Физико химические свойства усниновой кислоты pdf. Усниновая кислота и ее окисленное производное в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа

Син.: исландский лишайник, колючник, сухоборный мох, лопастянка, легочный мох, комашник, рябчиковый мох, исландская лопастянка.

Цетрария исландская (исландский мох) – уникальное целебное растение, название которого не имеет ничего общего с настоящими мхами. Этот лишайник является показателем экологической чистоты местности. Применяется в медицине, народном хозяйстве, кулинарии.

Задать вопрос экспертам

В медицине

Цетрария исландская нашла свое применение в официальной и народной медицине. В составе растения присутствует усниновая кислота, которая обладает сильной антибиотической активностью, поэтому исландский мох успешно используется при лечении простудных заболеваний, воспалениях органов брюшной полости и кишечника. Полезные свойства цетрарии известны человечеству с давних времен. Еще в IX столетии этот лишайник был признан официальной медициной. Второе его название звучало как «легочный мох», поскольку доказан его эффект при простудных заболеваниях, кашле.

Цетрария показана для излечения истощенных больных, при анемии, опрелостях и ожогах, язвах и гастритах. Растение обладает мощными антибактерицидными, ранозаживляющими, иммуностимулирующими свойствами. Поэтому успешно используется для заживления ран, лечения заболеваний кожи, инфекционных недугов, от кашля.

Питательная ценность цетрарии имеет высокие показатели: 80% массы составляют углеводы, 2% - жиры, 3% - белки. Мох легко усваивается организмом, отсутствуют растраты энергии для этого процесса. Он показан для истощенных больных и после тяжелых инфекционных болезней.

В составе лишайника содержатся вяжущие активные компоненты, крахмал. Из растения готовят студни и применяют при диарее. Дубильные вещества исландского мха способствуют излечению организма от отравления ядами растительного происхождения и тяжелыми металлами.

В кулинарии

Некоторые народы применяют лишайники в кулинарии. В составе исландского мха найдены пектиновые вещества, которые обладают высокой способностью к образованию клейкой массы - желе. Поэтому растение применяют для приготовления студня, киселя. Из исландского мха получается неплохое пиво. Северные жители измельченный высушенный мох добавляют в муку и пекут хлеб.

В других областях

В прошлом лишайники, в том числе и цетрарию, использовали в качестве красящего сырья. Сегодня синтетические анилиновые красители вытеснили кустарное производство красящих веществ из этих растений.

В 20 столетии из стелющегося исландского мха было произведено клеевое высококачественное вещество, напоминающее желатин.

Лишайник произрастает только в экологически чистой среде. Исландский мох является отличным кормом для оленей и свиней.

Классификация

Цетрария исландская или исландский мох (лат. Cetraria islandica) принадлежит к роду Cetraria, семейства Пармелиевых.

Ботаническое описание

Исландский мох представляет собой небольшой ветвистый куст с листовым талломом (слоевищем). Многолетнее растение относится к обыкновенным лишайникам, окрашено в буро-зеленый оттенок с белыми пятнами. Достигает в высоту обычно 12-15 см. Слоевище состоит из плоских, свернутых в виде желобка лопастей. Этот ветвистый куст крепится к субстрату (почве, коре деревьев или старых пней) ризоидами. Таллом мха бывает различной окраски: от светло-коричневой до зеленовато-бурой. На нижней части слоевища имеются отверстия, которые предназначены для проникновения воздуха. Лопасти по краям немного загнуты, блестящие.

Размножается цетрария спорами. Плодовые тела исландского мха имеют блюдцеобразную форму, они плоские или слегка вогнутые, образуются на концах лопастей таллома. При благоприятных условиях мох хорошо растет, размножается. Если же наступает засуха, то растение подсыхает, меняет цвет своего окраса от зеленого до беловато-серебристого. В таком состоянии анабиоза может провести до нескольких лет, после чего при достаточном увлажнении субстрата возрождается вновь за несколько часов.

Распространение

Цетрария исландская как представитель лишайников распространена во всех регионах России, встречается на Крымском полуострове, Кавказе, а также в Австралии, Азии, Африке. Предпочитает климатические условия умеренных широт, тундры и лесотундры. Исландский мох произрастает в сосновых лесах, прикрепляясь ризоидами к почве или к коре больших старых пней, прекрасно себя чувствует в песчаных незатененных местах, на болотах и высокогорьях. Хорошо растет в экологически чистых условиях, разрастается колониями на хорошо освещенных территориях.

Регионы распространения на карте России.

Заготовка сырья

Исландский мох заготавливают в конце лета или ранней осенью. Чтобы сохранить лечебные свойства растения, сырье тщательно просушивают и хранят не больше двух-трех лет. Собранные руками или с помощью граблей лишайники, очищают от остатков почвы, хвои, мелко режут и высушивают в хорошо вентилируемом помещении. Желательно чтобы прямые лучи не попадали на слоевища лишайников, поскольку многие полезные компоненты разрушаются под воздействием ультрафиолета. Сырье еще раз переворачивают и досушивают. Хранят в мешках, деревянных бочках или стеклянных банках в темном месте при комнатной температуре.

Химический состав

В составе растения обнаружено больше 10 полезных микроэлементов: активный компонент лихенин, изолихенин, сахара, воск, камедь, марганец, железо, йод, медь, титан, пигменты, лишайниковые кислоты (усниновая, лихестериновая, протолихестериновая, фумарпротоцентраровая и другие). Наличие кислот придают растению горечи, а также обуславливают его антисептические и тонизирующие свойства. Богатый состав микроэлементов, наличие полисахаридов способствуют укреплению защитных сил организма человека.

Фармакологические свойства

Препараты из исландского мха обладают иммунномоделирующим, противовоспалительным эффектом, оказывают антимикробное, антиоксидантное, абсорбирующее, онкопротекторное действие на организм человека. Слизистое вещество устраняет раздражение, обволакивает воспаленные желудка, ротовой полости, гортани, кишечника.

