CC BY
3На первом этапе работы изучена растворимость фуллеренаС60 в углеводородных и полярных растворителях. Установлено, что растворимость фуллерена С60 в бензоле, хлорбензоле, бромбензоле, толуоле, о-дихлорбензоле составляет 31%, 33%, 35%, 33%, 40% соответственно. Во всех остальных растворителях С60 растворяется в незначительных количествах.
Основная часть. Реакция присоединения аминокислот к фуллерену осуществлялась двумя путями в закрытой ампуле и в обыкновенной конической колбочке снабженной обратным холодильником и капельной воронкой при 800С и перемешиванием в течении 4-5 ч [1].
Мы получили аминокислотные производные С60 обыкновенным методом [2], т.е., в конической колбочке снабженной обратным холодильником и капельной воронкой. В процессе реакции исходные продукты растворили в чистом и щелочном растворе диметилформамида, а фуллерен С60 растворили в бромбензоле, где фуллерен С60 может раствориться до 35%. Аминокислоту растворили в щелочном растворе диметилформамида, также использовали натриевые и калиевые соли аминокислот, добавленные к диметилформамиду. Затем для проведения реакции к горячему раствору аминокислоты в диметилформамиде прибавили при 70-80оС и перемешиванием по каплям раствор фуллерена в бромбензоле. Чтобы реакция прошла с максимальным выходом, перемешивание продолжали в течение 4-5 часов при 70-80оС. В ходе реакции цвет раствора реакционной среды изменяется от фиолетового до тёмно-коричневого оттенка и основной продукт начинает выпадать в осадок. При этом происходят некоторые изменения рН реакционной среды в сторону рН нейтральную. Общую схему реакции можно изобразить в следующем виде:
70-80 С. ДМФА. рН 9-12 ■ Ж, ■ СН ■ СШа-----„
К
АсНаК 7-8 ч
(А)
И
НС1, рН 4-5 Ш -СН-СОТа —-—►
Я
(Б)
ш-ршон+м а
Чтобы продукт в виде натриевой соли или в свободном виде получился абсолютно чистым и гомогенным, необходимо выпавший осадок в процессе реакции аккуратно фильтровать на воронке Шотта и осадок промыть чистым толуолом до исчезновения фиолетовой окраски толуола, вытекающего из воронки, свидетельствующий о полном исчезновении фуллерена, не вступившим в реакцию. Затем осадок промывают щелочным раствором метанола до полного удаления непрореагировавщего аминокислоты. В конце промывают чистым метанолом для удаления излишка щелочи. Полученные аминокислотные производные фуллерена имеют высокие температуры плавления и выше 400оС начинают разлагаться с образованием продуктов разложения.
(CH2)— NH ^ нооз—CH— nh^A
NH £ / /
h4nh
\H
2 +
4 H2N CH- COOH NaOH (6 H)
(CH2)4
nh2
'C 8-10 ch
NH & /
/
Рис. 2. Схема ъсинтез фуллеро С60 -глицин
Процесс протекания и завершения реакции контролировали с помощью тонкослойной хроматографии на хроматографических пластинках «Sllufol». Продукты реакции выделены в кристаллической форме [3]. В результате были синтезированы С60глицин, С60аланин (L), С60аланин (D), С60лизин (L), и С60аспарагиновая кислота (L). Для определения идентичности и структуры полученных соединений использовали методы ИК и 1НЯМР спектроскопии и элементного анализа.
4000 3500 3000 FTIR Measurement
Рис. 3. Спектр фуллеро С60 -глицин Интерпретация ИК-спектров (рис.3) показала утрачивание в ИК-спектре С60 полос поглощения в области 3900, 2520, 2500 и 2450 см-1. Такая же картина наблюдалась в ИК-спектре аминокислоты, где исчезают полосы поглощения в области 3400-3500 характеризующие свободные ЫН^группы аминокислоты и 1280см-1.
В спектре 1НЯМР при образовании ковалентной связи между 1С(С60) носящей двойную связь, и (а) МН2-группы аминокислоты полностью исчезает сигнал относящийся к NH2 группе с химическим сдвигом 5м.д. и появляются дополнительные сигналы с 57 и 7,3 м.д. соответствующие бензольному строению.
В работе также обсуждается результаты масс-спектрометрии. Используя М-массы полученного соединения можно вычислить количество присоединивших аминокислоты или композиты аминокислот на поверхности фуллерена С60 по предложенной нами формуле:
mi - m2 W =- (А)
a • mn (1, 2, 3, 4)
W-amoun to amino acid (aminocompound) attached to C60.
m1-the mass of substance (aminocompound C60) taken from the mass spectrogram.
m2 - the mass of a fullerene of C60 (720)
mn (1,2,3,4) - weight the amino compound used in reaction where 1,2,3,4- amount of separate (amino compounds) (amino acid).
a - the amount of amino compound or amino acid taken in reactions accession to C60. Для установления количество присоединивших аминокислот и структурно-конфигурационных особенностей использовали методы спектроскопии. В качестве примера приводим аддукты: N-C60(H6)[Gly-0Na]6.
В спектре ЯМР ffiGly-OH (рис.4) имеется сигналы поглощения протона при 5.12 м.д. (2Н, с, NH2) и 12.34 м.д. (Н, c, СООН). В молекуле С60Gly-OH (рис.2) происходит сдвиг резонансного сигнала до 8.015 м.д. (Н, с, NH) связанной с С60-NH и серии сигналов 2.636, 3.465, 3.723 м.д. и сигнал 1.82 м.д. (Н, с, С60-Н).
GhimNMR *НЕ*ШдШ
о
3:9
5.12 W—сн-
■OH12J4
fstott JUQA tftitHty b!uo = до<х1, magi&nio я пиийит. rtrf =
.1
Н
JL
12 IP
Рис. 4. ЯМР HIGly-OH
PPM
Ю (ТЧО ЧО — (ТЧ ПП "1 (Д ^ (N гПпПгПппг^ сч ^ ^^
\\i// У II V
Jj
10
ррш
Рис 5.1НЯМР - спектр фуллерена N-C6o-Gly-OH
Заключение, Одной из наиболее важных областей исследования в современном наномасштабном материаловедении является систематическое исследование материалов на основе углерода, в частности, различных веществ с бензоидной структурой, таких как фуллерены, нанотрубки, графит и графен.
Было выявлено, что фуллерен С60 умеренно растворяется в некоторых органических растворителях, а также способен вступить в химические реакции по механизму нуклеофильного, радикального и электрофильного присоединений. В результате чего получены многочисленные соединения с комплексными свойствами и практической направленностью.
Для синтеза соединений 1-4 нами было разработано несколько приемлемых методов. Мы использовали методику, заключающую во взаимодействии фуллерена С60 со свободными или натриевыми и калиевыми солями аминокислот, а также их композитных составов в щелочной среде органических растворителей. Основное достоинство данного метода - простота проведения реакции, мягкие условия, лёгкость выделения продуктов и хорошая воспроизводимость. В результате аминокислоты, входящие в композитном составе в разном количественном соотношении, могут присоединиться на корковой поверхности фуллерена, образуя N-фуллеро С60-аминокислотный олигомерный композитный комплекс с разными количествами аминокислотных остатков в гидратированной форме с общей формулой гидрат-№фуллерен С60 (H)n[NH-CH(R)-COOH]n.
ЛИТЕРАТУРА
1. Synthesis and Characterization of Fullero-C60 a-amino acids with Antiviral Properties /Sh.Khalikov, DASharipova,
S.Z.Zafarov, M.Umarkhon, S.Alieva // Chemistry of Natural Compounds. -2017. -№>1.-Р.1-7.
2. Халиков Ш.Х. Синтез аминокислотных и пептидных производных фуллерена С60 и противовирусная активность в отношении вируса гепа-тита С /Ш.Х. Халиков, С.В. Алиева, С.З. Зафаров, М. Умархон, Ж.А. Олифтаева // Академия Наук Республики Таджикистан, Институт Химии им. В. И. Никитина. XIV Нумановские чтения. Вклад молодых ученых в развитие химической науки. //Душанбе. 22 ноября 2017 года. -С.11-17.
3. ^n^^ons to fullerene of C60 of alkyldiamino-, amino- and iminoacids with different molecular structures and the nucleophility / Sh. Khalikov, D. A.Sharipova, M. Umarkhon, S.Z. Zafarov, M.Z.Kodirov // International Journal of Modern Chemistry. USA.-2016. -8 (1). P.50-60.
УДК: 547.9+61
СТНТЕЗ АНАЛОГОВ ТИМОПЕНТИНА. СИНТЕЗ ТЕТРАПЕПТИДА H - Lis - Glu - Pro - Tir - OH
КАСИРОВА АСЛИНИСО НАЗАРАЛИЕВНА,
старший преподаватель кафедры органической и биологической химии Таджикского государственного университета им. С. Айни. Республика Таджикистан г. Душанбе, Душанбе проспект Рудаки 121., Тел: (+992) 935082182.
