Сесквитерпеновые лактоны псевдогваяного ряда. Строение, химическая модификация и биологическая активность тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

национальная академия наук республики казахстан

центрально-Казахстанское отделение

На правах рукописи

ПГБ ОД

'" ЕВ 1335

ДЖЛЗЙН КАГАРМЛН АМАНЖОЛОВИЧ

СЕСКВИТЕРПЕНОВЫЕ ЛАКТОНЫ ПСЕВДОГВАЯНОВОГО РЯДА. СТРОЕНИЕ, ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ.

02.00. Ш - Биоорганическая химия, химия природных и физиологически астивных веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Караганда - 1995

Работа выполнена в Институте фитохимии HAH PK

Научный руководитель: Член-корреспондент HAH PK,

доктор химических наук, профессор С.МАдекеноо

Официальные оппоненты: Доктор химических наук,.

профессор А.Д.Кагарлицкий

Кандидат химических наук Б.Ж.Джиембаев

Ведущая организация: Казахский государственный национальный университет им. Аль-Фараби

Занята диссертации состоится 19 января 1996 г. в 14.00 часов на заседании специализированного совета ДР 53.39.01 при Центрально-Казахстанском Отделении HAH PK по адресу: 470061, г.Караганда, ул.40 лет Казахстана, 1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦКО HAH PK.

Автореферат разослан // M^V/sW 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор химических наук, профессор • // ~__ Касснов Б.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Республика Казахстан располагает значительными ресурсами лекарственных растений, широко представленных как по разнообразию видов, гак и по занимаемой ими территории. Доминирующее положение среди них занимают представители семейства Asteraceae (Сложноцветные,' Астровые) - это более 1000 видов. Однако, многие из них недостаточно изучены как по химическому составу, так и в отношении биологической активности.

С другой стороны, растения данного семейства являются потенциальными источниками большой группы-биологически активных веществ -сесквитерпеновых у-лактонов, обладающих антифидаптным, репеллент-ным, антимутагенным, противовирусным, антибактериальным, противоопухолевым действием.

В третьих, сесквитерпеновые лактоны как возобновляемый химический материал считаются перспективными объектами для модификации и целенаправленного получения высокоэффективных препаратов.

Поэтому, выделение, установление строения сесквитерпеновых лакгонов из растительного сырья региона, химическая модификация их молекул и изучение биологической активности порученных соединений является актуальной, а выполнение исследований в этой области целесообразной.

Работа выполнялась в соответствии с заданием НАН РК по бюджетной теме Института фитохимии НАН РК "Химическое изучение растительного сырья. Выделение и установление строения биологически активных веществ и создание новых высокоэффективных фитопрепаратов. " (№ госрсгистрации 0195РК00922), по гранту МНФ Сороса "Isolation from plants, establishment of structure, chemical modification and synthesis of biologically active sesquiterpenoids" ^MYN tKTO), по гранту Фонда науки РК

"Синтез природных биологически активных сесквитерпеноидов" (№ шсрегистрации 0195РК00293).

Цель работы. Выделение сесквитерценовых лакгонов из гайллардии крупноцветной и девясила каспийского, установление строения новых соединений, осуществление оригинальных химических прекращений и биоскрининг псевдогваянолидов и их производных.

ручная норизна. В результате проведенной работы выполнено химическое изучение гайллардии крупноцветной и девясила каспийского. Выделено и изучено строение сесквитерценовых лакгонов из указанных растений. '

Установлено строение новых сесквитерпеновых лакгонов гайгранина и гайграндина - 2а)4а,9(3-тригидрокси-бр-ацетокси-1а,7а,8р,10р(Н)-псевдо-гвай-11(13)-ен-8,12-олид и 2а-ангело1Шокси-4а,9Р-дигидрокси-6р-ацетокси -1а,7а,8р, ЮР(Н)-псевдогвай-11(13)-ен-8,12-олид соответственно.

Оптимизированы условия выделения псевдогваянолидов из гайллардии крупноцветной. Изучена динамика накопления и локализация сесквитерпе-новых лакгонов в отдельных органах девясила каспийского по фазам вегетации растения.

На основе выделенных лакгонов синтезировано 16 новых производных, строение которых установлено с применением спектральных методов (ИК-, ПМР-, С13-ЯМР) и рентгенострукгурного анализа.

Изучена серия химических превращений псевдогваянолидов, включая доступные британин и инучиненолид С, в различные их производные по сложноэфириым функциям олефиновьш и лакгонным фрагментам. Обнаружена характерность реакции неогеленалиновой перегруппировки для соединений данного ряда.

Практическая ценность работы, Разработаны способы выделений сесктггерценовых лакгонов из доступного растительного сырья региона пош отоплен и опробован регламенг их получения.

