Исследование сесквитерпеновых лактонов Artemisia kobstanica

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022

УДК 582.998.1:547.913.2                           

Многие экстракты, полученные из видов полыни, используются для лечения эпилепсии, депрессии, бессонницы, раздражительности, психоневрозов и стресса [4]. Эти виды обладают широким спектром биологической активности, такой как противомалярийная, антисептическая, антибактериальная, противоопухолевая, гепатопротекторная, спазмолитическая и противоревматическая активность [4–6].

Известно, что род Artemisia содержит много биологически активных соединений, таких как артемизин, который обладает противомалярийным и цитотоксической активностью в отношении опухолевых клеток [7], арглабин — другая биологически активная молекула, используемая для лечения некоторых видов рака в бывшем СССР [8].

Целью исследования явилось изучение сесквитерпеновых лактонов надземной части Artemisia kobstanica Rzazade.

Материалы и методы исследования

Получение суммы экстрактивных веществ . 250 г мелкоизмельченная воздушно-сухая надземная часть Artemisia kobstanica Rzazade, собранная в период бутонизации в окрестностях с. Нариманабад Шемахинского района Азербайджанской Республики, трехкратно (каждый раз в течение 3 дней) экстрагировали ацетоном. Экстракт отфильтровывали, ацетон отгоняли на роторном испарителе. Полученный остаток 11,63 г темно-зеленая смола. Выход составлял 4,65%.

Хроматографирование суммы экстрактивных веществ. 11,60 г смолы растворяли в 50 мл хлороформа и хроматографировали на колонке, заполненной окисью алюминия (нейтральная, III–IV ст. акт. h=45, d=2,50 см). Объем каждой фракции 100 мл.

Элюирование проводили смесью гексана и бензола (в соотношении 2:1; 1:1; 1:2; 1:3; 1:5; 1:7), бензолом, смесью бензола и хлороформа (в соотношении 2:1; 1:1; 1:2; 1:3; 1:5) и хлороформом.

Из фракции 25–27 элюируемой смесью гексана и бензола в соотношении 1:7 выделили кристаллическое вещество (1) состава C 15 H 18 O 3 , т. пл. 171-172°С (из водного этанола). Из фракций 32–34, элюируемой бензолом получили кристаллы (2), которые после перекристаллизации из водного спирта имели состав C 15 H 20 O 4 , т. пл. 124-126°C. Фракция 41– 44, элюируемые хлороформом содержали кристаллическое вещество (3) состава С 15 H 18 O 4 , т. пл. 202–203 °C (из водного спирта).

ИК-спектры снимали на спектрометре UR-20, спектры ¹H ЯМР и ¹³C на спектрометре Bruker 300 с резонансной частотой 300 МГц для ¹H, для ¹³С 75 МГц. Растворитель СdCl 3 . Химические сдвиги даны по δ шкале. Внутренний стандарт ТМС. Индивидуальность выделенных соединений определяли на пластинках Silufol UV 254, температуру плавления — на столике Boetiusa. Вещества 1 и 3 анализируя физико-химические свойства, в основном, путем непосредственного сравнения ИК-спектров с таковыми достоверных образцов α-сантонина и артемизина, соответственно, идентифицировали с α-сантонином и артемизином. Смешанные пробы 1 и 3 с достоверными образцами упомянутых лактонов депрессии температуры плавления не дают.

Результаты и их обсуждение

Впервые исследованы сесквитерпеновые лактоны вида полыни, описанного Р. Я. Рзазаде из флоры Азербайджана [9].

Хроматографированием суммы экстрактивных веществ (11,60 г) на колонке заполненной нейтральной окисью алюминия (III–IV степени активности) и элюированием гексаном, смесью гексана и бензола в различных соотношениях, бензолом, хлороформом выделены 3 сесквитерпеновых лактона С 15 H 18 O 3 , т. пл. 171–172°С (1), С 15 H 18 O 4 , т. пл. 124–126 °С (2), С 15 H 18 O 4 , т. пл. 202–203 °С (3). Лактоны 1 и 3 на основании данных ИК-, и ¹Н ЯМР-спектров, а также с непосредственным сравнением ИК-спектров со спектрами достоверных образцов идентифицировали соответственно с α-сантонином и артемизином. Вещество 2, выделенный из фракций 32–34 элюированием хроматографической колонки бензолом оказалось новым С 15 H 20 O 4 , т. пл. 124-126°С (из водного этанола) и названо мерезолидом. В области характеристических частот ИК-спектра соединения обнаружены полосы поглощения карбонильной группы В-лактонного цикла (1795 см^-1), карбонила кетона (1705 см^-1) и двойной связи (1652 см^-1). Интенсивная полоса при 915 см^-1, имеющая в ИК-спектре вещества дает возможность характеризовать двойную связь как метиленовую, находящаяся вне конъюгации с карбонильной группой лактонного цикла [10].

В 13С ЯМР-спектре мерезолида, снятой с полным подавлением спин-спинового взаимодействия с протенами проявляются 15 синглетных сигналов (12; 50; 26,00; 29,50; 39,00; 40,00; 48,00; 51,50; 53,00; 55,00; 55,50; 82,00; 110,00; 143,00; 180,00; 206,0 м. д.), которые соответствуют 15 атомам углерода в его элементном составе.

