Гидроксикоричная кислота


Синонимы

Гидроксикоричная кислота, Гидроксикоричные кислоты, оксикоричные кислоты, гидроксициннаматы

По английски

Hydroxycoric acid

Группа на сайте

Регулятор роста растений, Действующие вещества регуляторов роста растений

Химический класс

Фенольные соединения

Препаративная форма

0,005%, 0,01% Раствор


Способ проникновения

Регулятор роста растений, системный пестицид

Действие на организмы

Регулятор роста растений

Цель и область применения

Регулятор роста растений

Способы применения

Обработка семенного материала (протравливание семян), опрыскивание в период вегетации


Гидроксикоричная кислота – действующее вещество пестицидов (регуляторов роста растений), рекомендованных к использованию на декоративных и сельскохозяйственных культурах с целью улучшения их физиологического состояния, повышения устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды[2].

Химические и физические характеристики

Общая характеристика гидроксикоричных кислот

Гидроксикоричная кислота – смесь фенольных соединений[3]. В частности, в составе препарата Циркон, Р – это цикориевая, хлорогеновая и кофейная кислоты[8].

Эти и другие гидроксикоричные кислоты являются веществами ароматической природы и содержат одну или несколько гидроксильных групп у ароматического кольца. Это самые распространенные вторичные метаболиты растений[3].

Гидроксикоричные кислоты (оксикоричные кислоты) – это фенилпропаноиды (С6 – С3). Данная группа веществ включает спирты оксикоричных кислот, фенилпропены, изокумарины, кумарины, лигнаны и хромоны[3].

Гидроксикоричные кислоты в реакции с органическими кислотами алифатического ряда способны образовывать сложные эфиры. Например, кофейная кислота с яблочной и винной кислотами. Кофейная кислота образует димеры с ациклическими кислотами – шикимовой и хинной. Гидроксикоричные кислоты образуют эфиры при взаимодействии с сахарами[3].

Гидроксикоричные кислоты характеризуются антиоксидантными свойствами. Такие свойства фенольных соединений связывают с торможением свободно-радикальных процессов окисления за счет присутствия гидроксильных групп, присоединенных непосредственно к ароматическому ядру. Отмечается, что антиоксидантные свойства гидроксикоричных кислот, содержащих три гидроксильные группы, присоединенные к ароматическому ядру, остаются пока малоизученными[6].

Гидроксикоричные кислоты в растительных организмах широко распространены, но обычно находятся в связанном состоянии. Исключением является кофейная кислота[7]. Данные кислоты содержаться в радиоле розовой, иве корзиночной, элеутерококке, эхинацеи пурпурной, мелисе лекарственной, лимоннике китайском[4].

Кроме цикориевой, хлорогеновой и кофейной кислот наиболее распространены:

  • феруловая кислота – преобладает в соединении с арабиноксилами стенок растительных клеток в зерновых культурах (ячмень, овес, пшеница, кукуруза), особенно богаты феруловой кислотой отруби злаков (кукурузные – до 31 г/кг сырой массы; пшеничные и ржаные – до 4,6 г/кг сырой массы)[19][18][9].
  • синаповая кислота – содержится в ягодах клубники (450 мкг/г сырой массы), в семенах рапса (590 мкг/г сырой массы), в злаковых (рожь, овес, канадская пшеница – 17–56 мкг/г сырой массы), в белокочанной капусте, репе, листовая горчице, редисе (5–10 мкг/г сырой массы)[15][21].
  • розмариновая кислота – это сложный эфир кофейной и 3,4-дигидрокси-фенилмолочной кислот, встречается у видов семейств Яснотковые и Бурачниковыев концентрации 40.6–253.5 мг/100 г сырой массы[7].

Кофейная кислота

Кофейная кислота, номер CAS: 331-39-5; 501-16-6 – (3,4 дигидроксикоричная кислота, транс-кофейная кислота, цис-кофейная кислота, caffeic acid) – желтые призматические кристаллы. Умеренно растворима в холодной воде. Хорошо растворима в горячей воде и холодном этаноле[14]. Кофейная кислота и ее производные в растворах представлены в цис- и трансизомерах. В обычных условиях преобладают транс-формы, а под действием ультрафиолетовых лучей равновесие сдвигается в сторону цис-форм. Последняя обладает ростостимулирующей активностью[16][13]. В схеме биогенеза кофейная кислота является предшественником всех прочих гидроксикоричных кислот[20].