В результате биологических испытаний гайграшша, снатулина, бриташша и инучиненолида С и продуктов их химической Модификации обнаружены соединения с высокой антифидантной, репеллентной, антибактериальной, рострегулирующей, антиоксидантной и противоопухолевой активностью.

Апробация работы. По материалам диссертации сделаны доклады с публикацией тезисов на I Международном симпозиуме "Химия растительных веществ" (Ташкент, 1994), Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы технологии производства, переработки лекарственного растительного сырья и получения фитопрепаратов" (Караганда, 1994), XVI Международной конференции по изопреноидам (Прага, 1995), Международной научно-практической конференции "Перспективы развития производства биопрепаратов для медицины и сельского хозяйства" (Степногорск, 1995).

Публикация, Результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 105 страницах машинописного текста й состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов. Включает 7 таблиц, 13 рисунков и 11 схем. Список цитируемой литературы содержит 122 ссылки. В приложениях приведены данные биоскрининга соединений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Литературный обзор содержит информацию о структурных особенностях молекул псевдогвая!шлидов, распространении их в растениях родов гайллардия и девясил. Обобщены сведения об основных направлениях химической модификации сесквитерпеновых лактонов изучаемого скелетного типа и биоактивности природных псевдогваянолидов и их производных.

I. ГАЙГРАНИН И ГАЙГРАНДИН - НОВЫЕ СЕСКВИ ГЕРПЕНОВЫЕ ЛАКТОНЫ GAILLARDIA GRANDIFLORA HORT.

Из цветочных корзинок и листьев гайллардии крушюцветной ' Gaillardia grandißora Hort, экстракцией хлороформом, ацетоном и водой с последующим хроматографированием на колонке с силикагелем выделено три сесквитерпеновых лактона, два из которых оказались новыми и названы гайгранин (I) и гайгралдин (2), а третье идентифицировано как нсевдогваянолид спатулин (3).

При этом количественный выход лакгонов из сырья надземной части данного растения обеспечивает экстракция хлороформом с последующей обработкой выделенной суммы веществ смесью этанол-вода (2:1)'и хроматографическим разделением смолки на колонке с силикагелем (см.таблицу 1). Среди выделенных лакгонов гайгранин и спатулин имеют сравнительно количественный выход, а гайграндин обнаружен в следовых количествах.

О

М

о

(1): R< =Ra = R3=H

(3): r4 ~ r2 = h ; r3=äc

(4): R< 5 R2 =R3=Ae

C2)

Таблица I

Оптимизация количественного выхода псевдогваянолидов из гайллардии крупноцветной

Экстра-гент Масса растительного сырья, г Сумма экстрактивных веществ, г Выход гайграшша Выход спатулина

г в % на сухое сырье г в % на сухое сырье

Горячая вода (80-85°С) 3300 51 3,07 0,093 0,12 0,003 !

Ацетон (40-45°С) 3200 73 •2,30 0,07 0,188 0,006

Хлороформ (Ч5-50°С) 1800 71 3,894 0,21 0,6 0,03

Гайграпии_(1) - бесцветное кристаллическое вещество состава

С17Н2407, Т.пл. 186-189°С (из этанола), [а)022 + 17,3" (с 0,52; этанол). ИК-спектр характеризует присутствие в его структуре гидроксильной фуппы (3510 см-1), карбонила у-лактона (1750 см-1), сложноэфирной группы (1710,1250 см-1)- Максимум поглощения при 215 им (13894) в УФ-спектре свидетельствует о . наличии в молекуле гайграшша зкзоциклической метиленовой группы, сопряженной с карбонилом у-лактона, что подтверждается также данными спектра ПМР:. однопротонные дублеты при 6,30 и 6,61 м.д.'с КССВ 3 Гц для каждого. Сииглет 1,96 м.д. (ЗН) отнесли к метилу ацетильной группы, а дублет 1,48 м.д. (ЗН, КССВ 6 Гц) -вторичному метилу. .

Характерный для ангулярного метила сииглет при 0,80 м.д. (ЗН) позволяет предположить' псевдогваяновый карбоцикл для молекулы гайгряинна.

Присугствие в спектре ЯМР-С13 пята дублетов при 78,18; 78,34; 78,54; 79,08 и 82,30 м.д. характеризует наипие в его кярбоцикле пяти метиловых

®

фрагментов, связанных с атомами кислорода. Один из этих углеродных атомов связан с лактонным циклом, другой с ацетокси-груцпой, а остальные с гидроксильными функциями. Следовательно, в структуре гайгранина имеются три гидроксильные группы.

