CC BY
31
Б. П. Струнин, В. А. Антипов, Л. Ф. Саттарова
Т. Б. Пахомова, Ю. Е. Сапожников, П. А. Гуревич
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРЕПАРАТА «ПОЛИЗОН»
Ключевые слова: стимулятор продуктивности, метионин, спектроскопия ЯМР.
Описаны реакции взаимодействия производных метионина с фенили-зотиоцианатом. Представлены спектральные характеристики образующихся продуктов.
Keywords: efficiency stimulator, Spectroscopy of the Nuclear magnetic resonance.
Influense the reaction between derivatives of methionine with fenilizotiotsi-anatom. The present of the spectral characteristics of the products.
В направлении поиска высокоэффективных и безвредных стимуляторов продуктивности животных и птиц ведутся работы по созданию средств, предназначенных для увеличения генетического потенциала, связанного с высокой энергией роста.
На кафедре органической химии КГТУ совместно с ООО «Поливит» проводятся работы по поиску средств защиты животных [1].
Один из рекомендованных к применению в ветеринарии препаратов - «Полизон» (Рег№ Р056-2-2.2-2296) - фосфорнокислая соль 2-амино-4-(метилтио)-бутановой кислоты (производное незаменимой аминокислоты метионина).
С целью разработки надежных методов аналитического контроля технологического процесса производства производных метионина, а также определения их содержания в кормах и крови животных, нами изучены возможные взаимодействия этих химических реагентов со вспомогательными хромофорными компонентами [2].
Все измерения выполнены на ЯМР - спектрометре СХР - 100 фирмы «Брукер», Германия. Спектры регистрировались на частоте 22,628 МГц для 13С. Регистрация спектров проводилась, как в условиях спин-спинового взаимодействия, так и при полной развязке от протонов.
2-амино-4-(метилтио)-бутановая кислота (метионин) реагирует в водно-щелочной среде с фенилизотиоцианатом (ФИТЦ), образуя 4-(метилтио)-2{[(фениламино)-
карбонотио-ил]-амино}-бутановую кислоту. Нагревание последней в солянокислой среде сопровождается циклизацией с образованием тетрагидро-5-[2-(метилтио)-этил]-3-фенил-2-тионо-4Н-имидазол-4-она [3]. Оба указанные соединения обладают хромофорными свойствами. Это позволяет использовать перечисленные реакции в аналитической химии для количественного анализа производных метионина с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
Однако в случаях, когда аминокислота дополнительно содержит какие-либо активные группы, выше приведённые реакции могут сопровождаться побочными процессами, затрагивающими эти группы. С целью моделирования возможных вариантов взаимодействий синтезирован ряд производных аминокислоты общей формулы
сн3
-X*
'СН2
-сн2
'С-
I
ЫН
о
II
Сч>0Н
2
где X = - 8 - (1)*, - 80 - (2), - 802 - (3), - 8(0^Н - (4)
Полученные соединения реагируют с ФИТЦ в водно-щелочной среде (КОН) с образованием калиевых солей соответствующих 4-(метил-Х)-2-{[(фениламино)-карбонотио-ил]-амино}-бутановых кислот, содержащих фрагмент фенилтиомочевины:
0НзХСН20Н2СНС00К + ^^-N=0 = 8 -рН^ 0НзХСН20Н2СНС00К
МН2 ^ Н^С- NH
Х = - 8 - (5), - 80 - (6), - 802 - (7), - 8(0^Н - (8).
Согласно данным ЯМР 13С-спектроскопии в водно-щелочной среде соли (5-8) находятся в таутомерном равновесии. Содержание таутомерных форм зависит от рН среды.
(5-8) СН3ХСН2СН2СНС00К СН3ХСН20Н2СНС00К
Н^0"^ нЬ0 - NH
9-12
где Х = -8 - (9), -80 - (10), -802 - (11), -8(0^Н - (12)
При нагревании в кислой среде при рН ~ 1 обе таутомерные кислотные формы переходят в соответствующие 2-анилино-4-тиазолины [4] и далее - в тетрагидро-5-[2-(метил-Х)-этил]-3-фенил-2-тионо-4Н-имидазол-4-оны - производные фенилтиогиданто-инов.
-НС^ СНзХСН2СН2СН — С^ —Н^ СНзХСН2СН2СН— со
(5-8) N Б НЫ N — С6Н5
^С' 65
І II
ЫН—С6Н5 Б
где Х = - Б - (13), - БО - (14), - БО2 - (15), - Б(0)ЫН - (16).
* В данной работе использовали коммерческий образец й,і-метионина с содержанием основного вещества не менее 99 %.
Соединения (13, 15) образуются с количественными выходами. При синтезе соединения (14) (в аналогичных условиях) в реакционной массе обнаружены структуры (13) и (15), возникающие, вероятно, вследствие диспропорционирования сульфоксидной группы.
