Справка за научните приноси



Дата09.09.2016
Размер120.18 Kb.
СПРАВКА ЗА НАУЧНИТЕ ПРИНОСИ

на н.с. I ст. д-р Антоанета Борисова Трендафилова-Савкова


Растенията и техни екстракти се използват като храна и лекарства още от дълбока древност. Растителни продукти, включително екстракти, могат да се намерят във фармакопеите на много страни. Въпреки впечатляващото развитие на синтетичната лекарствена химия, растенията остават източник на повече от една четвърт от всички известни лекарства и учените продължават да откриват нови лекарства на базата структурното многообразие на вторичните метаболити (терпеноиди, алкалоиди и фенолни съединения). Всичко това, както и значението на природните вещества за органичната химия обуславят интензивното развитие на химията на природните вещества в целия свят.

Представените трудове са основна част от проблематиката на лаборатория ”Химия на природните вещества” в ИОХЦФ-БАН и са главно с фундаментално значение за химията на сескитерпеновите лактони и химията на природните вещества. Научните приноси на представените трудове са резултат от:



  • фитохимични изследвания на растителни видове от български произход известни като лечебни растения или неизследвани досега таксони с цел намиране на хемотаксономични връзки между тях, както и търсене на нови биологично активни вещества.

  • получаване на етрични масла от ароматични и лечебни растения, газ-хроматографски и мас-спектрален анализ на етерични масла с оглед идентифициране на основните компоненти, съдържащи се в тях и търсене на хемотаксономични зависимости

  • използването съвременни техники за екстракция на биологично активни вещества от лечебни растения

  • синтезиране на вещества наподобяващи природни вещества с потенциална биологична активност.



1. Сескитерпенови лактони и съпътстващи ги терпеноиди и флавоноиди в представители на сем. Сложноцветни (Astеraceae):

Тези изследвания са свързани с изолиране и структурно определяне на сескитерпенови лактони и съпътстващи ги терпеноиди и флавноиди в растения от сем. Astеrarceae, едно от най-големите ботанически семейства. С помощта на съвременни хроматографски техники са изолирани над 150 индивидуални съединения, от които 48 са новооткрити природни съединения, чиято структура и относителна стереохимия е установена чрез спектрални методи (ЯМР, МС, ИЧ и УВ).



1.1. Изследване на видове Artemisia.

Представителите на род Artemisia са обект на многобройни изследвания в световен мащаб, но слабо проучени в България. От A. pedemontana са изолирани 5 гуайанолида и един 1,10-секо-гуайанолид, като два от тях са нови за вида, а един –нов за род Artemisia (публ. № 8).

От надземните части на високопланинската A. chamamelifolia са изолирани 6 сескитерпенови киселини със силфиперфоланов скелет, две от които са нови природни съединения. Тяхната структура е еднозначно определена чрез превръщането им съответните метилови естери. Получените резултати ясно показват тясна връзка между българската популация и две испански популации, тъй като всички продуцират един и същ скелетен тип съединения. Това заключение е важно от хемотаксономична гледна точка, тъй като силфиперфоланови съединения не са намирани в други видове от род Artemisia (публ. № 13).

1.2. Изследване на Anthemis austriaca.

В надземните части на A. austriaca са намерени 3 нови 3-оксо-гуайанолида, два нови димерни сескитерпенови лактона и 3 нови сескитерпенови киселини от гуайанов тип, заедно с още седем познати терпеноида. Изолираните съединения - производни на ксерантолид и печуелова киселина не са намирани досега в други видове Anthemis и могат да служат като хемотаксономични маркери. Димерните лактони се регистрират за първи път в представител на род Anthemis (публ. № 14).



1.3. Изследване на Centaurea moesiaca.

