Сесквитерпеновые лактоны некоторых видов тысячелистника и полыни тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

КАЗАХСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. С.М.КИРОВА

На правах рукописи

ТУРМУХАМБЕТОВ Айбек Журсуновнч

СЕСКВИТЕРПЕНОВЫЕ ЛАКТОНЫ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ТЫСЯЧЕЛИСТНИКА И ПОЛЫНИ

(02.00.10.-биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Алма-Ата—1991

Работа выполнена в'лаборатории хииии природных соединений Институт органического синтеза и углехишш АН Казахской ССР

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: Кандидат химических наук С.М.Адекенсв

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор химических наук, профессор И-Г.Реиотова Доктор химических наук Л.Д.Деибицкий

БЕДУцЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ: Институт биооргвнмческо!! химии АН БССР

Зацита диссертации состоится " 29" октября 1991 г. в час на заседании специализированного совета К 058.01.05 по присукдешио ученой степени кандидата . хииичоских наук при Казахской ордена Трудового Красного Знамени Государственном университете ииени С.Ц.Кирова

^80012, г.Алиа-Ата, ул.Виноградова, 95А, зал заседания

Ученого Совета. .... ........

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КазГУ

Автореферат разослан "¡¿6" С^ЙЗьбпД. 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета К 058.01.05, . @ ¿¡¿^(и Ы . . кандидат химических наук, доцент ' ' С.Б.АЙДА1

ое«/1я характерисша работы

Актуальность работы. в настоящее время одним из наиболее (ерспективных путе.': поиска элективных, экологически безопасных 1зсгицидов и высокоэффективных <]арчаког.огпческих препаратов слп-lyer считать исследования, направленные на выделение, идентк$и-;оцию и изучение биологической активности природных соединений, I также :iз разработку истодов их получения к применения.

В этой отношении среди природных соединений внимание иссле-ЮвэтслеЯ привлекают сесквитерленовые лзкто:ш, обладание сироти спектром СиологлческоИ активности. !!з природных источников шделено и изучено более 2000 сесквитерпеновых лактонов. Нгшбсль-iee число их обнаружено'в растениях семейства Aatoraceae (Астро->ые). Поэтому флора Казахстана, которая особенно богата предстателями данного семействз (свыое 1000 видов), является потел-1иальчиы источником соединения указанного ряда терпеноидоэ. На •ерритории Казахстана наиболее оСЪирно представлены растения ро-[OB Achillea L. (тысячелистник) и Axtemlnia L. (полынь) как по однообразии видов, ик и по занимаемому ими покрову, т.е. иис-:тся доступная- сырьевая Саза для изучении и практического приме-¡ения этих веществ.

В лаборатории хишш природных соединений Института органи-1еского синтеза и углехнмии М КазССР в течение ряда лет выполнился работ по тепе "Выделить, установить строслие терпеноид-:ых соединений из растений Казахстана и создать экологически бе-юпзение пестициды на их основе" (Ю госрегистроции 01.fi6.000^403; ) рзикях Общесоюзной научно-технической программы 022.0.10.02 'Химические средство защиты растения"), а такяе согласно регио-|а;;ьноЯ теме ЛИ КазССР "Разработать новые экологически безопаске анти£идянты и Сунги'шлы на основе сесквигерпеновых лактонов [ля защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней" К? госрегистрации 01.89.0031491). .

Настоящая диссертационная работа является разделои указанных 'ей. . ..... -.....

Цель работы. Хкипческое исследование растений родов Achillea L. (тысячелистник) ¿lArtemisia ь. (полынь), а.такяе определив биологическоЯ активности выделенных компонентов.

Научная новизна рчботы. Впервые проведена первичная химическая оценка на наличие сесквитерленовых лаптопов 26 видов растений p. Achillea L. и p. ArtemiaiaL., ?л из них определены как перспективные в качестве источников биологически активных сеск-витерпеновых лактонов.

Выделено а установлено строение Ч новых сесквитерпеновых лактонов.

В изученных видах растений впервые идентифицированы 9 лак-тонов.

Впервые изучена динаиикэ локализации сеск.тэптерпеновых лак-тонов ь тысячелистнике благородной.

. . Разработин способ выделения нового лактонз аколида из сырья тысячелистника благородного.

Впервые предложена схеыа биогенеза сесквитерпеновых лактонов в тысячелистнике благородно!.1 и полыни селитряной.

Практическая ценность. По результатам биоскрининга определено, что выделенные из тысячелистника и полыни сесквитерпеновые лактоны обладают ¿унгицидной, гсрбииНдной, иеиОраиотропноЯ, инсектицидно:; и противоопухолевой активностью.

Опытная партия oyuuu сесквитерпеновых лактонов из тысячелистника благородного по данный полевых испытаний в совхозе "Ру-заевскиН" Кокчетавской области рекомендована для применения против гусениц серой зерновой совки - вредителя зерновых культур.

Результаты опытно-полевых испытании супин лактонов. из тысячелистника ыелкоцветкового свидетельству»! о перспективности при ыенения препарата но ее основе против пшеничного трипез и головневых заболевании зерновых культур.

Препараты на основе виделенпшх сесквитерпеновых лактонов иогут найти применение в качестве экологически чистых средств за щит растения и противоопухолевых препаратов.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены «а республиканской ¡¡ручно-лрэктической конкуренции "Проблемы рационального использования лекарственно-технических растении Казахстана" (Алма-Ата, ней 1983 г.), на региональной научно-практической конференции "Практический вклад НТО в реиение .вопросов химии и металлургии (Кирагчнда, октябрь г.), на Всесоюзном

совецтпм по пестицидпи (Черноголовка, н.чзлрь 1988 г.), на Всесоюзной совещании "Химия, применение и механизм действия иисон-тицидов и акприцидов (Москва, ликабрь lï"?0 г.), нэ региональной конференции "Научно-практические проблемы промм^ленной ботаники" (Караганда, июнь 19Э1 г.). зачтены авторским свилстельствоы СССР и опубликованы в II работах.

