ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ НОВОГО ВЕЩЕСТВА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ ХВОЩА ЛЕСНОГО
МЕТОДОМ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

Коломиец Наталья Эдуардовна

д-р фармацевт.наук, профессор кафедры фармакогнозии
с курсами ботаники и экологии Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск

E-mail: borkol47@mail.ru

Бондарчук Руслан Анатольевич

соискатель кафедры фармакогнозии с курсами ботаники и экологии Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск

E-mail: bondarchuk686@mail.ru

В результате изучения химического состава надземной части хвоща лесного общепринятыми в структурной химии методами было выделено несколько новых для данного вида веществ, имеющих фенольную природу. Три вещества на основании результатов качественных реакций, гидролитического расщепления, спектральных и хроматографических данных, значению температуры плавления и сравнением с аутентичными веществами нами были отнесены к флавоноидам. Четвертое вещество на основании данных о температуре плавления, УФ-, ПМР-, ИК- спектроскопии было отнесено к редкой группе природных фенольных инданонов. До настоящего исследования подобные соединения были обнаружены только в папоротниках и в официнальном виде хвоща — хвоще полевом [1; 2; 3].

Для подтверждения физико-химических свойств выделенного вещества, его атомной структуры, включая пространственную группу элементарной ячейки, координат атомов в ней, ее размеры и форму, группу симметрии кристалла, межатомные расстояния, межплоско­стные расстояния нами был использован метод, который до сих пор является одним из самых распространенных за счет его простоты и относительной дешевизны — метод рентгеноструктурного анализа. Метод реализован в лаборатории рентгенографии и структурного анализа на установке, включающей два световых нагревателя: He-Ne лазер и полупроводниковый ИК-лазер, дифрактометр ДАР-У МБ с блоком регистрации и подключенным к нему компьютером, позволяющим вести цифровую обработку информации. Данный установка позволила провести полный структурный анализ выращенных кристаллов.

Для выращивания кристаллов, чтобы провести рентгено­структурный анализ, 10 мг чистого перекристаллизованного вещества растворяли при комнатной температуре в метиловом спирте. Емкость с раствором неплотно закрывали для медленного испарения растворителя и оставляли на несколько недель для роста кристаллов.

Выращенные кристаллы бесцветные, с элементарной ячейкой моноклинной сингонии, построенной на трех векторах a, b, c, имеющих разную длину, с двумя прямыми и одним непрямым углом между ними: а = 9,275 Å; b = 8,530 Å; с = 16,865 Å, γ = 97,0°. В элементарной ячейке содержатся четыре формульные единицы (ФЕ) состава С₁₅Н₂₀О₃. Число ФЕ определяют по среднему значению постоянной кристаллической решетки. Систематические погасания интенсивностей однозначно фиксируют пространственную группу Р2₁/b. В элементарной ячейке содержится одна кристаллографически независимая молекула инданона, валентные углы в которой приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Валентные углы

Стандартные отклонения в межатомных расстояниях типа С-О равны 0,003, С-С 0,004, С-Н и О-Н 0,04 Å, в углах, не содержащих атомы водорода, — 0,3°, а включающих атомы водорода — в пределах 4—9°.

Каждый из двух сочлененных циклов молекулы является плоским, а сами циклы лежат почти в одной плоскости: угол между ними составляет3,2°. Уравнения плоскостей и отклонения атомов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Уравнения плоскостей и отклонения атомов

Связи С₂ с атомами углерода метильных групп лежат в плоскости пятичленного цикла. Гидроксиэтильная цепь СН₂-СН₂-ОН имеет зигзагообразную форму, определяемую тетраэдрической координацией атомов углерода. Четыре атома С₆, С₁₄, С₁₅ и О₃ лежат в одной плоскости, которая составляет с шестичленным циклом угол 86,5°. Упаковка молекул в ячейке осуществляется посредством водородных связей типа ОН..О, молекулы объединяются в слои, каждая молекула образует Н-связи в образовании которых участвуют все три атома кислорода с четырьмя соседними молекулами, связанными с ней двойными винтовыми слоями. При этом гидроксильная группа гидроксиэтильной цепи образует две связи, в одной из них — с кетонным кислородом — она является донором протона, а во второй — с гидроксильной группой в шестичленном цикле— выступает в качестве акцептора протона.

Расстояния О-Н = 0,9 Å ; Н...О = 1,97 Å и 1,92 Å; О...О = 2,80 Å и 2,77 Å. Углы при атомах Н в водородных связях О-Н ...О равны 153°.

Молекулы из разных слоев, переводимые друг в друга плоскостями скользящего отражения (некоторые проходят через точки z = 0,25 0,75), образуют своего рода стенки. В каждой из них гидроксиэтильные цепи расположены между бициклическими ядрами молекул соседних слоев. При этом атом С₁₅ «утапливается» в шестичленный цикл молекулы соседнего слоя, нижележащего в одних стопках и вышележащего в других. Таким образом, в структуре наблюдается чередование антипараллельных стопок слабо связанных друг другом молекул.

Между молекулами из соседних слоев нет тесных контактов (кратчайшее расстояние для не водородных атомов составляет 3,54 Å), и связь между ними осуществляется силами Ван-дер-Ваальса.

Таким образом, на основании результатов рентгеноструктурного анализа и сравнения полученных нами данных для выделенного из надземной части хвоща лесного вещества с данными литературы для 2,2,5,7-тетраметил-4-гидрокси-6-(2¹-гидроксиэтил)-инданон, выделен-ного ранее из папоротника и хвоща полевого, показали их идентичность.

Список литературы:

1.Сырчина А.И. Химическое исследование фенольных соединений хвоща полевого (Equisetum arvense L.): автореф. дис. … канд. хим. наук. — Иркутск, 1981. — 26 с.

2.Hyuncheol Oh, Do-Hoon Kim, Jung-Hee Cho, Youn-Chul Kim Hepatoprotective and free radical scavenging activities of phenolic petrosins and flavonoids isolated from Equisetum arvense // Jornal of Ethnopharmacology. — 2004. — Vol. 95. — Issues 2—3. — P. 421—424.

3.Sengupta P., Sen M., Niyogi S.K. Isolation and struture of wallichoside, a novel pteroside from pteris wallichiana // Phytochemistry. — 1976. — Vol. 15. — P. 995—998.