ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ЭТАНОЛЬНОГО ЭКСТРАКТА ОРГАНИЧЕСКОЙ МАССЫ ШУНГИТОВОЙ ПОРОДЫ

MATERIAL COMPOSITION THE ETHANOL EXTRACT OF ORGANIC MATTER OF SHUNGITE ROCKS

Natalia Seregina

cand. biol. sciences, associate Professor medical Institute Tula state University, Russia, Tula

Dmitry Prokopchenkov

cand. biol. sciences, associate Professor medical Institute Tula state University, Russia, Tula

Tatiana Chestnova

d. biol. sciences, Professor, head the Department of hygiene and preventive medicine of the medical Institute of Tula state University,

Russia, Tula

АННОТАЦИЯ

Целью исследования является изучение вещественного состава этанольного экстракта органической массы шунгитовых пород с помощью современных физико-химических методов. Идентифицирована широкая гамма органических соединений, в том числе гетероциклической природы.

ABSTRACT

The purpose of this study is to investigate the material composition of the ethanol extract of organic matter of shungite with the help of modern physico-chemical methods. Identified a wide range of organic compounds, including heterocyclic nature.

Ключевые слова: шунгит; этанольный экстракт; фракции.

Keywords: shungite; ethanol extract; fraction.

Деятельность человека, интенсивное развитие науки и технологии требует изучение веществ биосферы, находящихся в земных недрах. Объектами нашего исследования являлись: исходная шунгитовая порода (ШП) Зажогинского месторождения Карельского Заонежья, ШП обогащенная органической массой (ОМ), полученная в результате соответствующей химической обработки исходной ШП.

Карелия – единственное в мире месторождение шунгита, поэтому изучение химических свойств шунгитовых пород и вещественный состав его экстрактов является стратегически важным. Зажогинское месторождение является одним из наиболее крупных в мире месторождений шунгитовых пород. Оно расположено на окраине села Толвуя в Медвежьегорском районе в 1,7 км от берега Онежского озера, в 5 км от судоходной губы. Шунгитовые породы залегают вокруг северной части Онежского озера и под озером. Всего на месторождении к настоящему времени выявлены и в разной степени изучены 25 залежей, содержащих от 0,2 до 58,0 миллионов тонн высокоуглеродистых шунгитовых пород [2; 3; 4].

Масса этанольного экстракта составила 1,1808 г, а его выход – 1,44 мас. % на ОМ ШП. Средняя молекулярная масса его равна 184,16 а.е.м., а элементный состав – (мас. %): C – 55,82; H – 5,18; N – 0,35; O+S – 38,65.

Вещественный состав фракции 1 этанольного экстракта ОМ ШП описан далее. Масса фракции 1 этанольного экстракта составила 0,1312 г, а ее выход –0,16 мас. % на ОМ ШП. Средняя молекулярная масса ее равна 113,79 а.е.м., а элементный состав – (мас. %): C – 37,81; H – 4,15; N – 1,90; O+S –56,14.

В инфракрасной-Фурье спектроскопии фракции 1 этанольного экстракта ОМ ШП идентифицированы п.п. следующие структурные фрагменты: алканы; ароматические циклы (3007,7, 3040,1; 1515,0, 1550,0, 1580,0, 1635,4), которые, в основном, конденсированные (1650,0–1635,4; 1550,0–1470,0), замещенные короткими алкильными цепями (1280,0–1150,0; 1150,0–1109,3; 1060–1044,7); спирты и фенолы (3601,6–3509,1 – ν-волновое число -OH, межмолекулярная водородная связь, а также внутримолекулярная, например, для многоатомных спиртов – 1,2-диолы; π-водородная связь); νС-О (фенольный) – (1229,1); вторичный – ОН (1100,0-1080,0); первичный – ОН (1044,7); δОН (1280,0), кетоны (1734,7), хиноны (1635,4–1680,0); дикетоны (1724,7), карбоновые кислоты (3007,7–2508,5;1635,4; 3438,9; 3320,3; 1280,0; 1229,1); амиды кислот (3040,1–3235,9; 1635,4;3438,9; 3320,3; 1280,0; 1229,1); R – CO – SH (1724,7); пиррольные, индольные, пиридиновые, хинолиновые, пиперидиновые гетероциклы (3320,3–3364,4; 3354,9; 3320,3; 3377,3; 3482,5; 1402,1; 1470,0; 1340,0;1280,0; 740,0; 780,0) [1].

Согласно данным хромато-массспектрометрии, метилированная фракция 1 этанольного экстракта ОМ ШП содержит: (сопряженные н-диены – пентадиен-1,3; изопреноиды (терпены); галогенопроизводные изолированных н-диенов – 3-хлорогексадиен-1,5; алифатические предельные трехатомные спирты нормального строения и их простые (метиловые) эфиры – 3-метоксипропандиол-1,2, бутантриол-1,2,4; простые эфиры: моносахаридов (пентоз); сложные (метиловые) эфиры алифатических непредельных карбоновых кислот нормального строения – октадецен-8-овой; метиловые эфиры неорганических кислот – триметилборат, диметилсульфат; производные: изоиндола; тиофена; пиридина; хинолина и изохинолина; триазина [1; 2].

Вещественный состав фракции 2 этанольного экстракта ОМ ШП представлена далее. Масса фракции 2 этанольного экстракта составила 0,9840 г, а ее выход –1,20 мас. % на ОМ ШП. Средняя молекулярная масса ее равна195,26 а.е.м., а элементный состав – (мас. %): C – 58,08; H – 5,42; N – 0,10; O+S– 35,68.

