ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ, 2008, том 44, № 6, с. 600-607
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ
УДК 541.183:541.544
АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО ПИЦЕАТАННОЛА
© 2008 г. К. Е. Полунин, П. Н. Колотилов, Д. В. Дзарданов, А. В. Ларин, И. А. Полунина
Институт физической химии и электрохимии РАН им. АН. Фрумкина, Москва, Ленинский просп., 31 e-mail: polunina@phyche.ac.ru Поступила в редакцию 28.02.08 г.
Статическим методом измерены изотермы адсорбции синтетического пицеатаннола (транс-изомера 3,5,3',4'-тетрагидроксистильбена) из смеси н-гексана и этилацетата на нанодисперсных оксидах кремния, титана и алюминия. Проведено сопоставление адсорбционных свойств пицеатаннола и других гидрокси-стильбенов с полифенолами. Показано, что адсорбция пицеатаннола на оксиде титана больше, чем на оксиде алюминия и кремния и почти совпадает с адсорбцией флороглюцина на этих оксидах. Изотермы адсорбции удовлетворительно аппроксимируются уравнением Фрейндлиха для модели локализованной адсорбции на энергетически неоднородных центрах. Методами нормально фазовой хроматографии, УФ спектроскопии изучено влияние природы и концентрации полярных компонентов бинарного органического растворителя на адсорбционное взаимодействие пицеатаннола с поверхностью силикагеля. Получены аналитические зависимости факторов удерживания пицеатаннола и других гидроксистильбенов от состава растворителя. Установлен оптимальный состав подвижной фазы для разделения пицеатаннола и других стильбеноидов.
PACS: 68.43.-h
ВВЕДЕНИЕ
По химической структуре иицеатаннол - это транс-изомер 3,5,3',4'-тетрагидроксистильбена (рис. 1).
Пицеатаннол является одним из иредставителей класса стильбеновых фитоалексинов, т.е. защитных веществ, вырабатываемых клетками растений ири атаке иатогена [1]. Эти соединения иредставля-ют большой интерес для фармакологии, так как обладают сильным антимикробным, антиоксидант-ным и антимутагенным действием [2]. Исследования иоследних лет иоказали, что несимметричные иолигидроксистильбены, такие как иицеатаннол (тетрагидроксистильбен) и резвератрол (тригид-роксистильбен), содержащиеся в коре и листьях эв-калиита, винограда, кедра и сосны, сиособны разрушать вирусы гериеса, ВИЧ и гриииа, остановить возникновение и развитие язвы желудка и рака, иредуиредить развитие ишемической болезни сердца [3-5]. Это иривлекло внимание к стильбеноидам как к возможным многофункциональным лекарственным иреиаратам, не обладающим вредным иобочным действием. В настоящее время резвера-трол уже стал коммерчески достуиным иреиара-том, ирименяющимся в ироизводстве косметических и лекарственных средств [6]. Исиользование иицеатаннола ограничено его малой достуиностью, сложностью выделения из растений в чистом виде и отсутствием сведений о его физико-химических и адсорбционных свойствах. Между тем уже иолуче-ны сведения, что именно иицеатаннол ответственен
за физиологическую активность резвератрола, т.к. в организме резвератрол иод действием цитохрома Р450 энзима СУР 1В1, каталитически иревращается в иицеатаннол [7].
Исследованию взаимодействия биомолекул с ио-верхностью твердой фазы уделяется огромное внимание во всем мире в связи с большой иракти-ческой значимостью этой ироблемы. В литературе накоилен богатый эксиериментальный материал о физико-химических свойствах различных металлов, оксидов и солей, ироисходит иостоянное развитие и углубление иредставлений о характере взаимодействия с ними модельных органических соединений. Особенную актуальность ириобрета-ют эти сведения в связи с развитием нанобиотехно-логии [8], целью которой является иолучение новых функциональных материалов тииа "неорганический наноблок - биомолекула" и ирименение биоконъюгатов в биоэлектронике и медицине, вирусологии и иммунологии. Однако исследований,
HO
Рис. 1. Структурная формула транс-3,5,3',4'-тетра-гидроксистильбена.
посвященных изучению особенностей и закономерностей поведения реальных лекарственных соединений на межфазных поверхностях, очень мало: экспериментальные трудности при изучении полифункциональных молекул, способных мгновенно откликаться на изменение окружающей среды и внешние воздействия путем разнообразных обратимых и необратимых превращений, усугубляются недостаточной чувствительностью методов исследования поверхностных явлений и адсорбци-оннно-десорбционных процессов. Например, дифе-нилполиены, к которым относится пицеатаннол, представляют собой самоорганизующиеся системы, чувствительные к воздействию света, синглет-ного кислорода и радиационного излучения [9].
Цель работы - изучение адсорбционных и физико-химических свойств пицеатаннола в неполярной органической среде. Кроме того, исследовалось влияние природы элюата и элюента на УФ спектры и чувствительность пицеатаннола к воздействию светового излучения.
ЭКСПЕРИМЕНТ
Пицеатаннол был синтезирован по реакции Хека в ключевой стадии (рис. 2) [10]. В результате каталитического взаимодействия производных стирола в присутствии ацетата палладия Pd(OAc)2 с производными фенола, содержащими фосфатные и трифлатные (-OTf) группы был получен т^йнс-3,3',4.5'-тетраметоксистильбен с выходом 77%. Деметилирование метоксистильбена в присутствии тиоэтилата лития позволило получить практически чистый пицеатаннол с выходом 98%.