Тетрапептид был синтезирован последовательно с аминокислотной последовательностью H -Lis - Glu - Pro - Tir - OH методом активных сложных эфиров с постепенным увеличением цепи пептидов за счет карбоксильной группы, согласно схеме. Карбоксильную группу а-тирозина защищали путем превращения в метиловый эфир. А-аминогруппы остатков пролина и глутаминовой кислоты были защищены карбенобоксовой группой, у-аминогруппы глутаминовой кислоты - трет-бутиловым эфиром. Для синтеза дипептида Z - Pro - Tir - OME был использован сложный эфир п-нитрофенил карбенобенокси пролина. Этот защищенный дипептид был получен с выходом 83,8%.
Бензилоксикарбонильная защитная группа высвобождается на промежуточных стадиях и в конце синтеза каталитическим гидрированием 10% Pd / C из аминогруппы аминокислот защищенного пептида. Для включения остатков глутаминовой кислоты использовали N -оксисукцинимид - трет - бутилкарбенобенокси-лутаминовую кислоту. Защищенный трипептид Z -Glu (OBut) - Pro - Tir - OME был получен с выходом 68,7%, а защищенный тетрапептид Z - Lis (OBoc) - Glu (OBut) - Pro - Tir - OMe - 88,5%. Трет-бутильная защитная группа была освобождена от у-карбоксильной группы остатков глутаминовой кислоты обработкой смесью трифторацетат-анизол-метилэтилсульфид (425: 50: 25). Группа сложного метилового эфира а-карбоксильного остатка пролина высвобождалась щелочным гидролизом при благоприятных условиях обработкой 10% -ным раствором карбоната натрия. [4-5]
Ключевые слова: тимопентин, аминокислоты, пептиды, сложные эфиры пентафторфенил, дипентафторфенилкарбонат, конденсация.
SYNTHESIS OF THYMOPENTINE ANALOGUES. SYNTHESIS OF TETRAPEPTIDE H - Lis - Glu - Pro - Tir - OH
KASIROVA ASLINISO NAZARALIEVNA,
Senior Lecturer of the Department of Organic and Biological Chemistry, Tajik State University named after S. Aini. Republic of Tajikistan, Dushanbe, Dushanbe, Rudaki Avenue 121., Phone: 935082182.
The tetrapeptide was synthesized sequentially with the amino acid sequence H - Lis - Glu - Pro - Tir -OH by the method of active esters with a gradual increase in the peptide chain due to the carboxyl group, according to the scheme. The carboxyl group of а-tyrosine was protected by conversion to methyl ester. The А-amino groups of proline and glutamic acid residues were protected by the carbenobox group, and the y-amino groups of glutamic acid were protected by tert-butyl ether. For the synthesis of the dipeptide Z - Pro -Tir - OME, the ester ofp-nitrophenylcarbenobenoxyproline was used. This protected dipeptide was obtained in 83.8% yield.
The benzyloxycarbonyl protecting group is released at intermediate stages and at the end of the synthesis by catalytic hydrogenation of 10% Pd / C _ from the amino group of the amino acids of the protected peptide. To include residues of glutamic acid, N-hydroxysuccinimide-tert-butylcarbeneoxyglutamic acid was used. The protected tripeptide Z - Glu (OBut) - Pro - Tir - OME was obtained with a yield of 68.7%, and the protected tetrapeptide Z - Lis (OBoc) - Glu (OBut) - Pro - Tir - OMe - 88.5%. The tert-butyl protecting group was freed from the y-carboxyl group of the glutamic acid residues by treatment with a mixture of trifluoroacetate-anisole-methylethyl sulfide (425: 50: 25). The methyl ester group of the a-carboxyl residue of proline was released by alkaline hydrolysis under favorable conditions by treatment with 10% sodium carbonate solution [4-5].
Key words: thymopentine, amino acids, peptides, pentafluorophenyl esters, dipentafluorophenyl carbonate, condensation.
Мукаддима. Дар замони муосир, роху усулхои химиявй барои тархрезии биокатализаторхои синтетикй, ки самти дурнамои тахкикот мебошанд, мавриди истифода карор дода шудааст [1,21. Синтези пептид каблан дар махлул амалй карда мешуд. Бо вучуди ин, аз чорй намудани синтези сахтфазавй ин технология ахамияти бештар пайдо кард ва ба инкишофи дастовардхои назаррас дар инкишофи полимерхо ва пайвасткунандахо, гуруххои химояшудаи баргарданда [31 ва методхои фаъолсозии ташаккули бандхои ковалентй [4] ва ба ин восита пешравии химияи органикй хамчун як воситаи барои тахкики пептид ва сафеда мусоидат менамояд.
