ФЛАВОНОИДЫ SCUTELLARIA HAEMATOCHLORA JUZ. И S. OCELLATA JUZ.
А. Каримов, М.П. Юлдашев, Э.Х. Ботиров Институт химии растительных веществ им. акад. СЮ. Юнусова, АН РУз, ул. Мирзо Улугбека, 77, Ташкент (Республика Узбекистан) Сургутский государственный университет, ул. Ленина, 1, Сургут (Россия)
Статья посвящена фотохимическому изучению флавоноидов Scutellaria haematochlora Juz. (шлемник кроваво-зеленый) и Scutellaria ocellata Juz. (шлемник глазковый) семейства Lamiaceae.
Из надземной части S. haematochlora выделены известные флавоноиды ривулярин, 5,2',6'-тригидрокси-6,7,8-триметоксифлавон, (+)-5,2'-дигидрокси-6,7,6'-триметоксифлаванон и диосметин-7-0-Р-D-глюкопиранозид, а из цветков S. ocellata - 5-гидрокси-7,8-диметокси-флавон (7-О-метилвогонин) и 5,8-дигидрокси-7-метоксифлавон (7-О-метилнорвогонин). Полученные соединения идентифицированы на основании результатов химических превращений и данных ИК-, УФ-, Ш-ЯМР и масс-спектров.
Введение
Шлемник (Scutellaria L.) - род растений семейства губоцветных включает в себя около 350 видов. Род широко распространен в умеренных, субтропических и тропических регионах, включая Европу, Се-верную Америку и Восточную Азию. На территории стран СНГ произрастают около 120 видов с подвида-ми, главным образом в горах Кавказа и Средней Азии [1, 2]. Растения этого рода широко используются в народной медицине в течение тысяч лет. Современные фармакологические исследования подтвердили, что экстракты и индивидуальные соединения, выделенные из растений рода Scutellaria L., обладают противоопухолевым, гепатопротекторным, антиоксидантным, противовоспалительным, противосудорожным, ан-тибактериальным и противовирусным действиями [4-10]. Из 40 изученных видов растений этого рода вы-делено около 300 соединений, относящихся к флавоноидам, фенилпропаноидным и иридоидным гликози-дам, дитерпенам, тритерпеноидам, алкалоидам, фитостеринам, полисахаридам, фенолкарбоновым кисло-там, лигнанам и другим классам природных веществ [6, 11-13].
Основные флавоноиды растений рода Scutellaria L. - байкалин, байкалеин, вогонин - обладают про-тивоопухолевым, анти-ВИЧ, антибактериальным, противовирусным, противовоспалительным и противосудорожным свойствами [5, 6, 8-10]. В этой связи фотохимическое исследование данного рода с целью поиска новых эффективных биологически активных препаратов является актуальной задачей.
На территории Узбекистана произрастают 32 вида Scutellaria L., которые используются в народной медицине для лечения эпилепсии, аллергии, невроза, гипертонии и других заболеваний [7, 14]. Учитывая вышеизложенное, мы провели исследование флаво-ноидов S. haematochlora Juz. (шлемник кровавозеленый) и S. ocellata Juz. (шлемник глазковый). Ранее из S. ocellata были выделены апи-генин, вогонин, ороксилин А, 3,7,4'-тригидро-ксифлавон, байкалин, вогонозид и цинарозид [11, 15]; химическое исследование S. haematochlora не проводилось.
Методика исследования
Растительное сырье. Надземная часть S. haematochlora и цветы S. ocellata заготовлены в период цве-тения в окрестностях села Шохимардон Ферганской области Республики Узбекистан (июль 2003 г.).
Экстракция и выделение флаеоноидое S. haematochlora. Высушенную и измельченную надземную часть (0,8 кг) экстрагировали при комнатной температуре 8 раз 90% этанолом. Объединенный экстракт кон-центрировали (0,5 л), разбавляли водой 1 : 1 и последовательно экстрагировали гексаном, хлороформом, этилацетатом и н-бутанолом, в результате чего получены 7 г хлороформной, 13 г этилацетатной и 20 г н-бутанольной фракций. Этилацетатную фракцию (13 г) хроматографировали на колонке (5×50 см) с силикаге-лем в градиентной системе растворителей CHCl3 - MeOH. Объем фракций - 400 мл. При элюировании ко-лонки смесью CHCl3 - MeOH (19 : 1) из отдельных фракций выделили 0,17 г ривулярина, CHCl3 - MeOH (9 : 1) - 0,22 г 5,2',6'-тригидрокси-6,7,8-триметоксифлавона, CHCl3 - MeOH (85 : 15) - 0,16 г (+)-5,2'-дигид-рокси-6,7,6'-триметоксифлаванона и 0,14 г диосметин-7-0-р-D-глюкопиранозида.
