CC BY
119
УДК 547.94:581.9(479.2)
АЛКАЛОИДЫ SENECIO LAMPSANOIDES DC. ФЛОРЫ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА
Б.Н. Житарь, ГОУ ВПО «Пятигорская государственная фармацевтическая академия»
Житарь Борис Николаевич - e-mail: [email protected]
Изучены алкалоиды надземной части и подземных органов обнаруженной нами новой дизъюнкции ареала Senecio lampsanoides DC. - крестовника бородавникового (сем. Asteraceae) в Бело-Лабинском флористическом районе Западного Кавказа. Установлено содержание оснований - 0,25% в траве и
0,32% в подземных органах; и N-окисей (0,07% и 0,22% соответственно). В сумме алкалоидов 85,6% составляют нециновые кислоты и 14,4% нецины. Хроматографически установлено наличие 9 индивидуальных оснований в надземной части и 8 - в подземных органах, из которых идентифицированы платифиллин и сенецифиллин. Экспресс-методикой с использованием реактива Эрлиха идентифицированы токсичные производные пирролизидина.
Ключевые слова: Senecio lampsanoides DC., пирролизидиновые алкалоиды.
Alkaloids of aerial and underground parts of discovered by us new range disjunction of Senecio lampsanoides DC. (Asteraceae) in Belo-Labinsky floristic region of the Western Caucasus are studied. Determined alkaloidsbase - 0,25% in the aerial parts, and 0.32% in the underground organs, and N-oxide (0,07% and 0,22% respectively). From alkaloids-base 85,6% are necic acids and 14,4% are necines. Chromatographically established the presence of 9 individual bases in the aerial parts and 8 - in the underground organs of which platyphylline and seneciphylline are identified. Rapid method using Ehrlich's reagent identified toxic derivatives of pyrrolizidine.
Key words: Senecio lampsanoides DC., pyrrolizidine alkaloids.
Введение
По данным литературы Senecio lampsanoides DC. - крестовник бородавниковый (сем. Asteraceae) - является эндемиком Кавказа. Его дизъюнктивный ареал ограничен флористическими районами Центрального и Восточного Кавказа, а также некоторыми фрагментами в Центральном и Восточном Закавказье [1, 2].
Изучение алкалоидов сырья (трава и корневища с корнями) обнаруженной нами новой популяция данного вида на Западном Кавказе (Бело-Лабинский флористический район) [3] представляло интерес не только для хемотаксономии, но и для фармакогностического анализа сырья, как потенциального источника фармакологически активных алкалоидов.
Несмотря на широкое распространение различных пир-ролизидиновых алкалоидов среди высших растений и, в частности, в семействе Asteraceae, лекарственными традиционно считаются только два вида рода Senecio (ныне Adenostyles), относящиеся к секции Oliganthi Boiss. S. rhombifolius (Willd.) Sch. Bip., в корневищах и траве которого содержится алкалоид сарацин; и S. platyphylloides Somm. Et Lev., из корневищ и травы которого выделены алкалоиды платифиллин и сенецифиллин. Платифиллин и саррацин в виде гидротартратов применяются как спазмолитические, сосудорасширяющие и болеутоляющие средства, подобно атропину; сенецифиллин может использоваться для синтеза диплацина - препарата с курареподобным действием.
Целью настоящего исследования являлось выделение и изучение качественного состава суммы алкалоидов из травы и корневищ с корнями S. lampsanoides, собранных в новой для этого вида дизъюнкции ареала.
Материалы и методы. Для изучения алкалоидов Б. lampsanoides мы исследовали надземные и подземные части растений, собранные в фазу цветения в ущелье реки Большая Лаба (Урупский район, КЧР).
