Antioxidant properties of some flavonol derivatives
Antioxidant properties of new synthesized compounds - flavonol derivatives have been studied using the Folin-Chiocalteu and free radical methods.
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2008
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/307 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291422310465536 |
|---|---|
| author | Laguta, I. V. Stavinskaya, O. N. Кaydalova, Yu. O. Yushchenko, T. I. Kazakova, O. A. Pivovarenko, V. G. |
| author_facet | Laguta, I. V. Stavinskaya, O. N. Кaydalova, Yu. O. Yushchenko, T. I. Kazakova, O. A. Pivovarenko, V. G. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "I. V. Laguta",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "O. N. Stavinskaya",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "Yu. O. Кaydalova",
"institution": "Pharmaceutical Chemistry Chair, Vinnitsa N.I. Pirogov National Medical University"
},
{
"author": "T. I. Yushchenko",
"institution": "Pharmaceutical Chemistry Chair, Vinnitsa N.I. Pirogov National Medical University"
},
{
"author": "O. A. Kazakova",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "V. G. Pivovarenko",
"institution": "Kyiv Taras Shevchenko National University"
}
] |
| author_sort | Laguta, I. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:34Z |
| description | Antioxidant properties of new synthesized compounds - flavonol derivatives have been studied using the Folin-Chiocalteu and free radical methods. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:31:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2008. Вып. 14. С. 483 – 487
483
УДК 544.431.15
АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ
ПРОИЗВОДНЫХ ФЛАВОНОЛА
И.В. Лагута1, О.Н. Ставинская1, Ю.А. Кайдалова2, Т.И. Ющенко2,
О.А. Казакова1, В.Г. Пивоваренко3
1Институт химии поверхности им. А.А.Чуйко Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова 17, 03164 Киев-164
2Кафедра фармацевтической химии Винницкого национального медицинского
университета им. Н.И. Пирогова, ул. Пирогова 56, 21018 Винница
3Кафедра органической химии Киевского национального университета
имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская 64, 01033 Киев-33
В тестовых реакциях (метод Фолина – Чоколтеу, DPPH·-тест) изучены анти-
оксидантные свойства новых синтезированных соединений – производных флавонола.
Введение
Флавонолы (3-гидроксифлавоны) – хорошо известный класс природных антиок-
сидантов (АО), проявляющих также Р-витаминное и гепатопротекторное действие.
Недостатком большинства природных АО, ограничивающим их использование в фарма-
кологии, является дороговизна их получения. Поэтому в центре внимания исследова-
телей в различных областях химии, экспериментальной биологии и биомедицины
находится поиск синтетических аналогов природных АО – более дешевых, но облада-
ющих похожими свойствами препаратов. В настоящем сообщении представлены
результаты сравнительного изучения антиоксидантных свойств синтезированных соеди-
нений (производных 3-гидроксифлавонов) и известных антиоксидантов (кверцетина,
рутина и аскорбиновой кислоты). Производные флавонола представляются перспектив-
ными соединениями для получения комплексных антиоксидантных препаратов на
основе высокодисперсного кремнезема.
Экспериментальная часть
Синтез производных 3-гидроксифлавонов проводили путем щелочной конден-
сации о-гидроксиацетофенона с соответствующими арилальдегидами и дальнейшей
окислительной циклизации продуктов в целевые соединения [1]. Структура (схема 1) и
индивидуальность синтезированных соединений подтверждены данными 1Н-ЯМР-
спектроскопии и хроматомасс-спектрометрии [1].
Для характеризации антиоксидантных свойств известных и синтезированных АО
использовали методы Фолина – Чоколтеу и DPPH·-тест. Для определения общего
фенольного индекса [2] к 1 мл раствора АО в 70 %-ном растворе этанола
последовательно добавляли 11,5 мл воды, 5 мл 20 %-ного раствора карбоната натрия,
1,25 мл реактива Фолина – Чоколтеу и 6,25 мл воды, так что суммарный объем раствора
составлял 25 мл. Раствор перемешивали в 0,5 ч, измеряли поглощение при 750 нм и
рассчитывали общий фенольный индекс [2]. Для определения антирадикальной
активности соединений использовали реакцию со стабильным свободным радикалом
дифенилпикрилгидразилом (DPPH·) [3]. К раствору исследуемого вещества в 70 %-ном
этаноле добавляли раствор дифенилпикрилгидразила, соотношение [АО]/[DPPH·]
изменялось в пределах 0,1 – 10,0. Концентрацию стабильных радикалов через различные
промежутки времени после начала реакции определяли спектрофотометрически по
484
изменению оптической плотности в максимуме поглощения 520 нм. Для контроля
использовали раствор с той же концентрацией DPPH·, но без антиоксиданта.
O
O
O
H
Флавонол (С0)
O
O
O
H
N
CH3
CH3
4’-(N,N-диметил-амино)флавонол (С1)
O
O
O
H
N
OH
OH
4’-[N,N-ди(2-гидроксиэтиламино)]-
флавонол (С2)
O
O
O
H
O COOH
O
COOH
3’,4’- ди(гидроксикарбонилметокси)-
флавонол (С3)
Схема 1. Структурные формулы синтезированных соединений.
Энергию отрыва радикала водорода оценивали по разности свободных энергий
молекулы антиоксиданта и радикала, образующегося в результате отрыва атома
водорода, с учетом эффектов сольватации в сольватационной модели IEFPCM методом
DFT/B3LYP/6-31G(d,p) c геометрией, рассчитанной методом Хартри-Фока (базис
6-31G(d,p), программный пакет GAMESS [4]).
Результаты и обсуждение
В табл. 1 приведены значения общего фенольного индекса для известных и синте-
зированных антиоксидантов. Как видно из полученных данных, антиоксидантная спо-
собность 4´-(N,N-диметил-амино)флавонола (С1), 4´-[N,N-ди(2-гидроксиэтиламино)]-
флавонола (С2) и 3´,4´-ди(гидроксикарбонилметокси)-флавонола (С3) меньше, чем у
рутина и кверцетина, и близка к восстановительной способности аскорбиновой кислоты
(АК).
Таблица 1. Общий фенольный индекс природных и синтезированных антиоксидантов
Образец Количество АО в пробе,
мкмоль
Общий фенольный индекс
Аскорбиновая кислота 1 2,0
Рутин 1 3,0
Кверцетин 1 3,0
С1 1 2,4
С2 1 2,4
С3 1 2,2
Согласно литературным данным действие антиоксидантов связано с их способ-
ностью отдавать радикал водорода, поэтому антиоксидантные свойства веществ зависят
от количества групп – доноров водорода и энергии отрыва атома водорода [5 – 7].
485
Донорами водорода в молекуле аскорбиновой кислоты служат две энольные группы; в
исследуемых соединениях в роли группы, отдающей водород, может выступать ОН-
группа в 3-м положении флавонового ядра. В табл. 2 приведены результаты квантово-
химических расчетов энергии отрыва атома водорода для энольной группы аскорбино-
вой кислоты (при 3-С атоме лактонового кольца) и для гидроксильных групп соедине-
ний С0 – С3. Результаты расчетов дают близкие значения DG для аскорбиновой кислоты
и соединений С1, С2 и коррелируют с экспериментальными данными (табл. 1).
Таблица 2. Энергия отрыва атома водорода от ОН-групп молекул антиоксидантов
(DFT/B3LYP/6-31G(d,p))
Антиоксидант
DG, кДж/моль
Аскорбиновая кислота 1694
C0 1712
С1 1695
С2 1698
С3 1710
DG-разность свободных энергий антиоксиданта в молекулярной (АОН) и радикальной
(АО·) формах
На рис. 1 приведены кинетические кривые гибели радикалов DPPH· в реакциях с
контрольными и синтезированными АО. Как видно из рис., активность антиоксидантов
С0 и С3 сравнительно невелика. Соединения С1, С2 демонстрируют быструю кинетику
восстановления радикалов, характерную для аскорбиновой кислоты [3], при этом ско-
рость реакции DPPH· с антиоксидантами С1 и С2 превышает скорость реакции радикала
с рутином и кверцетином.
0 5 10 15 20 25 30
0
25
50
75
100
Кверцетин
Рутин
AK
C1, C2
C0
C3
t, мин
%
D
PP
H
Рис. 1. Кинетические кривые гибели радикала DPPH· в реакциях с антиоксидантами
[АО]/[DPPH·] = 1.
В соответствии с методикой определения антиоксидантной активности, описан-
ной в работе [3], мы провели исследование кинетики реакции антиоксидантов С2 и С1 с
радикалами DPPH· при различном мольном соотношении [АО]/[DPPH·]. Примеры кине-
тических кривых, приведенные на рис. 2, а, показывают, что для всех исследованных
486
концентраций через 3 – 5 мин реакция достигает стационарного состояния. На рис. 2, б
приведены данные об остаточной концентрации радикалов в равновесном состоянии в
зависимости от соотношения [АО]/[DPPH·]. Из полученной зависимости можно
определить соотношение [АО]/[DPPH·]50, при котором достигается восстановление 50 %
исходного количества DPPH·. В соответствии с [3], удвоенная величина [АО]/[DPPH·]50
дает теоретическую эффективную концентрацию антиоксиданта, необходимую для
восстановления 100 % радикалов, а величина, обратная этой концентрации, определяет
стехиометрию реакции. Для исследованных веществ С1, С2 величина [АО]/[DPPH·]50
составила около 0,25 (рис. 2, б); соответственно, количество восстановленных молекул
DPPH·, приходящееся на 1 молекулу АО, примерно равна 2.
0 5 10 15 20 25 30
25
50
75
100
[C2]/[DPPH]=0,40
[C2]/[DPPH]=0,27
[C2]/[DPPH]=0,20
%
D
PP
H
t, мин
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
50
75
100
%
D
PP
H
[C2]/[DPPH]
а б
Рис. 2. Кинетические кривые реакции антиоксиданта С2 с DPPH· (а) и доля непрореа-
гировавших радикалов (б) для различных мольных соотношений [АО]/[DPPH·].
Наблюдаемая стехиометрия реакции антиоксидантов С1 и С2 с DPPH· указывает
на то, что образующийся после отрыва водорода радикал молекулы-антиоксиданта (или
продукт его последующих превращений) восстанавливает еще одну молекулу DPPH·.
Согласно литературным данным аналогичная ситуация имеет место, например, для
витамина Е: в реакции с пероксидными радикалами in vitro одна молекула a-токоферола
может восстанавливать две молекулы ROO• [7]. В случае соединений С1 и С2 диалкил-
аминогруппа бокового ядра, являясь сильным донором электронов, повышает восста-
новительный потенциал как самой молекулы, так и образующегося из нее радикала,
вследствие чего последний также приобретает способность к восстановлению радикала
DPPH·.
Согласно [3] стехиометрия восстановления DPPH· аскорбиновой кислотой такая
же, как для С1 и С2 (2:1). Таким образом, в тестовых реакциях с реактивом Фолина –
Чоколтеу и со стабильным радикалом DPPH· синтезированные соединения С1, С2
проявляют антиоксидантные свойства, близкие к свойствам аскорбиновой кислоты.
Полученные результаты, а также стабильность синтезированных вещества в отличие от
АК при хранении в растворенном виде, указывают на перспективность их дальнейшего
изучения этих соединений как потенциальных антиоксидантов технического или биоло-
гического назначения. Возможные механизмы действия синтезированных АО, их
токсичность и другие свойства, определяющие область применения препаратов, будут
предметом дальнейшего исследования.
487
Выводы
Показано, что синтезированные соединения – производные флавонола обладают
антиоксидантной способностью, сопоставимой со свойствами аскорбиновой кислоты,
рутина и кверцетина. Антиоксидантная активность 4´-(N,N-диметил-амино)флавонола и
4´-[N,N-ди(2-гидроксиэтиламино)]-флавонола в реакциях со стабильным радикалом
дифенилпикрилгидразилом превышает активность рутина и кверцетина и близка к
активности аскорбиновой кислоты.
Литература
1. 3-Hydroxy-4-[di-(2-hydroxyethyl)amino]flavone as a new step in search of an ideal
membrane ratiometric fluorescent probe / G.M. Baye, O.V. Martyloga, G. Duportail,
V.G. Pivovarenko // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. – 2006. – V. 184. – P. 113 – 124.