ОС-ьег. работы. Диссертационная р-згюта представлена на 155 страницах маиялоппелого текста, вк.шчаегбС рисунков и схем, 4 таблиш и содержит I'tG библиографических ссылок на русском и иностранных языках. Состоит iu; введения, трех глав, выводов, списка литература и приложений. В прилокенилхпрпвидени акт о биологических испытания?.

В литературной обзоре обоукдаатся данные о содержании соск-витерленовых лаптопов в растениях рилов Achillea L. и ArtemiBin L. и их биогенетическом ролстве.'Приводятся спекталышо и химические методы установления строения сесхвитеряеновых-лаятонов гвэя-лового, геризкрзяового и эвдесмонового типов на примерах, близких по структуре к соединениям, рассматриваемый в настоящей работе.

СЕСШТЕРШЮВЫ2 ЛАКГОНЫ РЛСГЕНИЙ РОДОВ ACHILLEA L. И AiïTEMISIA L,

На содержание сесквитерпе.човых ^-лактонов.обследовано 2ь видов тысячелистника и полыни, шроко распространенных ня территории Казахстана.

. Сумму лаптопов выделяли методом ледной экстракции растительного образца с последующий извлечением хлороформои, а токко экстракцией сырья ацетонои и хлороформом. Предварительная оценка на содержание лаптопов проводилась ао ИК-спектрзц "смолок" в области ibg0-i600 си~*. Качественный состав.компонентов в "смолках" контролировался методом тоыослоИяой хроматографии (ТСХ) на

пластинках "siiuioi", ........... •

Наряду с химическим изученной проводился биоскрининг суммы экстрактивных веществ (смолки) из данных растений. .Полученные данные свидетельствуют о том, что уз 26 видов тысячелистника и полыни, взятых для исследования, полосы погло-

щения - ПК-спектрах, характерные для сесквитерпеновых -у-л^кто-нов, оонарукены у 24.

Для углубленного химического изучения были выбраны пять видов растений: Achillea nobilla L. (тысячелистник благородный),А. micrantha Willd. (т.мелкоцветковыЙ), Artemisia gracile3cens Kraaoh.et Iljin (полынь топкоьзтая), Ar. nitrosa iVeb. ex Stechm, (л.селитряная) и Ar. juncea Kar. et Kir(n.ситниковая), экстрактивные вецества из которых проявили значительную Фунгицидную, инсектицидную, рострегулирующуц и противоопухолевую активность.

СЕСКБМТЕГЛЕНОВЫЕ J1 АНТОНЫ ACHILLEA НOBILIS L.

Из надземной части тысячелистника благородного, собранного в Карагандинской области в Фазе цветения, методом водной экстракции получена сумма веществ, обладала« рострегулирущей, противоопухолевой и инсектицидно.': активностью. При хрокптографическоы разделении этой суыиы на колонке с силикагелем выделены четыре сесквитерпеновых лэктона, три из которых были идинти^ицировчны как аноб1ш, эста^иатин и хаи.:;идлпн, а четвертый - новый сескви-терпеновый лактон.названныйнами знолидом.

. АНОЛИД. Бесцветное кристаллическое вещество состава Cj^qO^ о т.пл.167-169°С (спирт), + 52,9° (спирт).

В ИК-спектре анолида имеются полосы поглощения.в области 3550 (ОН-группв), 1740 (карбонил-■у-лэктона, отряженный с зкзо-иетиленовой группой), 1670, 1640 ciT* (С=С).

В УФ-спектре присутствует максимум поглощения при 204 нм (б I852I), характеризующий экзоциклический метилен в сопряжении с карбонилом у-лактонного цикла.

Спектры C^-fi!,!P анолида, полученные в условиях полной и неполной развязки ("off resonance") от протонов, свидетельствуют о нэличии сигналов лятиер^-гиОридйзованных и десятивр^-гибридизо ванных углеродных атоаов, что позволило предложить для анолида гваяновый углеродный скелет.

В ПЫР-спектрв-анолида. отмечено наличие синглега при 1,49 ы.д. (ЗН) отнесенного метилу, геминальноиу гидроксильной группе, сипглета 2,08 и.д. (2Н) - протонам гидроксялышх групп, дублета 3,92 и.д. (IH, J= 3,5 Гц) - .гемигнлроксильному протону, дублета

дублетов 4,2Я а.л. (IH; 11,5 Гц, Гц) - локтонному.

прогону, дублета 4,92 и.д. (2Н; J = У,5 Гц) - протокам мегялс-новой группы, лублетов в области 5,47 к.Д. и G,17 и.д. (по IH, J - 3,5 Гц) - протоном экзоциклической иетилс.човой группы, сопряженной с кэрбошмом у-т.эктопа.

Характер иультиллетносги сигнала лзктопного протона указывает на присоединение лактояного кольца в положении а значение КССВ свидетельствует о его грэнс-сзчленснии относительно основного углеродного скелета. .

При.уцетилировании анолида получен ионоэцетат состава С17н22°5' 1»пл»182-185°С. 3 ИК-спектре (рис.4) наблюдаются поло-си поглощения в области .Ü460 (ОН-группа), 1740 (ктрбонил. •у-лзи-тона), 1250 (сложноа$ирная группа), 1665-1640 си"1 (С=С).

