Фенолкарбоновые кислоты их свойства и применение. Использование физико-химических методов в анализе биофлавоноидов и фенолкарбоновых кислот в лекарственном растительном сырье. Реакция нуклеофильного замещения с галогенами

Союз Советских

Социалистических

Республик

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Л.Г.Шакиров, E.Ô.Ñìîëÿíeö, А. 3 .Биккулов, П.М.Зобов и Т.И.Сафонова (72) Авторы изобретения уфимский нефтяной институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ФЕНОЛКАРБОНОВЫХ

Изобретение относится к органической химии, конкретно к спосо- . бу выделения и очистки фенолкарбоно,вых кислот до высокой степени чистоты. Фенолкарбоновые кислоты находят применение в качестве медицинских агентов, регуляторов роста, а также полупродуктов для синтеза эффективных гербицидов, фунгицидов, пласт. масс, красителей.

Известен способ получения фенол-. карбоновых кислот карбоксилированием гранулированного фенолята щелочного металла при 140-200оC под давлением двуокиси углерода с последующим растворением продуктов реакции в воде, подкислением водного раствора сильной минеральной кислотой и выделением плохо растворимых кислот (13.

Однако этот способ характеризуется невысокой степенью чистоты выделяемых кислот вследствие наличия в продуктах карбоксилирования непревращенных фенолятов щелочных металлов и фенола, образующегося в.качестве побочного продукта реакции.

Для повышения чистоты выделяемого целевого продукта предложены методы очистки фенолкарбоновых кислот, М.

Известен способ, в котором подкисление водного раствора. соли щелочного металла фенолкарбоновых кислот производят в присутствии поверхностноактивного вещества f23.

Однако этот способ,.хотя и позволяет улучшить цветовой показатель целевого продукта, непригоден для выделения фенолкарбоновых кислот высокой степени чистоты из продуктов карбоксилирования фенолятов щелочных металлов, так как не позволяет очистить целевые кислоты от соосаждающихся фенолов.

Известны методы получения фенолкарбоновых кислот карбоксилированием фенолята щелочного металла в среде растворителя либо жидкого разбавителя, позволяющие получать фенолкарбоновые кислоты достаточно высокой степени очистки. Однако эти методы, хотя и облегчают транспортировку сырья и продуктов реакции, сильно усложняют технологию выделения целевого продукта.

Например, предложено проводить процесс карбоксилирования фенолята. калия в среде легких нефтяных.масел. По окончании процесса реакционную массу охлаждают до 150оС и обра1004347 оатывают определенным количеством воды. Водный слой после отстоя отделяют и подвергают экстракции толуолом для извлечения фенола, после чего "подкисляют сильной минеральной кислотой для выделения п-оксибензой,ной кислоты. Нефтяное масло и толуол далее подвергают регенерации для повторного использования f3).

Наиболее близким к пре)слагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фенолкарбоновых кислот карбоксилированием фенолята щелоч.ного металла при 100-180 С, давлении двуокиси углерода до 0,5 МПа и времени реакции обычно 30-90 мин, в среде полярного растворителя с последующим охлаждением, отгонной. растворителя, растворением остатка в воде, нейтрализацией раствора соляной кислотой, экстракцией фенола бензолом и выделением целевого продукта после подкисления раствора до рН 1-3. Целевой продукт имеет чистоту 55,8-98,1% (4).

Недостатками известного способа являются сложная технологическая схема процесса, включающая, помимо узла карбоксилирования фенолятов щелочных металлов, узел регенерации растворителей и экстрагентов, низкая производительность единицы объема реакционного устройства., связанная с проведением процесса в среде растворителей, высокие энергозатраты иа регенерацию: больших количеств высококипящих растворителей вакуумной перегонкой.

Целью изобретения является упрощение процесса и повыаение чистоты получения фенолкарбоновых кислот.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения и очистки фенолкарбоновых кислот, полученных карбоксилированием фенолята щелочного металла при повышенных температуре и давлении двуокиси углерода с последующим охлаждением, обработкой при перемкаивании низшим спиртом или кетоном при соотношении продукт карбоксилирования-спирт или кетон 1:(2-6) соответственно и.выделением целевого продукта подкислением полученной соли минеральной кислотой.

Чистота целевого продукта выше

99%(таблица 1).

Обработка продуктов, полученных карбоксилированием двуокисью углерода сухих фенолятов щелочных металлов, селективными растворителями, растворяющими непрореагировавшее исходное сырье и фенолы, образующиеся в качестве побочных продуктов, и нерастворяющими целевые продукты карбоксилирования - соли щелочных м еталлов фенолкарбоновых кислот, позволяет получить чистые фенолкарбоновые кислоты, а также исключить из технологической схемы пронзводст ва фенолкарбоновых кислот высокой степени чистоты стадии нейтрализации реакционной массы и экстракции фенола.

