The composition of flavonoids in the inflorescences of spreading marigold (Tagetes Patula L.)

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to isolate and identify individual compounds of flavonoid nature from the inflorescences of spreading marigold (T. patula L.).

Material and methods. The research material was the inflorescences of T. patula L. of the variety "Mandarin", collected in August 2018 in the Botanical Garden of the Samara University during the mass flowering and fruiting period. We isolated individual substances by adsorption column chromatography on silica gel L 40/100 (Czech Republic) with subsequent recrystallization. For the identification of the isolated compounds, we used the UV, 1H-NMR, 13C-NMR spectroscopy and mass spectrometry data.

Results. The dominant and diagnostically significant flavonoids of the inflorescences of the spreading marigold, patulitrin and patuletin, were isolated and identified. For the first time, the 6-methoxykaempferol and 7-O-β-D-glucopyranoside of 6-methoxykaempferol were isolated from this type of plant raw material. Quercetin was obtained in minor quantities. The results of the study can be used for developing the methods of identification and standardization of the inflorescences of Tagetes patula L.

Full Text

Список сокращений

ЛРП – лекарственный растительный препарат; БАС – биологически активное соединение; ТСХ –тонкослойная хроматография.

ВВЕДЕНИЕ

Лекарственное растительное сырье широко используется в современной фармацевтической промышленности для получения целого ряда лекарственных растительных препаратов (ЛРП), сочетающих в себе широкий спектр фармакологической активности [1–3]. Такие лекарственные препараты нашли применение в лечении хронических нозологий благодаря отсутствию значительного количества побочных эффектов и противопоказаний, а также доступности и дешевизне производства [4, 5]. Эффективность некоторых ЛРП обоснована в том числе и с позиции доказательной медицины [6, 7].

В этой связи актуальным является поиск новых лекарственных растений, которые в дальнейшем послужат сырьевыми источниками для создания безопасных и эффективных лекарственных препаратов.

Бархатцы отклоненные (Tagetes patula L.) являются перспективным источником лекарственного растительного сырья. Отвар из цветков бархатцев применяется в народной медицине в качестве потогонного и мочегонного средства, а также при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта [8–11]. Цветки бархатцев отличаются высоким содержанием биологически активных соединений: каротиноидов, эфирного масла, флавоноидов и простых фенолов [12–16]. На наш взгляд, данное растение представляет интерес для более детального изучения компонентного состава флавоноидов, в частности, с помощью препаративного выделения и последующей идентификацией индивидуальных соединений.

ЦЕЛЬ

Выделение и идентификация индивидуальных соединений флавоноидной природы из соцветий бархатцев отклоненных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Материалом исследования являлись соцветия бархатцев отклоненных сорта «Мандарин», собранных в августе 2018 года в Ботаническом саду Самарского университета в период массового цветения и плодоношения растения.

С целью изучения флавоноидов соцветий Tagetes patula L. нами было проведено выделение индивидуальных веществ методом адсорбционной колоночной хроматографии на силикагеле L 40/100 (Чехия) с последующей перекристаллизацией. Процесс разделения веществ контролировали визуально (по изменению интенсивности окраски раствора) и с помощью метода тонкослойной хроматографии (ТСХ) в системе растворителей хлороформ – этанол 96% – вода в соотношении 25:18:2.

Идентификацию выделенных соединений проводили на основании данных УФ-, 1Н-ЯМР-, 13С-ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии. Спектры ЯМР 1Н получали на приборе JNM-ECX 400 (399.78 МГц), спектры ЯМР 13С – на приборе JNM-ECX 400 (100.52 МГц). Масс-спектры высокого разрешения были зарегистрированы на приборе Bruker micrOTOF II методом электрораспылительной ионизации (ESI).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Нами было получено извлечение в соотношении 1:5 из 150 г соцветий с помощью 70% этилового спирта в связи с наибольшей селективной экстракционной способностью в отношении флавоноидов [17]. Полученное извлечение упаривали под вакуумом, наносили на силикагель L 40/100 и высушивали. В качестве элюентов использовали хлороформ, а также смеси хлороформа и этилового спирта в различных соотношениях. Элюаты делили на фракции по 200–250 мл (таблица 1). Полученные после операции элюирования фракции переносили в промаркированные колбы и упаривали на ротационно-вакуумной установке до объема 10 мл. Сконцентрированные элюаты вносили в соответствующие емкости объемом 10 мл и проводили операции очистки и перекристаллизации.

 

Таблица 1. Схема элюирования фракций из экстракта соцветий T. patula L.

Table 1. A scheme of elution of fractions from the extract of T. patula L. inflorescences

№ фракций

Состав элюента, %

Объем элюента, мл

Хлороформ

Этанол 96%

1–2

100

0

500

3–7

99

1

500

8–13

97

3

500

14–26

95

5

1000

27–37

93

7

1000

38–49

90

10

1000

50–62

85

15

1000

63–73

80

20

1000

74–84

70

30

1000

85–102

60

40

1500

103–111

50

50

1000

 

Вещество 1 из соцветий бархатцев отклоненных удалось выделить из фракций, полученных элюированием смесью хлороформа и этилового спирта в соотношении 60:40. Выделенное доминирующее вещество с величиной Rf около 0,4 подвергалось очистке перекристаллизацией.

Соединение 2 получено из фракций №38–49 той же колонки и имеет величину Rf около 0,7. Очистка соединения осуществлялась перекристаллизацией.

В минорных количествах обнаружено вещество 3 во фракциях №31 и 32. Данное соединение имеет некристаллическую структуру.

Во фракциях №81–88 обнаружено вещество 4. Элюент – хлороформ и этанол 96% в соотношениях 70:30 и 60:40. Данные фракции объединялись в одну и после подвергались рехроматографической очистке на полиамиде. Элюирование веществ в хроматографической колонке проводили системой состава вода и водный раствор этанола различных соотношений (20%; 40%; 70%; 96%). В итоге после операции ре-хроматографирования выделено вещество 4 (элюент – спирт этиловый 40% и 70% концентрации).

В минорных количествах выделено также вещество 5 из фракций №38–49 основной колонки. Данное биологически активное соединение (БАС) было обнаружено вместе с соединением 2, основным выделенным веществом из данных фракций.

Структуру выделенных индивидуальных соединений устанавливали на основании полученных нами данных УФ-, 1Н-ЯМР-, 13С-ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии. Характеристики веществ, выделенных из экстракта соцветий Tagetes patula L. методом жидкостно-адсорбционной хроматографии, указаны в таблице 2.

 

Таблица 2. Физико-химические характеристики биологически активных соединений, содержащихся в соцветиях бархатцев отклоненных

Table 2. Physical and chemical characteristics of biologically active compounds of the inflorescences of Tagetes patula L.

Название и химическая формула соединения

Характеристики вещества

1

Патулитрин

(7-О-β-D-глюкопиранозид 3,5,7,3’,4’-пентагидрокси-6-метоксифлавона)

Кристаллическое вещество ярко-желтого цвета состава С22Н22О13 с т. пл. 250–252°С (спирт этиловый).

УФ-спектр: ëmaxEtOH 266, 382 нм; + NaOAc 266, 384 нм; + NaOAc + H3BO3 272, 400 нм; +AlCl3 276, 382пл., 443 нм; +AlCl3 + HCl 275, 382пл., 438 нм; + NaOMe 303, 373, 445(пл.) нм.

1Н-ЯМР-спектр (399.78 МГц, DMSO-d6, δ, м.д., J/Гц): 12.47 (1H, с, 5-ОН-группа), 9.48 (3Н, уш. с, 3-ОН-группа, 7-ОН-группа и 4’-ОН-группа), 7.70 (1Н, д, 2.5 Гц, Н-2’), 7.52 (1Н, дд, 2.5 и 8.5 Гц, Н-6’), 6.92 (1Н, с, Н-8), 6.88 (1Н, д, 8.5 Гц, Н-5’), 5,11 (1Н, д, J = 7,12, Н-1’’ глюкопиранозы), 3,75 (3H, с, ОСН3 при С-6), 3,3-4,6 (6Н глюкопиранозы).