Натриевая соль усниновой кислоты, которая обладает антибактериальным свойством, успешно используется в составе препаратов цетрарии. Лихестериновая, а также протолихестериновая кислоты особо активны в отношении стрептококков, стафилококков и прочих устойчивых микробов. Уснинат натрия употребляется наружно при терапии трофических язв, инфицированных ран, ожогов.

Благодаря уникальному составу, исландский мох считается природным антибиотиком, сила которого нередко преобладает над обычными антибиотиками. На болезнетворные бактерии, вирусы и грибки эффективно воздействуют кислоты лишайника, в частности усниновая.

Группой немецких фармацевтических компаний разработаны препараты на основе мха исландского: Исла-Моос и Исла-Минт, Бронхикал плюс для детей, Bronchialtee 400, Salus Bronchial-Tee № 8, присутствующие на рынке уже много лет. Это говорит об их востребованности и об уникальности составляющих компонентов лишайника. Данные лекарства успешно излечивают болезни верхних дыхательных путей, показаны при сухом «лающем» кашле, при патологических состояниях от ларингита до астмы, при осиплости голоса и его полной потере. Активные компоненты препаратов не только лечат, но и отлично защищают, предупреждают развитие разнообразных простудных инфекций в холодное время года.

Употребление цетрарии в форме лекарственных средств благотворно влияет на работу кишечника, желудка, активизируя его секреторную функцию и тем самым повышая аппетит.

Биологически активные вещества цетрарии обладают противовоспалительным, смягчающим и отхаркивающим действием.
Полисахариды исландского мха обладают способностью защищать слизистую оболочку дыхательных путей от воздействия различных химических факторов.
Установлено, что отдельные лишайниковые кислоты проявляют выраженную противомикробную активность. Особенно ценна усниновая кислота, обладающая сильной антибиотической активностью. Ее натриевая соль подавляет рост микобактерий туберкулеза и других грамположительных микроорганизмов (стафилококков, стрептококков). По антибактериальной активности усниновая кислота примерно в 3 раза уступает стрептомицину. Установлено, что лишайниковые экстракты действуют преимущественно на грамположительные кислотостойкие бактерии. И только некоторые, в виде исключения - на отдельные грамотрицательные виды. В процессе изучения технологии лекарственных средств, которые изготавливаются из цетрарии, было установлено, что при изготовлении отвара в воду переходит только цетраровая кислота, а усниновая кислота - нет.
Усниновая кислота в небольших дозах обладает способностью убивать возбудителей туберкулеза и некоторые другие грамположительные бактерии.
Большое значение имеет и фумарпротоцентраровая кислота, которую считают одним из наиболее активных противомикробных факторов цетрарии. Кроме вышеуказанного, немецкие ученые считают протоцетраровую кислоту, выделенную из водной вытяжки цетрарии, сильным иммуномодулятором, способствующим активизации иммунной системы.
В свободном состоянии и в виде солей D-протолихестериновая кислота активна против Helicobacter pylori. Очевидно, с этим действием хотя бы частично связана терапевтическая эффективность исландского мха при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Применение в народной медицине

Лишайник уже много веков применяется в народной медицине. Целебные отвары и настои используют при туберкулезе, астме, кашле, хронических запорах, спазмах в кишечнике и желудке. Мох применяют при воспалении миндалин, бронхите, коклюше, пневмонии, для снятия зубной боли. Экстракты цетрарии на спирту или масле особо эффективны при гнойных ранах, ожогах и язвах.

Исландскому мху свойственны противовоспалительные, противомикробные, кровоостанавливающие и легкие седативные свойства. Цетрария отмечена как тонизирующее, иммуномодулирующее, общеукрепляющее средство. В некоторых странах Европы лишайник используется для производства лекарств против ВИЧ инфекции. Японские исследователи обнаружили особые свойства мха, излечивающие онкологические заболевания и различные инфекции.

Историческая справка

Латинское название исландского мха происходит от слова cetra в переводе «щит». Первое письменное упоминание о применении исландского мха в качестве лекарственного сырья появилась в XVII веке. Вторая половина XVIII и первая половина XIX века были периодом наиболее широкого применения исландского мха как лечебного средства. Среди всех известных лишайников некоторые тогдашние авторы особенно высоко ценили цетрарию исландскую. В частности, в 1809 году Луйкен писал, что этот мох находится на первом месте среди лекарств. Указывая на возможности лечебного применения цетрарии, в том числе и при туберкулезе, Луйкен отмечал, что за антисептический эффект лекарства с цетрарией выделяются среди всех известных на то время лекарств. В XVIII и XIX веках цетрария была хорошо известным традиционным средством при лечении туберкулеза легких, а ее слоевище входило в большинство европейских фармакопей тех времен.
В конце XIX и начале XX века в связи с интенсивным развитием научно-практической медицины врачи реже стали применять лекарственные средства с цетрарией.
В 1919 году А. А. Еленкин и В. Е. Тищенко написали первую научную монографию «Исландский мох и другие полезные лишайники русской флоры». Книга была сдана в печать в издательство Петроградского отделения Российского пищевого научно-технического института. Однако данная книга в связи с ликвидацией указанного института не вышла в свет. В том же году В. Н. Любименко на основе вышеуказанной рукописи опубликовал статью «Исландский мох как пищевое средство», а позднее А. А. Еленкин в монографии «Лишайники как объект педагогики и научного исследования» коснулся проблем практического применения цетрарии исландской в пищевой промышленности. В период интервенции и гражданской войны в СССР в 20-х годах, которые обусловили голод в отдельных регионах страны, народы российского севера использовали слоевище исландского мха как дополнительный пищевой продукт. Удаляя с помощью соды или щелочи горькие вещества с цетрарии и высушивая очищенное слоевище, подмешивали ее в муку и выпекали хлеб. Среди многих северян цетрария была известна под названием хлебный мох. В медицинских источниках прошлых лет цетрария вспоминается как эффективное средство против слизетечения из канала кишечника, для лечения мочевого пузыря, почек, при затяжном поносе.

