Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ПОЛНЫЙ СИНТЕЗ ПРИРОДНОГО ФЕНОЛГЛИКОЗИДА САЛИЦИЛОИЛ-САЛИЦИНА И ЕГО АНАЛОГА САЛИЦИЛОИЛ-САЛИРЕПИНА

Степанова Е.В. 1 Белянин М.Л. 1
1 ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
В данной работе впервые осуществлен первый химический синтез природного фенолгликозида салицилоил-салицина, представляющего из себя сложный эфир салицина и салициловой кислоты, являющегося одним из наиболее перспективных соединений для изучения биологической активности. Также впервые был синтезирован фенолгликозид похожей структуры, салицилоил-салирепин, содержащий остаток салирепина и салициловой кислоты, ранее не описанный в литературе и не обнаруженный в растениях. Был проведен фитохимический анализ растения Populus tremula (осина обыкновенная) на наличие данных соединений. Было подтверждено наличие салицилоил-салицина, а также впервые обнаружен салицилоил-салирепин, ранее не найденный в природе. Нами впервые был получен природный фенолгликозид салицилоил-салицин 7, а также его аналог, салицилоил-салирепин 6, обладающий потенциальной биологической активностью. Количественное определение гликозида 6 в экстракте коры осины было проведено методом ВЭЖХ с использованием в качестве внутреннего стандарта резорцина. Содержание гликозида 6 составило 9 ± 3 % в экстракте коры осины или в среднем 0,41 % в пересчете на воздушно-сухую кору.
природные гликозиды
ацилпроизводные фенолгликозидов
гликозилирование
салицилоил-салицин
салицилоил-салирепин
1. Abreu I.N., Ahnlund M., Moritz T., Albrectsen B.R. J Chem Ecol 2011 37, pp. 857–870.
2. Belyanin M.L., E.V. Stepanova V.D. Ogorodnikov Carb. Res. 2012, 363, pp. 66–72.
3. Boeckler G.A., Gershenzon J., Unsicker S.B. Phytochem, 2011, 72, 13, pp. 1497–1509.
4. Briggs J.C., Haines, A.H., Taylor, R.J.K. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1992, 15, pp 1039‑1041.
5. Chen P.D. Chinease Traditional and Herbal Drugs, 2006, 37, 1607–1608.
6. Collier H.O.J. Nature 1971, 232, pp. 17–19.
7. Flower R.J. Pharm. Rev. 1974 26 (1), pp. 33–67.
8. Kammerer B., Kahlich R., Biegert C., Gleiter, CH., Heide, L. Phytochem. Analysis. 2005, 16, pp. 470–478.
9. Zemplen G., Bognar R., Pongor G. Acta Chim. Hung. Tomus. 1959, 19, pp. 285–293.
10. Wilson, W.E., Johnson, S. A., Perkins, W.H., Ripley, J.E. Anal. Chem., 1967, 39 (1), pp. 40–44.

Фенолгликозиды широко распространены в растениях семейства Salicaceae (Ивовые). Фитопрепараты, изготовленные из различных частей растений семейства Ивовые [3], хорошо зарекомендовали себя при лечении целой гаммы заболеваний, таких как болезни легких, натуральная оспа, артрит, в народной медицине они используются как эффективные жаропонижающие и противовоспалительные средства [5]. Одним из наиболее распространенных соединений в растениях семейства Ивовые наряду с салицином и салирепозидом (2-(β-D-глюкопиранозилокси)-5-гидрокси-бензилбензоат) является салициоил-салицин [8, 1]. Это соединение интересно с медицинской точки зрения, так как содержит остаток салициловой кислоты, которая, в свою очередь, обладает широким спектром биологической активности [6,7].

Таким образом, цель данного исследования заключается в разработке методик синтеза природного фенолгликозида салицилоил-салицина и его гидроксилированного аналога – салицилоил-салирепина, а также выявление данных соединений в составе экстрактивных веществ коры осины.

