Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Борисенко Сергей Николаевич

Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды
<
Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Борисенко Сергей Николаевич. Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.04 / Борисенко Сергей Николаевич; [Место защиты: Юж. федер. ун-т].- Ростов-на-Дону, 2009.- 108 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-2/96

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Теоретические и экспериментальные основы применения суб- и сперкритических флюидных сред для экстракции и модификации биологически активных соединений 6

1.1 Основные этапы развития химии и физики сверхкритических сред 6

1.2 Суб- и суперкритические флюиды как среда для экстракции и модификации биологически активных соединений 11

1.2.1 Экологически чистые процессы экстракции, основанные на свойствах суперкритических флюидов и среды субкритической воды 11

1.2.2 Экологически чистые процессы экстракции биологически активных соединений, основанные на свойствах субкритической воды 21

1.2.2.1 Свойства субкритической воды 21

1.2.2.2 Извлечение биологически активных соединений из растений с использованием субкритической водной экстракции 26

1.2.3 Основные направления использования субкритической воды как среды и реагента для органических реакций 31

Глава 2 Строение и состав продуктов экстракции модельных биологически активных соединений в среде субкритической воды 40

2.1 Извлечение биофлавоноида кверцетина из растительного сырья в среде субкритической воды 40

2.2 Разработка методики экстракции дигидрокверцетина из древесины лиственницы в среде субкритической воды 51

2.2.1 Экстракция дигидрокверцетина традиционным методом 53

2.2.2 Экстракция дигидрокверцетина методом экстракции сверхкритическим СО2 55

2.2.3 Экстракция субкритической водой в статическом режиме 55

2.2.4 Экстракция субкритической водой в в динамическом режиме 56

2.3 Разработка метода экстракции аралозидов из корня аралии маньчжурской в среде субкритической воды 64

2.3.1 Общая характеристика аралозидов 64

2.3.2 Строение и состав аралозидов, полученных из корней аралии маньчжурской в среде субкритической воды 67

Глава 3 Разработка методов химической модификации в среде субкритической воды 75

3.1 Разработка метода получения дес-глауцина в среде субкритической воды 75

3.2. Изучение продуктов взаимодействия вератрола и параформа в среде субкритической воды 81

Выводы 88

Список использованных источников 90

Введение к работе

Поиск экологически безопасных методов экстракции и химической модификации фармацевтически значимых соединений растительного происхождения является одним из приоритетных направлений современной химии. Наиболее перспективным подходом решения таких задач в последние годы оказалась замена токсичных органических растворителей экологически чистыми суб- и суперкритическими флюидами, такими как СОг и вода. По мнению академика РАН В.В.Лунина, «...в конце 20-го и начале этого века химия жидкостей в суб- и суперкритических состояниях - одна из самых бурно развивающихся областей химической науки» [1]. Особое место среди исследований последнего десятилетия занимают работы, основанные на использовании свойств субкритической воды для процессов экстракции и химической модификации, в которых вода выступает и как среда реакции, и/или как катализатор и/или как реагент. Это обусловлено такими уникальными свойствами субкритической воды как зависимость величин диэлектрической проницаемости и ионного произведения от температуры и давления. Поэтому разработка методик экстракции и химической модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды является весьма актуальной, особенно с учетом экологичности, доступности и дешевизны воды.

Настоящая работа нацелена на разработку экологически чистых методик экстракции и химической модификации модельных биологически активных соединений (БАС) растительного происхождения в среде субкритической воды. В качестве модельных соединений для экстракции выбраны кверцетин, дигидрокверцетин и аралозиды из корня аралии маньчжурской {Aralia mandshurica Rupr. et Maxim.), как биологически активные соединений, имеющих значительный фармацевтический потенциал как в РФ, так и за рубежом. Для установления строения и состава, полученных в среде субкритической воды, продуктов использованы методы жидкостной хроматомасс-спектрометрии с ионизацией электроспреем и спектроскопия ЯМР. Проведено сравнение эффективности разработанных методик с использованием субкритической воды для получения биологически активных биофлавонидов и тритерпеновых гликозидов с результатами

традиционных экстракций, основанных на применении органических растворителей.В качестве моделей для химической модификации в среде субкритической воды изучены реакция изомеризации изохинолинового алкалоида глауцина в фенантреновый природный алкалоид дес-глауцин, а также взаимодействие вератрола с параформом для получения макроциклов.