Литература

1. Жизнь растений. В 6-ти т. Т. 3. Водоросли и лишайники / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1981

2. Лекарственные растения и их применение. — 5-е изд., перераб. и. доп. — М., Наука и техника, 1974.

Cтраница 3

Биосинтез дидимовой кислоты, как и некоторых других полициклических лишайниковых веществ (в частности, рассматриваемых в этой главе усниновой кислоты и стрепсилина), вероятно, осуществляется путем конденсации ацетильных остатков с образованием соответствующих фенольных соединений521, которые затем подвергаются окислительной димеризации и различным дальнейшим превращениям.  

Следует, впрочем, заметить, что препарат, полученный из лишайника Evernia i - irunastri и содержащий наряду с усниновой кислотой (о ней см. стр.  

Перейдем к рассмотрению тех экспериментальных данных, которые привели к заключению, что формула (333) правильно отражает строение молекулы усниновой кислоты.  

В то же время, исходя из формул (333) чИ (349), можно вполне удовлетворительно объяснить все до сих пор известные свойства и превращения усниновой кислоты, что и заставляет признать эти формулы правильными.  

Однако наиболее интенсивно эти исследования стали развиваться лишь в период 1930 - 1940 гг., когда появилось очень значительное число сообщений 1409 ms-i - иь посвященных как самой усниновой кислоте, так и ряду продуктов ее расщепления.  

Интересно, однако, что антибиотические свойства усниновой кислоты не зависят от пространственного строения ее молекулы: () -, (-) - и () - усниновые кислоты обладают практически одинаковой активностью. Ее извлекают при помощи Et2O и после отде - ления от других лишайниковых веществ очищают кристаллизацией из петролейного эфира.  

Усниновая кислота (333) и ее диацетильное производное (350) титруются как одноосновные кислоты, хотя они и не содержат карбоксильной группы. Усниновая кислота обладает тремя активными атомами водорода, несмотря на наличие только двух фенольных гид-роксилов. Отсюда следует, что ее ациклическая группировка содержит энольный гидроксил, обладающий сильно кислыми свойствами.  

Несмотря на то, что усниновая кислота впервые была выделена в 1843 г. из Ramilina fraxinea и L / snea borbata , химическое строение ее в течение почти целого столетия оставалось неизвестным. Строению усниновой кислоты были посвящены многочисленные работы ; однако ясность в отношении главных структурных особенностей этого соединения и продуктов его превращения была внесена в результате более поздних исследований, которые про-вели Робертсон, Асахина и Шепф и их сотрудники.  

С помощью этой формулы можно объяснить поведение усниновой кислоты как 1 3-дикетона по отношению к реагентам, дающим характерные реакции с карбонильной группой. Формула XIX позволяет объяснить поведение усниновой кислоты при титровании и при определении активного водорода по методу Чугаева - Церевитинова. На основании этой структуры легко объяснить образование продуктов гидролитического расщепления усниновой кислоты.  

Слоевище у нее имеет вид прямостоячих или распростертых кустиков, конечные веточки всегда синевато-черные. Она содержит в большом количестве усниновую кислоту (до 8 %), ее особенно охотно поедают северные олени.  

Строение большинства О-гетероциклических антибиотиков в настоящее время установлено полностью, а многие из них получены синтетически. Химическое изучение таких антибиотиков, как патулин, усниновая кислота, гризеофульвин, геодин, цитринин и сезамин, потребовало значительных усилий и предлагавшиеся для них формулы неоднократно приходилось пересматривать. В качестве характерного примера можно привести усниновую кислоту, установление строения которой потребовало более чем шестидесятилетних исследований, а ее синтез был осуществлен еще на 15 лет позднее. С другой стороны, в последнее время было уделено незаслуженно много внимания изучению довольно обычных превращений, например, такого сравнительно простого соединения.  

Благодаря высокому антибиотическому действию ряда лишайников (их экстрактов) вещества, содержащиеся в лишайниках, заслуживают особого внимания. Биологическая активность объясняется прежде всего наличием d - усниновой кислоты, встречающейся в видах уснеа, эверниа, летариа и пар-мелиа. Из лишайников выделено также около 70 других соединений, которые можно отнести к депсидам, депсидонам, дибензофуранам и лактоновым кислотам. Для идентификации имеет смысл наряду с кислотами, выделенными из лишайников, хроматографически анализировать и продукты их гидролиза.  

Изобретение относится к области фармацевтики и касается ингибиторов репродукции вируса гриппа (штамм A/California/07/09 (H1N1)v) представляющих собой (R)-усниновую кислоту (1) и окисленное

производное (S)-усниновой кислоты (2):

Ингибиторы обладают высокой ингибирующей активностью. 4 пр., 1 табл.

Изобретение относится к медицине и фармацевтике, конкретно к биологически активным веществам, которые могут использоваться в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Грипп представляет собой широко распространенную во всем мире респираторную инфекцию. Он вызывает ежегодные эпидемии, быстро распространяющиеся из страны в страну, вовлекая в тяжелых случаях (пандемии) значительную часть человеческой популяции земного шара. Он также является причиной 20000-40000 смертельных исходов в США в год . Несмотря на успехи, достигнутые в области химиотерапии, вакцинопрофилактики и иммунологии гриппа, он остается трудно контролируемой инфекцией вследствие высокой генетической изменчивости и различных долговременных осложнений после острой стадии, приводящих к "скрытой", или вторичной, смертности, вызванной не самим вирусом гриппа, но вирусиндуцированными вторичными процессами .

Вакцинация против гриппа является эффективным противоэпидемическим средством, однако вследствие постоянной смены антигенных свойств возбудителя требуется постоянный мониторинг и разработка новых вакцинных штаммов, соответствующих циркулирующим в человеческой популяции в каждый конкретный эпидемический сезон.