Выделение оснований. Воздушно-сухое предварительно измельченное сырье (200,0 г.) обрабатывали 10%-м р-ром аммиака до полного смачивания. После высушивания сырье подвергали экстрагированию хлороформом путем многократного настаивания в аппарате Сокслета. Число ступеней экстракции равнялось 10. Из хлороформного извлечения удаляли растворитель путем отгонки. Сгущенные извлечения представляли собой массу жидкой смолообразной консистенции зеленого цвета в случае использования в качестве сырья надземной части и коричневого - корневищ с корнями. Для очистки извлечения и реэкстракции алкалоидов из оснований в соли хлороформные извлечения подвергали обработке 3%-м раствором серной кислоты в делительной воронке. Процесс продолжали до полного извлечения алкалоидов в раствор кислоты. Полноту извлечения контролировали качественной реакцией на алкалоиды с кремне-вольфрамовой кислотой. Объединенные сернокислые извлечения фильтровали и обрабатывали в делительной воронке диэтиловым эфиром для очистки от примесей липофильных веществ. В очищенных сернокислых извлечениях алкалоиды-соли переводили в основания путем добавления к раствору 25%-го раствора аммиака до рН=9-10. При этом происходило изменение окраски и выпадение аморфного осадка. В дальнейшем алкалоиды-основания извлекали путем реэкстракции хлороформом. Полноту реэкстракции контролировали с помощью общеалкалоидного осадительного реактива - кремне-вольфрамовой кислотой. Из полученных очищенных хлороформных извлечений
полностью удаляли растворитель и получали, таким образом, суммы алкалоидов (рис. 1).
Получение ^окисей. 200,0 г воздушно-сухого сырья подвергали экстракции в течение 72 часов путем трехкратного настаивания 2%-й серной кислотой в соотношении 1:10. Полученные сернокислые извлечения объединяли, а содержание кислоты в них доводили до 4%. После этого добавляли цинковую пыль и реактивную смесь оставляли на 24 часа при комнатной температуре для протекания реакции восстановления Ы-окисей. После извлечение фильтровали, подщелачивали 25%-м раствором аммиака до рН=9-10, добавляли натрия хлорид для насыщения и алкалоиды исчерпывающе извлекали диэтиловым эфиром в делительной воронке. Полученные эфирные извлечения объединяли, высушивали над безводным сульфатом натрия, растворитель отгоняли досуха. Полученный сухой остаток обрабатывали 10%-й серной кислотой. Сернокислый раствор солей алкалоидов промывали диэтиловым эфиром для удаления примесей липофильных веществ. К очищенному сернокислому раствору прибавляли 25%-й раствор аммиака до рН=9-10. После этого основания алкалоидов исчерпывающе извлекали хлороформом, сумму алкалоидов-оснований получали как описано выше (рис. 2).
СЫРЬЕ
NH4OH
Хлороформ
Сгущение
Хлороформный
экстракт
3%p-pH2SO4
Диэтиловый эфир
Л.
Водно-кислое
извлечение алкалоидов-солей
Промывной
эфир
NH4OH (pH 9-10)
Водно-щелочное извлечение суммы алкалоидовоснований
Хлороформ
Хлороформный раствор суммы алкалоидов-оснований
Повторная реэкстракция 2% H2SO4, переводе основания, реэкстракция хлороформом, отгон хлороформа
Хроматографическое изучение
РИС. 1.
Схема выделения суммы алкалоидов из сырья S. lampsanoides DC. в виде оснований.
Омыление оснований. Омыление выделенных оснований проводили 0,5 н. спиртовым раствором ЫаОН на кипя-
щей водяной бане. Для этого навеску суммы алкалоидов (0,5 г) помещали в реакционную колбу, прибавляли 15 мл спиртового раствора натрия гидроксида и кипятили с обратным холодильником на водяной бане в течение 1 часа. После этого спирт этиловый отгоняли в вакууме. К полученному остатку добавляли 5%-й раствор кислоты серной до кислой реакции. Нециновые кислоты извлекали диэтиловым эфиром в делительной воронке десятикратно. Из предварительно высушенного над безводным сульфатом натрия извлечения отгоняли растворитель (диэтиловый эфир) досуха. Маточник после отделения суммы нециновых кислот нейтрализовали 10%-м раствором аммиака, упаривали на водяной бане. Хлороформом в делительной воронке экстрагировали аминоспирты (нецины). После отгонки хлороформа получали сумму аминоспиртов (рис. 3).
СЫРЬЕ
3% H2SO4
Объединенное
сернокислое
извлечение
Доведение содержания H2SO4 до 4% Цинковая пыль (восстановление N-окисей) Т Фильтрование
Диэтиловый эфир
Водно-кислое извлечение алкалоидов-
солей
Промывной
эфир
NH4OH (pH 9-10), NaCl
Водно-щелочное извлечение суммы алкалоидов-основан ий
Диэтиловый эфир
Маточник
Хлороформный раствор суммы алкалоидов-оснований
Повторная реэкстракция 2% H2SO4, переводе основания, реэкстракция хлороформом, отгон хлороформа
Хроматографическое изучение
РИС. 2.
Схема выделения N-окисей алкалоидов из сырья S. lampsanoides DC. Результаты и их обсуждение
Из литературы известно, что для растений рода Senecio характерны алкалоиды пирролизидинового ряда, которые найдены во многих видах этого рода в виде N-окисей.
Все пирролизидиновые алкалоиды представлены эфирами и состоят из нециновых оснований (нецинов) и нециновых кислот, могут быть как в восстановленной, так и в окисленной форме (Ы-окиси), где азот пятивалентен. В некоторых случаях содержание Ы-окисей достигает более 90% от суммы алкалоидов [4].
0,5 н NaOH (спиртовыи) Отгон спирта
Гидролизат
5% Н 2S04 рН=1,0 Диэтиловый эфир
Маточник
Эфирное извлечение
10% NH„OH
Хлороформ
Отгон
диэтил ового эфира
Сумма нециновых кислот
Хлороформное извлечение
Отгон
хлороформа
Сумма нецинов
(аминоспиртов)
РИС. 3.
Схема изучения нециновых кислот и нецинов суммы алкалоидов $. 1атр$апоЫе$ ОС.
ТАБЛИЦА.
Результаты выделения S.lampsanoides
идентификации алкалоидов
Исследуемая часть Сумма алкалоидов, % (в возд. сухом сырье) В N-окисной форме В восстановленной форме Идентифици- рованные алкалоиды
% (в возд. сухом сырье) мы ов ? § 5 S -г ^ % (в возд. сухом сырье) мы ов умм идо 5 S -г ^
Трава 0,25 0,07 29,5 0,18 70,5 8 пятен Rf=0,74 платифиллин Rf=0,85 сенецифиллин
Корневища и корни 0,32 0,22 70 0,1 30 9 пятен Rf=0,74 платифиллин Rf =0,85 сенецифиллин
Выход суммы алкалоидов из изученного нами воздушно сухого сырья Б. ¡атрБапоИеБ составил 0,5 г (0,25%) из надземной части и 0,64 г (0,32%) - из корневищ с корнями
(таблица). После омыления оснований сумма нециновых кислот, выделенных по схеме, показанной на рис. 3, составила 85,6%, нецинов 14,4%.
Полученные очищенные фракции суммы алкалоидов подвергались хроматографическому изучению методом тонкослойной хроматографии с закреплённым слоем. Проведено сравнительное изучение разделения алкалоидов S. lampsanoides в различных системах. Наилучшее разделение обеспечивалось использованием системы растворителей А (хлороформ - метанол - бензол (20:1:2) и В (хлороформ -метанол - аммиак (85:14:1)).
При использовании вышеуказанных методов установлено присутствие 9 пятен алкалоидов в корневищах с корнями и 8 - в траве, среди них идентифицированы основания плати-филлина (при хроматографировании со свидетелем РСО платифиллина (Rf=0,74) и сенецифиллина (по значению Rf=0,85 в системе хлороформ - метанол - бензол) [5]. Хроматограмма распределения суммы алкалоидов в тонком слое сорбента (силикагель) в системе А представлена на рисунке 4.
РИС. 4.
Хроматограмма распределения суммы алкалоидов $. 1атр$апо1ёе$ ОС. в тонком слое силикагеля в системе хлороформ - метанол -бензол (20:1:2). 1 - сумма алкалоидов корневищ с корнями; 2 - сумма алкалоидов надземной части; 3 - свидетель РСО платифиллина.
Как известно, нецины могут быть насыщенными или обладать двойными связями в 1, 2 положениях. Алкалоиды с насыщенным пирролизидиновым ядром нетоксичны, а 1, 2 - дегидропирролизиновые эфиры и их Ы-окиси обладают различными видами токсичности. Токсичность последних вызвана способностью образовывать пирролы [4].
и
Нами изучены возможности использование реакции Эрлиха для идентификации 1-2 ненасыщенных производных пирролизидина в сырье крестовника бородавникового (рис. 5). Для этого окисленные нитропруссидом натрия аскорбиновокислые извлечения подвергали воздействию реактива Эрлиха [6]. Наличие ненасыщенных пирролизиди-новых алкалоидов определяли по развивающейся краснофиолетовой окраске. При использовании указанного реактива для обработки хроматограмм нами были обнаружены 3 пятна алкалоидов, нецины которых являются 1, 2 ненасыщенными, пятно с ^=0,85 соответствовало сенецифиллину.
1. Выделены алкалоиды из надземной части и подземных органов (корневища с корнями) Б. 1атр5апо1СеБ ЭС. в виде оснований, составивших 0,25% в траве и 0,32% в подземных органах; и Ы-окисей (0,07% и 0,22% соответственно).
Фармация
2. Изучением суммы алкалоидов установлено содержание 85,6% нециновых кислот и 14,4% нецинов. Хроматографически установлено наличие 9 индивидуальных оснований в надземной части и 8 - в подземных органах S. lampsanoides DC., из которых идентифицированы плати-филлин и сенецифиллин.
3. Доказана возможность применения экспресс-методики с использованием реактива Эрлиха для определения токсичных алкалоидов как в полевых, так и в лабораторных условиях в надземных и подземных органах растений сем. астровых.
ш
ЛИТЕРАТУРА
1. Гроссгейм А.А. Флора Кавказа. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1934. Т. 4. С. 145-154.
2. Меницкий Ю.Л., Конечная Г.Ю. Обзор видов рода Senecio (Asteraceae) Кавказа. Ботанический журнал. 2001. Т. 86. № 2. С. 88-101.
3. Житарь Б.Н., Денисенко О.Н. Эколого-географическое изучение крестовника лапсановидного флоры Западного Кавказа. Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: Сб. науч. тр. Под ред. М.В. Гаврилина. Пятигорск: ПятГФА, 2006. Вып. 61. С. 26-27.
4. Wiedenfeld H. Pyrrolizidine alkaloids: structure and toxicity. Bonn: V&R unipress GmbH. 2008. P. 143.
5. Чернова Г.П., Муравьева Д.А. Исследование крестовника поярковой на содержание алкалоидов. В кн: Актуальные вопросы фармации. Ставрополь. 1974. Вып. 2. С. 36-38.
6. Mattoks A.R., Jukes R. The simple detection of potentially toxic pyrrolizidine alkaloids under «field» conditions. In: Poisonous plants, proceeding of the third international symposium. Iowa: Iowa State University Press. 1992. P. 553-555.
РИС. 5.
Химическая схема качественного определения Ы-окисей ненасыщенных пирролизидиновых алкалоидов в сырье $. 1атр$апо1ёе$ с реактивом Эрлиха.
Выводы