2. Determination of antioxidant power of red and white wines by a new electrochemical
method and its correlation with polyphenolic content / A.M. Alonso, C. Domianguez,
D. Guillean, C.G. Barroso // J. Agric. Food Chem. – 2002. – V. 50. – P. 3112 – 3115.
3. Brand-Williams W., Cuvelier M.E., Berset C. Use of a free radical method to evaluate
antioxidant activity // Lebensm.-Wiss.-Technol. – 1995. – V. 28. – P. 25 – 30.
4. The general atomic and molecular electronic structure system / M.W. Schmidt,
K.K. Baldridge, J.A. Boatz et al. // J. Comput. Chem. – 1993. – V. 14. – P. 1347 – 1363.
5. Food antioxidants: technological, toxicological and health perspectives / Ed. D.L. Madhavi,
S.S. Deshpande, D.K. Salunlhe – N.Y. CRC Press, 1996. – P. 512.
6. Bekker E.M., Nissen L.R., Skibsted L.H. Antioxidant evaluation protocols: food quality or
health effects // Eur. Food Res. Technol. – 2004. – V. 219. – P. 561 – 571.
7. Свободные радикалы в биологии / Под ред. Н.М. Эммануэля. – М.: Мир, 1979. Т. 1. –
318 с.
ANTIOXIDANT PROPERTIES OF SOME
FLAVONOL DERIVATIVES
I.V. Laguta 1, O.N. Stavinskaya1, Yu.О. Кaydalova2, Т.І. Yushchenko2,
O.A. Kazakova1, V.G. Pivovarenko 3
1 Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
General Naumov Str. 17, 03164 Kyiv-164
2 Pharmaceutical Chemistry Chair, Vinnitsa N.I. Pirogov National Medical University,
Pirogov Str. 56, 21018 Vinnitsa
3 Department of Chemistry, Organic Chemistry Chair, Kyiv Taras Shevchenko National
University, Volodymyrska Str. 64, 01033 Kyiv-33
Antioxidant properties of new synthesized compounds - flavonol derivatives have been
studied using the Folin-Chiocalteu and free radical methods.
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-307 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-22T19:31:58Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/1e/a51187ab729806e9d29700de496a801e.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3072018-11-27T09:40:34Z Antioxidant properties of some flavonol derivatives Антиоксидантные свойства некоторых производных флавонола Antioxidant properties of some flavonol derivatives Laguta, I. V. Stavinskaya, O. N. Кaydalova, Yu. O. Yushchenko, T. I. Kazakova, O. A. Pivovarenko, V. G. Antioxidant properties of new synthesized compounds - flavonol derivatives have been studied using the Folin-Chiocalteu and free radical methods. В тестовых реакциях (метод Фолина – Чоколтеу, DPPH·-тест) изучены антиоксидантные свойства новых синтезированных соединений – производных флавонола. Antioxidant properties of new synthesized compounds - flavonol derivatives have been studied using the Folin-Chiocalteu and free radical methods. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2008-07-30 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/307 Surface; No. 14 (2008): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 483-487 Поверхность; № 14 (2008): Химия, физика и технология поверхности; 483-487 Поверхня; № 14 (2008): Хімія, фізика та технологія поверхні; 483-487 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/307/306 Авторське право (c) 2008 I.V. Laguta, O.N. Stavinskaya, Yu.О. Кaydalova, Т.І. Yushchenko, O.A. Kazakova, V.G. Pivovarenko |
| spellingShingle | Laguta, I. V. Stavinskaya, O. N. Кaydalova, Yu. O. Yushchenko, T. I. Kazakova, O. A. Pivovarenko, V. G. Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title | Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title_alt | Antioxidant properties of some flavonol derivatives Антиоксидантные свойства некоторых производных флавонола |
| title_full | Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title_fullStr | Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title_full_unstemmed | Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title_short | Antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| title_sort | antioxidant properties of some flavonol derivatives |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/307 |
| work_keys_str_mv | AT lagutaiv antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT stavinskayaon antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT kaydalovayuo antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT yushchenkoti antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT kazakovaoa antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT pivovarenkovg antioxidantpropertiesofsomeflavonolderivatives AT lagutaiv antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola AT stavinskayaon antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola AT kaydalovayuo antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola AT yushchenkoti antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola AT kazakovaoa antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola AT pivovarenkovg antioksidantnyesvojstvanekotoryhproizvodnyhflavonola |