Методи мазкур барои синтез кардани пептидхои хурд, ки дорои якчанд бокимондахои аминокислотагй мебошанд, истифода мешавад. Бартарии асосии ин метод дар он аст, ки махсулотхои иловагй пас аз хар як зинаи синтез, депротексия ва аз нав пайвастшавй метавонанд барои тавлиди пептидхои калони пайдарпаи дилхох чудо шаванд ва дар баробари ин тоза карда шаванд. Ин метод нисбати пайвастшавй ва комбинатсияи пайдарпайии пептидй хеле бехтар аст. Стратегияхои нави синтез дар махлул коркард шудаанд, ки масъалахо аз тархи гуруххои функсионалй барои занчирхои тарафй ва конденсатсияи фрагментхо барои синтези молекулахои калон то истифодаи реагентхои нави пайвсткунанда иборат мебошанд.
Кисми асосй: Адади нисбатан калони тагйирёбандахои катъй дар раванди ферментативй ин муътадилгардониро мушкил мегардонад. Аммо, махдудияти синтези химиявй бо синтезхои протеазй бартараф карда шудаанд. Хусусияти баланд ва реактивнокии баланд дар шароити кории сабук, ки ба равандхои ферментативй хосанд, метавонад ба иктисодиёти раванд таъсири аник расонад, зеро он микдори мархилахои барои синтез зарурро кам мекунад, талабот ба тачхизотро кам мекунад, вордшавии лозимии энергияро кам мекунад ва ба таври назаррас таъсири муътадилро ба мухити атроф хамчун натичаи микдори камтари он ва нишондихандахои захролудии партовхои истехсолшударо паст мекунад. Ин чанбаи охирин хеле мухим мебошад, зеро равандхои ферментативиро хамчун технологияи тоза хисобидан мумкин аст, бештар мувофики мафхуми рушди кобилияти хаёт ба хисоб меравад. Зиёдшавии инструксияи тандурустй, бехатарй талаботи зиёдшаванда ба пептидхои аз чихати биологй фаъол ба чустучуи бошиддати алтернативахои биотехнологиро аз руйи синтези химиявии пептидхои дар сохаи тиб ва сохаи озукаворй истифода мешаванд.
Андозаи пептид - махдудияти асосй барои синтези ферментативй ба хисоб меравад, зеро ягон маълумотхои муайяншуда ва автомати-кунонидашуда ба монанди инкишофи занчири пептидй то кунун инкишоф наёфта буд, талаботи мухофизат ва модификатсияи якчанд тагйирёбандахои истифодашаванда дар хар як кадам равандро мушкил мегардонанд, факат танхо пептидхои хурд аз 10 бокимондахо ба таври ферментативй бо муваффакиятхои миёна синтез карда шаванд. [51
Стратегияи асосии SPPS - синтези пайдархам, синтези монанд (барзиёд) ва легиронидани химиявй мебошад. Синтези пайдархам илова намудани аминокислотахоро дар бар мегирад, то он замоне, ки бо пайдархамии зарурй аминокислотахо полипептид синтез нашавад. Синтези монанд (мутакобил) синтези новобастаи пайдархамии аминокислотахоро дар пептид, ки баъдан дар фазаи моеъ конденсатсия мешавад, дар назар дорад. Дар легиронидани химяивй ин кисмхо бо реаксияхои хемоселективй пайваст мешаванд, ки хосилшавии бандхои тиоэфирй [6], оксимй [7], гидразонй ва тиазолидиниро [8] дар бар мегиранд.
Синтези пайдархамй барои синтези пептидхои андозахои хурд ва миёна, ки то 50 бокимондаи аминокислота дорад, истифода мешавад. Аммо, полипептидхои андозаашон калонро бо истифода аз синтези пайдархами бо технологияи полимеризатсияи систеин, конструксионии дендримерхо бо истифодаи матритсахои лизинй ё тартибдихии бо шаблони синтетикии сафедахо (Template-AssembledSyntheticProtein, TASP) омодашуда сохтан мумкин аст, [9].
Дар синтези конвергенсия пептидхо метавонанд то 50 бокимондаи аминокислотахо чудогона бо синтези пайдархами хосил карда мешаванд. Сипас дар махлул ё дар фазаи сахт пайваст карда пептиди мувофик бо массаи молекулавии баланд ва ё сафеда хосил мекунанд. Тасвири накшавии синтези конвергенй дар расми 5 оварда шудааст. Бартарии синтези конвергенй дар он аст, ки хар як кисми пептид кабл аз пайвастшавй тоза ва тахлил карда мешавад. Х,амин тарик реаксияхои гайриасосй (иловагй) дар вакти синтез ба хадди акал то минимум расонида шудааст. Вобаста аз
