CC BY
23
В аналогичных условиях был исследован процесс получения тетрабу-тиламмоний гидроокиси исходя из тетрабутиламмоний иодида. Полученные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2. Зависимость степени конверсии тетрабутиламмоний иодида в тетрабути-ламмоний гидроксид от высоты столба ионообменной смолы амберлит ШЛ-96.
Высота столба анионита, мм 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Степень конверсии исходной соли в продукт, % (± 0,1 %) 4,6 13,3 26,7 37,4 45,5 60,2 74,9 86,7 92,5 99,9
По результатам проведенных экспериментов для процессов получения тетраметиламмоний гидроокиси и тетрабутиламмоний гидроокиси были выбраны условия позволяющие получить раствор продуктов не содержащий примесей соответствующих галогенид-ионов характерных исходным солям на уровне 0,1 %.
Библиографические ссылки
1. Моро У. Микролитография. Принципы, методы, материалы. Часть 1. М.:, «Мир». 1990. -606 с.
2. ПлатоноваМ.Н. Получение основания тетраметиламмония для полярографических целей на анионите //Журнал общей химии. 1957, т. 27, c. 264-266.
3. Способ электролитического получения алкоксидов и гидроксидов четвертичного аммония: Заявка 9001049 МПК7 С 25В 3/00. OCHOA GOMEZ, Jone Ramon, Tres Cantos. TARANCON ESTRADA. №91/15615; Заявл. 10.04 1991. Опубл. 17.10.1991. Исп.
4. Вольфсон А.И., Крохов В.В. Получение гидрата окиси тетраметиламмония из тетраметиламмония иодистого на анионите //Журнал прикладной химии. 1961,т. 34, с. 223.
5. Крешков А.П., Саюшкина Е.Н., Дроздов В.А. Получение раствора гидроокиси тетраметиламмония методом ионного обмена //Журнал прикладной химии. 1964, т. 37, с. 1894-1897.
Работа выполнена при поддержке Государственного контракта № № 16.513.11.3100 от 26 августа 2011 г.
УДК 544.353.3:544.142.4:544.777
А.П. Ластовой, Г.В. Авраменко, Е.А. Лукьянец
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научный центр «НИОПИК», Москва, Россия
АССОЦИАЦИЯ ТЕТРАМЕТИЛТРИБЕНЗОТЕТРААЗАХЛОРИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ НЕИОНОГЕННЫХ ПАВ
В работе рассматривается иммобилизация тетраметилтрибензотетраазахлорина (H2TBTAC) в коллоидных растворах неионогенных ПАВ. Исследуется влияние неионоген-ных ПАВ на ассоциацию H2TBTAC посредством УФ-ВИД спектроскопии. Изучается влия-
ние условий и времени хранения растворов на ассоциацию H2TBTAC. Был описан вероятный механизм ассоциации H2TBTAC в результате образования димеров и агрегатов более высокого уровня.
The immobilization of tetramethyltribenzotetraazachlorin (H2TBTAC) in colloidal solutions of nonionic surfactants are considered. The effect of nonionic surfactants on the association of H2TBTAC by UV-VIS spectroscopy is investigated. The effect of conditions and time of storage on the H2TBTAC association in solutions are studied. The result is a description of the mechanism of association due to the formation of dimers and higher level aggregates.
Тетраазахлорины являются синтетическими аналогами широко распространенных в природе хлоринов. В настоящий момент в литературе очень мало данных соединениях данного класса, ввиду этого изучение их физико-химических свойств представляет большой интерес. Тетраазахлорины имеют большой потенциал для применения в качестве сенсибилизаторов для фотодинамической терапии (ФДТ) онкологических заболеваний [1]. Фотофизические свойства растворов соединений ряда хлоринов сильно зависят от степени их ассоциации, что является критичным при использовании этих веществ в ФДТ, т.к. при этом гасится флуоресценция и исчезает способность инициировать образование синглетного кислорода, что является одним из механизмов ФДТ. Понимание факторов ассоциации хлоринов в растворах является важным для выбора соответствующих материалов, ее предотвращающих.