Экстракция и выделение флаеоноидое S. ocellata. Воздушно-сухие измельченные цветы (100 г) ис-черпывающе экстрагировали в аппарате Сокслета 96% этанолом. Отогнав растворитель на роторном испа-рителе в вакууме, получили 10 г спиртового экстракта. Последний растворяли в 300 мл смеси «вода - аце-тон» (9 : 1) и промывали три раза петролейным эфиром по 200 мл. Отогнав растворитель, получили 3,0 г экстракта. Последний хроматографировали на колонке (4×25 см) с полиамидным сорбентом (100 г) в гра-диентной системе «петролейный эфир - ацетон». Из отдельных фракций выделили 0,19 г 7-0-метилвогонина и 0,13 г 7-О-метилнорвогонина.
Полученные вещества очищены дробной перекристаллизацией из различных растворителей и ре-хроматографированием на силикагеле и полиамиде.
УФ-спектры регистрировали на спектрофотометре Hitachi EPS-3T в этаноле, масс-спектры получали на приборе MS 25RF (Kratos) с системой обработки информации DS 90. ИК-спектры снимали на ИК-Фурье-спектрометре Perkin Elmer Spectrum, удельные вращения определяли на круговом поляриметре СМ-3.
Спектры ПМР снимали на спектрометре Tesla BS-567A с рабочей частотой 100 МГц в Py-d5 и CDCl3 с ТМС в качестве внутреннего стандарта. Химические сдвиги приведены в миллионных долях (м.д.) в 5-шкале. Температуры плавления определяли на приборе типа “Boetius” с визуальным устройством РНМК 0,5.
Тонкослойную хроматографию (ТСХ) проводили на пластинках Silufol UV-254. Пятна флавоноидов при ТСХ наблюдали в УФ-свете, обнаруживали обработкой пластинок парами аммиака, 0,5% спиртовым раствором NaOH и 1% раствором ванилина в серной кислоте. Колоночную хроматографию проводили на силикагеле марки КСК 100/160 мкм. Моносахарид D-глюкозу обнаруживали с помощью бумажной хрома-тографии (Filtrak №11) опрыскиванием кислым анилинфталатом с последующим нагреванием в течение 3-5 мин при 90-100 °С.
Результаты и обсуждение
На основании изучения спектральных данных соединения 1,2,4-6 отнесены к производным флавона, а вещество 3 - к производным флаванона. Индивидуальные флавоноиды идентифицировали по данным химических превращений (метилирование, кислотный гидролиз, госсипетиновая проба), спектральных данных, сравнением физико-химических констант с литературным сведениями и непосредственным срав-нением с подлинными образцами [16].
Флавоноид 1. C18H1607, M+ 344, т. пл. 258-259 °С, УФ-спектр (Xmax, EtOH, нм): 270, 341. ИК-спектр (vmax, KBr, см–1): 2935 (ОСН3), 1664 (С=0, у-пирона), 1617, 1583 (ароматические С=С-связи). ПМР-спектр (ДMCO-d6, м.д.): 3,84, 3,86, 3,92 (3Н, с, каждый, 3×ОСН3 ), 6,53 (Ш, с, Н-3), 6,65 (2Н, д, 8,0 Гц, Н-3', Н-5'), 6.94 (Ш, с, Н-6), 7.14 (Ш, д, 8,0 Гц, Н-4'), 13.16 (Ш, уш.с, 5-ОН). Масс-спектр: m/z: 344 (M+, 73%), 329 (M-15, 100%), 211, 183, 144, 121, 111, 97, 91, 83, 69. По данным масс- и ПМР-спектров соединение содер-жит две гидроксильные и три метоксильные группы, причем наличие в масс-спектре стопроцентного пика иона с m/z 329 (M-СН3) свидетельствует о наличии 8-ОСН3 группы [11, 16]. Непосредственным сравнени-ем с образцом, выделенным из S. ramosissima, 1 идентифицировали с ривулярином (5,2'-дигидрокси-7,8,6'-триметоксифлавоном) [11, 17].
