касымова Г.Ф.

2005-4 4705

шмъ

Актуальность темы.

Создание новых высокоэффективных способов получения медицинских препаратов из растительного сырья и продуктов их переработки является одним из важнейших направлений развития химико-фармацевтической промышленности.

Продукты растительного происхождения таят в себе неисчерпаемый запас простых и сложных по составу органических компонентов. Изучение природных белков, ферментов^ витаминов, гормонов, алкалоидов, антибиотиков и.тд. свидетельствует о важной роли этих компонентов в жизнедеятельности живых организмов. Многие природные вещества имеют значение для развития теоретических представлений в органической и биологической химии. Они также являются удобным моделями при синтезе органических соединений. Важной проблемой на сегодняшний день является выделение и изучение биологически активных веществ.

Однако строение природных веществ не может рассматриваться вне связи с источником их получения. Поэтому, извлечение биологически активных компонентов из расте*1ий, требует применения особых химико-технологических способов или индивидуальной разработки точных методов.

Особый интерес для исследователей представляют производные двухатомных и многоатомных фенолов, присутствующие в заметном количестве в маслах дикорастущих растений, и придающие им особые свойства. Немаловажное значение в маслах имеет состав триглицеридов, играющих существенную роль в их высыхаемости и накоплении полезных биологически активных компонентов. 8 связи с этим, проблема выделения и исследования новых органических компонентов из неизученных растений, остается важной и актуальной.

Целью работы является экстракция масла из семян дикорастущего растения Arctium tomentosum Mill.-лопуха большого, произрастающего в Таджикистане и исследование его химического состава, физико-химических и биологических свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачиг ■

f чнммммммаа^^мм

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА ^Bmptfff

зооОгк

- изучить динамику накопления масла в семенах дикорастущего растения АЛотепКишп в природных периодах: плодоношения, перед полным созреванием и после полного созревания;

- провести экстракцию масла из сухих перемолотых семян органическими растворителями;

- определить степень высыхаемости выделенного масла;

- определить эфирное, кнелотное, йодное и число омыления масла;

- провести качественную и количественную оценку выделенного масла с помощью хромате графического анализа;

- разработать способы количественного определения фенольных соединений в масле титриметрическим, потенциометрическим и Гравиметрическим методами анализа;

- изучить физико-химические свойства полученного масла и его компонентов.

Научная новизна работы;

- Мтервые исследован химический состав масла, из семян лопуха, произрастающего в Таджикистане, изучена динамика накопления МасМ % периодах созрзшм* семян и определено изменение ШМйбНентного состава масла в переходных периодах;

- разработана новая методика определения кислотного и фейбЛьного числа для фенолеодержащих масел;

-ЪНервые осуществлен Фйгойоб выделения пирокатехина из масла с помощью колоночной хроматографии на целлюлозе и осаждением из раствора; титриметрическим и потенциометрическим методами определено количестве пирокатехина в масле;

- разработай«-оптимальные варианты хроматографического (ТСХ) разделения компонёДОов масла «й алкалоиды, фенолы, триглицериды, витамины, свободные жирные кислоты и флавоноиды;

Практическая значимость работы:

* изучен химический состав масла лопух*, произрастающего в Таджикистане, и устайоЪлены противовоспалительные и антисептические свойства его составляющих компонентов.

• разработанные методические подходы мсйугбыть применимы для выполнения аналогичных исследований с другими видами растений.

• разработанный новый способ определения суммы фенольных соединений в масле АЛотепКкит, посредством титрометрии, константа «фенольное число» (ФЧ), может быть использован как универсальный метод для определения содержания фенолов в растительных маслах.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на научно теоретической конференции, посвященной 10-летию независимости Республики Таджикистан (Душанбе, 2001г.); Республиканских научно-теоретических конференциях молодых ученых Республики Таджикистан (Душанбе, Ходжент, 2001, 2002 и 2003гг.); Республиканской конференции «Достижения в области химии и химических технологии» (Душанбе, 2002г.); Республиканской конференции «Актуальные проблемы производства лекарственных препаратов на основе лесного сырья» (Душанбе, 2002г.).

Публикация.

По материалам диссертации опубликовано 7 статей, 3 тезиса докладов и 2 авторские заявки.

Структура и объём диссертации.

Диссертация изложена на 103-х страницах машинописного текста, состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, списка цитируемой литературы, включающего 107 источников, содержит 23 таблицы и 17 рисунков.

Основные результаты н обсуждение

1.1. Определение масличностн с^мян АЛотепймит .

*

Лопух большой (АЛотепи^шг) относится к семейству сложноцветных растений (Сотров^е 01веке) и произрастает на территории Таджикистана. Составные части масла семян лопуха в народной медицине используются для лечения разных заболеваний. В составе коры и листьев растения обнаружены следующие химические компоненты: инулин, производные кумарина,

сигмастерон, пальмитиновая и олеиновая кислоты, дубильные вещества и жирные масла.

Однако сведения о химическом составе семян лопуха в научных публикациях отсутствуют. Поэтому, необходимо было изучить динамику образования масла лопуха в фазах: плодоношения, перед полным созреванием и в период после полного созревания семян; так как, при каждой фазе может происходить изменение химического состава преобразующего масла.

Масло из семян выделяли методом экстракции в аппарате Сокслета с использованием экстрагентов: хлороформ, этилацетат и н.гексан. Экстрагированию подвергались молотые семена, собранные в период плодоношения перед полным созреванием и после полного созревания. В результате получали масло темно-коричневого, коричневого и жёлто-коричневого цветов.