¹Н ЯМР-спектр исследуемого соединения имеет сигнал вторичной метильной группы (1,10 м. д., J=7,00 Гц, ³Н, СН 3 -СН<) винилметильной группы (СН 3 -С=) или при окисном цикле метильной (3Н, С, 2,20 м. д.) и экзоциклической метиленовой группы (с 4,82 и 4,95 м. д., ¹Н каждый, СН 2 =С<). Другие сигналы, которые могли бы принадлежать к олефиновым протонам, в спектре отсутствуют. В основе мерезолида лежит гермакрановый углеродный скелет и содержит четыре кислородного атома. Из них два атома образует γ-лактонный цикл, один атом находился в виде кетонной группы, четвертый, по-видимому образует окисное кольцо. Высказанное предложение поддерживают данные ¹H, ¹³C и ¹³C Dept ЯМР-спектров. Так ¹³C Dept 135 ЯМР-спектр лактона обнаруживает 11 сигналов, принадлежащих к 11 протонированным атомам углерода молекулы мерезолида: 12,50; 26,00; 29,50; 39,00; 40,00; 48,00; 53,00; 55,00; 55,50; 82,00; 110,00, характеризующиеся 2СН 3 , 4СН 2 , 4СН и 1СН 2 = групп структуры мерезолида. Из четырех однопротонных сигналов, обнаруживаемых ¹Н ЯМР-спектром в области 2,40–4,00 м. д. сигнал при 2,90 м. д. (¹Н, J 1 =3,0; J 2 =12,0 Гц) по значению химического сдвига характерен таковому для протона при окисном цикле [11].

Согласно литературным данным сигнал метильной группы при окисном цикле в ЯМР-спектре проявляется: эстафиатине при 1,53 [10–12], арглабине — 1,34 м. д. [13], арборесцине — 1,33 м. д. [14, 15].

В ¹Н ЯМР-спектре мерезолида сигнал метильной группы при окисном цикле обнаруживается при 2,20 м. д. Парамагнитный сдвиг сигнала СН 3 -группы при окисном цикле, по-видимому, вызван электроноакцепторным влиянием карбонилакетонной группы, находящейся в вицинальном положении. Подобный парамагнитный сдвиг обнаружен в ЯМР-спектре бадхызинина. В спектре последнего сигналы метиленовой связи, обычно проявляемые в виде однопротонных синглетов при 4,80–5,00 м. д., из-за вицинального положения к эпокси группе проявляются в интервале 5,40–5,88 м. д., соответсвенно. Аналогичным образом метильная группа при оксином цикле из-за вицинального положения к кетонной группе при С-3, обнаруживается на 0,40 м. д. в слабом магнитном поле спектра [15 , 16] (Таблица).

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022

Таблица

Данные ¹Н ЯМР-спектра мерезолида 300 МГц (CdCl 3 -d6)

С атом	δ н м. д., J/Hz	С атом	δ
1	1,89 (2Н, t., J 1 =J 2 =11,40	9	—
2	2,29 (2H, t., J 1 =J 2 =11,40	10	—
	—	11	2,48 (1H, m)
	—	12	—
5 (9)	2,90 (1H, k, J 1 =3,90; J 2 =12,00	13	1,10 (3H, d. J=7,0)
7	2,76 (1H, m)	14	2,22 (3H, s)
8 (6)	3,83 (1H, sk, J 1 =3,90; J 2 =11,00; J 3 =15,30	15	4,82 (1H,s); 4,95 (1H,s)

Обсуждая вопрос о положении экзометиленовой двойной связи, кетонной группы, окисного и лактонного цикла в гермакрановом углеродном скелете следует отметить, что экзометиленовая группа находится при С-10. Это заключение сделано на том основании, что наряду с ¹Н ЯМР-спектральным данным в структуре гермакронолидов, выделенных из представителей рода Artemisia L. экзометиленовая группа находится при С-10. Например, в структуре гермакранолидов искендеролида, шоначалина А и С [15] и др. что касается местонахождения кетонной группы и окисного цикла то заметим, что как было отмечено, синглет метильной группы окисного цикла из-за вицинального положения к кетонной группе претерпевает парамагнитный сдвиг на 0,4 м. д. Следует отметить, что у лактонов группы α-сантонина, выделенных из видов Artemisia кетонная группа находится при С-3, а у группы тауремизина кетонная группа (или ОН-группа), в основном, находится при С-1 [16 , 17].

Исходя из данных, полученных при интерпретации 1Н, 13С, 13С Dept 135 ЯМР-спектров исследуемого лактона (мультиплетность, значения констант спин-спинового взаимодействия лактонного протона и эпокси группы, значения химического сдвига метильной группы при окисном цикле (парамагнитный сдвиг на 0,4 м. д.) мерезолиду можно предложить две альтернативные структуры 1 или 2 (Рисунок).

а)                                                 б)

Рисунок. Структуры мерезолида (а, б)

Известно, что в процессе биосинтеза происходящие в организме растений образуются вещества с идентичным положением функциональных групп в углеродном скелете и идентичный в отношении стереохимии [18, 19]. Поэтому, из биогенетической точки зрения можно полагать, что, вероятно, мерезолид имеет строение 3-кето-4,5-эпокси-7α,8β,11βН-гермакр-10,15-ен-8,12-олида (Рисунок а).