Работа выполнена при поддержке грантов Министерства образования и науки РФ (РНП.2.1.1.4939, по программе "Развитие научного потенциала высшей школы") и Американского фонда гражданских исследований и развития (США) по Российско-американской программе "Фундаментальные исследования и высшее образование" (гранты CRDF МинОбрНауки РФ ВРЗС04, ВР4М04). Частично результаты полученные в работе использованы для реализации проекта по программе Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере СТАРТ-06 (г/к 4366р/6813).

Экологически чистые процессы экстракции, основанные на свойствах суперкритических флюидов и среды субкритической воды

Интерес к биологически активным соединения (БАС) растительного происхождения стремительно возрастает в последние годы, поскольку они способны обеспечить такие компоненты как полиненасыщенные жирные кислоты [28, 29], Ь-каротин и пигменты (антиоксиданты) [30, 31], сульфатные (антивирусные) полисахариды, и стиролы (антибактериальные препараты) [32, 33, 34]. Среди различных соединений с функциональными свойствами, наиболее широко изучены антиоксиданты [30, 35]. Последний класс соединений играет важную роль в пищевом производстве благодаря их антиокислительной активности в отношении липидов. Обычно, производство пищи, процесс и хранение ведут к существенным потерям эндогенных антиоксидантов, что ограничивает их собственную защиту против окисления липидов и приводит к порче продуктов. Кроме того, была продемонстрирована важная роль антиоксидантов в сохранении человеческого здоровья [32], что стимулировало интерес в таких продуктах и спрос на них со стороны потребителя.

Традиционные методы экстракции, используемые для получения подобных продуктов, имеют ряд недостатков: они, зачастую, требуют много времени, являются трудоёмкими, имеют низкую селективность и/или низкие проценты извлечения. Кроме того, традиционные методы используют, как правило, большие количества токсичных органических растворителей, что требует их последующей утилизации.

Методы экстракции, способные преодолевать вышеупомянутые недостатки, развиваются последние несколько десятилетий на основе свойств суперкритических флюидов. Суперкритическая флюидная экстракция в 0( (СКФЭ) и субкритическая водная экстракция (СВЭ) — представляются наиболее многообещающими процессами [36]. Эти методы экстракции обеспечивают более высокую селективность, относительно короткое время экстракции и не используют токсичные органические растворители.

Как указывалось ранее, если давление и температура жидкости превышают значения критической точки (см. рис. 2), то исчезает граница раздела жидкой и газообразной фаз и появляется суперкритический флюид, который обладает целым рядом уникальных свойств. В этом состоянии физико-химические свойства флюида оказываются отличными и от свойств газа, и от свойств жидкости. Плотность суперкритического флюида хотя и близка к плотности жидкости, но может легко изменяться подобно плотности газа. Вязкость флюида близка к вязкости газа, а диффузионные свойства флюида являются промежуточными между двумя состояниями, что и отражено в Таблице 2.