Для определения масличности семян использовали два метода: Рушковсюого и метод Сокслета. Результаты масличности семян, полученные двумя методами, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты масличности семян лопуха.

Семена собранные в период: Экстрагент Масличность (%)

Метод Сокслета Метод Рушковского

плодоношения хлороформ 10,2 11,7

перед полным созреванием хлороформ 14,8 153

после полного созревания Этилаце-татн.гексан хлороформ 17,6 12,0 18Д 18,0 12,3 18,6

Отличие в масличности семян заключается в сохранении летучих компонентов в масле, которые были определены по разработанной нами схеме:

С=А-В

А - процентное содержание масла по методу Сокслета В - процентное содержание масла по Рушковскому С - количество летучих компонентов (в %)

Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание летучих компонентов в масле.

Масло из семян собранных в период: Содержание летучих компонентов (%) Эксграгент

плодоношения 1,3 хлороформ

перед созреванием 0,5 хлороформ

после созревания 0,4 хлороформ

0,6 этилацегат

0,3 н.гексан

Количество компонентов выделенных хлороформом и другими растворителями в масле отличаются, вследствии полярности и сродства растворителей к летучим компонентам.

П.2. Физико-химические показатели масла семян лопуха.

С целью определения суммы компонентов и характеристики масла изучали его физико-химические константы: температура плавления (т.пл.°С), температура застывания (т.заст.°С), плотность показатель преломления [л]", йодное число (ИЧ), кислотное число (К.Ч.), эфирное число (ЭЧ), число омыления (40) и фенольное число (ФЧ). Фенольное число является новой характеристикой впервые разработанной нами и предлагается в качестве химического константа для количественного определения суммы фенолов в маслах.

Температура плавления и застывания масла, экстрагированного хлороформом, равны 19-20 и 17-18°С, соответственно; экстрагированное этилацетатом 17-18 и 16-16, 5°С, ан.гексаном 16-16,5 и 14-15°С, соответственно. Хотя аномалия в этих

значениях не высокая, однако можно предполагать, что основную роль в этом играют глицериды содержащие в своём составе остатки свободных жирных кислот.

Плотность и показатель преломления также определяли по известным методам. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Показатели преломления и плотности масла лопуха.

Масло экстрагированное из семян, собранных: Экстрагент и: ы: Йодное число гМООг

в период плодбношения хлороформ 0,7936 1,4742 4,7

перед полным созреванием хлороформ 0,7736 ' 1,4745 13,5

после полного созревания этилацетат 0,7515 1,4747 21,7

н.гексан 0,8200 1,4747 37,1

хлороформ ? 1,4738 14,0

Как видно из таблицы значения [¿Л " и [и] " находятся в обратной пропорциональности и зависят от ИЧ, а не от плотности.

Йодное число (ИЧ), свежи выделенного масла из созревших семян лопуха хлороформом равно 14, а ИЧ хлопкового масла 95. Масло из семян лопуха, экстрагированное н.гексаном имеет ИЧ 37,1. Такое высокое значение указывает на количество двойных связей непредельных кислот присутствующих в составе триппщеридов масла.

Кислотное число (К.ЧЛ определяли методом потенциометричесюго титрования с использованием изопропилового спирта. Результаты приведены в табл. 4.

Таблица 4.

Кислотное число масла из семян лоп} ха, полученного экстракцией хлороформом, этилацетатом и н.гексаном.

Образцы масла, экстрагированного: 1 К.Ч. мг КОН/г (х;) Среднее К.Ч. мг КОН/г (х) Отклонение от среднего результата (х;-х) Среднее отклонение (<1)

39,7 0,2

хлороформом 39,1 39,8 39,5 0,4 0,3 0,3

31 0,06

этилацетатом 31,2 31 31,6 0,14 0,06 0,08

3,1 0,04

н.гексаном 3.0 3.1 3,06 0,06 0,4 0,046

н.гексаном с вы- 4,2 0,07

держкой до 1- , 4,5 4,27 0,23 0,16

ого года. 1 4,1 0,17

X, - результаты трех измерении К.Ч.

Х- среднее значение К.Ч.

К.Ч. масла, экстрагированное хлороформом и этилацетатом, в 1012 раз превышает К.Ч. масла, экстрагированное н.гексаном. К.Ч. масла из семян лопуха по своим показателям резко отличается от К.Ч. растительных пищевых масел (хлопковое, соевое, подсолнечное и тд.), причина которого заключается в повышенной концентрации фенолов содержащихся в масле: Присутствие пирокатехина в масле обнаружили качественной реакцией раствора масла с РеС13 и КаС03 в изопропаноле (зелёно-изумрудная окраска)

Определение К.Ч. Фенол содержащих масел. Для точного определения К.Ч. масел, содержащих фенолы больше нормы, был разработан способ, сущность которого заключается в блокирование карбоксильной функции свободных жирных кислот присутствующих в масле, оставляя свободным ЮН группу фенолов. Таким реагентом служит N. N % дициклогексилкарбодиимид (ДЦГКД), который вступает в реакцию образования сложноэфирной связи с карбоксильной группой кислот, оставляя незатронутыми гидроксильные группы пирокатехина, обладающие слабыми кислотными свойствами. Реакция протекает по схеме:

К.-СООН +< >—Н=С=Н

/«-О

К—ООО-с Г

К.Ч. определяли по предлагаемой формуле:

(У,-У0«)-(У2--У0«)№Э.К

К.Ч. =

g

V,— объём щелочи пошедшей на титрование масла в отсутствии ДЦПСД(мл);

У2— объём щелочи пошедшей на титрование масла в присутствии ДЦГКД(мл);

У0*, У06— объём щелочи в холостом опыте (мл);

N— нормальность титранта;

Э— эквивалент титранта;

К— фактор пересчёта;

g— навеска масла (г).