..В ПМР-спектре ацетилпрэнззодног^' энолилэ" «иеьг'ся сигналы метала, гениального гидроксильной группе - си.'тлет 1,40 и.д. (ЗН); метила ацетильной группы - синглет 2,02 и.д. (34); лактояного протона - Tp.iuJiei 4,24 и.д. (III; J = Ю Гц); тс-шацильного протояо - сигнал о ментром 4,95 и.д. ; протонов зкэоцикли-ческой мехилецовой группы, сопряженной с карбонилои лактонного цикла - дублеты 5,46 и.д. и 6,17 и.д. (по IH клхдиа, J =3,5 Гц).

Результаты ацетилирозания показывают, что в структуре оно-лидз имеются две гидроксилыше группы: одна из них вторичная, о другая - третичная, которая расположена геиииально к одной из могильных групп.

Для определения месторюполоаенин гилроксильцих групп, о тэаае относительной их стереохимии проведено рентгенсструктурнои исследование молекулы лнолида. При этой установлено,.что цикл А ииеет Форму конвертз (си.рис.1). Лтоиц C-I, С-2, С-4, С-5 компланарны в пределах 0,01 А (торсионный угол С-4, С-5, C-I, С-2 Г» 98°). о

. Атом С-3 находится нижи плоскости на 0,69 А. Цикл В имеет форму gpecaa. Атомы С-6, С-7, С-9, С-Ю компланарны в прелелах 0,007 АбАтомы C-I, С-5, С-Я отклонены от плоскости на 1,11-1,18 и 0,^9 Л. соответственно. Лактонный цикл находится в форме конверта. Атомы С-6, C-II, C-I2 компланарны в пределах 0,03 8. Атом С-7 расположен ниже плоскости на 0,48 X, атомы C-I3, 0-2 выше на

Рис.1. Строение молекулы лнолида

о

0,37 и 0,11 А соответственно. Циклы А и Е имеит цис - сочленение, циклы В и С - транс-сочленеш'е.

Таким образом, в результате проведенных исследований доказано, что анолвд имеет строение и конфигурацию Зо£., -диокси-1,5,?Ы(Н), 6^(Н)-Г£вИ-10Ш)%. 11(13)-диен-6,12-олида.

О

ДИНАМИКА ЛОКАЛИЗАЦИИ СЕСКБ11ТЕРПЕН0ЕЫХ ЛАПТОПОВ

в асншлеа Ы0В1Ъ13 i.

С целью определения локализации сесквитарпеновых лактонов в тысячелистнике благородном нами проведено химическое изучение отдельных органов данного растения по фазвц его вегетации. При изучении динамики локализации сесквитерпенових лактонов в отдельных органахтблагородного установлено что, во всех органах

непременными компонентами являются хэн^иллин и эсга^иэтин. В корзинках и цветках цветущих растений появляется анслид; содержание эстафиатино и хан;иллинз в них значительно »-еньце, чем в листьях этих растений (таблица I).

Таблица I

Содержание сесквитерпеновых лактоноз в органах т.благородного

ЕозрасгноеЮргэн состояние ¡растения

I !

Сырье, г

Сумма элюи-.'Сесквитер-рованных ¡пенсвке веществ в ¡лактоны гр. !

.Содерание

в г

}о от массы ¡эоздушно-! сухого ¡сырья

Ювенильное листья >00 174,8

Цатурное кор- ¿ООО 26,9 зинки и

цветки

листья 1500 55

эсгэ4иэгин С,66 С,13

хан^пллин 0,27 0,05

эсгзфпэпш 1,02 0,05

ханчиллин 0,05 0,002

анолид 0,14 0,01

эсгафиагкн 0,34 0,16

хан$иллин 0,14 .0,009

Полученные при изучении локализации сесквитерпеновых лэптопов в т.благородном данные и корреляция их с литературными позволяют предложить возможный путь образовония гваяяолидов эста-фиатина и анолида через зпоксидировэние и последовательную циклизации гермчкрзнолида хан^илляна (схема I).

Поскольку молекула хонфиллинэ по своему строению относитоя к транс, транс-гермзнрадиенолидам, то при эпоксидировании его образуется Iр, ЮоС- эпокси - производное, последующее раскрытие сксирэнов'сго цикла в структуре которого приводит к риденти-ну. Нуклеофпльиая атака 4,5 - двойной связи по С-1 в молекуле ридентинэ вызывает 1,5-циклизацию и приводит к образованию катиона (А), а гидроксилирование по С-4 дает 3р, 4о£-дигидрокси-гвэяноллд, при последующей дегидратации которого о отщеплением СЗ-ОН образуется молекула эстафиатина. РаскрытиесС-эпоксидного цикла в данной молекуле дает катион (Б), гидроксилирование которого по С-4 катпонноыу центру приводит к образованию анолида.

Эсга|иатин

ан | Jin а

Cxeua I. Предполагаемый биогенез сесквитерленоъых лактонов т.благородного

СЕСКВШРПЕНОВЫЕ JiAKTOlii ACHILLEA UICRAHTHA WILLD.

При хроиаюграфпческои разделении на колонке с силикигелек cyuu экстрактивных веществ из надземной части тысячелистника мелкоцветкового, полученных методами водной и хлороформной экстракции выделены кристаллические вещества, которые по физпко-хиыическии константам и спектральным данным идентифицированы как известные сесквигерленовые лактоны эхиллин, аргплезин, гросспи-аин и кикрантин.

