Гидроксикоричные кислоты

## Гидроксикоричная кислота: описание и свойства Гидроксикоричная кислота – это действующее вещество пестицидов, относящихся к регуляторам роста растений. Ее применяют для улучшения физиологического состояния декоративных и сельскохозяйственных культур, а также повышения их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. ## Химические и физические характеристики ### Общая характеристика гидроксикоричных кислот Гидроксикоричные кислоты представляют собой смесь фенольных соединений. Например, в состав препарата Циркон, Р входят цикориевая, хлорогеновая и кофейная кислоты. Эти и другие гидроксикоричные кислоты относятся к веществам ароматической природы и содержат одну или несколько гидроксильных групп у ароматического кольца. Они являются самыми распространенными вторичными метаболитами растений. С химической точки зрения, гидроксикоричные кислоты (оксикоричные кислоты) – это фенилпропаноиды (C₆ – C₃). Данная группа веществ включает спирты оксикоричных кислот, фенилпропены, изокумарины, кумарины, лигнаны и хромоны. В реакциях с органическими кислотами алифатического ряда гидроксикоричные кислоты способны образовывать сложные эфиры. К примеру, кофейная кислота взаимодействует с яблочной и винной кислотами. Кроме того, кофейная кислота образует димеры с ациклическими кислотами – шикимовой и хинной. Также гидроксикоричные кислоты образуют эфиры при взаимодействии с сахарами. Благодаря наличию гидроксильных групп, присоединенных непосредственно к ароматическому ядру, гидроксикоричные кислоты проявляют антиоксидантные свойства. Они тормозят свободно-радикальные процессы окисления. Однако антиоксидантные свойства гидроксикоричных кислот с тремя гидроксильными группами у ароматического ядра изучены пока недостаточно. Гидроксикоричные кислоты широко распространены в растительных организмах, но обычно находятся в связанном состоянии. Исключение составляет кофейная кислота. Данные кислоты содержатся в радиоле розовой, иве корзиночной, элеутерококке, эхинацеи пурпурной, мелисе лекарственной, лимоннике китайском.## Гидроксикоричная кислота и её действие на растения Гидроксикоричные кислоты – это группа фенольных соединений, широко распространенных в растительном мире. Они обладают ценными свойствами, такими как антиоксидантная, антибактериальная, противовирусная, противовоспалительная активность. Эти кислоты также проявляют гепатопротекторное, кардиопротекторное и антигипертензивное действие, способствуют нормализации обмена веществ. ### Хлорогеновая кислота Хлорогеновая кислота – одно из основных фенольных соединений, содержащихся в чае и кофе. 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 °C при 760 мм рт.ст. * Температура плавления – 210°C * Температура вспышки – 245,5 ± 25,0°C Хлорогеновая кислота встречается в различных растениях. Высокое содержание обнаружено в зеленых зернах кофе, листьях стевии и черники (около 100 мг/кг сухой массы). В абрикосах, вишне, сливе и персике – 50–500 мкг/кг сырой массы. ### Кофейная кислота (номера CAS: 331-39-5; 501-16-6) Это 3,4-дигидроксикоричная кислота (транс-кофейная кислота, цис-кофейная кислота). Она представляет собой желтые призматические кристаллы. Умеренно растворима в холодной воде, хорошо растворима в горячей воде и холодном этаноле. В растворах кофейная кислота и ее производные представлены в цис- и трансизомерах. В обычных условиях преобладают транс-формы. ### Цикориевая кислота Цикориевая кислота (цихориновая кислота) обладает антиоксидантным действием. Физические и химические свойства цикориевой кислоты: * Молекулярная формула – C₂₂H₁₈O₁₂ * Молекулярный вес – 474,4 * Плотность – 1,6±0,1 г/см³ * Температура кипения – 785,0 ±60,0°C при 760 мм рт.