Приемущество данной формулы заключается в том, что определение К.Ч. по общепринятым способам не учитывает присутствие фенолов в масле, которые одновременно титруются с жирными кислотами, искажая истинную величину К.Ч. масла.

Фактор пересчёта (К) вычисляют по формуле:

К =N46 где N - нормальность раствора титранта;

В - поправочная величина.

Полученные результаты К.Ч., вычисленные по предлагаемой формуле и ранее известной методике, приведены в табл. 5.

Таблица 5

К.Ч. образцов масла Arctium Toroentosum Mill (лопуха).

Масло экстрагированное: Экстрагент К.Ч. (мг КОН/г)

По известной методике По предлагаемой методике

н.гексан 3,06 9,98

после полного созревания этилацетат 31,6 7,8

хлороформ 39,7 8,2

перед полным созреванием -II- 41,0 10,1

в период плодоношения 44,2 13,6

хлопковое масло* -II- 2,9 2,3

оливковое масло* (из

импортной упаковки) - 2,0 2,0

* К.Ч. хлопкового и оливкового масла взяты для сравнения.

Эфирное число (ЭЧ) и число омыления ГЧО) определяли по традиционным методам (таблица б).

Таблица 6.

Число омыления и эфирное число масла из семян лопуха

Масло экстрагированное: ЭЧ(мг КОН/г) ЧО (мг КОН/г)

хлороформом 240 280

этилацетатом 227,4 259

н. гексаном 259,9 263

Определение «фенольного числа» (ФЧ) масла, в качестве новой химической константы, было предложено нами для определения количества пирокатехина в масле семян лопуха и других растительных маслах. Ранее известный титрометрический способ определения фенолов, заключающийся в реакции между фенолами и йодом, где водород гидроксильной группы фенола обменивается на йод, не применим для определения фенолов в маслах, из-за косвенного взаимодействия йода с двойными связями свободных жирных кислот присутствующих в маслах.

На основании проведённых опытов с различными маслами вывели общую формулу для вычисления ФЧ. масел с точностью ±2%.

(V—У0)М.Э.К

ФЧ = -

в

где, V,—объём щелочи пошедший на титрование при навеске масла (мл).

У0— объём щелочи в холостого опыта (мл);

N— нормальность титранта;

Э— эквивалент титранта;

К— фактор пересчёта;

%— навеска масла (г).

Следует отметить, что карбоксильные функции свободных жирных кислот, присутствующих в масле, блокировались ДЦГКД, согласно ранее приведённой схеме

П. Хроматографический анализ и фракционирование масла на отдельные компоненты

ПЛ. Определение компонентного состава масла методом хроматографии (ТСХ)

Для визуального анализа и количественного определения химических компонентов масла использовали ТСХ, бумажную и колоночную хроматографию в различных системах растворителей.

На рис. 1. приводится ТСХ масла в четырёх хроматографических систем.

$ • 1 8

• • • •

• • • • |

• • ! 1 •

а б ■ г

Рис. 1. ТСХ масла семян лопуха в различных системах (проявитель-пары йода для а, б, в и спиртовый раствор нигидрина для г), на пластинах ЦУ % силуфол (Чехословакия)

а, г) хлороформ - этилацетат (1:1)

б) хлороформ - метанол - аммиак (2:1:0,1);

в) хлороформ-метанол-укс. к-т (1:1:0,1)

ТСХ анализ показывает, что в составе масла содержится не менее восьми химических компонентов в разных соотношениях.

На хромотограмме (г), проявленной нигидрином, проявляется три чётких пятна свидетельствующих о присутствии трёх азотсодержащих компонентов.

П.2. Хроматографическое разделение масла на отдельные химические компоненты

Для фракционирования использовали хроматограф ЬСВ (Швеция) с УФ— детектором с различными сорбентами (ЬН — 20, оксид алюминия, порошковая целлюлоза). Лучшие результаты получили с порошковой целлюлозой (0,1—0,2 мм). Колонка была наполнен» целлюлозной суспензией с последующим пропусканием через неё масла: Фракции отбирали впробиркипо5млсгк»ющьюавтомашчесного коллектора, при длине волны 270 и 430 им. На рис. 2 приводится хроматография масла в виде кривых элюиции при 430 нм.

Рис.2 Хроматографирование на колонке с целлюлозой при X 430 нм, элюент хлороформ

-Ь \=27Пнм

Рис.3 Хроматографирование на колонке с целлюлозой при \ 270 нм, элюент хлороформ

На Рис. 3 приведена хроматография при длине волны 270 нм фракции I, П, Ш, собранных по 40,90 и 55 мл. ТСХ анализ фракции I показал смесь двух веществ. Фракции II и Ш имели по четыре и три компонента, соответственно. Цветные реакции, с растворами РеС13 и Ка^С^ на присутствие фенолов показали, что фракция I содержит пирокатехин. Обработкой реактивом Драгендорфа обнаружено присутствие алкалоидов в фракции Ш. Проверка фракции II на присутствие жирных кислот, с бромфеноловым, синим, и витаминов (Р, Б. В, С, О) дали положительные результаты.

Аналогично проводили цветную реакцию также с фракциями А, Б, В и Г. (рис. 4).

Рис 4. ТСХ анализ фракции А, Б, В и Г.

ТСХ анализ показал, что фракция А состоит из ппицеридов, фракция Б из пирокатехина, а В из жирных кислот и витамина Р, фракция Г из алкалоидов. На рис. 4 приведен ТСХ анализ фракции А, Б, В и Г в системе хлороформ - зтилацетат (1:1) (йод).

III.3. Выделение и идентификация отдельных компонентов масла семян лопуха

Ш.3.1. Выделения и идентификация пирокатехина

а) Качественная реакция на пирокатехин

При действии спиртового раствора FeCl3 на раствор масла в изопрапаноле, появляется зелёно-изумрудная окраска, которая при добавлении раствора Na2C03 переходит в красный цвет.

б) Количественное определение пирокатехина

Использовали колоночную хроматографию, титрометрический и метод осаждения пирокатехина из раствора масла. Масло пропускали через колонку наполненную порошковой целлюлозой с последующим элюированием хлороформом четырёх фракций (1.2.3.4). Пирокатехин присутствовал во фракции (2) и был выделен с выходом 22-23%.

Следующий способ определения пирокатехина в масле заключается в визуальном титровании раствора масла щелочью в изопропаноле, после блокирования карбоксильных групп свободных высших, жирных кислот ДЦГКД. Содержание продукта в масле 23%.

Третий способ количественного определения пирокатехина заключается в осаждении пирокатехина из масла растворённого в гептане при -3, -5гС, выход которого 23%.

Выделенный пирокатехин был идентифицирован с эталоном-пирокатехином; т. пл. 104-105еС(лит. 105еС). УФ-, ИК-, и Масс-спектры выделенного пирокатехина из масла были идентичными со спектрами оригинала взятого для сравнения (УФ X ш 215нм и 275,5нм, Ж- 3670-3580, 3400-3500 см~' Масс спектр, M/Z 110 (ш+), Ш (6,9), 92 (П,П), 81 (9,8), 64 (29,5), 63 (12,0), 55(6,8), 39 (4,4) 27 (4,8)).

На рис. 5 приведён ИК-спектр пирокатехина, выделенного из семян лопуха.

8060 40 20- 1-1 ■ | л ( Г 1 п ' 1 Г7-1 Т^! ШзШнЕфгс^е« 1 Ч ц м.9 ■ 1 I ф -р;:«- ш -с Ж а. кьф П . ¡1 , 4 Г Г! 11 Г инк-^

-г • - • 1 1 1 1 35 30 25 20 15 10

Рис. 5. ИК — спектр пирокатехина.

Ш.3.2. Выделение и исследование триглицерида из фракции А

Фракцию А (Рис. 2) разделяли хроматографигески на УФ-силуфоле в системе хлороформ - зтилацетат и хлороформ — метанол укс. кислота с последующим выскабливанием двух продуктов из хромотаграфической пластинки с 0,93 и 0,9. В ИК— спектрах присутствуют полосы поглощения в области 1750 -1740 см"1 и 1730 -1710 см-1, относящиеся к сложноэфирным связям (рис. 6) птицеридов.

Рис. 6. ИК — спектр глицерида из фракции А. 16

Для уточнения, выделенный глицерид гидролизировали при 80еС (КОН в спирте) до освобождения связанных кислот и проводили качественную реакцию с раствором бромфенолового синего которая подтвердила наличие свободных кислот. Хроматографирование гидролизата с последующим выскабливанием веществ и их идентификация указывали на присутствие пальмитиновой, олеиновой и бегиновой (докозангексановая) кислот. Т. пл и показатель преломления также соответствовали эталонам.

П1.3.3.Выделение и исследование свободных жирных кислот и витамина Р из фракции (В)

Фракцию (В) разделили на колонке с порошковой целлюлозой (0,1 — 0,2мм), элюентом служила смесь хлороформа и бутилацетата (1:1). В результате получили'две фракции (а, б) в кристаллическом виде. Анализ ТСХ показал, что фракция (а) содержит два компонента, а фракция (б) один компонент. Качественная реакция с бромфеноловым синим в спиртовом растворе подтвердила содержание свободных кислот во фракции (а). Физико-химическими методами анализов определяли присутствие витамина Р (рутин) во фракции (б). Фракцию (а) хроматографировали на пластинах УФ%силуфолом и выскабливали продукты из пластинок. Анализ показал наличие свободных кислот: олеиновой (1,3%) и стеариновой (0,6%). Наличие витамина Р (0,3%) устанавливали по температуре плавления 188-190°С, ПМР — спектру (рис. 7). [л]" ( метанол) и коэффициентам распределения (Я,.) в разных системах (а,г), б, в, (рис. 1, стр. 11), которые соответствовали К,. 0,50,0,40 и 0,62.

При идентификации витамина Р (рутина), определяли время выхода

Рис. 8. Время выхода витамина Р из колонки (—) и эталона (—)

Ш.3.4. Выделение алкалоидов из глицеридов фракции (Г)

Фракцию (Г) обрабатывали метанолом, нерастворимую часть отделяли и исследовали методами ТСХ, УФ— и ИК — спектрометрией. Установили, что выделившийся осадок содержит смеси глицеридов; УФ X«, 290 — 350нм, ИК — 1200, 1500, 1550, 1800, 2700, 3000 и 3400 см1. Проводили гидролиз смеси с последующим хроматографированием на силуфольных пластинках и выскабливание продуктов.

Установили присутствие олеиновой 17,2% (т. пл. 13-14°С), стеариновой (н-октодекановая) 12,7% (т. пл 69-71°С), пальмитиновой (н-гексодекановой) 24,0%(т. пл. 63-64°С), линолевой 2,1 % (т. пл -5,-4 °С), линоленовой 3,0% (т. пл. -1II -10°С), арахиновой (эйкозановая) следы(т. пл 76-77°С) и бегеновой (докозангексановая) 12,0%(т. пл 82-83°С) кислот. Идентичность кислот устанавливали сравнением

значений (табл. 7), [л]", ИК — и УФ — спектров.

Таблица 7.

Коэффициент распределения выделенных связанных кислот состава масла.

Название. Формула Ri Система

Олеиновая кислота СН3(СН2)тСН=С ЩСНУтСООН 0,82 хлороформ: метанол: уксусная кт-а (Г2:0Д)

0,50 амиловый спирт вода (2:1)

0,70 иэоамиловый спирт: метанол: вода (1:2:1)

стеариновая (н-ок-тодекановая) кислота СН,(СН2)16СООН 0,32 хлороформ, метанол: уксусная кт-а (1:2:0,1)

030 амиловый спирт вода (21)

039 иэоамиловый спирт метанол: вода (1:2:1)

пальмитиновая (и- гексодеканрвая кислота) CH3(CH2)uCOOH 0,10 хлороформ: метанол: уксусная кт-а (1:2:0,1)

0Д5 амиловый спирт, вода (2:1)

0,37 иэоамиловый спирт: метанол: вода(1:2:1)

линолевая CHj(CH2)<CH=€ НСН2СН=СН(СН 2>соон 0,72 хлороформ: метанол, уксусная кт-а (1:2:0,1)

0,50 амиловый спирт вода (2-1)

0,42 иэоамиловый спирт метанол: вода (1:2:1)

линоленовая СН3СНСНСН2С H=CHCHjCH=C Н(СН2)тСООН 0,70 хлороформ: метанол: уксусная кт-а (1:2:0,1)

0,62 амиловый спирт, вода (2:1)

0,50 иэоамиловый спирт метанол: вода(1:2:1)

арахиновая (эй-козановая кислота) СН,(СН2)„СООН 0Д2 хлороформ: метанол: уксусная кт-а (1:2:0,1)

0,37 амиловый спирт вода (2:1)

0,58 иэоамиловый спирт метанол: вода (1:2:1)

бегеновая (доко-зангексановая кислота) СНз(СН2)»СООН 0,62 хлороформ: метанол: уксусная кт-а (1:2:0,1)

0,59 амиловый спирт вода (2:1)

0,40 иэоамиловый спирт метанол: вода (1:2:1)

Растворимую в метаноле фракцию пропускали через колонку с силикагелем и элюировали смесью метанол : хлороформ (1:1), получили две фракции содержащие алкалоиды. Первая, с т.пл. 195 —4 97$С, соответствовала псевдопальмитину (C^H^NOJ 0,67%: УФ - спектр ^ 280 - 360 нм), ИК - спектр (3500,2780,1740,1250 см"'), Масс -спектр M'Z 353,352,336,323 и 311ЯМР—1,18(3 н.д. СИ, — СИ); 2.46 (ЗН, с NHj); 4,04 (1Н, М, Н3,3); 5,6 (1н, М, н - ва); 6,95 (1 н, м 2Н = С); 4,76 (1Н, М, Н-7а).

Вторая фракция, кристаллическое в-во (0,23%), с т. пл 180 — 184°С, из-за неоднородного состава не была исследована.

выводы

1. Определены маслнчность и физико-химические константы масла из семян Arctium Tomcntosum Mill (лопух), полученное экстркцией хлороформом, этилацетатом и н.гексаном. Изучена динамика накопления масла в семенах Arctium Tomentosum Mill (лопух), а также выяснены изменения химического состава при созревании семян.

2. Изучена высыхаемость выделенного масла лопуха в зависимости от содержания в нём химических компонентов и природы используемых при экстракции растворителей.

3. Разработан новый способ определения кислотного числа (К.Ч.) для фенолсодержащих масел.

4. Выявлена новая константа - «фенольное число», физический смысл которой заключается в определение суммы фенолов по количеству мг/КОН в 1 г исследуемого масла.

5. Получены и идентифицированы из масла семян лопуха пирокатехин, витамин Р, алкалоид псевдопальмитин и глицериды, а также разработаны способы количественного определения данных компонентов хроматограф^ческим, титриметрическим и потенциометрическим методами.

6. Показано, что ЫЛЧ-дициклогексилкарбодимид можно использовать для блокирования свободных карбоксильных групп жирных кислот в масле, с целью определения фенольных компонентов, методом титрования функциональных групп фенолов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Холиков Ш.Х.; Алиева C.B.; Ибрагимов Д.Э. Определение кислотного числа масла семян лопуха (Arctium Tomentosum Mill) методом потенциометрии //ДАН РТ 2004. Т47 № 1-2 С.35-41.

2. Ибрагимов Д.Э.; Ш.Х. Халиков. Хроматографическая характеристика экстракта семян Arctium Tomentosum Mill (лопуха). / / Мат. первая науч. конф. молодых учённх ТГНУ (сборник научных статей). Душанбе, 2001. С.37-40.