Благодаря столь широкому диапазону изменения физико-химических свойств, СФЭ обеспечивает ряд эксплуатационных преимуществ перед традиционными методами экстракции [37]. Из-за низкой вязкости и сравнительно высокой диффузии суперкритические флюиды имеют лучшие транспортные свойства, чем жидкости, могут легко проникать через твердые материалы и поэтому могут дать более быстрые результаты экстракции. Одна из главных особенностей суперкритического флюида - возможность изменения плотности жидкости, при изменении давления и/или температуры. Так как растворимость непосредственно связана с плотностью [38,39], то изменяя давление флюида в процессе экстракции, можно изменять растворяющую способность суперкритического флюида. Очевидными преимуществами СКФЭ является: 1) использование растворителей (например, СОг и вода), которые признаются всеми как экологически безопасные (английская аббревиатура GRAS - Generally Recognized As Safe.); 2) более высокая эффективность процесса экстракции (увеличение выхода и уменьшение время экстракции); 3) возможности прямого соединения с аналитическими хроматографическими методами, типа газовой хроматографии (ГХ) или суперкритической флюидной хроматографии (СФХ).

Существует широкий спектр соединений, которые могут использоваться в кавчестве суперкритических растворителей при СКФЭ. Наиболее часто используется углекислый газ из-за умеренных значений критической температуры (31.3С) и давления (72.9 атм). Как только заканчивается экстракция и уменьшается давление - СОг улетучивается из экстракта. В промышленном масштабе, где потребление углекислого газа высоко, операцией можно управлять для его повторного использования. Однако, суперкритический СОг, из-за его низкой полярности [40], оказывается слабо эффективным при экстракции средне- и сильно полярных соединений из естественных матриц. Чтобы преодолеть эту проблему, обычно используются модификаторы (называемые иногда со-растворителями). Модификаторы - полярные соединения (например, вода и этанол), которые могут приводить к существенным изменениям растворяющих свойств суперкритического С02 при добавлении даже в малых количествах [41]. Согласно заданным требованиям, модель системы суперкритической флюидной экстракции может быть относительно простой или очень сложной. В основном, различают аналитические устройства и препаративные системы (экспериментальный или промышленный масштаб, соответственно). Аналитические системы СКФЭ используются при пробоподготовке, чтобы получить от миллиграммов до граммов экстракта например, для дальнейшего хроматографического анализа, масс-спектрометрии и/или ЯМР-анализа. Существуют различные конфигурации систем в зависимости от их степени автоматизации. Препаративные системы используются, чтобы извлечь граммы соединений, работая на экспериментальном уровне или килограммы - в индустриальном масштабе. Эти препаративные системы также могут иметь две различные конфигурации: для экстракции твердых или жидких образцов. Экспериментальная система СФЭ (рис. 3) включает насос для подачи растворителя и насос для подачи модификатора, в случае необходимости. Обязательными элементами системы являются ячейки экстракции или колонки экстракции, согласно конфигурации системы (для твердых частиц или жидкости, соответственно) и одного или более сепараторов (иногда называемых фракционными ячейками), в которых собирается экстракт и сбрасывается давление растворителя. Поэтому, различные классы соединений могут быть получены в пределах каждого сепаратора, в зависимости от их растворимости в суперкритической жидкости. Дополнительно, возможна установка охлаждающей системы, особенно если нужно поймать в ловушку летучие составы, так же как системы рециркуляции СОг, чтобы повторно использовать отработанную суперкритическую жидкость.

Извлечение биологически активных соединений из растений с использованием субкритической водной экстракции

Под экстракцией в среде субкритической воды (СБВЭ), понимают экстракцию с использованием в качестве растворителя горячей воды под давлением (температура выше 100 Си ниже 374 С). СБВЭ - интенсивно развиваемые в последнее десятилетие методики для замены традиционных методов экстракции с использованием органических растворителей. Субкритическая водная экстракция - экологически дружественная методика, которая может обеспечить высокий выход экстракта из твердых образцов [88]. Субкритическая водная экстракция выполняется с использованием горячей воды (от 100 до 374 С, 374 С) при высоком давлении - достаточном, чтобы вода оставалась в жидком состоянии.

