Создание новых подходов в переработке биомассы березы для выделения ценных биологически активные вещества и их химическая модификация с получением новых востребованных соединений

Отчет 27с., 12 рис., 6 табл., 28 источников. Ключевые слова: растительное сырье, отходы, кора, береза, бетулин, ксилан, сульфат ксилана, проантоцианидины, синтез, свойства, биологически активные вещества Объектом исследования являлись: ксилан древесины березы, бетулин древесины березы, проантоцианидины коры березы и ценные продукты, полученные на их основе: сульфаты ксилана, 3-О и 28-О замещенные сложные эфиры бетулина, комплекс олигомерных проантоцианидинов. Целью выполненных работ являлось создание стратегии высокотехнологичной переработки отходов коры и древесины березы с получением широкого ассортимента ценных биологически активных продуктов: тритерпеноида бетулина, бетулиновой и бетулоновой кислот и различных их производных, широкой группы полифенольных соединений, включая биологически активные проантоцианидины, ксилан и его производные. В качестве альтернативного, дешевого и доступного сырья для получения комплекса олигомерных проантоцианидинов предложено использовать кору березы повислой (BETULA PENDULA ROTH). Был сопоставлен выход проантоцианидинов, выделенных из исходного и обессмоленного луба коры березы водой, 15% водно-этанольным раствором и этилацетатом в аппарате Сокслета. Показано, что предварительная обработка луба коры березы гексаном не оказывает существенного влияния на выход проантоцианидинов при ее экстракции водой и 15% водно-этанольным раствором, их выход соответственно составляет 1.44±0.01 и 1.57±0.02%. Впервые предложено осуществлять синтез сульфатов ксилана без использования токсичных растворителей, применяя в качестве сульфатирующего агента расплав "сульфаминовая кислота - мочевина". Данный метод позволяет проводить синтез сульфата ксилана за короткое время - 0,5 ч и исключить загрязнение полученного продукта токсичными растворителями, такими как диметилсульфоксид, пиридин и др. Состав и структура исходного и сульфатированного ксилана подтверждены методами ИК- Фурье, ЯМР, ГХ и элементного анализа. В ходе реализации проекта разработан новый способ синтеза 3-ацетата-28-фталата бетулина, и 3-ацетат-28-циннамата бетулина, 3-ацетата-28-сукцината бетулина, а также 3-ацетата-28-бензоата бетулина и 3-ацетата-28-п-бромбензоата бетулина, основанный на взаимодействии 3-ацетата бетулина с расплавами фталевой, коричной и янтарной кислот, а также расплавами бензойной и п-бромбензойной ксилот, при температуре 185 – 195°С в течение 4-6 минут. В развитие работ, данный метод был использован для получения 3-ацетата-28-малеата бетулина и 3-ацетат-28-левулината бетулина. Проведена этерификация 3-ацетата бетулина расплавами малеиновой кислоты и левулиновой кислоты при температуре 185-200°С в течение 5-7 минут. Строение полученных эфиров бетулина установлено с помощью ИК и ЯМР спектроскопии, а состав элементным анализом. Впервые проведена этерификация 3-O-пропионата бетулина расплавами бензойной, фталевой, коричной и янтарной кислот при 185–190 °C с получением 3-O-пропионата 28-O-бензоата бетулина, 3-O-пропионата 28-O-фталата бетулина, 3-O-пропионата 28-O-циннамата бетулина и 3-O-пропионата 28-O-сукцината бетулина с выходами 76%, 81%, 81%, 86 %, соответственно. Строение полученных сложных эфиров установлено ИК и ЯМР спектроскопией, состав – элементным анализом.