Пример 1 . 15,0 r продуктов ð реакции, полученных карбоксилированием сухого и-хлорфенолята натрия при 180 С, давлении С02 1,5 МПа и времени реакции 90 мин, содержащих в ебе 12,50 r 5-хлор-2 -оксибензоаа натрия (5х10БНа), 182 г и-хлорфенрлята натрия(п-ХФНа) и 0,33 r п-хлорфенола (п-ХФ) обрабатывают

30,00 r этанола (соотношение зтанол:продукты карбоксилирования =

2:1/ . Полученную суспензию пере20 мешивают в течение 15 мин, после чего центрифугируют для отделения осадка 5-Х-2-ОБНа. Подкислением осадка соляной кислотой выделяют

11,00 г 5-хлор-2-оксибензойной кислоты (5-Х-2-0БК)(98,7% от потенциала) с чистотой 99,9Ъ.

Пример 2 . 15,03 r продуктов карбоксилирования п-ХФНа, полученных в условиях, аналогичных примеру 1, 30 содержащих 12,58 г 5-Х-2-OBNa, 1,83 r п-ХФНа и 0,33 r п-ХФ, обрабатывают

45,09 г этанола (соотношение этанол:продукты карбоксилирования =Зг1).

Осадок 5-X-2 OSNa выделяют анало35 гично примеру 1. Подкислением осадка соляной кислотой выделяют 10,77 г

5-Х-2-ОБК (98,1% потенциала) с чистотой 99,9%.

Пример 2 . 12,33 г продуктов

40 карбоксилирования п-ХФНа, полученных в условиях, аналогичных примеру 1, содержащих 10,33 г 5-Х-2-OBNa,1,50 г п-ХФНа и 0,27 г п-ХФ, обрабатывают

49,33 г этанола (соотношение эта4 нолгпродукты карбоксилирования =4:1).

Осадок 5-X-2-ОБНа выделяют 9,00 г

5-Х-2-ОБК (98,15% от потенциала) с чистотой 99,9%.

Пример 4 ; 7,85 г продуктов карбоксилирования п-ХФНа, полученных в условиях, аналогичных примеру

5,43 r 5-X-2-ОБК (93,2% от потенциала) с чистотой 99,9Ъ.

60 Пример 5 . 12,22 г продуктов карбоксилирования п-ХФНа, полученных в условия, аналогичных примеру 1, содержащих 10,23 г 5-Х-2-OBNa, 1,40 г п-ХФНа и 0,26 r п-ХФ, обрабатывают 48,88 г изопропилового спирт

5 (соотношение изопропиловый спиртгпродукты карбоксилирования = 4:1). Осадок 5-Х-2-OBNa . выделяют аналогично примеру 1. Подкислением осадка азотной кислотой выделяют 9,01 r

5-Х-2-ОБК (99,0% от потенциала) с 5 чистотой 99, 7% .

Пример 6 . 12,24 г продукта карбоксилирования п-Хна, полученных в условиях, аналогичных примеру

1,49 г п-Хна и О, 27-г п-ХФ, обрабатывают 48,96 г ацетона (соотношение ацетон:продукты карбоксилирования = 4:1)..Осадок 5-Х-2-ОБМа выде=, ляют аналогично примеру 1. Подкислением осадка соляной кислотой выделя:, т 9 0? г 5-Х-2-ОБК (99,0% от потениала).с чистотой 99,7%.

Пример 7 . 15,33 r продуктов реакции, полученных карбоксилированием сухого 2,4-дихлорфенолята калия (2-4-ДХФК)при: :190ОС, давлении С02 0,5 МПа и времени реакции

3,5-дихлор-2-оксибензоата калия (3p5-ДХ-2-ОБК), 6,37 г 2,4-ДХФК и

1,00 r 2,4-дихлорфенола (2,4-ДХФ) обрабатывают 45,99 г этанола (соотношение этанол:продукты карбоксилирования = 3:1) . Осадок 3,5-ДХ-2-0БК выделяют аналогично примеру 1. Подкислением осадка соляной кислотой выделяют 6,20 г 3,5-дихлор-2-оксибензойной кислоты (97,3% от потенциала) с чистотой 99,5%.

Пример 8 ..12,32 г продуктов 35 карбоксилирования 2,4-ДХФК, полученных в условиях, аналогичных примеру

Подкислением осадка соляной кислотой выделяют 4,89 г 3,5-дихлор-2-оксибен-45 зойной кислоты(95,6% от потенциала) с чистотой 99,7%.

Пример 9 . 14,86 г продуктов реакции, полученных карбоксилированием о-хлорфенолята калия(о-ХФК) при 180 С, давлении С02 1,0 МПа и времени реакции 150 мин, содержащих в себе 11 21 г 3-хлор-2-оксибензоата калия (3-Х-2-ОБК). 2,75 г ОХФК и 0,64 г о-хлорфенола (ОХФ) обраба.тывают 44,58 r этанола (соотношение этанюл:продукты карбоксилирования =

3:1). Осадок 3-Х-2-ОБК выделяют аналогично примеру 1. Подкислением

"осадка соляной кислотой выделяют

8,98 г 3-хлор-2-оксибензойной кислотой (97,4% от потенциала) с чистотой

Пример 10.. 4,53 г продуктов карбоксилирования о-ХФК, полученных в условиях, аналогичных-.примеру 9, содержащих 3,16 г З-Х-2-ОБК, 0,86 г. о-ХФК и 0,27 г ОХФ обрабатывают

18,12 r этанола (соотнсшение этанол: продукты карбоксилирования = 4 .1).