От българския ендемит C. moesiaca са изолирани и идентифицирани 21 съединения - 11 сескитерпенови лактона, 9 флавоноида и 1 лигнан. Установено е, че основни компоненти на растението са гермакранолидите – кницин и 4’-ацетилкницин. Последните са характерни за видовете от секция Acrolophus, а не за секция Lepteranthus, към която принадлежи вида. От друга страна, намерените полихидрокси- и полиметоксипроизводни на 6-метоксифлавони и 6-метоксифлавоноли са в съответствие с тези намирани досега в секция Lepteranthus. Лигнанът трахелогенин е намерен за първи път в род Centaurea (публ. № 19).



1.4. Изследване на видове Achillea.

1.4.1. Сескитерпенови лактони и други терпеноиди във видове Achillea.

Белият равнец е едно от най-разпростарнените растения у нас и е известно от дълбока древност с лечебните си свойства. Той е съвкупност от 8 вида, образуващи така наречената група A. millefolium. Изследвано е съдържанието на сескитерпенови лактони в 3 вида бял равнец от български произход – A. collina, A. asplenifolia и A. distans. Изолирани и идентифицирани са повече от 115 индивидуални съединения, от които 38 са нови природни вещества от гуайанов, гермакранов, глауколиден и бизаболанов тип. С помощта на спектрални методи е установена структурата на 3 нови димерни сескитерпенови лактона, откривани за първи път в представители на род Achillea, както и на бизаболанови сескитерпеноди, намерени за първи път във видове от група A. millefolium.

Сравнителното изследване на шест проби от различни находища на A. collina показа значителна вътревидова изменчивост и съществуването на хемотипове. Анализираните проби се различават същественно в съдържанието на сескитерпенови лактони: в една от пробите те отсъстват, други две – продуцират гермакранолиди и ейдесманолиди, докато в останалите три проби се съдържат главно гуайанолиди. Последните също могат да се разделят на проби с липса на проазуленови гуайнолиди или съдържащи много малки количества от тях и такива, богати на проазуленови лактони. Получените резултати отличават бълграската A. collina от тези растящи в Централна Европа, продуциращи единствено проазуленови лактони. Предположено е, че тези различия могат да се дължат на регионалната диференциация и/или на хибридизация между A. collina с други видове Achillea, като A. clypeolata и A. setacea (публ. № 16, 17 и 18).

В наскоро открития в България вид A. asplenifolia е установено наличие на гуайанолиди, гермакранолиди и глауколиди. Проазуленовите сескитерпенови лактони с ангелокси заместител при С-8 са преобладаващи в изследваната проба. Гермакранолидите не са обичайни за представителите на група A. millefolium, а глауколидите се намират за първи път в род Achillea (публ. № 15 и 17).

Резултатите от изследването на A. distans показват, че този вид не съдържа проазуленови сескитерпенови лактони. Изолираните лактони са с гермакранов и гуайанов въглероден скелет. Най-значителна е групата на 1,4-α-ендоперокси-гуайанолидите, сред които доминират тези с С-11 екзометиленова група. Струва си да се отбележи, че този тип съединения са намирани само в още един вид от група A. millefolium, а именно в A. millefolium. Наред с различията в скелетния тип, ацилните заместители в структурата на сескитерпеновите лактони също биха могли да бъдат от хемотаксономичен интерес. Важна отличителна характеристика за изследвания вид е наличието на ацетокси, изовалерилокси, 2-метилбутаноилокси заместители, но не и на ангелокси (публ. № 17 и 21).

Известно е, че белия равнец е билка с ясно изразена противовъзпалителна активност, дължаща се на съдържащите се в нея проазуленови сескитерпенови лактони. Екстракти, фракции и индивидуални съединения от гореспоменатите видове са подоложени на тест за противовъзпалителна активност. Установено е, че седем от изследваните проби притежават близка или по-висока активност от тази на индометацин. Установено е също, че ейдесманолиди и гермакранолиди също са активни и допринасят за високата активност на тоталните екстракти и суровите лактонни фракции на изследваните видове (публ. № 18 и 22).

1.4.2. Флавоноиди във видове Achillea.

