WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«УДК 547.972.35 : 634.0.861.15 ПОЛУЧЕНИЕ КВЕРЦЕТИНА ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ В УСЛОВИЯХ «ВЗРЫВНОГО» АВТОГИДРОЛИЗА В ПРИСУТСТВИИ СЕРНИСТОКИСЛОГО НАТРИЯ ...»

Химия растительного сырья. 2003. №4. С. 37–41

УДК 547.972.35 : 634.0.861.15

ПОЛУЧЕНИЕ КВЕРЦЕТИНА ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ

СИБИРСКОЙ В УСЛОВИЯХ «ВЗРЫВНОГО» АВТОГИДРОЛИЗА

В ПРИСУТСТВИИ СЕРНИСТОКИСЛОГО НАТРИЯ

Б.Н. Кузнецов*, В.А. Левданский, С.А. Кузнецова, Н.И. Полежаева, А.В. Левданский

Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок,

Красноярск, 660036 (Россия) e-mail: inm@icct.ru Изучено влияние температуры и продолжительности обработки опилок древесины лиственницы перегретым водяным паром в условиях «взрывного» автогидролиза в присутствии сернистокислого натрия на выход кверцетина и дигидрокверцетина.

Установлено, что максимальная степень превращения дигидрокверцетина в кверцетин достигается в случае предварительной пропитки древесины лиственницы водным раствором сернистокислого натрия и последующей обработки паром при температуре 220 °С, давлении 3,4 МПа, продолжительности 200–250 с.

Введение Древесина лиственницы сибирской содержит до 2,5% флавоноидов, которые представлены в основном дигидрокверцетином, кверцетином, дигидрокемпферолом и нарингенином, причем содержание дигидрокверцетина в древесине лиственницы может достигать 90% от суммы флавоноидов [1, 2].

Дигидрокверцетин, находящийся в древесине в свободном состоянии, может быть экстрагирован полярными растворителями.


Часть дигидрокверцетина, которая связана с лигноуглеводным комплексом древесины, извлекается после её гидролиза. Дигидрокверцетин при окислении превращается в кверцетин, 3,5,7,3,4-пентаоксифлавон. Он относится к группе Р-витаминных веществ и обладает широким диапазоном терапевтического действия: повышает прочность капилляров, улучшает обезвреживающую функцию печени, используется для лечения заболеваний сердца, гипертонической болезни и глазных кровоизлияний [3, 4]. Кверцетин является мощным антиоксидантом, повышающим устойчивость организма к действию радиации [5–7] и антиокислителем пищевых продуктов [7–9]. Окисление содержащегося в древесине лиственницы дигидрокверцетина в кверцетин происходит при бисульфитной делигнификации [10, 11]. Имеются сведения о взаимодействии дигидрокверцетина с раствором бисульфита магния в условиях, идентичных применяемым в процессе бисульфитной варки целлюлозы из древесины лиственницы. Показано, что при ступенчатом подъеме температуры от 80 до 160 °С примерно 95–96% дигидрокверцетина превращается в кверцетин в течение 4,5–6,5 ч [12]. При обработке древесины лиственницы раствором бисульфита магния в аналогичных условиях от 68 до 75% дигидрокверцетина превращается в кверцетин [13].

Доступность объема растительного сырья к действию реагентов значительно возрастает при его активации в условиях «взрывного» автогидролиза, причем выход некоторых классов веществ, извлекаемых из обработанной водяным паром древесной коры, возрастает при использовании добавок некоторых химических реагентов [14, 15].

* Автор, с которым следует вестипереписку.

38 Б.Н. КУЗНЕЦОВ, В.А. ЛЕВДАНСКИЙ, С.А. КУЗНЕЦОВА, Н.И. ПОЛЕЖАЕВА, А.В. ЛЕВДАНСКИЙ В данной работе изучена возможность совмещения стадий выделения дигидрокверцетина из лигноуглеводного комплекса древесины лиственницы и его окисления в кверцетин сернистокислым натрием в процессе кратковременной обработки перегретым водяным паром.

Экспериментальная часть В качестве исходного сырья использовали заготовленную в окрестностях Красноярска древесину лиственницы сибирской, имеющую следующий состав: целлюлоза – 41,86%, лигнин – 26,34%, вещества, экстрагируемые водой, – 13,53%, дигидрокверцетин – 1,87%, влажность – 5,00%, зольность – 0,18%.