В результате проведенных исследований установлено содержание сескЕИтерленовых лаптопов в надземной части тысячелистника ыелкоцветкового. При эгог.: из ценного вида растения впервые идентифицированы глзянолиды зхиллин, артилезин, гроссмизин. Количественный выход лаптопов обеспечивается при экстракции сырья горячей водой с последующим извлечением хлороформом.

СЕСКВПТЕРЛЕНОБиЕ .ШТКШ АЙТЕЫ151А СНЛСИЛЗСЕКБ кназсн. ет 1ьлн.

Из надземной части полыни тонковатой выделены иесть сескви-терпеновых -у-лэкгснов, .четыре из них по (¿изико-хииичвскии константам, спектральным данным (КС-, УФ-, ПМР-) и результатам химических превращений были идентифицированы как эвдесианолиды оС-сантонин, тзуремизин, артемизин и артеикн, выделенные из данного вида полыни впервые. Два других лакгона оказались новыми, ранее не описанным', в литературе и назвони грацимиои и аргрзцшюн.

ГРАЦ'ЛЛПН. Бесцветное кристаллическое вещество состава С15Н20°3' ^-пл.Ю^-ЮЗ^ (гексзн),^]^0 - ЮВ,6° (атэкол). В ИК-спектре имеются полосы поглощения в области 1760 (кэрбонил -^-лактона), 1718 см-1 (кего-группз). В ЛМР-спектре дублет в области 1,21 ы.д. (5:1, 7 Гц) отнесли метилу при С-11, сингле-ты 1,30 и 1,94 м.д. (по Щ каадый) - ангулярному метилу и метилу при двойной связи соответственно. Из-за наличия кето-группы в вицинальноы пояснении сигнал ангулярного метила смещается в слабое поле. Дублег при 4,57 ы.д. (Ы, J ~ 10,5 Гц) - лакго/шому протону. .Характер расщепления сигнала лактонцого прогона позволяет предположить, что лактонное кольцо расположено при С-6 и С-7, з двойнзя связь при С-4 и С-5. По спектру ПМР выделенное вещество отнесли к сесквитерпеновын лактонам эвдесманового типа, в структуре которого имеется кето-группа и двойная связь. Сравнение данных спектров П!4Р выделенного вещества о таковыми для теурина, финитина, дезокси -^-сонтснина показало аналогичность структур данных соединений. Однако отличие по физико-химическин константам позволяет рассукдать о стереоизоыеркости нового лакгона к указанным эвдесызноладом.

Поэтому строение грацилинз изучено методой рентгенострук-турного анализа его оксима состава С^^ОдН с т.пл.189-191°С (из .спирта), в ПК-спектре которого наблэдаыгся полосы поглощения при 3360 (ОН-групиа), 1790 (С=0 »-лактона), 1680 сы"1 (С»Н-).

Строение молекулы оксимпроизводного грицилина представлено на рис.2. Усредненные длины связей и валентные углы в двух независимых молекулах оСычные в пределзх оиибки. Лактошшй и 6-члонный карсоапнл Ь тоэнс-сочленены (торсионный угол 116С6С7Н7 = -160(1)°). Оксимная и мепшнэя группы при С-1 и С-П ииеют оС-ориентзциы. Сравнение виутрицаоических торсионных углов в двух кристаллографических независимых молекулах (I и 2) показывает, что конформация циклов А и С в них несколько различаются. Так, конфориаццн 6-членного карСоциклв А в I и 2 значителью искажена от идеального пол^кресла и со*1 гл, но в I конформация блике к искаженному 1оС, г^-полукреслуСДСр'5 = 10,1° идс| = 14,7°), а в 2 - к искаженной софе<Дс| = 10,7° идС^'5 = 19,0°). Конформация цикла В I и 2 - кресло, разница в значениях соответственных торсионных углов в цикле не превышает 3,3°. КонФориация кресло нэ-

с&

Рис.2. Строение молекулы оксимпроизводного грацилина

сколько искажена, причем наибольшее нарушение симметрии цикла наолюдается в плоскости т, проходядой через атомы С 5 и С 8

= 11.5 и 11,6° в I и 2), а цэпиеиьшее для оси 2 через середины связей с6-с7 и С9-С10 в 1(ДС^'7= 3,1°) и для плоскости а через атомы С6 и С9 в 2(дф= 3,3°). Различной является и конфор-щция лактонного цикла. Так в I кон^армяция цикла С - искаженное бр, 7о1-лолукресло(ДС2*?= 6,3°), а в 2-почги идеальныП ?о(,-кон-верт(Д(^= 2,9°). По-видимому, различие в кон^орыэц^ях цкклор А и С и приводит к присутствию двух кристаллографически независимых молекул в ячейке.

На основании вышеизложенного для гроцилина предлагается строение 1-кето-б^, 11£(Н). 7оС(Н)-эвдесм-4(5)-ен-6,12-олидв:

О-

АРГРЛЦПН. Бесцветное кристаллическое вещество состава ^17^22°5 1'1,Л'210°С с разложением (из спирта). В ЯК-споктре имеются полосы поглощения при 1760 (карбонил-^-лактона), 1725, 1250 (илсзноэфирная группа), 1670 cu-i(C=C).

В УФ-спектра отпечен иоксикуи при 210 ни (£ 26000), харак-'терлзувэдй наличие зкзометоеновой группы, сопряженной с карбо-нилом у-лактоиа.

