Синтез солей аспарагиновой кислоты щелочных и щелочноземельных металлов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

с.; 4. Смулевич А.Б., Минскер Э, И. Проблемы предсказания

эффективности солей лития в психиатрической клинике. // Ж. Невропат.и психатр. Им. Корсакова. 1977, т. 77, вып.8 с. 1170-1177.; 5. Бадман А.Л., Гудзовский Г. А., Дубейковская Л.С. и др. Вредные химические вещества. Неорг. соед. элементов I-IV групп. Спр. изд. под ред. В.А. Филова и др. -Л.: Химия, 1988. 512 с.; 6. Любимов Б.И., Толмачева Н.С., Островская Р.У. Экспериментальное изучение нейротропной активности лития оксибутирата. // Ж. Фармакология и токсикология. 1980, вып. 3. с. 273277.; 7. Пат.2070041.ЯИ С1.6А61 К 31/19. 10.12.96. Средство для

стимуляции лейкопоэза. / К. Максутов.; 8. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Гильметдинов Б.М. Янтарная кислота и ее свойства. - Казань, Казан. гос. энерг. ун-т, 2005. 100 с.

БИОГЕННЫЕ СВОЙСТВА СОЛЕЙ ЛИТИЯ

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

Резюме

Лития аспартат является новым биологически активным соединением. В настоящее время проводятся исследования по изучению его токсикологических и фармакологических свойств.

LITHIUM SALTS BIOGENIC PROPERTIES

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

Summary

Lithium aspartate is a new biologically active compound. Experiments are currently underway to investigate its toxic and pharmacologic properties.

УДК 547. 461.4

СИНТЕЗ СОЛЕЙ АСПАРАГИНОВОЙ КИСЛОТЫ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

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

«Казанский государственный энергетический университет»* ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»

Ключевые слова: а-аминокислоты, аспарагиновя кислота, металлы, сукцинаты.

Key words: а-amino acids, aspartic acid, metals, syccinates.

а-Аминокислоты являются структурными единицами важнейшего класса биополимеров-белков, а также нашли самостоятельное применение в качестве лекарственных средств [1].

Аспарагиновая кислота способствует повышению потребления кислорода сердечной мышцей, обладает антитератогенным действием. В кардиологии применяют панангин - препарат, содержащий аспартаты калия и магния [2].

Панангин применяют при аритмиях сердца, обусловленных главным образом электролитными нарушениями, в первую очередь гипокалиемией. Предполагают, что аспарагинат является переносчиком калия и магния и способствует их проникновению во внутриклеточное пространство [3].

Аспарагинат калия-магния применяют при сердечной недостаточности, стенокардии, инфаркте миокарда.

«Аспаркам» по составу и действию близок к панангину (смесь калия аспарагината и магния аспарагината по 0,175 г) [4].

Фермент L-аспарагиназа обладает антилейкемической активностью. Применяют L-аспарагиназу самостоятельно или в комбинации с другими лекарственными средствами при остром лимфобластном лейкозе, лимфосаркоме и ретикулосаркоме [3].

Перспективными лекарственными препаратами являются соли лития, натрия и кальция аспарагиновой кислоты.

Установлено, что препараты лития относятся к психотропным средствам [5]. Они обладают способностью купировать острое маниакальное возбуждение у психических больных и предупреждать эффективные приступы [6].

Предложено использование сукцината лития в качестве средства для стимуляции лейкопоэза, вызванного действием ионизирующего излучения и цитостатиков. Отмечено, что сукцинат лития усиливает кроветворение и сроки восстановления лейкоцитов крови [7].

Изучен антидепрессивный эффект сукцината натрия, который связан с нормализацией уровня кровяного норадреналина. Рекомендовано комплексное использование гормональных препаратов и сукцината натрия в психиатрии для снижения маниакально-депрессивных состояний у пациентов. Сукцинат кальция входит в состав препарата «Иммунитал», который применяется в медицине как адаптоген широкого спектра действия, стимулирующий иммунную систему организма [8].

В литературе имеются незначительные сведения о синтезе солей аспарагиновой кислоты щелочных и щелочноземельных металлов.

С целью широкого изучения биологической активности аспартатов нами проведены исследования по разработке доступных методов их синтеза.

Материалы и методики. Для синтеза солей аспарагиновой кислоты щелочных и щелочноземельных металлов были использованы следующие реактивы: аспарагиновая-Ь кислота РЯБ-СОБЕХ, сульфаты и гидроксиды металлов марки х.ч.