Химиопрофилактика и химиотерапия гриппа применяются наряду с вакцинацией для предотвращения и лечения заболевания. В настоящее время для этих целей доступен широкий спектр патогенетических, иммуномодулирующих, общеукрепляющих препаратов наряду со средствами специфической противогриппозной терапии. Последние препараты представлены химическими соединениями двух групп, отличающихся по механизму действия и мишеням в жизненном цикле вируса гриппа. Препараты первой группы - римантадин ( -метил-1-адамантилметиламина гидрохлорид) и амантадин (1-аминоадамантан) - блокируют белок М2 вируса гриппа, играющий роль ионного канала в вирусной мембране, препятствуя тем самым процессу расщепления гемагглютинина и слияния мембран вируса и лизосомальной вакуоли . Препараты второй группы направлены на ингибирование вирусной нейраминидазы - фермента, необходимого для нормального почкования вирусных частиц и проявления инфекционных свойств вируса гриппа. К этой группе соединений относятся занамивир (5-(ацетиламино)-4-[(аминоиминометил)-амино]-2,6-ангидро-3,4,5-тридезокси-D-глицеро-D-галактонон-2-еноновая кислота), озелтамивир ((3R,4R,5S)-этил-4-ацетамидо-5-амино-3-(пентан-3-илокси)циклогекс-1-енкарбоксилат) и перамивир ((1S,2S,3S,4R)-3-[(1S)-1-ацетамидо-2-этил-бутил]-4-(диаминометилиденамино)-2-гидрокси-циклопентан-1-карбоновая кислота) . Обе группы соединений имеют свои недостатки. В отношении группы производных адамантана можно отметить сравнительно высокую токсичность, узкий спектр действия (препараты активны против гриппа А, но не против гриппа В) и быстрое формирование устойчивости вируса к препаратам. Для ингибиторов нейраминидазы характерна несколько меньшая клиническая эффективность и высокая стоимость синтеза, что делает эти препараты менее доступными для широкого использования. Все вышесказанное свидетельствует о необходимости поиска и разработки эффективных и дешевых противогриппозных препаратов возможно более широкого спектра действия.

Еще одним препаратом, используемым иногда при терапии гриппа, является рибавирин. Являясь аналогом нуклеозидов, рибавирин эффективен в субтоксических концентрациях, и системное его применение вызывает побочные реакции, в частности, анемию и тератогенный эффект при употреблении во время беременности. Преимущественно рибавирин в комбинации с интерфероном применяется при лечении гепатита, однако эффект его показан при местном (ингаляционном) применении в случае РС-вирусной и ранних стадий гриппозной инфекции.

Тем не менее, при появлении случаев заболевания человека атипичной пневмонией (SARS), а позднее - гриппом птиц подтипа H5N1 рибавирин использовался внутривенно при терапии тяжелых случаев заболевания. После использования рибавирина были отмечены случаи облегчения болезни и полного выздоровления пациентов.

Рибавирин является препаратом комплексного механизма действия. Он влияет на репликацию вируса гриппа двумя путями - прямо, вмешиваясь в полимеразные процессы при транскрипции и репликации вирусного генома, и опосредованно - угнетая клеточный фермент инозинмонофосфатдегидрогеназу и истощая тем самым клеточный пул ГТФ, необходимого для построения вирусных РНК. Поскольку основная мишень препарата не вирусный, а клеточный фермент, то устойчивые к рибавирину штаммы вируса гриппа отмечаются крайне редко или не обнаруживаются вообще. В то же время существенные побочные эффекты и невысокая активность позволяют рекомендовать его только при тяжелых состояниях больных гриппом (De Clercq E. // Nat Rev Dmg Discov. 2006; 5:1015-25; Beigel J, Bray M. // Antiviral Research 2008; 78:91-102).

Задачей изобретения является расширение ассортимента ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Задача решается применением (R)-усниновой кислоты формулы 1 и окисленного производного (S)-усниновой кислоты формулы 2:

в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа.

Усниновая кислота является уникальным и доступным отечественным растительным метаболитом. Из лишайников различных видов в достаточных количествах выделяется оптически активная усниновая кислота с противоположными по знаку углами вращения и высокой оптической чистотой. Оба энантиомера обладают целым спектром биоактивных свойств. Наиболее широко изучены антибактериальные, инсектицидные и фунгицидные свойства усниновой кислоты, но известны также данные о ее противовирусной активности. Так, коммерчески доступная (S)-усниновая кислота ингибирует цитопатический эффект вируса герпеса 1 типа . Комплексный препарат Zn-усниновая кислота тестировался против папилломавируса и проявил эффект предотвращения размножения вируса в период до 6 месяцев после терапии . (S)-Усниновая кислота в концентрациях 1.0 µg/ml проявила ингибирующий эффект в отношении репликации вируса Эпштейна-Барра, при этом (R)-усниновая кислота оказалась менее активной, ее эффективная концентрация составила 5.0 µg/ml . Биологическая активность усниновой кислоты и ее производных в отношении вируса гриппа не описана в литературе.

(R)-Усниновую кислоту 1 выделяли из лишайника Cladonia stellaris, (S)-усниновую кислоту 3 из смеси лишайников рода Usnea по методике [Н.Ф.Салахутдинов, М.П.Половинка, М.Ю.Панченко, Пат. РФ № 2317076 С1; Бюл. Изобр. 2008, № 5]. Соединения 2 и 4 могут быть получены окислением соответственно соединений 3 и 1 различными органическими надкислотами по ранее предложенной методике в соответствии со схемой:

Исследования биологической активности соединений 1 -4 , проведенные в отношении вируса гриппа, показали их высокую эффективность как ингибиторов репродукции этого вируса. В результате исследований выявлено, что соединения 1 и 2 более активно влияют на репродукцию вируса гриппа, что подтверждается приведенными ниже данными. Заметим, что при модификациях изомеров усниновой кислоты происходит обращение биологической активности. (R)-Усниновая кислота 1 проявляет большую противовирусную активность, чем ее (S)-энантиомер 3 , тогда как из пары энантиомерных производных 2 и 4 существенно большей активностью обладает (S)-энантиомер - соединение 2 .

Полученные количественные показатели ингибирования подтверждают высокую степень подавления репликации вируса гриппа в культуре клеток MDCK соединениями 1 и 2 , превышающую, например, тот же показатель у эталона сравнения - рибавирина в 2-3 раза.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Синтез (1аR,4аS,4bS,9аS)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-диона 2

К раствору соединения 3 2 с выходом 41%.

(1аR,4аS,4bS,9аS)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-дион 2. т.пл. 145°С (из СНСl 3). D +36,8° (с 0.199; СНСl 3). ЯМР 1 Н (СDСl 3 , м.д.): 1.47 (3Н, с, Н-13), 1.78 (3Н, с, Н-12), 2.40 (3Н, с, Н-11), 2.63 (3Н, с, Н-15), 3.51 (1Н, с, ОН-4а), 5.85 (1Н, с, Н-8), 11.28 (1Н, с, ОН-4), 18.81 (1Н, с, ОН-7). ЯМР 13 С (СDСl 3 , м.д.): 7.70 (С-12), 24.22 (С-13), 27.95 (С-15), 28.49 (C-11), 59.88 (C-4b), 65.67 (C-1a), 75.49 (C-4a), 95.26 (C-9a), 99.21 (C-8), 106.53 (C-6), 114.95 (C-3), 162.09 (C-4), 173.97 (C-8a), 185.81 (C-2), 191.53 (C-7), 194.46 (C-5), 198.00 (C-10), 202.15 (C-14). ИК-спектр (KBr, , см -1): 841, 1115, 1123, 1465, 1646, 1688, 1719, 2708, 3311. Масс-спектр, m/z (I отн, %): 376.1 (M + 36.27), 182.1 (43.78), 167.1 (100.00), 43.0 (48.46).

Синтез (1аS,4аR,4bR,9аR)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-диона4.

К раствору соединения 1 (1 ммоль) в 5 мл прибавляют 3 мл раствора надуксусной кислоты (1 ммоль/мл) в хлороформе и оставляют при перемешивании и комнатной температуре на сутки. По истечении суток реакционную смесь промывают водой, сушат над MgSO 4 , удаляют растворитель и хроматографируют на колонке с силикагелем, элюент - хлороформ. Выделяют соединение 4 с выходом 41%.

(1аS,4аR,4bR,9аR)-1а,6-диацетил-4,4а,7-тригидрокси-3,4b-диметил-1аН-бензо[b]оксиренобензофуран-2,5(4аН,4bН)-дион 4. Спектральные данные те же, что и для соединения 2, D -36,2° (с 0.199; СНСl 3).

Изучение токсичности препаратов

Токсичность продуктов была предварительно изучена в отношении клеток MDCK. Клетки MDCK сеяли в 96-луночные планшеты и культивировали при 37°С в среде MEM с добавлением 10% сыворотки крупного рогатого скота в атмосфере 5% СО 2 (в газопроточном инкубаторе Sanyo-175) до состояния монослоя. Из исследуемых препаратов готовили маточный раствор концентрации 10 мг/мл в диметилсульфоксиде, после чего готовили серию двукратных разведений препаратов в среде MEM от 1000 до 3,75 µg/ml. Растворенные препараты вносили в лунки планшетов и инкубировали 2 суток при 37°С. По истечении этого срока клетки промывали 2 раза по 5 минут фосфатно-солевым буфером, и количество живых клеток оценивали при помощи микротетразолиевого теста (МТТ). С этой целью в лунки планшетов добавляли по 100 мкл раствора (5 мг/мл) 3-(4,5-диметилтиазолил-2) 2,5-дифенилтетразолия бромида (ICN Biochemicals Inc., Aurora, Ohio) на физиологическом растворе. Клетки инкубировали при 37°С в атмосфере 5% СО 2 в течение 2 часов и промывали 5 минут фосфатно-солевым буфером. Осадок растворяли в 100 мкл на лунку ДМСО, после чего оптическую плотность в лунках планшетов измеряли на многофункциональном ридере Victor 1420 (Perkin Elmer, Finland) при длине волны 535 нм. По результатам теста для каждого продукта определяли 50% цитотоксическую дозу (CTD 50), т.е. концентрацию препарата, вызывающую гибель 50% клеток в культуре.

Противовирусная активность препаратов

Определение противовирусной активности препаратов проводили на клетках MDCK в 96-луночных планшетах для клеточных культур. Соединения растворяли в поддерживающей среде для клеток, вносили в лунки панелей с клеточным монослоем и инкубировали в течение 1 часа при 36°С в атмосфере 5% СO 2 .

Из вируссодержащей жидкости (штамм A/California/07/09 (H1N1)v) готовили серию десятикратных разведений от 10 -1 до 10 -7 , добавляли в лунки с препаратами и инкубировали при 36°С в течение 48 часов в атмосфере 5% СО 2 . По окончании срока инкубации аликвоту культуральной жидкости смешивали с равным объемом 1% куриных эритроцитов в отдельных планшетах с круглым дном. Учет результатов проводили через 60 минут инкубации при 20°С. За титр вируса в контроле и опыте принимали величину, обратную десятичному логарифму наибольшего разведения исходного вируса, способного вызвать положительную реакцию гемагглютинации в лунке и выражали в количестве 50% инфекционных доз (ID 50). Вирусингибирующее действие исследуемых соединений оценивали по снижению титра вируса в опыте по сравнению с контролем. На основании полученных данных рассчитывали 50% ингибирующую дозу ED 50 , т.е. концентрацию препарата, снижающую уровень вирусной репликации вдвое (на 0,3 lg ID 50), и индекс селективности, или химиотерапевтический индекс (SI), представляющий собой отношение CTD 50 к ED 50 .