Результаты исследования и их обсуждение

Синтез осуществлялся следующим образом (схема). Гликозид 1 был получен согласно методике, описанной ранее [6], при гликозилировании ацетил-гентизинового альдегида с последующим восстанавлением альдегидной группы до спиртовой. Гликозид 2 был получен при гликозилировании орто-крезола с последующим бромированием [2]. Свободная спиртовая группа гликозида 1 ацилировалась хлорангидридом ацетилсалициловой кислоты с получением гликозида 3. В случае гликозида 2 использовалась ацетилсалициловая кислота с получением соединения 4 или салициловая кислота с получением гликозида 5. Примечательно, что последняя реакция была ранее осуществлена еще в 1959 в лаборатории Земплена [4]. Однако мы обнаружили несовпадение температуры плавления нашего соединения (93–94 °С) и соединения, полученного Земпленым (163 °С). Структура нашего образца 5 была подтверждена методом ЯМР-спектроскопии, а чистота также подтверждена методами ВЭЖХ и ГХ-МС, в то время как в работе [4] приводится только элементный анализ поэтому, целесообразно полагать, что физико-химические характеристики нашего образца представлены более точно.

pic_165.wmf

Синтез салицилоил-салицина и салицилоил-салирепинаа.a Реагенты и условия: (a) ацетил салицилоилхлорид, пиридин, CHCl3, 24ч, RT; (b) ацетилсалициловая кислота, NaHCO3, ДМФА, 24ч, RT; (c) салициловая кислота, NaHCO3,ДМФА, 24 ч, RT; (d) 36 % HCl, CHCl3, EtOH, 30 °C, 8 ч

Кроме того, недостатком методики Земплена является то, что ему так и не удалось получить целевой гликозид салицилоил-салицин 7, так как при снятии защитных групп отщеплялся также остаток салициловой кислоты. Нам же успешно удалось провести селективное снятие ацетильных групп без существенного гидролиза сложноэфирной салицилоильной связи, и гликозид 7 был получен с довольно высоким выходом (75 %). Также путем снятия ацетильных групп в присутствии салицилоильной из полного ацетата 3 был получен салицилоил-салирепин 6 (выход 65 %).

Исследование состава коры осины методами хроматомассспектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии и ТСХ в сравнении со стандартными образцами фенолгликозидов 6, 7 показало наличие салицилоил-салицина и салицилоил-салирепина (рис. 1–3).

pic_166.wmf

Рис. 1. Хроматограмма экстракта коры осины (в виде ТМС-производных) по общему ионному току

Адекватного хроматографического разделения салирепозида (одного из основных фенолгликозидов коры осины) и салицилоил-салицина 7 удалось достичь только при использовании ацетилированных производных (рис. 3). При разделении этой пары фенолгликозидов в виде ТМС-производных наблюдалось очень близкое время удерживания – 27.757 мин (салицилоил-салицин 7) и 27.782 мин (салирепозид), что не позволило достоверно судить о наличии гликозида 7.

pic_167.wmf

Рис. 2. Совмещенные хроматограммы экстракта коры осины (в виде ТМС-производных) по 476 иону (А) и ТМС-производное салицилоил-салирепина по 476 иону (Б)

pic_168.wmf

Рис. 3. а – хроматограмма стандарта – пента-О-ацетил-салицилоил-салицина по 331 иону; б – хроматограмма ацетилированного экстракта осины по 331 иону; в – хроматограмма пента-О-ацетилсалирепозида по 331 иону

Таким образом, нами впервые был получен природный фенолгликозид салицилоил-салицин 7, а также его аналог, салицилоил-салирепин 6, обладающий потенциальной биологической активностью. Количественное определение гликозида 6 в экстракте коры осины было проведено методом ВЭЖХ с использованием в качестве внутреннего стандарта резорцина. Содержание гликозида 6 составило 9 ± 3 % в экстракте коры осины или в среднем 0,41 % в пересчете на воздушно-сухую кору.

Фенолгликозид 6 впервые обнаружен в коре осины. До настоящего момента это первый факт существования соединения такой структуры в растительных организмах.

Материалы и методы исследования

1. Приборы и оборудование

Контроль за ходом реакции и чистотой полученных продуктов вели методом ТСХ на пластинках Silufol-UV 254 и Kieselgel 60 F254. Детектирование пятен проводили в фильтрованном УФ-свете. В качестве элюента использовалась система бензол:этанол (10:1), хлороформ:этанол (4:1). ВЭЖХ – анализ проводился на жидкостном хроматографе Agilent Compact LC с колонкой 150×4.6 с неподвижной фазой Exlips Plus C-18 (5 мкм). Анализ проводили посредством градиентного элюирования смесью ацетонитрил–вода с добавлением 0,1 % трифторуксусной кислоты как модификатора подвижной фазы. Условия градиента: 0 % ацетонитрила при 0, 40 мин – до 20 % ацетонитрила, 70 мин – до 40 % ацетонитрила при скорости потока 1 мл/мин (А), и 0 % ацетонитрила при 0, 20 мин – до 100 % (Б). Проба в объеме 20 мкл. Детектирование осуществляли при 220 и 276 нм (салицилоил-салицин).

Газовую хроматографию с масс-детектированием проводили с использованием квадрупольного масс – детектора Agilent 5975 C и газового хроматографа Agilent 7890A. Энергия ионизации 70 эВ, температура ионного источника 230 °С, квадруполя 150 °С, испарителя – 280 °С, интерфейса 290 °С. Объем вводимой пробы 1 мкл при делении потока 1:5. Капиллярная колонка НР-1 MS 30 м×0,25 мм×0,25 мкм (Agilent). Диапазон сканирования масс – 33–600 а.е.м. Программирование температуры: 2 мин при 70 °C, 70–315 °С (10 °С/мин), 15 мин при 315 °С. Газ носитель ‒ гелий, скорость потока 1 мл/мин. Дериватизацию осуществляли силилированием гексаметилдисилазаном в пиридине в присутствии трифторуксусной кислоты (получение ТМС-производных) и ацетилированием в пиридине (получение полностью ацетилированных производных) по известным методикам [10].

Температуру плавления веществ определяли в капилляре с использованием MP50 Melting point system (Mettler toledo). УФ-спектры снимали на спектрофотометре СФ-102. ИК-спектры снимали на ИК-Фурье спектрометре Spectrum BX II в таблетках бромистого калия. 1Н и 13С – ЯМР спектры снимали на приборе Bruker-300 MMX (300 и 80 МГц).

2. Растительный материал: кора Populus tremula была собрана в окрестностях г. Томска в мае 2011 г.

3. Выделение суммарной фракции фенолгликозидов. Воздушно-сухую кору осины (50 г) измельчали до кусков размером 5–8 мм и экстрагировали кипящим 70 % водным этанолом (3×200 мл) в течение 30 минут. После удаления основного количества этанола под уменьшенным давлением при 60 °С остаток был суспендирован в 100 мл воды, экстрагирован однократно гексаном (50 мл) и этилацетатом (6×50 мл). После удаления этилацетата было получено 2,3 г остатка (4,6 %).