В данной работе рассматривается способ иммобилизации H2TBTAC (производства ФГУП «ГНЦ «НИОПИК» [1]) в растворах ряда неионогенных ПАВ с разным значением ГЛБ: Pluronic F-68 (Sigma) (ГЛБ 29), Lutrol F-127 (BASF) (ГЛБ 22), Cremophor EL (Fluka) (ГЛБ 12-14).
Около 2 мг (избыток) H2TBTAC растворяли в расплаве 0,4 г Pluronic F-68 при непрерывном перемешивании в течение 15 мин. Необходимость растворения H2TBTAC в расплаве ПАВ обусловлена чрезвычайно высокой гидрофобностью соединения. Добавляли 10 мл фосфатного физиологического буферного раствора (pH = 7,34), перемешивали до полного растворения Pluronic F-68. Полученный раствор фильтровали через поликарбонатную мембрану с диаметром пор 0,22 мкм. Аналогичная процедура применялась и для получения растворов остальных ПАВ с той лишь разницей, что для иммобилизации в Cremophor EL брали 1 г данного ПАВ. Количество иммобилизованного H2TBTAC определяли измерением оптической плотности хло-роформенного экстракта H2TBTAC при длине волны 747 нм с последующим определением содержания H2TBTAC в мг/мл по калибровочному графику. Перед экстракцией в раствор добавляли некоторое количество ДМСО для высвобождения иммобилизованного H2TBTAC вследствие потери устойчивости раствором неионогенного ПАВ.
На рис. 1А приведен спектр поглощения высокодисперсной суспензии ассоциатов H2TBTAC, стабилизированной Pluronic F-68 (PlF68). Являясь высокополярным гибкоцепным полимером, PlF68 (ГЛБ 29) обладает высоким сродством к воде, образуя в ней сильно гидратированные молекулярные клубки. Макромолекулы неионогенного ПАВ располагаются таким образом, что метильные группы пропиленоксидных блоков обращены внутрь молекулярного клубка, за счет этого и происходит иммобилизация H2TBTAC.
--,-1-1-|-1-1-1-1-1-1-1-1
300 400 500 600 700 800 900
Длина волны, нм
Рисунок 1. А: ЭСП Н2ТБТЛС, иммобилизованного в коллоидном растворе 4% Р1Б68 0,021 мг/мл (/=1 см). Б: уменьшение интенсивности поглощения Н2ТБТЛС в 4% Р1Б68 на 740 нм при хранении (1 - в темноте, 2 - на свету).
В то же время внутренняя полость молекулярного клубка остается достаточно проницаемой для растворителя, и вода легко проникает внутрь него, инициируя процессы самоассоциации тетраазахлорина.
При иммобилизации Н2ТВТАС в неионогенном ПАВ Ьи1хо1 Б 127 (ЬиП27), обладающем большей гидрофобностью по сравнению с Р1Б68 за счет большего содержания полипорпиленоксидных блоков, Н2ТВТАС находится в частично мономерной форме, что подтверждается присутствием четкого главного максимума ^-полосы при 746 нм.
2.0 1 2.D, ь
--,-,-,-!-,-1-.-1-.-1-.-1
300 400 500 600 700 600 900
Длина волны.нм
Рисунок 2. А: ЭСП Н2ТБТЛС, иммобилизованного в коллоидном растворе 4% ЬиИ27 0,014 мг/мл (/=1 см). Б: уменьшение интенсивности поглощения Н2ТБТЛС в 4% ЬиИ27 на 746 нм при хранении (1. - в темноте, 2. - на свету).
Расположение макромолекулы LuF127 в водном растворе аналогично расположению Pluronic F-68, при этом, за счет наличия большего количества пропиленоксидных блоков, полимер обладает меньшим сродством к воде (ГЛБ 22), в связи с чем вода медленнее проникает внутрь молекулярного клубка LuF127, т.о. ассоциация тетраазахлорина происходит не так быстро, как в PlF68. Данная гипотеза подтверждается изменением спектров поглощения H2TBTAC, иммобилизованного в LuF127 (рис. 2А). Динамика ассоциации тетраазахлорина в коллоидных растворах PlF68 и LuF127 (рис. 1Б, 2Б) позволяет утверждать, что со временем количество образовавшихся в системе ассоциатов становится постоянным. В то же время данные флуори-метрии показали слабую флуоресценцию, что говорит о наличии в системе незначительного количества мономерной формы H2TBTAC. Было отмечено, что при хранении растворов H2TBTAC в PlF68 и LuF127 на свету, интенсивность поглощения главного максимума ^-полосы несколько ниже. При наличии мономерной формы под воздействием рассеянного солнечного света в растворах хлоринов начинают протекать фотохимические реакции, в результате чего молекулы фталоцианиновых мономеров могут разрушаться, что и привело в нашем случае к несколько большему падению интенсивности поглощения раствора тетраазахлорина, хранившегося на свету, по сравнению с раствором, хранившимся в темноте.