Таким образом, соединения 1 и 2 имеют высокую биологическую активность, которая проявляется в том, что они эффективно ингибируют репликацию вируса гриппа в клетках, и могут использоваться в чистом виде или в качестве основы для новых высокоэффективных лекарственных форм для лечения гриппа.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Применение (R-) - усниновой кислоты формулы 1:

и окисленного производного (S)-усниновой кислоты формулы 2:

в качестве ингибиторов репродукции вируса гриппа (штамм A/California/07/09 (H1N1)v).

Владельцы патента RU 2317076:

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. Проводят экстракцию смеси лишайников родов Usnea и Cladonia органическим растворителем (хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей) с последующим выделением целевого продукта путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ - спирт (1:10) или из гексана. Изобретение позволяет повысить выход до 0.99-2.44%.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается получения усниновой кислоты - (2,6-диацетил-3,7,9-тригидрокси-8,9b-диметил-9bН-дибензофуран-1-она) следующей структурной формулы I:

Усниновая кислота - желтое кристаллическое вещество с остовом дибензофурана обладает высокой активностью по отношению ко многим патогенным организмам вирусной, бактериальной и грибковой природы, благодаря своим свойствам используется в косметике, стоматологии и других областях медицины. Хорошим источником усниновой кислоты являются различные виды лишайников, например лишайники родов Usnea и Cladonia, в которых это соединение является основным метаболитом.

Известны способы получения усниновой кислоты путем экстрагирования лишайника бензолом, которые отличаются стадией выделения чистого вещества из сухого экстракта.

По способу, описанному в [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], лишайник экстрагируется бензолом, бензол удаляется, сухой экстракт лишайника обрабатывается хлороформом, хлороформный экстракт упаривается, остаток обрабатывается холодным спиртом, выпавшие кристаллы усниновой кислоты далее еще раз растворяют в горячем хлороформе и высаживают холодным спиртом и эфиром. Таким образом, процедура извлечения усниновой кислоты из экстракта многостадийная, а достигаемый выход составляет всего 0.66%.

По изобретению [А.с. СССР 833255, МКИ3 А61К 35/82. Способ получения усниновой кислоты, БИ №20, 1981] выход целевого продукта также невысок - 0.76%. Способ заключается в экстрагировании лишайника бензолом, удалении бензола, обработки сухого остатка хлороформом, после чего извлеченная из экстракта усниновая кислота очищается с использованием силикагеля. Сначала загрязненная усниновая кислота в растворе наносится на силикагель, растворитель удаляется, а целевой продукт элюируется с силикагеля на колонке смесью бензол - хлороформ. Такой многоступенчатый способ очистки с использованием силикагеля не является технологичным и будет затруднять выделение больших количеств усниновой кислоты.

В качестве прототипа выбран способ [Моисеева Е.Н. Биохимические свойства лишайников и их практическое значение. Изд. АН СССР, 1961, с.43-47.], которому присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения.

Задачей изобретения является создание технологичного способа получения усниновой кислоты из доступного сырья с высоким выходом.

Поставленная задача решается способом экстракции воздушно-сухого сырья доступными растворителями при кипячении с последующим выделением чистой усниновой кислоты в виде желтых кристаллов при выдерживании раствора после частичного удаления экстрагента либо при растворении сухого экстракта при нагревании в смеси хлороформ - этиловый спирт (1:10) с последующим охлаждением раствора, причем в качестве сырья - источников усниновой кислоты - используются смеси лишайников рода Usnea, которые до сих пор являются неиспользуемым отходом при лесозаготовках, а также лишайников рода Cladonia, входящиих в состав оленьего мха, широко распространенного в тундре и горном Алтае.

Лишайники рода Usnea являются источником для выделения (+)-усниновой кислоты, лишайники рода Cladonia - для выделения (-)-усниновой кислоты. А из смеси лишайников родов Usnea и Cladonia извлекается (±)-усниновая кислота.

В качестве растворителей для извлечения усниновой кислоты используются хлороформ, четыреххлористый углерод, бензол, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и смеси перечисленных растворителей в различных соотношениях. Такой подбор растворителей для экстракции и выделения основан на том, что усниновая кислота растворима в хлороформе и бензоле, в гексане, петролейном эфире и ацетоне - растворима при нагревании, трудно растворима - в этаноле. Именно поэтому усниновая кислота хорошо кристаллизуется из частично упаренного гексанового раствора или раствора в петролейном эфире и нефрасе при охлаждении; из сконцентрированного хлороформного экстракта - высаживается спиртом, или сухой экстракт при нагревании растворяется в подобранной системе хлороформ - этанол (1:10), из которой кристаллическая усниновая кислота выпадает при охлаждении.

Исходное сырье - сумма лишайников рода Usnea - заготавливалось на Алтае, собиралось на ветках пихты и ели, на участках леса, имеющих потенциальную ценность для лесозаготовок. Образцы лишайников рода Cladonia собраны на Семинском перевале (Алтай). Собранные на ветках пихты и ели лишайники рода Usnea имеют следующий состав: Usnea hirta Web., Usnea longissima Arh. (основные виды в смеси), в меньшем количестве Usnea subfloridana Stirt., Usnea glabrescens Hav. Ap.Lynge, Usnea wasmuthii Ras., Usnea glabrata (Arh.) Vain., Usnea scabrata NyL; собранные на Алтае лишайники рода Cladonia: основные виды - Cladonia uncialis (L.) Wigg., Cladonia rangiferina (L.) Web. ex Wigg., Cladonia stellaris (Opiz) Pouzard et Vezda, в меньшем количестве - Cladonia mitis (Sandst). Hustich, Cladonia pyxidata (L.) Hoffm., Cladonia crispata (Ach.) Flot, Cladonia cariosa (Ach.) Spreng.f.cariosa, Cladonia Squamosa (Scop.) Hoffm.ssp. squamosa, Cladonia gracilis (L.) Willd. Усниновая кислота может быть извлечена как из отдельных видов лишайников родов Usnea и Cladonia, так и из смесей видов и родов лишайников, перечисленных выше.