4. 2-(2,3,4,6-тетра-О-ацетил-β-D-глюкопиранозилокси)-5-ацетилоксибензил (2-ацетокси)бензоат (гексаацетат салицилоил-салирепина) (3). К 0,2 моль гликозида 1, растворенного в 1 мл сухого хлороформа, добавляли 0,22 ммоль ацетил-салицилоилхлорида и 0,26 ммоль пиридина. Реакционную массу выдерживали при н. у. в течение 24 ч, после чего добавляли 20 мл CHCl3, промывали раствор 0,1 М H2SO4, насыщенным раствором Na2CO3, водой, сушили над Na2SO4 и отгоняли CHCl3 под вакуумом. Остаток кристаллизовали из этилового спирта. Выход 50 %. Т.пл. 103–104 °С. УФ λmax (EtOH)/нм: 275. ИК (KBr, νmax/cm–1): 1748; 1641; 1604; 1498; 1369; 1214; 1190; 1034; 906; 1Н ЯМР (CDCl3, 300 MHz) δ: 2,02; 2,04; 2,07; 2,010; 2,17; 2,28 с (6×3H, COCH3); 3,81–3,85 м (1Н, Н-5’); 4,14 дд (1Н, J = 2,1; 12,3 Гц, Н-6’b); 4,24 дд (1Н, J = 5,4; 12,3 Гц, H-6’а); 5,00 м (1Н, Н-1’); 5,13–5,18 м (1Н, H-4); 5,23–5,36 м (4H, H-2’, H-3’, 2xН-7); 6,97 дд (1Н, J = 2,7; 8,1 Гц, Н-3); 7,08–7,13 м (3Н, Н-2, H-5, H-13); 7,30 т (1Н, J = 7,5 Гц, Н-11); 7,55 т (1Н, J = 6,9 Гц Н-12); 8,04 д (1Н, J = 7,8 Гц, Н-14), 13C ЯМР (CDCl3, 75,5 MHz) δ: 20,6; 20,09 (6×CН3, COCH3); 61,2 (СН2, С6’); 61,9 (CH2, С-7); 68,3 (СН, С-4’); 71,0 (СН, С-2’); 72,1 (СН, С-3’); 72,6 (СН, С-5’); 99,8 (СН, С-1’); 117,5 (СH, С-2); 122,4 (2xСН, С-3, C-5); 122,8 (C, C-9); 123,9 (CH,C-13); 126,1 (СН, С-11); 128,0 (С, С-6); 131,9 (CH, C-14); 134,0 (CH, C-12); 146,1 (С, С-4); 150,2 (С, С-10); 151,4 (C, C-1); 164,0 (C = O, C-8), 169,3; 169,4; 169,6; 169,7; 170,2; 170,5 (6×С = O, COCH3).

5. Ацилирование гликозида 2. Общая методика. К 0,150 г (0,29 ммоль) гликозида 2, добавляли 0,35 ммоль соответствующей кислоты, 0,35 ммоль гидрокарбоната натрия и 1 мл ДМФА. Перемешивали при 20 °С 24 ч., после чего реакционную массу выливали в 5 мл воды и перемешивали до образования осадка. Осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этилового спирта.

5.1 2-(2,3,4,6-тетра-O-ацетил-β-D-глюкопиранозилокси)-бензил 2-ацетоксибензоат (пентаацетат салицилоил-салицина) (4) был получен из ацетилсалициловой кислоты. Выход 65 %, Т.пл. 81–82 °C. УФ λmax (EtOH)/нм: 273. ИК (KBr, νmax/cm–1): 30445; 1755; 1608; 1376; 1235; 1072; 1045; 909; 756. 1H ЯМР (CDCl3, 300 MГц) δ: 2,03; 2,04; 2,06; 2,09; 2,11 с (5×3H, COCH3); 3,83 м (1Н, Н-5’); 4,15 дд (1Н, J = 1,9, 12,3 Гц, Н-6’b); 4,25 дд (1Н, J = 5,7; 12,3 Гц, H-6’а); 5,01–5,20 м (3Н, Н-1’, H-4’, H-7b); 5,25–5,30 м (3Н, H-2’, H-3’, Н-7a); 7,00 д (1Н, J = 9,0 Гц, Н-11); 7,03 м (2Н, Н-2, H-4); 7,28 м (2Н, Н-3, Н-13); 7,35 д (1Н, J = 7,8 Гц Н-5); 7,52 тд (1Н, J = 1,5, 7,6 Гц, Н-12); 8,05 дд (1Н, J = 7,8, 1,5 Гц, Н-14). 13C NMR (CDCl3, 75,5 MГц) δ: 20,6 (5×CН3, COCH3); 61,6 (СН2, С6’); 61,8 (CH2, С-7); 68,2 (СН, С-4’); 70,9 (СН, С-2’); 71,9 (СН, С-3’); 72,6 (СН, С-5’); 99,3 (СН, С-1’); 116,1 (СH, С-2); 123,6 (СН, С-4); 123,7 (C, C-9); 123,8 (CH,C-13); 126,0 (СН, С-11); 129,5 (С, С-3); 129,7 (СH, С-5); 130,8 (С, С-6); 131,9 (CH, C-14); 133,9 (CH, C-12); 150,8 (С, С-10); 154,9 (C, C-1); 164,2 (C = O, C-8), 169,3; 170,1; 170,5 (4×С = O, COCH3).

5.2 2-(2,3,4,6-тетра-O-ацетил-β-D-глю-копиранозилокси)-бензил 2-гидроксибензоат (тетраацетатл салицилоил-салицина) (5) был получен из салициловой кислоты. Выход 60 %, Т.пл. 93–94 °C лит. 163 [8]. УФ λmax (EtOH)/нм: 235; 276; 302. ИК (KBr, νmax/cm–1): 1754; 1681; 1487; 1236; 1083; 1047; 908; 762. 1H ЯМР (CDCl3, 300 MГц) δ: 2,03; 2,05; 2,06; 2,07 с (4×3H, COCH3); 3,85 м (1Н, м, Н-5’); 4,14 дд (1Н, J = 2,1, 12,0 Гц, Н-6’b); 4,25 дд (1Н, J = 5,1, 12,3 Гц, H-6’а); 5,11 м (2Н, Н-4’, H-2’); 5,28 м (3Н, СН2,Н-7 H-3’); 5,41 д (1Н, J = 12,9 Гц, H-1’); 6,86 м (1Н, Н-13); 6,96 д (1Н, J = 8,1 Гц, Н-11); 7,08 м (2Н, Н-2, Н-4); 7,30 м (1Н, Н-3); 7,42 м (2Н, Н-5, Н-12); 7,87 д (1Н, J = 6,9 Гц, Н-14). 13C NMR (CDCl3, 75,5 MГц) δ: 20,5 (4×CН3, COCH3); 61,7 (2хСН2, С6’, С-7); 68,2 (СН, С-4’); 70,9 (СН, С-2’); 72,0 (СН, С-3’); 72,5 (СН, С-5’); 99,1 (СН, С-1’); 112,3 (С, С-9); 115,6 (СН, С-2); 117,5 (CH,C-13); 119,1 (CH, C-11); 123,5 (СН, С-4); 125,5 (С, С-6); 129,4 (СH, С-5); 129,7 (СН, С-3); 129,9 (CH, C-14); 135,8 (CH, C-12); 154,4 (С, С-1); 161,6 (C, C-10); 169,2 (C = O, C-8), 169,3; 169,7; 170,2; 170,5 (4×С = O, COCH3).

6. Селективное снятие ацетильных групп. Общая методика. К 0,15 ммоль гликозида, растворенного в смеси этанол-хлороформ в пропорции 1,5–0,5 мл было добавлено 0,5 мл 36 % HCl. Реакционная масса выдерживалась при 30 °С 8 ч (контроль ВЭЖХ), смесь растворителей выпаривалась под вакуумом (температура бани не более 50 °С). Остаток очищали с помощью колоночной хроматографии при градиентном элюировании CHCl3-EtOH (от 15:1 до 8:1). Кристаллизовали из спирта или ацетона.

