CC BY
8Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 26 (65). 2013. № 1. С. 356-360.
УДК 547.918: 547.458.68:543.42
ПАРАМЕТРЫ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОГО КОМПЛЕКСА МОНОАММОНИЙ ГЛИЦИРРИЗИНАТА С ß-ЦИКЛОДЕКСТРИНОМ
Яковишин Л.А.1, Гришковец В.И.2, Корж Е.Н.1, Рубинсон М.А.1, Дегтяр А.Д.1,
Клименко А.В.1
1Севастопольский национальный технический университет, Севастополь, Украина
2Таврический национальный университет имени В.И. Вернадского, Симферополь, Украина
E-mail: chemsevntu@rambler.ru
Методом спектрофотометрии исследовано комплексообразование моноаммонийной соли глицирризиновой кислоты (глицирама), a-хедерина (3-О-а-£-рамнопиранозил-(1®2)-О-а-£-арабинопиранозида хедерагенина) и хедерасапонина С (3-О-а-£-рамнопиранозил-(1®2)-О-а-£-арабинопиранозил-28-О-а-£-рамнопиранозил-(1®4)-О-Ь-0-глюкопиранозил-(1®6)-О-Ь-0-глюкопира-нозида хедерагенина) с аспирином в водных растворах. Показано, что глицирам образует с аспирином клатрат состава 2:1. a-Хедерин и хедерасапонин С образуют с аспирином комплексы состава 1:1. Ключевые слова. тритерпеновые гликозиды, глицирризиновая кислота, глицирам, a-хедерин, хедерасапонин С, аспирин, молекулярный комплекс, спектрофотометрия.
ВВЕДЕНИЕ
Для молекулярного капсулирования биологически активных веществ широко применяют циклические олигосахариды (циклодекстрины) и их производные. Супрамолекулярные комплексы на основе циклодекстринов можно использовать для адресной доставки, контролируемого высвобождения, повышения растворимости, расширения спектра биологической активности, повышения стабильности, снижения терапевтической дозы и побочных эффектов лекарственных веществ [1-5]. Наиболее доступным является ß-циклодекстрин (CD), состоящий из семи D-глюкопиранозных остатков, связанных между собой a-(1®4)-гликозидными связями.
Получены молекулярные комплексы циклодекстринов с рядом терпенов и терпеноидов. При этом основное внимание было уделено исследованию комплексов моно- и сесквитерпенов и их производных [6]. Описаны комплексы даммаранового тритерпенового гликозида 20-0-ф-0-глюкопиранозил)-20(<$)-протопанаксадиола с CD и его гидроксипропильным производным [7]. Установлено, что CD и его производные ингибируют каталитическую активность дикалиевой соли глицирризиновой кислоты, что связано с образованием клатратных комплексов [8]. Ранее мы сообщали о комплексе CD с моноаммонийной солью глицирризиновой кислоты (глицирамом, GC) в водных растворах и исследовании его ихтио- и фитотоксичности [9]. GC является противовоспалительным и антиаллергическим средством и используется в медицинской практике [10].
Супрамолекулярные комплексы циклодекстринов с тритерпеновыми гликозидами рассмотрены эпизодически. Поэтому для расширения сведений по комплексообразованию сапонинов с циклодекстринами нами исследованы термодинамические параметры комплекса CD с GC.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Использовали образцы GC фирмы «Calbiochem» (США) и CD фирмы «Acros Organics» (США). CD предварительно сушили до постоянного веса при 50-80 °С в течение 3 ч.
Для составления первой изомолярной серии использовали 0,2-10-3 М водные растворы CD и GC, которые смешивали и выдерживали при комнатной температуре (20-22°С) в течение 40 мин при постоянном перемешивании. УФ-спектры получены при температуре 20 °С на спектрофотометре Unico UV-Vis 4802 (США) в кварцевых кюветах (/=1 см).
Вторую изомолярную серию готовили из 10-4 М водных растворов CD и GC с рН 7,2 (фосфатный буфер Na2HPO4-NaH2PO4). Полученные смеси выдерживали при температуре 28 °С в течение 40 мин при постоянном перемешивании. Для нее УФ-спектры получены при температуре 28 °С.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Спектрофотометрия является классическим методом анализа молекулярных комплексов. Ее обычно используют для подтверждения межмолекулярных взаимодействий, установления стехиометрии и расчета термодинамических параметров образующихся комплексов.
