Биологические науки / 2. Структурная ботаника и биохимия растений

К.х.н. Толкачева Н.В.

Никитский ботанический сад – Национальный научный центр Национальной академии аграрных наук, Украина

Структура основного стероидного гликозида листьев

Allium paniculatum (Alliaceae)

Из листьев лука метельчатого A. paniculatum было выделено 0.985 г хроматографически чистого вещества. Агликоном после кислотного гидролиза был идентифицирован смилагенин. Но учитывая фуростаноловую природу данного гликозида, можно предположить, что его нативным агликоном является (25R)-5β-фуростан-3β,22α,26-триол. С помощью ТСХ путем сравнения с заведомо известными образцами сахаров была идентифицирована только глюкоза.

В ¹³С ЯМР-спектре представлено 27 сигналов атомов углерода, за исключением сигналов углеводной части: четырех метильных (16.5; 16.7; 17.5; 24.0), одиннадцати метиленовых, девяти метиновых и трех четвертичных (35.5; 41.2; 110.6) атомов углерода. Данные ¹Н- и ¹³С ЯМР-спектров свитетельствуют о том, что соединение является производным ряда фуростана, величина ¹³С химического сдвига для атома С-22 равна 110.6 м.д. Величины химических сдвигов С-5 (δ 36.8) С-9 (40.2) и С-19 (24.0) свидетельствуют о транс-сочленении колец А и В.

Химические сдвиги сигналов атомов агликона С-23, С-24, С-25 и С-27 в низкопольной области ¹³С ЯМР-спектра смещены в слабое поле, что характерно для стероидов ряда фуростана, а сравнение спектральных данных с литературными [1, 2, 3] подтверждает строение агликонной составляющей как (25R)-5β-фуростан-3β,22α,26-триол и указывает на замещение по атому С-3 (слабопольный сдвиг с 71.0 м.д. до 77.1 м.д.) и С-26 (сдвиг сигнала метиленового атома углерода в слабое поле на 10.1 м.д.). В спектре ЯМР ¹³С гликозида углеродные атомы С-3 и С-22, имеющие гидроксильные группы, резонируют при 77.1 и 110.6 м.д., соответственно.

В спектре ПМР в области сильного поля четко выделяются сигналы четырех метильных групп: δ 0.89 (3Н, s, Ме-18), 1.00 (3Н, s, Ме-19), 1.04 (3Н, d, J = 6.5 Hz, Ме-27) и 1.34 (3Н, d, J = 6.5 Hz, Ме-21). Также имеются три сигнала аномерных протонов: δ 4.79 (1Н, d, J = 7.5 Hz), 4.94 (1Н, d, J = 7.5 Hz), 5.38 (1Н, d, J = 7.5 Hz). Константы спин-спинового взаимодействия этих сигналов свидетельствуют о β-конфигурации гликозидных связей.

Химические сдвиги дублета СН₃-27, а также двух сигналов метиленовых протонов δ 3.48 (1Н, Н-26а и 3.99 (1Н, Н-26b), однозначно указывают на экваториальную ориентацию СН₃-27. Таким образом, агликон относится к фуростанам (25R)-ряда. Кроме того, 25R-конфигурация подтверждается значениями химических сдвигов С-20 (δ 40.7), С-21 (δ 16.5), С-23 (δ 31.0), С-24 (δ 28.3), С-25 (δ 34.4) и С-27 (δ 17.5) в сравнении с литературными данными [4, 5]. 5β-Конфигурация была определена с помощью корреляции между сигналом атома водорода при δ 0.99 м.д. (Ме-19) и значениями сигналов атомов углерода при δ (м.д.) 35.5 (С-10), 40.4 (С-9), 36.8 (С-5) и 37.1 (С-1) в двумерном спектре HMBC.

Из анализа ¹Н- и ¹³С ЯМР-спектров следует, что углеводная цепь у С-3 состоит из остатков двух сахаров. Химические сдвиги всех протонов двух углеводных единиц были установлены с помощью комбинации двумерных спектров TOCSY и COSY. ¹³C-Химические сдвиги сигналов их соответствующих атомов однозначно отнесены с помощью двумерного спектра HSQC. Эти данные позволяют утверждать о наличии двух остатков β-D-глюкопиранозы. Корреляция между С-3 (77.1) агликона и Н-1 Glc׳ (4.94), а также С-26 агликона и Н-1 Glc׳׳׳ (4.79) показывает места присоединения углеводных остатков к агликону. Для С-2 Glc׳ (83.0) наблюдается химческий сдвиг, характеризующий место присоединения второго остатка глюкопиранозы. HMBC спектр показал структурно информативные кросс-пики корреляций между сигналом протона с δ 5.38 м.д. (Н-1 Glc׳׳) и сигналом атома углерода с δ 83.0 м.д. (С-2 Glc׳). Таким образом, основной стероидный гликозид листьев лука метельчатого Allium paniculatum представляет собой 3-О-β-D-глюкопиранозил-(1→2)-О-β-D-глюкопиранозид-[(25R)-5β-фуростан-3β,22α,26-триол]-26-О-β-D-глюкопиранозид.

Литература:

1. Agrawal P.K., Jain D.C., Gupta R.K., Thakur R.S. Carbon-13 NMR spektroskopy of steroidal sapogenins and steroidal saponins // Phytochemistry. – 1985. – Vol. 24. – № 11. – P. 2479–2496.

2. Hayes P.Y., Lehmann R., Penman K., Kitching W., De Voss J.J. Steroidal saponins from the roots of Trillium erectum (Beth root) // Phytochemistry. – 2009. – Vol. 70. – P. 105–113.

3. Agrawal P.K. Assigning stereodiversity of the 27-Me group of furostane-type steroidal saponins via NMR chemical shifts // Steroids. – 2005. – Vol. 70. – P. 715–724.

4. Ikeda T., Tsumagari H., Okawa M., Nohara T. Pregnane- and furostane-type oligoglycosides from the seeds of Allium tuberosum // Chem. Pharm. Bull. – 2004. – Vol. 52. – № 1. – P.142–145.

5. Su L., Chen G., Feng S.-G., Wang W., Li Z.-F., Chen H., Liu Y.-X. , Pei Y.-H. Steroidal saponins from Tribulus terrestris // Steroids. – 2009. – Vol. 74. – P. 399–403.