Флавоноид 2. Q8H16O8, M+ 360, т. пл. 242-244 °C, УФ-спектр (Xmax, EtOH, нм): 269, 315. ИК-спектр (vmax, KBr, см-1): 3545-3275 (OH), 1650 (C=0, у-пирона), 1630, 1570, 1510 (ароматические С=С-связи). ПМР-спектр (ДМСО-d6, м.д.): 3,84 (6Н, с, 2×ОСН3), 4,02 (3Н, с, ОСН3), 6,35 (Ш, с, Н-3), 6,46 (2Н, д, J=8,0 Гц, Н-3', Н-5'), 7,16 (Ш, т, J= 8,0 Гц, Н-4'), 9,99 (2Н, с, 2'-ОН, 6'-ОН), 12,73 (1H, к c 5-OH). Масс-спектр: m/z: 360 (M+, 80%), 345 (M-15, 100), 211 (40), 134 (32) и другие. По данным масс- и ПМР-спектров 2 содержит три гидроксильные и три метоксильные группы; наличие в масс-спектре пика иона с m/z 134 свидетельствует о наличии двух гидроксильных групп в кольце В [11, 16]. Непосредственным сравнением с образцом, выделенным из S. ramosissima, 2 идентифицировали с 5,2',6'-тригидрокси-6,7,8-триметоксифлавоном [11, 18].
Флавоноид 3. C18H18O7, с т. пл. 217-218 °С (с разд.), УФ-спектр (Xmax, EtOH, нм) 288, 345; +AlCl3 314, 375 [15, 16]. В ИК-спектре 3 присутствуют полосы поглощения гидроксильных (3200, 3450 см–1), ме-токсильных групп (2930 см–1), карбонила у-пирона (1650 см–1) и ароматических С=С связей (1615, 1590 см–1). В масс-спектре соединения имеются пики ионов с m/z 346 (М+), 328 (М-H2O) 313 (М-Н2O-CH3) (100%), 285, 197, 196, 181, 168, 153. В ПМР-спектре (CDCl3, м.д.) проявляются сигналы протонов при 2,75 (1H, дд, J1=3,1 Гц, J2=17,5 Гц, H-3eq), 3,19 (1H, дд, J1=13,5, J2=17,5 Гц, H-3ax), 3,70, 3,73, 3,85 (3H, c, каждый, 3×ОСН3), 6,00 (Ш, дд, J1=3,1, J2=13,5 Гц, Н-2), 6,13 (Ш, с, Н-8), 6,55 (Ш, уш. д, J=8,0 Гц, Н-3), 7,12 (Ш, дд, J1=8,0, J2=8,5 Гц, Н-4), 6,41 (Ш, уш. д, J=8,5 Гц, Н-5), 11,88 м.д. (Ш, уш. с, 5-ОН). На основании дан-ных ПМР- и масс-спектров 3 содержит три метоксильные и две гидроксильные группы. Фрагментация масс-спектра свидетельствует о наличии двух метоксильных и одной гидроксильной групп в кольце А [11, 16]. Изучением спектральных данных и сравнением с подлинным образцом 3 идентифицировали с (±)-5,2-дигидрокси-6,7,6'-триметоксифлаваноном [11, 19].
Флавоноид 4. С22Н22011, т. пл. >340 °С, [а]D20 +75 (с 0,8, MeOH), УФ-спектр (Xmax, EtOH, нм): 255, 270, 347. ИК-спектр (vmax, KBr, см–1): 2930 (ОСН3), 1665 (С=0, у-пирона), 1038, 1076 (C-О-гликозидов). ПМР-спектр (Py-d5, м.д.): 4,05-4,58 (протоны углеводной части), 5,69 (Ш, д J=6,5 Гц, Н-1''), 3,72 (3Н, с, ОСН3), 6,71 (Ш, д, J=2,5 Гц, H-6), 6,83 (Ш, c, H-3), 6,89 (Ш, д, J=2,5 Гц, H-8), 7,33 (Ш, д, J=8,0 Гц, H-5'), 7,23 (Ш, дд, J1=8,0 Гц, J2=2,5 Гц, H-6'), 7,58 м.д. (Ш, д, J=2,5 Гц, H-2'). В результате кислотного гидролиза 4 получили диосметин (7,5,3'-тригидрокси-4'-метоксифлавон) (C16H12O6, М+ 300, т. пл. 249-251 °С) и D-глюкозу. Сигнал аномерного протона в спектре ПМР 4 проявляется в виде дублета с КССВ J=6,5 Гц, что указывает на С1-конформацию моносахаридного цикла и, следовательно, (З-конфигурацию гликозидного центра D-глюкозы. Место присоединения углеводного остатка к агликону установили в результате сравни-тельного изучения УФ-спектров 4 и его агликона в присутствии ацетата натрия. Таким образом, 4 является диосметин-7-0-Р-D-глюкопиранозидом [20].
Флавоноид 5. С17Н14О5, М+ 298, т. пл. 192-195 °С, УФ-спектр (Хmax, MeOH, нм): 340, 275; +ZrOCl2 405, 340; +NaOH 395. ПМР-спектр (CDCl3, м.д.): 3,95 (3Н, с, 2×ОСН3), 6,43 (Ш, с, Н-6), 6,66 (1H, с, Н-3), 7,40-7,70 (3Н, м, Н-3',4',5'), 7,95 (2Н, дд, J1=2,2 Гц, J2=7,4 Гц, Н-2', Н-6'), 12,55 (Ш, уш. с, 5-ОН). По дан-ным масс- и ПМР-спектров 5 содержит две метоксильные и одну гидроксильную (5-ОН) группы, которые расположены в кольце А. При метилировании вогонина (5,7-дигидрокси-8-метоксифлавона) эфирным рас-твором диазометана получили вещество, идентичное c 5, следовательно, 5 является 7-О-метилвогонином (5-гидрокси-7,8-диметоксифлавоном) [11, 13].
Флавоноид 6. C16H12O5, М+ 284, т. пл. 143-145 °С, УФ-спектр (Хmax, МеОН, нм): 340, 275; +ZrOCl2 415, 305; +NaOH 405. ПМР-спектр (Py-d5, м.д.): 6,20 (Ш, c, Н-6), 6,46 (1H, с, Н-3), 7,50 (5Н, м, Н-
2 ,3 ,4 ,5 ,6 ), 11,85 (Ш, уш. с, 5-ОН). По данным масс- и ПМР-спектров соединение содержит две гидро-ксильные и одну метоксильную группы в кольце А. Положительная госсипетиновая проба свидетельствует о наличии и-дигидроксигруппировки в положениях С-5,8. Изучением спектральных данных и сравнением физико-химических свойств с литературными данными 6 идентифицировали с 7-О-метилнорвогонином (5,8-дигидрокси-7-метоксифлавоном) [11, 13, 21].
Вышеуказанные флавоноиды из соответствующих растений выделены впервые.
Выводы
Из надземной части шлемника кровавозеленого выделены флавоноиды ривулярин, 5,2',6'-три-гидрокси-6,7,8-триметоксифлавон, (+)-5,2'-дигидрокси-6,7,6'-триметоксифлаванон, диосметин-7-O-P-D-глюкопиранозид, а из цветков шлемника глазкового - 5-гидрокси-7,8-диметоксифлавон (7-О-метил-вогонин) и 5,8-дигидрокси-7-метоксифлавон (7-О-метилнорвогонин).
Список литературы
1. Юзепчук СВ. Шлемник - Scutellaria L. // Флора СССР. М.; Л., 1954. Т. 20.
2. Род Scutellaria L. - шлемник. [Электронный ресурс].
3. Скутеллариа. Семейство Губоцветные (Lamiaceae) [Электронный ресурс].
4. Растительные ресурсы СССР. Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейства Hippurida-ceae-Lobeliacae. СПб., 1991. Т. IV. C. 85-90.
5. Гольдберг Е.Д., Дыгай A.M., Литвиненко В.И., Попова Т.П., Суслов Н.И. Шлемник байкальский // Фитохимия и фармакологические свойства. Томск, 1994. 222 с.
6. Shang X., He X., He X., Li M., Zhang R., Fan P., Zhang Q., Jia Z. The genus Scutellaria an ethnopharmacological and phytochemical review // J. Ethnopharmacol. 2010. Vol. 128. Pp. 279-313.
7. Mamadalieva N.Z., Herrmann F., El-Readi M.Z., Tahrani A., Hamoud R., Egamberdieva D.R., Azimova S.S., Wink M. Flavonoids in Scutellaria immaculata and S. ramosissima (Lamiaceae) and their biological activity. // J. Pharm. Pharmacol. 2011. Vol. 63, N10. Pp. 1346-1357.
8. Parajuli P., Joshee N., Rimando A., Mittal S., Yadav A.K. In vitro antitumor mechanisms of various Scutellaria extracts and constituent flavonoids // Planta Med. 2009. Vol. 75. Pp. 41–48.
9. Li-Weber M. New therapeutic aspects of flavones: the anticancer properties of Scutellaria and its main active constituents wogonin, baicalein and baicalin // Cancer Treat. Rev. 2009. Vol. 35. Pp. 57-68.
10. Gao Z., Huang K., Yang X., Xu H. Free radical scavenging and antioxidant activities of flavonoids extracted from the radix of Scutellaria baicalensis Georgi. // Biochim. Biophys. Acta. 1999. Vol. 1472, N3. Pp. 643-650.
11. Маликов В.М., Юлдашев М.П. Фенольные соединения растений рода Scutellaria L.: распространение, строение и свойства//Химия природных соединений. 2002. №4. С. 299-324; 2002. №5. С. 385–407.
12. Чемесова И.И. Флавоноиды видов рода Scutellaria L. // Растительные ресурсы. 1993. Т. 29, вып. 2. С. 89-96.
13. Олейников Д.Н., Чирикова Н.К., Танхаева Л.М. Фенольные соединения шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) // Химия растительного сырья. 2009. №4. С. 89-98.
14. Флора Узбекистана. Ташкент, 1961. Т. 5. С. 270, 284.
15. Каримов А., Юлдашев М.П. Флавоноиды Scutellaria ocellata и S. nepetoides // Химия природных соединений. 2001. №5. С. 367-369.
16. Markham K.R. Technigues of flavonoid identification. London, 1982. 113 p.
17. Юлдашев М.П., Батиров ЭХ., Маликов В.М. Новый флавонгликозид из Scutellaria ramosissima // Химия природ-ных соединений. 1995. №2. C. 317-318.
18. Юлдашев М.П., Батиров ЭХ., Нигматуллаев А., Маликов В.М. Строение двух новых флавоноидов из Scutellaria ramosissima // Химия природных соединений. 1994. №3. C. 355-359.
19. Юлдашев М.П., Батиров Э.Х., Маликов В.М. Флавоноиды корней Scutellaria comosa // Химия природных соединений. 1996. №4. C. 610-612.
20. Бандюкова В.А., Андреева O.A. Распространение диосметина и его гликозидов в цветковых растениях // Расти-тельные ресурсы. 1987. Т. 23, вып. 1. С. 136-143.
21. Попова Т.П., Литвиненко В.П., Ковалев И.П. Флавоны корней Scutellaria baicalensis // Химия природных соединений. 1973. №6. С. 729-733.
Karimov A. , Yuldashev M.P. , Botirov E.Kh. FLAVONOIDS OF SCUTELLARIA HAEMATOCHLORA JUZ. AND S. OCELLATA JUZ.
Institute of Chemistry of Plant Substances. Acad. SY Yunusov Uzbekistan Academy of Sciences, st. Mirzo Ulugbeka, 77, Tashkent, 700170 (Republic of Uzbekistan) Surgut State University, st. Lenina, 1,
The article is devoted to the phytochemical study of flavonoids of Scutellaria haematochlora Juz. and Scutellaria ocel-lata Juz. (Lamiaceae). The known flavonoids 5,2'-dihydroxy-7,8,6'-trimethoxyflavone (rivularin), 5,2',6'-trihydroxy-6,7,8-trimethoxyflavone, (±)-5,2'-dihydroxy-6,7,6'-trimethoxyflavanone, diosmetin-7-0-|3-D-glycopyranoside from Scutellaria haematochlora Juz. and 5-hydroxy-7,8-dimethoxyflavone (7-O-methylwogonin) и 5,8-dihydroxy-7-methoxyflavone (7-0-methylnorwogonin) from Scutellaria ocellata Juz. were isolated for the first time from these species. The compounds were identified on the basis of the chemical transformations, IR, UV, 1H-NMR and mass spectra.
Keywords: Scutellaria haematochlora Juz., Scutellaria ocellata Juz.,_Lamiaceae, flavones, flavanones.
References
1. Iuzepchuk S.V. Scutellaria L. Flora SSSR. [Flora of the USSR]. Moscow; Leningrad, 1954. Vol. 20. (in Russ.)
2. Rod Scutellaria L. - shlemnik. [Genus Scutellaria L. - Skullcap.] [Electronic resource].
3. Skutellaria. Semeistvo Gubotsvetnye (Lamiaceae) [Skutellaria. Labiatae family] [Electronic resource].
4. Rastitel'nye resursy SSSR. Tsvetkovye rasteniia, ikh khimicheskii sostav, ispol'zovanie. Semeistva Hippurida-ceae-Lobeliacae. [Plant Resources of the USSR. Flowering plants, their chemical composition, use. Family Hippurida-ceae-Lobeliacae] St. Petersburg, 1991, vol. IV, pp. 85-90. (in Russ.)
5. Gol'dberg E.D., Dygai A.M., Litvinenko V.I., Popova T.P., Suslov N.I. Fitokhimiia i farmakologicheskie svoistva. [Phyto-chemistry and pharmacological properties]. Tomsk, 1994, 222 p. (in Russ.)
6. Shang X., He X., He X., Li M., Zhang R., Fan P., Zhang Q., Jia Z. J. Ethnopharmacol., 2010, vol. 128, pp. 279-313.
7. Mamadalieva N.Z., Herrmann F., El-Readi M.Z., Tahrani A., Hamoud R., Egamberdieva D.R., Azimova S.S., Wink M. J. Pharm. Pharmacol., 2011, vol. 63, no. 10,.pp. 1346-1357.
8. Parajuli P., Joshee N., Rimando A., Mittal S., Yadav A.K. Planta Med., 2009, vol. 75, pp. 41–48.
9. Li-Weber M. Cancer Treat. Rev., 2009, vol. 35, pp. 57-68.
10. Gao Z., Huang K., Yang X., Xu H. Biochim. Biophys. Acta., 1999, vol. 1472, no. 3, pp. 643-650.
11. Malikov V.M., Iuldashev M.P. Khimiia prirodnykh soedinenii, 2002, no. 4, pp. 299-324; 2002, no. 5, pp. 385–407. (in Russ.)
12. Chemesova I.I. Rastitel'nye resursy, 1993, vol. 29, no. 2, pp. 89-96. (in Russ.)
13. Olennikov D.N., Chirikova N.K., Tankhaeva L.M. Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2009, no. 4, pp. 89-98. (in Russ.)
14. Flora Uzbekistana. [Flora of Uzbekistan]. Tashkent, 1961, vol. 5, pp. 270, 284. (in Russ.)
15. Karimov A., Iuldashev M.P. Khimiia prirodnykh soedinenii, 2001, no. 5, pp. 367-369. (in Russ.)
16. Markham K.R. Technigues of flavonoid identification. London, 1982. 113 p.
17. Iuldashev M.P., Batirov E.Kh., Malikov V.M. Khimiia prirodnykh soedinenii, 1995, no. 2, pp. 317-318. (in Russ.)
18. Iuldashev M.P., Batirov E.Kh., Nigmatullaev A., Malikov V.M. Khimiia prirodnykh soedinenii, 1994, no. 3, pp. 355-359. (in Russ.)
19. Iuldashev M.P., Batirov E.Kh., Malikov V.M. Khimiia prirodnykh soedinenii, 1996, no. 4, pp. 610-612. (in Russ.)
20. Bandiukova V.A., Andreeva O.A. Rastitel'nye resursy, 1987, vol. 23, no. 1, pp. 136-143. (in Russ.)
21. Popova T.P., Litvinenko V.I., Kovalev I.P. Khimiia prirodnykh soedinenii, 1973, no. 6, pp. 729-733. (in Russ.)