Содержание бетулина в коре берез в различное время года с учетом места сбора и вещества растворителя

Цель и методика исследований

Цель: Изучить содержание бетулина в коре берез в различное время года с учетом места сбора и вещества растворителя.

Задачи:

• 1.    Собрать кору в различное время года (лето, осень, конец зимы), и в разных, с точки зрения экологической обстановки, районах.

• 2.    Освоить и пользовать сложное химическое оборудование.

• 3.    Провести экстракцию бетулина различными растворителями (этанол, изопропанол, вода и гексан).

• 4.    Сравнить количество выхода продукта (бетулина) в зависимости от:

  – времени года;

• – места сбора;

  – вещества растворителя (в процентах);

• 5.    Сравнить качество выхода продукта (бетулина) в зависимости от времени года, места сбора и вещества растворителя.

Бетулин – кристаллическое органиче ское вещество, открытое Т.Е. Ловицем в берёзовой воде и содержащееся также в берёзовом дёгте; белое смолистое вещество, заполняющее полости клеток пробко вой ткани на стволах берёзы и придающее ей белую окраску; тритерпеновый спирт [3].

Бетулин представляет бесцветные призмы состава С30Н50О2, не имеющие запаха. Температура плавления 258°. В воде нерастворим, но сравнительно хорошо растворяется в кипящих спиртах, эфире, хлороформе и бензоле. При сухой перегонке получается масло с запахом юфти, содержащее     ангидрид     бетулина

C 36 H 56 O [3].

Несмотря на то, что бетулин известен своими целебными свойствами давно, в последние годы в мировой фармакологии наблюдаем небывалый всплеск интереса к нему. Исследованиями специалистов разных стран доказано, что сам бетулин (бе-туленол) и его производные – бетулиновая кислота и другие дериваты обладают выраженной фармакологической активностью и оказывают множественные действия на человеческий организм. Многообразие действий бетулина определено происхождением этого вещества: растения синтезируют бетулин для защиты от всех неблагоприятных факторов внешней среды и накапливают его исключительно в оболочке клеток [2].

Действие бетулина на организм человека:

– активно ингибирует фермент эластазу, снижающую упругость эластичных волокон кожи;

– стимулирует синтез коллагена в коже;

– останавливает воспалительные процессы в ней;

– защищает кожу от воздействия микроорганизмов;

– отбеливает кожу за счет тормозящего действия меланогенеза [7].

Предмет исследования

Кора берез Свердловской области на содержание в ней ценного фармацевтического препарата - бетулина. Были собраны образцы березовой коры из различных мест Свердловской области с различным экологическим состоянием (в черте города, в отдаленном городском районе и вдали от города), в разное время года. Исследовали содержание бетулина в образцах при помощи разных растворителей (использовали этанол, изопропанол, воду и гексан).

Ход исследования

В работе использовали кору березы Betula pendula Roth., произрастающей в Свердловской области. От березовой коры предварительно отделили верхний слой , содержащий бетулин, высушили при температуре 105 °С. Массу коры в 5 грамм помещали в 200 грамм растворителя для экстрагирования. Выделение бетулина проводили следующим образом. В круглодонную колбу, снабженную дефлегматором, обратным холодильником и термо- метром, (все части были соединены притертыми пробками для герметичности) поместили 5 грамм тонкого белого верхнего слоя коры березы. Добавили 200 грамм растворителя и нагревали на электрической плитке в течение 10 часов. Затем удалили растворитель при помощи аппарата для дистилляции. Реакционную массу охладили. Полученный бетулин взвесили.

Результаты исследований

Изучено извлечение бетулина из бересты при помощи растворителей: этанол, изопропанол, гексан и вода. Результаты эксперимента представлены на рисунке 1. Полученные числовые показатели иллюстрируют различную степень растворения использованными реагентами. При экстракции бересты неполярными растворителем – гексаном – из нее извлекается 7 % бетулина. Экстракция бересты полярными растворителями – изопропанолом и этанолом –позволяет извлекать от 20 до 24 %. Бетулин в воде не растворяется поэтому и при помощи воды не извлекается.

Рис. 1. Количество бетулина после экстракции в разных растворителях (грамм)

Изучено извлечение бетулина из березовой коры, собранной в различных районах, с различной экологической нагрузкой:

– в Ачитском районе, Свердловской области;

– около поселка Студенческий, от города Екатеринбурга в 58 км;

– Дендропарк по улице Первомайской, г. Екатеринбург.

Выявлено, что при экстракции березовой коры, собранной в разных (с экологи- ческой точки зрения) районах Свердловской области, количество бетулина зависит от места сбора. Количество бетулина, полученного экстракцией в изопропаноле из березовой коры, собранной в городском парке, окруженного со всех сторон промышленными предприятиями и дорогами, оказалось значительно меньше (4,5%, рис. 2). В образцах из Ачитского района и пос. Студенческий (количество бетулина 9,7%, 9,5% соответственно, рис. 2) приблизительно одинаково.

Рис. 2. Масса извлеченного бетулина из разных мест сбора (растворитель - изопропанол), %

Изучено извлечение бетулина из березовой коры, собранной в различное время года, в Дендропарке по улице Первомайской. Процентное содержание бетулина в коре представлено на рис. 3. Наибольший процент бетулина зафиксирован в августе (2015 г.) 4,2% (рис. 3), несколько меньше

(4%) в декабре (2015 г.), низкое содержание бетулина в коре в прелее (2015 г). Снижение массы бетулина весной связано с тем, что бетулин - твердое мелкокристаллическое вещество, которое осыпается с коры берез, под влиянием ветра и снега.

4,50%

4,00%

3,50%

3,00%

2,50%

2,00%

1,50%

1,00%

0,50%

0,00%

Апрель (2015г)

Август (2015г)

Декабрь (2015г)

Рис. 3. Масса бетулина в разные времена года (растворитель - изопропанол), %

Выводы. Рекомендации

Мы получили бетулин методом экстракции различными растворителями. Количество бетулина зависит от места и времени года сбора. Известно, что техноген- ное загрязнение среды обуславливает нарушение процессов роста, развития и репродуктивного состояния мелко образующих пород [5]. Поэтому мы рекомендуем заготавливать кору берез вдали от города в конце лета – начале осени, для более полной экстракции использовать этанол. Сохранение лесов, продуцентов органических веществ и кислорода, является мо- рально – нравственным законом, которым должен руководствоваться каждый человек [1, 6].