Физические и химические свойства кофейной кислоты

  • молекулярная формула – C9H8O4;
  • молекулярный вес – 180,2;
  • плотность – 1,5±0,1 г / см3;
  • температура кипения – 416,8 ±35,0ºC при 760 мм рт.ст.;
  • температура плавления – 211–213ºC;
  • температура вспышки – 220,0±22,4ºC[22].

Кофейная кислота (свободная и коньюгированная) или ее производные содержаться в различных тканях и органах более чем 40 видов пищевых растений (фруктов, ягод, овощей). Более 1000 мг/кг сырой массы содержится в растениях: тимьян, базилик, анис, тмина, розмарин, эстрагон, майоран, шалфей[12].

Меньшее количество кофейной кислоты содержат цитрусовые, бобовые, крестоцветные. В томатах, в зависимости от зрелости содержится 13–97 мг/кг кофейной кислоты (по сырой массе). В клубнях картофеля, в состоянии покоя, в кожуре – 202 мг/кг, в мякоти – до 16 мг/кг (по сырой массе). Содержание кофейной кислоты снижается по мере выхода клубней из состояния покоя[12].

Хлорогеновая кислота

Хлорогеновая кислота, номер CAS327-97-9 (гидрат хлорогеновой кислоты, 5-кофеилхиновая кислота, 3-mono-O-caffeoylquinic acid, Hlorogenic acid) – основное фенольное соединение чая и кофе. Она обладает антиоксидантной активностью, выступает как атибактериальное, противовирусное, противовоспалительное, жаропонижающее, гепатопротекторное, кардиопротекторное, антигипертензивное средство. Способствует нормализации обмена веществ[22].

Физические и химические свойства хлорогеновой кислоты

  • молекулярная формула – C16H18O9;
  • молекулярный вес – 354,3;
  • плотность – 1,7 ±0,1 г/см3;
  • температура кипения – 665,0 ± 55,0 ºC при 760 мм рт.ст.;
  • температура плавления – 210ºC;
  • температура вспышки – 245,5 ± 25,0ºC[22].

Хлорогеновая кислота широко распространена в растительном мире. Более всего ее содержится в зеленых зернах кофе, листьях стевии и черники (около 100 мг/кг сухой массы) В растениях абрикос, вишня, слива и персик – 50–500 мкг/кг сырой массы[10][12].

Цикориевая кислота

Цикориевая кислота, номер CAS 6537-80-0 (цихориновая кислота, цикориновая кислота, Cichoric acid) – обладает антиоксидантным действием[22].

Физические и химические свойства цикориевой кислоты

  • молекулярная формула – C22H18O12;
  • молекулярный вес – 474,4;
  • плотность – 1,6±0,1 г/см3;
  • температура кипения – 785,0 ±60,0ºC при 760 мм рт.ст.;
  • температура вспышки – 272,9±26,4ºC[22].

Цикориевая кислота в большом количестве содержится в листьях цикория и одуванчика[11]. Кроме того, данная кислота является доминирующим компонентом комплекса фенилпропадоидов Эхинацеи пурпурной и обуславливает ее иммуномодулирующую, противовирусную, противовоспалительную активность[17].

Действие на растения

Гидроксикоричные кислоты положительно влияют на различные аспекты физиологических процессов в растениях, как при индивидуальном, так и при комплексном воздействии[5].