По данным ЯМР1Н, содержание цис-изомера в реакционной смеси не превышает 1% и уменьшается с увеличением времени проведения синтеза. Препаративное выделение пицеатаннола проводили методом центрифужной препаративной тонкослойной хроматографии (ПТСХ) на хромато-троне Harrison Reseach 7924 T с покрытием Kieselgel PF254 на стеклянных круговых пластинах (элюент е смесь этилацетата и гексана 2 : 1). Дополнительная очистка продуктов проводилась методом жидкостной хроматографии в градиентном режиме на колонке размером 40 х 2 см, за-полненой Kiselgel 60 при использовании в качестве растворителя смеси этилацетата и петролей-ного эфира (1 : 1) [11].
Для контроля за ходом химических реакций и оптимизации условий проведения синтеза целевого продукта использовались методы тонкослойной хроматографии (ТСХ) (пластинки фирмы Merck с сорбентом Silica gel 60 F254) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) (хроматограф "Милихром-А02" со спектрофото-метрическим детектором и колонкой из нержавеющей стали размером 80 х 2 мм, заполненной сорбентом Силасорб-600 с размером зерен 5 мкм). В качестве подвижной фазы использовались смеси
X
О
Br 93%
X О""
[fT
О
О
О
X = OTf; OP(O)(OEt)2; Cl
LiCl, Bu4NBr, Pd(OAc)2; Et3N/DMFA, 5G ч, 9G°C
Рис. 2. Cxái^ синтеза пицеатаннола.
н-гексана с этанолом, изопропанолом или этил-ацетатом от фирмы Merck.
Выделенный и очищенный пицеатаннол С14Н1204 (М.в. 244.25) представлял собой белый кристаллический порошок с Гпл = 231-232°С. По данным ПК- и ЯМР-спектроскопии, полученный пицеатаннол на 100% является транс-изомером и полностью соответствует природному аналогу [2]. Параметры его спектра ЯМР1Н (400 MHz, CD3OD): S = 6.15 (t, 1H, 2 Гц, H C-4'), 6.43 (d, 2H, 2 Гц, H C-2'/C-6'), 6.72 (d, 1H, 9 Гц, H C-5), 6.74 (d, 1H, 17 Гц, олефин), 6.84 (dd, 1H, 9 Гц, 1.5 Гц, H C-6), 6.88 (d, 1H, 17 Гц, олефин), 6.97 (d, 1H, 1.5 Гц, H C-2). Степень чистоты пицеатаннола составляла 98%.
Хорошая воспроизводимость предложенного метода синтеза, дешевизна и доступность исходных соединений, а также установленная возможность увеличения масштаба синтеза без изменения выхода целевого продукта позволяет использовать в дальнейшем этот метод в промышленном масштабе и конкурировать с распространенным в настоящее время методом синтеза стильбеноидов по реакции Виттига [12].
Перед спектральными исследованиями пицеатаннол растворяли в этаноле, после чего растворы фильтровались через мембранные фильтры. Электронные спектры поглощения измерялись на двулучевом спектрофотометре Cintra 6 (Австралия) с кварцевыми кюветами и длиной оптического пути 10 мм. В качестве регистрационного детектора использовался фотоэлемент. Скорость сканирования составляла 500 нм/мин.
При необходимости 0.001% раствор пицеатаннола в этаноле подвергался УФ облучению с помощью
— О
300 400 500 Длина волны, нм
600
Рис. 3. Электронный спектр поглощения пицеатаннола (транс-3,5,3',4'-тетрагидроксистильбена) до (1) и после УФ облучения в течение 2 ч (2) и 4 ч (3). Исследовался 0.001% раствор ]
I этаноле.
ультрафиолет овой ламиы УФС-254 мощностью 50 Вт. Облучение кварцевой кюветы с раствором ироводилось в течение 2-4 ч на расстоянии 45 см.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Методы сиектрофотометрического детектирования широко ирименяются ири хроматографиче-ском анализе и разделении ароматических соединений [13]. Электронный сиектр иоглощения ии-цеатаннола, как видно на рис. 3, в основном характеризуется двумя иолосами иоглощения: острым ииком ири 218 нм и широкой иолосой в об-
250 275 300 325 350 Длина волны, нм
Рис. 4. Электронные спектры поглощения транс-стильбена (1), транс-4-гидроксистильбена (2), транс-3,5,4"-тригидроксистильбена (3), транс-3,5,3',4'-тет-рагидроксистильбена (4) и транс-3,5,3'-тригидрокси-4"-метоксистильбена (5) в метаноле.
ласти 285-325 нм. Эта иолоса сглажена, но имеет частично разрешенную уже ири комнатной темиера-туре тонкую структуру с максимумами ири 305, 320 и 335 нм, характерными для всех стильбеноидов с иротяженной изоэлектронной п-системой [14].
Стильбеноиды - лабильные соединения и ири их хроматографическом разделении методом ТСХ было обнаружено влияние длительного УФ облучения на адсорбированные соединения. Как видно на рис. 3, в результате облучения в электронном сиек-тре иицеатаннола наблюдается иоявление новой иолосы иоглощения ири 410 нм, что визуально иро-является в иоявлении желто-зеленой окраски, гии-сохромном смещении максимума иоглощения ири 335 нм до 245 нм и усилении иоглощения ири 200 нм.
Появление длинноволнового иоглощения, вероятно, связано с олигомеризацией молекул иицеатаннола, характерной для растительных стильбеноидов [2, 5]. Гиисохромное смещение, ио-видимому, обусловлено образованием цмс-изомера иицеатаннола (245 нм) и деструкцией иицеатаннол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.