Осадок 3-Х-2-08K выделяют аналогично примеру 1. Подкислением осадка соляной кислотой выделяют 2,46 г 3-хлор-2-оксибензойной кислоты (94,7% от потенциала) с чистотой 99,7% °

Пример 11 ° «2 80 r продуктов реакции, полученных карбоксилированием сухого и-крезолята натрия при 150ОС, давлении СО 1,0 МПа.и времени реакции 20 мин, содержащих в себе 10,93 г 5-метил-2-оксибензоата натрия (5-М-2-0ББа), 0,63 г й-крезолята натрия (п-KNa).и 1,24 г п-крезола (п-К)обрабатывают 51,20 г танола (соотношение этанол:продукты арбоксилирования и 4:1). Осадок

:5-M-2-0BNà.выделяют аналогично примеру 1. Подкислеиием осадка соляной кислотой выделяют 10,74 r 5-метил-2,-оксилензойной кислоты (5-И-2-ОБК) ,(98,3% от потенциала) с чистотой 99,9%.

Пример 12 . 13,33 г йродуктов карбоксилирования п-KNa, полученных в условиях, аналогичных при- . меру. 11, содержащих 11,39 г 5-М-2-08Na, 0,65 г и-KNa и 1,29 r п-К обрабатывают 53,32 г ацетона (соотношение ацетон продукты карбоксилирования = 4:1) . Осадок 5-М-2-ОБйа выделяют аналогично примеру 11. Подкислением осадка соляной кислотой выделяют 11,16 г 5-М-2-ОБК (98,0% от потенциала) с чистотой 99,9%.

Пример 13 . 12,04 г продуктов карбоксилирования п-KNa, полученных в условиях, аналогичных примеру 11, содержащих 10,28 r 5-М-2-0БИа, 0,59 г п-Кйа, и 1,17 г п-.К обрабатывают

48,16 г изопропилового спирта (соотношение спирт:продукты карбоксилирования = 4:1). Осадок 5-M-2-ОЗИа выцеляют аналогично примеру 11. Подкисяением осадка соляной кислотой выцеляют 10,09 r 5-М-2-OBK (98,15% эт потенциала) с чистотой 99,7%.

Основные преимущества предлагаемого. способа: упрощение процесса производства фенолкарбоновых кислот., высокой степени чистоты на стадии выделения солей целевых кислот за счет обработки продуйтов карбоксилирования щелочных металлов растворителями (спирты, кетоны), позволяющими селективно выделять соли фенолкарбоновых кислот, что позволяет исключить из технологической схемы производства стадии нейтрализации реакционной массы. и экстракции фенола.

Фенолкарбоновая,кислота

Кислотное число экс периментальное

Кислотное число, теоретичес— кое

Чистота кислоты, Ъ

Температура плавления экспериментальная, С

7 3,5-ДХ-2-ОБК 269,6

Примечание: 5-Х-2-ОБК вЂ” 5-хлор-2-оксибензойная. кислота

3, 5-ДХ-2-ОБК вЂ” 3, 5-дихлор-2-оксибензойная кислота;

3-Х-2-ОБК -, 3-хлор-2-оксибензойная кислота

5-M-2-OSK - 5-метил-2-оксибензойная кислота.

Формула изобретения вания при перемешивании обрабатывают,органическим растворителем -. низшйм особ выделения и очистки фе- сййртом. или кетоном при соотношербоновых кислот иэ продуктов, нии 1:(2-6) с последующим раствореeHHEitx карбоксилированием фено- 45 нием очищенного остатка в воде.

Источники информации,принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

50,Ð 1101267+ кл. С 2 С, опублик. 1968.

2. Патент Великобритании

1167095, кл. С)2 С, опублик.1969.

3. Патент Франции М 1564997, кл, С 07 С, опублик. 1969.

55 4. Патент Японии Р 43-29943, кл. 2-2355, опублик.1968 прототип) .

