V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Одной из актуальных проблем науки о питании является разработка методов выделения биостимуляторов из растений, которые в настоящее время находят все более широкое применение в медицине и сельском хозяйстве. Одним из таких БАВ является милиацин.

Исследования начались в 1887 году Косснером. Далее исследования были продолжены Хаппемалом и в 1934 году он дал название милиацин.

Милиацин – кристаллическое вещество, выделяющееся из просяного масла.

Ему давали различные названия, прозол, пасикол, паниколь, милиацин. Наиболее точным является название милиацин от названия проса обыкновенного – Panicum Miliaceum. Данное вещество выделяется из масла в виде больших кристаллов с определенной температурой (279-285°С) с выраженной геометрической формой. Форма кристаллов милиацина неоднородна. Различают ромбические ( β – форма ) и гексагональные ( α – форма ) кристаллы.

В 1960-1961 гг. японскими исследователями были опубликованы работы по исследованию химической природы милиацина. из японских разновидностей проса выделили милиацин. Авторы отмечают, что больше всего выделилось из околоплодной оболочки, пленки и зародыша.

В дальнейшем Abe Shokichi проведены опыты по окислению милиацина дуокисью селена, при этом выделилось продукт с температурой плавления 253°С. Эмпирическая формула С₃₁Н₅₂О. При взаимодействии с эфиратом BF₃ в уксусном ангидриде, а также при обработке его уксусным ангидридом и n-толулолсульфокислотой образуется углеводород С₃₀Н₄₈ с T_ПЛ.=126-127°С.

С 1968 года ряд авторов работали над установлением окончательной структуры милиацина.

В результате исследований пришли к выводу, что милиацин принадлежит к ряду β-амиринолеонена и имеет двойную связь в положении С₁₈-С₁₉. М=440. Эмпирическая формула С₃₁Н₅₂О. Номенклатура милиацина 3 – β – метокси – Δ¹⁸ – олеанен.

II. Получение милиацина

Получение милиацина трудоёмкий процесс и включает в себя несколько этапов:

1. Извлечение масла из мучели эфиром

2. Высушивание полученного масла над безводным сернокислым натрием (Na₂SO₄)

3. Отстаивание масла на холоде в течение суток. При этом наблюдается выпадение кристаллов милиацина.

4. Очистка милиацина путем перекристаллизации.

III. Класс милиацина

Милиацин относят к классу пентациклических триперновых сапонинов. Химической основой милиацина является α- и β-амирин.

Тритерпеновые сапонины содержат 30 атомов углерода и отличаются большим разнообразием химических структур (среди тритерпеноидов выделяют не менее 30 групп). В зависимости от количества пяти- и шестичленных колец в структуре агликона их можно разделить на 2 группы:

а) тетрациклические — содержат в структуре агликона 4 пяти- или шестичленных углеродных кольца;

б) пентациклические — содержат в структуре агликон, состоящий из пяти пяти- или шестичленных углеродных колец.

IV. Строение милиацина

Дальнейшее изучение структуры милиацина, его форм проводились в 1970 году в институте имени Шемякина города Москвы Павловой Маргаритой Михайловной. На основании данных масс – спектрометрии, ЯМР – спектра, ИК – спектра милиацина было доказано, что α- и β-формы оказались идентичными. Следовательно, для милиацина характерен изоморфизм.

Формы милиацина.

Милиацин не взаимодействует с бромной водой, щелочным и кислым раствором перманганата. Это указывает на отсутствие в исследуемом соединении реакционноспособной двойной связи. Однако тритерпеноиды могут содержать и не реакционноспособные двойные связи. Обычно реактив на такие связи является тетронитрометан. При добавлении к исследуемому раствору милиацина в хлороформе раствора тетронитрометана в том же растворителе появляется желтое окрашивание. Реакция с тетранитрометаном является положительной и указывает на наличие в исследуемом соединении нереакционноспособной двойной связи.

Исследования, связанные с определением химической структуры милиацина (α - и β - форм) показали, что они обладают одинаковыми химическими свойствам.

Обсуждение результатов

Исследование химического состава милиацина имеет большое практическое и теоритическое значение, особенно в связи с тем, что он относится к группе пентациклических терпенов.

Терпеноиды являются благодатными природными объектами, на примере которых удалось изучить и осуществить ряд сложных и тонких химических превращений, свойственных только живому организму. Особенно интенсивно развивается химия высших терпеноидов ( тетра- и пентациклических тритерпеноидов), по своему строению и биогенезу близких к такому важному классу соединений, как стероиды.

Широкое поле для исследователей представляет собой область биогенеза терпенов высших растений с позиций теоретической органической химии. В этом отношении большое значение имеет обнаруженный один из продуктов пиролиза милиацина – сквален. Наличие сквалена обнаружено во многих растительных маслах. Возможно, что он присутствует в зерне проса и является основной структурной единицей для синтеза милиацина. Скваленная теория образования тритерпеноидов нашла себе доказательства в науке. Работами ряда исследователей доказано, что из сквалена при определенных условиях может образовываться германикол – тритерпен β – амиринового ряда

V. Свойства милиацина

Милиацин хорошо ратворяется в хлороформе, четыреххлористом углероде, толуоле, ксилоле. Ограниченно растворяется в бензоле и растительных маслах (при нагревании). Частично растворяется в этиловом, пропиловом, бутиловом спиртах, ацетоне, этиловом эфире, уксусном ангидриде. Не растворяется в метиловом спирте, воде. Милиацин растворяется в концентрированной серной кислоте, не растоворяется в азотной, соляной кислотах, а также в водных растворах концентрированных щелочей. При этом отмечается, что кристаллы милиацина, имеющие гексагональную форму, лучше растворяются в органических растворителях, чем кристаллы милиацина ромбической формы. Особенно хорошо растворяются кристаллы милиацина гексагональной формы в кипящем нормальном пропиловом спирте.

Для доказательства наличия эфирной группировки проведено две реакции:

а) Реакция ацетилирования.

Результат этого опыта свидетельствует о том, что милиацин не ацетилируется т.е. не содержит в своем составе гидроксильных групп.

б)Реакция с дигитонином.

Отрицательные результаты. Осадок с дигитонином не выпадал. В связи с этим были проведены опыты по определению в соединении алоксильных групп. Определение проводили по методу Фибека и Шваппака. Содержание алоксильных групп составляло 7, 35%. Теоретически вычислено, исходя из молекулярного веса милиацина М=428, для группы СН3О – 8%, для группы С2Н5О- 11,60%. Следовательно в соединении содержится метоксильная группа.

VI. Биологическое действие милиацина

Изобретение относится к средствам, способным стабилизировать биологические мембраны при их повреждении.

Изучение мембраностабилизирующего действия милиацина проводили на белых крысах – самцах линии Вистар, которым предварительно внутрибрюшинно вводили четыреххлористый углерод в дозе 0,3 мл на 100г вес 50% - ного масляного раствора.

Результаты исследования показали, что у животных, отравленных CCl₄, в сыворотке крови резко и значительно повышается активность аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, кетепсинов, кислых РНК-азы и ДНК-азы.

Исследования показали, что интенсивность нарастания гиперферментемии у отравленных CCl₄ животных при введении милиацина снижается уже через один день и особенно ярко проявляется через три дня применения препарата. На седьмые сутки применения милиацина активность изучаемых ферментов нормализуется, тогда как у животных, не получавших милиацин, нормализуется происходит лишь на 21 день после отравления четыреххлористым углеродом. Также активность кислых РНК-азы и ДНК-азы в надосадочной жидкости гомогената печени нормализовалось. Данные были подтверждены гистологически.

VII. Дальнейшие исследования

Дальнейшее изучение роли милиацина в обменных процессах получило продолжение в исследованиях на кафедре патологической физииологии Оренбургской Государтсвенной Медицинской Академии под руководством профессора Б.А. Фролова. С 1980 года на кафедре хирургии под руководством Нузова Б.Г.