Содержание всех компонентов определяли по методикам, описанным в работах [16, 17].

Древесину измельчали до опилок со средним размером частиц 2–5 мм и подвергали обработке перегретым водяным паром в присутствии сернистокислого натрия. Процесс обработки древесины лиственницы в присутствии сернокислого натрия осуществляли в статической установке с реактором объемом 0,85 л, описанной в работе [15].

Проведено три серии опытов с варьированием температуры обработки от 190 до 220 °С с использованием сернистокислого натрия (Na2SO3) в качестве окислителя дигидрокверцетина. В первой серии опытов в реактор загружали 100 г древесины лиственницы и 15 г сухого Na2SO3. Во втором случае – 100 г древесины лиственницы и 100 мл раствора, содержащего 15 г Na2SO3. В третьей серии опытов использовали древесину лиственницы, предварительно пропитанную водным раствором Na2SO3 (из расчета на 100 г древесины лиственницы 100 мл водного раствора, содержащего 15 г Na2SO3). В реактор подавали водяной пар под давлением до 3,5 МПа, выдерживали в течение 100 с и осуществляли резкий сброс давления. Твердый продукт из приемного бункера переносили в колбу, добавляли 1,5 л воды, подогревали до температуры кипения при перемешивании, затем охлаждали, отфильтровывали, промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 100–105 °С в течение 4–5 ч.

Для извлечения смеси флаваноидов навеску обработанной древесины (50 г) с влажностью 1–2% экстрагировали этиловым спиртом в аппарате Сокслета емкостью 250 мл.

Для количественного разделения смеси флавоноидов, выделенных из обработанной древесины лиственницы, применяли тонкослойную хроматографию на полиамидном сорбенте [18], который готовили из гранул полиамида переосаждением из уксусной кислоты по методике, описанной в работе [19]. На хроматографическую стеклянную пластинку размером 100200 мм наносили капроновый порошок с размером частиц 0,2 мм и толщиной слоя 1,0 мм. В качестве элюента использовалась система этанолхлороформ (35 : 65). Навеску флаваноидов в количестве 0.0100 г растворяли в 100 мл этилового спирта, затем 1 мл этого раствора мерной пипеткой наносили на старт. Элюирование кверцетина и дигидрокверцетина с капронового порошка осуществляли смесью метанол – диметилформамид (1 : 1).

Количество дигидрокверцетина определяли после его перевода в цианидинхлорид. Раствор дигидрокверцетина концентрировали под вакуумом до полного удаления растворителя, затем к сухому остатку добавляли 1 мл этилового спирта, 0,2 мл цинковой пыли и 2 мл ацетона. После добавления 1 мл смеси, состоящей из соляной кислоты (плотность 1,19), ледяной уксусной кислоты и воды в объемном соотношении 3 : 3 : 1, колбу нагревали в термостате (70 + 0,1 °С) в течение 20 с, затем охлаждали ледяной водой, раствор декантировали в мерную колбу объемом 25 мл. Остаток цинковой пыли дважды промывали в мерные колбы ацетоном по 5 мл и доводили до метки ацетоном.

Оптическую плотность исследуемых растворов измеряли на фотометре КФК-3 при 365 нм для кверцетина и при 546 нм для цианидинхлорида (продукта превращения дигидрокверцетина).

Предварительно были построены калибровочные графики по стандартным растворам кверцетина и цианидинхлорида. Количественное содержание дигидрокверцетина определяли в растворе, полученном после хроматографического разделения смеси флаваноидов и превращения, находящегося в растворе дигидрокверцетина, в цианидинхлорид. Используя стандартные растворы чистого дигидрокверцетина, получали растворы цианидинхлорида (рис.) и строили калибровочный график.

ПОЛУЧЕНИЕ КВЕРЦЕТИНА ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ … 39

–  –  –

% от абсолютно сухой древесины ; % от суммарных флавоноидов 40 Б.Н. КУЗНЕЦОВ, В.А. ЛЕВДАНСКИЙ, С.А. КУЗНЕЦОВА, Н.И. ПОЛЕЖАЕВА, А.В. ЛЕВДАНСКИЙ Во второй серии экспериментов к опилкам древесины лиственницы добавляли водный раствор сернистокислого натрия. Данные о выходе флавоноидов, извлеченных из древесины лиственницы, обработанной в этих условиях, приведены в таблице 2.

В третьей серии экспериментов опилки древесины лиственницы перед обработкой водяным паром пропитывали водным раствором сернистокислого натрия. Данные о выходе флавоноидов, извлеченных из обработанной в указанных условиях древесины лиственницы, приведены в таблице 3.

Из полученных данных следует, что процесс окисления дигидрокверцетина в кверцетин в условиях «взрывного» автогидролиза наиболее эффективно осуществляется в условиях предварительной пропитки древесины лиственницы водным раствором сернистокислого натрия. Максимальный выход кверцетина достигается при следующих параметрах процесса обработки древесины водяным паром: температура 220 °С, давление 3,4 МПа, продолжительность 200–250 с.





–  –  –

Выводы Изучено влияние температуры и продолжительности обработки опилок древесины лиственницы перегретым водяным паром в условиях «взрывного» автогидролиза в присутствии сернистокислого натрия на выход кверцетина и дигидрокверцетина.

Установлено, что максимальная степень превращения дигидрокверцетина в кверцетин в присутствии сернистокислого натрия достигается при следующих параметрах процесса «взрывного» автогидролиза:

температура 220 °С, давление 3,4 МПа, продолжительность 200–250 с.

Способ введения сернистокислого натрия оказывает значительное влияние на выход получаемого кверцетина. Максимальный выход последнего достигается при пропитке древесины лиственницы водным раствором сернистокислого натрия, а минимальный – для смеси опилок лиственницы и порошка сернистокислого натрия.

Список литературы

1. Тюкавкина Н.А., Лаптева К.И., Медведева С.А. Фенольные экстрактивные вещества рода Larix (обзор) // Химия древесины. 1973. Вып. 13. C. 3–17.

2. Бабкин В.А., Остроумова Л.А., Дьячкова С.Г., Святкин Ю.К., Бабкин Д.В., Онучина Н.А. Безотходная комплексная переработка биомассы лиственницы сибирской и даурской // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. №5. С. 105–115.

3. Baek Seon Hui; Kim Jae Won; Lee Chang Won; Han Mi Yeong; Park Young Mee. Method for inhibiting vascular endothelial growth factor (vegf) and erythropoietin (epo) gene expression by quercetin // Patent KR 2003015815.

2003.

4. Борщев А.Н., Борщева К.А., Яковлева Л.А. Фитоконцентрат лечебно-профилактического действия в области заболеваний печени и желчного пузыря // Патент РФ № 2122860. 1998.

5. Колчин Ю.Н., Попович Л.Ф., Грабовский А.Н. и др. Влияние блокатора 5-липоксигеназы кверцетина на функциональные и морфологические проявления поражения миокарда при ишемии и реперфузии сердца // Кардиология. 1990. Т. 30. №3. С. 72–75.

6. Сыров В.Ф., Хушбакатова З.А., Гукасов В.М. и др. Антиоксидантная активность некоторых растительных фенольных соединений // Химико-фармацевтический журнал. 1987. Т. 21. №1. С. 59–61.

7. Haenen G., Paquay J., Korthouwer R.E., et.al. Peroxynitrite scavenging by flavonoids // Biochem. Biophys. Res.

Commoun. 1997. Vol. 236. №3. P. 591–593.

8. Madsen H.L., Anderson C.M., Jorgensen L.V., Skibsted L.H. Radical scavenging by dietary flavonoids. A kinetic study of antioxidant efficiencies // Eur. Food. Res. Technol. 2000. V. 211. P. 240–246.

9. Ioku K., Tsushida T., Takei Y., Nakatani N., Terao J. Antioxidative activity of quercetin and quercetin monoglucosides in solution and phospholipid bialayers // Biochem. Biophys. Acta. 1995. V. 1234. P. 99–104.

10. Gregory A.S. Process for the conversion of dihydroquercetin to quercetin // Patent US. 2890225. 1959.

11. Kurth E.F. Converting dihydroquercetin to quercetin // Patent US. 2744920. 1956.

12. Бобров А.И., Мутовина М.Г., Тюкавкина Н.А., Девятко Н.Г., Лаптева К.И. Исследование взаимодействия дигидрокверцетина с раствором бисульфита магния // Химия древесины. 1971. №10. С. 85–90.

13. Тюкавкина Н.А., Девятко Н.Г., Лаптева К.И., Бобров А.И., Мутовина М.Г. Получение кверцетина в процессе бисульфитной варки древесины лиственницы // Химия древесины. 1971. №10. С. 91–96.

14. Левданский В.А., Полежаева Н.И., Шилкина Т.А., Кузнецов Б.Н. Выделение экстрактивных веществ из коры лиственницы и пихты, активированной водяным паром в присутствии хлорида аммония // Химия растительного сырья. 2001. №4. С. 87–91.

15. Kuznetsov B.N., Efremov A.A., Levdanskii V.A., Kuznetsova S.A., Polezhaeva N.I., Shilkina T.A., Krotova I.V. The using of non-isobaric pre-hydrolysis for the isolation of organic compounds from wood and bark // Bioresource Technology. 1996. V. 58. P. 181–188.

16. Еськин А.П., Левданский В.А., Полежаева Н.И. Метод количественного фотометрического определения дигидрокверцетина // Химия растительного сырья. 1998. №3. С. 41–45.

17. Оболенская А.В, Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы.

М., 1991. 320 с.

18. Тюкавкина Н.А., Лаптева К.И., Ларина В.А., Девятко Н.Г. Экстрактивные вещества Larix Danurica // Химия природных соединений. 1967. №5. С. 298–301.

19. Литвиненко В.И., Максютина Н.П., Колесников Д.Г. Получение полиамидного сорбента // Медицинская промышленность СССР. 1962. №3 С. 40–43.

20. Левданский В.А., Полежаева Н.И., Кузнецов Б.Н. Способ получения кверцетина // Патент РФ 2182906. 2002.

21. Тюкавкина Н.А., Лаптева К.И., Беляева В.А., Куличкова В.А. Изучение сорбционных процессов на полиамидном сорбенте // Химия природных соединений. 1968. С. 349–352.

Поступило в редакцию 30 октября 2003 г.



Похожие работы:

«Просьба ссылаться на работу: Романюк Т.В. Позднекайнозойская геодинамическая эволюция центрального сегмента Андийской субдукционной зоны // Геотектоника. 2009. Т.4. Р.63Позднекайнозойская геодинамическая эволюция центрального сегмента Андийской субдукционной зоны Т.В.Романю...»

«ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Никифоровой Татьяны Евгеньевны на тему: "Физико-химические основы хемосорбции ионов d-металлов модифицированными целлюлозосодержащими материалами", представленную на соискание ученой степени доктора химических н...»

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРИАСОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КРЯЖА ПРОНЧИЩЕВА (СРЕДНЯЯ СИБИРЬ) А.Ю. Попов, Е.С. Соболев, А.В. Ядренкин Ин...»

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ОСАДКОВ МАЛЫХ ОЗЕР СИБИРИ В.Д. Страховенко, Ю.С. Восель Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, strahova@igm.nsc.ru Озера составляют неотъемлемую часть практически вс...»

«А. П. Стахов Математизация гармонии и гармонизация математики Посвящается светлой памяти выдающегося математика Юрия Алексеевича Митропольского Алексей Стахов Оглавление Введение 1. Математизация гармонии 2. Что такое гармония? 2.1. Числовая гармония пифаг...»

«ПЕРСПЕКТИВНАЯ НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА МАТЕМАТИКА 2 КЛАСС Поурочное планирование методов и приемов индивидуального подхода к учащимся в условиях формирования УУД Часть 1 3-е издание Москва Академкнига/Учебник УД...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" Физико-технологический институт Каф...»

«Презентация О.А.Катуниной "Физика – это наука понимать природу". Эдвард Роджерс Цели урока: Обучающая: Сформировать знания учащихся об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и о...»

«ОТЗЫВ на диссертационную работу Никифоровой Татьяны Евгеньевны "Физико-химические основы хемосорбции ионов dметаллов модифицированными целлюлозосодержащими материалами", представленную на соискание ученой степени доктора химических наук по специальности 02.00.06 "Высокомолекулярные соединения" Диссертационная работа выполнена в...»










 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.