Выделение катехина, его химическая модификация биологически активными веществами
Физико-химические и химические свойства катехина. Анализ расширения спектра биологического действия данного органического вещества. Выделение из природно-пищевого сырья катехина и изучение процессов его ацилирования хлорангидридами карбоновых кислот.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.11.2018 |
Размер файла | 607,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВЫДЕЛЕНИЕ КАТЕХИНА, ЕГО ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ БИОЛГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Флавоноиды
1.2 Катехины
1.3 Физико-химические и химические свойства катехина
2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Получение ацильных производных катехина
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выделение катехина
3.2 Получение ацильных производных катехина
ВЫВОДЫ
СПИОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Направленный синтез новых биологически активных веществ, сочетающих в себе высокую эффективность и низкую токсичность, является одним из главных и наиболее перспективных направлений современной органической химии. В связи с этим значительный интерес представляют флавоноиды, содержащиеся в растениях. На основе которых можно получать лекарственные средства с комплексом полезных свойств, для лечения и профилактики заболеваний различного характера [1].
Флавоноид катехин, содержащийся в больших количествах в чайных листьях, также обладает широким спектром биологического действия. Катехины являются полифенольными соединениями и, как следствие, являются сильными антиоксидантами. Кроме того, данный флавоноид обладает антимикробными свойствами. Он применяются в случаях заболевания дизентерией. Также существует утверждение, что катехины можно использовать для укрепления иммунной системы и даже для лечения онкологических заболеваний[2]. Так же катехины можно отнести к веществам, обладающим P-витаминной активностью. Лекарственные препараты и БАД, содержащие катехины и другие биофлавоноиды, широко используют при лечении заболеваний, связанных с нарушениями функций капилляров, отёках сосудистого происхождения и т.п.[3].
Для расширения спектра биологического действия катехина возникла необходимость изучения его химической модификации. В связи с этим в данной работе было произведено и исследовано ацилирование (±)-катехина хлорангидридами физиологически важных гетероциклических карбоновых кислот.
Целью настоящей работы явилось выделение из природно-пищевого сырья (сухого чайного листа) катехина и изучение процессов его ацилирования хлорангидридами карбоновых кислот, а также исследование биохимических особенностей полученных соединений. Данная цель была сопряжена с желанием получить новые лекарственные средства и стабилизаторы пищевых продуктов.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Флавоноиды
Флавоноиды - вещества, находящиеся во всех тканях растений и имеющие огромное разнообразие структурных форм. Фенольная матрица молекул флавоноидов содержит 15 атомов углерода, образующих два ароматических кольца (A и B), которые соединяются через три углеродных атома. Классификация флавоноидов основана на различиях в структуре трех углеродных атомов, соединяющих кольца. На схеме (рис. 1) они обозначены номерами 2, 3 и 4. Отличительными параметрами этой группы атомов являются возможность присутствия двойной связи, присоединение гидроксильной или карбонильной групп, а также способность образовывать пяти- или шестичленное гетероциклическое кольцо С. Кроме того, ароматические кольца могут присоединяться не только к концевым атомам углеродной цепи С3.
Рис. 1. Классификация флавоноидов, основанная на особенностях структуры молекул в области атомов углерода 2, 3 и 4. На рисунке выделена часть молекулы, используемая для классификации
Флавоноиды попадая в организм человека с пищей, оказывают воздействие на активность многих ферментов и широко используются как официальной, так и нетрадиционной медициной в качестве лекарственных средств.
Способность винограда красных сортов благотворно влиять на пищеварительную систему, как и способность ягод черники улучшать остроту зрения, известны людям с давних времен. Но лишь в середине двадцатого столетия стало известно, что фармакологический механизм действия и названных, и многих других лекарственных растительных веществ связаны с большим содержанием в них флавоноидов - группы веществ, которые имеют огромное значение в регулировании жизненного цикла растений.
Так, именно флавоноиды определяют окраску ягод и цветов. Кроме того, данные вещества принимают учатие в фотосинтезе, оберегают растительные клетки от избытка ультрафиолетового излучения летом, и необходимы для таких процессов подготовки растений к холодам, как опадание листьев и «консервация» почек.
Многочисленные исследования выявили, что флавоноиды являются биологически активными веществами и для людей, хотя и не вырабатываются в организме животных.
Флавоноиды в медицине
Научно доказана способность многих флавоноидов регулировать проницаемость стенок кровеносных сосудов и улучшать их эластичность, а также предотвращать атеросклеротические заболевания.
Самый известный из флавоноидов, оказывающий положительное воздействие на сосуды - это рутин (его еще называют витамином Р или С2). Данный флавоноид (или его синтетический аналог) входит в состав многих лекарственных препаратов, которые снижают ломкость капилляров - например таких, как аскорутин (Ascorutinum).
Однако, исследования показали, что свойствами, аналогичными рутину, обладают более сотни флавоноидов. Они в большом количестве содержатся в таких продуктах как зеленый чай, яблоки, абрикосы, персики, какао, айва, земляника, малина, смородина и др.
Фармакологи довольно часто используют и экстракт ягод черники, содержащий до 25% антоцианов (флавоноиды, играющие роль пигментов в растениях). Обладающий высоким содержанием флавоноидов экстракт черники ипользуют как мягкое диуретическое средство, при варикозном расширении вен, сердечно-сосудистых заболеваниях и в комплексной терапии процессов, связанных с дистрофией и дегенерацией сетчатки.
Экспериментальные исследования
Доказано, что флавоноиды, содержащиеся в кожуре винограда и яблок красных сортов, вишне, гранатах, красной капусте, баклажанах и других фруктах и овощах, имеющих фиолетовый цвет, а также в кожуре цитрусовых и зеленом чае, обладают антиоксидантным действием.
В человеческом организме они способны выполнять ту же роль, что и в растениях - флавоноиды противодействуют свободным радикалам (которые образуются под влиянием радиации и ультрафиолетового излучения), защищая клетки от разрушения внутриклеточных структур и мембран. Поэтому натуральные экстракты флавоноидов (например, красное вино) в небольших количествах рекомендуют употреблять людям, которые проживают на территориях с повышенным радиационным фоном: высокогорные районы, зона Чернобыльской катастрофы и т.п.
Эти же флавоноиды имеют способность защищать структуру ткани от разрушений, вызванных большим количеством выбросов гистаминов (веществ, высвобождающихся при аллергии и воспалительных процессах), что дает дополнительные возможности в лечении аллергических реакций и астмы.
В ячменном солоде и сое содержатся флавоноиды, по своей структуре идентичные женским половым гормонам - эстрогенам. Некоторые исследователи считают, что эти вещества можно использовать для получения лекарственных препаратов, облегчающих климактерический синдром.
Флавоноиды и альтернативная медицина
Существует огромное количество биологически активных добавок, которые изготавливаются на основе экстрактов растений, богатых флавоноидами. За счет антиоксидантного действия флавоноидов, подобные БАДы обладают способностью снижать темпы старения и противодействовать онкологическим заболеваниям.
Однако, следует отметить, что современная наука еще далека от четкого представления механизмов злокачественного перерождения клеток и старения. Таким образом, в настоящее время достоверной информации о том, какова роль свободных радикалов в этих процессах, и каким конкретно образом флавоноиды могут помочь в борьбе с раком и старостью, нет.
Флавоноиды: в каком количестве их употреблять?
Пусть способность флавоноидов снижать темпы старения до конца не изучена, но однозначно можно сказать, что употребление продуктов, имеющих большое количество флавоноидов, принесет положительный результат! Тем более что овощи и фрукты, которые содержат флавоноиды, также богаты витаминами, пектиновыми веществами, целлюлозными волокнами и в обязательном порядке должны входить в рацион питания.
Не следует переживать и о том, что большое количество флавоноидов могут негативным образом сказаться на здоровье. Человеческий организм обладает способностью регулирования содержания флавоноидов, поэтому их избыток будет быстро выведен из организма.
Опасность могут нести лишь концентрированные экстракты с большим содержанием флавоноидов, которые входят в состав лекарственных средств и БАДов. В таком случае необходимо четко следовать рекомендациям врача или хотя бы придерживаться определенных дозировок и сроков приема, приведенных в инструкции к препарату.
Классификация флавоноидов и их представители:
Флавоноиды (эуфлавоноиды) с боковым фенильным радикалом у С2. производные флавана (2 фенилхромана): флаван (1), катехин (2), лейкоантоцианидин (3), антоцианидин (4).
1) производные флавона (2 фенилхромона): флавон (1), флавонол (2), флаванон (3), флаванонол (4).
2) флавоноиды с раскрытым пироновым кольцом: халкон (1), дигидрохалкон (2). ауроны.
.2 Изофлавоноиды с фенильным радикалом у С3: изофлаван (1), изофлавон (2), изофлаванон (3) и др.
.3 Неофлавоноиды с фенильным радикалом у С4: 4-бензокумарин (1), 4- бензохроман (неофлаван) (2)
Для флавоноидов обнаружен широкий спектр биологической активности. Они обладают низкой токсичностью. Выявлено разнообразное действие данных веществ на организм животных и человека. Как следствие их широко используют в медицине, фармацевтике и пищевой промышленности. На данный момент обнаружено более 40 видов биологической активности флавоноидов [4].
Флавоноиды являются постоянными и универсальными составляющими растительных тканей. Однако биологическая роль и функции флавоноидных соединений в растительных и животных тканях, смысл и механизм их метаболических превращений до конца не изучены. Хотя о некоторых их функциях имеется довольно полное представление. Разнообразие биологического действия флавоноидных соединений обусловлено многообразием их структур. В настоящее время известно около 6000 соединений флавоноидной природы.
Так, за последние годы стало очевидным, что флавоноидные пигменты выполняют роль фильтров в растениях, защищая ткани от негативного влияния УФ-лучей [5]. На примере культивируемых клеток розы (Rosa damescena) было продемонстрировано, что если клетки облучать летальной дозой УФ-света (254 нм) и затем произвести отбор на устойчивость к такому облучению, постепенно увеличивая дозу, то выживать будут только те клетки, которые способны синтезировать в ответ на облучение повышенные количества фенольных соединений, в частности флавоноидов [6].
М.Н. Запрометовым эксперементально доказано, что растения способны не только синтезировать флавоноиды, но и подвергать их глубокому катаболизму с образованием продуктов первичного обмена веществ, вплоть до углекислоты, что подтверждается и другими исследователями [7][8]. Исходя из этого, можно сказать, что полифенольные соединения могут выполнять роль запасных или резервных веществ в метаболизме растений.
Флавоноиды принимают участие в процессах роста растений. При этом наиболее интенсивное образование этих соединений происходит в молодых, энергично растущих тканях, сами по себе они могут не только благотворно воздействовать ростовые процессы, но и подавлять их. Степень воздействия и направление развития и роста растений определяются конфигурацией флавоноидов и их строением [9].
Также, наиболее важным свойством флавоноидов является их способность оказывать воздействие на стенки кровеносных капилляров, увеличивать эластичность и снижать их проницаемость, что немаловажно при многих инфекционных, сердечно-сосудистых и других заболеваниях [3]. Для флавоноидных соединений характерны гепатопротекторная [10] анальгезирующая [11], противовоспалительная [12] антимикробная [13],
иммуностимулирующая [14], противовирусная [15], антиаллергическая [16], противоопухолевая [17], гипогликемическая (снижение уровня сахара в крови) [18], радиопротекторная активность [19], каппилляропротекторный [12], эстрогенный эффект [19], а также способность ингибировать фосфолипазу А2, липоксигеназу, циклооксигеназу [20], глутатион-редуктазу [21] и ксантиноксидазу [22]. Флавоноиды также воздействуют на функции желудочно-кишечного тракта, повышая обезвреживающую функцию печени и стимулируя секрецию желчи. Их воздействие на центральную нервную систему имеет антиаритмический и антигипертензивный (снижение кровяного давления) эффекты, в коронарорасширяющей (улучшение кровообращения в сердечной мышце) и спазмолитической активности [23].
В основе фармакотерапевтического действия флавоноидов, в том числе капилляропротекторного, гепатопротекторного и противовоспалительного, лежит их возможность ингибировать радикальные процессы в липопротеинах и биомембранах крови [24].
Антиокислительная активность флавоноидов, как правило, обусловлена способностью взаимодействовать с радикалами липидов, ионами металлов переменной валентности, активными формами кислорода [25]. При этом присутствует тесная взаимосвязь между антиоксидантной активностью и химической структурой этих соединений. Последние исследования [26]
показали, что существует несколько критериев для эффективной антиокислительной активности флавоноидов:
1. Наличие орто-дигидроксиструктуры в В-кольце, которая определяет высокую стабильность к образованию радикала и участвует в делокализации электрона;
2. Наличие у некоторых флавоноидов 2,3-двойной связи в сочетании с карбонильной группой в положении 4, отвечающей за делокализацию электрона. Потенциальная антиоксидантная активность связана со структурой ароматического ядра в условиях делокализации электрона;
3. Наличие свободных гидроксильных групп в положениях 3 и 5 в сочетании с карбонильной группой в 4 положении в А и С-кольцах;
4. Увеличение числа гидроксильных групп в В-кольце при условиях наличия пирокатехиновой и пирогаллольной группировок, которое приводит к увеличению антиокислительной активности.
В проявлении флавоноидами антиоксидантной активности важным фактором является их способность к проникновению и взаимодействию с липопротеинами крови, липидными мембранами, а также синергическое взаимодействие с рядом внутриклеточных компонентов (аскорбиновой кислотой, б-токоферолом) [27]. Также имеются литературные данные о способности кверцетина связываться с белками [28]. Флавоноидные соединения не являются для человека чужеродными веществами и обладают минимальной токсичностью или полным ее отсутствием [29]. Это позволяет использовать их в пищевой промышленности и медицине.
Таким образом, флавоноиды обладают большим спектром биологической активности, являются эффективными антиоксидантами. Однако расширение ассортимента лекарственных средств флавоноидной природы лимитировано из-за отсутствия стабильных промышленных сырьевых источников.
1.2 Катехины
Катехины в большом количестве присутствуют в растениях, содержатся во многих съедобных плодах (яблоки, персики, груши, вишня, айва, абрикосы) и в ягодах (ежевика, смородина, земляника, брусника, малина, виноград). Особенно богаты катехинами чайные листья - они содержат до 30% катехинов (на сухой вес).
В чистом виде катехины используются достаточно редко. Однако редокс-превращения катехинов играют значительную роль в технологии различных пищевых производств, таких как ферментация чая, изготовление какао, виноделие.
Помимо прочего, чайные катехины обладают антимикробными свойствами и используются при лечении дизентерии. Известно, что катехины эффективны в укреплении иммунной системы и в лечении опухолей.
Катехины относятся к группе веществ, обладающей Р-витаминной активностью. Лекарственные препараты и БАД, имеющие в своем составе катехины и другие биофлавоноиды, широко применяются при лечении многих заболеваний, связанных с нарушениями функций капилляров, отёках сосудистого происхождения и т. п.
Катехины являются одной из наиболее исследованных групп флавоноидов, которая включает огромное разнообразие биологически активных веществ: катехин-галлатов и катехинов. Они также являются предшественниками в синтезе проантоцианидинов. Молекулы катехинов (рис. 2.2) отличаются от большинства молекул флавоноидов тем, что отсутствует двойная связь между вторым и третьим атомами углерода, в результате чего на этих атомах образуются два хиральных центра и возникают четыре диастереоизомера. Два изомера в цис-конфигурации называют эпикатехинами, тогда как два изомера в транс-конфигурации называются катехинами.
Рис. 2. Диастереоизомеры катехина. Изомеризация этих молекул возможна вследствие отсутствия двойной связи между 2-м и 3-м атомами углерода, которая имеется у многих флавоноидов.
Диастереоизомеры не являются зеркально симметричными молекулами в отличие от энантиомеров. Два диастериоизомера, отличающиеся в отношении одного из центров, имеют называние эпимеры и к названию одного из изомеров прибавляется приставка «эпи». Диастериоизомеры, в отличие от энантиомеров, могут существенно различаться по химическим и физическим свойствам. Среди эпикатехинов наиболее распространен (-)- эпикатехин, тогда как среди катехинов более распространен (+)-катехин [6].
Название катехины происходит от экстракта индийской акации катеху (Acacia catechu), используемого в странах Востока (Малайзия, Япония) в роли дубильного вещества при обработке и окраске кожи в желтовато- коричневый цвет. В течение многих веков это вещество применяли в традиционной индийской медицине как вяжущее средство, в лечении различных заболеваний, например, заболевания органов пищеварительной системы, использовали в процессе лечения ран и при хирургических процедурах. Этот материал богат катехинами и таннинами [6]. В настоящее время исследуется возможность использования препаратов из сока акации катеху в лечении раковых заболеваний, в частности, карциномы кожного эпителия [5]. Исследовано, что катехины акации могут понижать токсическое воздействие продуктов метаболизма карциномы благодаря сильному антиоксидантному действию. Также имеются клинические наблюдения использования препаратов из древесины катеху при лечении лепроматозной лепры [29]. Эти препараты обладают также гипотензивным действием [30].
Катехинами богат чай (листья Camellia sinensis), а также бобы какао (Theobroma cacao), и соответственно, эти компоненты содержатся в шоколаде. Зеленый чай обладает наибольшей концентрацией катехинов (рис. 3). Листья зеленого чая содержат порядка 51-84 мг катехинов на грамм сухого веса, что в разы больше, нежели, чем в черном чае [31]. Многие овощи, фрукты, вина также богаты катехинами, способными оказывать положительное воздействие на здоровье человека [32]. Это и не удивительно, так как катехины применяются растениями для борьбы с различными вредителями и патогенами, включая бактерии, насекомых, вирусы и грибы [33]. Как мы знаем, катехины являются мощными антиоксидантами, благодаря возможности связывать свободные радикалы [34]. В растениях, богатых катехинами, также имеются олигомеры этих веществ, называемые полицианидинами. Наиболее распространены полицианидины, образованные несколькими молекулами эпикатехинов, структура которых изменяется у различных растений [35]. Наиболее богаты процианидинами яблоки и какао- бобы. Они содержатся также в клюквенном соке и красном вине [36]. Так, какао-бобы богаты димерами (-)-эпикатехина А-типа (связь 4>8), тогда как, например, в арахисе содержатся димеры (-)-эпикатехина В-типа (связи 4>8; 2>О7). Эти молекулы иногда образуют длинные цепочки. В большинстве растений эти вещества, например (-)-эпикатехины, образуют более сложные, разветвленные олигомеры, называемые таннинами (рис. 4).
Рис. 3. Примеры катехинов и их олигомеров.
Представлены семь важнейших катехинов зеленого чая: катехин (С), эпикатехин (EC), эпигаллокатехин (EGC), катехин- галлат (CG), эпикатехин-галлат (ECG), галлокатехин-галлат (GCG) и эпигаллокатехин- галлат (EGCG) [39]. Показаны также примеры олигомеров катехина А2- и В2-форм, образованные связями 4>8 и 2>О7, а также фрагмент разветвленной цепи таннина.
Предполагается, что различные формы катехинов и их олигомеры играют значительную роль в профилактике многих заболеваний. Так, например, эпигаллокатехин-галлат (EGCG) (рис.4), выделенный из листьев чая, может обладать противоопухолевым действием [37] благодаря способности инициировать апоптоз у быстро делящихся клеток опухоли [38]. Вероятно, что это влияние связано с воздействием катехинов на регуляторные системы клеток, и в частности, на тирозинкиназы [39]. Способность EGCG осуществлять ингибирующее действие на различные этапы канцерогенеза: клеточную трансформацию, воспалительные процессы, апоптоз, пролиферацию, метастазирование, инвазию, объясняется способностью этого флавоноида взаимодействовать с различными молекулярными мишеням в клетке, включая транскрипционный фактор NF-кB (ядерный фактор каппа-B), контролирующий экспрессию генов иммунного ответа и апоптоза, а также возможность инициировать продукцию цитокинов, например хемоаттрактанта моноцитов [40].
Рис.4. эпигаллокатехин-галлат
Исследовано, что EGCG способен противодействовать развитию множественной лекарственной устойчивости раковых клеток, инициируемой Р-гликопротеином, за счет блокирования АТФ- связывающего сайта этого белка. В итоге, аккумуляция лекарственных препаратов в клетке в разы увеличивается [41]. Такое сильное и разнообразное воздействие EGCG на процессы канцерогенеза привлекает внимание клиницистов. Предполагается вероятность совместного использования в клинике катехинов зеленого чая и стандартных антиканцерогенных препаратов, способных оказывать синергическое действие на апоптоз клеток опухоли [42]. Кроме того, эти вещества могут понижать уровень холестерина в крови за счет уменьшения содержания липопротеинов низкой плотности, что снижает риск развития атеросклероза [43].
Также исследуется воздействие катехинов чая на нервную систему, например, в качестве агентов, противодействующих развитию болезней Альцгеймера и Паркинсона [44]. Данные вещества способствуют укреплению сердечно-сосудистой системы [45]. Катехины зеленого чая препятствуют ожирению [46]. Это действие вероятно связано со способностью ингибировать катехол-O-трансферазу и тем самым ингибировать разрушение норадреналина (норэпинефрина) в надпочечниках [47].
В отличие от зеленого чая, который в начале высушивают при температуре значительно выше 100єС, что приводит к изменению нативной конформации ферментов чайного листа и позволяет сохранить структуру катехинов, черный чай скручивают на специальных роллерах, что приводит к разрушению тканей листа и высвобождению ферментов, оказывающих влияние на катехины. После скручивания листья оставляют для ферментации, в процессе которой происходят значительные изменения в структуре катехинов в результате ферментативного окисления [6].
Вследствии ферментативных процессов из катехинов образуются теафлавины и теарубигины, придающие черному чаю характерный цвет и вкус. Теафлавины являются олигомерами катехинов, и вероятно, сохраняют лекарственные и профилактические свойства, характерные катехинам. Теарубигины - более объемные полимерные молекулы, составляющие порядка 70 % полифенолов черного чая, изучены менее подробно. В высококачественных сортах чая соотношение теарубигины/теафлавины не более 10, тогда как в низкосортном чае эта величина может превышать 20 [6].
1.3 Физико-химические и химические свойства катехина
Температура плавления катехина от 175 до 177° C, разлагаясь при высших температурах на протокатехиновую кислоту и пирокатехин, не растворяется в хлороформе, бензине, слабо растворим в холодной воде, легко в горячей, спирте, уксусном эфире, эфире ацетоне и этилацетате; водные его растворы не осаждаются клеем и дают на лакмус нейтральную реакцию.
В углекислых щелочах растворы катехинов быстро поглощают кислород воздуха и становятся темно-красными, выделяющими от прибавления кислот темно-красный аморфный осадок рубиновой кислоты, соединения довольно непостоянного, в отличие от множества других флавоноидов, гликозидов не образуют. Однако, для них характерно ацилирование спиртовой гидроксильной группы, т. е. образование галловых эфиров при атоме С3. Катехины являются родоначальниками дубильных веществ конденсированного ряда.
Присутствие в молекулах катехинов двух асимметрических атомов углерода, а также их способность образовывать эфиры с галловой кислотой (галлаты) объясняет разнообразие встречающихся в природе отдельных представителей этого класса соединений.
При изучении биосинтеза катехинов, а также при их детальной идентификации существует необходимость определения отдельных фрагментов молекул катехинов. Как правило, для подобных целей используют нагревание растворов фенольных соединений с щелочью или крепкой кислотой. Но в случае катехинов обработка кислотой непригодна, так как она приводит не к расщеплению молекулы, а к образованию нерастворимых продуктов уплотнения - флобафенов. Однако, в щелочной среде катехины достаточно быстро окисляются до меланиноподобных соединений, в связи с этим, щелочное расщепление необходимо проводить в условиях, предотвращающих (или хотя бы сводящих к минимуму) окисление.
Основным методом определения строения флавоноидов является щелочной гидролиз. Реакция протекает через промежуточное образование в- дикарбонильного соединения, которое далее может распадаться различными путями[48].
Понадобилось много времени и сил, чтобы эти сложные химические методы деструкции заменить методами спектроскопии. Оказывается, что ИК-спектроскопия является достаточно бесполезной в исследовании катехинов, так как у катехина отсутствует карбонильная группа. Но даже при её наличии в ИК-спектрах изофлавонов и флавонов карбонильным группам практически всегда соответствует полоса поглощения в области 1650 см-1 и ее положение не зависит от типа замещения; лишь при наличии гидроксогруппы в положении 3 эта полоса смещена в область более низких частот [49].
Наиболее пригодна для установления строения УФ-спектроскопия [50]. Обычно, в спектре флавоноидов имеются два максимума при значениях длин волн в пределах 250 и 297 нм. Однако, имеется тенденция к смещению таковых значений в более длинноволновую область 265-270 нм и 330- 340 нм при присутствии в кольцах А или В гидроксогрупп.
Метод масспектрометрии (электронного удара) часто применяли для установления строения флавоноидов [51]. Еще более точна для установления строения флавоноидов спектроскопия ЯМР [52]. Отнесение делается в соответствии с основными закономерностями спектроскопии ЯМР и имеющимися литературными данными.
В работе [53] были определены константы кислотности pKa для 22 флавоноидов в метиловом спирте, ацетоне диметилформамиде, диметилсульфате и воде. Анализируя полученные результаты можно сделать вывод о том, что в процессе титрования наилучшими растворителями для флавоноидов являются диметилсульфоксид и диметилформамид.
Так как катехин полифенольное соединение, то он может теоретически участвовать в реакциях:
1) нуклеофильного замещения с участием гидроксильных групп катехина:
· реакции алкилирования
· реакции ацилирования
· реакции фосфорилирования
· получение смешанных эфиров
2) электрофильного замещения с участием атомов водорода флавоноидного кольца
· реакции сульфирования
· процесс амино-метилирования (реакция Манниха)
· реакции галогенирования
Биологические свойства катехина
Антиоксидантная активность чайных катехинов, учитывая постоянное употребление чая сотнями миллионов людей, является немаловажным фактором ограничения процессов свободнорадикального окисления и липидной пероксидации в организме, фактором предупреждения и замедления атеросклероза сосудов, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни и их исходов, а также иных форм свободнорадикальной патологии (катаракты, диабета типа II, ревматоидного артрита и др). EGCG значительно понижает уровень холестерола и триглицеридов в плазме, защищает кардиомиоциты от ишемических повреждений, понижает артериальное давление и агрегацию тромбоцитов, всасывание холестерола в кишечнике.
Таким образом, биологическая активность и пищевая ценность чая обусловлены, в первую очередь, высокой антиоксидантной активностью чайных катехинов и в силу этого их способностью противодействовать самоокислению скоропортящихся продуктов вне организма и свободнорадикальному окислению как фактору риска различных форм патологии.
Наивысшее значение флавоноидов, среди образцов черной смородины с сахаром, наблюдается при температуре 60-62 ?С (184 мг эквивалента катехина), в то время как у черной смородины без сахара это значение
составляет 62 мг. Для аронии черноплодной и вишни характерна следующая направленность: показатели аронии черноплодной и вишни без сахара (138 мг и 410 мг) доминирует над данными, полученными при анализе образцов с сахаром, среди которых наивысший результат зафиксирован для вишни при температуре 60-62 ?С - 112 мг, для аронии черноплодной при температуре 98- 100 ?С - 398 мг.
Иследование динамики аккумуляции флаваноидов имеет как теоретическое так и практическое значение. С теоретической точки зрения изучение динамики важно для выяснения биохимической роли катехинов в жизни растений. Под практическим исследованием подразумевается изучение природных флаваноидов в качестве перспективных веществ для получения новых БАДов и лекарственных препаратов.
Выявлено , что максимальное концентрация катехинов в надземной части щавеля курчавого наблюдалось в фазы завершения цветения и начало плодоношения и составило 639,93 мг/100 г для генеративной части и 391,25мг/100г для вегетативной. Обнаружена прямая корреляционная связь между содержанием катехинов и лейкоантоцианов: увеличение уровня содержания флаван-3,4- диолов сопровождалось повышением уровня флаван- 3-олов. Помимо этого, результаты проведенных исследований свидетельствуют о зависимости биосинтеза катехинов от интенсивности инсоляции.
В растительном мире катехины защищают растения от радиации, поглощая УФ, и некоторых патогенных видов грибов. Флавоноиды не только антиоксиданты - они используются как красители.
Катехины противодействуют свободным радикалам. Последние постоянно образуются в клетках тела в процессе окисления, медленно разрушают органы, ускоряют процесс старения, наступление онкологических заболеваний.
Для чего нужны катехины
Катехины являются сильными натуральными антиоксидантами.
Укрепляют капилляры, делают их стенки более прочными. Катехины несут за собой пользу для организма, ускоряя метаболизм, выводя холестерин, помогая при различных отеках сосудистого происхождения, недугов из-за недостаточной проходимости капилляров. Катехины эффективны против инсульта, варикоза, инфаркта, тромбоза, атеросклероза, других заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Флавоноиды снижают количество жиров, поглощаемых организмом в результате приема пищи.
Польза катехинов значительна еще и в борьбе с болезнями желудочно- кишечного тракта, пищевыми интоксикациями, простудами. Флавоноиды поражают бактерии, микробы во рту, препятствуют развитию инфекций в деснах, слизистой, а так же неприятному запаху изо рта. При отравлениях металлами тоже прибегают к помощи катехинов. Эти вещества впитывают и выводят из клеток тела кадмий, олово, свинец, хром.
Катехины и печень
Печень - основная железа организма, главный фильтр, выводящий все продукты распада жизнедеятельности, шлаки, препятствует токсическому действию патогенов, регулирует уровень жиров и сахаров в организме. Но если пагубных веществ вырабатывается достаточно много, печень самостоятельно не справляется с их выводом. Она накапливает шлаки, не имея защиты от них. Вещество катехин обладает способностью нейтрализации различных токсинов, оказывающих негативное воздействие на печень.
Печень отвечает за выработку желчи. При сбоях в работе основной железы желчевыводящие протоки перестают нормально функционировать, и метаболизм витамином в клетках организма заметно ухудшается. Для печени очень важен витамин Р - он увеличивает ее окислительную способность. Суточная доза витамина Р - одна чашка зеленого чая. Гепатиты, холециститы, отравления - все эти болезни печени также лечатся катехинами из зеленого чая.
Катехины для мозга
С возрастом функциональность клеток мозга существенно падает. И спинной, и головной мозг теряют вес. В тканях головного мозга накапливаются отходы жизнедеятельности клеток. В результате всего перечисленного изменяется структура мозговой ткани, появляются бляшки, клубки. Этот регресс снижает интенсивность поступления в мозг нервных импульсов от всех органов. Утрачиваются рефлексы, что приводит к проблемам и опасностям. Ухудшается память, замедляется мышление.
Катехины замедляют процессы старения организма, включая клетки мозга. Недостаточное содержание этих элементов в организме ведет к быстрому старению, а регулярный прием - поддерживает когнитивные свойства мозга. Даже одна чашка чая способна зарядить человеческий организм бодростью. Катехины помогают мозгу отдохнуть, расслабиться, что позволяет преодолеть усталость. Нейроны живут дольше, будучи надежно защищенными.
Катехины и дипрессия
Нервные клетки, как известно, не восстанавливаются, а если и восстанавливаются, то очень медленно. Депрессии и прочие нервно- психические заболевания развиваются в большинстве случаях из-за слабости, поражении нервных клеток. Чашка зеленого чая, содержащая катехины, понижает риск возникновения невроза, депрессии, прочих заболеваний аналогичного характера. Антиоксиданты осуществляют защиту нервных клеток, не дают им стареть, слабеть, гибнуть.
Катехины против опухолевых клеток
Катехины эффективно помогают при онкологических заболеваниях. Когда проводят химиотерапию, как правило, это длительные курсы облучения, в организме скапливается большое количество продуктов распада клеток. Печень всасывает их, чтобы вывести, но в одиночку не справляется. Из-за химиотерапии существует высокая вероятность получить дисфункцию основной железы организма, а если работа печени нарушается, то происходит и нарушение вывода желчи. В следствии чего, в организме человека мгновенно перестает нормально работать витаминный обмен .
Катехины зеленого чая содержат витамин Р, который активно противодействует раковым клеткам, понижая их метаболизм, не давая развиваться и захватывать здоровые клетки. Многие врачи рекомендуют онкологическим больным употреблять зеленый чай в больших объемах, чтобы поддержать силы организма. Исследования подтвердили, что экстракт зеленого чая помогает здоровым клеткам бороться с лейкозом.
Катехины в косметике
Растительные антиоксиданты в настоящее время пользуются огромной популярностю в связи с повышением интереса к органическим косметимческим препаратам. Катехины используют как антиоксидантную добавку в косметике. Как правило, их добавляют в следующие косметические препараты:
- препараты против целлюлита;
- крема, сыворотки против понижения синтеза эластина и коллагена;
- антивозрастные косметические препараты;
- крема с ультрафиолетовым фильтром;
- крема против постакне (вторичные высыпания, комедоны, коллоидные рубцы, усиление пигментации).
Катехины полезны для волос. Они повышают циркуляцию крови в голове. Волосяные луковицы стимулируются питанием, растут быстрее, укрепляются. Уменьшается выпадение волос, они становятся крепче, гуще.
Катехины для похудения
Совместно с кофеином часто применяют катехины в таблетках как добавку для снижения веса. Эти компоненты способствуют ускорению обмена веществ, расходованию накопленных жиров. Катехины лучше работают в составе таблетки, растительная пища с содержанием природных антиоксидантов не так действенно способствует снижению веса.
Препараты, содержащие катехин широко применяются в медицине для лечения ожирения различной степени тяжести. Но, эти же лекарства могут нанести и вред - катехины воздействуют на митохондрии. Способность клеток поглощать пищу и производить из нее энергию падает, это может стать причиной печеночной недостаточности, желтухи, гепатита.
Реакции ацилирования
Реакция ацилирования - это реакция нуклеофильного замещения (SN)
при углероде с sp2- положении.
Для ближайшего аналога катехина дигидрокверцетина были получены пентаацетат и тетраацетат ацилирование ангидридами карбоновых кислот. Различием в методах получения служили условия проведения реакций, т.к. для получения пентаацетата дигидрокверцетина требуются более жесткие условия, содействующие разрыву водородной связи, а именно более высокая температура.
Так же были получены тотальноацильные производные ДГК ацилированием хлорангидридами карбоновых кислот. При тотальном ацилировании было выявлено, что спектр биологического действия флавоноидов существенно расширяется.
В качестве ацилирующих веществ использовались хлорангидриды карбоновых кислот, так как в реакциях ацилирования хлорангидриды являются наиболее реакционно-способными. Нуклеофильным реагентом в данных реакциях является сам катехин, имеющий 5 гидроксогрупп, которые и ацилируются.
Выделяющийся хлороводород, как правило, удаляют из сферы реакции поглощением основанием (пиридином, щелочью, диметиламином). В нашем случае использовался пиридин.
В общем виде реакция полного ацилирования катехина хлорангидридами карбоновых кислот выглядит следующим образом: Ацилирование катехина хлорангидридами карбоновых кислот.
В присутствии кислот или оснований производные карбоновых кислот подвергаются гидролизу с образованием свободных карбоновых кислот. Особенно легко гидролизуются галогенангидриды.
Рис. 5.
Этот процесс может замедлять прохождение реакции, по этой причине
берутся обезвоженные реагенты.
Реакции алкилирования
Реакция алкилирования - это реакция нуклеофильного замещения (SN2)
В структуре флавоноидов имеется достаточное количество гидроксильных групп. Алкилирование данных групп возможно без ограничений. Наиболее интересный аспект -- частичное алкилирование гидроксильных групп в определенных позициях [54]. Эта реакция зависит от важного фактора: реакционная способность определенных гидроксильных групп. катехин хлорангидрид карбоновый кислота
По результатам исследования этой реакции было установлено, что только во флавоноидах, флаванонах и изофлавонах, гидроксильная группа в 7-ом положении имеет наибольшую активность и частичное метилирование в по указанной позиции было успешно произведено [55]. С высоким выходом был получен 7-метиловый эфир кверцетина.
Вайнгесом и Фроденбергом были проведены эксперименты с дигидрокверцетином [56].Они провели реакцию бензилирования и получили тетрабензилированную производную дигидрокверцетина. Флавоноид обрабатывали хлористым бензилом в присутствии йодида натрия и карбоната калия. Соединение выделяли в чистом виде кристаллизацией из толуола.
2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Получение ацильных производных катехина
Ранее было установлено, что при тотальном ацилировании флавоноидов существенно увеличивается спектр биологической активности [57]. В связи с этим в данной работе было исследовано ацилирование ± катехина хлорангидридами ароматических гетерокислот.
Нами было исследовано ацилирование катехина хлорангидридами гетероциклических карбоновых кислот.
В качестве ацилирующих веществ были использованы хлорангидриды фурановой, тиофеновой, никотиновой и хлорникотиновой кислот. Методика проведения реакций с хлорангидридами фурановой, тиофеновой и хлорникотиновой кислот аналогична методике ацилирования катехина хлорангидридами алифатических кислот.
С хлорангидридом фурановой кислоты реакция протекает по следующей схеме:
При помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1) через два часа наблюдали исчезновение исходного реагента и образование продукта с Rf=0,82. После фильтрации от хлоргидрата пиридина и отгонки растворителя целевой продукт промывали холодной водой и сушили в вакууме водоструйного а затем масляного насоса. Строение полученного продукта было подтверждено методом ЯМР на ядрах 13С.
Далее ацилировали катехин хлорангидридом тиофеновой кислоты.
При помощи всё того же метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1) через три часа наблюдали исчезновение исходного реагента и образование нового вещества с Rf=0,56. Целевой продукт выделяли по аналогичной методике. Строение продукта было подтверждено методом ЯМР на ядрах 13С.
На следующем этапе было исследовано получение сложного эфира катехина с хлорникотиновой кислотой.
При помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1) через 4 часа наблюдали исчезновение исходного реагента и образование продукта с Rf=0,47. После этого так же как и в предыдущих синтезах выделили целевой продукт, который оказался достаточно чистым.
Последней была проведена реакция ацилирования данного флавоноида с гидрохлоридом хлорангидрида никотиновой кислоты:
Реакцию проводили в пиридине. Ацилирующего агента так же брали с избытком 0,5 молей. Процесс проводили при нагревании до 60 ?С в течении одного часа. За ходом реакции наблюдали при помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 1:1). Далее происходило исчезновение исходного реагента и образование нового соединения с Rf=0,58. После чего отфильтровали осадок от гидрохлорида пиридина, отгоняли растворитель и выделяли целевой продукт по такому же принципу как и во всех предыдущих случаях. Вещество получилось чистым и не было необходимости проводить его дополнительную очистку.
Во всех случаях строение полученных продуктов было доказано с помощью ЯМР-спектроскопии на ядрах C. В спектрах исчезают протоны гидроксогруппы и появляются сигналы ацильных заместителей, причём, в соотношении интегральной интенсивности 5:1.
Таким образом в результате проделанной работы были синтезированы тотально-ацилированные производные (±)катехина с выходом от 50 до 90%.
Табл.1.
№ |
R |
Выход, % |
Tпл, °С |
|
1 |
80,2 |
107-109 |
||
2 |
75,7 |
97-100 |
||
3 |
88,5 |
117-120 |
||
4 |
89,3 |
122-125 |
Биологические испытания
Полученные ацилпроизводные катехина были переданы на биологические испытания в ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова на медико-биологический факультет на кафедру молекулярной фармакологии и радиобиологии.
Влияние исследуемых соединений на жизнеспособность культивируемых клеток определяли микроколориметрическим методом при помощи МТТ-теста, который является стандартным для оценки токсичности соединений в культуре клеток. МТТ-тест основан на ферментном восстановлении окрашенной соли тетразония (3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]- 2,5-дифенилтетразония бромид, МТТ) в живых метаболически активных клетках с образованием фиолетовых кристаллов формазана.
Рис.6.
В ходе проведения исследования жизнеспособности культивированных клеток линии HeLa методом МТТ - теста было выявлено, что структура флавоноиной матрицы оказывает значительное воздействие на цитотоксическую активность к раковым клеткам молочной железы.
Если рассматривать модель катехиновой матрицы, то все ацилированные её производные проявили более высокую цитотоксическую активность, чем исходный катехин (табл1). Наибольшую активность проявил пентафураноил катехин. Стоит отметить, что степень ингибирования понижается у всех веществ при уменьшении концентрации.
Табл. 2
С, концентрация ПК, мкМ |
Степень ингибирования жизнеспособности, % по отношению к контролю, соединений |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
Катехин |
||
1 |
65,4±3,7 |
60,2±5,2 |
90,7±3,5 |
71,3±2,4 |
89,3±3,1 |
|
10 |
63,4±2,8 |
57,4±4,2 |
88,7±4,2 |
69,9±3,6 |
85,9±2,7 |
|
100 |
61,9±3,1 |
52,2±3,4 |
78,2±2,4 |
67,8±1,7 |
78,3±2,3 |
Спектры ЯМР 13C регистрировались на приборе «JEOL»JNM-ECX 400 на частотах 400 и 100,5 МГц соответственно, внешний стандарт ТМС. Для тонкослойной хроматографии применялись пластины Silufor UV-254. Использовалась система растворителей: бензол:диоксан = 1:1, бензол:диоксан
= 3:1, бензол:диоксан = 15:1. Хроматограммы проявляли при помощи прокаливания.
Очистку и абсолютирование растворителей проводили по стандартным методикам [58].
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выделение катехина
На первом этапе экспериментальной части мы выделили катехин из природно-пищевого сырья (сухого чайного листа) при помощи этилового спирта. Взяли 25 г чайного листа и 100 мл этилового спирта. Вещества поместили в колбу и нагревали с обратным холодильником в течении часа до кипячения. Контроль осуществлялся при помощи ТСХ, брали пробу капилляром и ставили вместе со свидетелем (чистый катехин) на хроматографическую пластину в системе бензол-диоксан (1:1). Проявление хроматограммы осуществлялось при помощи накаливания. На хроматограмме появилось новое вещество с Rf=0,5, которое соответствует по хроматографической подвижности чистому катехину (фирмы Sigma). Далее отфильтровывали от чайного листа спиртовой раствор с экстрактом и упаривали спиртовой раствор, в котором находился технический катехин. Затем очищали его с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (SiO2) в той же системе Б:Д (1:1). Мы получили из 25 г чайного листа 2,8 г технического катехина (около 11%), из них 1,8 г чистый катехин (7%). Полученные данные подтвердили ЯМР спектроскопией.
Следующим этапом нашей работы являлась химическая модификация полученного вещества. С целью повышения биологической активности катехина применялись процессы ацилирования. В качестве ацилирующих веществ были использованы хлорангидриды хлорникотиновой, фурановой, тиофеновой и никотиновой кислот.
3.2 Получение ацильных производных катехина
Синтез №1. Получение (3,5,7,3',4')-пентафураноилкатехина
К раствору 0.3712 г (1.28 ммоль) катехина в 15 мл диоксана при интенсивном помешивании добавляли 0.7 мл (0.9193 г) хлорангидрида фурановой кислоты и 1 мл пиридина. Реакционная смесь стояла 2 суток и перемешивание её происходило в течение 4 часов без нагревания.
За ходом реакции наблюдали при помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1). Окончание реакции определили исчезновением исходного реагента и образованием нового соединения с Rf=0,82. Смесь отфильтровали на фильтре Шота от гидрохлорида пиридина. В фильтрате отгоняли диоксан и пиридин на водяной бане и водоструйном насосе (60?,
15 мм РТ. Ст.) Маслянистое вещество промыли холодной водой (10°) и отфильтровали на фильтре Шота. На фильтре остался тёмно-бежевый порошок, который перенесли в круглодонную колбу и сушили в вакууме. mпродукта=0.7703 г, выход = 80.2%, Tпл=107-109 °С
Спектр ЯМР 13C, ?c, м.д.: 24.4 (C4), 68.3 (С3), 77.3 (C2), 111.5 (C10),
112.7 (C6, C8), 113 (C4ґґґ), 113.3 (C4ґґ), 121.1 (C2ґ), 127.5 (C3ґ,C6ґ), 136,9 (C1ґ),
141,8 (C4ґ), 142.5 (C5ґ), 143 (C3ґґ), 145.3 (C7), 146 (C5), 147.6 (C2ґґ), 147.6 (C9),
149.6 (C5ґґ), 155.5 (C9), 177.1 (C6ґґ)
Синтез №2. Получение (3,5,7,3',4')-пентатиофеноилкатехина
К раствору 0.22 г (0.759 ммоль) катехина в 12 мл диоксана при интенсивном помешивании добавляли 0.45 мл (0.612 г) хлорангидрида тиофеновой кислоты и 1 мл пиридина. Реакционная смесь стояла полутора суток и перемешивание её происходило в течение 5 часов без нагревания.
За ходом реакции наблюдали при помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1). Окончание реакции определили исчезновением исходного реагента и образованием нового соединения с Rf=0,56. Смесь отфильтровали на фильтре Шота от гидрохлорида пиридина. В фильтрате отгоняли диоксан и пиридин на водяной бане и водоструйном насосе (60?,
15 мм РТ. Ст.) Маслянистое вещество промыли холодной водой (10°) и отфильтровали на фильтре Шота. На фильтре осталась кремовая нерассыпчатая субстанция, которую перенесли в круглодонную колбу и сушили в вакууме. Вещество стало маслянистой консистенции. mпродукта=0.4062 г, выход = 63,7%, Tпл=101-104 °С
Спектр ЯМР 13C, ?c, м.д.: 25.0 (C4), 69.1 (С3), 77.5 (C2), 110 (C8), 111.5
(C6), 125.9 (C10), 129.3 (C3ґ, C6ґ), 131.1 (C2ґ), 133.8 (C4ґґ), 135.2 (C5ґґ), 136 (C3ґґ),
136.4 (C2ґґ), 136,9 (C1ґ), 141,8 (C4ґ), 142.2 (C5ґ), 149.5 (C7), 149.9 (C5), 154 (C9),
163.5 (C6ґґ)
Синтез №3. Получение (3,5,7,3',4')-пента-2-хлорникотиноилкатехина
К раствору 0.3028 г (1.041ммоль) катехина в 15 мл диоксана при интенсивном помешивании добавляли 1.0134 г (5.725 ммоль ) хлорангидрида хлорникотиновой кислоты и 1,5 мл пиридина. Реакционная смесь стояла сутки и перемешивание её происходило в течение 3-х часов без нагревания.
За ходом реакции наблюдали при помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 3:1). Окончание реакции определили исчезновением исходного реагента и образованием нового соединения с Rf=0,47. Смесь отфильтровали на фильтре Шота от гидрохлорида пиридина. В фильтрате отгоняли диоксан и пиридин на водяной бане и водоструйном насосе (60?,
15 мм РТ. Ст.) Маслянистое вещество промыли холодной водой (10°) и отфильтровали на фильтре Шота. На фильтре остался тёмно-кремовый порошок, который перенесли в круглодонную колбу и сушили в вакууме. mпродукта=0.9103 г, выход = 88,5%, Tпл=117-120 °С
Спектр ЯМР 13C, ?c, м.д.: 24.2 (C4), 67.2 (С3), 70.1 (C2), 108.2 (C8), 109
(C6), 110.8 (C10), 122.5 (C3ґґ, C4ґґ), 125.4 (C3ґ, C6ґ), 126.3 (C2ґ), 136.8 (C1ґ), 120.8
(C5ґґ), 142.1 (C4ґ), 149.8 (C5ґ), 150.7 (C2ґґ), 150.8 (C5), 152.4 (C7), 153.1 (C6ґґ),
154.7 (C9), 163.7 (C7ґґ)
Синтез №4. Получение (3,5,7,3',4')-пентаникотиноилкатехина
К раствору 0.34 г (1,1724 ммоль) катехина в 14 мл пиридина при интенсивном помешивании добавляли 1,2338 г (6,9315 ммоль) никотинаилхлорида гидрохлорида. Реакционная смесь стояла трое суток и перемешивание её происходило в течение 6 часов, и нагревание в течение 1 часа до 60°С.
За ходом реакции наблюдали при помощи метода ТСХ (в системе бензол:диоксан 1:1). Окончание реакции определили исчезновением исходного реагента и образованием нового соединения с Rf=0,58. Смесь отфильтровали на фильтре Шота от гидрохлорида пиридина. В фильтрате отгоняли пиридин на водяной бане и водоструйном насосе (80?С, 15 мм РТ. Ст.) Маслянистое вещество промыли холодной водой (10°С) и отфильтровали на фильтре Шота. На фильтре осталось бежевое рассыпчатое вещество, которое перенесли в круглодонную колбу и сушили в вакууме. mпродукта=0.857 г, выход = 89.3%, Tпл=122-125 °С
Спектр ЯМР 13C, ?c, м.д.: 25.0 (C4), 68.3 (С3), 82.1 (C2), 107.4 (C8), 108.1
(C6), 112.9 (C10), 122.1 (C3ґ, C6ґ), 123.8 (C5ґґ), 124.2 (C2ґ), 125.4 (C3ґґ), 134.7 (C1ґ),
138.2 (C4ґґ), 143.4 (C4ґ), 145.8 (C5ґ), 149.6 (C7), 150.1 (C5), 151 (C2ґґ), 152.6 (C6ґґ),
155.3 (C9), 163.8 (C7ґґ)
ВЫВОДЫ
1. Таким образом, в результате проделанной работы был выделен чистый катехин из природно-пищевого сырья (сухого чайного листа) строение было подтверждено ЯМР спектроскопией.
...Подобные документы
Физические, биологические и химические свойства белков. Синтез и анализ белков. Определение первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры белков. Денатурация, выделение и очистка белков. Использование белков в промышленности и медицине.
реферат [296,5 K], добавлен 10.06.2015Первичная структура полинуклеотидов. Вторичная и третичная структуры ДНК. Типы РНК и их биологические функции. Физико-химические свойства ДНК. Структура и физико-химические свойства РНК. Определение нуклеозидфосфатов методом тонкослойной хроматографии.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.03.2011Механизм действия и модификация антисмысловых олигонуклеотидов. Физико-химические аспекты взаимодействия олигонуклеотида и РНК-мишени. Буферные растворы, использовавшиеся в работе. Электрофорез нуклеиновых кислот. Проведение полимеразной цепной реакции.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.01.2013Определение, функции основных аминокислот, их физико-химические свойства и критерии классификации. Оптическая активность, конфигурация и конформация аминокислот. Растворимость и кислотно-основные свойства аминокислот. Заменимые и незаменимые аминокислоты.
реферат [2,3 M], добавлен 05.12.2013Первичная, вторичная и третичная структуры ДНК. Свойства генетического кода. История открытия нуклеиновых кислот, их биохимические и физико-химические свойства. Матричная, рибосомальная, транспортная РНК. Процесс репликации, транскрипции и трансляции.
реферат [4,1 M], добавлен 19.05.2015Понятие "углеводы" и их биологические функции. Классификация углеводов: моносахариды, олигосахариды, полисахариды. Оптическая активность молекул углеводов. Кольчато-цепная изомерия. Физико-химические свойства моносахаридов. Химические реакции глюкозы.
презентация [1,3 M], добавлен 17.12.2010Углеводы как неотъемлемый компонент клеток и тканей живых организмов растительного и животного мира и основная часть органического вещества на Земле. Простые и сложные углеводы, их химические свойства. Особенности моносахаридов, их виды и классификация.
презентация [1,2 M], добавлен 17.11.2014Тип аминокислоты по физико-химической, физиологической, структурной классификации, ее химические и кислотно-основные свойства. Формулы дипептидов, трипептидов, триглицерида, значение изоэлектрической точки. Витаминоподобные жирорастворимые вещества.
контрольная работа [14,7 K], добавлен 21.02.2009Маслянокислое брожение, процесс анаэробного разложения углеводов, пептонов, белков, жиров с образованием различных кислот, в том числе и масляной. Выделение маслянокислых бактерий садовой городской почвы г. Астрахани и изучение их морфологических свойств.
курсовая работа [72,4 K], добавлен 05.06.2009Функции и строение надпочечников, распределение коркового и мозгового вещества. Кровоснабжение надпочечников от артерий. Гормоны мозгового вещества, их химическая природа. Синтез и выделение гормонов "острого" стресса - адреналина и норадреналина.
презентация [904,5 K], добавлен 18.06.2013Изучение физико-химических, термических, оптических свойств воды и грунтов, их влияния на состав населения. Обзор явлений в водоёмах. Принципы восприятия света, звука, движения воды водными организмами. Анализ механико-динамических особенностей грунтов.
курсовая работа [38,7 K], добавлен 21.08.2011Виды карантинных вредителей приоритетного значения для территории Российской Федерации: ареал обитания, особенности размножения, питания. Классификация феромонов, их свойства. Половые феромоны и вещества агрегации насекомых. Вещества тревоги и пропаганды.
реферат [858,1 K], добавлен 04.06.2015Белки (протеины) – высоко молекулярные, азотосодержащие природные органические вещества, молекулы которых построены из аминокислот. Строение белков. Классификация белков. Физико-химические свойства белков. Биологические функции белков. Фермент.
реферат [4,0 M], добавлен 15.05.2007Механизм воздействия прокариотических микроорганизмов на спав и липазу. Щелочные протеиназы рода Bacillus. Методика выделения, изучение свойств концентрированного ферментного препарата и порядок его применения в процессе обезжиривания меховой овчины.
дипломная работа [169,7 K], добавлен 27.11.2010Капли микроэмульсии как микрореакторы для химических реакций, растворители для органического синтеза, среды для ферментативных реакций; их применение для получения наноразмерных латексов. Поверхностно-активные вещества в реакциях мицеллярного катализа.
реферат [783,6 K], добавлен 17.09.2009Химическая классификация углеводов: полигидроксикарбонильные соединения. Свойства и структура моносахаридов, их химические свойства. Реакции брожения и их применение. Биосинтетические реакции углеводов. Производные моносахаров, гликозиды и их биосинтез.
реферат [5,4 M], добавлен 27.08.2009Классификация и строение углеводов. Физические и химические свойства моносахаридов, их роль в природе и жизни человека. Биологическая роль дисахаридов, их получение, применение, химические и физические свойства. Место связи моносахаридов между собой.
презентация [666,2 K], добавлен 27.03.2014Знакомство с основами биологического действия ионизирующих излучений. Радионуклиды как химические элементы, имеющие атомные ядра, подверженные самопроизвольному радиоактивному распаду. Общая характеристика основных целей радиобиологических исследований.
презентация [958,9 K], добавлен 08.10.2013Микробиологические исследования объектов культурного наследия. Изучение степени обсемененности и выделение плесневых грибов с поверхности картин и скульптур. Культуральные и морфологические признаки плесневых грибов, выделение их в чистые культуры.
курсовая работа [65,8 K], добавлен 05.06.2009Порядок, беспорядок в природе, особенности теплового движения как пример хаотического, неорганизованного порядка. Феномен процесса рассеяния энергии. Химические процессы и свойства веществ. Качество тел в ракете в условиях высокой скорости движения.
курсовая работа [982,7 K], добавлен 11.03.2010