В последнее десятилетие субкритическая водная, экстракция привлекает все большее внимание, в первую очередь, из-за уменьшения полярности воды с возрастанием температуры. Первые применения субкритической воды (1994 год) были нацелены на извлечение экологических загрязнителей из загрязненных почв, отложений, и отстоев [93, 94]. Позднее начали применять субкритическую воду для экстракции биологически активных соединений из растительного материала [95-102]. Были развиты модели, для предсказания растворимости органических соединений в воде, с целью оценки возможности их экстракции субкритической водой [103,104]. Также исследовалась стабильность органических соединений в воде при высоких температурах [105-107].

Экспериментальная установка, используемая для субкритической водной экстракции, в целом весьма проста (Рис. 10). В основном, установка состоит из водного резервуара, соединенного с насосом высокого давления для ввода растворителя в систему; нагревательного элемента, куда помещается камера, в которой проходит экстракция, и редукционного клапана (рестриктор) для поддержания заданного давления в проточной системе. Экстракты собираются в склянку, помещенную в конце системы. Кроме того, для быстрого охлаждения протекающего экстракта система может быть оборудована устройством охлаждения.

Возможности соединения системы субкритической водной экстракции (Рис. 10) с оборудованием высокоэффективной жидкостной хроматографии для выделения целевых продуктов в он-лайн-режиме изучено в работах [108-110].

Субкритическая водная экстракция широко используется для извлечения различных компонентов из растений. Одним из наиболее хорошо изученных субкритической водной экстракцией материалов был розмарин (Rosmarinus officinalis L.). Для того чтобы определить степень селективности экстракции антиоксидантных компонентов Ибаниз и др. [111] исследовали экстракцию антиоксидантных компонентов из розмарина в среде субкритической воды в широком диапазоне температур (от 25 до 200 С). Было отмечено влияние температуры на выход экстракции, который увеличивался при более высоких температурах. Авторы подтвердили, что главным компонентом экстракта, извлеченного при низких температурах (25С), было самое полярное соединение -розманол. При 200С, способность воды растворять полярные соединения уменьшалась и, одновременно, увеличивалась концентрация в экстракте других, менее полярных соединений, типа карнозиновой кислоты. Экстракт антиоксидантов, полученный в среде субкритической воды сопоставим с экстрактом, полученным при использовании суперкритического углекислого газа. В дополнение к извлечению антиоксидантов, из розмарина [112] возможна субкритическая водная экстракция ароматических соединений. С использованием субкритической воды были изучены чабер (Satureja hortensis) и мята {Menthapiperita) [113].

Были проведены исследования для сравнения эффективности субкритической водной экстракции с традиционными методами (типа Soxhlet). Экстракты гвоздики {Syzygiwn aromaticum) [114] демонстрировали, что количество эвгенола (1 - окси - 2 - метокси - 4 - аллилбензол), полученного с использованием субкритической воды при 150 С, было сравнимо с извлеченным посредством традиционной Сокслет -экстракции и дистилляцией паром. Эвгенол и его ацетаты обладают антиоксидантными свойствами, подобными другим естественным компонентам, типа а-токоферола [115].

Необходимо отметить, что использование субкритической водной экстракции, обеспечивает множество преимуществ перед традиционными методами (то есть дистилляцией). Ими являются: малое время экстракции, более высокое качество экстрактов (главным образом для эфирных масел), более низкие затраты экстрагента и экологически совместимая методика, поскольку не используется органические растворители. Эти преимущества были подтверждены для субкритической водной экстракции нескольких растений, типа лавра[116], сладкого укропа [117], орегана [118] и кава [119].

Озел и др.[120] исследовали извлечение эфирного масла из растения фимбры колючей {Thymbra spicata). Было изучено влияние нескольких параметров: температуры (100, 125, 150 и 175 С), давления (20, 60 и 90 бар) и скорости потока (1, 2 и 3 мл/минуты). Установлено, что максимальный выход экстракта (3.7 %) был получен при 150 С и 60 бар, скорости потока 2 мл/минут для 30 мин. Найдено, что эфирные масла Timbra spicata, сдерживают рост мицелия нескольких разновидностей грибов [120].

Субкритическая экстракция также применялась для извлечения антиоксидантных соединений из микроводорослей S. platensis [121]. Проводилось исследование с использованием этанола под давлением в качестве экстрагента [112, 122]. Денери и др. [122] исследовали извлечение каротиноида из микроводорослей Haematococcus pluvialis и Dunaliella salina, используя этанол выход экстракта был сопоставим с выходом, полученным при использовании традиционных методов извлечения.

Полиненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в семенах льна, могут быть потенциально полезными для предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний, улучшения состояния кожи и волос, в том числе и как профилактическое средство против рака. Содержащиеся в пределах оболочки, окружающей льняное семя, соединения - лигнаны обладают антивирусными, антибактериальными и противогрибковыми свойствами, являясь одновременно мощным антиоксидантом, иммуномодулятором и фитоэстрогеном [123,124].

Извлечение биофлавоноида кверцетина из растительного сырья в среде субкритической воды

Нижеследующие работы демонстрируют реакции синтеза в субкритической воде без добавления кислотных или щелочных катализаторов с целью получения коммерчески значимых продуктов. В работе [155] синтезировали тетрагидрофуран чистотой около 100% путём дегидратации 1,4-дигидроксибутанола в перегретой воде без добавления катализаторов. Тетрагидрофуран не подвергался гидратации до 1,4-дигидроксибутанола, но авторы не приводят условий, при которых они пытались гидратировать тетрагидрофуран. Некоторые реакции спиртовой гидратации, ограничены равновесием в перегретой воде

В работах [156,157], авторы обнаружили, что превращения 1,4-дигидроксибутанола при постоянном давлении 25 МПа в течение 60 с, достигают максимума при околокритических температурах и снижаются при сверхкритических температурах.

Икушума и др. [158,159] исследовали синтез є-капролактама из оксима циклогексана через кислотно-катализируемую перегруппировку Бэкманна в сверхкритической воде (Т 374 С) без добавления катализатора, є-капролактам получен с высоким выходом (83%) и высокой чистотой (99%) за короткое время реакции (0,6 с) при 400 С и 40 МПа в системе микрореактора. Приблизительно 100%-й выход капролактама был достигнут при продолжительности реакции 0,7 с, температуре около 375 С и давлении 40 МПа с добавлением НС1 или H2SO4. Эти результаты подтверждают, что перегруппировки являются следствием кислотного катализа в перегретой воде. Эти результаты подтверждают ab-initio расчёты [160], которые предполагают, что именно Н30+ катализирует реакцию синтеза. Позднее, в работе [161], для получения 2-амино-є-капролактама в перегретой воде без катализатора, произведено обезвоживание L-лизина, с использованием для этого в качестве исходного материала є-полилизина. Максимальный выход продукта составил 51%о при 300 С и времени реакции 20 минут. Увеличение времени проведения реакции вело к распаду и полимеризации лактама.

В одной из последних работ [149] предложена система для ускорения реакций в среде субкритической воды, катализируемых щелочью. Авторы описали экспериментальную установку для МН3-обогащения субкритической воды. Предлагаемый подход имеет преимущество, так как в конце реакции добавки аммония могут быть легко удалены путем нагревании при атмосферном давлении. Продемонстрированы возможности предлагаемой технологии на примере гидролиза альдегида коричной кислоты. Результаты продемонстрировали возможность использования гШз-обогащенной субкритической воды в качестве экологически чистой среды для ускорения, катализируемых щелочью, реакций.

Последние работы группы профессора Сэвэга [150], показывают, что селективность продуктов кислотно-щелочной реакции может быть успешно оптимизирована изменением параметров процесса. В некоторых случаях, температура, время увеличения температуры или плотность воды могут быть скорректированы для получения специфического продукта реакции. Наконец, предусмотрено дополнительное введение добавок СОг или NH3 для кислотного и щелочного катализа в перегретой воде. Для некоторых реакций, прямая корреляция между константой скорости и зависимостью от температуры или плотности ионного продукта предполагает, что ион гидроксония и гидрокси ионы, созданные диссоциацией воды, служат в качестве кислотного или щелочного катализатора. Общие результаты демонстрируют, что, хотя некоторые реакции могут протекать через классический механизм реакции кислотно-щелочного катализа в перегретой воде, это не является справедливым для всех кислотно-щелочных катализированных трансформаций в перегретой воде. Выводы: 1) скорость кислотно-катализированных реакций, проводимых в среде перегретой воды, может быть увеличена при использовании С02 в качестве катализирующей добавки; 2) в субкритической воде, могут быть получены дополнительные полезные продукты реакции, имеющие коммерческие приложения без использования катализаторов; 3) выход продукта можно контролировать путем варьирования параметров реакции: температуры, плотности воды и времени нагрева. Широта терапевтического действия, присущая как индивидуальным веществам флавоноидной структуры, так и их смесям, позволила создать большое количество лекарственных форм на их основе [162]. Известно, что флавоноиды оказывают антиоксидантное и капилляроукрепляющее действие, а также входят в группу витамина Р [163].

Важной задачей производства лекарственных препаратов на основе растительного сырья является поиск новых способов извлечения биологически активных веществ, не загрязняющих окружающую среду. Одним из таких экологически безопасных способов может быть экстракция в среде субкритической воды. Преимущество субкритической воды заключается в том (Глава 1), что при повышенных температурах (100 С - 374 С) и давлении до 218 атм. значительно уменьшаются такие важные характеристики как константа диэлектрической проницаемости, поверхностное натяжение, вязкость, и вода при таких условиях ведет себя подобно полярному органическому растворителю.

Изучение продуктов взаимодействия вератрола и параформа в среде субкритической воды

Наряду с поиском эффективных методик модификации БАС в заключительной части работы была изучена возможность получения макроциклических соединений со свойствами молекулы «хозяина» в супрамолекулярных комплексах типа «гость» «хозяин». В качестве целевого модельного соединения был выбран циклотривератрилен и, соответственно, в этой части работы было изучено взаимодействие вератрола и параформа в среде субкритической воды. В последнее десятилетие разнообразные производные циклотривератрилена стали объектом многопланового исследования в связи с развитием супрамолекулярной химии [197]. В литературе ранее уже сообщалось о нескольких успешных примеров электрофильного ароматического замещения в субкритической воде в отсутствие катализаторов Льюиса [198]. Исходя из этих посылок, при взаимодействии вератрола XIX с параформом XX в среде субкритической воды можно было ожидать образования макроцикла циклотривератрилена ТДТВ XXI.

При взаимодействии вератрола и параформа в субкритической воде без добавления катализатора, в нашей работе впервые получена смесь продуктов, из которой хроматографически (методом ТСХ) был выделен ЦТВ XXI с выходом 11%. По всем характеристикам выделенный в работе макроцикл полностью совпадает (по данным ЯМР - и масс-спектрометрии ) с аналогом, полученным в классических условиях.

Целью данной части работы явилось изучение взаимодействия вератрола и параформа в среде субкритической воды. Получены макроциклы циклотривератрилена. Структура полученного макроцикла подтверждена методами масс-спектрометрии и спектрометрии ЯМР. Методом ESI MS показано наличие, в полученном в среде субкритической воды продукте, кроме макроцикла циклотривератрилена, макроцикла тетрамера циклотетравератрилена и смешанных аддуктов вида триммер: катион: тетрамер. В литературе сообщается о нескольких успешных случаях электрофильного ароматического замещения в субкритической воде в отсутствие катализаторов Льюиса. Изучены реакции алкилирования фенола спиртами и даже описана циклизация бензоилбензойной кислоты в антрахинон [199]. Полагают, что роль катализатора в этих случаях выполняют катионы водорода. При взаимодействии вератрола (XIX) с параформом в среде субкритической воды [1] можно было ожидать образования макроцикла цикловератрилена (CTV), по аналогии с описанными в работе [200]. Разнообразные производные циклотривератрилена [201], стали в последнее десятилетие объектом многопланового исследования в связи с развитием супрамолекулярной химии. Если в монографии Ж.-М.Лена, вышедшей в 1995 году [202], упоминается лишь одна подобная структура, то в увидевшей свет в 2000 году книге Дж.Л. Этвуда и Дж.У. Стида [203] этому новому классу кавитандов посвящены полтора десятка страниц. Двум последним авторам принадлежат наиболее впечатляющие результаты в изучении сверхвалентных взаимодействий циклотривератрилена. Ими обнаружено взаимодействие CTV с фуллереном по типу "шар и луза" [204]. Между хозяином и гостем имеет место как стерическая, так электронная комплементарность. Факт внутриполостного включения был подтвержден также методом РСА [205]: дистиллированной воды нагревали 1,5 ч при 250 С (оптимальные условия реакции были определены экспериментально при варьировании температуры от 210С до 270С и времени от 1 до 2,5 часов) в герметичном реакторе из нержавеющей стали (У=10мл). Образовавшийся смолистый коричневый осадок был экстрагирован хлороформом. Экстракт сушили безводным сульфатом натрия и упаривали до объема 3 мл. Хроматографически (AI2O3/CHCI3, Rf = 0.8) был выделен циклотривератрилен XXI. После перекристаллизации из хлороформа было получено 0,25 г бесцветных пушистых кристаллов с т.пл. 236-237С. Спектр ЯМР !Н (CDC13, 5, м.д.): 4,3 ( д, 2Н, СН2-винильный), 5,3 (т, 2Н, СН2), 5.9 (квинт, 1Н, СН -винильный ), 7,6-8,0 (м, 4Н, аром). ИК спектр, см"1: 1150, 1605, 1610. Найдено %: С 72,10, Н 6,51. Брутто-формула (С9Н10О2) пВычислено, %: С 71,98, Н 6,71. Молекулярная масса и идентификация продуктов реакции выполнена методами ВЭЖХ-МС с ионизацией электроспреем, детектирование положительных ионов в интервале от 50 до 3000 Да (ВЭЖХ-МС система «HPLC Agilent-1200» и «MS Bruker Daltonic MicrOTOF-Q», Ацетонитрил фирмы Merck квалификации LC/MC) и Н ЯМР спектрометр «Varian», 300 МГц, (CD3OD). Как мы и надеялись, в субкритических условиях удалось получить малые макроциклы цикловератрилена. При взаимодействии вератрола и параформа в перегретой воде в отсутствие катализатора, мы получили сложную смесь продуктов, из которой хроматографически был выделен CTV с выходом 11%. По всем характеристикам выделенный в нашей работе макроцикл XXI полностью совпадает с аналогом, полученным в классических условиях [205,206]. Кроме того, масс-спектрометрический анализ хроматографической фракции, содержащей циклотривератрилен, показал, что она на 94% состоит из CTV и на 6% из циклотетравератрилена XXII.

Действительно, методом масс-спектрометрии с ионизацией электроспреем (ESI MS), при прямом вводе раствора в ацетонитриле полученного в среде субкритической воды продукта, показано, что при детектировании положительно заряженных ионов наблюдаются ионы с однотипными значениями m/z, которые приписаны аддуктам (XXI) с катионами NH4+, Na+ К+ в соотношении 1:1 (m/z=468, 473 и 489), 2:1 (m/z= 918, 923 и 939) и 3:1 (m/z= 1368, 1375 и 1389), соответственно (рис.42).

Похожие диссертации на Строение и состав продуктов экстракции и модификации биологически активных соединений в среде субкритической воды