Изследван е и флавонидният състав в цветове на A. collina, A. asplenifolia и A. distans. Полиметоксифлавоноидите се явяват като характерни за цветовете на A. collina и A. asplenifolia, за разлика от цветовете на A. distans, в които преобладават С-6 незаместените флавониди. От изолираните и идентифицирани общо 12 флавонида, кверцетагенин 6,7,3’,4’-тетраметил етер, акацетин, диосметин и хризоериол се намират за първи път в представители на група A. millefolium (публ. № 20).



1.4.3. Екстракти от видове Achillea като безалкохолни напитки

Възможностите за развитие в групата на студените чайове у нас са много големи, тъй като страната ни е богата на етерично-маслени растения, билки и горки плодове, които са познати на хората и се използват в народната медицина от векове. Това е един неизчерпаем източник за разработване на напитки с добавени здравни ползи и натурален произход. Извлеци от редица билки като маточина, мурсалски чай, мента, босилек, жълт кантарион, бъз, липа, бял равнец, шипка, лайка и др. могат успешно да се използват при създаването на нови асортименти.



Във връзка с гореспоменатото е проведено сравнително изследване на състава (съдържание на общи екстрактни вещества, фенолни съединения и сескитерпенови лактони) и свойствата (антирадикалова активност и органолептична характеристика) на водно-алкохолни екстракти от различни видове бял равнец от група Achillea millefolium, както и органолептичната характеристика на моделни безалкохолни напитки, към които са добавени изследваните екстракти. Установено е, че концентрацията на общите фенолни съединения, фенолите киселини, флавоноиди и сескитерпеновите лактони в екстрактите варира в границите 2.5-4.5, 1.5-3.3, 1.0-2.0 и 0.2-0.4 g/dm3, съответно. Намерено е, че между концентрацията на фенолите съединения и антирадикаловата активност на екстрактите съществува зависимост. Дегустационният анализ на моделни безалкохолни напитки, към които са добавени изследваните екстракти показа, че въпреки различията в състава на екстрактите, при ниво на доверие 0.05 не са открити съществени разлики в органолептичната характеристика на напитките (публ. № 29).
2. Изследване на химичния състав на етерични масла от ароматични и лечебни растения.

Етеричните масла - получаването им от ароматични и лечебни растения, газ-хроматографски и мас-спектрален анализ с оглед идентифициране на основните компоненти и търсене на хемотаксономични зависимости са още едно важно направление в химията на природните вещества. Във връзка с това и като част от двустранен междуакадемичен проект с Монголската Академия на Науките са проведени изследвания върху етерично–масления състав на монголски видове от род Artemisia, които се използват в традиционната тибетско-монголска медицина. Изследван е състава на 15 диворастящи вида от род ArtemisiaA. scoparia, A. mongolica, A. santolinifolia, A. siversiana, A. macrocephala, A. frigida, A. commutatа, A. dracunculus, A. palustris, A. adamisii, A. anethifolia, A. rutifolia, A. argyrophylla, A. changaica и A. mongolorum (публ. № 25 и 28). С помощта на газова хроматография (ГХ) и газова хроматография – мас-спекторметрия (ГХ-МС) са регистрирани повече от 120 компонента, съставляващи между 75 и 98% от съответните етерични масла. Съединенията са идентифицирани въз основа на техните мас-спектрални характеристики и време на задържане върху неполярна HP-5MS колона. Установено е, че монотерпеноидите са доминиращи в повечето изследвани масла. Сред тях, A. palustris се отличава с високо съдържание на цис- и транс-β-оцимен, A. frigida и A. rutifoliaна камфор и 1,8-цинеол, A. santolinifolia и A. adamisii – на α- и β- туйони, а A. argyrophylla – на т. нар. „неправилни” монотерпеноиди лавандулол и хризантемол и техни естери. Един от тях, транс-хрезантемил пропионат се намира за първи път. Неговата структура е доказана чрез сравняване с мас-спектрите на другите транс-хризантемил естери. Наблюдавано е сходство в мас-спектралната фрагментация, а пикът при m/z 57 характерен за пропиониев йон е доказателство за наличие на пропионат. Сескитерпеноидите са основни компонети в A. commutatа, A. mongolica и A. changaica. Хамазулен (10.3%) е намерен в маслото от A. siversiana, а даванон и негови производни (общо количество 6.6%) - в A. mongolorum. A. dracunculus се характеризира с високо съдържание на метилевгенол, а A. rutifolia – с 3-фенил-2-бутанон.