Собственные исследования. 1. Синтез аспартата лития. К

суспензии 3,3 г (0,025 моля) аспарагиновой кислоты в 10 мл воды

прибавляют порциями 2,1 г (0,05 моля) гидроксида лития - ЫОН • Н2О. Наблюдается разогрев реакционной массы до 40°С и растворение аспарагиновой кислоты. Через 15-20 минут при комнатной температуре выпадает обильный кристаллический осадок белого цвета. Реакционную смесь фильтруют, кристаллы промывают этанолом до рН 7 и сушат.

Получают 3 г (82 %) аспартата лития, Ы2С4НзО4К. Содержание азота (%): найдено - 9,39; вычислено - 9,65.

Аспартат лития - высокоплавкое вещество. Хорошо растворимо в воде, нерастворимо в спирте, ацетоне.

2. Синтез аспартата натрия. К суспензии 3,3 г (0,025 моля) аспарагиновой кислоты в 10 мл воды присыпают порциями 2 г (0,05 моля) гидроксида натрия. Реакционная смесь разогревается до 40-45 °С и аспарагиновая кислота растворяется. Гомогенный раствор нагревают до

70 °С 15 минут, выдерживают в течение 1 часа при комнатной температуре и упаривают на водяной бане. Густую вязкую массу охлаждают, промывают спиртом от щелочи и сушат. Получают 3,4 г (80 %)

аспартата натрия, Ка2С4Н5О4К Содержание азота (%): найдено - 7,62; вычислено - 7,90.

Аспартат натрия - белый кристаллический продукт. Хорошо растворим в воде, нерастворим в спирте, ацетоне.

3. Синтез аспартата калия. К суспензии 3,3 г.(0,025 моля) аспарагиновой кислоты в 10 мл воды прибавляют порциями 2,8 г (0,025 моля) гидроксида калия. Реакционная смесь разогревается до 55-60 °С и аспарагиновая кислота растворяется. Гомогенный раствор нагревают до 65-70 °С 15 минут, выдерживают в течение 1 часа при комнатной температуре и упаривают. Вязкую массу охлаждают, промывают спиртом

от щелочи и сушат. Получают 4,4 г (85 %) аспартата калия, К2С4Н5О4К. Содержание азота (%): найдено - 6,52; вычислено - 6,70.

Аспартат калия - белый кристаллический продукт, хорошо растворим в воде, нерастворим в спирте, ацетоне.

4. Синтез аспартата магния. К раствору 6,5 г М^БО4 • 7Н2О (0,025 моля) в 15 мл воды прибавляют 2 г (0,05 моля) гидроксида натрия. К выпавшему осадку гидроксида магния присыпают порциями 3,3 г (0,025 моля) аспарагиновой кислоты. Реакционная масса разогревается до 50 °С. Гомогенный раствор нагревают до 80 °С 15-20 минут, выдерживают в

течение 1 часа при комнатной температуре и упаривают. Кристаллический белый продукт промывают этанолом от щелочи и сушат. Получают 2,7 г

(70 %) аспартата магния, MgC4H5O4N. Содержание азота (%): найдено -8,92; вычислено - 9,03.

Аспартат магния - высокоплавкий кристаллический продукт.

Хорошо растворим в воде (ПР мg(OH)2 = 6,0 • 10 10), нерастворим в спирте,

ацетоне.

5. Синтез аспартата кальция. К суспензии 6,6 г (0,05 моля) аспарагиновой кислоты в 20 мл воды при 80 °С прибавляют порциями 3,7 г (0,05 моля) гидроксида кальция в течение 30 минут. Наблюдается растворение аспарагиновой кислоты и гидроксида кальция (ПР са(ОН)2 = -14

2,0 -10 ). Гомогенный раствор охлаждают до 7-10 °С. Выпавший белый

осадок фильтруют, промывают спиртом м сушат. Получают 5,5 (72 %)

аспартата кальция, СаС4^О4^ Содержание азота (%): найдено - 8,05; вычислено - 8,18.

Аспартат кальция - высокоплавкий кристаллический продукт. Частично растворим в воде, нерастворим в спирте, ацетоне.

Результаты исследований. Аспартаты щелочных и щелочноземельных металлов получают действием на суспензию аспарагиновой кислоты в воде гидроксидами соответствующих металлов. Реакция протекает по схеме:

+ МеОН

НООС - СН2 - СН - СООН 2 I NH

----------МеООС - СН2 - СН - СООМе

(-Н2О) I

КН2

Ме = Ы+, Ш+, К+.

+ Ме(ОН)2

(- Н2О)

Ме [- ООС - СН2 - СН - СОО - ]

NH

Ме = Мg2+ , Са2+

Аспартаты лития,магния и кальция представляют собой высокоплавкие кристаллические продукты.

Аспартаты натрия и калия - трудно кристаллизующиеся вязкие белые массы. Аспартаты указанных металлов хорошо растворимы в воде (аспартат кальция - частично), нерастворимы в спирте и ацетоне. Водные растворы солей имеют рН > 7. Способ получения аспартатов основан на классической реакции нейтрализации.

Отработаны оптимальные условия их синтеза и технологические приемы смешивания субстрата и реагента. Реакция проводится в

гомогенной фазе при рН > 7, так как в щелочной среде в аминокислотах свободна аминогруппа и полностью ионизированы карбоксильные группы. В оптимальных условиях аспартаты получены с выходами более 70 %. Наиболее гладко протекает реакция синтеза аспартата лития.

Для подтверждения структуры полученных солей кроме элементного анализа проведена качественная реакция на аминогруппу.

Известно [9], что а-аминокислоты с хлоридом железа (III) в водных растворах образуют хелаты красного цвета. С солями меди в слабокислых средах в буферном растворе с добавлением ацетата натрия получаются хелаты ярко синего цвета.

Качественные реакции осуществляют по следующим методикам.

К раствору 0,05 г соли аспарагиновой кислоты в 1 мл воды

прикапывают 3 %-ный раствор РеС1з. Раствор окрашивается в красный цвет.

В 1 мл 1 %-ного водного раствора соли аспарагиновой кислоты

вносят несколько кристаллов СиБ04 • 5Н2О и ацетата натрия. Раствор окрашивается в ярко синий цвет.

В результате ионизации солей в водных растворах хелаты образуются по схеме:

"ООС - СН - СН - СОО‘

+ БеСІ

О

\

№

+ СиБОХ (- И28О4)

О

С - СН - СН - С

ч,

О

2

Н\ 1 N Н^ ,

О

С - СН - СН - С

I

N

О

О

2

Н

Н

О

Бе I

СІ

Хелат железа (III) красного цвета

Си

Хелат меди (II) ярко синего цвета

Аспартаты лития, натрия, калия, магния и кальция в водных растворах дают качественную реакцию на аминогруппу с хлоридом железа (III) и сульфатом меди по методикам, описанным выше.

Заключение. Синтезированы соли аспарагиновой кислоты щелочных (лития, натрия, калия) и щелочноземельных (магния, кальция) металлов. Показано, что способ их получения отличается простотой и основан на классической реакции нейтрализации. Отработаны

оптимальные условия, позволяющие приготовить аспартаты в количествах, необходимых для исследования их биологической активности.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. Органическая химия. - М.: Дрофа, 2004. с. 591-592; 2. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004. с. 26-28;3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. ч.1. - М.: ООО «Книжный Дом ЛОКУС», 2002. 736 с.; 5. Машковский М.Д. Лекарственные средства. ч.2. - М.:Медицина, 1987. 575 с.; 6. Любимов Б.И., Толмачева Н.С., Островская Р.У.Экспериментальное изучение нейротропной активности лития оксибутирата // Ж. Фармалогия и токсикология. 1980, вып.3. с. 273277; 7. Пат. 2070041. RU C16A61K31/19. 10.12.96. Средство для стимуляции лейкопоэза. / К. Максутов.; 8. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Гильметдинов Б.М. Янтарная кислота и ее свойства. - Казань, Казан. гос. энерг. ун-т, 2005. 100 с.; 9. Гранберг И.И. Практические работы и семинарские занятия по органической химии. - М.: Дрофа 2001. 352 с.

СИНТЕЗ СОЛЕЙ АСПАРАГИНОВОЙ КИСЛОТЫ

ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

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

Резюме

Отработаны оптимальные условия, позволяющие приготовить аспартаты в количествах, необходимых для исследования их биологической активности.

ASPARTIC ACID SALTS SYNTHESIS OF ALKALI AND ALKALINE-EARTH METALS

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

Summary

Optimal conditions contributing to making aspartates in quantities suitable for their biological investigation were studied.

УДК619:616.155.194:636.03

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КВАНТОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ПРИ

АНЕМИИ ЖИВОТНЫХ

Калязина Н. Ю.

ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет

имени Н. П. Огарева»

Ключевые слова: анемия, цереброспинальная жидкость,