В спектре Ш1Р (рис.З) синглеты при 1,45 и 1,71 м.д. (по каадьШ) характеризуют наличие мегильаих групп при двойных связях. ДубЛет 4,63 м.д. (IH; j = 10 Гц) и мультиплет с центром 5,19 м.д. (Iii) отнесли олофиновкм протонам, а дублеты 5,54 и 6,27 м.д. (по IH каждый с J = 3 и 3,5 Гц соответственно) - протонам экзомети-леновой группы, сопряженной с кзрбонилом ^р-лзктона. Следовательно, в молекуле эргроцина имеются три двойные связи. Сравнение химсдвлгов его спектра ПНР с таковыми гермэкранолкдов ряда коогу-нолидз позволяет преддожить для эрграцина строение 1,5-транс, транс-гермзкрадиенолвда.

Дублет дублетов 4,50 м.д. может быть отнесен йЭКЯойноиу про-

Рис.3- ГШР-спектр арграцина

юлу (Н-6), взаимодействующему с Н-5 ( J- 1С Гц) и Н-? ( j = 6,5 Гц). Такое значение КССВ характеризует транс-сочленение лик-тонного цикла относительно основного углеродного скелета.

Синглет ¿,04 и.д. (5rf) свидетельствует о присутствии в структуре арграцина ацетильной группы. А сигнал геи-ацнльного протона - дублет дублетов 5,19 и.д. с КССВ 10,5 и 3 Гц - о его взаимодействии с двумя вицинальными протонами, расположенными при одном и том же углеродном атоме. Химсдвиг геы-ацильнэго протона и его КССВ позволяв^ рассуждать о возможности расположения ацетильной группы либо при С-3 или при С-9.

Корреляция данных спектра 1ШР арграцина с литературными показала идентичность его химедзигов с таковыми ацетата хаагенолц-дв, эцето-группа находится при С-9.

Таким образом молекула арграцина имеет строение 9ß -ацеток-0H-ßj5f 7eL(ii)-repu8Kp-I(I0), 4(5), П(13)-триен-б,12-олида.

ОАс

СЕСКВИТЕРПЕНОВЫЕ ЛАНТОНЫ ARTEMISIA 1IITROSA WEB.S* SISOIM.

Цветочные корзинки и листья полыни селитрянкой, собранные в фазе цветения в долине реки Нура Карагандинской области, исчерпывающе экстрагировали горячей водой. Из водных экстрактов извлечением хлороформом получили сумму экстрактивных веществ кремового цвета.

При хроматогряфическом разделении данной суммы веществ элш-рованием смесью бензол aiiip (4:1, 1:1) выделили три кристаллических вещества (I-11I), первое из которых оказалось новый сесквитер-пеновым лактоном и названо нитрозлнои, а два других идентифицированы как ot-сантонин и артемип. оС-Сантонин и артемин из данного вида полыни выделены впервые.

НИТРОЗИН. Бесцветное чрлстэллическое вещество состава С1?Н2^05, г.плЛ8?-1£8°С (гексан-э^ир, 1:1).

В Ж-спектре отмечены полосы поглощения при £456 (ОН-грул-па), 1775 (карбонил у-лаки'она), 1720, 1250 (кзрбонил слодноэдир-ной группы), 1650 cu-1 (С=С).

ПМР-сгектр характеризует присутствие в струь^уре третичного метила -сииглет 0,93 м.д. (2Н), вторичного метила - дублет 1,19 (311, J = 6 Гц), метила ацетильной группы - синглет 1,99 (311), протона гидроксильноп группы - сшзглет 1,90 к.д. (IH), лактонно-го протона - дублет 4,43 м.д. (IH; J = 12 Гц), протонов экзоцик-лической метилеаовой группы - сигналы 5,02 и 5,07 и.д. (по IH), гешищетильного протона - дублет дублетов 5,39 м.д. (IH;j =6,5Гц; J = 2,5 Гц).

Нигрозин не ацетилируется уксусиии ангидридом в пиридине, что свидетельствует о том, что имеющаяся в его структуре гидрок-сильная группа является третичной.

С целью уточнения строения и выяснения стереохиыических особенностей молекулы нигрозина проведено рентгеноструктурное исследование. Строение молекулы изображено на рисуьке 4. Длины связей и валентные углы близки к рассчитанный методом молекулярной механики.

Конформация циклов А,В и С в молекуле нигрозина кресло, . кресло и 7оСконверт и находится в хорошем соответствии с расочи-

Рис.4. Строение молекулы нитрозййЗ

танньши значениями торсионных углов»

Атомы C-I, С-3, С-4 и C-IO цикла А компланарны в пределах - 0,02 t, о атомы С-2 и С-5 отклоняются в р- иоб-сторону на 0,64 и 0,74 2 соответственно. Ориентация 1-ацетоксигруппы - экваториальная (атом ОН о|Нлоняетйя о£ вышеупомянутой плоскости на 0,69 X в JJ-сторону)»^ASdiiu С5» С7, Сй и СЮ цикла В компланарны в пределах - 0,02 я, а атомы G6 и С9 выходят из их плоскости на 0,74 и 0,64 I в и об-сторону соответственно. 0 Атомы 01, Г5, СП, CIS Цикла С компланарны в пределах - 0,02 А» а атом С7 выходит в et-сюрону на 0,62 д. Ыетильная группа при атоме СИ имеет псевдоаксиальную ориентацию» отклоняясь на 1,40 51 в ^-сторону от плоскости указанных четырех атомов цикла. Сочленение циклов А и В-транс» В и С - транс.

На основании ЛолуЧейаых данных для молекулы якгрэзинз предложено строение Ijb -зцетоксН, 5с£-окси, 6^}, 7оLt п«а(н)1-тр!энс,

транс-эвдесм-4(15)-еи-6,12-олида:

ОЛс

Сравнивая структуры артеминэ, нигрозина и оС-сзнтонинэ мохио предложить биогенетически;! путь образования указанных эвдесмано-лидов в Artemisia nitrosa (схема 2).

¡.¡.ггшо предположить, что предшественником в биогенеза сескви-■херпеновых лактонов в Artemisia nitrosa является природный сеск-вигерпеновый лакюн гер:.:акранового типа костунолид.

Бпоксидирование костунолида по двойной I (10) - связи приводит к I, 10-элоксиду, дальнейшая циклизация которого в кислот-ио-катзлизируемых условиях приводит к образованию бициклического катиона (А).

Стабилизация образующегося кзтионэ (А) дает рейнозин, сзн-таыарин и магнолиолид. Восстановление метиленовой группы ^-лак-тоно в молекула мзгнолиолида приводит к двум эпимерным по Сlili, 13 - д:'.гпдропроизводным.

При последующем эпоксидировании 4,5-двойной связи 11оС-ди-гидромагнолиолида образуется 4,5оС-эпокси-производное, раскрытие оксиронового цикла в его структуре приводит к арте:'ину. Эпокси-дировоние 4,5-двойной связи в молекуле П^-дигидромагнолиолида также дает 4,5оС-эпокси-производное, а последующее раскрытие элокси-цикла и ацилирование ведет к тирозину.

Сантамарин иожно считать предшественником оС-сангонина. Последний образуется из сантамэрина путем восстановления нетиле-новой группы у-иактона, зпоксидировэния 3,4-двойной связи, раскрытия оксирзноЕОГо цикла с образованием катиона (Б}. Стабилизация катиона (Б) приводит к молекулам и д^^'-ljs, ЗсС-дигидрокси-эвдеси-6,12-олидов. Окисление СЗ-ОН-группы в Ijb, ЗоС-дигидрокси- д^-^-эвдесы-6,12-олиде и последующая дегидратация полученной молекулы с отщеплениеи CI-OH-группы дает оС-сантонин.

Выделение звдесманолидов из Artemisia nitrosa Web.ex Stechm.

Схема 2, Возможный биогенез сесквитерпеновых

лактонов AHTEMISIA HITROSA ViEB. EXISTE CHU . подтверждает правильность систематического расположения п.селитряной в подроде Serifidium Bess для представителей которого, в основном, характерны сесквигерпеновые лакгоны данного типа.

АУСТРПЦНН ii¿ ARTEMISIA JUHCEA КАН.^Т KIR.

О содержании сесквитерпеновых лаптопов вА.йипсаа (полынь ситниковая) в литературе имеются противоречивые сведения. По данный М.И.Горяева в надземной части згой полини, собранной в Алма-Атинской области, содержится о^-сантонин. Но данный К.С.Рыбалко в п.ситниковой обнаружен тэуремизин.

С целью уточнения состава сесквитерпеновых лэктонов в данном виде полыни мы провели химическое изучение образцов А. juncea собранных в Джезказганской и Д;гаыбульской областях Казахской ССР. Из данных образцов надземной части полини еитликэьой экстракцией хлороформом и хро:.:атогра.1'ированнем суммы веществ но колонке с силикигелец выделили кристаллическое вещество состава Cj^HjgO^* Н^О, т.пл.152-154°С (спирт), идентифицированное как известный сескгитерпеновый лактон гваякового типа аустрицин.

Таким образом, из образцов п.ситниковой, собранных в Джезказганской и Днамбульской областях Казахской ССР, нами выделен гвэянолпд аустрицин, а наличие эвдесманолидов не установлено.

Полученные результаты подтверждают предположение, что виды секции Junceum Foljak, где расположено А.juncea , более тесно связаны с подходом Artemisia Leas. , чем С лодродом Serifidium (Еааз.), поскольку гвэяноллды, в основном, характерны для секции Artemisia подродэ Artemisia Lesa.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ AKTi3dOCTb ВЫДЕЛЕННЫХ СЕСКВИТЕРПЕНОВЫХ ЛАПТОПОВ

Выделенные лз видов .тысячелистника и полыни индивидуальные сесквнтерленовые у-лактоны были наработани и испытаны.на биологическую активность во ВНИИ зернового хозяйства ВАСХНШ1, ВНИИ химических средств защити растений, в КазНИИ защиты растений.ВО ВАСлНИЛ, КазНИИ онкологии и радиологии Минздрава КазССР и прпве-рены на токсичность в Институте физиологии и. гигиены труда АН КазССР.

Так, по результатам испытаний установлено, что анолид из тысячелистника благородного обладает выраменлой инсектицидной активностью в отношении амбарного долгоносика и зернового точильщика (62,5-68,5 %). В 0,5 ¡¿-ной концентрации данный лактон обла-

дает высокой акорицпдноц активностью в отношении опасного вредителя тепличных культур - паутинного кле-да: вызывает 100 £-ную гибель в лабораторных условия:; и проявляет 70,5 £-ную биологическую эффективность в лаборзторно-вегетзционных условиях. Биологическая эффективность онолида в качестве акарицлда сунествен-но превышает действие известного в практике препарата изофена. В сравнении с широко применяемый .в сельском хозяйстве 80 ^ным хлорофосом, онолид молстоксичен: ЛД5д 2163 ыг/кг против 225-1200 иг/кг для 80 р-ного хлоро*осз.

Другой лг-ктон из г.благородного - халфиллин при концентрации SO «г/кг обладает выраженным противоопухолевым действие!.', ь отношении карциномы Геоеиа, альвеолярного слизистого рака печени, лимфосоркомы Ллпсса (76-89 fi торможения роста опухоли). При этой отмечена сравнительно целая токсичность этого лактона: ЛД^д в острых опытах на мы^ах при внутрибрюаинном введении в растворе дикетилсульфоксидз (Д;.'.С0) составляет 320 мг/кг.

Лнобин в максимально переносимой дозе (20-30 мг/кг) значительно тормозит рост карциномы Герена .альвеолярного рака печени (75-85 fi ториояения), исходной лимфосоркокы Плиссе (¿0 fi). В максимально переносимой дозе вызывает выраженный противоопухолевой рффект в отноиенш: лцмфосэркомы Ллисса, устойчивой к проспи-дину (95 fi), и саркомы 45, устойчивой к 5 фторурзцплу•(60 fi торможения). Анобин малотоксичея при внугрпбркшшшои введении в растворе даиетилсульфоксипт:JiÄ^g в острых опытах на крысах 240270 мг/кг, для мышей 330-360 мг/кг.

_с

Эстафиатин при концентрации 4x10 '.! ингибирует прорастание семян кохии до 49,2 % и полностью подавляет всхогсесть семян ш-рицы. 2хЮ~% атого лактона сдерживает прорастание семян горчицы на 73,6 % и кохии до 90,4 fi, при этой семен» овекга лолаостью теряют всхожесть. При концентрации 4xI0~i*-4xIQ-3'..'. эстафиатин ин-гибирует прирост колеолтнлей пшеницы сорта Саратовская 29 до 75-92 fi.

При изучение влияния сесквитерпеновых лактонов эстафиатина и ахиллин8 на биосинтез порфир;;нов а растении, установлено, что эстафиатин и охилдин обладают выраженной ыеибранотропной активностью и в концентрациях, сравнимых с концентрациями этих вещеси

in vivo, способны вызывать существенные изменения структуры пигментного аппарата растений и появление фотодинамически активных порфирннов. Полученные данные позволяют сделать вывод о целесообразности продолжения работы по изучению веществ данного класса с целью выявления их возможной активности, аналогичной действию фотодинамических гербицидов.

Лрграцнн из полыни тонковатой обладает фунгицидноЯ активностью: подавляет рост грибков Xanthomonaa malvacearum ДО 70 % иFuaariun rroniliforme на 61 fj. об-Сактонии, выделенный из ряда казахстанских видев полыни, подавляет развитие фт.тофюрозэ томатов до 75 %

По результатам производственных испытаний суммы лактонов из тысячелистника благородного в совхозе "Руэиевский" Куйбышевского района Кокчетавской области определена перспективность применения ей против гусениц серой зерновой сопки вблизи населенных пунктов и водоохранных зон, где запрещено применение метафоса.

Таким образом, результаты проверки биологической активности сесквитерпеновых лактонов из видов тясячэлистаика к полшш свидетельствуют с возможности создания на основе данных соединений экологически безопасных песгицидных средств и новых фармакологических препаратов.

выведи

1. Проведена химическая оценка 26 видов растений родов Achillea I. (тысячелистник ) и Artemisia L. (полынь) флоры Центрального Казахстана на наличие -у-лактонов. Последние обнаружены в 24 представителях этих родов. Углубленному исследованию подвергнуто 5 видов растений.

2. Из надземной части Achillea nobilia L выделен новый сесквитерпеновый лактон состава С^Н^дО^ о т.пл Л6?-169°С - названный анолидом.

Химическими превращениями, спектральными методами (ИК-, ПМР-,*3С-ВДР-) и данными рентгеноструктурпого анализа для ано-лида установлено строение и конфигурация 3d, -диокси-1,5,7оС (¡0, 6^(Н)-гвзй~10(14), П( 13)-диеи-б, 12-олидэ.

3. Из Achillea micrnntha vriiid.впервые выделены и идентифицированы сесквитерпеновые лзктоны гваянового типа вхиллин, арги-лезин, гроссмизин, а такие ранее известный для данного вида ты-' сячелистника гермзкранолид мг.крантин.

4. Впервые проведено изучение динамики накопления сескви-терпеновых лактонов в Achillea поЫНз в отдельных органах и по фазам его развития. Установлено, что во всех органах непременными компонентами являются хзнфиллнн и эстзфизтин. В корзинках и цветках цветущих растений появляется нотзый лаптоп анолид.

5. Из надземной части Artemisia gracilescens Krasch.et Iljin выделены два новых, не описанных в литературе сесквитерленовых лактона: грацнлин,. С^йр^Од, т.пл.ю4-105°с [рС^О-108,6о, аргрз-цин, сх7!122°4* г'пл»210 с (с разложением); а такке впервые идентифицированы oL-сантонкн, тауремизин, артемизин и зргемин.

По данным ИК-,* п:.!Р-,^С-ШР-слектров к ренггеноструктурного анализа и результатам химических превращении для грэцилинэ предложено строение и стереохимия 1-кето-б^, IIjS(H), loL (Н)-эвдесм--4(5)-сн-6,12-одидэ, для арграцана - -ацетокск-буй, 7с£(Н)-гермакр-1(10), 4(5), П(13)-тр;:ен-б,12-олида.

6. Из Artemisia nitrosa V/eb.ex Stechm. выделен новый сескви-терпеновый лактон нитрозин состова Cj-^^O^, т.плЛЬ7-188°С и впервые идентифицированы оС-сантонин и зртсмин.

На основании физико-химических коцстэнт, химических превращений и данных ИК-, ПНР-спектров'и рзнтгеноструктурного анализа для молекулы нигрозина предложено строение Ijü-ацетокск, 5с^-ок-си-, вр, 7оС, IIoí.(H)-Tp3HC, транс-эвдесм-4(15)-ен-б,12-олида.

7. Впервые предложена схема биогенеза сесквитерленовых лак-тонов В Achillea nobilis L. u Artemisia nitrosa Web.ex Stechm.