ст. * Температура вспышки – 272,9±26,4°C Цикориевая кислота в больших количествах содержится в листьях цикория и одуванчика. Она также является доминирующим компонентом комплекса фенилпропаноидов эхинацеи пурпурной, определяя её иммуномодулирующую, противовирусную и противовоспалительную активность. Помимо 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). Синаповая кислота:* содержится в ягодах клубники (450 мкг/г сырой массы), семенах рапса (590 мкг/г сырой массы), злаковых (рожь, овес, канадская пшеница – 17–56 мкг/г сырой массы), белокочанной капусте, репе, листовой горчице, редисе (5–10 мкг/г сырой массы). Розмариновая кислота:* это сложный эфир кофейной и 3,4-дигидрокси-фенилмолочной кислот, встречается у видов семейств Яснотковые и Бурачниковые в концентрациях 40.6–253.5 мг/100 г сырой массы. ## Действие на растения Гидроксикоричные кислоты оказывают положительное влияние на различные физиологические процессы в растениях, как при индивидуальном, так и при комплексном воздействии. Обработка растений препаратом, содержащим смесь кофейной, хлорогеновой и цикориевой кислот, приводит к: * Повышению уровня каротиноидов и суммарного содержания хлорофилла (гречиха, пшеница, вишня); * Увеличению поступления минеральных солей из почвы (экономия удобрений на 20–30%); * Повышению энергии прорастания семян и увеличению лабораторной всхожести (яровая пшеница, кукуруза, горох, томат, огурец, гречиха); * Увеличению годичного прироста, площади листовой поверхности, объёма кроны (вишня сорта Апухтинская); * Увеличению площади листьев в расчёте на растение (рис); * Увеличению высоты растений и числа листьев (морковь); * Увеличению числа боковых побегов (огурец); * Стимуляции роста корневой системы (яровая пшеница, гречиха, валериана лекарственная); * Улучшению укоренения черенков (лимонник китайский, яблоня, груша, смородина, вишня, крыжовник, миндаль трёхлопастный махровый, сакура японская). ## Применение Гидроксикоричная кислота нашла широкое применение в косметической, медицинской и хозяйственной промышленности. В сфере защиты растений гидроксикоричная кислота используется как действующее вещество регуляторов роста, стимулирующих прорастание, корнеобразование и другие физиологические процессы.## Получение гидроксикоричных кислот Гидроксикоричные кислоты в природе встречаются в различных растениях. Однако растущий спрос на эти вещества стимулирует поиск альтернативных способов их получения, в частности, с помощью биосинтеза. Биосинтез фенилпропаноидов, к которым относятся и гидроксикоричные кислоты, на сегодняшний день хорошо изучен. Процесс начинается с шикимовой кислоты – ключевого предшественника большинства фенольных соединений. Шикиматный путь включает несколько этапов, стартуя с конденсации фосфоенолпирувата (ФЕП) и эритрозо--фосфата. В результате серии реакций образуются ароматические аминокислоты: L-фенилаланин, L-тирозин и L-триптофан. Дальнейший биогенез фенилпропаноидов происходит по следующей схеме: Образование транс-коричной кислоты. L-фенилаланин под действием ключевого фермента фенольного метаболизма – L-фенилаланинаммиак-лиазы (ФАЛ) – подвергается дезаминированию, в результате чего образуется транс-коричная кислота – простейший представитель фенилпропаноидов. Иногда, но в меньших масштабах, происходит дезаминирование L-тирозина с образованием n-оксикоричной (n-кумаровой) кислоты*. Гидроксилирование транс-коричной кислоты. Под действием 4-гидроксилазы транс-коричная кислота гидроксилируется, образуя n-кумаровую кислоту*. Образование кофейной кислоты. В результате орто-гидроксилирования n-кумаровой кислоты образуется кофейная кислота*. Образование феруловой и синаповой кислот. Кофейная кислота служит основой для последовательного образования других гидроксикоричных кислот: феруловой (3-метокси-4-гидроксикоричной) и синаповой (3,5-диметокси-4-гидроксикоричной)*. Таким образом завершается формирование основных представителей класса фенилпропаноидов. Важно отметить, что n-кумаровая, кофейная, феруловая и синаповая кислоты – это биогенетические предшественники для большинства других фенольных соединений, таких как кумарины, меланины, лигнин и флавоноиды.