Использование методики двумерной спектроскопии ЯМР-Ш-'Н (COSY) позволило провести отнесение сигналов в спектре ПМР, снятого в C5D5N. Сигнал гемацильного протона - дублет 5,47 м.д. свидетельствует о расположении ацетокси-груццы при С-6, а его КССВ 2,5 Гц - о цис-ориентации Н-6 относительно вицинального протона Н-7. Триплет 4,86 м.д. с КССВ 9,4 Гц отнесли лактонному протону. Значение КССВ Н-7, Н-8, Н-9 позволяет предложить.расположение лакгонного цикла при С7-С8 и характеризует транс-сочленение ею относительно карбоцикла.

В спектре ПМР двойного резонанса, снятого в CDCI3 подавление сигнала 2,54 м.д. вызывает изменение мультцплетности сигнала в области 3,78 м.д., который переходит в дублет. Поэтому сигнал 2,54 м.д. соответствует Н-3, а сигнал 3,78 м.д. - гемгидроксшшюму протону Н-4. При подавлении сигнала в области 4,96 м.д. изменяется мультиплетность сигналов 2,29 и 2,54 м.д., что позволяет отнести последний к Н-За и Н-ЗЬ, а тршшет 4,96 м.д. с КССВ 10 Гц - гемглдроксiшьiгому протону Н-2.

Рентгеноструктурное исследование молекулы спатулина (3),. сопоставление его спектров ЯМР со спектрами гайгранина (1) и продуктов его исчерпывающего ацшшрошшия, оказавшихся одинаковыми соединениями, идентифицированных как тетраацетат (4), позволили , предложить для гайгранина строение 2а,4а,9[5-трип1Дрокси-бр-ацетокси-1а,7а,8р,10р(Н)-псевдогвай-11(13) -ен-8,12-олида (I).

Гайграндин (2) - С22Н30О9, т.пл.205-208°С (из этанола), faj^l + 15,7° (с 0,07; этанол). Для изучения строения гайгранди) (2)-и конформаций его циклов проведено рештенострукгурное исследование. Лактошшй цикл С шйфандина имеет конформацию C-7-конверта, характерную для многих

сесквитерпеновых у-лакгонов гваянового, псевдогваянового и гермакра-нового пшоп. Семичлепный цикл в молекуле гайрандина (2) имеет форму, промежуточную между конформациями кресло (гогоскость симметрии проходит через С-9 и середину связи С5-С6) и твпст-кресло. Угол пссвдовращения 'I'j семейства кресло - твист-кресло равен 9,7° и 9,2°, что близко .к форме кресло (Ч'=13), Конформация, промежуточная между кресло-твист-кресло, семичлешюго цикла В обычная для линейных Tpaiic, транс-сочлененных псевдогваянолидов и слабо связана с наличием заместителей. Пятичленный цикл Л в молекуле гайграндина (2) находится в форме C-5-конверта (атом С-5 отклонгн на 0,69 А в сторону метальной группы С-15 в обеих молекулах).

В Кристалле молекулы гайграндина связаны друг с другом в трехмерные сети водородными связями: 03Н...08а (расстояния О-Н 0.85, Н...0 2.01, О...О 2.824 А, угол 0-Н...0 156°), 04-Н...06 (0.86, 2.04, 2.899 А, 176°), 03-Н...08 (0.87, 2.04, 2.844 А, 154°), 04а-Н...06а (0.85, 2.05, 2.902 А, 176°).

По результатам проведенных исследований установлено, что гайг-рандин имеет строение 2а-ангелоилокси-4а,9р-дигидрокси-бр-ацетокси-1а,8,Юр (Н)-псевдогвай-11 (13)-ен-8,)2-олида (2).

2. ПСЕВДОГВАЯНОЛИДЫ INUU CASPICA BLUME

Из надземной части девясила каспийского (Inula caspica Blume) экстракцией хлороформом и хроматографированием полученной суммы веществ на колонке с сшшкагелем выделено и идентифицировано четыре сесиагтерпеновых лакгона - британин (5), инучиненолид С (6), 2а-сенеци011л0кси-3р-п1др0кси-и20ш1ант0лактон и пульхеллин С.

Изучение динамики накопления и локализации сесквнтерпеновых лактопов в органах девясила каспийского показало, что сравнительно количественное содержание псевдогваянолидов бриташша (5) и икучшю-

нолида С (6) наблюдается в листьях и цветочных корзинах в фазу бутонизации и цветения {см.табл.2).

Таблица 2

Содержание псевдогваянолидов в органах деаясида каспийского по фазам вегетации

Выход лакгонов

Фенофаза, Вес Выход Выделенные % на

органы сухого суммы . лактоны г. сухор

растения сырья, вещест сырье

/кг в, г.

Розетки

Листья 0,2 7,7 британин (5) 0,015 0,02

2а-сенециоилокси-

30-гидрокси- 0,015 0,007

изоалантолактон

пульхеллин С 0,2 0,1

Бутонизация

Стебли 0,37 4,0 следы - -

Листья 0,37 32,2 британин (5) 0,3 0,04

инучиненолид С (6) 0,14 0,02

2а-сенециоилокси-

•• Зр-пирокси- 0,015 0,002

израшнгшлакгон

пульхеллин С 0,6 0,09

Цветочные 0,168 14 инучиненолид С (6) .0,09 0,05

корзинки пульхеллин С 0,29 0,17

Цветецдо} •

Стебли 0,08 0,8 следы • .- -

Листья 0,09 5,0 британин (5) 0,09 0,1

инучиненолид С (6) 0,01 0,01

2а-сенециоилоксц-

Зр-гйдрокси- 0,006 0,007

изоалантоластон

пульхеллин С 0,12 0,1

Цветущие 0,1 4,2 британин (5) 0,06 0,06

корзинки инучиненолид С (6) 0,038 0,04

2а-сенециоилокси- ■

Зр-гидрокси-

изоалантолактон 0,009 0,01

пульхеллин С 0,058 . 0,05

3. ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БРИТАНИНА

Британия (5) - распространенный в растениях семейства Asteraccac с с с кв ите р не но в нй лактон нсевдогваянового типа, выделен из Inula caspica Blume, I.britanica L., I. asp era Poir., Erigeron khorassanicus Boiss. По строению молекулы бриташш (5) - иолифункциональное соединение, где реакционными центрами являются ОН- и ОАс- группы, а также лактонный цикл.

С целью направленного поиска аналогов биологически активного псевдогваянолида геленалина проведена модификация молекулы британина

(5).

При взаимодействии британина (5)'с хлорхроматом пиридиния (ХХП) в CH2CI2 наблюдается образование сопряженного циклопентенона. Структура полученного при этом производного (7), подтверждается отсутствием в спектре ПМР сигнала метНльных протонов одной из ацетоксИ-групп. Смещение сигнала протонов ангулярной метилыюй группы в слабое поле на 0,5 м.д. объясняется образованием кето-грунпы при С-4, а наличие специфических сигналов при С-2 и С-3 характеризует присутствие протонов олефюювой связи при указанных атомах углерода.

В спектре ПМР продукта (3), полученного при гидролизе (5) 4%-водньш раствором поташа в эталоне, наблюдается отсутствие сигналов метальных протонов ацетокси-группы. Также отмечается наложение сигналов протонов экзометилеиовой группы у-лактониого цикла в виде сложного мулътштлета в области 5,1 j-5,15 м.д. Сигнал протона при С-4 смещается в слабое поле и представляет собой дублет дублетов при 4,57 м.д. .

В спектре ПМР производного (9) наблюдается сдвиг сигналов Протонов ангулярного метила в слабое поле на 0,2 м.д. (при сравнении о (0)), что характеризует образование кето-группы при С-4. О присутствии вторичной гидрохеильной группы в молекуле (9) свидетельствует образование ацстокси-прсгамздиого (10) при ацютровашш первого уксус-

Пым ангидридом п пиридине. В спектре ИМР последнего ирисугстную! сигналы метильныл протопоп двух ацетоксифуш! в области 1,95 и 2,03 м.д. Сигнал протона при С-4 отсутствует.

При окислении (8) ХХП в спектре ПМР продукта (1!) наблюдается смещение сигналов аш-удярного метила к слабое поле на 0,47 м.д. (по сравнению с (3)), что на 0,27 м.д. больше, чем у производного (9). Очевидно, это вызнано образованием кето-фупп при С-4 и С-6. Сигналы протонов при С-4 и'С-6 отсутствуют. Также наблюдается сигнал г» виде дублета, характерный для протонов мстила С-13. Кроме того, в спектре ПМР (11) отсутствуют сигналы протонов метальной фуппы ацетокси фуппы при С-2, наблюдаются специфтеские сигналы протонов при С-2 и С-3, характеризующие.образование олефиновой связи.

Следует отметить, что при окислении (3) СгОз/Ру окисляется только одна пгдроксильнал фута при С-4, а при окислении ХХП окисляются две пщроксилышс фуппы при С-4 и С-6, а также наблюдается мшраштя двойной связи С11-С13 в положение С7-С11.

Гидролиз (7) приводит к пеогеленалшговой перефупгшровкс, описанной, ранее, в случае подобного превращения геленалина до неогеленалина (мексиканина Б). Нсогеленалиновая перефуппировка сопровождается мифацией двойной связи при С2-С3в положение С1-С2. Спектр ПМР (12) показывает сдвиг в слабое поле сигнала протонов метила С-15 с изменением мулы .шетности, а также отсутствие сигналов протонов при С-1 и С-2. Не наблюдаются сншалы метальных протонов ацето-ксифугш. В сильное поле сместился сигнал протона при С-4 - триплет 2,90 м.д. О миграции апгулярного метила свидетельствует появление сигнала протона при С-5 в виде слохагого мультшшета в области 2,53 м.д.

При взаимодействии бриташша (5) с дизтиламином, морфолнном, моноэтайоламином, зтилеиднвмнном реакции протекают по экзомети-леновой группе улакхоиа по топу реакций Михаэля с образование?-!

соответствующих аминопроизводных (13-16). Э спектре ПМР псшученых аминопроизводных смещение сигналов протонов экзометнленовой группы у-лактона в слабое поле свидетельствует о присоединении аминогруппы по активной олефиновой связи С11-С13.

Получешше спектральные данные позраляют предложить для (13) строение 2а,6а-диаце1хэкси-4р-гщфокси-13:диэтнламипопсевдогвайан-8,12 -олида; для (|4) - 2а,6а-диацетокси-^р-гидрокси-13-цорфолинпсевдогвай-ан-8,12-олида; для (15) - 2а,6а-диацетокси-4р-гидрокси-13-моноэтанол-амиио-псевдогвайан-8,12-олица; для (16) - 2а,6а-диацетокси-4р-гидрокси-13-эимендиаминопсецдогвайан-8,12-олида.

4. ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ИНУЧИНЕНОЛИДА С .

Ииучиненолид С (6) - распространенный в растениях семейства Asteraceae сесквитерпеновый. лакгон псевдогваянового типа, выделен из Inula caspica Blume и I.britanica L.. По строению молекулы инучиненолид С (6) близок бритапииу (5), отличаясь от него расположением ОАс- и ОН-групп при С-4 и С-6. Характер сочленения циклов, а также пространственное строение молекулы определены путем рентгеноструктурного исследования.

Реакционными центрами у инучиненодида С (6) являются ОН- и ОАс- группы, а также лакгонный цикл/

При гидролизе инучиненолида С (6) с 4%-ным раствором NaOH в этаноле в течении трех часов при комнатной температуре образуется смесь веществ с Rfj=0,75 (исходное вещество), Rf2=0,55 и Шз=0,2 (ТСХ в этилацетате). При хроматограф ическом разделении данной ' смеси на колонке выделили соединения (17) и (18). Данные ИК спектра (17) характеризуют наличие в его молекуле гидрбксильной группы (3500 см"1), карбонила сложноэфирной группы (1750 см-1). В спектре ПМР производного (17) отсутствует сигнал протонов метила одной из ацетокси групп.

АсО ОН (в)

.0 4% Na ОН Л âtOH

r°

АсО

zHÎ

Химические превращения инучиненолида С (б)

С целью подтверждении предложенной для (17) структуры его окисляли XXП и хлористом мепиене. О спектре ПМР полученного соединения (19) наблюдается сдвиг сигнала ангулярного метила в слабое поле на 0,47 м.д., кроме того отсутствуют сигналы протонов при С-4 и С-б, наблюдаются специфичские сигналы .протонов при С-2 и С-3, характеризующие образование олефиновой связи. По своим спектральным данным и физико-химическнм константам вещество (19) идентично производному (11).

При окислении (17) СгОз/Ру в хлористом метилене в спектре ПМР полученного соед!шения наблюдается сдвиг сигналов протонов ангулярного метила в слабое поле на 0,2 м.д., что характеризует образование кето-групны в молекуле (20). Физико-химические константы и спектральные данные позволяют .идентифицировать (20) (9).

В спектре ПМР продукта (21) полученного при взаимодействии (17) с ацетоном в присутствии п-толуолсульфокислоты наблюдается появление сигналов метальных протонов при С-2' и С-3' в области 1,23 м.д. -синглет и 1,25 м.д. - синглет. Сигнал протонов ангулярного метила С-15 сместился в сильное поле на 0,27 м.д., а дублеты в области 5,99 и 6,21 М.д. были отнесены к протонам экзомстнлсна ■у-лактона. Подвергся изменению характер сигнала протона при С-6 - дублет в области 4,12 м.д.

Данные ИК-спскгра (18) указывают на отсутствие в его структуре сложноэфирных групп и на наличие -ОН групп (3470, 3430, 3320 см"1)- Для установления структуры (18)- было проведено рентгенострукгурное исследование его молекулы. Сочленение 5- и 7- членных, а также 7-членного и 7-лактонного циклов - транс-типа (торсионные углы Н1С1С5С15 и Н7С7С8Н8 сос лвляют соответственно 168° и 156°). Гидроксильные группы при атомах С-2, С-4 и С-6 имеют а-, р- и а-ориентацию. Метальные группы при атомах С-5 и С-10 ориентированы соответственно в р-. и а-сторону. Конформпцня 5-члениого карбоцикла - почти йдеальног 4,5-

полукресло (АС22=1,40), а у-лаетопного цикла - промежуточная между 7 а. конвертом и 7а,8р-полукреслом (ДС57=5,0° и АС212=4,6°). ГепТановый цикл в молекуле (18) принимает конформацию значительно искаженного 1,10а,8,9Р-ТВИСТ-кресла (ЛС26=16,0° и ЛС39=28,9°). Столь значительное отклонение от чистой конформации твист-кресло объясняется стерическим отталкиванием между Ме-группой С-15 и атома Н при С-8.

Взаимодействие (18) с ацетоном в присутствии п-толуолсуль-фокисдоты сопровождается образованием кеталя (22), что подтверждается присутствием в спектре ПМР сигналов метальных протонов кетальной группы при С-2' и С-3', протоны экзометиленовой группы у-лакгона проявляются в виде характерных квартетов в области 5,94 и 6,22 м.д.. Дублет в области 3,10 м.д. отнесен протону .при С-6.

5. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ ПСЁВДОГВАЯНОЛИДОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ

Обсуждаемые в данной работе природные сесквитерпеновые лактоны нсевдогваяцового ряда и их модифицированные производные были изучены в плане полугения новых биологически активных веществ и определения влияния структурных особенностей молекул данного ряда соединений на их биологическую активность. .

Роетрегуляруютая активность. В результате скрининга на гербицидную и рострегулирующую активность обнаружено, что:

- на отдельных культурах спатулин (3), британин (5) и инучиненолид С (6) и подавляют всожесть тест-растений;

- спатулин (3) и ннучиленолид С (6) стимулируют рост стебля огурца при довсходовой обработке семян.

Британин (5) при концентрации 2х10"6 М ингибирует всхожесть семян редиса на 87%, овсюга,на 63%, горчицы до 86% и полностью подавляет прирост колеоптилей пшеницы сорта Саратовская 29.

Изучение фотосенсибилизирующей активности сесквитерпеновых лактонов показало, что практически все изученные соединения влияют на состояние пигментного аппарата растений, о чем свидетельствует изменение структуры спектров возбуждения флуоресценции хлорофилла в листе. Наиболее заметные изменения • в спектрах наблюдаются на образцах, обработанных гайгранином (1), инучиненолидом С (6), дидезацетилину-чиненолидом С (18), дезацилгайгранином.

Обработка растений растворами гайгранина (1), бр1гганина (5), инучи-ненолида С (6), дидезацетилинучиненолида С (18), дезацилгайгранина, подавляет способность экзогенной 5-АЛК - индуцировать накопление пор-фиринов. Полученные данные говорят о способности исследуемого ряда соединений ингибировать превращение ряда соединений в цеПи био-сшггсза хлорофилла. *

Действие на насекомых. Изучение репеллентной и амгифйдантной активности природных псевдогваянолйдов и их производных выявило выраженное репеллентное действие британина (5) в отношении жука большого мучного хрущака. Британии (5) и инучиненолид С (6) показали также высокую антифидантную активность в отношении данного вредителя.

Британии проявляет высокую антифйда1гтную активность в отношении взрослых особей ТпЬоИит соп/илит. Хорошими детеррентамй также оказались гайгранин (1), спатулин (3) и инучиненолид С (б). При этом обнаружено, что аминирование Природных лактонов снижает их антифидантное действие против указанного вредителя запасов зерна. Британии (5) также проявил высокую антифидантную активность в отношении л]г шок ТпЬоИит соп/изит.

Высокий индекс детеррентности наблюдался у личшюк Тго$о(!ета &'апапит при обработке гайгранином (1) и британином (5). Британия (5)

также оказался эффективным антифидантом в отношении взрослых особей Sitophilus granarius.

Отмечено, что бриташш (5) является лучшим антифидантом доя всех испытанных видов насекомых-вредителей.

Британии (5) и инучиненолид С (6) в 0,05%-ной концентрации показали высокую афициднуга активность: вызывают 61-63%-ную гибель бахчевой и персиковой тли. При этом они превосходят по своей эффективности эталонный препарат карбофос. Британии (5) в лабораторных и вегетационных опытах проявил таще акарицидную активность против паутинного клеща эффективность действия и 56% соответственно.

В опьггао-производственных условиях 0,05%-ный раствор британина (5) значительно снижает поражаемость листьев огурцов указанным вредителем и обеспечивает получение дополнительного урожая в 1,7 кг/м2.

Противоопухолевая активность. Среди пяти исследованных образцов следует отметить гайграшш (}) и дидезацетилинучиненолид С (18), которые в МПД (20-30 мг/кг) 1шшбируют на 76-95% и 52-86% соответственно рост перевиваемых на животных лимфосаркомы Плисса, слизистого рака печени РС-1, карциносаркомы Уокера, саркомы 180 и саркомы 45.

Антимикробная активность. Определение антибактериальной и фунгицидной активности природных псевдогваянолидов и их производных показало, что у спатулина (3) и инучиненолида С (6) зона подавления Erwinia coratövorum на 23 и 24 мм соответственно. А а,ß-ненасыщенный кетобританин (7) подавляет Botrytis cinerea на 18 мм и Erwinia coratovorum на 12 мм.

При изучении антивирусной активности данных лакгонов выявлено, что бриташад (5) при концентрации 10-100 мкМ снижает репродукции* вируса геморрагической лихорадки с почечным синдромом на 95-98%, а также эффективно тшгибирует развитие вируса гриппа типа А.

Дигиоксцдантная активность. In vitro изучалась антиоксидантная активность британина (5), инучиненолида С (б), а,р-ненасыщенного кето-британина (7) и дидезацетилинучиненолида С (18). При этом хемилю-минссцентным методом обнаружено уменьшение уровня псрекиснош окисления липидов тканей мозга крыс. Антиоксидаитная активность исследуемых образцов определялась по увеличению латентного периода инициированной хемишоминесценции ,XJI в присутствш! ионов железа. Если в контрольной группе латентный период составляет 0,01±0,04 мин, то у а,р-ненасыщенного кетобританина (7) он равен 1,63±0,17 мин /Р<0,001/. При повторной XJI латентный период увеличился до 1,59±0,24 мин /Р< 0,01/ против 0,57±0,16 мин в контрольной группе, т.е. латентный период увеличился почти в три раза. Антиоксвдан'лгуго активность также проявили инучиненолид С (б) и дидезацетилинуч1шенолид С (18): 1,48±0,13 мин /Р<0,01/ и 1,50±0,23 мин /Р<0,01/ у первого и 1,35±0,19 мин /Р< 0,01/ и 1,51±0,50 мин/Р<0,2/у второго соответственно.

ВЫВОДЫ:

1. Впервые проведено комплексное фотохимическое исследование пиишардии крупноцветной, девясила каспийского, включающее поиск биологически активных веществ, разработку технологических способов их получения, создание практически ценных препаратов на их основе.

2. Изучена динамика накопления и локализация сесквигерпеновых лактонов в девясиле каспийской и оптимизированы условия выделения псевдогваянолидов из сырья гайллардии крупноцветной.

3. Применением • спектральных методов, включая эксперимент .двумерной Н'-Ч>, Н'-С'З-ЯМР-спектроскогаги, рештенострукгурного анализа и путем корреляции с известными соединениями, установлено строение новых сесквитерпеновых лактонов гайгранина и гайграндина кк 2а,4а,9р-тригидрокси-бр-ацетокси-1а,7а,8р, 10р(Н)-псевдогвай-11(13)-ен-

8,12-олида и 2а-ангелрилокси-4а,9р-дигидрокси-бр-ацетокси-1а,7а,8р,10р (Н)-псевдогпай-11( 13)-ец-8,12-олида соответственно.

4. На основе доступных псевдогваянолицов британина и ипучиненолида С синтезированы 17 новых соединений, строение которых изучено по спектральным данным, . РСД и результатам химических превращений.

5. В результате оригинальных химических превращений по сложно-эфирным и щдрокси-функщшм, по олефиновым и.лактонным фрагментам молекул пеевдогваянолидов определена характерность неогеленалиновой перегруппировки в ряду этих соединений.

6.. Биоскрининг полученных соединений показал перспективность создания на их основе новых практически денных препаратов противоопухолевого, антифидантного, репеллентного, антиоксидантного, антибактериального, фунпщидного и противовирусного действия.

Результаты опытно-гтроизводственньи испытаний позволили рекомендовать бритащш в качестве экологически чистого репеллентного средства для закрытого грунта.

Oct ? овное содержание диссерташти изложено в следующих работах:

1. Dzhazin К.А.. Natural pseudoguaianolides - the effecient sources of new drugs.// В c6."Actual Problems of Processing Technology of Raw Plants and Production of Phytopreparations". Karaganda, 1994, p. 147.

2. Джазин K.A., Гатилов Ю.В., Адекенов C.M.. Гайгранин и гайхрандш1 - новые сесквитерпеновые лактоны из Gaillardia grandiflora Hort.// Химия природ, соедин. 1995, N2, с.79-85.