В условиях реакции метилсульфонимино-группа в соединении (16) гидролизуется, приводя к преимущественному образованию сульфона (17):
О
сн£сн2сн2си—со
NH
+ H2O
НСІ
HN N — С6Н5
6 5
II
S
O
II
СН£СН2СН2СН— СО O
+ NH4Cl
Н^с^ - C6H5
с
S
16
17
Таблица 1 - Спектральные характеристики ЯМР 13С производных метионина общей формулы
5 4 3 2 1
СНз—X — СН2— си^— си—соок NH ^ = С— NH
(водный раствор, рН = 9)
Сое- дине- 8, м.д. / ^сн, Гц 8(РИ), м.д. /^сн, Гц
ние С5 С4 Сз С2 Сі 0(в) Сі Со Ст Ср
5 14.9 30.2 31.7 59.8 178.2 179.5 137.4 126.0 130.1 127.4
138.9 139.7 131.3 143.4 - - - 161.8 162.5 161.8
6 37.1 49.7 25.6 59.1 177.2 179.8 137.5 126.2 130.1 127.6
139.8 139.8 129.8 141.2 - - - 160.9 163.0 162.5
7 40.1 51.0 25.2 58.6 176.8 179.9 137.4 126.0 130.1 127.5
139.4 136.4 132.4 143.7 - - - 161.8 162.5 163.3
8 41.6 53.0 26.3 58.6 177.0 179.9 137.5 126.1 130.1 127.6
139.7 137.1 132.3 142.6 - - - 162.5 162.5 162.5
Таблица 2 - Спектральные характеристики ЯМР 13С растворов некоторых циклических производных метионина общей формулы
5 4 3 2 1
си3—х — си2— си2—си—с=о
имЧс/М-@
S
(растворитель - диметилсульфоксид)
Сое- дине- 8, м.д. / ^сн, Гц 8 (РИ), м.д. / ^сн, Гц
ние С5 С4 Сз С2 Сі 0(в) Сі Со Ст Ср
13 15.1 29.2 30.4 58.8 174.7 183.3 134.1 129.3 129.3 129.3
138.3 140.1 133.9 147.0 - - - 164.7 164.7 164.7
15 40.5 49.9 24.6 58.2 174.0 183.3 133.9 129.2 129.4 129.4
138.3 147.2 133.1 148.5 - - - 163.3 163.3 163.3
Таблица 3 - Спектральные характеристики ЯМР 13С производных метионина общей формулы
сиз—х — си2— си2— си—соок ми
Н8—с = М
(водный раствор, рН = 11 - 12)
Сое- дине- 8, м.д. / ^сн, Гц 8(РИ), м.д. / ^сн Гц
ние С5 С4 Сз С2 Сі 8-С=Ы Сі Со Ст Ср
9 15.1 30.4 33.0 58.1 180.7 170.7 152.9 124.9 129.4 122.9
139.0 139.7 130.9 141.1 - - - 159.5 159.4 161.1
10 37.3 49.9 26.2 57.5 179.5 171.0 151.8 124.7 129.4 123.1
139.7 136.8 131.6 140.4 - - - 159.8 160.3 161.0
11 40.711 51.6 26.1 57.0 179.5 170.2 153.6 124.7 129.5 122.8
39.4 136.9 129.4 140.5 - - - 159.5 158.8 161.1
12 41.7 53.4 26.7 57.0 178.9 171.3 151.4 124.8 129.4 123.4
139.6 138.0 132.1 141.0 - - - 159.6 159.0 161.1
Выводы
1. Методом ЯМР 13С-спектроскопии исследовано химическое поведение производных метионина, модифицированного фрагментами фенилтиоизоцианата.
2. Установление структуры полученных соединений в зависимости от рН среды позволяет разработать количественные методы определения производных метионина в кормах и крови животных.
Литература
1. Струнин, Б. П. Технология производства нового антибактериального средства политрил / Б.П. Струнин, Л.Ф. Саттарова, П.А. Гуревич // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2008. - № 4. -С.22-34.
2. Шапиро, С.А. Аналитическая химия / С.А.Шапиро, М.А.Шапиро. - М.: Высшая школа, - 1971. -С. 64.
3. Струнин, Б.П. Реакция 1-амино-3-метилтиопропанкарбоновой кислоты и ее производных с фе-нилизотиоцианатом [Текст] / Б.П.Струнин, Е.И. Масленников, Ф.И.Гусейнов, Ю.Е.Сапожников // Баш. хим. ж. - 2003. - Т.10. - № 3. - С.19-21.
4. Остерман, Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот / Л.А.Остерман. - М.: Наука, -1985. - 536 с.
© Б. П. Струнин - д-р техн. наук, проф. каф. оборудования пищевых производств КГТУ; В. А. Антипов - д-р биол. наук, проф., дир. Краснодарского научно - исследовательского ветеринарного института; Л. Ф. Саттарова - канд. хим. наук, науч. сотр. ГУП «Институт нефтехимпере-работки», г. Уфа; Т. Б. Пахомова - науч. сотр. ООО «Базис», г. Уфа; Ю. Е. Сапожников - канд. физ.-мат. наук, нач. отд. ООО «Поливит», г. Уфа; П. А. Гуревич - д-р хим. наук, проф. каф. органической химии КГТУ, petr_gurevich@mail.ru.