Опытным путем установлено, что обработка различных видов растений препаратом Циркон, действующим веществом которого является смесь кофейной, хлорогеновой и цикориевой кислот:

  • повышает уровень каротиноидов и суммарного содержания хлорофилла в растениях гречихи, пшеницы, плодоносящей вишни;
  • увеличивают поступление минеральных солей из почвы, обеспечивая экономию удобрений на 20–30%.
  • повышается энергия прорастания семян и увеличение лабораторной всхожести у яровой пшеницы, кукурузы, гороха, томата, огурцах гречихи;
  • увеличивается годичный прирост растений, площадь листовой поверхности, объем кроны вишни сорта Апухтинская;
  • повышается площадь листьев в расчете на растение риса;
  • увеличивает высоту растений и число листьев моркови;
  • увеличивает число боговых побегов у растений огурца;
  • стимулирует рост корневой системы яровой пшеницы, гречихи, валерьяны лекарственной;
  • улучшает укоренение черенков лимонника китайского, яблони, груши, смородины, вишни, крыжовника, миндаля трехлопастного махрового, сакуры японской[5].

Применение

Гидроксикоричная кислота (гидроксикоричные кислоты) нашли широкое применение в различных сферах химической промышленности: косметической, медицинской, хозяйственной[4].

В сфере защиты растений гидроксикоричная кислота используется как действующее вещество регуляторов роста растений стимулирующее прорастание, корнеобразование и другие физиологические процессы растений[2].

На территории России разрешены к применению препараты Домоцвет, Р и Циркон, Р, содержащие комплекс гидроксикоричных кислот[2].

Токсикологические свойства и характеристики

Гидроксикоричная кислота (гидроксикоричные кислоты) не оказывают отрицательного влияния на растения, людей и животных. Препараты, с данным действующим веществом, в рекомендуемых нормах расхода, не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду[2].

Класс опасности:

  • для человека – 3В;
  • для пчел – 3[2].
Гидроксикоричная кислота - Шикиматный путь биосинтеза
Шикиматный путь биосинтеза


Получение

Природным источником гидроксикоричных кислот могут служить различные растения. Однако увеличение спроса на данные вещества заставляют искать пути их биосинтеза. В настоящее время биосинтез фенилпропаноидов изучен достаточно полно[3].

Ключевой предшественник основной части фенольных соединений – шикимовая кислота. Шикиматный путь состоит из нескольких этапов. Начинается он с конденсации фосфоенолпирувата (ФЕП) и эритрозо-4-фосфата. Проходя через ряд промежуточных стадий, он приводит к синтезу ароматических аминокислот L-фенилаланина, L-тирозина и L-триптофана[20].

Дальнейший биогенез фенилпропаноидов происходит следующим образом:

  1. Ключевой фермент фенольного метаболизма L-фенилаланинаммиак-лиаза (ФАЛ) провоцирует дезаминирование L-фенилаланина и образование транс– коричной кислоты – простейшего представителя фенилпропаноидов. Иногда, в меньших масшабах, наблюдается дезаминирование L-тирозина и образование n-оксикоричная (n-кумаровой) кислоты.
  2. Транс-коричная кислота подвергается гидроксилированию при участии 4-гидроксилазы и происходит образование n-кумаровой кислоты.
  3. n-кумаровая кислота, после орто-гидроксилирования образует кофейную кислоту.
  4. Кофейная кислота способна последовательно образовать остальные гидроксикоричные кислоты – феруловую (3-метокси-4-гидроксикоричная) и синаповую (3,5-диметокси-4-гидроксикоричная)[20].

На этом этапе формирование основных представителей класса фенилпропаноидов завершается. Отмечается, что n-кумаровая, кофейная, феруловая и синаповая кислоты – это биогенетические предшественники большинства других фенольных соединений (кумаринов, меланинов, лигнина и флавоноидов)[20].

 

Оставьте свой отзыв:

Отзывы:

Комментарии для сайта Cackle

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 30.08.24 17:38

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Бахтенко Е.Ю. Многообразие вторичных метаболитов высших растений / Е.Ю. Бахтенко, П.Б. Курапов. – Вологда, 2008. – 264 с.

2.

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2022 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)

3.

Запрометов М.Н. Фенольные соединения: Распространение, метаболизм и функции в растениях / М.Н. Запрометов. – М.: Наука, 1993. – 272 с.

4.

Куркин В.А. Фенольные соединения как источник импортозамещающих лекарственных растительных препаратов / В.А. Куркин // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты. – М.: ИФР РАН, 2012. – С. 561–567.

