Межмолекулярные взаимодействия ацетилсалициловой кислоты с пектином Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 664.292

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ С ПЕКТИНОМ

© 2004 г. А.С. Берикетов, Р.А. Атова, Х.З.Ойтов

Intermolecular interactions talking place in the acetylsalicylie acid (ASA) dissolution process with biopolymer pectin in the water were confirmed by experimental methods: investigation of pectin complexformating abilities, dependence on ASA solubility the concentration, IR-spectroscopy.

Ухудшение экологической обстановки создает потенциальную опасность дефицита эссенциальных пищевых волокон. С водой, пищей и воздухом в наш организм поступают токсические вещества, радионуклиды, соли тяжелых металлов и различные канцерогены. Чтобы обезвредить и вывести эти токсины, организму требуется повышенное содержание энтеросорбентов [1]. Такими являются природные пектиновые вещества, которые способны сорбировать и прочно удерживать различные соединения. Это свойство пектина наряду с биоактивными возможностями обусловливает применение пектина в комбинации со многими лекарственными препаратами в качестве вспомогательного, гелеобразующего и стабилизирующего вещества. Известно [2, 3], что пектин продлевает срок действия лекарственных средств при добавлении к антибиотикам и усиливает их лечебный эффект. Это послужило основанием для применения пектина в качестве носителя для лекарственных форм с пролонгированным действием, содержащих различные средства для местной анестизии. противовоспалительные стероидные гормоны, антибиотики, сульфаниламиды, витамины, антигистаминные препараты.

Такой лекарственный препарат, как ацетилсалициловая кислота (АСК, аспирин), очень широко используется в медицинской практике. Однако ему присущи недостатки: аспирин обладает низкой биодоступностью, так как плохо растворим в воде, вызывает раздражение слизистой оболочки желудка. Нами разработан лечебно-профилактический препарат на основе высокоочищенного медицинского пектина и ацетилсалициловой кислоты, в котором полностью сохраняется жаропонижающий, обезболивающий и противовоспалительный эффект и устраняется ульцерогенное действие АСК.

Межмолекулярные взаимодействия, происходящие в процессе растворения аспирина с пектином в воде, были изучены путем исследования комплексообразующей способности (КС) пектина, зависимости растворимости АСК от концентрации, применением ИК- спектроскопии.

При различных соотношениях готовили растворы АСК и пектина в 0,01М растворе хлорводородной кислоты (условие, приближенное к среде желудка) при перемешивании в течение 45 мин. В соответствии с методикой [4, 5] определяли растворимость аспирина. Результаты исследования приведены в табл. 1.

Из табл.1 видно, что растворимость АСК с пекти-

Таблица 1

Зависимость растворимости АСК от концентрационного соотношения с пектином в 0,01 М растворе хлорводородной кислоты

Масса АСК в навеске, г Масса пектина в навеске, г Соотношение АСК: пектин Масса АСК в растворе, г

0,5 - - 0,26

0,5 0,25 2,1 0,30

0,5 0,5 1,1 0,28

0,5 1,0 1,2 0,27

0,5 2,5 1,5 0,12

0,5 0,5 1:10 0,06

ном максимальна при соотношении АСК : пектин 2:1, 1:1, 1:2.

Изучено изменение КС пектина в присутствии аспирина. Результаты исследований приведены в табл.2, из которой видно, что с увеличением содержания аспирина КС пектина уменьшается.

Таблица 2

Изучение комплексообразующих свойств пектина в зависимости от содержания аспирина

Масса АСК в навеске, г Масса пектина в навеске, г Соотноше- ние АСК:пектин Масса АСК в растворе, г

- 0,5 - 242,26

0,5 0,25 2,1 198,4

0,5 0,5 1,1 216,8

0,5 1,0 1,2 229,2

0,5 2,5 1,5 242,0

Исследования позволяют предположить, что поскольку при определенных соотношениях АСК: пектин происходит увеличение растворимости АСК и уменьшение КС пектина, то имеет место взаимодействие пектина и аспирина, природу которого мы изучали ИК- спектроскопически.

Представляло интерес сравнить ИК-спектры АСК-со спектрами пленок, полученных из раствора АСК с пектином в воде (рисунок).

ИК-спектры салицилатов имеют характерные полосы поглощения. Высокой интенсивностью характеризуются валентные колебания > С=0-групп. Смеще-

ние этой полосы позволяет получить информацию о межмолекулярном и внутримолекулярном взаимодействии. Так, у кислоты салициловой > С=0-группа расположена в области 1639 см-1, что свидетельствует об образовании водородной связи. У АСК в результате отсутствия фенольного гидроксила полоса > С=0-находится в области 1710 см-1. наличие двух карбонильных групп в молекуле АСК (кривая 1 рисунка) обнаруживается по двум полосам поглощения уар -С=0 - в области 1710 см-1 и > С=0 - ацетильного остатка в области 1763 см-1 [6, 7]. Смещение полосы > С=0 - в АСК при 1710 см-1 в область 1650 см-1 может быть объяснено образованием межмолекулярных водородных связей.

ИК-спектры: 1 - АСКБ, 2 - АСК с пектином

Таким образом, на основании изучения ИК-спектров можно предположить, что солюбилизация АСК обусловлена образованием водородных связей.

Обобщая результаты исследования взаимодействия АСК с биополимером пектином в модельных сме-

Опытно-конструкторско-технологическое бюро «Марс» при Кабардино-Балкарском государственном университете

сях, а также приготовленного из них геля, можно заключить, что в разбавленных водных растворах происходит межмолекулярное взаимодействие биополимера пектина с лекарственным веществом (АСК), и осуществляется оно по универсальному гидрофобному типу. Это наглядно подтверждается экспериментальными данными (растворение, КС и ИК-спектроскопия). Изменение энергетического состояния молекул АСК отражается на спектральных характеристиках исследуемого вещества и системы в целом.

Основным фактором, обусловливающим гидрофобное взаимодействие, является снижение термодинамической активности растворителя за счет преимущественной сольватации вводимого гидрофильного полисахарида (пектина). В зависимости от его концентрации устанавливаются равные уровни термодинамического равновесия систем, что способствует стабилизации молекул АСК в определенном энергетическом состоянии. Наши исследования подтверждают, что концентрация биополимера пектина существенно влияет на фармакологическую активность АСК.

Литература

1. Левченко В.Д., Тимонова Л.М. Пектин. Пектино-профилактика. Краснодар, 1992.

2. А.с. 539040 СССР, 1976.

3. Компанцев В.А. и др. // Проблемы стандартизации и контроля качества лекарственных средств. М., 1991.

4. Государственная фармакопея СССР. 1997. Вып.1.

5. Государственная фармакопея СССР. 1990. Вып.2.

6. Беллами Л. Инфракрасные спектры поглощения сложных молекул. М., 1963.

7. Филиппов М.П. Инфракрасные спектры пектиновых веществ. Кишинев, 1978.

1 июля 2003 г.