Kyselina usnová

Kyselina usnová je jednou ze specifických lišejníkových látek, které vznikají při metabolismu a v jiných skupinách organismů se nevyskytují. Jméno pochází z lišejníku rodu Usnea .

Lišejníky jsou dobře známé pro svou rozmanitost sekundárních metabolitů , takzvaných lišejníkových látek. Snad nejznámějším sekundárním metabolitem lišejníků je kyselina usnová, která je produkována v rodech Cladonia , Usnea , Lecanora , Ramalina , Evernia , Parmelia , Alectoria a dalších rodech lišejníků. Kyselina usnová má antivirové, antibiotické, analgetické, antituberkulotické a insekticidní účinky.

Kyselinu usnovou produkuje lišejník mykobiont , což bylo poprvé ukázáno v práci a později byla kyselina usnová extrahována z izolovaných mykobiontů lišejníků rodu Ramalina . Kyselina usnová byla poprvé izolována v roce 1843 z lišejníků rodů Ramalina a Usnea , o rok později byla charakterizována jako samostatná látka a dostala své jméno. O devět desetiletí později byla stanovena jeho chemická struktura.

Kyselina usnová se vyrábí v lišejnících ve velkém množství, tvoří až 8 % suché hmotnosti thalli . V obsahu kyseliny usnové v lišejníkových stélkách dochází k velkým sezónním výkyvům: nejvyšší hladiny na konci jara a na začátku léta a obecně nízké na podzim a v zimě. Obsah kyseliny usnové koreluje s dobou začátku letního slunovratu, úrovněmi slunečního záření a teplotními podmínkami a závisí na místě, kde lišejník roste.

Kyselina usnová je žlutá krystalická látka, svou strukturou patří k derivátům dibenzofuranu a existuje ve formě dvou enantiomerních forem , které se liší konfigurací methylové skupiny na atomu C 9b . Pravotočivý enantiomer má R - konfiguraci úhlové methylové skupiny a jeho specifická rotace je +478 (s 0,2 CHCl3 , (deg•mL)•(g•dm) -1 ). Typickým producentem kyseliny (+)-usnové je Usnea longissima , zdrojem levotočivého enantiomeru kyseliny usnové je Cladonia stellaris (-458, c 0,2 CHCl 3 , (deg•ml)•(g•dm) -1 ).

Hydroxylové skupiny kyseliny usnové se podílejí na tvorbě silných mezimolekulárních vodíkových vazeb . Disociační konstanty hydroxylových skupin kyseliny usnové, stanovené spektrofotometrickou titrací , jsou: pKai 4,4 (C3- OH ), pKa2 8,8 ( C7 - OH), pKa3 10,7 ( C9 - OH). Kyselost prostředí a poměr neutrální a aniontové formy kyseliny usnové podle vědců hrají v životě lišejníku důležitou roli.

Hydroxylové skupiny této molekuly tvoří silné intramolekulární vodíkové vazby a jsou také schopny tvořit mezimolekulární vodíkové vazby, což může přispět k rychlému přenosu přebytečné energie přijímané lišejníky ze Slunce do okolí ve formě tepla.

Přítomnost resorcinolového kruhu a systém konjugovaných karbonylových skupin přispívají k tomu, že molekula kyseliny usnové absorbuje široce v blízkém UV (320-400 nm), středním UV (280-320 nm) a vzdáleném UV (pod 280 nm). nm) rozsahy. Je třeba poznamenat, že tento metabolit působí jako účinný opalovací krém na lišejníky. To umožňuje lišejníkům například za podmínky dlouhého vystavení slunci v horkých pouštích snížit škodlivé účinky slunečního záření.

Hlavní metodou získávání kyseliny usnové je od prvních studií v 19. století až po současnost extrakce lišejníků organickými rozpouštědly a následné vysrážení z extraktu nebo jeho rekrystalizace. Kyselina usnová je vysoce rozpustná v benzenu , chloroformu , amylalkoholu , ledové kyselině octové, těžce rozpustná v ethanolu , petroletheru , diethyletheru a nerozpustná ve vodě . [jeden]

Poznámky

1. ↑ Sokolov, D.N.; Lužina, OA; Salakhutdinov, NF Kyselina usnová: příprava, struktura, vlastnosti a chemické přeměny. — Ruské chemické přehledy. - 2012. - 81. - 747-768.