Изследван е и етерично-масления състав на Salvia officinalis, култивирана в монголската пустиня Гоби (публ. № 26). Установено е съдържанието на 23 компонента. Маслото се характеризира с високо съдържание на монотерпеноиди (59.3%). α- Туйон, камфор, α-хумулен, видифлорол, маноол и 1,8-цинеол са намерени в количества над 6%. Получените резултати са сравнени с тези от анализ на етерични масла от Salvia officinalis с различен географски произход. Наблюдавано е сходство в химичния състав на основните компоненти и незначителна разлика в количествения състав с някои от тях.

За първи път е изследван етерично-масления състав на Achillea clusiana (публ. № 27). Видът, описан във Флора на Европа с няколко синонимни имена и с все още неясна ботаническа класификация, се среща във високите планински части на Балканския полуостров и Източни Алпи. 54 компонента в количества над 0.1% са регистрирани, съставляващи 92.5% от изследваното масло. Установено е високо съдържание на кислород-съдържащи моно- и сескитерпеноиди (общо 78.9%). α- и β-Туйони, 1,8-цинеол и камфор са основните монотерпеноиди, а фарнезол, неролидол и негови производни (кабруева оксиди А-Д, изохумбертиолите А-Д, бежарол и 7-хидрокси-6,7-дихидро-5,6Е-дехидронеролидол) са доминиращи в групата на сескитерпеноидите. Камфановият тип съединения (като камфор, борнеол, борнл ацетат и др.) и 1,8-цинеол са най-често срещаните монотерпеноиди в етерични масла на видове Achillea, докато туайановия тип съединения са доста по-рядко наблюдавани. Гореспоменатите неролидоловите поризводни също не са типични както за етерични масла от видове Achillea, така и за масла от други видове в сем. Asteraceae. Тези съединения биха могли да се разглеждат като продукти от оксидативна ензимна редукция и/или окисление на неролидол през 5-хидроксинеролидол. Получените данни са сравнени с тези за видовете принадлежащи към секция Anthemoideae, към която принадлежи изследвания вид. Наблюдавните прилики и разлики в химичния състав са недостатъчни за сериозни хемотаксономични заключения.
3. Сравняване на различни техники за екстракция на биологично активни вещества от лечебни растения

Известно е, че екстракцията на природни продукти е важна не само като ключов етап в извличането им от растителни суровини, но също и за качествен контрол на продуктите. Нарастващият интерес към растителните вторични метаболити се съпътства и от необходимостта от разширяване и модифициране на начините за екстракцията им от природни източници. Във връзка с това и като част от проект финансиран от НФНИ, са сравнeни различни техники за екстракция (мацерация, ултразвукова и микровълнова) на биологично активни съединения от две 2 лечебни растения бял равнец (Achillea millefolium Proa) и цариче (Alchemilla mollis). Изследвано е влиянието на разтворителя и условията (време, температура и др.) върху ултразвуковата и микровълновата екстракции с цел оптимизиране на екстракционния процес. Установено е, че количеството на тоталния екстракт и тоталното фенолно съдържание в A. millefolium Proa нарастват с повишаване полярността на разтворителя, докато количеството на флавонидите е максимално при екстракция с метанол, а това на сескитерпеновите лактони е почти еднакво във всички използвани разтворители. Ултразвукова екстракция за 60 мин и микровълнова екстаркция за 60 сек води до по-високо или почти еднакво съдържание на тотален екстракт, тотални феноли и флавоноди в сравнение с традиционната екстракция при стайна температура за 24 ч. Най-високо съдържание на сескитерпенови лактони е постигнато в хлороформ при 20 минутна ултразвукова екстракция и 20 секундно микровълново ирадиране (публ. № 23).

