Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Cтраница 3

Биосинтез дидимовой кислоты, как и некоторых других полициклических лишайниковых веществ (в частности, рассматриваемых в этой главе усниновой кислоты и стрепсилина), вероятно, осуществляется путем конденсации ацетильных остатков с образованием соответствующих фенольных соединений521, которые затем подвергаются окислительной димеризации и различным дальнейшим превращениям.  

Следует, впрочем, заметить, что препарат, полученный из лишайника Evernia i - irunastri и содержащий наряду с усниновой кислотой (о ней см. стр.  

Перейдем к рассмотрению тех экспериментальных данных, которые привели к заключению, что формула (333) правильно отражает строение молекулы усниновой кислоты.  

В то же время, исходя из формул (333) чИ (349), можно вполне удовлетворительно объяснить все до сих пор известные свойства и превращения усниновой кислоты, что и заставляет признать эти формулы правильными.  

Однако наиболее интенсивно эти исследования стали развиваться лишь в период 1930 - 1940 гг., когда появилось очень значительное число сообщений 1409 ms-i - иь посвященных как самой усниновой кислоте, так и ряду продуктов ее расщепления.  

Интересно, однако, что антибиотические свойства усниновой кислоты не зависят от пространственного строения ее молекулы: () -, (-) - и () - усниновые кислоты обладают практически одинаковой активностью. Ее извлекают при помощи Et2O и после отде - ления от других лишайниковых веществ очищают кристаллизацией из петролейного эфира.  

Усниновая кислота (333) и ее диацетильное производное (350) титруются как одноосновные кислоты, хотя они и не содержат карбоксильной группы. Усниновая кислота обладает тремя активными атомами водорода, несмотря на наличие только двух фенольных гид-роксилов. Отсюда следует, что ее ациклическая группировка содержит энольный гидроксил, обладающий сильно кислыми свойствами.  

Несмотря на то, что усниновая кислота впервые была выделена в 1843 г. из Ramilina fraxinea и L / snea borbata , химическое строение ее в течение почти целого столетия оставалось неизвестным. Строению усниновой кислоты были посвящены многочисленные работы ; однако ясность в отношении главных структурных особенностей этого соединения и продуктов его превращения была внесена в результате более поздних исследований, которые про-вели Робертсон, Асахина и Шепф и их сотрудники.  

С помощью этой формулы можно объяснить поведение усниновой кислоты как 1 3-дикетона по отношению к реагентам, дающим характерные реакции с карбонильной группой. Формула XIX позволяет объяснить поведение усниновой кислоты при титровании и при определении активного водорода по методу Чугаева - Церевитинова. На основании этой структуры легко объяснить образование продуктов гидролитического расщепления усниновой кислоты.  

Слоевище у нее имеет вид прямостоячих или распростертых кустиков, конечные веточки всегда синевато-черные. Она содержит в большом количестве усниновую кислоту (до 8 %), ее особенно охотно поедают северные олени.  

Строение большинства О-гетероциклических антибиотиков в настоящее время установлено полностью, а многие из них получены синтетически. Химическое изучение таких антибиотиков, как патулин, усниновая кислота, гризеофульвин, геодин, цитринин и сезамин, потребовало значительных усилий и предлагавшиеся для них формулы неоднократно приходилось пересматривать. В качестве характерного примера можно привести усниновую кислоту, установление строения которой потребовало более чем шестидесятилетних исследований, а ее синтез был осуществлен еще на 15 лет позднее. С другой стороны, в последнее время было уделено незаслуженно много внимания изучению довольно обычных превращений, например, такого сравнительно простого соединения.  

Благодаря высокому антибиотическому действию ряда лишайников (их экстрактов) вещества, содержащиеся в лишайниках, заслуживают особого внимания. Биологическая активность объясняется прежде всего наличием d - усниновой кислоты, встречающейся в видах уснеа, эверниа, летариа и пар-мелиа. Из лишайников выделено также около 70 других соединений, которые можно отнести к депсидам, депсидонам, дибензофуранам и лактоновым кислотам. Для идентификации имеет смысл наряду с кислотами, выделенными из лишайников, хроматографически анализировать и продукты их гидролиза.  

Усниновая кислота

Усни́новая кислота́ является одним из специфических лишайниковых веществ, которые образуются в процессе метаболизма и не встречаются в других группах организмов. Название происходит от рода лишайников Usnea .

Среди свойств усниновой кислоты, как биологически активной, для человека наибольший интерес представляет ее антибактериальная активность, которая уже нашла применение в медицине: препарат бинан (натриевая соль усниновой кислоты) применяется при лечении многих заболеваний, в том числе, против туберкулеза , а также как противоожоговое средство, которое можно купить в аптеках. Это и определило интерес к усниновой кислоте.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Усниновая кислота" в других словарях:

УСНИНОВАЯ КИСЛОТА (C - 18H16O7) лишайниковое вещество, встречается в слоевищах многих лишайников, обладает широким антибиотическим спектром действия и высокими бактериостатическими и бактерицидными свойствами. На базе У. к. создан отечественный антибиотический препарат … Словарь ботанических терминов

Цетрария снежная … Википедия

Экономическое значение лишайников в жизни человека велико. Во первых, это важнейшие кормовые растения. Лишайники служат основным кормом для северных оленей животных, играющих большую роль в жизни народов Крайнего Севера. Основу… … Биологическая энциклопедия

Полифилетическая группа грибов Эрнст Генрих Геккель … Википедия

Лишайники (лат. Lichenes) симбиотические ассоциации грибов (микобионт) и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий (фотобионт); микобионт образует слоевище (таллом), внутри которого располагаются клетки фотобионта. Группа… … Википедия

В состав лишайников входят многие элементы и вещества. Все их можно разделить на две большие группы первичные и вторичные. К первичным относятся те вещества, которые непосредственно принимают участие в клеточном обмене веществ; из них… … Биологическая энциклопедия

Лишайники чрезвычайно широко распространены на земном шаре, они встречаются почти во всех наземных и даже некоторых водных экосистемах. Особенно велика их роль в тундровых, лесотундровых и лесных биогеоценозах, где они составляют заметную … Биологическая энциклопедия

Под именем О. известен в продаже красильный продукт темно фиолетового цвета, приготовляемый из различных пород лишаев и употребляемый для окрашивания шелка и шерсти в различные смешанные цвета. О. представляет одно из наиболее древних красильных… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Обширная группа органических соединений, содержащихся в лишайниках (См. Лишайники). Встречаются во многих родах лишайников (Ramalina, Evernia, Cladonia, Anzia и др.). Обычно для каждого вида лишайников характерно несколько определённых Л … Большая советская энциклопедия

Вырабатываемые микроорганизмами химические вещества, которые способны тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов. Противомикробное действие антибиотиков имеет избирательный характер: на одни организмы они действуют сильнее, на… … Энциклопедия Кольера

Син.: исландский лишайник, колючник, сухоборный мох, лопастянка, легочный мох, комашник, рябчиковый мох, исландская лопастянка.

Цетрария исландская (исландский мох) – уникальное целебное растение, название которого не имеет ничего общего с настоящими мхами. Этот лишайник является показателем экологической чистоты местности. Применяется в медицине, народном хозяйстве, кулинарии.

Задать вопрос экспертам

В медицине

Цетрария исландская нашла свое применение в официальной и народной медицине. В составе растения присутствует усниновая кислота, которая обладает сильной антибиотической активностью, поэтому исландский мох успешно используется при лечении простудных заболеваний, воспалениях органов брюшной полости и кишечника. Полезные свойства цетрарии известны человечеству с давних времен. Еще в IX столетии этот лишайник был признан официальной медициной. Второе его название звучало как «легочный мох», поскольку доказан его эффект при простудных заболеваниях, кашле.

Цетрария показана для излечения истощенных больных, при анемии, опрелостях и ожогах, язвах и гастритах. Растение обладает мощными антибактерицидными, ранозаживляющими, иммуностимулирующими свойствами. Поэтому успешно используется для заживления ран, лечения заболеваний кожи, инфекционных недугов, от кашля.

Питательная ценность цетрарии имеет высокие показатели: 80% массы составляют углеводы, 2% - жиры, 3% - белки. Мох легко усваивается организмом, отсутствуют растраты энергии для этого процесса. Он показан для истощенных больных и после тяжелых инфекционных болезней.

В составе лишайника содержатся вяжущие активные компоненты, крахмал. Из растения готовят студни и применяют при диарее. Дубильные вещества исландского мха способствуют излечению организма от отравления ядами растительного происхождения и тяжелыми металлами.

В кулинарии

Некоторые народы применяют лишайники в кулинарии. В составе исландского мха найдены пектиновые вещества, которые обладают высокой способностью к образованию клейкой массы - желе. Поэтому растение применяют для приготовления студня, киселя. Из исландского мха получается неплохое пиво. Северные жители измельченный высушенный мох добавляют в муку и пекут хлеб.

В других областях

В прошлом лишайники, в том числе и цетрарию, использовали в качестве красящего сырья. Сегодня синтетические анилиновые красители вытеснили кустарное производство красящих веществ из этих растений.

В 20 столетии из стелющегося исландского мха было произведено клеевое высококачественное вещество, напоминающее желатин.

Лишайник произрастает только в экологически чистой среде. Исландский мох является отличным кормом для оленей и свиней.

Классификация

Цетрария исландская или исландский мох (лат. Cetraria islandica) принадлежит к роду Cetraria, семейства Пармелиевых.

Ботаническое описание

Исландский мох представляет собой небольшой ветвистый куст с листовым талломом (слоевищем). Многолетнее растение относится к обыкновенным лишайникам, окрашено в буро-зеленый оттенок с белыми пятнами. Достигает в высоту обычно 12-15 см. Слоевище состоит из плоских, свернутых в виде желобка лопастей. Этот ветвистый куст крепится к субстрату (почве, коре деревьев или старых пней) ризоидами. Таллом мха бывает различной окраски: от светло-коричневой до зеленовато-бурой. На нижней части слоевища имеются отверстия, которые предназначены для проникновения воздуха. Лопасти по краям немного загнуты, блестящие.

Размножается цетрария спорами. Плодовые тела исландского мха имеют блюдцеобразную форму, они плоские или слегка вогнутые, образуются на концах лопастей таллома. При благоприятных условиях мох хорошо растет, размножается. Если же наступает засуха, то растение подсыхает, меняет цвет своего окраса от зеленого до беловато-серебристого. В таком состоянии анабиоза может провести до нескольких лет, после чего при достаточном увлажнении субстрата возрождается вновь за несколько часов.

Распространение

Цетрария исландская как представитель лишайников распространена во всех регионах России, встречается на Крымском полуострове, Кавказе, а также в Австралии, Азии, Африке. Предпочитает климатические условия умеренных широт, тундры и лесотундры. Исландский мох произрастает в сосновых лесах, прикрепляясь ризоидами к почве или к коре больших старых пней, прекрасно себя чувствует в песчаных незатененных местах, на болотах и высокогорьях. Хорошо растет в экологически чистых условиях, разрастается колониями на хорошо освещенных территориях.

Регионы распространения на карте России.

Заготовка сырья

Исландский мох заготавливают в конце лета или ранней осенью. Чтобы сохранить лечебные свойства растения, сырье тщательно просушивают и хранят не больше двух-трех лет. Собранные руками или с помощью граблей лишайники, очищают от остатков почвы, хвои, мелко режут и высушивают в хорошо вентилируемом помещении. Желательно чтобы прямые лучи не попадали на слоевища лишайников, поскольку многие полезные компоненты разрушаются под воздействием ультрафиолета. Сырье еще раз переворачивают и досушивают. Хранят в мешках, деревянных бочках или стеклянных банках в темном месте при комнатной температуре.

Химический состав

В составе растения обнаружено больше 10 полезных микроэлементов: активный компонент лихенин, изолихенин, сахара, воск, камедь, марганец, железо, йод, медь, титан, пигменты, лишайниковые кислоты (усниновая, лихестериновая, протолихестериновая, фумарпротоцентраровая и другие). Наличие кислот придают растению горечи, а также обуславливают его антисептические и тонизирующие свойства. Богатый состав микроэлементов, наличие полисахаридов способствуют укреплению защитных сил организма человека.

Фармакологические свойства

Препараты из исландского мха обладают иммунномоделирующим, противовоспалительным эффектом, оказывают антимикробное, антиоксидантное, абсорбирующее, онкопротекторное действие на организм человека. Слизистое вещество устраняет раздражение, обволакивает воспаленные желудка, ротовой полости, гортани, кишечника.

Натриевая соль усниновой кислоты, которая обладает антибактериальным свойством, успешно используется в составе препаратов цетрарии. Лихестериновая, а также протолихестериновая кислоты особо активны в отношении стрептококков, стафилококков и прочих устойчивых микробов. Уснинат натрия употребляется наружно при терапии трофических язв, инфицированных ран, ожогов.

Благодаря уникальному составу, исландский мох считается природным антибиотиком, сила которого нередко преобладает над обычными антибиотиками. На болезнетворные бактерии, вирусы и грибки эффективно воздействуют кислоты лишайника, в частности усниновая.

Группой немецких фармацевтических компаний разработаны препараты на основе мха исландского: Исла-Моос и Исла-Минт, Бронхикал плюс для детей, Bronchialtee 400, Salus Bronchial-Tee № 8, присутствующие на рынке уже много лет. Это говорит об их востребованности и об уникальности составляющих компонентов лишайника. Данные лекарства успешно излечивают болезни верхних дыхательных путей, показаны при сухом «лающем» кашле, при патологических состояниях от ларингита до астмы, при осиплости голоса и его полной потере. Активные компоненты препаратов не только лечат, но и отлично защищают, предупреждают развитие разнообразных простудных инфекций в холодное время года.

Употребление цетрарии в форме лекарственных средств благотворно влияет на работу кишечника, желудка, активизируя его секреторную функцию и тем самым повышая аппетит.

Биологически активные вещества цетрарии обладают противовоспалительным, смягчающим и отхаркивающим действием.
Полисахариды исландского мха обладают способностью защищать слизистую оболочку дыхательных путей от воздействия различных химических факторов.
Установлено, что отдельные лишайниковые кислоты проявляют выраженную противомикробную активность. Особенно ценна усниновая кислота, обладающая сильной антибиотической активностью. Ее натриевая соль подавляет рост микобактерий туберкулеза и других грамположительных микроорганизмов (стафилококков, стрептококков). По антибактериальной активности усниновая кислота примерно в 3 раза уступает стрептомицину. Установлено, что лишайниковые экстракты действуют преимущественно на грамположительные кислотостойкие бактерии. И только некоторые, в виде исключения - на отдельные грамотрицательные виды. В процессе изучения технологии лекарственных средств, которые изготавливаются из цетрарии, было установлено, что при изготовлении отвара в воду переходит только цетраровая кислота, а усниновая кислота - нет.
Усниновая кислота в небольших дозах обладает способностью убивать возбудителей туберкулеза и некоторые другие грамположительные бактерии.
Большое значение имеет и фумарпротоцентраровая кислота, которую считают одним из наиболее активных противомикробных факторов цетрарии. Кроме вышеуказанного, немецкие ученые считают протоцетраровую кислоту, выделенную из водной вытяжки цетрарии, сильным иммуномодулятором, способствующим активизации иммунной системы.
В свободном состоянии и в виде солей D-протолихестериновая кислота активна против Helicobacter pylori. Очевидно, с этим действием хотя бы частично связана терапевтическая эффективность исландского мха при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Применение в народной медицине

Лишайник уже много веков применяется в народной медицине. Целебные отвары и настои используют при туберкулезе, астме, кашле, хронических запорах, спазмах в кишечнике и желудке. Мох применяют при воспалении миндалин, бронхите, коклюше, пневмонии, для снятия зубной боли. Экстракты цетрарии на спирту или масле особо эффективны при гнойных ранах, ожогах и язвах.

Исландскому мху свойственны противовоспалительные, противомикробные, кровоостанавливающие и легкие седативные свойства. Цетрария отмечена как тонизирующее, иммуномодулирующее, общеукрепляющее средство. В некоторых странах Европы лишайник используется для производства лекарств против ВИЧ инфекции. Японские исследователи обнаружили особые свойства мха, излечивающие онкологические заболевания и различные инфекции.