3. Ибрагимов Д. Э.; Юнусов С. М. к вопросу о масличности семян. Arctium Tomentosum Mill. II Молодые учёные и современная наука, вып. №3 (сборник научных статей) Душанбе, 2003. С.58-64.

4. Положительное решение на патент РТ, по заявке №02000860 от 14.04.2003 г «Новый способ определения фенолов в растительных маслах».// Ибрагимов Д. Э.; Халиков Ш. X.; Алиева С. В. опубликовано23.07.2003

5. Ибрагимов Д. Э.; Халиков Ш. X. Характеристика масла семян Arctium Tomentosum Mill (лопух). II «Молодежь и размышление о мире» (сборник научных статей), Душанбе, 2001. С.283-285.

6. Ибрагимов Д. Э., Физико-химические константы масла семян лопуха.// Молодые учёные и современная наука (сборник научных статей). Душанбе, 2001. С.33-37.

7. Халиков X.; Ибрагимов Д.Э. «Экстракция масла из семян Arctium Tomentosum Mill (лопух) и исследование его химического состава». // Мат. науч. юонф. «День науки». Душанбе, 2001. С.71-72.

8. Положительное решение на патент РТ, по заявке № 02000732 от 04.11.2002 г. Способ выделения пирокатехина из фенолсодержащих масел. Холиков Ш.Х.; Алиева C.B.; Ибрагимов Д.Э. опубликовано 07.03.2003.

9. Холиков Ш.Х.; Алиева C.B.; Ибрагимов Д.Э. Пирокатехин из масла семян Arctium Tomentosum Mill //ХПС АН Узбекистана №6. Ташкент, 2004. С.62-64.

10.Холиков Ш.Х.; Алиева C.B.; Ибрагимов Д.Э. Выделение и изучение маела семй# дикорастущего растения «лопух» Arctium Tomentosum MïlW Республиканская конф. «Достижения в области химии и химичекой технологии». Душанбе, 2002. стр. 113-116.

11. Холиков Ш.Х.; Алиева C.B.; Ибрагимов Д.Э. к вопросу о химическом составе масла семян Arctium Tomentosum Mill.// Мат. респ. конф. «Актуальные проблемы производства лекарственных препаратов на основе местного сырья». Душанбе, 2002. С.62-64.

12. Ибрагимов Д. Э., Хроматаграфическая характеристика.// Мат. науч. конф. «День науки». Душанбе, 2002.67-69.

Сдано в печать21.11.2004. Бумага офсетная. Печать офсетная. Формат60x84 1/16. Объем 1,2 п. л. Гарнитура "Птеэ пе\¥ Яотап. ЗаказЛ* 17. Тираж 100 экз.

Издательство «Аржанг» г. Душанбе, проспект Рудаки, 34 Тел: 27-95-36 E-mail: arjaitg@mail.ru

РНБ Русский фонд

2005-4 4705

Список сокращений.

Введение.

I. Литературный обзор

1.1. Химический состав, структура и свойства жирных растительных масел.

1.2. Выделение и исследование растительных масел.

1.3. Идентификация фенольных соединений.

IL Результаты и их обсуждение.

II. 11 К вопросу о масличности семян Arctium; tomentosum

МШ(лопух).

11.1.2. Изучение физико-химических свойств масла лопуха.

11.1.3. Выделение и идентификация химических компонентов масла лопуха.

III. Экспериментальная часть

III. I. Определение масличности. 79;

III.2. Физические константы масла лопуха.

111:3. Химические константы масла лопуха.

III.3.7. Хроматаграфическая характеристика масла лопуха.

IV. Выводы.

V. Литература. 97

Список сокращений

ЭА - этилацетат МеОН - метанол БЫ - бензол

ТСХ - тонкослойная хроматография

КЧ.- кислотное-число

ИЧ; - йодное число

40. — число омыления

ЭЧ. - эфирное число п\и - показатель преломления

4 - ПЛОТНОСТЬ

БХ - бумажная хроматография ГН- гексан ХЛ - хлороформ

ДЦГКД - дициклогексилкарбодиимид ФЧ. - фенольное число ИКС - Инфракрасный спектр УК к-та - Уксусная кислота

Создание новых высокоэффективных способов! получения медицинских препаратов из растительного сырья и продуктов его переработки? является одним из важнейших направлений; развития химико-фармацевтической промышленности.

Продукты растительного происхождения! таят в себе неисчерпаемый запас простых и сложных по составу органических компонентов. Изучение природных белков, ферментов,, витаминов, гормонов,, алкалоидов, антибиотиков и других биологически активных веществ, свидетельствует о важной роли этих компонентов в жизнедеятельности живых организмов. Многие природные вещества имеют значение для развития теоретических представлений в органической и биологической химиш Они? также являются подходящими моделями для синтеза органических молекул. Важной? проблемой на сегодняшний день является» получение и изучение биологически активных веществ, выделенных из растений.

Однако строение природных веществ не может рассматриваться вне связи; с источником их получения. Поэтому извлечение биологически активных компонентов из растений требует применения особых химико-технологических способов или индивидуальной разработки точных методов.

Особый интерес в данном направлении! вызывают производные двухатомных и многоатомных фенолов, присутствующих в заметном количестве в маслах дикорастущих растений» и придающих им; особые свойства. Немаловажное значение в маслах имеет состав триглицеридов; играющих существенную роль в их высыхаемости и накоплении полезных биологически активных компонентов; В связи с этим, проблема выделения и исследования новых органических компонентов из продуктов неизученных растений остается» важной? и актуальной]

Данная работа; посвящена; получению; из плодов дикорастущих растений жирных масел; которые- являются: уникальными лекарственными препаратами: в; медицине,,тем; более что< потребность в них удовлетворяется далеко не полностью.