Составитель N. Кулиш

Редактор А. Химчук Техред E.Харитончик Корректор E. Рошко

Заказ 1788/29 Тираж 4.16 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

:нолка получ лятов щелочных металлов двуокисью углерода при повышенных давлении и температуре, путем отделения приме.сей органическим растворителем с последующим выделением целевой кислоты из водного раствора очищенного остатка после подкисления минеральной кислотой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения чистоты целе вой кислоты, продукты карбоксилиро325, 2

Похожие патенты:

Изобретение относится к новому способу получения смеси 2-гидроксибензойной кислоты и 4-гидроксибензальдегида или их производных, в частности к способу получения 3-метокси-4-гидроксибензальдегида-ванилина, и 3 этокси-4-гидроксибензальдегида -этилванилина, в котором смесь фенольных соединений, из которых одно соединение (А) содержит формильную или гидроксиметильную группу в положении 2, а другое соединение (В) содержит формильную или гидроксиметильную группу в положении 4, отвечающих общей формуле (IIА) и (IIВ), в которых Y1 и У2, одинаковые или разные, означают одну из следующих групп: группу - СНО; группу - СН2ОН; Z1, Z2, и Z3, одинаковые или разные, означают атом водорода, радикал алкилC1-C4, алкенилС2-С4 или алкоксиC1-C4 линейный или разветвленный, радикал фенил, гидроксил, атом галогена; подвергают селективному окислению, при котором формильная или гидроксиметильная в положении 2 соединения (А) окисляется до карбоксильной группы и, возможно, гидроксиметильная группа соединения (В) в положении 4 окисляется до формильной группы, причем окисление осуществляют в присутствии основания в количестве от 2 - 10 молей на моль фенольных соединений (IIА) и (IIВ), и катализатора на основе палладия и/или платины и получают смесь 2-гидроксибензойной кислоты и 4-гидроксибензальдегида или их производных

Изобретение относится к новым соединениям формулы (I), в которой Ar представляет собой фенил, фуранил, тиофенил, тиазолил, пиридинил; R1 независимо выбирают из группы, состоящей из водорода, низшего алкила, низшего алкокси, галогена и нитро; R2 независимо выбирают из группы, состоящей из водорода и галогена; R4 представляет собой гидрокси или остаток пирролидин-2-карбоновой кислоты, пиперидин-2-карбоновой кислоты или 1-аминоциклопентанкарбоновой кислоты, присоединенных через атом азота аминокислотного остатка; n означает 0, 1, 2, 3, 4 или 5; m означает 0, 1, 2, 3 или 4; р означает 0, и s означает 0, или к их фармацевтически приемлемым солям, при условии, что соединение не представляет собой S-1- пирролидин-2-карбоновую кислоту, 5-(бифенил-4-илоксиметил)фуран-2-карбоновую кислоту, 3-(бифенил-4-илоксиметил)бензойную кислоту, 2-(бифенил-3-илоксиметил)бензойную кислоту, 4-(бифенил-3-илоксиметил)бензойную кислоту, 4-(бифенил-4-илоксиметил)бензойную кислоту, 5-(бифенил-4-илоксиметил)тиофен-2-карбоновую кислоту

САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА (I) - орто-оксибензойная кислота. Найдена в эфирном масле иланг-иланга, кассии, американского пенниройяля, плодов аниса. В экстракте соцветий спиреи содержится до 60% салициловой кислоты. Ее метиловый эфир (метилсалицилат) широко распространен в природе. Салициловая кислота используется как сырье для получения аспирина и сложных эфиров, которые применяются в парфюмерии, косметике и ароматизации мыл.

Обладает антисептическими свойствами, что используется для консервации фруктовых соков и фармацевтических препаратов.

МЕТИЛСАЛИЦИЛАТ (II) - метиловый эфир салициловой кислоты. Главный компонент (98%) эфирного масла гаултерии (Gaultheria procumbens) и березы (Betula lenta). Находится также в эфирном масле иланг-иланга, руты, гвоздики, цветов кассии и туберозы, зеленого чая. Часто метилсалицилат не является составной частью растения, а входит в состав гликозидов, из которых выделяется при ферментации. Метилсалицилат имеет сильный характерный запах. Обладает бактерицидными свойствами.

Используется как натуральный, так и синтетический для ароматизации жвачной резинки, конфет, различных пищевых продуктов и напитков. Часто входит в состав зубных паст, полосканий и фармацевтических препаратов. Содержится в составе ароматического комплекса различных косметических и парфюмерных препаратов, а также мыл. При передозировке может вызывать повреждение печени и отравление, поэтому применение его ограничено.

ЭТИЛСАЛИЦИЛАТ - встречается редко и в небольшом количестве. Запах характерный, несильный. Используется в ограниченном количестве как синтетический заменитель метилсалицилата.

БЕНЗИЛСАЛИЦИЛАТ - бензиловый эфир салициловой кислоты. Главная составная часть высококипящей части эфирного масла иланг-иланга, бальзама Толу, туберозы. Вязкая жидкость или кристаллы с приятным запахом. Используется как растворитель для искусственных эфирных масел и парфюмерных композиций. Хороший фиксатор.

В эфирных маслах часто встречаются производные простейшей ароматической кислоты - бензойной. Бензойная кислота не имеет запаха и не может влиять на запах эфирных масел. В эфирные масла в результате паровой дистилляции не переходит. Экстрактивные эфирные масла (конкреты и абсолю) могут содержать бензойную кислоту. Ее эфиры являются важными ароматическими компонентами этих эфирных масел. Соответствующей бензойной кислоте альдегид - бензальдегид - нередко встречается в составе некоторых эфирных масел.