Таким образом, предлагаемый способ получения усниновой кислоты прост в технологическом исполнении и позволяет получить чистую усниновую кислоту с высоким выходом после однократного осаждения, без дополнительной очистки, он имеет ряд преимуществ по сравнению с известными способами:

Экстракция проводится из суммы лишайников, которые могут быть достаточно легко заготовлены в отличие от сбора индивидуальных видов;

Для извлечения усниновой кислоты используются различные растворители и смеси растворителей; отогнанный из экстракта растворитель не требует дополнительной очистки или регенерации для использования в повторных экстракциях, что весьма технологично. Растворители подобраны таким образом, что осаждаемая из растворов усниновая кислота не требует дополнительной очистки и выделяется с выходом большим, чем в способах-аналогах, указанных выше. Выход целевого продукта по предлагаемому способу составляет 0.99-2.44% против 0.66% по известному способу-прототипу.

Полученное вещество представляет собой усниновую кислоту без примесей, чистота которой доказана на основании данных спектров ЯМР 1 H и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Полученные кристаллы имеют т.пл. 198°С. Чистота по ВЭЖХ - 97-98%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 200 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea экстрагируют последовательно два раза 1.5 л хлороформа при кипячении в течение 4 часов. Растворитель отгоняют, сухой остаток составляет 6.35 г. Экстракт растворяют при кипячении в 100 мл смеси хлороформ-этанол (1:10), после охлаждения раствора из него выпадают светло-желтые кристаллы (+)-усниновой кислоты, масса отфильтрованных высушенных кристаллов составляет 2.82 г (Выход - 1.41%). [α] D   25 +395° (с 1.5, CHCl 3) ЯМР 1 Н (CDCl 3 , δ, м.д.) 1.73 С 9b -СН 3 , 2.03 С 8 -СН 3 , 2.64 и 2.65 С 10 -СН 3 и С 11 -СН 3 , 5.93 Н 4 , 10.89 С 8 -ОН, 13.21 С 6 -ОН, 18.86 С 3 -ОН.

Пример 2. 250 г воздушно-сухой измельченной смеси лишайников рода Usnea в 2 л колбе кипятят с хлороформом дважды по 4 часа (по 1.7 л хлороформа). Растворитель удаляют до объема экстракта ˜30-50 мл, добавляют в колбу 80-100 мл этилового спирта, после чего выпадают кристаллы усниновой кислоты. Осадок отделяют на воронке Бюхнера, промывают на фильтре спиртом и сушат на воздухе. Выделяют 4.3 г (+)-усниновой кислоты. [α] D   25 +390° (с 1.4, CHCl 3). Выход целевого продукта 1.72%.

Пример 3. 292.60 г воздушно-сухого лишайника Cladonia stellaris измельчают и трехкратно экстрагируют петролейным эфиром (по 1.5 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт после удаления растворителя до 0.25 л оставляют на 4-6 часов. Выпавший осадок в виде светло-желтых игл представляет собой (-)-усниновую кислоту, массой 3.00 г (Выход - 1.03%). [α] D   25 -450° (с 1.5, CHCl 3).

Пример 4. 225 г смеси лишайников родов Cladonia и Usnea (соотношение ˜1:1) экстрагируют последовательно трижды нефрасом (по 1.5 л, по 4 часа), горячий экстракт сливают, растворитель удаляют до объема 0.2-0.3 л и оставляют стоять 4-6 часов. Выпавший осадок в виде желтых игл представляет собой рацемическую (±)-усниновую кислоту массой 2.81 г (Выход - 1.25%).

Пример 5. 81.80 г лишайника Usnea filependula экстрагируют гексаном (по 1.0 л, 3 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают до объема 0.25 л. Масса (+)-усниновой кислоты, выпавшей из охлажденного экстракта, составила 2.00 г (Выход - 2.44%). [α] D   25 +441° (с 1.60, CHCl 3).

Пример 6. Смесь лишайников рода Usnea массой 210 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и петролейного эфира ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.05 г (Выход - 0.98%), которые по спектру ЯМР 1 H представляют собой усниновую кислоту. [α] D   25 +416° (с 1.64, CHCl 3).

Пример 7. Смесь лишайников рода Usnea массой 190 г экстрагируют при кипячении смесью ацетона и хлороформа ˜1:1 (по 1.5 л, 2 раза по 4 часа). Полученный экстракт упаривают досуха, затем растворяют при нагревании в ˜80 мл смеси хлороформ - этанол (1:10). После охлаждения раствора выпадают желтые кристаллы массой 2.65 г (Выход - 1.39%), которые по спектру ЯМР 1 Н представляют собой усниновую кислоту. [α] 0   25 +414° (с 1.60, CHCl 3).

Способ получения усниновой кислоты из лишайников путем экстракции органическим растворителем с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве лишайников используют смесь лишайников родов Usnea и Cladonia, в качестве органических растворителей - хлороформ, четыреххлористый углерод, ацетон, гексан, петролейный эфир, нефрас и их смеси, а выделение проводят путем упаривания органического растворителя и осаждения из экстракта в системе хлороформ-спирт (1:10) или из гексана.

Похожие патенты:

Изобретение относится к лекарственным средствам и касается депигментирующей композиции для кожи, которая содержит адапален и по меньшей мере одно депигментирующее вещество, выбранное из производных фенола, таких как гидрохинон или 4-гидроксианизол в физиологически приемлемом носителе.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении целевой доставки в желудочно-кишечном тракте твердой лекарственной формы с защитным покрытием.

Усни́новая кислота́ является одним из специфических лишайниковых веществ, которые образуются в процессе метаболизма и не встречаются в других группах организмов. Название происходит от рода лишайников Usnea .

