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

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].

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: 20.01.23 10:52

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