Историческая справка

Латинское название исландского мха происходит от слова cetra в переводе «щит». Первое письменное упоминание о применении исландского мха в качестве лекарственного сырья появилась в XVII веке. Вторая половина XVIII и первая половина XIX века были периодом наиболее широкого применения исландского мха как лечебного средства. Среди всех известных лишайников некоторые тогдашние авторы особенно высоко ценили цетрарию исландскую. В частности, в 1809 году Луйкен писал, что этот мох находится на первом месте среди лекарств. Указывая на возможности лечебного применения цетрарии, в том числе и при туберкулезе, Луйкен отмечал, что за антисептический эффект лекарства с цетрарией выделяются среди всех известных на то время лекарств. В XVIII и XIX веках цетрария была хорошо известным традиционным средством при лечении туберкулеза легких, а ее слоевище входило в большинство европейских фармакопей тех времен.
В конце XIX и начале XX века в связи с интенсивным развитием научно-практической медицины врачи реже стали применять лекарственные средства с цетрарией.
В 1919 году А. А. Еленкин и В. Е. Тищенко написали первую научную монографию «Исландский мох и другие полезные лишайники русской флоры». Книга была сдана в печать в издательство Петроградского отделения Российского пищевого научно-технического института. Однако данная книга в связи с ликвидацией указанного института не вышла в свет. В том же году В. Н. Любименко на основе вышеуказанной рукописи опубликовал статью «Исландский мох как пищевое средство», а позднее А. А. Еленкин в монографии «Лишайники как объект педагогики и научного исследования» коснулся проблем практического применения цетрарии исландской в пищевой промышленности. В период интервенции и гражданской войны в СССР в 20-х годах, которые обусловили голод в отдельных регионах страны, народы российского севера использовали слоевище исландского мха как дополнительный пищевой продукт. Удаляя с помощью соды или щелочи горькие вещества с цетрарии и высушивая очищенное слоевище, подмешивали ее в муку и выпекали хлеб. Среди многих северян цетрария была известна под названием хлебный мох. В медицинских источниках прошлых лет цетрария вспоминается как эффективное средство против слизетечения из канала кишечника, для лечения мочевого пузыря, почек, при затяжном поносе.

Литература

1. Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 3. Водоросли и лишайники / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1981

2. Лекарственные растения и их применение. — 5-е изд., перераб. и. доп. — М., Наука и техника, 1974.

Владельцы патента RU 2317076:

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. Проводят экстракцию смеси лишайников родов Usnea и Cladonia органическим растворителем (хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей) с последующим выделением целевого продукта путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ - спирт (1:10) или из гексана. Изобретение позволяет повысить выход до 0.99-2.44%.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается получения усниновой кислоты - (2,6-диацетил-3,7,9-тригидрокси-8,9b-диметил-9bН-дибензофуран-1-она) следующей структурной формулы I:

Усниновая кислота - желтое кристаллическое вещество с остовом дибензофурана обладает высокой активностью по отношению ко многим патогенным организмам вирусной, бактериальной и грибковой природы, благодаря своим свойствам используется в косметике, стоматологии и других областях медицины. Хорошим источником усниновой кислоты являются различные виды лишайников, например лишайники родов Usnea и Cladonia, в которых это соединение является основным метаболитом.

Известны способы получения усниновой кислоты путем экстрагирования лишайника бензолом, которые отличаются стадией выделения чистого вещества из сухого экстракта.

По способу, описанному в [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], лишайник экстрагируется бензолом, бензол удаляется, сухой экстракт лишайника обрабатывается хлороформом, хлороформный экстракт упаривается, остаток обрабатывается холодным спиртом, выпавшие кристаллы усниновой кислоты далее еще раз растворяют в горячем хлороформе и высаживают холодным спиртом и эфиром. Таким образом, процедура извлечения усниновой кислоты из экстракта многостадийная, а достигаемый выход составляет всего 0.66%.

По изобретению [А.с. СССР 833255, МКИ3 А61К 35/82. Способ получения усниновой кислоты, БИ №20, 1981] выход целевого продукта также невысок - 0.76%. Способ заключается в экстрагировании лишайника бензолом, удалении бензола, обработки сухого остатка хлороформом, после чего извлеченная из экстракта усниновая кислота очищается с использованием силикагеля. Сначала загрязненная усниновая кислота в растворе наносится на силикагель, растворитель удаляется, а целевой продукт элюируется с силикагеля на колонке смесью бензол - хлороформ. Такой многоступенчатый способ очистки с использованием силикагеля не является технологичным и будет затруднять выделение больших количеств усниновой кислоты.

В качестве прототипа выбран способ [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], которому присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения.

Задачей изобретения является создание технологичного способа получения усниновой кислоты из доступного сырья с высоким выходом.

Поставленная задача решается способом экстракции воздушно-сухого сырья доступными растворителями при кипячении с последующим выделением чистой усниновой кислоты в виде желтых кристаллов при выдерживании раствора после частичного удаления экстрагента либо при растворении сухого экстракта при нагревании в смеси хлороформ - этиловый спирт (1:10) с последующим охлаждением раствора, причем в качестве сырья - источников усниновой кислоты - используются смеси лишайников рода Usnea, которые до сих пор являются неиспользуемым отходом при лесозаготовках, а также лишайников рода Cladonia, входящиих в состав оленьего мха, широко распространенного в тундре и горном Алтае.

Лишайники рода Usnea являются источником для выделения (+)-усниновой кислоты, лишайники рода Cladonia - для выделения (-)-усниновой кислоты. А из смеси лишайников родов Usnea и Cladonia извлекается (±)-усниновая кислота.

В качестве растворителей для извлечения усниновой кислоты используются хлороформ, четыреххлористый углерод, бензол, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей в различных соотношениях. Такой подбор растворителей для экстракции и выделения основан на том, что усниновая кислота растворима в хлороформе и бензоле, в гексане, петролейном эфире и ацетоне - растворима при нагревании, трудно растворима - в этаноле. Именно поэтому усниновая кислота хорошо кристаллизуется из частично упаренного гексанового раствора или раствора в петролейном эфире и нефрасе при охлаждении; из сконцентрированного хлороформного экстракта - высаживается спиртом, или сухой экстракт при нагревании растворяется в подобранной системе хлороформ - этанол (1:10), из которой кристаллическая усниновая кислота выпадает при охлаждении.

Исходное сырье - сумма лишайников рода Usnea - заготавливалось на Алтае, собиралось на ветках пихты и ели, на участках леса, имеющих потенциальную ценность для лесозаготовок. Образцы лишайников рода Cladonia собраны на Семинском перевале (Алтай). Собранные на ветках пихты и ели лишайники рода Usnea имеют следующий состав: Usnea hirta Web., Usnea longissima Arh. (основные виды в смеси), в меньшем количестве Usnea subfloridana Stirt., Usnea glabrescens Hav. Ap.Lynge, Usnea wasmuthii Ras., Usnea glabrata (Arh.) Vain., Usnea scabrata NyL; собранные на Алтае лишайники рода Cladonia: основные виды - Cladonia uncialis (L.) Wigg., Cladonia rangiferina (L.) Web. ex Wigg., Cladonia stellaris (Opiz) Pouzard et Vezda, в меньшем количестве - Cladonia mitis (Sandst). Hustich, Cladonia pyxidata (L.) Hoffm., Cladonia crispata (Ach.) Flot, Cladonia cariosa (Ach.) Spreng.f.cariosa, Cladonia Squamosa (Scop.) Hoffm.ssp. squamosa, Cladonia gracilis (L.) Willd. Усниновая кислота может быть извлечена как из отдельных видов лишайников родов Usnea и Cladonia, так и из смесей видов и родов лишайников, перечисленных выше.

Таким образом, предлагаемый способ получения усниновой кислоты прост в технологическом исполнении и позволяет получить чистую усниновую кислоту с высоким выходом после однократного осаждения, без дополнительной очистки, он имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами:

Экстракция проводится из суммы лишайников, которые могут быть достаточно легко заготовлены в отличие от сбора индивидуальных видов;

Для извлечения усниновой кислоты используются различные растворители и смеси растворителей; отогнанный из экстракта растворитель не требует дополнительной очистки или регенерации для использования в повторных экстракциях, что весьма технологично. Растворители подобраны таким образом, что осаждаемая из растворов усниновая кислота не требует дополнительной очистки и выделяется с выходом большим, чем в способах-аналогах, указанных выше. Выход целевого продукта по предлагаемому способу составляет 0.99-2.44% против 0.66% по известному способу-прототипу.

Полученное вещество представляет собой усниновую кислоту без примесей, чистота которой доказана на основании данных спектров ЯМР 1 H и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Полученные кристаллы имеют т.пл. 198°С. Чистота по ВЭЖХ - 97-98%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 200 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea экстрагируют последовательно два раза 1.5 л хлороформа при кипячении в течение 4 часов. Растворитель отгоняют, сухой остаток составляет 6.35 г. Экстракт растворяют при кипячении в 100 мл смеси хлороформ-этанол (1:10), после охлаждения раствора из него выпадают светло-желтые кристаллы (+)-усниновой кислоты, масса отфильтрованных высушенных кристаллов составляет 2.82 г (Выход - 1.41%). [α] D   25 +395° (с 1.5, CHCl 3) ЯМР 1 Н (CDCl 3 , δ, м.д.) 1.73 С 9b -СН 3 , 2.03 С 8 -СН 3 , 2.64 и 2.65 С 10 -СН 3 и С 11 -СН 3 , 5.93 Н 4 , 10.89 С 8 -ОН, 13.21 С 6 -ОН, 18.86 С 3 -ОН.

Пример 2. 250 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea в 2 л колбе кипятят с хлороформом дважды по 4 часа (по 1.7 л хлороформа). Растворитель удаляют до объема экстракта ˜30-50 мл, добавляют в колбу 80-100 мл этилового спирта, после чего выпадают кристаллы усниновой кислоты. Осадок отделяют на воронке Бюхнера, промывают на фильтре спиртом и сушат на воздухе. Выделяют 4.3 г (+)-усниновой кислоты. [α] D   25 +390° (с 1.4, CHCl 3). Выход целевого продукта 1.72%.

Пример 3. 292.60 г воздушно-сухого лишайника Cladonia stellaris измельчают и трехкратно экстрагируют петролейным эфиром (по 1.5 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт после удаления растворителя до 0.25 л оставляют на 4-6 часов. Выпавший осадок в виде светло-желтых игл представляет собой (-)-усниновую кислоту, массой 3.00 г (Выход - 1.03%). [α] D   25 -450° (с 1.5, CHCl 3).

Пример 4. 225 г смеси лишайников родов Cladonia и Usnea (соотношение ˜1:1) экстрагируют последовательно трижды нефрасом (по 1.5 л, по 4 часа), горячий экстракт сливают, растворитель удаляют до объема 0.2-0.3 л и оставляют стоять 4-6 часов. Выпавший осадок в виде желтых игл представляет собой рацемическую (±)-усниновую кислоту массой 2.81 г (Выход - 1.25%).

Пример 5. 81.80 г лишайника Usnea filependula экстрагируют гексаном (по 1.0 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают до объема 0.25 л. Масса (+)-усниновой кислоты, выпавшей из охлажденного экстракта, составила 2.00 г (Выход - 2.44%). [α] D   25 +441° (с 1.60, CHCl 3).

Пример 6. Смесь лишайников рода Usnea массой 210 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и петролейного эфира ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.05 г (Выход - 0.98%), которые по спектру ЯМР 1 H представляют собой усниновую кислоту. [α] D   25 +416° (с 1.64, CHCl 3).

Пример 7. Смесь лишайников рода Usnea массой 190 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и хлороформа ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.65 г (Выход - 1.39%), которые по спектру ЯМР 1 Н представляют собой усниновую кислоту. [α] 0   25 +414° (с 1.60, CHCl 3).

Способ получения усниновой кислоты из лишайников путем экстракции органическим растворителем с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве лишайников используют смесь лишайников родов Usnea и Cladonia, в качестве органических растворителей - хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и их смеси, а выделение проводят путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ-спирт (1:10) или из гексана.

Похожие патенты:

Изобретение относится к лекарственным средствам и касается депигментирующей композиции для кожи, которая содержит адапален и по меньшей мере одно депигментирующее вещество, выбранное из производных фенола, таких как гидрохинон или 4-гидроксианизол в физиологически приемлемом носителе.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении целевой доставки в желудочно-кишечном тракте твердой лекарственной формы с защитным покрытием.

1 Институт экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук

2 Северный Арктический федеральный университет им. М.В. Ломоносова

3 Институт экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук, Северный Арктический федеральный университет им. М.В. Ломоносова

Значительно возросший интерес к биологически активным веществам растительного происхождения объясняется широким спектром фармакологической активности биоактивных веществ. Среди них особое место занимает усниновая кислота, которая обладает высоким противомикробным, антиоксидантным, противоопухолевым, а также иммуностимулирующим свойствами. В?данной статье проведен сравнительный анализ методов извлечения усниновой кислоты из лишайника рода Cladonia stellaris. Рассмотрены традиционные методы экстракции (мацерация, перколяция), их модификации (использование техники сверхвысокочастотного излучения) и современные (применение суб- и сверхкритических растворителей), отмечены их достоинства и недостатки. Показано, что высокоэффективным является метод сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода, позволяющий с высоким выходом получить усниновую кислоту (до 2,39?% от массы а.с. лишайникового сырья), при этом экстракт содержит 90–100?% усниновой кислоты.

лишайники

методы экстракции

усниновая кислота

1. Кершенгольц Б.М., Ремигайло П.А., Шеин А.А., Кершенгольц Е.Б. // Дальневосточный медицинский журнал. – 2004. – № 1. – С. 25–29.

2. Коптелова Е.Н., Кутакова Н.А., Третьяков С.И. Извлечение экстрактивных веществ и бетулина из бересты при воздействии СВЧ-поля // Химия растительного сырья. – 2013. – № 4. – С. 159–164.

3. Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. – М.: Изд. АН СССР, 1961. – 82 с.

4. Пичугин А.А., Тарасов В.В. Суперкритическая экстракция и перспективы создания новых бессточных процессов // Успехи химии. – 1991. – Т. 60. – С. 2412–2421.

5. Подтероб А.П. Химический состав лишайников и их медицинское применение // Химико-фармацевтический журнал. – 2008. – Т. 42. – № 10. – С. 32–38.

6. Соколов Д.Н., Лузина О.А., Салахутдинов Н.Ф. Усниновая кислота: получение, строение, свойства и химические превращения // Успехи химии. – 2012. – Т 81. – № 8. – С. 747–768.

7. Manojlovic N.T., Vasiljevic P.J., Maskovic P.Z., Juskovic M., Bogdanovic-Dusanovic G. // Evid Based Complement Altrnat Med. – 2012. – № 1. – С. 1–8.

Для каждого вида лишайника характерно наличие определенных лишайниковых кислот (например, усниновая, протолихестериновая, лихестериновая кислоты характерны для лишайников рода Сladonia), что служит их систематическим признаком. Усниновая кислота (УК) – желтое кристаллическое вещество, по структуре относящееся к дибензофуранам, обладает высокой активностью по отношению ко многим патогенным организмам вирусной, бактериальной и грибковой природы и имеет антиоксидантные, противоопухолевые, иммуностимулирующие и гепатопротекторные свойства (используется в составе БАД для снижения веса), что позволяет успешно использовать ее при лечении заболеваний различной этиологии . Благодаря таким свойствам применяется в фармакологии, косметике, стоматологии и других областях медицины . Однако, несмотря на положительный опыт использования УК во многих разделах клинической медицины, производство лекарственных средств на ее основе не налажено. Вероятно, известные методы выделения биоактивных веществ из лишайникового сырья не дают желаемых результатов. Известно около 70 видов лишайников, содержащих усниновую кислоту. Однако промышленное значение могут иметь только те из них, в которых количество этой кислоты составляет не менее 0,5 %. Перспективным источником усниновой кислоты является род лишайника Cladonia, в котором это соединение является основным метаболитом.

Классическими методами выделения биологически активных соединений из растительного сырья являются экстракционные с применением органических растворителей. К ним относятся мацерация (настаивание), перколяция (непрерывная фильтрация экстрагента сквозь слой сырья), реперколяция. Для выделения лишайниковых кислот используют различные органические растворители: бензол, ацетон, гексан, этанол, петролейный эфир, хлороформ или их смеси для увеличения выхода целевого продукта . Достоинством этих способов является простота исполнения и оборудования. К недостаткам относятся длительность процесса экстракции, повышенное содержание примесей в экстрактах, трудоемкость, использование значительных объемов растворителей, часто высокая токсичность и летучесть применяемых органических растворителей. Однако, несмотря на указанные недостатки, эти методы находят свое применение в настоящее время, но чаще в модифицированном виде. К таким способам можно отнести экстракцию с использованием техники сверхвысокочастотного излучения (СВЧ).

Наряду с вышеперечисленными традиционными методами экстракции в настоящее время используют современные способы экстрагирования, такие как сверхкритическая флюидная экстракция (СКФЭ), экстракция субкритическими растворителями, ускоренная экстракция жидкими растворителями (ASE), которые позволяют выделять продукты экстракции из растительного сырья, не приводя к их деструкции и максимально сохраняя биологическую ценность всех компонентов. В связи с этим многочисленные исследования, проводимые в России и за рубежом, посвященные разработке новых способов извлечения биологически активных веществ из природных матриц и исследованию их свойств интенсивно расширяются.

Целью данной работы являлось сравнительное изучение возможности выделения усниновой кислоты из лишайникового сырья традиционными методами и методами с использованием современных технологий.

Объектами настоящего исследования являлись слоевища лишайников рода Cladonia stellaris, произрастающие на субарктической территории РФ. Образцы лишайников были собраны на острове Русский Кузов, Белое море.

Воздушно-сухое лишайниковое сырье, предварительно очищенное от механических примесей, измельчали на лабораторной мельнице ЛН-201. Элементный анализ сырья проводили на элементном анализаторе EvroEA 3000 (конфигурация ). Образец лишайника содержит 42,9 ± 1,7; 6,68 ± 0,27; 1,19 ± 0,05 % С, Н, и N соответственно, влажность – 6,68 %, зольность – 0,73 %. Для оценки биобезопасности сырья определяли содержание ряда токсичных (в том числе тяжелых металлов), а также биогенных элементов. Анализ выполнен на последовательном волнодисперсионном рентгенофлуоресцентном спектрометре XRF-1800. Элементный состав золы лишайника характеризуется преимущественным содержанием биогенных элементов: калия (27,17 %), магния (5,59 %) и фосфора (7,85 %). Другие элементы (включая некоторые тяжелые металлы) такие как S, Cl, Ti, Mn, Cr, Sr, Br, Cu, Rb, Ni, Pb, присутствуют в количестве менее 1 %, что не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность лишайника и выделение из него БАВ.

Выделение лишайниковых кислот проводили различными методами:

– экстракцией органическими растворителями методом настаивания;

– экстракцией органическими растворителями на аппарате Сокслета;

– экстракцией с использованием техники СВЧ;

– ускоренной экстракцией жидкими растворителями;

– сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода;

– экстракцией субкритическим диоксидом углерода.

Усниновую кислоту идентифицировали методом ВЭЖХ. Хроматографическое разделение производили на приборе LC-30 Neexera (Shimadzu, Япония). Детектирование проводили с использованием спектрофотометрического детектора, диодная матрица при длине волны 280 нм. Образцы растворяли в ацетоне, фильтровали и вводили в хроматографическую систему. С использованием стандартного образца УК фирмы Aldrich были построены калибровочная зависимость площади пика от концентрации в диапазоне от 1 мкг/л до 0,1 мг/л. Зависимость линейна с коэффициентом корреляции более 0,99.

Экстракция органическими растворителями методом настаивания

Мацерация представляет собой обыкновенное вымачивание в растворителе, при котором происходит разрыхление клеточных стенок растительного сырья и растворение экстрагированных веществ. Навеску лишайника около 5 г помещали в колбу с этиловым спиртом. Настаивание проводили в сушильном шкафу при температуре 70 °С в течение 30 минут. Содержание УК в экстракте составило 24 %, а выход УК от массы а.с. лишайникового сырья – 0,27 %. Для повышения выхода УК данным методом длительность процесса экстракции необходимо значительно увеличить.

Экстракция органическими растворителями на аппарате Сокслета

При перколяции растворитель проходит (просачивается) через слой измельченного сырья и «вымывает» целевые компоненты. Патрон с навеской около 5 г лишайника помещали в аппарат Сокслета. В качестве экстрагента использовали ацетон, этанол или хлороформ (марка хч), продолжительность перколяции – 30–60 мин (таблица).

Выход УК при экстракции различными растворителями на аппарате Сокслета

Несмотря на простоту, традиционная экстракция не позволяет получить УК с высоким выходом простым экстрагированием, т.к. растительная клетка лишайника при данном методе экстракции остается целой и непроницаемой, кроме того использование токсичных и пожароопасных органических растворителей делают эту технологию небезопасной.

Экстракция с использованием техники СВЧ

Для интенсификации процесса извлечения БАВ используют воздействие на сырье различных силовых полей. Одним из эффективных способов экстракции растительных материалов является микроволновая обработка в сверхвысокочастотном поле. Технологические параметры процесса извлечения БАВ в СВЧ-поле: удельная мощность 350 Вт/ч; жидкостной модуль 1/15; экстрагент – этиловый спирт . Продолжительность экстракции варьировали от 5 до 20 мин. Характер воздействия СВЧ-поля сходен с интенсивной влаготепловой обработкой, проводимой путем сочетания обработки острым паром и кондуктивного нагрева, но разрушение структуры при воздействии СВЧ-поля происходит в большей степени, что позволяет интенсифицировать пропитку пор растительного сырья жидким экстрагентом и, соответственно, существенно ускорить процесс экстракции. При экстракции этанолом в течение 10 минут, выход УК достигает максимального значения 1,36 % от массы а.с. лишайникового сырья (рис. 1), при этом повышается чистота целевого продукта (содержание УК в экстракте, составило 30 %).

Рис. 1. Влияние СВЧ-обработки на выход УК (% от массы а.с. сырья) при варьировании продолжительности экстракции

Использование техники СВЧ для извлечения УК позволило сократить продолжительность экстракции до 10 мин, в сравнении с традиционными методами извлечения БАВ, при этом выход и чистота целевого продукта значительно увеличиваются.

Метод ускоренной экстракции жидкими растворителями

Метод ускоренной экстракции растворителями – это относительно новая технология, в которой используются повышенные температура и давление с целью увеличения скорости и степени извлечения целевых компонентов из образцов с различной матрицей. Экстракция выполнена на приборе ASE 350, Dionex США. В ячейку объемом 10 мл помешали навеску измельченного лишайника массой 1 г, смешанную с 1 г диатомитовой земли. Экстракцию проводили при температурах 80, 100, 150 °С и давлении 100 атм. Параметры экстракции: растворители различной природы и полярности (вода, ацетон, этанол), 5 мин нагрев ячейки, 5 мин выдерживание образца при заданной температуре, объем экстрагента 10 мл.

Показано, что вода является плохим растворителем усниновой кислоты, выход усниновой кислоты не превышает 0,08 % (рис. 2).

Использование в качестве экстрагента этанола и ацетона (субкритические условия) показывает сопоставимые результаты, и выход УК достигает 2,77–2,82 %, при этом содержание УК в экстракте составило 20–30 %. С увеличением температуры экстракции выход УК увеличивается. При экстракции методом ASE сокращается продолжительность процесса до нескольких минут, значительно ускоряется пробоподготовка и для его выполнения требуются небольшие количества растворителя. Таким образом, ASE является перспективным методом выделения лишайниковых кислот, в частности УК, а варьирование параметров процесса позволяет значительно увеличить выход целевого компонента

Рис. 2. Выход УК (% от массы а.с. сырья) в экстракте, полученном методом ASE

Метод сверхкритической флюидной экстракции

Сверхкритическая флюидная экстракция выполнена с использованием установки MV-10ASFE (Waters, США). В качестве экстрагента использовали сверхкритический диоксид углерода. Процесс СКФЭ был выполнен в динамическом режиме, широком интервале температур (40–80 °С) и давлений (10–35 МПа). Продолжительность экстракции 20 мин. Экстракт после декомпрессии растворяли в потоке домывающего растворителя (ацетон, скорость подачи 2 мл/мин). Использование домывающего растворителя предотвращает унос твердых компонентов экстракта с потоком газообразного диоксида углерода. Сверхкритический диоксид углерода – стабильное и инертное вещество, проявляющее химическую индифферентность по отношению к перерабатываемому сырью и извлекаемым веществам. Также его преимуществами являются невысокая стоимость и возможность многократного использования. Применение диоксида углерода вместо органических растворителей повышает экологическую безопасность производства, а также степень чистоты получаемых продуктов .

Увеличение температуры с 40 до 80 °С приводит к повышению эффективности экстракции, при этом содержание сухих веществ в выделенном экстракте возрастает с 1 до 2 % от массы а.с. сырья, взятого на анализ. Увеличение давления от 10 до 35 МПа приводит к возрастанию выхода целевого продукта в 2 раза (рис. 3).

Экстракт, получаемый с использованием СО2 в сверхкритическом состоянии, содержит 90–100 % усниновой кислоты и характеризуется ее высоким выходом относительно сырья – 0,52–2,39 %. Кроме того, получение экстрактов с помощью сверхкритического СО2 выгодно экономически, так как этот способ дает возможность производить достаточно концентрированные (или в твёрдом виде) экстракты усниновой кислоты высокой чистоты.

Экстракция с применением субкритического СО2

Экстракт лишайниковых кислот может быть получен также и при использовании в качестве экстрагента субкритического СО2 (давление 7 МПа, температура 20 °С, скорость подачи СО2 0,1 кг/ч, расход СО2 100 кг/кг сырья). Выход экстракта 0,52 % от а.с. сырья, экстракт содержит 85 % усниновой кислоты и характеризуется высоким выходом УК относительно сырья – 1,02 %. Кроме того, более мягкие условия (в сравнении с СКФЭ) исключают изомеризационные процессы в ходе экстракции, что способствует сохранению биологической активности выделяемых БАВ. Также преимуществом использования субкритического СО2 в качестве экстрагента является снижение энергетических затрат на повышение давления и нагрев СО2.

Рис. 3. Влияние давления и температуры СКФЭ на выход УК (% от а.с. сырья)

Таким образом, результаты количественного извлечения усниновой кислоты различными методами показали, что традиционные методы (мацерация, перколяция) малоэффективны и трудоемки, а полученные экстракты содержат большое количество побочных продуктов. Новые технологии (экстракция сверхкритическими и субкритическими растворителями, метод ASE) позволяют значительно увеличить выход и улучшить качество целевого продукта. Наши исследования показали целесообразность использования методики сверхкритической флюидной экстракции, позволяющей извлечь усниновую кислоту в виде твердого экстракта в одну технологическую стадию, при этом содержание усниновой кислоты в экстракте составляет 90–100 %.

Исследование выполнено при финансовой поддержке ФАНО России в рамках темы (проекта) № 0410-2014-0029 «Физико-химические основы изучения основных закономерностей фундаментального цикла «строение – функциональная природа – свойства» природных полимерных матриц», а также в рамках научного проекта комплексной программы Уральского отделения РАН № 0410-2015-0021 «Новые подходы к комплексной оценке состояния и эволюции лесных и болотных экосистем западного сегмента Арктики» с использованием оборудования ЦКП НО «Арктика» (САФУ) при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (Уникальный идентификатор работ RFMEFI59414X0004) и оборудования ЦКП КТ РФ-Арктика (ИЭПС, ИФПА УрО РАН).

Рецензенты:

Поскотинова Л.В., д.б.н., доцент, зав. лабораторией биоритмологии, ФГБУ «Институт природных адаптаций» УрО РАН, г. Архангельск;

Хабаров Ю.Г., д.х.н., профессор кафедры технологии ЦБП, ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова», г. Архангельск.