Поэтому при выполнении данной; диссертационной работы основное внимание было направлено на выделение масла из семян дикорастущего лопуха, произрастающего в Рамитском предгорье Республики Таджикистан, его фракционирование на составляющие компоненты с последующей; идентификацией? и исследование физико-химических и биологических свойств.

Цели и задачи исследовании^

Основной целью работы, является экстракция! масла? из семян дикорастущего растения Агс1шт П)теп1шити\4Ш. - лопуха большого и исследование его химического состава.

Для; достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-изучить динамику накопления масла в семенах дикорастущего растения АлотспЮБШп. в природных периодах: созревания семян, перед полным созреванием и после полного созревания;

- провести экстракцию масла из сухих перемолотых семян разными!органическими растворителями;

- определить высыхаемость выделенного масла;

- определить эфирное, кислотное, йодное, радановое числа и число омыления масла; провести качественные и количественные: анализы выделенного масла с помощью хроматографии;

- разработать способы количественного определения:фенольных соединений в масле титриметрнческим, потенциометрическим и гравиметрическим методами анализов;

- изучить физико-химические свойства полученного масла и выделенных из него химических компонентов.

Научная? новизна работы;

- исследован химический состав масла; экстрагированного хлороформом, этилацетатом и нормальным гексаном.

- изучена? динамика накопления масла в трех периодах созревания семян и определено? изменение компонентного состава масла в переходных периодах;

- разработана? новая методика определения; кислотного числа для; фенолсодержащих масел; осуществлены новые способы! выделения' чистого пирокатехина из масла; путём колоночной« хроматографии: на целлюлозе^ и осаждением- из раствора; а также титриметрнческим и потенциометрическим методами титрования определенно количество пирокатехина в масле;

- разработаны оптимальные варианты: хроматографического (ТСХ) разделения отдельных компонентов: масла, относящихся к алкалоидам; фенолам; триглицеридам, витаминам; свободным жирным кислотам и флаваноидам;

- установлено, что экстрагированное из семян А.ЮтпеШодит масло относится к невысыхающим маслам.

Практическая значимость работы

На основе полученных. результатов по исследованию химического -состава и сродстве обнаруженных компонентов!в? масле установлено, что они обладают как противовоспалительным; гак и антис ептическим сво йство м.

Разработанные методические подходы применимы! для выполнения! аналогичных исследований и с другими* типами растений^

Разработанный новый способ определения суммы фенольных соединений в масле АДотепШзит посредством титрометрии, являющейся основой получения новой химической константы "фенольное число" (ФЧ.), может быть использован как-универсальный метод для определения содержания» фенолов во- всех растительных маслах.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены и; обсуждены; на: Научно-теоретической конференции; посвященной 10-летию независимости Республики Таджикистан (ТННУ, Душанбе,

2001); Республиканской научно-теоретической; конференции молодых ученых Республики Таджикистан (Душанбе, Худжанд, 2001, 2002 и 2003гг.); Республиканской? конференции «Достижения; в области« химии и химических технологий» (Душанбе, 2002); Республиканской конференции «Актуальные проблемы производства лекарственных препаратов; на основе лесного сырья» (Душанбе,

2002).

По экспериментально полученным! результатам? две работы внедрены в научно-исследовательский и учебный процесс ТГНУ:

1. «Способ выделения пирокатехина8 из фенолсодержащих масел». Уведомление от 04.01.2002 г., НГ1ИЦ РТ, заявка № 02000732 от

04.11.2002 г.

2. Новый; способ определения фенолов в растительных! маслах. Уведомлеие от 14.04.2003 г. НГ1ИЦ РТ, заявка № 02000860 от

14.09.2003 г.

ВЫВОДЫ

1. Определены масличность и физико-химические константы масла из семян Arctium: tomentosum Mill: (лопух), полученного экстракцией хлороформом, эгилацетатом и н.гексаном. Изучена динамика? накопления масла в семенах A.tomentosum Mill! а также выяснены изменения химического состава при созревании семян;

2. Изучена? высыхаемость выделенного масла лопуха в зависимости от содержания в нём химических компонентов и природы? используемых при экстракции растворителей.

3. Разработан; новый способ определения кислотного числа (КЧ.) для фенолсодержащих масел.

4. Выявлена новая константа - «фенольное число», физический смысл которой заключается в определении суммы фенолов по количеству мг/КОН в 1 г исследуемого масла:

5. Получены и идентифицированы? из масла? семян? лопуха пирокатехин, витамин Р, алкалоид псевдопальмитин и глицериды, а также разработаны способы количественного определения- данных компонентов хроматографическим, титриметрическим и потенциометрическим методами.

6. Показано, что N,N—дициклогексилкарбодимид можно использовать для блокирования свободных карбоксильных групп жирных кислот в масле, с целью определения фенольных компонентов, методом титрования функциональных групп фенолов.

1. Головскии A.M. Закономерности химического строения растительных веществ.// Прикладная химия, т. 19, .№3, -1978, С. 47-50;3; Полевой В.В. Фитогормоны (Уч. пособие для: биолог спец вузов).Л.: ЛГУ, 1982. 294: С.