Фенолкарбоные кислоты

Фенольная группа фенолкарбоновых кислот может также быть в виде простого эфира. Анисовая кислота - сопутствующий компонент некоторых масел с большим содержанием анетола (о нем мы поговорим в разделе фенилпропенов) - представляет собой метоксибензойную кислоту.

АНИСОВАЯ КИСЛОТА (III) - п-анисовая кислота, п-метоксибензойная кислота. Найдена в эфирных маслах с большим содержанием анетола, которые подверглись действию кислорода. Обнаружена также в эфирном масле из плодов таитянской ванили.

Фенолкарбоновые кислоты могут содержать несколько фенольных групп. Такие вещества 2,4-ДИОКСИ-6-МЕТИЛБЕНЗОАТ (IV) и 2,4-ДИОКСИ-3,6-ДИМЕТИЛБЕНЗОАТ (V), а также 2-МЕТОКСИ-4-ОКСИ-3,6-ДИМЕТИЛБЕНЗОАТ (VI) обнаружены в резиноиде дубового мха и составляют в виде смеси простых фенольных и сложных эфиров подавляющее количество (до 40-50%) фенолов этого продукта.

Среди фенолкарбоновых кислот с несколькими фенольными группами в эфирных маслах содержатся производные верартровой и триметилгалловой кислоты.

ВЕРАТРОВАЯ КИСЛОТА (VII) - 3,4-диметоксибензойная кислота. Встречается в эфирном масле «сабадилла» в виде метилового или этилового эфира.

ТРИМЕТИЛГАЛЛОВАЯ КИСЛОТА (VIII) - 3,4,5-триметоксибензойная кислота. Обнаружена в эфирном масле из Boronia pinnata.

Кроме фенолкарбоновых кислот в эфирных маслах, особенно цветочных растений, содержатся феноло-альдегиды. Почти все вещества этой группы обладают сильным ароматом цветочного направления.

САЛИЦИЛОВЫЙ АЛЬДЕГИД (IX) - о-оксибензальдегид. В небольшом количестве найден в различных видах спиреи, кассии. Имеет характерный горький запах миндаля. Используется в синтетических эфирных маслах. Исходный продукт для получения синтетического кумарина.

4-ОКСИБЕНЗАЛЬДЕГИД (IXa) - п-оксибензальдегид. В эфирных маслах практически не найден.

О-МЕТОКСИБЕНЗАЛЬДЕГИД (IXb) - метилсалициловый альдегид. Содержится в эфирном масле кассии.

АНИСОВЫЙ АЛЬДЕГИД (X) - п-метоксибензальдегид, «обепин». Желтоватая жидкость, обладающая сильным запахом цветущего боярышника с нотой ванилина. Ароматический альдегид, образующийся при окислении анетола, и поэтому встречается в эфирных маслах, богатым анетолом: аниса, звездчатого аниса, фенхеля. Найден также в масле цветов акации, экстракте из бобов ваниллы из Таити. При окислении превращается в анисовую кислоту. Считается очень полезным в парфюмерии для придания композициям (сирень, гелиотроп, боярышник, акация, мимоза, свежескошенное сено и горошек) и мылу особых ароматических свойств.

Феноло-альдегиды

Вторая фенольная группа приводит к появлению среди феноло-альдегидов таких веществ, как ванилин и метилванилин - известные компоненты многих бальзамов.

4-МЕТОКСИСАЛИЦИЛОВЫЙ АЛЬДЕГИД (Xa) - 2-окси-4-метоксибензальдегид, 2-оксианисовый альдегид. Найден в масле из корней Decalepis hamiltonii. Кристаллическое вещество с запахом ванилина.

ВАНИЛИН (XI) - 4-окси-3-метоксибензальдегид - часто встречается в небольшом количестве в эфирных маслах и бальзамах и чаще всего в виде гликозидов (стиракс, бальзам Перу, гвоздика). Под действием ферментов в процессе ферментации эти гликозиды высвобождают ванилин. Наиболее важный источник ванилина - плоды ваниллы. Кристаллическое вещество с сильным, ароматичным запахом.

Главный ингредиент искусственных ароматизаторов. Широко используется в кондитерской промышленности. Применяется в парфюмерии и косметике для придания композициям сладкого и прочного запаха. Хорошо сочетается с гелиотропином и кумарином.

МЕТИЛВАНИЛИН (XII) - 3,4-диметоксибензальдегид, вератральдегид, диметиловый эфир протокатехальдегида. Встречается в эфирном масле Cymbopogon javanensis.

ЭТИЛВАНИЛИН (XIII) - этиловый эфир 3-протокатехальдегида, «бурбональ». В природе не идентифицирован. Синтетический заменитель ванилина. Широко используется в пищевой и парфюмерной промышленности. Имеет интенсивно сладкий вкус и запах в 3-4 раза более сильный, чем ванилин.

СИРЕНЕВЫЙ АЛЬДЕГИД (XIV) - 3,5-диметокси-4-оксибензальдегид. Содержится в выдержанных в дубовой таре (клепке) высококачественных коньяках, виски и бренди. Практически не имеет запаха из-за своей низкой летучести. Образуется при мягком окислении дуба.

