CC BY
94
УДК 634.424.8:547.978.4 ФЛАВОНОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПЛОДОВ ФЕЙХОА
© М.Р. Ванидзе1, А.Г. Каландия1, А.Г. Шалашвили2
1 Государственный университет им. Шота Руставели, ул. Ниношвили, 35,
Батуми, 6010 (Грузия) E-mail: [email protected] 2Институт биохимии и биотехнологии АН Грузии (Грузия)
Изучены флавонолы плодов фейхоа. Применением УФ-, ИК -, ЯМР 13С- спектроскопии, а также некоторых физических и химических свойств веществ установлено наличие флавоноидных соединений - кверцетин-3-а-£-арабофурано-зида (авикулярин), кверцетин-3^-Г>-галактопиранозида (гиперин), кверцетин-3-Б-ксилозида (реиноутрин), кверцетин-3-а-і-арабопиранозида (гуауджаверин).
Ключевые слова: фейхоа, плоды, флавоноидные соединения, кверцетин-3-а-і-арабофуранозид (авикулярин), кверце-тин-3^-,0-галактопиранозид (гиперин), кверцетин-3-Г>-ксилозид (реиноутрин), кверцетин-3-а-і-арабопиранозид (гуа-уджаверин).
Введение
Фейхоа является весьма ценным продуктом как, в свежем виде, так и в виде сырья для консервной промышленности, также плоды широко используются в медицине при лечении сердечно-сосудистых заболеваний [1-3].
Биохимическая характеристика плодов фейхоа определяется содержанием сахаров, органических кислот, пектиновых веществ, летучего комплекса, йода, витамина С и т.д [4-6]. В то же время флавоноидные соединения, обладающие лечебно-диетическими свойствами, а также участвующие в формировании вкусовых качеств плодов, оставались малоизученными.
Целью нашей работы - выделение и химическое исследование флавонолов плодов фейхоа (Feijoa sel-lowiana Berg).
Экспериментальная часть
Для исследования качественного состава флавоноидных соединений зрелые плоды фейхоа сорта Чойсеа-на собирали в Батумском ботаническом саду. 100 г плодов разделяли на две части - кожуру и мякоть. Каждую часть в отдельности гомогенизировали и несколько раз проводили экстракцию 80%-ным этанолом на кипящей водяной бане с обратным холодильником, длительность каждой экстракции 10 мин. Полученные экстракты объединяли, фильтровали и упаривали на ротационном испарителе при температуре не более 50 °С до объема 25 мл. Далее экстракты исследовали методом двумерной тонкослойной хроматографии на пластинках целлюлозы в системах растворителей: I направление - н-бутанол - уксусная кислота - вода, и II направление - 2%-ная уксусная кислота.
С целью удаления липофильных веществ водный раствор многократно промывалы хлороформом. В дальнейшем водный остаток фракционировали на колонке полиамида. Элюирование колонки проводили возрастающими концентрациями этанола в воде. За процессом следили с помощью метода тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинках «Silufol» (Чехия) в системе растворителей: хлороформ - метанол - вода (26 : 14 : 3). По качественному составу элюаты были разделены на фракции 1, 2, 3.
*Автор, с которым следует вести переписку.
Для хроматографирования флавоноидов использовали системы растворителей: 2%-ный раствор уксусной кислоты; н-бутанол - уксусная кислота - вода (4 : 1 : 5); ТСХ хлороформ - этанол - вода (26 : 14 : 3).
Хроматограммы рассматривали в УФ-свете при длине волны 365 нм до и после обработки хроматограмм парами аммиака и далее проявляли 1%-ным раствором А1С13 в метаноле и ванилиновым реактивом.
Кислотный гидролиз флавоноидных гликозидов проводили путем растворения 10 мг вещества в 10 мл 10%-ного раствора серной кислоты с последующим нагреванием на кипящей водяной бане в колбе с обратным холодильником. Агликоны извлекали диэтиловым эфиром, который затем удаляли под вакуумом. Кислый водный гидролизат нейтрализовали. Выделившийся осадок отфильтровывали и упаривали досуха. Остаток растворяли в этаноле и хроматографировали в системе растворителей н-бутанол - кислота уксусная -вода (4 : 1 : 2). Хроматограммы проявляли раствором анилинфталата с последующим прогреванием хроматограмм в сушильном шкафу при температуре 105 °С до проявления пятен.
В качестве ионизирующих и комплексообразующих добавок для установления структуры флавоноидов применяли: 0,1 М раствор этилата натрия, нитрат циркония, ацетат натрия, 4%-ный раствор лимонной кислоты, 0,1%-ный спиртовой раствор хлорида алюминия.
Обсуждение результатов
В результате проведенных исследований разработана схема выделения флавоноидных соединений. После фракционирования органическими растворителями и многократного хроматографирования на колонках с полиамидом и силикагелем нам удалось выделить в чистом виде флавоноидные соединения 1-1У.
Ниже приводятся данные по идентификации этих соединений (рис. 1).
Вещество I. Желтые кристаллы вещества I с температурой плавления 248-249 °С хорошо растворимы в метаноле, этаноле, этилацетате, воде. В продуктах кислотного гидролиза обнаружили флавоноловый агли-кон кверцетин и сахар Б-арабинозу (табл. 1). Реакция вещества I с азотнокислым цирконилом и лимонной кислотой отрицательная, а это указывает на то, что молекула арабинозы присоединена к агликону в положении С-3. По данным УФ-спектроскопии (табл. 2, рис. 2), вещество I имеет свободные гидроксильные группы в положениях С-5, С-7, С-3' и С-4'. В ИК-спектре (рис. 3) вещества I имеются полосы поглощения при 3340 см-1 (ОН-группа) и 1640 см-1 (СО у-пиррола).
В ЯМР 13С-спектре (СС14 5, м.д.) вещества I (рис. 4) наблюдаются 20 линий. Наиболее слабопольный сигнал 177,8 м.д. принадлежит к резонансу углерода (С-4) карбонильной группы. Его химический сдвиг с С-2 (б 156,4 м.д.) и С-3 (133,6 м.д.) свидетельствует о наличии в третьем положении вещества I кислородосодержащего заместителя. Сравнение химических сдвигов остальных линий слабопольной части спектра с литературными данными позволяет утверждать, что в качестве агликона в веществе I выступает кверцетин.
Рис. 1. Схема выделения флавонолов из плодов фейхоа сорта Чойсеана
В сильнопольной части спектра (60-90 м.д.) присутствует 4 линии, принадлежащие к резонансу ядер атомов сахарного остатка (пятый сигнал аномерного атома углерода наблюдается при 108,1 м.д.). Число резонансных линий и их химические сдвиги свидетельствуют о наличии в молекуле исследуемого вещества альдопентозы арабинозы. Два сигнала в области 80-87 м.д. (С-4 - 86,2 и С-2 - 82,1) указывают на ее фура-нозную форму. Для установления конфигурации гликозидной связи была измерена константа спин-спинового взаимодействия 1с1-и1, которая равна 179 гц. Химический сдвиг аномерного атома углерода и константа спин-спинового взаимодействия характерны для а-£-арабофуранозы.
Вещество II. Кристаллы вещества II с температурой плавления 231-234 °С хорошо растворимы в метаноле, этаноле, этилацетате; не растворимы в бензоле и хлороформе. В продуктах кислотного гидролиза обнаружили флавоноловый агликон кверцетин и моносахарид Б-галактозу (табл. 1). Реакция вещества II с азотнокислым цирконилом и лимонной кислотой отрицательная, а это указывает на то, что молекула галактозы присоединена к агликону в положении С-3. По данным УФ-спектроскопии (табл. 2, рис. 5) вещество II имеет свободные гидроксильные группы в положениях С-5, С-7, С-3' и С-4'. В ИК-спектре (рис. 6) имеются полосы поглощения при 3390 (ОН-группа) и 1640 см-1 (СО у-пиррола).
Таблица 1. УФ-спектральная характеристика флавонолов, выделенных из плодов фейхоа Чойсеана
Наименование Полосы поглощения Метанол Ацетат натрия Хлористый аммоний Хлористый аммоний+ соляная кислота
Вещество I I 354 355 416 (+62) 382 (+28)
II 259 274(+15) 276 271
Вещество I I 352 360 418(+66) 388(+36)
II 258 275 (+17) 276 272
Вещество I I 358 378 440 (+82) 404 (+46)
II 258 275 (+17) 278 272
Вещество I I 358 370 442 (+84) 406 (+48)
II 257 269(+12) 274 271
Агликон I I 372 386 456(+84) 428 (+96)
II 257 274 (+17) 274 267
Агликон II I 372 366 456(+24) 430 (+58)
II 258 274 (+17) 273 268
Агликон III I 372 382 458(+86) 432(+60)
II 256 278(+22) 272 267
Агликон IV I 374 446 458(+84) 432 (+58)
II 257 290(+33) 250 270
Таблица 2. Хроматографическая характеристика флавонолов, выделенных из плодов фейхоа Чойсеана
Вещество Хроматографическая система Качественная реакция
А Б В Г Д Е Ж А1С13 + УФ свет анилинфталат
БХ ТСХ
Вещество I 84 17 56 75 желтая
Вещество II 77 13 31 68 желтая
Вещество Ш 85 40 желтая
Вещество IV 80
Агликон I 66 39
Агликон II 68 39
Агликон III 68 39
Агликон IV 66 39
Кверцетин 66 39
Б-галактоза 25 17 коричневая
Ь-арабиноза 34 25 красная
Б-ксилоза 44 46 красная
А - н-бутанол - уксусная кислота - вода (4 : 1 : 5); Б - 2%-ная уксусная кислота; В - н-бутанол - пиридин - вода (6 : 4 : 3); Г - н-бутанол - пиридин - вода (5 : 1 : 3); Д - этилацетат - метанол (9 : 1); Е - хлороформ - метанол - метилэтилкетон (12 : 2 : 1); Ж - хлороформ - метанол - вода (26 : 14 : 3).
Рис. 2. УФ-спектр вещества I
Рис. 6. ИК-спектр вещества II
Л мл
Рис. 8. УФ-спектр вещества III
Рис. 3. УФ-спектр вещества II
Рис. 7. ЯМР 1ЗС-спектр вещества II
Рис. 9. УФ-спектр вещества IV
т
OH
HO
OH O
OH
OH O
Кверцетин-3-а-Ь-арабофуранозид
(авикулярин)
Кверцетин-3-Р-Э-галактопиранозид
(гиперин)
Кверцетин-3-Р-Э-ксилозид
(реиноутрин)
TV
OH
HO
OH O
Кверцетин-3-а-Ь-арабопиранозид
(гуаджаверин)
Рис. 10. Структурные формулы вещества I-IV
В ЯМР 13С-спектре (СС14 5, м.д.) вещества II (рис. 7) наблюдается 21 линия. Химические сдвиги атомов углерода агликоновой части вещества II мало отличаются от таковых агликона вещества I, и следовательно, агликоном вещества II также является кверцетин. В области 60-80 м.д. наблюдается 5 резонансных линий сахарного остатка (сигнал атомарного атома углерода имеет химический сдвиг 102,3 м.д.). Совокупность химических сдвигов этих атомов указывает на наличие в молекуле исследуемого вещества галактопиранозы. Константа спин-спинового взаимодействия Jg1-H1, измеренная в спектре, полученном по методике «Gated», оказалась равной 161 гц. Величина этой константы и химический сдвиг аномерного атома углерода свидетельствуют о присутствии p-D-галактопиранозы.
