Химический состав эфирного масла рододендрона даурского (Rhododendron dauricum L.), произрастающего в Прибайкалье

Полная исследовательская публикация ____________ Оленников Д.Н., Дударева Л.В., Осипенко С.Н.

и Пензина Т.А.

Размещено на http://www.allbest.ru//

90 _______________ http://butlerov.com/ _______________ ©--Butlerov Communications. 2010. Vol.20. No.4. P.86-91.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Химический состав эфирного масла рододендрона даурского (Rhododendron dauricum L.), произрастающего в Прибайкалье

Оленников Даниил Николаевич

Аннотация

Исследован состав эфирного масла листьев рододендрона даурского (Rhododendron dauricum L.), произрастающего в Прибайкалье (акватория озера Байкал, Иркутская область). Эфирное масло было выделено методом гидродистилляции и проанализировано с применением ГЖХ и ГХ-МС. В результате идентификации было установлено присутствие 48 соединений (71.4-99.4% от массы эфирного масла). Доминирующими компонентами исследованных образцов эфирных масел Rh. dauricum являются -гумулен (19.2-43.9%), -кариофиллен (6.5-24.5%), кариофиллен оксид (3.9-11.3%), гумулен оксид (2.2-11.7%) и борнил ацетат (2.1-9.5%). Выявлено, что на состав эфирного масла Rh. dauricum влияют экологические условия, а также уровень техногенного загрязнения территории произрастания.

dauricum эфирное масло рододендрон

Введение

Рододендрон даурский (Rhododendron dauricum L.) - листопадный или вечнозеленый кустарник семейства Ericaceae, тене- и морозоустойчивый, в естественных условиях произрас-тающий в Азии (Восточный Алтай, Восточная Сибирь, Забайкалье, Северная монголия, Маньчжурия, Северо-восточный Китай, Корея, Сахалин, Япония). Во многих областях Сибири Rh. dauricum занимает обширные территории в субальпийской зоне между реками Енисей и Лена. В Байкальском регионе Rh. dauricum является медоносным растительным видом, а также источником лекарственного и промышленного сырья [1].

В тибетской медицине листья Rh. dauricum используются под названиями da-li-nag-po, da-li-me-tog, da-li-smug-po или ba-lus. Согласно классическому тибетскому трактату Чжуд-Ши применение листьев Rh. dauricum “подавляет вражду между жаром и холодом”, а бурятские ламы использовали данное растение для лечения гастроэнтеритов, хронического ревматизма и гинекологических заболеваний [2]. В Китае высушенные листья Rh. dauricum под названием manshanhong применяются для лечения хронических трахеитов и бронхитов [3]. В результате фармакологических исследований для экстрактов из листьев Rh. dauricum установлено наличие антирадикальной, противовоспалительной, антибактериальной, энзим-ингибирующей, противовирусной (HIV) и антиаллергической видов активности [4-8].

Химическое исследование Rh. dauricum показало присутствие дитерпенов (граянотоксин I), тритерпенов (в-ситостерин, бетулин, олеаноловая, урсоловая кислоты), простых фенолов (4-О-метилфлороацетофенон, орцинол, грифолин), фенольных кислот (сиреневая, ванилино-вая, п-оксибензойная, протокатеховая, анисовая, гентизиновая, галловая, эллаговая кислоты, метилгаллат), кумаринов (скополетин, умбеллиферон), хроманов (рододаурихромановые кислоты А и В), хроменов (даурихроменовая кислота, даурихромены A, B, C, D, конфлуентин) и флавоноидов (пориол, фаррерол, маттеуцинол, кверцетин, кемпферол, 5-метилкемпферол, мирицетин, 5-метилмирицетин, авикулярин, гиперозид, изогиперозид, кверцитрин, госси-петин, азалеатин, дигидрокверцетин, дигидрокемпферол, дигидромирицетин, (+)-катехин, (-)-эпикатехин, (-)-эпикатехин-3-галлат, процианидин B1) [8-18].

В составе Rh. dauricum также содержится комплекс летучих компонентов, образующих эфирное масло, исследовательские работы которого были проведены для сырья, произрас-тающего в Китае и России [16, 19-22]. Содержание эфирного масла в листьях Rh. dauricum составляет 0.1-4.0% от массы сырья. Применение совместных гидродистилляции и жидкост-ной экстракции дистилляционных вод гексаном в эфирном масле Rh. dauricum (провинция Сычуань, Китай) в качестве основных компонентов определены олефины (32.5%), эфиры (15.3%), насыщенные углеводороды (10.1%) и спирты (6.3%) [16]. Доминирующими являются -пинен (10.0%), тетрадекан (9.0%), бутил-2-метилпропиловый эфир 1,2-бензолкарбоновой кислоты (7.5%), 8-изпропилиденбицикло[5.1.0]октан (7.2%) и дибутилфталат (4.6%). Доминирующими сесквитерпеновыми соединениями являются аромадендрен (2.1%), -копаен (2.1%), -кадинен (2.0%), -бизаболол (1.9%) и изолонгифолен (1.1%). Для другого образца сырья китайского происхождения отмечено повышенное содержание гермакрона, -селинена, цис-4,4,11-триметил-8-метиленбицикло[7.2.0]ундека-4-ена и в-селинена [19].

Rh. dauricum, произрастающий в России значительно отличается по составу летучих терпеноидов. Содержание сесквитерпенов в сырье, собранного в районе Иркутска составляет около 66% от массы эфирного масла [20]. Доминирующими являются в-кариофиллен (28.3%), -гумулен (15.0%) и кариофиллен оксид (6.1%). Эфирное масло стеблей Rh. dauricum отличается повышенным содержанием монотерпеновых компонентов (около 73.9%); в качестве основных определены -пинен (19.6%), лимонен (19.2%), -терпинен (8.8%) и в-пинен (8.1%). В эфирном масле листьев Rh. dauricum из Амурского края доминируют лимонен (34.5%), -пинен (10.5%), п-цимол (9.4%), -гумулен (7.8%) и в-кариофиллен (6.1%) [21]. Исследование образцов эфирного масла Rh. dauricum, собранного в июне-августе в Прибай-калье, показало, что преобладающими соединениями являются в-кариофиллен (июнь, август) и -кадинен (июль) [22]. Также установлена высокая вариабельность состава эфирного масла в процессе вегетации растения. В образцах, собранных в июне, доминируют в-кариофиллен (19.1%), -кадинен (14%), в-гурьюнен (10.5%) и -гумулен (10.2%), в то время как в июле-августе в-гурьюнен и -гумулен найдены в следовых количествах при одновременном высоком содержании -аморфена (8.6-10.0%).

В эфирном масле из почек Rh. dauricum (провинция Ляо-Нинь, Китай), полученном после гидродистилляции и жидкофазной экстракции дистилляционных вод диэтиловым эфиром, идентифицировано 23 соединения, включая борнеол ацетат (36.6%), в-кариофиллен (18.3%) и в-камфен (3.3%) [16]. Основными компонентами эфирного масла из цветков Rh. dauricum (дендрарий Хей-Лонг-Дзиан, Китай), полученного методом пародистилляции, обнаружены сесквитерпены (63.7%), в том числе -фарнезен (24.3%) и -бизаболен (12.3%) [16].

В настоящем сообщении приводятся результаты исследования эфирного масла листьев Rh. dauricum, собранных в осенний период в районе акватории озера Байкал и Иркутской области Прибайкалья.

Результаты и их обсуждение

Эфирное масло листьев Rh. dauricum представляет собой твердое, слабо окрашенное аморфное вещество со специфическим приятным запахом. Результаты исследования химичес-кого состава эфирных масел представлены в табл. 1. В образцах обнаружено присутствие 57 компонентов, из которых 48 идентифицированы (71.4-99.5% от массы эфирного масла). Содержание углеводородов составляет 48.4-80.4%, окисленных терпенов (14.4-23.2%); доми-нирующими являются сесквитерпены (61.4-87.8%).

Табл. 1. Химический состав эфирного масла листьев Rh. dauricum (%)

a Не идентифицировано

В эфирном масле образца RD-1 преобладают -гумулен (38.7%), -кариофиллен (24.5%), борнил ацетат (6.2%), кариофиллен оксид (4.9%), гумулен оксид (4.5%) и -кадинен (4.3%); в образце RD-2 - -гумулен (30.9%), -кариофиллен (16.5%), борнил ацетат (9.5%), кариофил-лен оксид (5.9%), -селинен (3.5%) и -селинен (3.0%); в образце RD-3 - -гумулен (43.9%), -кариофиллен (16.4%), гумулен оксид (6.8%), борнил ацетат (6.0%), лимонен (4.8%) и кариофиллен оксид (5.9%); в образце RD-4 - -гумулен (20.5%), кариофиллен оксид (11.3%), -кариофиллен (8.2%), -селинен (5.2%) и -селинен (4.5%); в образце RD-5 - -кариофиллен (20.7%), -гумулен (19.2%), борнил ацетат (5.7%) и -кадинен (4.4%); в образце RD-6 - -гу-мулен (42.8%), -кариофиллен (12.3%), гумулен оксид (11.7%) и кариофиллен оксид (4.9%); в образце RD-7 - -гумулен (31.1%), -кариофиллен (6.5%), борнил ацетат (9.5%) и кариофил-лен оксид (5.9%); в образце RD-8 - -гумулен (20.5%), кариофиллен оксид (11.3%) -карио-филлен (8.2%), -селинен (5.2%) и -селинен (4.4%).

Среди доминирующих соединений наиболее часто встречающимися являются -гуму-лен, -кариофиллен и их оксиды. Для составов минорных компонентов отмечено наличие высокой вариабельности. Сравнительный анализ полученных данных свидетельствует о том, что популяции Rh. dauricum, произрастающие в районе акватории озера Байкал и Прибайкалья близки по составу эфирного масла к таковым из города Иркутска и значительно отличаются от популяций Амурского района и Китая.

Высота произрастания Rh. dauricum влияет в основном на содержание сесквитерпеновых соединений - с увеличением абсолютной высоты снижается относительное содержание данной группы терпенов в эфирном масле, что особенно выражено для образцов сырья, собранных в ноябре. Ранее подобное явление было отмечено для эфирного масла из листьев Rh. aureum [23].

Исследование эфирного масла Rh. dauricum показало, что сесквитерпеновые соединения являются безусловными доминантами на протяжении всего периода роста данного растительного вида. Общее направление синтеза можно охарактеризовать как кариофиллан-гумулан-гермакрановое. Также следует отметить, что если для летних образцов характерно большее структурное разнообразие сесквитерпенов, то осенью значительно возрастает содер-жание монотерпеновых углеводородов и эфиров монотерпеновых спиртов (до 10-20%). Последнее обстоятельство связано с влиянием на растительный организм пониженных температур, в результате чего наблюдается сокращение количества сложных и энергозат-ратных синтетических путей. Это особенно выражено для гермакрановой синтетической ветки - наблюдается полное исчезновение из состава эфирного масла -кадинена и значительное снижение содержание -аморфена. Высокие концентрации в осенних образцах эфирных масел -гумулена и -кариофиллена свидетельствует о важности данных соеди-нений в метаболизме Rh. dauricum.

Изменения, подобные осенней «перестройке» биосинтеза терпенов, отмечены для территорий с экологически неблагоприятными условиями. Для образцов сырья Rh. dauricum RD-5 и RD-6, собранных в районах Иркутской области близких по природным условиям, но отличающимся уровнем техногенного загрязнения, показано, что повышенный уровень экотоксикантов (тяжелые металлы, ПАУ) приводит к общему снижению интенсивности терпенового метаболизма и упрощению его путей. Ранее было показано, что изменение экологических условий произрастания Rh. dauricum влияет на качественный и количест-венный состав фенольных соединений [18].

Экспериментальная часть

Растительное сырье. Образцы листьев Rh. dauricum были собраны на острове Ольхон (акватория озера Байкал) и районах Иркутской области (табл. 2). Видовая принадлежность сырья определена к.б.н. Пензиной Т.А. (СИФИБР СО РАН). Образцы сырья хранятся в гербарии Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН.

Выделение эфирного масла. Свежие листья (250 г) подвергали гидродистилляции в аппарате Клевенджера в течение 150 мин. Содержание эфирного масла для исследованных образцов сырья представлено в табл. 2.

Табл. 2. Характеристика образцов сырья Rh. Dauricum

Газовая хроматография (ГЖХ). ГЖХ проводили на газовом хроматографе Agilent 6890N, капиллярная колонка HP-5MS (30 м Ч 0.25 мм, толщина 0.50 мкм, неподвижная фаза - 5% дифенил- и 95% диметилполисилоксан). Подвижная фаза - гелий, скорость потока - 1 мл/мин. Объем вводимой пробы (1% раствор в гексане) - 0.2 мкл, разделение потоков 20:1. Температура колонки - 150-250 єC (скорость 2 єС/мин), испарителя - 250 єС, источника ионов - 230 єС, детектора (ПИД) - 150 єС.

Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС). ГХ-МС проводили в тех же условиях, но вместо ПИД-детектора использовали масс-селективный-квадрупольный детектор Agilent Technolo-gies 5973 N (способ ионизации - электронный удар, энергия ионизации - 70 эВ, режим регистрации полного ионного тока; диапазон сканирования - 41-450 а.е.м). Использовалась та же колонка и хроматографические условия. Температура источника ионов - 230 єС.

Идентификация и количественный анализ компонентов. Для идентификации использовались библиотеки масс-спектров NIST 05, Wiley, данные литературы [24, 25], а также проводилось сравнение времени удерживания со таковыми для стандартных образцов.

Выводы

В ходе исследования составов эфирных масел листьев Rhododendron dauricum, собранных в районе акватории озера Байкал и Иркутской области, установлено, что доминирующими компонентами являются -гумулен, -кариофиллен, кариофиллен оксид, гумулен оксид и борнил ацетат.

Установлено, что на состав эфирного масла листьев Rhododendron dauricum влияют высота произрастания и уровень загрязнения территории произрастания вида.

Литература

Растительные ресурсы СССР. Семейства Paeoniaceae-Thymelaeaceae. Л.: Наука. 1986. 336с.

Тибетская медицина у бурят. Н.: Изд-во СО РАН. 2008. 323с.

Pharmacopoeia of the People's Republic of China. Beijing: Chemical Industry Press. 2000. 296p.

Cao Y., Chu Q., Ye J. Determination of hydroxyl radical by capillary electrophoresis and studies on hydroxyl radical scavenging activities of Chinese herbs. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2003. Vol.376. No.5. p.691-695.

[5] Rao H.S., Singh B., Singh N., Singh R. Anti-inflammatory properties of Rhododendron dauricum Linn. Inhibition of lipopolysaccharide induced septic shock and vascular permeability. Pharmacognosy Magazine. 2007. Vol.3. No.12. p.232-235.

Liu M., Matsuzaki S., Dokkyo J. Antibacterial activity of flavonoids against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Medicinal Science. 1995. Vol.22. No.2. P.253-261.

Kashiwada Y., Yamazaki K., Ikeshiro Y., Yamagishi T., Fujioka T., Mihashi K., Mizuki K., Cosentino L.M., Fowke K., Morris-Natschkef S.L., Lee K.-H. Isolation of rhododaurichromanic acid B and the anti-HIV principles rhododaurichromanic acid A and rhododaurichromenic acid from Rhododendron dauricum. Tetrahedron. 2001. Vol.57. No.8. P.1559-1563.

Iwata N., Wang N., Yao X., Kitanaka S. Structures and histamine release inhibitory effects of prenylated orcinol derivatives from Rhododendron dauricum. Journal of Natural Products. 2004. Vol.67. No.7. P.1106-1109.

Oganesyan E.T., Bandyukova V.A., Shinkarenko A.L. Flavonols of Rhododendron luteum and Rh. dauricum. Chemistry of Natural Compounds. 1967. Vol.3. No.4. P.233.

Belova N.V., Fokina G.A. The triterpenoids of some species of Rhododendron. Chemistry of Natural Compounds. 1970. Vol.6. No.1. P.134.

Harborne J.B., Williams Ch.A. Leaf survey of flavonoids and simple phenols in the genus Rhododendron. Phytochemistry. 1971. Vol.10. No.11. P.2727-2744.

Komissarenko N.F., Levashova I.G., Shnyakina G.P. Phenolic compounds of Rhododendron dauricum. Chemistry of Natural Compounds. 1973. Vol.9. No.5. P.629.

Fokina G.A. Triterpene acids of Rhododendron plants of the flora of the USSR. Chemistry of Natural Compounds. 1979. Vol.15. No.5. p.651-652.

Aoyama M., Mori M., Okumura M., Doi S., Anetai M. Anti-fungal activity of 2',6'-dihydroxy-4'-methoxyacetophenone and related compounds. Mokuzai Gakkaishi. 1997. Vol.43. No.1. P.108-112.

Belousov M.V., Berezovskaya T.P., Komissarenko N.F., Tikhonova L.A. Flavonoids of Siberian-Far-Eastern species of rhododendrons of the subspecies Rhodorastrum. Chemistry of Natural Compounds. 1998. Vol.34. No.4. P.510-511.

Cao Y., Chu Q., Ye J. Chromatographic and electrophoretic methods for pharmaceutically active compounds in Rhododendron dauricum. Journal of Chromatography. B. 2004. Vol.812. No.2. P.231-240.

Peng Y.Y., Liu F.H., Ye J.N. Determination of bioactive flavonoids in Rhododendron dauricum L. by capillary electrophoresis with electrochemical detection. Chromatographia. 2004. Vol.60. No.9-10. P.597-602.

Olennikov D.N., Tankhaeva L.M. Phenolic compounds of Rhododendron dauricum from Baikal region. Chemistry of Natural Compounds. 2010. Vol.46. No.3. P.467-468.

Ma Y.-p., Sun Sh.-w., Wu Ch.-sh. GC-MS analysis of essential oil of Rhododendron dauricum L. Acta Botanica Sinica. 1983. Vol.25. No.5. P.563-567.

Rogachev A.D., Fomenko V.V., Sal'nikova O.I., Pokrovskii L.M., Salakhutdinov N.F. Comparative analysis of essential oil compositions from leaves and stems of Rhododendron adamsii, R. aureum and R. dauricum. Chemistry of Natural Compounds. 2006. Vol.42. No.4. P.426-430.

Белоусов М.В., Басова М.В., Юсубов М.С., Березовская Т.П., Покровский Л.М., Ткачев А.В. Эфирные масла некоторых видов рода Rhododendron L. Химия растительного сырья. 2000. Т.4. №.3. С.45-64.

Olennikov D.N., Dudareva L.V., Osipenko S.N., Penzina T.A. Chemical composition of essential oils from leaves of Rhododendron dauricum and R. aureum. Chemistry of Natural Compounds. 2009. Vol.45. No.3. P.450-452.

Olennikov D.N., Dudareva L.V., Osipenko S.N., Penzina T.A. Chemical composition of Rhododendron aureum (gold rosebay) essential oil from Pribaikal'e (Russian Federation). Journal of Serbian Chemical Society. 2010. Vol.75. No.2. P.209-215.

Adams R.P. Identification of essential oil components by gas chromatography/mass spectroscopy. Carol Stream: Allured Published Corporation. 1995. 467p.

Ткачев А.В. Исследование летучих веществ растений. Н.: Изд-во СО РАН. 2008. 969с.

Размещено на Allbest.ru