При сравняване на различните екстракционни техники за извличане на биологично активни вещества от листа на Alchemilla mollis е намерено, че тоталният екстракт и количеството на тотални феноли и флавоноиди получени в условията на 30 минутна ултразвукава екстракция и на 20 сек. микровълново ирадиране са по-високи или равни на тези получени при мацерация за 24 ч. Тяхното количество зависи от полярността на разтворителя и нараства в реда МеОН, 70%EtOH, H2O и 70% ацетон (публ. № 24).

Получените резултати са обещаващи, защото използваните съвременни водят до намаляване на разходите за извличане на целевите продукти от растителни обекти: съкращаване на времето за екстракция, редуциране на количеството на използвания разтворител, понижаване на разходите на електроенергия и др.


4. Синтез на произовдни на природни продукти като вещества с потенциална биологична активност.

4.1. Получаване на циклопорпанови производни на кумарини.

Изследвано е взаимодействието на 3-заместени кумарини (2-оксо-2H-1-бензопирани) с фенацилбромид в условията на реакцията на Видман. С оглед подобряване на добивите на циклопропановите съединения и оптимизиране на реакционните условия са използвани различни бази и разтворители, както и двуфазни системи в присъствие и отсъствие на преходен агент, служещ като катализатор. Установено е, че най-добри резултати се получават в присъствие на катализатор (Aliquat 336 или TPBP) в двуфазни системи. Установено е също, че стереоселективоността на реакцията зависи от стерични фактори и от природата на ацилните заместители. Синтезирани са 18 нови вещества, чиято структура е определена еднозначно с помоща на спектрални методи. (публ. № 1).

4.2. Синтез на С- и О- арилгликозиди като потенциални антиоксиданти.

Известно е, че природни и синтетични фенолни съединения като ВНА притежават антиспазмогенна и антиоксидантна активност. Предположено е, че подходящо функционализиране на тези съединения може да доведе получаване на ефективни агенти срущу исхемичен удар. Гликозидирането им би довело до повишаване на тяхната водоразтворимост и до улесняване на тяхното проминаване в клетъчното и междуклетъчното пространство и съответно да повишаване на тяхната активност. Във връзка с това, серия от С- и О- арилгликозиди са синтезирани и структурно охарактеризирани. При реакция на гликозидиране на tert-BHQ в киселинни условия с подходящо модифицирани донори са получени серия от О- арилгликозиди с добри добиви. Наблюдаваната висока β-селективност може да бъде обяснена с влиянието на съседния С-2 заместител чрез образуване на междинен ацилоксониев или оксазолониев йон. При реакция на броммагнезиеви соли на феноли и ацетил-D-глюкал в ултразвукова вана са получени серия от С- и О- арилгликозиди с добиви от 10 до 77%. Реакцията е високо стереоселективна и води до получаването главно на С-1-α-аномера. Структурата на синтезираните над 20 нови съединения е определена със спектрални методи (ЯМР и МС). Двете серии С- и О- гликозиди могат да бъдат разграничени от броя на сигналите и константите на спиново взаимодействие в ароматното ядро, присъствието/отсъствието на ОН сигнал в 1Н ЯМР спектрите и др. Съществените различия в мас-спектралната фрагментация позволи разграничаването на С- и О- производните, както и на позиционните изомери. Структурата на някои съединия е доказана и с помоща на X-ray. Изследвана е антиоксидантната активност на синтезираните съединения. Установено е, че те притежават добра до висока антипеорксидантна активност в сравнение с тази на ВНА. Единствено съединенията, в които липсва фенолна ОН група са неактивни (публ. № 11 и 12).







База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница