CC BY
103
Химия растительного сырья. 2002. № 1. С. 49-52.
УДК 547.913:543.544.45
СОСТАВ ЭФИРНОГО МАСЛА ЗИЗИФОРЫ ПАХУЧКОВИДНОЙ (ZIZIPHORA CLINOPODIOIDES LAM.) ИЗ АЛТАЙСКОГО КРАЯ И РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ
© Е.А. Королюк,а В. Кёниг,6 А.В. Ткачева*
а Новосибирский институт органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО РАН, пр. Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск, 630090 (Россия)
5 Университет Гамбурга, Германия
Работа выполнена при поддержке научно-технической программы Министерства образования РФ «Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России» (грант УР.05.01.036 «Моно- и сесквитерпеноиды растений: изучение строения и химических свойств»)
Авторы благодарят О.Н. Бурчак, Е.В. Малыхина, А.М. Чибиряева (НИОХ СО РАН), А.А. Алексеева (ИХКиГ СО РАН) и М.С. Юсубова (Томский медицинский университет) за помощь в сборе сырья и подготовке образцов эфирных масел.
Впервые приводятся данные по химическому составу эфирного масла Ziziphora clinopodioides Lam. из четырех алтайских популяций степного, лесостепного и горностепного поясов. Для получения эфирного масла (выход 0,14-0,31%) использовали свежесобранную надземную часть растений в фазе массового цветения. По данным хромато-масс-спектрометрии основными компонентами эфирного масла являются лимонен (4-16%), ментон (1-11%), изоментон (2-21%), изоментол (0,1-9%), пулегон (36-82%). Анализ энантиомерной чистоты основных компонентов с использованием газо-жидкостной хроматографии на колонке с хиральной фазой показал, что основными окисленными производных пара-ментанового ряда являются (+)-пулегон, (+)-ментон и (-)-изоментон, причем энантиомерная чистота компонентов составляет не менее 99%.
Введение
Род Ziziphora L. из семейства Lamiaceae включает в себя около 30 видов распространенных в Передней и Средней Азии и в Средиземноморье [1]. Вид Ziziphora clinopodioides Lam. (syn.: Z. media Bunge; Z. bungeana Juz.) - единственный вид из этого рода, произрастающий по югу Западной и Средней Сибири. Вид описан из Сибири, встречается также на территории Средней Азии и Монголии [2] и представляет собой горно-степное многолетнее растение, запасы сырья которого в природе ограничены.
Еще в 20-30 гг. XX в. масло зизифоры с Алтая рекомендовалось для использования в мыловаренной промышленности, но его состав не изучался [3], а наличие в нем пулегона отмечалось чуть позже [4]. Детально исследованы железистые образования, в которых происходит накопление эфирного масла, и установлена прямая зависимость между выходом эфирного масла и увеличением ксероморфных признаков при изменении экологических условий [5]. В эфирном масле растений, произрастающих в Средней Азии, основным компонентом является пулегон (50-62% при выходе масла до 1,2%) [6-8]. Экстракты из Z. clinopodioides рекомендованы для лечения аритмии, при ослаблении деятельности сердечной мышцы [9]. В связи с тем, что растение произрастает в труднодоступных местах, а запасы сырья этого вида в природе ограничены, разработана методика выращивания этого вида в интродукции на территории Казахстана, изучена зависимость выхода эфирного масла от условий культивирования [10, 11]. В турецких популяциях Z. clinopodioides основным компонентом является также пулегон (42%) [12,
Автор, с которым следует вести переписку.
13], но содержится значительное количество пиперитона (до 40%) и ментола (10%) [12]. Эфирное масло из китайских популяций Z. clinopodioides также содержит ментон и пулегон в качестве основных компонентов [14].
В настоящей работе приведены результаты изучения химического состава эфирных масел четырех алтайских популяций Z. clinopodioides Lam.
Материалы и методы
Исследованные образцы были собраны из разных точек ареала (табл. 1) и представляли собой мелкоизрубленную надземную часть растений в фазе цветения. Гербарные образцы хранятся в коллекциях Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (NS). Эфирное масло получали из сырого, свежесобранного сырья в полевых условиях в аппарате из нержавеющей стали. Однократно обрабатывали паром 6-9 кг свежесобранной травы, время гонки составляло 2 ч.
Химический состав эфирного масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Hewlett-Packard 5890/II с квадрупольным масс-спектрометром (HP MSD 5971) в качестве детектора. Применяли 30 м кварцевую колонку НР-5 (сополимер 5% - дифенил - 95% -диметил-силоксана) с внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,25 цм. Содержание компонентов (табл. 2) вычисляли по площадям газохроматографических пиков без использования корректирующих коэффициентов. Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений, если они имелись, и с данными библиотеки масс-спектрических данных Wiley275 (275000 масс-спектров) и каталога [15]. Энантиомерную чистоту определяли газохроматографически на капиллярной колонке длиной 25 м, заполненной октакис-(3-0-бутирил-2,6-ди-0-пентил)-у-циклодекстрином (Lipodex-E) в изотермическом режиме при 80°C [16].
Таблица 1. Характеристика образцов
Номер География, экология Выход
образца масла, %
Республика Алтай, Майминский район, окр. с. Кызыл-Озек, остепненный
1 южный спиреево-разнотравный склон с каменистыми выходами, угол 40', 600 м над уровнем моря. 12.08.1998 Алтайский край, Калманский район, окр. с. Огни, 4-5 км вниз по реке Нижняя 0,31
2 Калманка, южный склон, петрофитная степь, 400 м над уровнем моря. 16.07.1999 0,14
3 Алтайский край, Локтевский район, окр. пос. Устьянка, южные склоны сопок, 0,16
петрофитные ковыльные степи, 300 м над уровнем моря. 29.07.2000 Республика Алтай, Кош-Агачский район, между поселками Кош-Агач и Орто-
4 лык, по правому борту пересохшего ручья Чичкетерек. Сухая, слабозадерно-ванная зизифоро-ковыльная степь. 1860 м над уровнем моря 24.07.01. 0,30
Результаты и обсуждение
Все образцы эфирного масла были приготовлены в строго одинаковых условиях из сырья, собранного и обработанного одинаковым образом, что дает возможность легко сравнивать материал. Растительный материал был взят из разных точек ареала с разными эдафическими и микроклиматическими условиями произрастания. Местообитание образца 1 относится к лесостепному поясу, низкогорному ландшафту, 2 - к степной зоне, предгорному рельефу, 3 - к предгорным равнинам с мелкосопочным рельефом, 4 - к горностепному поясу, подпоясу опустыненных степей. Для района произрастания популяции 2. clinopodioides (образец 4) отмечены наибольшие суточные и годовые перепады температур, низкий снеговой покров, самые засушливые условия при самых высоких летних температурах и наиболее высокой точкой произрастания над уровнем моря из исследованных нами популяций. Условия произрастания популяции 2. clinopodioides (образец 1), наоборот, характеризуются
СОСТАВ ЭФИРНОГО МАСЛА ЗИЗИФОРЫ ПАХУЧКОВИДНОЙ
51
более сглаженным температурным режимом, как суточным, так и годовым, а также максимальной суммой годовых осадков по сравнению с другими изученными популяциями.
Основные компоненты эфирного масла всех образцов: лимонен 4-16% и кетоны иора-ментанового ряда: ментон 1-11%, изоментон 2-21%, изоментол 0,1-9%, пулегон 36-82%. В содержании лимонена и пулегона наблюдается обратная зависимость: по мере уменьшения содержания лимонена возрастает содержание пулегона и изоментона (табл. 2). Невзирая на то, что образцы масла, исследованные нами, были взяты на протяжении нескольких лет, вряд ли колебания основных компонентов можно связать с особенностями биосинтеза эфирного масла в разные годы при влиянии разных погодных условий вегетационного периода. В данном случае допустимо предположить, что подобная зависимость проявляется для вида Z. clinopodioides по мере усиления степени аридизации местообитания. Если подобные проявления будут подтверждены в интродукционном эксперименте, тогда можно будет предположить, что биосинтез производных пара-ментанового ряда играет значительную роль в метаболизме горностепного вида Z. clinopodioides в качестве приспособительной реакции при аридизации условий обитания.
Количественное определение эфирного масла в надземной части подтверждает данные И.Н. Гуськовой о более интенсивном продуцировании эфирного масла Ziziphora clinopodioides в популяциях, произрастающих в горах, на большей высоте над уровнем моря (табл. 1).
Таблица 2. Химический состав исследуемых образцов эфирных масел по данным хромато-масс-спектрометрии*
№ п/п Названия компонентов Содержание компонентов в образцах**
№ 1 № 2 № 3 № 4
1. а-Пинен 2,0 0,7 1,0 0,8
2. Камфен 0,5 0,1 0,5 0,1
3. Сабинен 0,8 0,3 0,5 0,4
4. Р-Пинен 2,0 0,9 1,1 0,9
5. Р-Мирцен 1,1 0,7 0,7 0,7
6. Октанол-3 0,1 - 0,2 0,1
7. Лимонен 15,6 10,9 4,5 4,4
8. 1,8-цинеол - - 1,5 -
9. (2)-Р-оцимен 0,1 0,3 0,2 0,2
10. (Е)-Р-оцимен 0,2 0,2 0,1 0,1
11. Л-мента-3,8-диен - - 0,6 0,9
12. Л-мента-2,4(8)-диен - - 0,1 0,2
13. Терпинолен - - 0,1 -
14. Линалоол - - 0,1 -
15. Октен-3-илацетат - 0,1 + -
16. 3-октанилацетат 0,1 0,2 0,1 -
17. (4£,,6£,)-2,6-диметил-2,4,6-октатриен 0,3 - - -
18. Камфора 0,1 - 0,1 -
19. Неидентифицирован (К1=1147) - - 1,8 1,0
20. (+)-Ментон 11,2 1,9 1,4 1,4
21. (-)-Изоментон 21,1 21,0 10,2 1,8
22. Борнеол 0,5 0,4 1,0 +
23. Изопулегон 1,8 1,3 1,3 1,6
24. Изоментол 1,7 8,7 7,0 0,1
25. (+)-Пулегон 36,4 47,2 58,4 82,0
26. Пиперитон 0,3 0,3 0,4 0,2
27. Борнилацетат 0,1 - 0,1 -
28. Пиперитенон - 0,6 1,7 2,2
29. Р-Бурбонен 0,2 0,2 0,3 0,1
30. Кариофиллен 2,9 1,6 0,8 0,6
31. Гумулен 0,2 0,1 - -
32. Р-Фарнезен - - 0,1 -
33. С^ (к1=1472) - 0,4 0,1 -
34. гермакрен Б 0,2 1,5 0,9 0,6
Примечания: * - компоненты приведены в порядке увеличения времени удерживания. ** Знак «-» означает, что компонент не обнаружен, знак «+» означает, что компонент обнаруживается, то его содержание не превышает 0,1%.
Анализ энантиомерной чистоты основных компонентов - окисленных производных пара-ментанового ряда (пулегона, ментона и изоментона) - показал, что все они находятся в эфирном масле в энантиомерно чистом виде, причем пулегон присутствует в виде 1^-изомера, а ментон и изоментон - в виде ^-изомеров:
(+)-Пулегон, e.e. > 99% Список литературы
(+)-Ментон e.e. > 99%
(-)-Изоментон e.e. > 99%
1. Юзепчук С.В. Род Зизифора - Ziziphora L. Флора СССР, М.:Л., 1954. Т. 21. С. 831-411.
2. Доронькин В.М. Род Ziziphora L. Флора Сибири. Новосибирск, 1997. Т. 11. С. 202-204.
3. Прохорова О. А., Лебедев И.М. Душистые растения Алтая и их эфирные масла // Труды совета по изучению производительных сил. Л., 1932. 75 с.
4. Пигулевский Г.В. Эфирные масла. М.;Л., 1938. 434 с.
5. Гуськова И.Н. Накопление эфирного масла и анатомическое строение листа Ziziphora clinopodioides Lam. в различных местообитаниях // Полезные растения природной флоры Сибири. Новосибирск, 1967. С. 188-198.
6. Беляев Н.Ф., Демеубаева А.М. Хроматографическое изучение состава масла Ziziphora clinopodioides Lam., викарного вида Origanum vulgare // Химия природных соединений. 1999. Т. 1. С. 66-68.
7. Дембицкий А.Д., Юрина Р.А., Кротова Г.И., Горяев М.И., Синицын Г.С. Исследования эфирного масла Зизифоры Бунге // Известия АН Каз. ССР. Сер. хим. 1979. Т. 1. С. 63-65.
8. Синицын Г.С., Суюншалиева У.Х., Дембицкий А.Д., Кротова Г.И. Ziziphora bungeana -перспективное эфиромасличное растение Казахстана // Известия АН Каз. ССР. Сер. биол. 1982. Т. 16. С. 28-32.
9. Лекарственные препараты из растений Казахстана АН Казахской ССР // Тр. института физиологии. Т.8. 1973. 92 с.
10. Синицын Г.С., Суюншалиева У.Х., Кашкарова Н.Ф., Коваленко Т.А., Никанорова А.Л. Фитохимическое исследование Зизифоры Бунге из культуры // Труды ин-та ботаники АН Казахской ССР. 1978. Т. 38. С. 83-87.
11. Суюншалиева У.Х. Опыт выращивания перспективного лекарственного и эфирномасличного растения - зизифоры Бунговской // Изучение лекарственных растений Казахстана: (Сб. ст.). АН КазССР, Ин-т ботаники. Алма-Ата, 1988. С. 136-142.
12. Akgul, Attila; De Pooter Herman L.; De Buyck, Lauren F. The essential oils of Calamintha nepeta subsp. Glandulosa and Ziziphora clinopodioides from Turkey // J. Essent. Oil. 1991. Vol. 3 (1). P. 7-10.
13. Baser K.H.C., Kirimer N., Tumen G. Pulegone-rich essential oils of Turkey // J. Essent. Oil Res. 1998. Vol. 10(1). P. 1-8.
14. Liu Yu-mei, Liu Kui-fang, Zheng Song-lin, Song Chun-hua. Study on the chemical constituents of essential oil of Ziziphora bungeana Juz. // Jingxi Huagong, 16 (Zengkan, Proceedings for '99 China's Symposium on Technology Development and Application of Perfume and Essence), 1999. P. 302-304 (Chinese); Chem. Abs. 132, 61613, (2000).
15. Joulain D., Konig W.A. Atlas of Spectral Data of Sesquiterpene Hydrocarbons. Hamburg, 1998. 658 p.
16. Koenig W.A. Gas Chromatographic Enantiomer Separation with Modified Cyclodextrins. Huthig Buch Verlag, Heidelberg, 1992. 168 pp.
Поступило в редакцию 1 сентября 2001 г.