Особенностью фенолкарбоновых кислот и феноло-альдегидов является то, что, несмотря на наличие двух «кислых» заместителей их обжигающая функция в сильной степени ослаблена, что объясняется взаимным влиянием этих двух групп (химики говорят об их электронном сопряжении этих групп, в результате которого сильно снижена способность терять водород фенольной группы).

Таким образом, простые фенолы в растениях существуют в виде биологически активных свободных фенолов (тимол и карвакрол), обладающих сильным обжигающим действием, так и в виде простых эфиров (которых содержится очень мало). Простые фенолы, в свою очередь, могут иметь дополнительно различные заместители в бензольном ядре, главные из которых, это альдегидная (CHO) и карбоновая (COOH). Замещение этими группами приводит к ослаблению обжигающего действия простых фенолов из-за эффекта электронного сопряжения этих заместителей и фенольной группы.

Островская А.М.

Белорусский государственный университет,

Минск, Беларусь.

Молодой ученый.

[email protected]

Научный руководитель: Бирюкова Н.М.

Определение содержания биофлавоноидов в растительном материале часто может быть сопряжено с определёнными трудностями. В зависимости от поставленных задач необходимо применение различных подходов на стадиях изучения состава лекарственного растительного сырья и его стандартизации, на этапе разработки состава новых препаратов, а также на всех стадиях технологического процесса производства готовых лекарственных форм. Целью данной работы был анализ биофлавоноидов и фенолкарбоновых кислот в лекарственном растительном сырье (ЛРС) с применением физико-химических методов анализа, таких как бумажная хроматография и спектрофотометрия, наиболее часто применяемых в анализе ЛРС, а также оценка возможности применения метода ВЭЖХ для решения поставленной задачи. В качестве объектов исследования были выбраны Bupleurum aureum (володушка золотистая) и Bupleurum rotungifolium L. (володушка крупнолистная). Данная работа является частью проводимых в НИИ ФХП БГУ совместно с ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» исследований по созданию новых отечественных фитопрепаратов для отоларингологии, офтальмологии и стоматологии на основе ЛРС.

Химический анализ образцов на содержание отдельных групп фенольных соединений проводился с использованием следующих методов: суммарное количество антоциановых пигментов – по методу ; суммарное количество катехинов – по методу с использованием ванилинового реактива; суммарное количество флавонолов – по методу , модифицированному ; суммарное количество фенолкарбоновых кислот – по методу (табл. 1).

Таблица 1. Содержание отдельных групп фенольных соединений в образцах володушки золотистой (образец №1) и володушки крупнолистной (образец №2).

Методом ВЭЖХ проводилась качественная и количественная идентификация состава агликонов флавоноидов и хлорогеновой кислоты . В ходе исследования были подобраны оптимальные условия проведения анализа и достигнута высокая степень воспроизводимости результатов. Идентификация проводилась путём сопоставление времен удерживания сигналов веществ на хроматограммах анализируемых образцов со временем удержания сигналов стандартных образцов флавоноидов, а также по анализу УФ-спектров. Было достоверно идентифицировано четыре агликона флавонолов: кверцетрин (Rt = 4,977 мин), кверцетин (Rt = 7,34 мин), кемпферол (Rt = 12,509 мин), изорамнетин (Rt = 14,007 мин), а также хлорогеновая кислота (Rt = 4,204 мин). В УФ спектрах поглощения присутствовали полосы поглощения с λмакс.= 260 и 362 нм, характерные для кверцетрина; λмакс.=257 и 375 нм – для кверцетина; λмакс.= 218, 253, 266, 294, 322, 367 нм – для кемпферола; λмакс.= 253, 370 нм – для изорамнетина; λмакс.= 221, 247 и 370 нм – для хлорогеновой кислоты. Хроматограммы обоих образцов характеризовались одним и тем же флавоноидным составом, что свидетельствует в пользу того, что данные образцы относятся к одному виду Bupleurum. По площадям пиков было рассчитано количественное содержание кверцетина, кверцетрина, кемпферола, изорамнетина и хлорогеновой кислоты в обоих образцах. Максимальным было содержание кверцетина (1,16±0,01 и 0,45±0,02 для образцов №1 и №2 соответственно), а минимальным – содержание кверцетрина (0,28±0,01 и 0,17±0,01 для образцов №1 и №2 соответственно). Данные ВЭЖХ анализа позволили достоверно идентифицировать индивидуальные полифенольные соединения и установить их количественное содержание, что имеет большое значение на стадии детального изучения ЛРС и установления возможности включения его в состав лекарственных препаратов.

В данной работе для анализа одного и того же объекта были применены различные физико-химические методы анализа, которые позволили получить взаимодополняющую информацию об объекте исследования. Таким образом, при стандартизации данного ЛРС и на различных стадиях производственного процесса может быть применён один из вышеописанных физико-химических методов или же их комбинация в зависимости от поставленной аналитической задачи.

Кроме того для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Фенолокислоты представляют собой твердые кристаллические вещества. Фенолокислоты, которые имеют в своем составе один фенольный гидроксил, сравнительно малорастворимые в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде и многих органических растворителях. С увеличением числа фенольных гидроксилов растворимость фенолокислот увеличивается.

Распространение в природе

Синтез

Нередко для получения фенолокислот применяют синтетические способы. В частности, 2-оксибензойную (салициловую) кислоту добывают из фенолята натрия и углекислого газа в автоклавах при 180 °C с последующей обработкой продукта реакции соляной кислотой синтез Кольбе :

C6H5ONa + С02 180 С → С6Н4 (ONa) COOH ; С6Н4 (ONa) COOH + НС1 → С6Н4 (ОН) СООН + NaCl

Химические свойства

Фенолокислоты одновременно обладают свойствами карбоновых кислот и фенолов . Кроме того, для них характерны свойства, обусловленные наличием в молекуле обоих видов функциональных групп и бензольного ядра.

Разложение при нагревании

Фенолокислоты при нагревании разлагаются с образованием фенольных соединений и углекислого газа. Например, при нагревании салициловая кислота разлагается на фенол и углекислый газ:

НОС6Н4СООН → С6Н5ОН + СО2 салициловая кислота фенол углекислый газ

Реакция этерификации (по карбоксильной группе)

Фенолокислоты как и карбоновые кислоты, благодаря наличию карбоксильной и гидроксильной групп способны образовывать эфиры .

Например, образование эфира салициловой кислоты - ацетилсалициловой кислоты:

НОС6Н4СООН + Н3С-С(=О)-О-(О=)С-СН3 → С6Н4(СООН)-О-СО-СН3 + СН3СООН салициловая кислота уксусный эфир ацетилсалициловая кислота уксусная кислота

и образовании эфира галловой кислоты одна молекула галловой кислоты реагирует своим карбоксилом , другая - фенильным гидроксилом . Китайский танин является глюкозидом дигалловой кислоты и глюкозы.

Образование солей

Фенолокислоты, как и карбоновые кислоты, образуют соли. Например, образование салицилата натрия при взаимодействии салициловой кислоты и едкого натрия:

НОС6Н4СООН + NaOH → НОС6Н4СООNa + Н2О салициловая кислота салицилат натрия

Реакция с хлоридом железа(III)(по фенольной группе)

Нередко возникает необходимость в выявлении наличия салициловой кислоты и других фенолокислот в консервированных продуктах. Тогда в пробирку помещают 2-3 мл исследуемого раствора и добавляют несколько капель 1 % раствора хлорида железа (III). Возникает фиолетовая окраска. В отличие от фенола, она может появиться и в спиртовом растворе кислоты. Окраска возникает в результате образования комплексных солей при взаимодействии фенольных групп шести молекул фенолокислоты с молекулой FeCl3.

Галловая кислота легко взаимодействует с хлоридом железа(III) и образует продукт реакции сине-чёрного цвета (чернила).

Реакция нуклеофильного замещения с галогенами

Наличие в молекуле фенолокислот фенольных групп (-ОН) позволяет им вступать в реакции замещения атомов водорода бензольного ядра на галогены при обычных условиях. Бензойная кислота и обычные ароматические кислоты в такие реакции не вступают.

Например, бромирование салициловой кислоты:

НОС6Н4СООН + Br2 → НО(Br)С6Н3СООН + НОС6Н3(Br)СООН + 2НBr салициловая кислота п-бромсалицилова кислота о-бромсалицилова кислота

Фенол]]ьная группа в молекуле салициловой кислоты действует как заместитель первого рода - направляет атомные группы и отдельные атомы на замещение атомом водорода бензольного ядра в о- и п-положении относительно себя.

Типичные представители и их производные, использование фенолокислот в медицине и промышленности

2-оксибензойная или салициловая кислота - типичная фенолокислотa, её иногда называют оксибензойной кислотой НОС6Н4СООН. Соли и эфиры салициловой кислоты - салицилаты. Впервые была добыта с эфиров, содержащихся в тканях некоторых растений, - гаультеровои эфирного масла Gaultheria procumbers. Салициловая кислота - твердое кристаллическое вещество . Обладает бактерицидным действием. Её соли и эфиры широко используют в медицине и ветеринарии как лекарственные препараты. Салициловую кислоту широко используют для производства лекарственных средств (например, ацетилсалициловой кислоты, фенилсалицилата), протравных красителей, фунгицидов (например, салициланилида), пахучих веществ (метилсалицилат , бензилсалицилат), антисептиков в пищевой промышленности, при консервировании, как реагент для колориметрического определения в растворах железа и меди, как кислотно - основной индикатор при люминесцентном анализе (при рН = 2,5…4,6 и при наличии кислоты появляется синяя люминесценция) и т. д.

3,4,5 - Триоксибензойная, или галловая кислота - фенолокислота, содержащая в составе молекулы одну

В лекарственных целях используют траву и цветки лабазника вязолистного. В листьях, цветках и корнях лабазника содержат флавоноиды, фитонциды, стероиды, терпены, гликозиды, дубильные вещества, крахмал, эфирное масло, ванилин, и, главное - в большом количестве, витамин С. Трава лабазника вязолистного содержит 0,2 % эфирного масла (компонентами которого являются метилсалицилат и его биозид гаультерин, салициловый альдегид, ванилин), фенольные гликозиды (монотропозид, примверозид, салицин, спиреин), флавоноиды (4 %: авикулярин, гиперозид, спиреозид), дубильные вещества - 15 %, кумарины, стероиды, каротин, витамин С, микроэлементы.

Рассмотрим подробнее действие и свойства химических соединений лабазника вязолистного.

Витамин C. Участвует в биосинтезе кортикостероидных гормонов, которые отвечают за адаптивные реакции организма; повышает иммунитет; устраняет воспаление; стабилизирующее воздействует на соединительную ткань; улучшает психоэмоциональное состояние, поскольку влияет на процесс образования дофамина, норадреналина, а также серотонина и эндорфинов.

Дубильные вещества. Данные вещества осаждают белки протоплазмы, тем самым оказывая на слизистые оболочки либо раздражающее, либо вяжущее действие (все зависит от концентрации раствора). Свойства: вяжущее; кровоостанавливающее; антиоксидантное.

Фенольные соединения (монотропитин, спиреин). Свойства: стимулирующее (активизируют функционирование коры надпочечников); антисептическое; мочегонное; адаптогенное (повышают защитные силы организма); спазмолитическое; седативное; желчегонное; кровоостанавливающее.

Салициловая кислота . Действие: нормализует проницаемость капилляров, тем самым предупреждая отек тканей; участвует в формировании медиаторов воспаления; приостанавливает биосинтез простагландинов, которым отводится важная роль в развитии воспаления, а также болевого синдрома, что снимает воспаление.

Рисунок 5.1 – Салициловая кислота

Флавоноиды : авикулярин. Свойства: противовоспалительное; антиаллергическое; антивирусное; антиканцерогенное; антиоксидантное; желчегонное; противоязвенное; диуретическое; спазмолитическое.

Рисунок 5.2– Авикулярин

Катехины . Данные вещества нейтрализуют свободные радикалы, благодаря чему предупреждают развитие онкологических болезней. Кроме того, катехины противостоят воздействию бактерий и препятствуют разрушению клеток, тем самым значительно замедляя процесс старения организма.

Фенолкарбоновые кислоты. Действие: снимают воспаление; ускоряют процесс выведения желчи; усиливают функцию почек; стимулируют антитоксическую функцию печени.

Эфирные масла. Компоненты: метилсалицилат и салицин. Действие эфирных масел: нормализуют функционирование сердечно-сосудистой системы; смягчают кашель; усиливают отделение слизи из бронхов; улучшают работу ЖКТ. Свойства: бактерицидное; противовоспалительное; антисептическое; стимулирующее; седативное.

Рисунок 5.3 – Метилсалицилат Рисунок 5.4–Салицин

Жирные кислоты . Действие жирных кислот: участвуют в процессе образования энергии; участвуют в построении мембран, которые и составляют скелет клеток; нормализуют обмен веществ, являясь компонентами различных липидов.

Гликозиды. Свойства: мочегонное; противомикробное; успокоительное; слабительное; отхаркивающее; сосудорасширяющее; дезинфицирующее. Крахмал. Используется как обволакивающее средство при лечении заболеваний ЖКТ воспалительного характера. Кроме того, крахмал относится к классу легкоусвояемых углеводов, которые, трансформируясь в глюкозу, быстро насыщают организм энергией.

Рисунок 5.5 – Крахмал

Воск. Обладает бактерицидными и вяжущими свойствами, поэтому применяется при лечении трудно заживающих ран и различных кожных заболеваний.

В 1828 году мюнхенский фармацевт Иоганн Бюхнер выделил из коры ивы противовоспалительное вещество салицин, при гидролизе которого получили салициловую кислоту, а в 1838 году итальянский химик Р. Пириа выделил из таволги (спиреи вязолистной) спиреевую кислоту, оказавшуюся производным салициловой кислоты. Выяснилось, что салициловой кислоты много в таволге иволистной – Spiraea salicifolia, а затем Феликс Хофман, сотрудник германской компании «Байер», разработал технологию органического синтеза ацетилсалициловой кислоты, получившей коммерческое название «аспирин». Это название составлено из двух частей: «а» от ацетил и «спир» от Spiraea. В таволгах аспирин находится в гликозилированной форме. Совсем недавно из семян и корней таволги выделены дитерпеновые алкалоиды, получившие название спираминов и спиратинов. Их действие похоже на камфору, кофеин, но применение не вызывает повышения артериального давления. Как считают ученые, спирамины защищают клетки мозга от кислородного голодания. Из японских таволг выделили вещества, препятствующие образованию тромбов.

Дубильные вещества таволги, подвергаясь окислению, превращаются в вещества с кровавой окраской - флобафены .