В ИК-Фурье спектре фракции 2 этанольного экстракта ОМ ШП идентифицированы п.п. следующие структурные фрагменты (ν, см-1): алканы; ароматические циклы (3010,3, 3035,5; 3056,0, 3075,9, 1635,8, 1520,0;1580,0), которые, в основном, конденсированные (1650,0–1635,8; 1560,0–1480,0), замещенные короткими алкильными цепями (1282,1–1113,5; 1150,0–1141,7;1060,0–1041,7); δС–С (внеплоскостные кольца (680,1); спирты и фенолы; пиррольные, индольные, пиридиновые, хинолиновые, пиперидиновые гетероциклы [1].

Согласно данным хромато-масс-спектрометрии, метилированная фракция 2 этанольного экстракта ОМ ШП содержит: С,N-диалкиламинозамещенные ароматические альдегиды – 2-метиламино-3-метилбензальдегид; сложные (метиловые) эфиры: алифатических предельных карбоновых кислот нормального строения – тетрадекановой, пентадекановой, гексадекановой, октадекановой, тетракозановой; алифатических непредельных карбоновых кислот нормального строения – гексадецен-7-овой, гексадецен-9-овой; алифатических непредельных дикарбоновых кислот нормального строения – октадецедиен-8,11-диовой; сложные эфиры ароматических дикарбоновых кислот – диметилфталат, этилметилфталат, диэтилфталат, гексил-2-пентиловый эфир фталевой кислоты, диизооктилфталат; сложные (метиловые) эфиры: трициклических дитерпеноидных оксокарбоновых кислот – 7-оксодегидроабиетиновой; полициклических ароматических кислот – 1-фенантренкарбоновой; алифатических предельных α-аминокислот нормального строения – α-аминоуксусной кислоты (глицина); производные: индана – 2,2-диметокси-1,3-индандион; адамантана – 2-гидроксиадамантан-1-карбонитрил; индола – 2-метил-7-фенилиндол; бензотиазола – 2-пропилбензотиазол; триазола – 1-метил-3-бромо-1,2,4-триазол; пиридина – метиловый эфир 3-пиридинкарбоновой кислоты (никотиновой кислоты) [1; 2].

Вещественный состав фракции 3 этанольного экстракта ОМ ШП: масса фракции 3 этанольного экстракта составила 0,0656 г, а ее выход – 0,08 мас. % на ОМ ШП. Средняя молекулярная масса ее равна 298,63 а.е.м., а элементный состав – (мас. %): C – 57,86; H – 3,69; N – 0,94; O+S –37,51.

В ИК-Фурье спектре фракции 3 этанольного экстракта ОМ ШП идентифицированы п. п. следующих структурных фрагментов (ν, см-1): Mr72-алканы; ароматические циклы (3061,0; 3027,9; 3084,3, 1580,4, 1637,1, 1601,1); спирты и фенолы (3606,0-3522,4 – νOH, межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь); пиррольные, индольные, пиридиновые, хинолиновые, пиперидиновые гетероциклы (3325,4-3365,5; 3352,9; 3392,8; 3497,7; 1447,3; 1464,2; 1287,0; 745,5) [1].

Согласно данным хромато-масс-спектрометрии, метилированная фракция 3 этанольного экстракта ОМ ШП содержит: сложные (метиловые) эфиры: алифатических предельных карбоновых кислот нормального строения – гептадекановой; алифатических непредельных дикарбоновых кислот нормального строения – октадецедиен-9,12-диовой; сложные эфиры ароматических дикарбоновых кислот – моно-2-этилгексиловый эфир фталевой кислоты, метилнониловый эфир фталевой кислоты; сложные (метиловые) эфиры трициклических дитерпеноидных карбоновых кислот – дигидроабиетиновой [1; 2].

Принимая во внимание вышеперечисленные данные эксперимента, можно констатировать, что органическая масса шунгитовой породы представляет собой очень сложную многокомпонентную смесь соединений различной химической природы [2; 3; 4].

Безусловно, современные методы физико-химического анализа, такие, как хромато-масс-спектрометрия, позволили выполнить сканирование по всему диапазону масс и идентифицировать с помощью библиотеки спектров, изучить характеристики пиков и молекулярных ионов. Применения Фурье-спектрометра, также позволило произвести подробнейший качественный и количественный анализ структурных фрагментов этанольного экстракта.

Список литературы:

1. Прокопченков Д.В. Системный анализ биологической активности шунгитовой породы на основе ее вещественного состава // Автореферат дис. канд. биол. наук. – Тула: ТулГУ,2008. – 26 с.
2. Прокопченков Д.В., Серегина Н.В., Честнова Т.В. Химический состав и биологическая активность экстрактов органической массы шунгитовой породы // сборник статей VI Международной научно-практической конференции «Медицинская экология». – Пенза, 2007. – С. 65–71.
3. Серегина Н.В. Системный анализ изменений вирулентных свойств условно-патогенных бактерий при взаимодействии их с природными биологически активными веществами// Автореферат дисс. канд. биол. наук. – Тула: ТулГУ, 2008. – 27 с.
4. Серегина Н.В., Честнова Т.В., Прокопченков Д.В., Хромушин В.А. Обзор аналитических работ по физико-химической биологии шунгитовой породы // вестник новых медицинских технологий. – 2008. – № 4. – С.