6.1. 2-(β-D-глюкопиранозилокси)-5-гидрокси-бензил 2-гидроксибензоат (салицилоил-салирепин) (6). Выход 65 %, Т.пл 164–168 °C. UV λmax (EtOH)/nm: 298. IR (KBr, νmax/cm–1): 3480; 3350; 2920; 1670; 1610; 1490; 1210; 1080; 1050; 755. 1H ЯМР (DMSO-d-6, 300 MГц) δ, м.д.: 3,22 м (1Н, Н-4’); 3,68 м (1Н, H-6’а); 4,63 м (1Н, Н-1’); 5,41 м (2Н, H-7); 6,68 дд (1Н, J = 2,7; 8,4 Гц, Н-3); 6,76–6,81 м (2Н, Н-2, H-5,); 6,94 м (2Н, Н-11, H-13); 7,51 т (1Н, J = 7,5 Гц Н-12); 7,83 д (1Н, J = 7,8 Гц, Н-14). В спектре отсутствуют сигналы H-2’, H-3’, H-5’, H-6’b, т.к. перекрываются сигналом растворителя13C NMR (DMSO-d-6, 75,5 MHz) δ: 60,9 (СН2, С6’); 61,9 (CH2, С-7); 69,9 (СН, С-4’); 73,4 (СН, С-2’); 76,5 (СН, С-3’); 77,0 (СН, С-5’); 102,9 (СН, С-1’); 113,0 (СH, С-9); 114,8 (C-5); 115,4 (СН, С-3); 117,3 (CН, C-13); 117,9 (CH, C-2); 119,5 (СН, С-11); 126,0 (С, С-6); 130,1 (CH, C-14); 135,8 (CH, C-12); 148,0 (С, С-1); 152,2 (С, С-4); 160,0 (C, C-10); 168,5 (C = O, C-8).

6.2. 2-(β-D-глюкопиранозилокси) – бензил 2-гидроксибензоат (салицилоил-салицин) (7). Выход 75 %, Т.пл 164–165 °C. UV λmax (EtOH)/nm: 276, 299 (277, 305 лит [3]). IR (KBr, νmax/cm–1): 3391; 2926; 1672; 1615; 1301; 1250; 1084; 756. 1H ЯМР (DMSO-d-6, 300 MГц) δ: 3,16 м (1Н, Н-4’); 3,23 м (2Н, Н-2’, 4’); 3,46 м (2Н, H-6’а, H-5’); 3,68 м (1Н, Н-6’b); 4,86 м (1Н, Н-1’); 5,46 м (2Н, H-7); 6,91 м (2Н, Н-11, H-13); 7,03 т (1Н, J = 7,4 Гц, H-4); 7,18 д (1Н, J = 8,1, Гц, Н-2); 7,31 т (1Н, J = 7,2; 8,1 Гц Н-3); 7,42 д (1Н, J = 7,2 Гц, Н-5); 7,50 м (1H, H- 12); 7,81 д (1Н, J = 8,1, Гц, Н-14). 13C NMR (DMSO-d-6, 75,5 MHz) δ: 60,7 (CH2, C-6’); 62,1 (CH, C-7); 69,6 (CH, C-4’); 73,2 (CH, C-2’); 76,4 (CH, C-3’); 77,1 (CH, C-5’); 101,1 (CH, C-1’); 113,1 (C, C-9); 115,2 (CH, C-2); 117,3 (CН, C-11); 119,5 (CH, C-13); 121,9 (СН, С-4); 124,5 (С, С-6); 129,0 (CH, C-5); 129,7 (СН, C-3); 130,2 (CH, C-14); 135,7 (CН, C-12); 155,3 (C, C-1); 160,0 (C, C-10); 168,6 (C, COO, C-8).

Работа выполнена в рамках государственного задания «Наука» по теме 3.2702.2011.

Рецензенты:

Иванчина Э.Д., д.т.н., профессор кафедры ХТТиХК, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск;

Ивашкина Е.Н., д.т.н., доцент кафедры ХТТиХК, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Томск.

Работа поступила в редакцию 01.07.2013.

Библиографическая ссылка

Степанова Е.В., Белянин М.Л. ПОЛНЫЙ СИНТЕЗ ПРИРОДНОГО ФЕНОЛГЛИКОЗИДА САЛИЦИЛОИЛ-САЛИЦИНА И ЕГО АНАЛОГА САЛИЦИЛОИЛ-САЛИРЕПИНА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 8-3. – С. 736-740;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31992 (дата обращения: 30.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074