5.

Макеева И.Ю. Физиолого-биохимические ответы Solanum tuberosum на действие кофейной кислоты, Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, ОГУ им И.С. Тургенева – Орел, 2017 – 122 с

6.

Меньщикова, Е.Б. Окислительный стресс: Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меньщикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. – М.: «Слово», 2006. – С. 238.

7.

Палий А.Е. Розмариновая кислота и ее сырьевые источники в Крыму / А.Е. Палий, Ф.М. Меликов, О.А. Гребенникова, В.Д. Работягов // Фармация и фармакология. – 2015. – №2(9). – С. 7–12.

8.

Патент №2257059, Российская Федерация, МПК A01N 39/00. Рострегулирующий комплекс, способ его получения, препарат на его основе и применение в сельскохозяйственной практике / Н.Н. Малеванная; заявитель и патентообладатель ННПП "НЭСТ М". Опубл. 27.07.2005.

9.

Тутельян, В.А. Биологически активные вещества растительного происхождения. Фенольные кислоты: распространенность, пищевые источники, биодоступность / В.А. Тутельян, Н.В. Лашнева // Вопросы питания. – 2008. – Т. 77, №1. – С. 4–19.

10.

Храмов, В.А. Хлорогеновая кислота в листьях и лиофилизированных экстрактах стевии / В.А. Храмов, Н.В. Дмитренко // Хим.-фарм. журн. – 2000. – № 11.– С. 34–35.

11.

Чхиквишвили, И.Д. Цикориевая и хлорогеновая кислоты в некоторых растениях, произрастающих в Грузии / И.Д. Чхиквишвили, Г.И. Харебава // Прикладная биохимия и микробиология. – 2001. – Т. 37, №2. – С. 214–217.

12.

Ames, R.N. Dietary carcinogens and mutagens from plants / R.N.Ames, M. Profet, L.S. Gold // Mutagens in Food: Detection and Prevention. – FL.: CRe Press, 1991. – Р. 29–50.

13.

Borges, M.E.M. Isocratic high performance liquid chromatography separation of esculetin and cis/trans isomers of caffeic acid / M.E.M. Borges, M.M.M. Pinto // J. liq. Chromatogr. – 1989. – № 14. – Р. 2345–2354.

14.

Budavari S. The Merck Index – Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals., llth ed / S. Budavari. – Rahway, NJ.: Merck & Co, 1989 – Р. 248.

15.

Cartea, M.E. Phenolic compounds in Brassica vegetables / M.E. Cartea, M. Francisco, P. Soengas, P. Velasco Phenolic compounds in Brassica vegetables // Molecules. – 2011. – №16. – Р.251–280.

16.

Janssen, Chimica. Catalog Handbook of Fine Chemicals / Chimica Janssen. – Beerse, 1991. – P. 449.

17.

Lee J., Scagel C.F. Chicoric acid: chem-istry, distribution, and production. Frontiers in Chemistry. 2013, vol. 1, pp. 1–17.

18.

Mathew, S. Ferulic acid: an antioxidant found naturally in plant cell walls and feruloyl esterases involved in its release and their applications / S.Mathew, Т.Е. Abraham // Crit. Rev. Biotechnol. – 2004. – Vol. 24, № 2-3. – P. 59–83.

19.

Matilla P. Contents of phenolic acids, alkyl and alkylresorcinol and avenanthramides in commercial grain products / P. Matilla, J. Pihlava, M. Hellstrom // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2005. – V. 53, №21. – P. 8290–8295.

20.

Molgaard, P. Evolutionary aspects of caffeoyl ester distribution in dicotyledons / P.Molgaard, H. Ravn // Phytochemisry. – 1988. – V. 27, N 8. – P.2411–2421.

21.

Nićiforović, N. Sinapic Acid and Its Derivatives: Natural Sources and Bioactivity / N. Nićiforović, H. Abramovič // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2014. – Vol.13, 1. – Р. 34–51.

Источники из сети интернет:
22.

ChemSrc.com

Свернуть Список всех источников