Вещество III. Кристаллы вещества III с температурой плавления 175-177 °С хорошо растворимы в метаноле, этаноле, этилацетате; не растворимы в бензоле и хлороформе. В продуктах кислотного гидролиза обнаружили флавоноловый агликон кверцетин и моносахарид D-ксилозу (табл. 1).
По данным УФ-спектроскопии (табл. 2, рис. 8), вещество III имеет свободные гидроксильные группы в положениях С-5, С-7, С-3' и С—4'. Агликон вещества III содержит свободные гидроксильные группы в положениях С-3, С—5, С—7, С—3' и С—4'.
Вещество IV с температурой плавления 234 °С хорошо растворимо в метаноле, этаноле, этилацетате; нерастворимо в бензоле и хлороформе. В продуктах кислотного гидролиза обнаружили флавоноловый агликон кверцетин и сахар L-арабинозу, который, вероятно, присутствует в пиранозной форме. На это указывает то, что вещество IV отличается от кверцетин-3-а^-арабофуранозида (вещество I) значением температуры плавления (соответственно 234 и 248—249 °С) и значением Rf в трех системах растворителей (табл. 1). Реакция вещества IV с азотнокислым цирконилом и лимонной кислотой отрицательная, а это указывает на то, что молекула арабинозы присоединена к агликону в положении С—3. По данным УФ-спектроскопии (табл. 2, рис. 9), вещество IV имеет свободные гидроксильные группы в положениях С—3, С—5, С—7, С—3' и С—4'.
Нами установлено, что в кожуре и мякоти плодов фейхоа сорта Чойсеана содержатся соответственно 20 и 18 соединений фенольной природы. При этом в кожуре четыре соединения (І-ІУ) относятся к флавонолам, в мякоти имеются три флавонола (вещества І, II, IV). По качественному составу флавоноидов плоды фейхоа похожи на листья.
На основании полученных данных вещество I идентифицировали как кверцетин-З-а-Ь-арабофуранозид (авикулярин), вещество II - как кверцетин-З-р-Б-галактопиранозид (гиперин), вещество III - как кверцетин-З-Б-ксилозид (реиноутрин), вещество IV - как кверцетин-З-а-Ь-арабопиранозид (гуаджаверин).
Выводы
Вышеизложенные данные показывают, что в плодах фейхоа представлены весьма широко биологически активные вещества, главным образом флавоноиды, которые имеют P-витаминную активность. Известно, что витамин P обладает способностью уменьшать проницаемость и ломкость капилляров.
Список литературы
1. Ielpo M.T., Basile A., Miranda R., Moscatiello V. et al. Immunopharmacological properties of flavonoids // Fitoterapia. 2000. V. 71. №1. S. 101—109.
2. Vuotto M.L., Basile A. et al. Antimicrobial and antioxidant activities of Feijoa sellowiana fruit // International Journal of Antimicrobial Agents. 2000. Jan. 13(3). P. 197—201.
3. Basile A., Vuotto M.L. et al. Antibacterial activity in Actinidia chinensis, Feijoa sellowiana and Aberia caffra // International Journal of Antimicrobial Agents. 1997. №8(3). P. 199—203.
4. Kolesnik A.A., Golubev V.N. et al. Lipids from Feijoa sellowiana fruits // Khimiya Prirodnykh Soedinenii. 1991. №4. P. 464—467.
5. Pesis E., Zauberman G. et al. Induction of certain aroma volatiles in Feijoa fruit by postharvest application of acetaldehyde or anaerobic conditions // Journal Of The Science Of Food And Agriculture. 1991. V. 54. №3. P. 329—338.
6. El Dib R.A., Moharram F.A., Marzouk M.S., El-Shenawy S., El-Sayed H. Antiinflammatory and analgesic activities of Feijoa sellowiana Berg. leaves and investigation of their phenolic constituents // Planta Medica. 2007. V. 73. №9. P. 51.
Поступило в редакцию 28 июня 2008 г.