На рис. ЗА приведен спектр поглощения H2TBTAC, иммобилизованного в коллоидном растворе Cremophor EL (СгЕЦ), причем в данном ПАВ H2TBTAC находится, по большей части, в мономерной форме, что было подтверждено как при помощи ЭСП, так и по спектрам флуоресценции. Наличие в молекуле Сгетор^г EL большой гидрофобной части (ГЛБ 12-14) препятствует проникновению воды внутрь молекулярного клубка, в связи с чем Н2ТВТАС практически полностью находится в мономерной форме. Тем не менее, со временем растворитель проникает внутрь молекулярного клубка и вызывает частичную агрегацию азахлорина, о чем говорит динамика уменьшения поглощения главного максимума ^-полосы при хранении раствора (рис. 10Б).
Г-1-1-■-Г-'-1-1-1-1-Г-1-1
300 400 500 600 ТОО 800 900
Длина волны, нм
Рисунок 3. А: ЭСП Н2ТБТЛС, иммобилизованного в коллоидном растворе 10% СгЕЬ 0,053 мг/мл (/=0,1 см). Б: уменьшение интенсивности поглощения Н2ТБТЛС в 10% СгЕЬ на 749 нм при хранении (1 - в темноте, 2 - на свету).
В СгБЬ процесс агрегации протекает достаточно медленно по сравнению с ЬиБ127, что связано с большой липофильностью данного ПАВ. При хранении раствора на свету было заметно его явное выгорание, спустя две недели оптическая плотность уменьшилась более, чем в два раза. Данный факт еще раз подтверждает наличие в растворе большого количества фотоактивных мономеров. Оптическая плотность раствора Н2ТВТАС в СгБЬ, хранившегося в защищенном от света месте упала не так значительно и была вызвана растворитель-индуцируемой ассоциацией азахлорина.
Не вызывает сомнения факт того, что в коллоидных растворах ПАВ Н2ТВТАС присутствует в виде смеси мономер-димер. Добавление таких ПАВ, как СгБЬ способствует разрушению ассоциатов Н2ТВТАС, но не разрушает димеры. Р1Б68, в свою очередь, не способен полностью разрушить ассоциаты высокого уровня даже до димеров, но в тоже время предотвращает их дальнейшее укрупнение и агрегацию. Такое поведение тетраазахлори-на было продемонстрировано при растворении Н2ТВТАС в бинарных растворах С2Н50Н+Н20 при добавлении СгЕЬ и Р1Б68 (рис. 4).
Длима волны, им
Рисунок 4. А: ЭСП Н2ТВТАС в С2Н5ОН (1) и при добавлении CrEL (2) и P1F68 (3); ЭСП H2TBTAC в бинарном растворителе C2H50H+H20 (1:1) (1) и при добавлении CrEL (2) и P1F68 (3).
Димеры формируются за счет образования координационных связей между внутренним протоном одной молекулы азахлорина и мезо-атомом азота другой. Агрегаты более высокого уровня образуются за счет сольватации растворителем, в частности, водой, которая координирует молекулы димеров и, вероятно, мономеров азахлорина с образованием надмолекулярных структур.
Библиографические ссылки
1. Патент 2278119 РФ, МПК C07D487/22, C07F3/06, А61К31/40. Тетрааза-хлорины как фотосенсебилизаторы для фотодинамической терапии / Бар-канова C.B., Быстрицкий Г.И., Ворожцов Г.Н. и др.; ФГУП «ГНЦ «НПО-ПИК». - № 2004135497/04; заявл. 06.12.2004; опубл. 20.06.2006.