Лишайники хорошо известны разнообразием вторичных метаболитов , так называемыми лишайниковыми веществами. Пожалуй, наиболее известным вторичным метаболитом лишайников является усниновая кислота, которая продуцируется в родах Cladonia , Usnea , Lecanora , Ramalina , Evernia , Parmelia , Alectoria и в других родах лишайников. Усниновая кислота обладает противовирусной, антибиотической, анальгетической, противотуберкулезной и инсектицидной активностями.

Усниновая кислота продуцируется микобионтом лишайника, - это было впервые показано в работе и в дальнейшем усниновую кислоту извлекли из изолированных микобионтов лишайников рода Ramalina . Усниновая кислота впервые была выделена в 1843 г. из лишайников родов Ramalina и Usnea , годом позже характеризована как индивидуальное вещество и получила своё название. Через девять десятилетий было установлено её химическое строение.

Усниновая кислота продуцируется в лишайниках в больших количествах, составляя до 8 % от сухого веса талломов . Наблюдаются большие сезонные колебания содержания усниновой кислоты в талломах лишайников: пиковый уровень в конце весны и начале лета, и в целом низкий уровень в течение осени и зимы. Содержание усниновой кислоты коррелирует со временем наступления летнего солнцестояния, уровнями солнечной радиации и температурными условиями, зависит от места произрастания лишайника.

Усниновая кислота - кристаллическое вещество жёлтого цвета, по своему строению относится к производным дибензофурана и существует в виде двух энантиомерных форм , различающихся конфигурацией метильной группы у атома С 9b . Правовращающий энантиомер имеет R -конфигурацию ангулярной метильной группы и его удельное вращение составляет +478 (с 0.2 CHCl 3 , (град мл) (г дм) -1). Типичным продуцентом (+)-усниновой кислоты является Usnea longissima , источником левовращающего энантиомера усниновой кислоты можно назвать Cladonia stellaris (-458, c 0.2 CHCl 3 , (град мл) (г дм) -1).

Гидроксильные группы усниновой кислоты участвуют в образовании сильных межмолекулярных водородных связей . Константы диссоциации гидроксильных групп усниновой кислоты, определенные спектрофотометрическим титрованием, составляют: pKa 1 4.4 (C 3 -OH), pKa 2 8.8 (C 7 -OH), pKa 3 10.7 (C 9 -OH). Кислотность среды и соотношение нейтральной и анионной форм усниновой кислоты, по предположению исследователей, играют важную роль в жизнедеятельности лишайника.

Гидроксильные группы этой молекулы образуют сильные внутримолекулярные водородные связи, а также способны формировать межмолекулярные водородные связи, что может способствовать быстрой передаче избыточной энергии, полученной лишайниками от Солнца, окружающей среды в виде тепла.

Наличие резорцинового цикла и системы сопряжённых карбонильных групп способствуют тому, что молекула усниновой кислоты широко поглощает в ближнем УФ (320-400 нм), среднем УФ (280-320 нм) и дальнем УФ (ниже 280 нм) диапазонах. Следует отметить, что этот метаболит выступает в качестве эффективного солнцезащитного средства для лишайников. Это позволяет лишайникам, например, при условии долгого пребывания на солнце в жарких пустынях снизить вредное воздействие солнечного излучения.

Основным способом получения усниновой кислоты, начиная с первых исследований в XIX в и до наших дней, является экстрагирование лишайников органическими растворителями и последующие осаждение из экстракта или его перекристаллизация. Усниновая кислота хорошо растворяется в бензоле , хлороформе , амиловом спирте , ледяной уксусной кислоте, малорастворима в этаноле , петролейном эфире , диэтиловом эфире и нерастворима в воде .

Напишите отзыв о статье "Усниновая кислота"

Примечания

Отрывок, характеризующий Усниновая кислота

После своего свидания в Москве с Пьером князь Андреи уехал в Петербург по делам, как он сказал своим родным, но, в сущности, для того, чтобы встретить там князя Анатоля Курагина, которого он считал необходимым встретить. Курагина, о котором он осведомился, приехав в Петербург, уже там не было. Пьер дал знать своему шурину, что князь Андрей едет за ним. Анатоль Курагин тотчас получил назначение от военного министра и уехал в Молдавскую армию. В это же время в Петербурге князь Андрей встретил Кутузова, своего прежнего, всегда расположенного к нему, генерала, и Кутузов предложил ему ехать с ним вместе в Молдавскую армию, куда старый генерал назначался главнокомандующим. Князь Андрей, получив назначение состоять при штабе главной квартиры, уехал в Турцию.
Князь Андрей считал неудобным писать к Курагину и вызывать его. Не подав нового повода к дуэли, князь Андрей считал вызов с своей стороны компрометирующим графиню Ростову, и потому он искал личной встречи с Курагиным, в которой он намерен был найти новый повод к дуэли. Но в Турецкой армии ему также не удалось встретить Курагина, который вскоре после приезда князя Андрея в Турецкую армию вернулся в Россию. В новой стране и в новых условиях жизни князю Андрею стало жить легче. После измены своей невесты, которая тем сильнее поразила его, чем старательнее он скрывал ото всех произведенное на него действие, для него были тяжелы те условия жизни, в которых он был счастлив, и еще тяжелее были свобода и независимость, которыми он так дорожил прежде. Он не только не думал тех прежних мыслей, которые в первый раз пришли ему, глядя на небо на Аустерлицком поле, которые он любил развивать с Пьером и которые наполняли его уединение в Богучарове, а потом в Швейцарии и Риме; но он даже боялся вспоминать об этих мыслях, раскрывавших бесконечные и светлые горизонты. Его интересовали теперь только самые ближайшие, не связанные с прежними, практические интересы, за которые он ухватывался с тем большей жадностью, чем закрытое были от него прежние. Как будто тот бесконечный удаляющийся свод неба, стоявший прежде над ним, вдруг превратился в низкий, определенный, давивший его свод, в котором все было ясно, но ничего не было вечного и таинственного.