3. Dzhazin К.А., Adekenov S.M.. Biologically active sesquiterpene lactones of Gaillardia grandiflora Hórt.// В сб.; "16th Conference on isoprenoides 17-23 September 1995" Prague, p. 133.

4. Абдыкалыков М.А., Джазин К.А., Турдыбеков К.М., Адекенов С.М.. Аминирование и гидролиз брйтанина и инучиненолида С.// В сб.науч.трудов: "Новости органической химии и углехимии Центрального Казахстана." Караганда, 1993, с. 100-105.

5. Турдыбеков К.М., Джазин К.А., Стручков Ю.Т., Шалтаков С.Н., Адекенов С.М.. Кристаллическая структура дидезацетилинучиненолида С. Эффект псевдовращения в семичленном цикле линейных транс, транссоч-ленснных псевдогваянолидов.//Химия природ, соедин. 1993, N4, с.536-542.

6. Toregozhina J.R., Shin S.N., Dzhazin K.A., Rakhimov K.D., Abdraklunanov A.A., Adekenov S.M.. Researches of the Radioprotective Natural Compounds.//B c6."Actual Problems of Processing Technology of Raw Plants and Production of Phytopreparations". Karaganda, 1994, p. 148.

7. Nevinsky G.A., Gordadze A.V., Yuchenko L.V., Dzhazin K.A., Turmukhambetov A.Zh., Zapolskaya-Dovnar G.M., Rakhimova B.B., Adekenov S.M.. Antiviral Activity of Sesquiterpene Lactones.// В сб."Actual Problems of Processing Technology of Raw Plants and Production of Phytopreparations". Karaganda, 1994, p.208.

. 8. Сейтембетов T.C,, Джазин K.A., Кулыясов A.T., Адекенов C.M.. Хемилюминесцентнын метод в оценке антиокислителъной активности сесквнтерпеновых лактонов.// Химия природ, соедин. 1995, N2, с.325-326.

9. ' Кулыясов А.Т., Джазин К.А., Букета lia Г.К., Рахимова Б.Б., Турмухамбетов А.Ж., Мамонова Л.П., Тулсмисова К.А., Адекенов С.М.. Антимикробная и противогрибковая активность сесквитерпеновых лактонов.// В сб.: "Перспективы развития производства биопрепаратов для медицины и сельского хозяйства". Степногорск 1995, с.53.

; 10. Т. С. Сейтембетов, С.М.Адекенов, А.Т.Кульотсов, К.А.Джазин, А. Ж. Се it тс мбстс,а, А. Ж. Турм^тсал^етов. Применение, хемилюминес-центного метода для определения атттаксидатшюй активности сесквитерпеновых лшетонов.// Акмола -1995.-18 с. в КазГосИНТИ 21.11.95 г. N 6468-1Са95.

21

ЖАЗИН К. А.

02.00.10 - биоорганикалык, химия, табиш жопе физиолошялык, бел-сендо крсылыстар химиясы мамандыгы бойынша химия гылымдаршшн, кандидаты дорежесш алу у111"1 крргалатын диссертацияныц авторефераты.

"Псевдогваян кдтарыньщ сесквитерпен лактопдары. К,урылыси, химиялык, модификациялау жопе биолошялык, белсендонп".

Gaillardia graadiQora Hoit. жене Inula caspica Blums отщктершщ химиялык, 3epTreyi отазшген. Жумыс нетижеанде 7 сесквитерпен лак-тондары алынган жоне олардьщ молекулаларынын, курылыси аныкдалпш. Гайгранин жоне гайграндин жаца сесквитерпен лактондарыныц курылы-сы спектралдык, еддстер (ИК-, ПМР, СП-ЯМР, COSY) жоне рентген анализы арк^шы долелденген. Псевдогваянолидтердщ химиялык, модифи-кациялары отюзшген, олардыц арасында британин жоне инучиненолид С. Псевдогваянолндтердщ жене олардыц туындыларыныц жогары биологи ялык, белсенд1л1п аныкталган.

DZHAZIN К.А.

Author abstract of the dissertation for a degree of the candidate of chemical sciences by speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry, chemistry of natural and physiologically active substances.

"Sesquiterpene lactones of pseudoguaianic line. Structure, chemical modification and biological activity".

Gaillardia grandiHora Hort. and Inula caspica Blumc have been chemically studied. Hereat, there have been Isolated and identified 7 sesquiterpene lactones. Structures of new sesquiterpene lactones of gaigranine and gaigrandine havi; been studied by means of spectral methods (IR-, NMR, C1J-NMR, COSY) ' and X-ray. A number of chemical transformations of pseudoguaian-olid;s including available britanine anil inuchinenolide С has been studied. A widn spectrum of biological activity of natural pseudojsuaianolides and their derivatives bas b;cn evaluated.