Обсуадена возможность обрззования гваянолидов эстаф!:атина и энолидэ путем эпоксидкровэния и последовательной циклизации гер-мэкрзнолидс ханфиллина.

Предложен вероятный пу.ть биосинтеза эвдесчэнолидов артеми-на, нитрэзина и оС-сантонина, включающий эпоксидирование, ги-дроксилировэние, циклизацию и дегидратацию природного сесквитер-пенового лактона костунолидэ и его соответствующих производных.

8. На основании наличия в Artemisia Juncea Kar. et Kir.

2Я

гваянолида зустриципа и отсутствия звдесмэнолкдов подтверждено предположение, что виды секции Junccum Poljak более тесно связаны С подродом Artemisia Lesa.,Чей С подродом Sarifidium(Ba3s) Rouy., поскольку гвэянолиды, в основной, характерны для секции Artemisia подродз Artemisia Leas.

9. Определена выраженная ф-унгициднэя, регуляторная, мембра-нотропная, инсектицидная, противоопухолевая активность выделенных сесквнтерпенопых лзктонов.

Основной материал диссертации опубликован в работах:

1. Адекенов С.!.!., Мухаметханов М.Н., Кагарлицкий А.Д., Куприянов А.Н., Туриухамбегов А.л., Кадкрберлинэ Г.М., Абдьшэлы-ков U.A. Предварительная оценка растений Флор»! Центрального Казахстана на содержание лактонов./Б сб. "Проблемы рационального использовании лекарственно-технических растений Казахстана" Алма-Ата, Наука, 1986, - С.22:0-224.

2. Мухаметнаноэ W.U., Кагарлицкий А.Д., Адекенов С.М., Тур-мухзцбетов А.Е., Верменичев G.Î.I., Кабиев O.K., Бокаевз С.С., Рахимов К.Д. О противоопухолевой активности экстрактивных веществ из растений семейства слокноцветных.Аам не, С.2Ьи-232.

3. Турмуха:.:бегоз А.Е., Адекенов С.М., Ар^рацин - новый сескзитерпеновый лактон из Artemisia graoileacona //Практический вклад НТО в реиение вопросов химии и металлургии: Тезисы докладов научно-практической конференции 24-25 октября 1984 г. -Караганда. 1ЭЬ4, - С.95-96.

4. Адекенов C.Ü., Мухаметазноз Ц.И., Кзгарлицкий А.Д., Тур-мухамбетов. Тауремпзин и артемизин из Artemiaia gracileacens //Известия АН КазССР, Серия химическая - 1983. - fâ 2. - С.81-82.

5. Адекенов С.!.!., Мухаметкэнов М.Н., Кагарлицкий А.Д., Тур-мухамСетоз А.а. Химическое исследование Achillea nobília L. //Химия природных соединений - 1984 - 5. - С.603-607.

6. Адекенов С.М., Харасов P.M., Куприянов А.Н., Турмухаыбе-тов A.S., Нигрозин - новый сесквитерпеновый лактон из Artemisia nitrosa //Химия природных соединений. - 1986, - IS 5. - С.644-645.

7. Адекенов С.М., Гафуров Н.М., Турмухаыбетов A.Ï., Ивлев В.И. Терпеноиды Achiller. micrantha //Химия природных соединений. - 1987. - ft 2. - С.305.

8. А.с. 1575337 СССР, ШДО С07. Способ выделения 3<^, 4А-ди-окси-1,5,IcL (Н),6JS (Н)-гвай-10(14;,Ц(13)-диен-6,12-олидэ. /Тур-мухамбетов А.Я., Турдыбеков K.M., Адекенов С.М., Евдокимов Н.Я., Косшибаев Т.Н., ГеигоБТ Н.Ю. (СССР, Публикация изобретения в открытой печати запрещена).

Э. Адекенов С.М., Кагарлпцкий А.Д., Кадирберлинз Г.М., Тур-мухаыбетов А.К., Абдыкалыкоз И.А., Айтуганов К.А., Гафуров U.M. Изыскание новых песткцидоактивных сесквитерпеновых лактонов./В сб. Тезисы Всесоюзного совещания по пестицидам. (ДСП). Черноголовка, 1988 г.

10. Адекенов С.М., Турмухамбетов A.I., Абдыкалыков М.А., Ай-туганов К.А., Гештовт Н.Ю., Орыпбаев С.О., Нурмуратсв Т.Н., Су-щенко В.Б., Шмидт А.Я. Новые инсектицидоэктивные соединения на основе сесквитерпеновых лэктонов. //Химия, применение и механизм действия инсектицидов и акарицидов. Тезисы докладов. Всесоюз. науч.конф.3-5 декабря 1990 г. - Москва, 1990. - С.63.

11. Адекенов СЛ.!., Куприянов А.Н., Турыухамбетов A.S., Бей-сеыбаева A.M. Возрастная динамика накопления сесквитерпеновых лактонов Achillea nobilis L. //Растительные ресурсы. - 1991. -К 3, - С.5В-65.

12. Турмухамбетов А.д., Адекенов C.Ii., Турдыбекоз K.M., Га-тилов Ю.В. Грзцалин - новый сесквптерпеновый лэктон из' Artemisia graoilescens //Химия природных соединений. 1991, te 3.c.339_3J3,

13. Турыухамбетов А.Н., Куприянов А.Н., Адекенов СЛ. Распространение Achillea nobilia L, в Центральном Казахстане и локализация биологически активных сесквитерпеновых лактонов. //Научно-практические проблемы лромыаленной ботаники: Тезисы региональной конференции. Караганда, 18-21 июня 1991. - С.95.

У»'