ДА 258
c (GC)/c (CD)
Рис. 1. Зависимость изменения оптической плотности АЛ от соотношения компонентов изомолярной серии при 1=258 нм: С(Сщ=0,2-10-3 М, С(ОС)=0,2-10-3 М.
Состав комплексов определен методом изомолярных серий (методом Остромысленского-Жоба) [11]. На Рис. 1 показана изомолярная кривая, полученная
для смеси СБ и ОС (Т=293 К). При этом для компонентов установлено молярное отношение, соответствующее комплексу состава 1:1.
В водном растворе устанавливается равновесие между СБ и ОС следующего вида (рис. 2):
СБ + ОС СБ-ОС
K =
[CD - GC] [CD][GC]
(1)
где К - константа равновесия, являющаяся константой устойчивости комплекса.
На основе изомолярной кривой рассчитали константу нестойкости комплекса Кн (Кн=1/К) по методу Бабко А.К. [12], используя закон разбавления Оствальда
К =
2
ас 1 - с
(2)
где с - концентрация вещества, М, а а - степень диссоциации комплекса, которую находили по формуле 3.
а-
А0 А1
А
(3)
где А0 - оптическая плотность, соответствующая комплексу при полном отсутствии диссоциации, а А1 - оптическая плотность, соответствующая значению на фактической кривой.
(CH2OH)7
(OH)7
6
(CH2OH)7
Рис. 2. Молекулярное комплексообразование между GC и CD.
Используя значения константы нестойкости Кн, рассчитали константу устойчивости комплекса К=0,9105 М-1. Она имеет тот же порядок, что и К комплексов СБ с монотерпеноидами (+)-борнеолом и (-)-борнеолом, полученных в водных растворах при близкой температуре [13].
Свободная энергия Гиббса АО = -27,7 кДж/моль (при Т=293 К) процесса комплексообразования определена по формуле 4:
АО293 =-2,3.ЯТ ^ К . (4)
7
Также была составлена изомолярная серия (рис. 3) при более высокой температуре (при Т=301 К) и меньшей общей концентрации СБ и ОС (10-4 М). Она имеет отчетливый максимум мольного соотноошеня при 1,0. Это соответствует комплексу состава 1:1. Таким образом, изменение концентраций смешиваемых компонентов и температурных условий не привело к образованию комплекса другого состава.
ДА 258
c (GC)/c (CD)
Рис. 3. Зависимость изменения оптической плотности ДА от соотношения компонентов изомолярной серии при 1=258 нм: с(СБ) =10-4 М, с(ОС)=Ю-4 М (рН 7,2; фосфатный буфер Na2HPO4-NaH2PO4).
ВЫВОДЫ
1. Спектрофотометрически исследовано взаимодействие b-циклодекстрина с глицерамом в водных растворах. Методом изомолярных серий установлено, что комплекс b-циклодекстрин-глицерам имеет состав 1:1.
2. Рассчитана константа устойчивости комплекса А=0,9105 М-1. Для процесса комплексообразования найдена AG, составляющая -27,7 кДж/моль.
Список литературы
1. Steed J.W. Supramolecular chemistry / J.W. Steed, J.L. Atwood. - Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2000. - 745 p.
2. Cyclodextrins in drug delivery: an updated review / R. Challa, A. Ahuja, J. Ali, R.K. Khar // AAPS Pharm. Sci. Tech. - 2005. - Vol. 6, № 2. - P. E329-E357.
3. Li S. Cyclodextrins and their applications in analytical chemistry / S. Li, W.C. Purdy // Chem. Rev. -1992. - Vol. 92. - P. 1457-1470.
4. Characterization of cyclodextrin inclusion complexes - a review / R. Singh, N. Bharti, J. Madan, S.N. Hiremath // J. Pharm. Sci. Tech. - 2010. - Vol. 2. - P. 171-183.
5. Brewster M.E. Cyclodextrins as pharmaceutical solubilizers / M.E. Brewster, T. Loftsson // Adv. Drug Deliv. Rev. - 2007. - Vol. 59. - P. 645-666.
6. Supramolecular complexes of terpenes and their derivatives with cyclodextrins / L. Yakovishin, V. Grishkovets, G. Schroeder, V. Rybachenko // Molecular receptors; ed. V.I. Rybachenko. - Donetsk: East Publisher House, 2011. - Chapter 16. - P. 285-316.
7. Physicochemical characteristics and bioavailability of a novel intestinal metabolite of ginseng saponin (IH901) complexed with P-cyclodextrin / P.S. Lee, J.-Y. Han, T.W. Song [et al.] // Int. J. Pharm. - 2006.
- Vol. 316, № 1-2. - P. 29-36.
8. Inhibitory effects of cyclodextrins by inclusion on the catalytic activity of glycyrrhizinate for the hydrolysis of a nonionic ester surfactant / S. Tamagaki, M. Koide, M. Takahashi [et al.] // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. - 1996. - P. 1257-1260.
9. Яковишин Л.А. Молекулярный комплекс моноаммонийной соли глицирризиновой кислоты (глицирама) с Р-циклодекстрином / Л.А. Яковишин // Журн. орг. та фарм. хiми. - 2012. - Т. 10, вип. 4 (40). - С. 71-75.
10. Машковский М.Д. Лекарственные средства: в 2 т. / М.Д. Машковский. - [13-е изд.]. - Харьков: Торсинг, 1997. - Т. 1. - 1997. - С. 346.
11. Булатов М.И. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа / М.И. Булатов, И.П. Калинкин. - [5-е изд.]. - Л.: Химия, 1986. - 432 с.
12. Бабко А.К. Физико-химический анализ комплексных соединений в растворах / А.К. Бабко. - К.: Изд-во АН УССР, 1955. - 328 с.
13. Thermodynamics of the molecular and chiral recognition of cycloalkanols and camphor by modified b-cyclodextrins possessing simple aromatic tethers / Y. Liu, E.-C. Yang, Y.-W. Yang [et al.] // J. Org. Chem. - 2004. - Vol. 69, № 1. - P. 173-180.
Яковшин Л. О. Параметры супрамолекулярного комплексу моноамонш глщиризинату з Р-циклодекстрином / Л.О. Яковшин, В.1. Гришковець, О.М. Корж, М.А. Рубшсон, О.Д. Дегтяр, А.В. Клименко // Вчеш записки Тавршського нацюнального ушверситету iм. В.1. Вернадського. Сeрiя „Долопя, ^я". - 2013. - Т. 26 (65), № 1. - С. 356-360.
Методом спектрофотометрй дослщжено комплексоутворення моноамонш глщиризинату (глщираму) з Р-циклодекстрином у водних розчинах при рiзних температурах i концентращях. Показано, що глщирам утворюе з Р-циклодекстрином комплекс складу 1:1. Розраховано константу стшкост комплексу i вшьну енерпю Пббса процесу комплексоутворення.
Ключовi слова. тритерпеновi глкозиди, глщиризинова кислота, глщирам, Р-циклодекстрин, молекулярний комплекс, спектрофотометрiя.
Yakovishin L.A. Parameters of the supramolecular complex of monoammonium glycyrrhizinate with Р-cyclodextrin / L.A. Yakovishin, V.I. Grishkovets, E.N. Korzh, M.A. Rubinson, A.D. Degtyar, A.V. Klimenko // Scientific Notes of Taurida V.Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. - 2013. - Vol. 26 (65), No. 1. - Р. 356-360.
Using a method of spectrophotometry, the complexation of monoammonium glycyrrhizinate (glycyram) with Р-cyclodextrin in aqueous solutions at different temperatures and concentrations was investigated. Glycyram has been shown to form complex with Р-cyclodextrin the ratio of 1:1. Complex stability constant and Gibbs's free energy of complexation process are calculated.
Keywords. triterpene glycosides, glycyrrhizic acid, glycyram, Р-cyclodextrin, molecular complex, spectrophotometry.
Поступила в редакцию 19.02.2013 г.