13С-ЯМР спектр (100.52 МГц, DМSО-d6, δС, м.д.): 176.66 (С-4), 156.89 (С-7), 151.94 (С-5), 151.58 (С-9), 148.43 (С-4’), 148.22 (С-3’), 145.49 (C-3), 135.31 (C-6’), 132.32 (С-2’), 122.39 (С-1’), 120.56 (С-6), 116.08 (С-2), 115.93 (С-5’), 104.12 (С-10), 100,64 (C-1’’ глюкозы), 94.38 (С-8), 77.75 (C-5’’ глюкозы), 77.20 (C-3’’ глюкозы), 73.72 (C-2’’ глюкозы), 70,08 (C-4’’ глюкозы), 61.15 (C-6’’ глюкозы), 60.86 (CH3O при С-6).

HR-ESI-MS, 180°С, m/z: 495.1133 [M+H]+, m/z 517.0940 [M+Na]+

2

Патулетин

(3,5,7,3’,4’-пентагидрокси-6-метоксифлавон)

Кристаллическое вещество ярко-желтого цвета состава С16Н12О8; т.пл. 265–267°С (водный спирт).

УФ-спектр: ëmaxEtOH ëmax EtOH 264, 296пл., 378 нм; +NaOAc 268, 382 +NaOAc + H3BO3 270, 396; +AlCl3 274, 381пл., 438 нм; +AlCl3 + HCl 275, 381пл., 436 нм; + NaOMe 328, 368пл.,428(пл.) нм.

1Н-ЯМР-спектр (399.78 МГц, DMSO-d6, δ, м.д., J/Гц): 12.54 (1H, с, 5-ОН-группа), 10.65 (1Н, с, 7-ОН-группа), 9.56 (1Н, с, 4’-ОН-группа), 9.32 (1Н, с, 3-ОН-группа), 7.64 (1Н, д, 2.5 Гц, Н-2’), 7.50 (1Н, дд, 2.5 и 8.5 Гц, Н-6’), 6.85 (1Н, д, 8.5 Гц, Н-5’), 6.48 (1Н, с, Н-8), 3,73 (3H, с, ОСН3 при С-6).

13С-ЯМР спектр (100.52 МГц, ДМСО-d6, δС, м.д.): 176.56 (С-4), 157.50 (С-7), 152.27 (С-5), 151.84 (С-9), 148.24 (С-4’), 147.46 (С-3’), 145.49 (C-3), 135.31 (C-6’), 132.32 (С-2’), 122.39 (С-1’), 120.56 (С-6), 116.08 (С-2), 115.93 (С-5’), 104.12 (С-10), 60.52 (CH3O при С-6).

HR-ESI-MS, 180°С, m/z: 333.0605 [M+H]+, 355.0424 [M+Na]+, 371.0164 [M+К]+

3

6-метоксикемпферол

(3,5,7,4'-тетрагидрокси-6-метоксифлавон)

Аморфное вещество желто-оранжевого цвета состава C16H12O7; т. пл. 269–271°С.

УФ-спектр (EtOH, ëmax, нм): 275, 372; +NaOAc 278, 379 +NaOAc + H3BO3 278, 380; +AlCl3 278, 431; +AlCl3 + HCl 278, 431; + NaOMe 285, 427.

Спектр ЯМР 1Н (399.78 МГц, DMSO-d6, δ, м.д., J/Гц): 12.53 (1H, с, 5-ОН-группа), 10.65 (1Н, с, 7-ОН-группа), 10.07 (1Н, с, 4’-ОН-группа), 9.35 (1Н, с, 3-ОН-группа), 7.99 (2Н, д, J = 9.0, Н-2’ и Н-6’), 6.88 (2Н, д, J = 9.0, Н-3’ и Н-5’), 6.50 (1Н, с, Н-8), 3,71 (3H, с, 6-ОСН3 при С-6)

4

7-О-β-D-глюкопиранозид 6-метоксикемпферола

(7-О-β-D-глюкопиранозид 3,5,7,4'-тетрагидрокси-6-метоксифлавона)

Аморфное вещество желтого цвета состава С22Н22О12.

УФ-спектр (EtOH, ëmax, нм): 274, 372 нм; +NaOAc 274, 372; +NaOAc + H3BO3 278, 380; +AlCl3 278, 426; +AlCl3 + HCl 278, 426; + NaOMe 284, 425.

Спектр ЯМР 1Н (399.78 МГц, DMSO-d6, δ, м.д., J/Гц): 12.60 (1H, с, 5-ОН-группа), 9.43 (2Н, уш. с, 3-ОН-группа и 4’-ОН-группа), 8.03 (2Н, д, J = 9.0, Н-2’ и J = Н-6’), 6.94 (2Н, д, J = 9.0, Н-3’ и Н-5’), 6.91 (1Н, с, Н-8), 5.24 (1Н, д, J = 7.0, Н-1’’ глюкопиранозы), 3.71 (3H, с, 6-ОСН3 при С-6), 3.4-5.0 (6Н глюкопиранозы).

Спектр ЯМР 13С (100.52 МГц, DМSО-d6, δС, м.д.): 176.65 (С-4), 159.93 (С-7), 156.89 (С-5), 151.95 (С-9), 148.44 (С-2), 145.59 (С-4’), 136.28 (C-3), 132.32 (С-6), 130.18 (С-2’ и С-6’), 122.39 (С-1’), 115.98 (С-3’ и С-5’), 104.32 (С-10), 100,71 (C-1’’ глюкозы), 94.32 (С-8), 77,76 (C-5’’ глюкозы), 77.21 (C-3’’ глюкозы), 73.50 (C-2’’ глюкозы), 70.08 (C-4’’ глюкозы), 60.86 (C-6’’ глюкозы), 56.57 (CH3O при С-6).

HR-ESI-MS, 180°С, m/z: 479.1164 [M+H]+, 501.1003 [M+Na]+, 517.0963 [M+К]+

5

Кверцетин

(3,5,7,3’,4’-пентагидроксифлавон)

Ярко-желтое кристаллическое вещество состава С15Н10О7 с т.пл. 310–312°С. УФ-спектр (EtOH, ëmax, нм): 257, 268 пл, 375; + NaOAc 274, 380; +NaOAc + H3BO3 274, 398; +А1С13 270, 430; +AlCl3 + HCl 270, 410.

Спектр ЯМР 1Н (399.78 МГц, DMSO-d6, δ, м.д., J/Гц): 12.45 (1H, с, 5-ОН), 10.72 (1Н, с, 7-ОН-группа), 9.54 (1Н, с, 4’-ОН-группа), 9.32 (1Н, с, 3’-ОН-группа), 9.26 (1Н, с, 3-ОН- группа), 7.64 (1Н, д, J = 2.5, Н-2’), 7.51 (дд, J = 2.5 и J = 9.0, Н-6’), 6,83 (1Н, д, J = 9.0, Н-5’), 6.37 (1Н, д, J = 2.5, Н-8), 6.15 (1Н, д, J = 2.5, Н-6)

 

Таким образом, соединения 1 и 2 были идентифицированы как патулитрин и его агликон – патулетин. Впервые для данного вида сырья выделены флавоноиды 3 и 4. По результатам исследований данные соединения идентифицированы как 6-метоксикемпферол (3,4',5,7-тетрагидрокси-6-метоксифлавон) и его глюкозид 7-О-β-D-глюкопиранозид 3,5,7,4’- тетрагид- рокси-6-метоксифлавона соответственно. Данные БАС ранее не встречались в соцветиях бархатцев отклоненных или других видах рода Tagetes L. Соединение 5 представляет собой кверцетин, описанный ранее для цветков бархатцев отклоненных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования из соцветий бархатцев отклоненных выделено 5 флавоноидов: 7-О-β-D-глюкопиранозид 3,5,7,3’,4’-пентагидрокси-6- метоксифлавона, 3,5,7,3’,4’-пентагидрокси-6-метокси-флавон, 3,5,7,4'-тетрагидрокси-6-метоксифлавон, 7-О- β-D-глюкопиранозид 3,5,7,4'-тетрагидрокси-6-мето-ксифлавона и 3,5,7,3’,4’-пентагидроксифлавон. Среди них 6-метоксикемпферол и его гликозид описаны впервые для данного вида сырья.

Полученные данные могут быть использованы для разработки и улучшения методик стандартизации соцветий бархатцев отклоненных, таких как определение подлинности сырья, количественное определение суммы флавоноидов.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

×

About the authors

Anna E. Saveleva

Samara State Medical University

Email: savelieva1997@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3837-0977

Postgraduate student of the Department of Pharmacognosy with Botany and the Basics of Phytotherapy

Russian Federation, Samara

Anna V. Kurkina

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: a.v.kurkina@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5028-9186

PhD, Associate professor, Head of the Department of Pharmaceutical Technology with a Course of Biotechnologies

Russian Federation, Samara

References

  1. Kladova OV, Anxhel AE, Kompaniets YuV. The role of herbal medicine having anti-inflammatory and secretolytic effects in the treatment of cough during ARVI. Meditsinskiy Sovet. 2020:1;92-99. (In Russ.) [Кладова О.В., Анджель А.Е., Компаниец Ю.В. Роль растительного лекарственного препарата с противовоспалительным и секретолитическим действием в лечении кашля при ОРВИ. Медицинский совет. 2020:1;92-99]. doi: 10.21518/2079-701X-2020-1-92-99
  2. Koreyba KA, Tsyplakov DE, Minabutdinov AR. The use of natural herbal ingredients in the treatment of diabetes. Medicina. Sociologiya. Filosofiya. Prikladnye issledovaniya. 2020;3:49-51. (In Russ.). [Корейба К.А., Цыплаков Д.Э., Минабутдинов А.Р. Использование натуральных растительных ингредиентов при лечении больных сахарным диабетом. Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. 2020;3:49-51].
  3. Yaborova OV, Sosnina SA, Turyshev AYu. Study of diuretic and anti-inflammatory activity of infusion and extract of dried strawberry leaves. Medical and pharmaceutical journal "Pulse". 2021;23(6):139-142. (In Russ.). [Яборова О.В., Соснина С.А., Турышев А.Ю. Изучение диуретической и противовоспалительной активности настоя и экстракта сухого листьев земляники садовой. Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2021;23(6):136-142]. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-6-136-142
  4. Demidova OA, Arkhipov VV, Zhuravleva MV, et al. Safety of herbal medicines: clinical and pharmacological aspects. Safety and Risk of Pharmacotherapy. 2020;8(4):165-177. (In Russ.). [Демидова О.А., Архипов В.В., Журавлева М.В., и др. Безопасность лекарственных растительных препаратов: клинико-фармакологические аспекты. Безопасность и риск фармакотерапии. 2020;8(4):165-177]. doi: 10.30895/2312-7821-2020-8-4-165-177
  5. Rukavitsyna NP, Sakanyan EI, Evdokimova OV. Development of a new dosage form of herbal medicinal products. The Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2019;9(2):72-78. (In Russ.). [Рукавицына Н.П., Саканян Е.И., Евдокимова О.В. Разработка новой лекарственной формы лекарственных препаратов растительного происхождения. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2019;9(2):72-78]. doi: 10.30895/1991-2919-2019-9-2-72-78
  6. Bachert C. Review of the experience of using herbal drugs for the treatment of acute rhinosinusitis from the standpoint of evidence-based medicine. Consilium Medicum. 2021;23(9):430-440. (In Russ.). [Бахерт К. Обзор опыта применения растительных препаратов для лечения острого риносинусита с позиции доказательной медицины. Consilium Medicum. 2021;23(9):430-440]. doi: 10.26442/20751753.2021.9.200988
  7. Gurov AV, Muzhichkova AV, Kelemetov AA. Topical issues in the treatment of chronic tonsillitis. Meditsinskiy Sovet. 2021;(6):67-73. (In Russ.). [Гуров А.В., Мужичкова А.В., Келеметов А.А. Актуальные вопросы лечения хронического тонзиллита. Медицинский совет. 2021;(6):67-73]. doi: 10.21518/2079-701X-2021-6-67-73
  8. Patetsky VS, Timasheva LA, Pekhova OA, et al. Essential oils and their quality. Simferopol, 2021. (In Russ.). [Патецкий В.С., Тимашева Л.А., Пехова О.А., и др. Эфирные масла и их качество. Симферополь, 2021]. ISBN: 978-5-907506-16-9
  9. Tavlinova GK. Marigold. M., 2004. (In Russ.). [Тавлинова Г.К. Бархатцы. М., 2004]. ISBN: 5-9524-0883-4
  10. Kholikova O, Azonov DA, Ganiev KhA. Influence of the essential oil of velvets of the fine treatment (Tagetes Patula L.) on some biochemical processes in toxic hepatitis. Colloquium-journal. 2019;11(35):49-52. (In Russ.). [Холикова О., Азонов Д.А., Ганиев Х.А. Влияние эфирного масла бархатцев мелко-цветковых (Tagetes Patula L.) на некоторые биохимические процессы при токсическом гепатите. Colloquium-journal. 2019;11(35):49-52]. doi: 10.24411/2520-6990-2019-10309
  11. Priyanka D, Shalini T, Navneet VK. A brief study on marigold (Tagetes species): a review. International Research Journal of Pharmacy. 2013;4(1):43-48.
  12. Deepshikha K, Yashodhara V. Evaluation of Antioxidant and Free Radical Scavenging Activity of Tagetes patula. Annual Research & Review in Biology. 2017;13(6):1-8. doi: 10.9734/ARRB/2017/34349.
  13. Chervonnaya NM, Andreeva OA, Adzhiakhmetova SL, Oganesian ET. On the content of phenolic compounds in the concentrations of the Tagetes patula L. Chemistry of plant raw material. 2018;(3):91-98. (In Russ.). [Червонная Н.М., Андреева О.А., Аджиахметова С.Л., Оганесян Э.Т. О содержании фенольных соединений в соцветиях бархатцев распростертых (Tagetes patula L.). Химия растительного сырья. 2018;(3):91-98]. doi: 10.14258/jcprm.2018033714
  14. Lomkina EM, Chervonnaya NM, Oganesyan ET. Tyurenkov effect of French marigold extract on wound healing in diabetes mellitus. Farmatsiia. 2016;(3):37-39. (In Russ.). [Ломкина Е.М., Червонная Н.М., Оганесян Э.Т. Влияние экстракта бархатцев на заживление ран при сахарном диабете. Фармация. 2016;(3):37-39].
  15. Moghaddam M, Pirbalouti AG, Babaei K, Farhadi N. Chemical Compositions of Essential Oil from the Aerial Parts of Tagetes patula L. and Tagetes erecta L. Cultivated in Northeastern Iran. Journal of Essential Oil-Bearing Plants. 2021;25(5):990-997. doi: 10.1080/0972060X.2021.2005691
  16. Riaz M, Ahmad R, Rahman NU, et al. Traditional uses, Phyto-chemistry and pharmacological activities of Tagetes Patula L. Journal of Ethnopharmacology. 2020;225:112718. doi: 10.1016/j.jep.2020.112718
  17. Kurkina AV. Flavonoids of pharmacopeia plants. Samara, 2012. (In Russ.). [Куркина А.В. Флавоноиды фармакопейных растений. Самара, 2012]. ISBN: 978-5-473-00803-6

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Formula 1. Patulitrin

Download (91KB)
3. Formula 2. Patuletin

Download (108KB)
4. Formula 3. 6-methoxy-cempferol

Download (99KB)
5. Formula 4. 7-O-β-D-glucopyranoside 6-methoxycyclopherol

Download (95KB)
6. Formula 5. Quercetin

Download (105KB)

Copyright (c) 2022 Saveleva A.E., Kurkina A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies