Синтез комплексных солей 4-гидроксипролина щелочных и щелочноземельных металлов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

REPAIR OF SHELL STRUCTURES USED IN AGRICULTURE

Dogadkin V.N. Summary

Estimation of the reduced carrying capacity of shell elements when the through-hole and after the restoration of the theoretical-experimental method.

УДК 547.461.4

СИНТЕЗ КОМПЛЕКСНЫХ СОЛЕЙ 4-ГИДРОКСИПРОЛИНА ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Кабиров Г.Ф. - д.в.н., профессор, зав. кафедрой; *Кадырова Р.Г. - д.х.н., профессор;

Муллахметов Р.Р. - к.в.н., доцент Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана *Казанский государственный энергетический университет тел.: (843) 273-97-75

Ключевые слова: 4-гидроксипролин, соли лития, натрия, магния. Key words: 4-hydroxyproline, lithium, sodium, magnesium.

4-Гидроксипролин (оптический

изомер L-гидроксипролин) по кислотно-основным свойствам относится к нейтральным гетероциклическим а-аминокислотам (4-гидроксипирролидин-2-карбоновая кислота). Изоэлектрическая точка pl 5.83. а-Аминокислотный фрагмент входит в состав пирролидинового цикла.

Остатки L-гидроксипролина входят преимущественно в состав белков соединительной ткани - коллагена (до 13%), а также эластина. L-гидроксипролин - заменимая некодируемая аминокислота, не включается в пептидную цепь при биосинтезе, а образуется при ферментативном гидроксилировании

остатков пролина. Продукты метаболизма гидроксипролина в организме - пиррол-2-карбоновая и глутаминовая кислоты [Химик. т-оксипролин. Химическая энциклопедия; Гидроксипролин. Материал из Википедии, сайт «О химии»; АК-студопедия-html]. 4-Гидроксипролин и его соли используются в качестве компонентов терапевтических средств

жаропонижающего,

противовоспалительного и

анальгетического действия [1, 2]/

Известно, что органически связанные макро-, микроэлементы с а-аминокислотами (хелаты) имеют высокую биологическую доступность, значительно

легче усваиваются организмом, чем неорганические соединения [3].

Например, аминокислотный хелат магния, в состав которого входит глицин (15%), магний (5 %), вода (до 100 %) используется в качестве источника макроэлемента магния для птиц и всех видов животных с целью повышения их продуктивности. Магний - важный внутриклеточный катион, участвует в регуляции клеточной проницаемости и нервно-мышечной передачи [Kronoc-agro com ua > ... Products... Chelates...MgLiguid. php]. Создан препарат Chela-MgB6Forte. Препарат награжден Золотой медалью ALBlON. Содержит самую легкую усвояемую форму магния: аминокислотный хелат - бис-глицинат магния и обогащен витамином В6, который совместно с магнием принимает участие в метаболических процессах. Препарат оказывает успокоительное действие, повышает адаптационные способности организма. Эта первая пищевая добавка в мире, содержащая хорошо усваиваемую жидкую форму магния в форме аминокислотного хелата ALBlON(R). Магний - элемент жизни и энергии. Этот минерал поддерживает функцию сердца и всей сердечнососудистой системы. Однако главная функция магния заключается в участие его в синтезе и транспортировки

энергии в организме (АТР) [Chela-MgB6Forte Olimp bodybuilding - shop. ru > importnoe vitaminy / olimp-...]. Препараты магния а-аминокислот применяют в кардиологии, например, панангин, который содержит аспарагинаты калия и магния.

Магниевые и кальциевые соли глутаминовой кислоты в медицине используют при лечении многих психических и нервных расстройств и заболеваний. Натриевую соль

глутаминовой кислоты применяют в пищевой промышленности для улучшения ценности и вкусовых качеств продуктов [3]. Перспективными лекарственными

средствами являются соли лития аминокислот. Они обладают способностью купировать острое маниакальное возбуждение у психических больных и предупреждать аффективные приступы [4].