2. Зарин; И.Г. Спектральный анализ почв; растений и других биологических объектов. М.: МГУ , -1977, С. 142-174.5; Кретович В.И. Биохимия растений. М.: Высшая школа, 1980. -448 С.6; Иванов С.Л. Химия жиров. М.: Пшцепромиздат, -1934, С. 6374.

3. Комаров В.Л. Учение о виде растений; Ml: Пищепромиздать, -1947, С. 19, 270.

4. Когон A.C. и др. Влияние влажности и некоторых биохимических факторов на условия хранения семян сложноцветных. //:: Маслобойно жировая промыш., № 6. М., -1936, С. 46-50.9: Шубин Д.В. Справочник по эфирным маслям. Mi:: Мир. -1988, С. 459.

5. Шаронов H.H. Масличные растения. М.-Л.: АН СССР. 1959.-422 С.

6. Иванов; С.Л. Влияние климата на процессы^ образования! вег ществ в растениях. / Материалы 1-го Всесоюзн. географ: съезда, выи 3. Л.: ЛГУ, -1934, С. 31-36.

7. Биалосухина Л.С. Основы климатологии. Mi: АН России; -1998, С. 134.17; Mundlia A.G., Maguenl I. Sur les changements de composition gu eprouvent les graines olegineuses au cours de la genmination: Compt. Bend: Acad. Sei;., Paris 1967. p 46-52.

8. Farion E.H. Unsaturated acids of natural oils, Part II. The highiy unsaturated acid of the karneis of Pariarium laurinum; Journ. Cliem. Soc 1973. p 57-59

9. Погашок X.M. Методы биохимического анализа; растений. Киев.:; АН УССР, 1976. 334С.

10. Ермаков А.И. Быстрый рефрактометрический? метод* определения; масла? в; семенах // Тр. По приклад. Ботан., генет., и селекции, сер.31№10, Л.,-1935, С. 12-16 .

11. Рушковский С.В. Методика химических исследований? при селекции масличных растений; М.: Москва, -1974, С.62-71.

12. Экстракция, теория; применение и аппаратура (сборник статей) М.: Госатомиздат, 19621 260С.

13. Губен Вейль. Методы органической химия. М.: Химия, 1967. -994 С.

14. Алисов Б.П. Методы исследования; растительных масел. М.: Мир, 1986. 530 С.

15. Биохимические методы анализа растений. Под. ред. К.Пеха и М. Трейси. M-J1 .,1960; 320С.

16. Крешков A.I I. Кислотно—основное титрование в неводных растворах. М.: Химия, -1967, С. 112-113;

17. Вельченко А.Е. Практикум; по количественному анализу М.: Росвузиздат. 1963. 594 С.35; Солдагенков С.В. Биохимия органических кислот растений Л.: ЛГУ, 1971.-501 С.

18. Гольде Д. Жиры и масло. М.: Химия, 1982. 320 С.

19. Горбан И. В., Зегелмаи Д. Б. Потенциометрический метод определения КЧ облеиихового масла // Химико- фармацевтический журнал. М.: Медицина, -1985, вып. 4, С. 505—508.

20. Леонов С. Исследования семян ллна-долгунца; // Маслобойно -жировое дело, N» 2, -1930, С. 68-70.

21. Гюбел Л., Анализ жиров и восков // ГХТИ, 1962, С. 95-110.

22. С aufm an L.L., Kuddson G. E., Some studies int the drying of vegetable oilfilms. Amer., //Paint Jour. Vor 23 1969 №47 p 46-51 ; №49 p. 53-58

23. Растеряев А., Рефракционный метод определения«масличности, // Масло жировое промышленности -1974, №3; С. 57-61.

24. Элементный состав плодов Morus nigra, Zizyphus jujuba и биологическая активность // ХПС, №1, Ташкент.:: АН! РУ, -1996; С. 116-117.

25. Холматова Т.В., Гусакова С.Д. Липиды отходов! переработки некоторых лекарственны растений // ХПС №1, Ташкент.: АН РУ, -1996, С. 13-24.

26. Талибаев А.И., Липиды семян Heracleum lehmanianum// ХПС №1,Ташкент.: АН РУ, -1996, С. 7-10.45: Boker Н. World suppiy of fats and oils. Bull Statist., //Internat. Rev.of Agriculture, vol 30 № 6 Rome 1936 p 12-19

27. Дублянская Н.Ф. Простой? весовой? метод определения йодных чисел для селекционных целей; / Мат. Всесоюзна научно- ислед., маслич. культур, выи 3, -1946, С. 22-29.

28. Товарницкий В.И., Перпелова А.Г. К методике определения; йодных чисел весовым;способом?/ Труды Всесоюзного« института зернобобовых культур, т. IV. -1935, С. 173-179.

29. Ульченко П.Т. Липиды цветков; Helichrysum maracandicum // ХПС. № 1. Ташкент.: АН РУ, -2000, С. 74-77.

30. Соколов С.А. Лекарственные растения, М.:. Высшая;школа, -1995, С. 160-203

31. Ходжаев Д.Р. и др. Динамика накопления масла; в семенах Buxus sempervirens // ХПС №2 Ташкент: АН РУ, -2002, С. 7279.

32. Кузнецова Л.А. Практические руководство по качественному микроанализу (уч. пос.) Иркутск.: Наука, 1974. 219С.

33. Диконской Э.М. Микробиологические методы; определения витамина и аминокислот. М.: Мир, -1984, С. 297.53.56.57;58