Предложено фармацевтическое

средство, содержащее глицинат и аспарагинат лития, которое используется для профилактики и лечения цереброваскулярных заболеваний [5]. На основе солей лития получена иммуностимулирующая и антиоксидантная композиция, содержащая аскорбат и аспарагинат лития в соотношении 50 : 50 [6].

Из анализа литературных сведений следует, что комплексные соли аминокислот щелочных и

щелочноземельных металлов являются соединениями широкого спектра биологического действия.

В этом плане значительный интерес представляют соли лития, натрия магния 4-гидроксипролина - «строительного блока» коллагена. Однако в доступной литературе отсутствуют данные о методах их синтеза и физико-химических характеристиках. С целью изучения токсикологических и фармакологических свойств солей 4-гидроксипролина нами проведены экспериментальные исследования по разработке способов их получения и изучению физико-химических свойств.

Материалы и методы. Для синтеза солей лития, натрия, магния 4-гидроксипролина были использованы следующие реактивы: trans-4-Hydroxy-L-proline, содержание основного вещества 99,0%. New Jersey, USA: 1-800-ACROS-01; гидроксиды лития, натрия, магния марки

«хч».

1. Синтез литиевой соли 4-гидроксипролина. К раствору 1 г (0,0076 моль) гидроксипролина в 10 мл воды (рН 5) прибавляют 0,32 г (0,0076 моль) гидроксида лития, LiOH • H2O при перемешивании до полного растворения. Гомогенную реакционную смесь нагревают при 45-50 °С в течение 35 минут (рН 9) и выдерживают при комнатной температуре 2 часа. Гомогенный раствор упаривают, остаток кристаллизуют, обрабатывают этанолом и сушат при комнатной температуре. Получают 1,09 г (92,37 %) моногидрата литиевой соли [C5H8OзN] Li • H2O. Содержание азота (%): найдено - 8,85; вычислено - 9,00. Литиевая соль 4-гидроксипролина белый кристаллический продукт, хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте, ацетоне. Водный раствор имеет рН 8. При температуре 220 °С обугливается.

2. Синтез натриевой соли 4-гидроксиролина. К раствору 1 г (0,0076 моль) гидроксипролина в 10 мл воды прибавляют 0,3 г (0,0076 моль) гидроксида натрия, NaOH и перемешивают до полного растворения. Гомогенную реакционную смесь нагревают при 45-50 °С 35-40 минут (рН 10) и выдерживают при комнатной температуре 2 часа. Гомогенный раствор упаривают, остаток кристаллизуют, промывают этанолом несколько раз и сушат. Получают 1,33 г (92,36 %) дигидрата натриевой соли 4-гидроксипролина, [C5H8OзN]Na • 2H2O.]. Содержание азота (%):найдено - 7,29; вычислено -7,40. Натриевая соль 4-гидроксипролина белый кристаллический продукт, хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте, ацетоне. Водный раствор имеет рН 8. При температуре 74-76 °С плавится, 145150 °С - обугливается.

3. Синтез магниевой соли 4-гидроксипролина. К раствору 1 г (0,0076 моль) гидроксипролина в 10 мл воды прибавляют 0,22 г (0,0038 моль) гидроксида магния, Mg(OH)2 и перемешивают до полного растворения (10 минут) (рН 8). Гомогенную реакционную смесь нагревают при 50-55 °С в течение 35-40 минут (рН 9), выдерживают при комнатной температуре 2 часа и упаривают. Кристаллический остаток промывают несколько раз этанолом и сушат

при комнатной температуре. Получают 1,15 г (94,0 %) дигидрата магниевой соли 4-гидроксипролина, [C5H8OзN]2Mg • 2H2O. Содержание азота (%):найдено - 8,60; вычислено -8,75.

Натриевая соль - блестящие белые кристаллы, хорошо растворяются в воде (рН 8 водного раствора). Не растворяется в спирте, ацетоне. При температуре 174-176 °С плавится, 195-198 °С - обугливается.

4. Взаимодействие натриевой соли 4-гидроксипролина с сульфатом меди. К раствору 0,5 г (0,0033 моль) натриевой соли 4-гидроксипролина в 10 мл воды (рН 8) прибавляют 0,41 г (0,00165 моль) сульфата меди, CuSO4 • 5H2O. Реакционную смесь темно-синего цвета нагревают при 50-55 °С в течение 35 минут. При этом наблюдается выпадение небольшого количества осадка голубого цвета, Cu(OH)2.который фильтруют. Гомогенный фильтрат

упаривают, кристаллический остаток темно-синего цвета прмывают спиртом и сушат. Получают 0,44 (66,0%) пентагидрата комплексоната меди (II), [С5H8OзN]2Cu • 5H2O. Комплексонат меди (II) хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте. При температуре 168-170 °С обугливается.

Комплексонат меди (II) 4-гидроксипролина дает качественные реакции: на аминогруппу - с хлоридом железа (III), образуется хелат красного цвета; на ионы ^2+ - c образуется осадок Cu2[Fe(CN)6] - красно-бурого цвета.

Результаты исследований. Соли лития, натрия, магния получают взаимодействием 4-гидроксипролина с гидроксидами соответствующих металлов: Реакции протекают по схемам (I и II):

II.

нох

НС

Н2С

СН

НОч

НС СН

СН-СООН

+ МеОН ( - Н2О)

Н2С

N I

Н

где Me = Li (1); Na(2).

2

СН-СООМе

N I

Н

(1, 2)

2

'СН-СОО-

Мg

2

(3)

Способ получения солей (1 -3) основан на классической реакции

нейтрализации. В результате хорошей растворимости 4-гидроксипролина в воде

(36 г / 100г воды) и высокой степени его ионизации в щелочной среде (рН 9-10) реакции протекают в гомогенной фазе. Целевые продукты получают с высокими выходами (более 90 %). Ранее [3] нами был разработан способ получения комплексных солей а-аминокислот а-биогенных металлов действием на реакционную смесь аминокислоты и гидроксида натрия в водной среде (рН 9-10) сульфатом соответствующего металла без выделения промежуточной №-соли. Реакция протекает в гомогенной фазе с высокими выходами целевых продуктов. Для подтверждения схемы реакции по данному способу через №-соль субстрата нами исследована реакция взаимодействия №-соли 4-гидроксипролина с сульфатом меди (II). При действии на раствор №-соли 4-гидроксипролина в водной среде (рН 8) сульфатом меди (II) (в соотношении 2 : 1 в молях) наблюдается выпадение небольшого осадка Си(ОН)2. В этих условиях гомогенность процесса нарушается так как гидроксид меди (II) растворяется в водной среде при рН 9-10 в результате образования куприта Na2[Cu(OH)4]. Выход

комплексоната меди (II) 4-гидроксипролина в данном случае составляет 66,0 %. Без выделения №-соли субстрата - выход комплексоната меди (II) 96,87 %.

Для подтверждения структуры полученных солей (1-3) проведены качественные реакции. Соединения (1-3) дают качественные реакции: на аминогруппу - с хлоридом железа (III) образуются хелаты красного цвета; с сульфатом меди (II) с добавлением ацетата натрия - хелаты ярко синего цвета; с нингидрином растворы окрашиваются первоначально в желтый цвет, который

через 30 минут переходит в фиолетовый.

Заключение. Синтезированы новые соединения - соли лития, натрия, магния 4-гидроксипролина взаимодействием с гидроксидами соответствующих металлов. В оптимальных условиях (рН 9-10 реакции, гомогенность реакционной смеси) целевые продукты получают с высокими выходами. Изучены их физико-химические свойства. Способ получения солей отличается технологичностью, что позволяет приготовить их в необходимых количествах для изучения токсикологических и фармакологических свойств.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Пат. BV 11422. С 1.12.30.2008. Беларусь. Способ получения N-ацетил^-гидрокси-Ь-пролина / З.И. Куваева, Д.В. Лопатик, Т.А. Николаева.

2. Пат. США 5827874, 27.10.1998 / Meyer Hans.

3. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р..Биологические свойства и синтез комплексных солей а-аминокислот биогенных металлов. - Казань: Казан. гос.энерг. ун-т, 2014 - 108 с.

4. Машковский М.Д. Лекарственные средства. - М.: «Новая волна», 2000. - т.1, с. 122-126.

5. Пат. RU 2367427. 20.09.2009. Литий-содержащее средство для профилактики и лечения цереброваскулярных заболеваний и способ применения данного средства. / О.А. Громова, И.Ю. Торшин, А.А. Никонова, И.В. Гоголева.

6. Пат RU 237081. 10.11.2009. Композиция, обладающая иммуностимулирующей и антиоксидантной активностью. / Е.Ю. Плотников, В.М. Плотников.

СИНТЕЗ КОМПЛЕКСНЫХ СОЛЕЙ 4-ГИДРОКСИПРОЛИНА ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛОВ

Кабиров Г.Ф., Кадырова Р.Г., Муллахметов Р.Р. Резюме

Способ получения солей отличается технологичностью, что позволяет приготовить их в необходимых количествах для изучения токсикологических и фармакологических свойств.

4-HYDROXYPROLINE COMPLEX SALTS SYNTHESIS OF ALKALINE AND ALKALINEEARTH METALS

Kabirov G.F., Kadyrova R.G., Mullakhmetov R.R. Summary

The method of generating salts is characterized by production effectiveness that enables us to prepare them in required quantities for studying their toxicological and pharmacological properties.

УДК 547.461.4

ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИИ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ у-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ С ИОНАМИ ДВУХВАЛЕНТНЫХ 3d- МЕТАЛЛОВ

Кадырова Р.Г. - д.х.н., профессор; Кабиров Г.Ф. - д.в.н., профессор, зав. кафедрой;

Муллахметов Р.Р. - к.в.н., доцент Казанский государственный энергетический университет, Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана

тел.: 8(843) 273-97-75

Ключевые слова: у-аминомасляная кислота (ГАМК), комплексонаты марганца, меди, цинка.

Key words: y-Aminobutyric acid (GABA), manganese, cuprum and zinc complexonates.

у-Аминомасляная кислота

(rAMK,GABA) - важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы (ЦНС) человека и млекопитающих. ГАМК - биогенное вещество, содержится в ЦНС и принимает участие в нейромедиаторных и метаболических процессах в мозге [ru. Wikipedia. org > Гамма-аминомасляная кислота].

Введение ГАМК вызывает тормозной процесс в коре головного мозга человека (центральное торможение), а у животных приводит к утрате условных рефлексов [1]. Известно, что соединения металлов с аминокислотами представляют особый интерес для использования в животноводстве. Ионы металлов в сочетании с аминокислотами становятся менее токсичными и могут катализировать различные биохимические процессы. Установлено, что использование хелатных соединений повышает усвоение цинка, меди, железа и марганца [Селионова М.Н., Головкина Е.М. / Использование хелатов микроэлементов с аминокислотами в молочном скотоводстве].

Изучена гипогликемическая

активность цинковых солей оротовой и у-

аминомасляной кислот, оротовой и s-аминокапроновой кислот, ^-ацетил-s-аминокапроновой кислоты в опытах на крысах с аллоксановым диабетом. Показано, что цинковые соли аминокислот обладают гипогликемическим

(сахароснижающим) действием.

Исследуемые цинковые соли аминокислот были синтезированы в лаборатории органического синтеза ВНЦ БАВ [journal microelements, ru > Микроэлементы в медицине. 2011 / В.П. Котегов, А.В. Сульдин, М.В. Липина, Н.А. Иванова, К.К. Поршнев].

Разработаны ноотропные средства, представляющие собой (RS)-N-пантоил-у-аминомасляную кислоту и ее соли (в том числе цинковую соль), которые могут быть использованы в медицинской практике (неврологии и психиатрии) [2]. Цинковую соль авторы [2] получают действием на кальциевую соль (RS) -N-пантоил-у-аминомасляной кислоты в водно-спиртовой среде водным раствором сульфата цинка с последующей выдержкой в течение 36 часов при комнатной температуре.

Хелатная форма цинка усваивается эффективнее, чем оксид и сульфат цинка, и имеет следующие преимущества: высокая