CC BY
74
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИОКСИДАНТОВ
«ГИБРИДНОГО» СТРОЕНИЯ
Перевозкина Маргарита Геннадьевна
канд. хим. наук, доцент Государственного аграрного университета Северного
Зауралья, РФ, г. Тюмень E-mail: mgperevozkina@mail. ru
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF ANTIOXIDANTS "HYBRID"
STRUCTURE
Margarita Perevozkina
candidate of Chemical Sciences, associate Professor of State Agrarian University of
Northern Transurals, Russia, Tyumen
АННОТАЦИЯ
Изучена кинетика инициированного окисления модельного субстрата в присутствии «гибридных» соединений производных №(4'-гидроксифенил)-2-гидроксибензамида и производных 3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионовой кислоты. Антиоксиданты в процессе окисления действуют по двум механизмам: реагируют с пероксильными радикалами и разрушают гидропероксиды с образованием молекулярных продуктов. Мицелла- или ламелла- подобные свойства структур производных фенозана зависят от длины углеводородной цепи радикала R.
ABSTRACT
The kinetics of the initiated oxidation of model substrate in the presence of a "hybrid" compounds derivatives of N-(4'-hydroxyphenyl)-2-hydroxybenzamide and derivatives 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid. The antioxidants act according to two mechanisms in the oxidation process: reaction with peroxide radicals and hydroperoxide destruction with molecular products formation. The micellar or lamellar like properties of the structures derived phenosan depend on the length of the hydrocarbon chain radical R.
Ключевые слова: антиоксиданты; a-токоферол; дибунол; амиды салициловой кислоты; осалмид; производные фенозана.
Keywords: antioxidants; а-tocopherol; dibunol; salicylic acid amides; ocalmid; phenosan derivatives.
Настоящая работа является продолжением наших исследований, посвященных тестированию ингибиторов окисления различного химического строения кинетическими методами [8, 9, 10]. Ранее была разработана кинетическая модель экспресс-тестирования антиоксидантной активности различных классов органических соединений в условиях, приближенных к биологическим средам. Впервые исследована антиоксидантная активность ряда лекарственных препаратов, независимо от спектра их фармакологического действия, в сравнении со стандартными антиоксидантами дибунолом и a-токоферолом в водно-липидных катализируемых субстратах. Получен ряд увеличения антиоксидантной активности лекарственных препаратов: фентоламин < салициловая кислота < новокаин < парацетамол < коринфар < метилдофа < адреналин < эмоксипин < аллопуринол < капотен < осалмид < дибунол. Было выявлено наиболее эффективное соединение - осалмид (N-(4'-гидроксифенил)-2-гидроксибензамид).
В Новосибирском институте органической химии (НИОХ) им. Н.Н. Ворожцова СО РАН на базе структур осалмида и парацетамола направленным синтезом была получена группа замещенных амидов салициловой кислоты, имеющих в орто-положении экранирующие трет-бутильные заместители [5]. Ранее сравнительного анализа ингибирующих свойств соединений с целью выявления среди них активных антиоксидантов (АО) не проводилось. Соединения дополнительно обладали светостабилизирующим действием, поглощали УФ-излучение в диапазоне 301—305 нм [12], которое способствует развитию меланомы, поэтому новые производные салициловой кислоты могут использоваться в косметической промышленности в качестве УФ-фильтров.
Вторая группа стерически затрудненных антиоксидантов была синтезирована в Институте биохимической физики (ИБХФ) им. Н.М. Эмануэля
РАН на основе фенозана (3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионовой кислоты) и включала заместители с разной длиной цепи алкильного радикала R. Ингибиторы известны под названием ИХФАН [6]. Ранее было показано, что соединения не обладают местным и общетоксическим действием, не оказывают влияния на эмбриогенез и развитие потомства, проявляют противосудорожное, ноотропное действие, антиацетилхолинэстеразную активность, регулируют рост клеток растений, обладают выраженным противомикробным действием, изменяют микровязкость и структуру эритроцитарной мембраны [1, 7].
Целью настоящей работы являлось исследование антирадикальной и антиоксидантной активности «гибридных» соединений в сравнении со стандартными антиоксидантами дибунолом и а-токоферолом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Антирадикальную активность (АРА) соединений тестировали в системе инициированного окисления этилбензола хемилюминесцентным методом (ХЛ) [14]. Окисление инициировалось азо-бис-изо-бутиронитрилом (АИБН), t=(60±0,2)0C, W1=2,3x10"8 Мхс"1. Антиоксидантную активность (АОА) соединений изучали волюмометрическим методом поглощения кислорода в манометрических установках типа Варбурга при окислении модельного субстрата — метилолеата (МО) в присутствии инертного растворителя хлорбензола [11]. Процесс инициировали за счет термического разложения АИБН при t=(60±0,2)0C, W1=4,2x10"8 Мхс"1. Графическим методом определяли величину периода индукции (t1), представляющую собой отрезок оси абсцисс, отсекаемый перпендикуляром, опущенным из точки пересечения касательных, проведенных к кинетической кривой. Кинетику накопления гидропероксидов изучали методом обратной йодометрии при аутоокислении липидного субстрата t=(60±0,2)0C в среде хлорбензола [11].
В качестве реперных ингибиторов использовали a-токоферол и дибунол, при этом концентрации АО были сравнимыми.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Методом хемилюминесценции в группе исследуемых соединений была оценена величина константы скорости реакции К7 АО с пероксильными радикалами [13].
к 7
ЯО2' + 1пН —■ ЯООН + 1п,
где: 1пН — ингибитор окисления, 1п* — радикал ингибитора, ЯО2*— пероксильный радикал.
Определен фактор ингибирования Г, показывающий количество свободных радикалов, реагирующих с молекулой ингибитора (табл. 1). Показано, что наибольшую активность в реакции с пероксильными радикалами из производных салициловой кислоты проявляет осалмид (табл. 1), высокая константа скорости реакции К7 которого обусловлена наличием р-р-сопряжения между амино-группой и фенолом. Анализ значений констант скорости реакций К7 структур, отличающихся степенью экранированности ОН-группы, показывает, что введение экранирующих заместителей приводит к существенному снижению антирадикальной активности АО (табл. 1). Сопоставление антирадикальной активности исследуемых нами аминофенолов, у которых амино-группа находится на разном удалении от бензольного кольца, показывает, что по мере удаления этих групп снижается возможность р-р-сопряжения и значение константы снижается вдвое. Значения К7 для фенозана К и его метилового эфира близки между собой (табл. 1), сравнимы с величиной К7 для дибунола. Антирадикальная активность ИХФАН-9 и ИХФАН-10 по сравнению с ними ниже в 1,5—2 раза (табл. 1). Уменьшение значений К7 ИХФАН по сравнению со значением К7 для дибунола обусловлено влиянием электроноакцепторных заместителей, снижающих антирадикальную активность АО [13]. ИХФАН в реакции с ЯО2^ значительно уступают а-токоферолу.
Стехиометрический коэффициент ингибирования для большинства АО близок или равен 3 (табл. 1).
Таблица 1.
Кинетические характеристики АО различного химического строения
№ п/п Название АО Формула Соединения К7Х104, М"1хс'1 f
I Парацетамол (№(4-гидрокси-фенил)ацетамид) 4,00 2,4
II Осалмид (№(4'-гидроксифенил)-2-гидроксибензамид) ф~{о>« 6,86 2,4
III 3-трет-бутил-К-(3',5'-ди-трет-бутил-4' -гидроксифенил)-2-гидрокси-5-этилбензамид 1,69 2,6
IV К-[3-(3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)-пропил] -2-гидрокси-бензамид 0,52 3,3
V 3 -трет-бутил-№ [3 -(3 ',5'- ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)-пропил] -2-гидрокси-5-этилбензамид 0,85 3,6
VI 3 -трет-бутил-№ [3 -(3 ',5'- ди-трет-бутил-4 -гидроксифенил)-пропил] -2-гидрокси-5-этил-бензсульфид 0,74 4,5
VII Калиевая соль 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил-пропановой кислоты (Фенозан К) но-^сн2-сн2-соок 2,20 2,0
VIII Метиловый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил-пропановой кислоты (Метиловый эфир фенозана) 2,3 2,0
IX Сукцинат (К,№диметил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-9) - 0,79 1,9
X Иодид (К,К,№триметил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10) 0,59 2,0
XI Бромид (К,№диметил-№ октил-2-аммониоэтил)-3 -(3, 5 - ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-8) 1,06 2,8
XII Бромид (К,№диметил-№ децил-2-аммониоэтил)-3 -(3, 5 - ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-10) 0,98 2,6
XIII Бромид (К,№диметил-№ додецил-2-аммониоэтил)-3 - (3, 5 - ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-12) 0,97 2,4
XIV Бромид (К,№диметил-№ гексадецил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-16) 0,94 2,2
XV а-Токоферол [2,5,7,8-тетра-метил-2-(4,8,12-триметилтри-децил)-6-гидроксихроман)] 360 2,0
XVI Дибунол (1 -гидрокси-2,6-ди-трет-бутил-4-метилбензол) 1,40 2,0
Таким образом, приведенные данные показывают, что действие исследуемых АО обусловлено антирадикальной активностью в отношении
пероксильных радикалов RO2•, ведущих процесс окисления. При этом на одной молекуле ингибитора погибает в среднем три свободных радикала.
Существует тесная взаимосвязь между значением константы скорости реакции К7 и природой заместителя в пара-положении. Полученные нами данные о характере влияния заместителей разной природы согласуются со сведениями, приводимыми в известных монографиях и обзорах. По данным работ Рогинского В.А. [13] и Эмануэля Н.М. [15] исследовали изменения К7 с изменением донорной или акцепторной активности заместителей в пара-положении 2,6-ди-трет-бутилфенола. Наблюдается практически линейное увеличение К7 с увеличением электронодонорной активности заместителей в ряду:
- Н < - ^ < - С1 < - сн3 < - он < - осн3 < - хн2
В ряду производных с электроноакцепторными заместителями К7 уменьшается пропорционально увеличению акцепторной активности:
- СООС2Н5 < - соон < - сно < - СМ < - N02
Эффективность антиоксиданта в значительной степени определяется величиной константы скорости реакции ^ фенола с пероксильными радикалами и зависит от энергии разрыва связи O-H (р^н), длины связи O-H, энергии активации Е7, от характера заместителя в орто- и пара-положении [2]. Известно, что энергия активации Е7 линейно возрастает с ростом прочности связи О-Н в фенолах, а введение в орто-положение трет-бутильных групп приводит к снижению РО.Н. Было замечено, что при равных значениях РО-Н некоторые неэкранированные фенолы более активны в реакции с пероксильными радикалами, чем их экранированные аналоги [3], что было связано с изменениями распределения электронной плотности в ароматическом
кольце. Показано, что чем длиннее связь между атомами в молекуле, тем меньше её прочность.
При помощи компьютерной программы Current Gaussian 09 Revision D.01 были рассчитаны длины связей между атомами в молекулах изучаемых антиоксидантов, возможность образования внутримолекулярной водородной связи (ВВС), дипольные моменты и энергии активации молекул Еа. Показано, что длина связи O-H в ароматическом кольце А производных салициловой кислоты больше, чем длина связи O-H в кольце Б. Вероятно, что наиболее активными группами O-H в реакциях с пероксильными радикалами являются гидроксильные группы из кольца А. Введение трет-бутильного заместителя в бензольное кольцо А увеличивает длину связи O-H в соединениях. Длина ВВС между группами O-H...O = C уменьшается с введением в орто-положение трет-бутильных заместителей (табл. 2). Длина связи C-N в молекуле парацетамола составляет 1,37673х10"10 м. В молекулах амидов салициловой кислоты с увеличением заместителей в орто- и пара-положении длина связи C-N изменяется от 1,36458х10"10 м (у осалмида) до 1,35994х10"10 м (у АО V). Показано, что амиды (на примере осалмида) не образуют ВВС между группами N-H ... O-H, по расчетам длина связи будет составлять 2,12221х10"10 м, а дипольный момент ц=3,3548 D, поэтому существование такой молекулы не оптимально. Длина связи C-S у сульфида салициловой кислоты составляет 1,36001х10-10 м.
Таблица 2.
Расчетные параметры длины связей между атомами, дипольного момента и энергии активации молекул антиоксидантов при помощи компьютерной
программы Current Gaussian 09 Revision D.01
Название АО* Длина связи O-H Длина связи O-H Энергия активации Еа молекулы АО, кДж/моль Дипольный момент, Ц, D Длина связи
(бензоль- (бензоль- O-H ...
ное кольцо А), х10-10 м ное кольцо Б), х10-10 м O=C, х10-10 м
АО I 0,96604 - -515,499693 2,1263 -
АО II 0,98787 0,96282 -782,6772869 2,6778 1,67786
АО III 0,99792 0,96073 -1332,8884321 2,0732 1,60562
АО IV 0,99633 0,96117 -1214,9407749 2,1775 1,63868
АО V 1,00105 0,96115 -1450,8413009 2,0449 1,59062
АО VI 0,99134 0,96116 -1793,665124 2,5171 1,59839
Дибунол 0,96093 - -661,3149206 1,8521 -
*Номер антиоксиданта соответствует табл. 1
Таблица 3.
Расчетные параметры длины связей между атомами при помощи компьютерной программы Current Gaussian 09 Revision D.01
Название АО Длина связи O-H,x10"10 м
Дибунол 0,96093
Фенозан К 0,96091
Метиловый эфир фенозана 0,96111
ИХФАН-10 0,96556
ИХФАН-10-С-8 0,96543
ИХФАН-10-С-10 0,96544
ИХФАН-10-С-12 0,96545
1.55381 1 55334
Схема 1. Длины связей между атомами в молекуле фенозана К
Схема 2. Длины связей между атомами в молекуле ИХФАН-10
Показано, что длина связи O-H для дибунола, фенозана К и метилового эфира фенозана имеет близкие значения. Введение в структуру антиоксидантов остатка этаноламина, замещенного по атому азота алкильными заместителями, увеличивает длину связи O-H (схема 1, 2; табл. 3), которая практически не зависит от длины углеводородной цепи радикала R. Известно, что константа скорости реакции ИХФАН с пероксильными радикалами K7 по сравнению с фенозаном К ниже в 1,5—2 раза (табл. 1). Вероятно, снижение антирадикальной активности ИХФАН можно объяснить формированием с их участием надмолекулярных структур, которые препятствуют ускоренному протеканию реакций.
Ингибирующее действие всех указанных соединений тестировалось в
5 3
широком диапазоне концентраций (5,0x10" —2,5x10" М) и сравнивалось с действием известных АО — дибуном, a-токоферолом. Было показано, что исследуемые АО увеличивают периоды индукции окисления модельного субстрата МО. Для всех синтетических антиоксидантов наблюдалась линейная зависимость между периодом индукции и концентрацией. Антиоксидантная активность осалмида по сравнению с парацетамолом снижалась в 2 раза, а брутто-ингибирующая активность пространственно замещенных фенолов была выше практически в 2 раза пространственно незатрудненных АО. Осалмид, имеющий высокое значение константы скорости реакции K7, взаимодействия с пероксильными радикалами, проявлял наименьшую антиоксидантную активность, что обусловлено отсутствием в его структуре экранирующих трет-бутильных заместителей. Осалмид образует достаточно активные феноксильные радикалы (In*), которые участвуют в реакциях продолжения цепей с молекулами субстрата (RH): In* + RH ® R* + InH. Сопоставление между собой ряда структур: амидов салициловой кислоты (III, IV, V) (табл. 4) показывало, что разделение между собой тремя метиленовыми группами амидного и фенольного фрагментов молекулы приводило к повышению брутто-ингибирующего действия АО. Очевидно, этот эффект связан с отсутствием p-р-
сопряжения между аминогруппой и бензольным ядром. Было установлено, что структуры (IV, V, VI) близки по своему антиоксидантному действию (табл. 4).
Показано, что ОН-группа, расположенная в орто-положении к карбоксильной СООН-группе, независимо от степени ее экранирования, не вносит существенного вклада в эффективность ингибирования (табл. 4). На основании полученных данных можно рекомендовать осуществление синтеза потенциальных АО, у которых экранированная фенольная ОН-группа должна находиться в пара-положении к амидной группе, что исключит возможность образования внутримолекулярной водородной связи. Направленный синтез указанных соединений позволит создать новую группу высокоэффективных ингибиторов окисления.
Таблица 4.
Кинетические параметры инициированного окисления метилолеата в присутствии различных концентраций исследуемых антиоксидантов _4,2х10"8 Мхе'1, 1=60° С_
С (АО) х1° ^ ^ инд, W 02 нач х10-7, W 02 тах х1°-7, W 02 тах МО /
М мин Мхе-1 Мхе-1 W 02 тах АО
Метилолеат
0 26 1,90 8,00 -
Парацетамол
2 220 0,57 1,30 6,2
4 425 0,50 1,16 6,9
10 1030 0,20 0,28 28,6
Осалмид
2 110 1,06 2,19 3,7
4 200 0,76 1,98 4,0
10 500 0,37 1,12 7,1
З-трет-бутил-^р'^'-ди-трет-бутил^'-гидроксифенил^-гидрокси-
5-этилбензамид
2 200 0,62 4,60 1,7
4 280 0,47 3,40 2,4
10 620 0,27 2,38 3,4
^[З-р'^'-ди-трет-бутил^'-гидроксифенил^пропил]^-
гидроксибензамид
2 240 0,83 3,26 2,5
4 370 0,73 3,12 2,6
10 890 0,35 2,11 3,8
3-трет-бутил-^[3-(3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксифенил)-пропил]-
2-гидрокси-5-этилбензамид
2 240 0,б4 3,24 2,5
4 380 0,48 3,10 2,б
10 900 0,27 2,05 3,9
3-mреm-бутил-N-[3-(3/,5/-ди-mреm-бутил-4/-гидроксифенил)-пропил]- 2-гидрокси-5-этилбензсульфид
2 230 0,б1 3,30 2,4
4 390 0,4б 3,0б 2,б
10 910 0,2б 2,01 3,8
Сукцинат (N,N-диметил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-mреm-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-9)
2 200 1,24 4,93 1,б
4 410 0,93 4,40 1,8
10 1025 0,21 3,35 2,4
Иодид (^^^триметил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-/ гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-1 пр£П-6УТИЛ-4- L0)
2 210 0,74 4,52 1,8
4 450 0,б2 3,92 2,1
10 1125 0,31 3,18 2,5
Бромид (N,N-диметил-N-октил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-mреm-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-8)
2 б0 1,49 7,08 1,1
4 80 0,92 5,0б 1,б
10 350 0,29 3,47 2,3
Бромид (N,N-диметил-N-децил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-mреm-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-10)
2 100 1,0б 4,43 1,8
4 190 0,93 4,13 2,0
10 540 0,20 3,31 2,4
Бромид (N,N-диметил-N-додецил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-mреm-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-12)
2 90 1,49 4,б5 1,7
4 100 0,74 4,20 1,9
10 440 0,б0 3,35 2,4
Бромид (N,N-диметил-N-гексадецил-2-аммониоэтил)-3-(3,5-ди-mреm-бутил-4-гидроксифенил)пропионата (ИХФАН-10-С-16)
2 130 0,93 4,09 2,0
4 200 0,90 3,б5 2,2
10 1075 0,35 3,19 2,5
а-Токоферол
2 1б0 0,78 б,5 1,2
4 280 0,7б б,4 1,2
10 б00 0,7б б,4 1,2
Дибунол
2 190 0,68 6,3 1,3
4 380 0,69 6,2 1,3
10 950 0,69 6,3 1,3
Ингибиторы «гибридной» структуры либо близки (11,111), либо превосходят (I, IV, V, VI) по своему действию природный АО - а-токоферол, а структуры (I, V, VI) соизмеримы с эффективностью дибунола (табл. 4).
Антиоксиданты группы ИХФАН, исходя из характера зависимости периодов индукции от концентрации, можно разделить на две группы. Для фенозана К, метилового эфира фенозана, ИХФАН-9, ИХФАН-10 зависимость носила линейный характер, соединения превосходили по своему ингибирующему действию а-токоферол в 2 раза и были соизмеримы с действием дибунола. Для другой группы ингибиторов зависимость периодов индукции от концентрации имела 8-образный характер. К этой группе относятся антиоксиданты, содержащие при атоме N алкильные заместители с различным числом углеродных атомов. «Пороговая» концентрация, соответствующая излому концентрационных кривых, уменьшалась пропорционально росту длины цепи заместителя Я, что было связано с образованием макромолекулярных структур при определенных концентрациях ИХФАН.
Для проверки гипотезы о возможности структурирования антиоксидантов в системе окисления в нашей совместной работе [16] было проведено детальное исследование с использованием АТЯ-инфракрасной спектроскопии (АТЯ-ИК). Были изучены структурные изменения в гидрофобной среде в самих агрегатах ИХФАН с длинной углеводородной цепью и их взаимодействии с фосфолипидами. Дипалмитоилфосфатидилхолин (ДПФХ) относится к фосфатидилхолину, преобладающему в фосфолипидах и составляющему основную структуру эукариотов клеточных мембран. ДПФХ с двумя С16-цепями часто используется в качестве модели липидной биомембранной структуры. Инфракрасная спектроскопия способствовала проникновению во всю молекулярную структуру компонентов ИХФАН. Эта методика позволяла
проследить мельчайшие изменения в собранных вместе структурах амфифилических молекул [17]. Различная длина цепочек объединенного соединения ИХФАН-ДПФХ в процессе эксперимента приводила к различной глубине проникновения ИХФАН в бислойный ДПФХ. Гомологи ИХФАН с длинным углеводородным хвостом проникали глубже в структуру ДПФХ и вызывали ее неупорядоченность [16]. Объединения конического ИХФАН и цилиндрического ДПФХ вызывала подъем в свободных пространствах вокруг алифатических хвостов и уменьшение уплотнения углеводородных цепочек, которые уменьшают Van der Waals взаимодействия между ними. Отмечено, что
структура ИХФАН-10-С-10 является оптимальной для того, чтобы внедряться в структуры липидов биомембран и вызывать совместную конформационную неупорядоченность в меньшей степени [16].
Похожие результаты были обсуждены в работе Кривандина А.В. с соавторами [4]. Показано, что в присутствии ИХФАН-10-С-10 происходило уменьшение толщины липидных мембран и периода их укладки в липосомах. При высоком содержании ИХФАН-10-С-10 наблюдалось ухудшение упорядоченности мембран в липосомах, что авторы связывали с микрофазной сегрегацией ИХФАН-10-С-10 в мембранном мультислое. Результаты работы показывают, что ИХФАН-10-С-10 в значительных количествах может встраиваться в липидные мембраны, и на этом основано пролонгированное действие лекарственных препаратов на основе ИХФАН.
В работе была проанализирована закономерность изменения начальной (Wo2raH) и максимальной (Wo2max) скорости окисления в присутствии различных концентраций изучаемых АО. Указанные кинетические параметры практически не изменялись с ростом концентрации дибунола и а-токоферола, но существенно уменьшались при введении «гибридных» соединений (табл. 4). Были проведены эксперименты по прямому тестированию кинетики накопления гидропероксидов (ROOH) после введения в частично окисленный липидный субстрат каждого из исследуемых АО. Влияние всех АО было однотипным: после внесения ингибитора в течение первого часа наблюдалось
снижение концентрации гидропероксидов практически до исходного уровня, который в дальнейшем не возрастал в течение всего периода наблюдений (8 часов). В контроле пероксиды продолжали накапливаться. Установлено, что все исследуемые соединения способствовали разрушению гидропероксидов на 40—75 %.
Таким образом, различные фрагменты «гибридных» соединений действуют по разным механизмам: фенольные гидроксилы взаимодействуют с пероксильными радикалами, обрывая цепи окисления, а амидные, сульфидные и аминогруппы разрушают гидропероксиды нерадикальным путем.
Выводы:
1. «Гибридные» антиоксиданты в процессе окисления действуют по двум механизмам: реагируют с пероксильными радикалами и разрушают гидро-пероксиды с образованием молекулярных продуктов.
2. Установлено, что введение экранирующих орто-трет-бутильных заместителей и разделение ароматических фрагментов тремя метиленовыми группами в структурах производных салициловой кислоты приводит к увеличению антиоксидантной активности соединений.
3. Показано, что введение экранирующих орто-трет-бутильных заместителей в структурах производных салициловой кислоты приводит к уменьшению в четыре раза значений констант скорости реакции ^ с антиоксидантами, а разделение ароматических фрагментов тремя метиленовыми группами в два раза.
4. Структура ИХФАН-10-С-10 является оптимальной для того, чтобы встраиваться в липидные мембраны и вызывать в меньшей степени совместную конформационную неупорядоченность.
Список литературы:
1. Алексеева О.М., Ким Ю.А., Миль Е.М. и др. Сравнительное исследование
влияния гибридных антиоксидантов на структуру и функции компонентов
биологических мембран // Биоантиоксидант: Тез. докл. VIII Международн. конф. М., 2010. — С. 17-18.
2. Беляков В.А., Шанина Е.Л., Рогинский В.А., Миллер В.Б. Энергия О - Н и ингибирующая способность пространственно-затрудненных фенолов // Изв. АН СССР. — 1975. — № 12. — С. 2685—2691.
3. Денисов Е.Т. Хиноны как акцепторы атома водорода и активаторы антиоксидантов // Кинетика и катализ. — 1997. — Т. 38. — № 6. — С. 832—838.
4. Кривандин А.В., Фаткуллина Л.Д., Шаталова О.В. и др. Исследование встраивания антиоксиданта ИХФАН в липосомы методом малоуглового рентгеновского рассеяния // Химическая физика. — 2013. — Т. 32. — № 5. — С. 91—96.
5. Крысин А.П. Обоснование наличия в структуре биоантиоксиданта фотостабилизирующего фрагмента. Синтез новых производных салициловой кислоты. // Биоантиоксиданты. Научный вестник Тюменской мед. академии. Тюмень. — 2003. — № 1. — С. 75—77.
6. Никифоров Г.А., Белостоцкая И.С., Вольева В.Б. и др. Биоантиоксиданты «поплавкового» типа на основе производных 2,6-дитретбутил-фенола // Биоантиоксиданты. Научный вестник Тюменской мед. академии, Тюмень. — 2003. — № 1. — С. 50—51.
7. Паршина Е.Ю., Гендель Л.Я., Рубин А.Б. Влияние гидрофобных свойств производных ряда ихфанов на их мембранотропное действие // Химико-фармацевтический журнал. — 2012. — Т. 46. — № 2. — С. 17—20
8. Перевозкина М.Г. Кинетические модели для тестирования антиоксидантов // Естественные и математические науки в современном мире. Новосибирск. — 2013. — № 9. — С. 75—101.
9. Перевозкина М.Г. Кинетика каталитического окисления мицеллярных субстратов в присутствии лекарственных препаратов различного фармакологического действия // Фундаментальные исследования. — 2014. — № 3 (1). — С. 68—75.
10. Перевозкина М.Г. Моделирование процессов окисления липидов биомембран в присутствии антиоксидантов // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. — 2014. — № 2 (22). — С. 10—22.
11. Перевозкина М.Г. Тестирование антиоксидантной активности полифункциональных соединений кинетическими методами. Новосибирск: Изд. СибАК, 2014. — 240 с.
12. Поротов Л.Г., Сторожок Н.М., Перевозкина М.Г. Кинетические исследования антиоксидантного и фотостабилизирующего действия осалмида - нового амидного производного салициловой кислоты // Сб. докл. всерос. науч. конф. Молодых ученых и II школа им. Академика Н.М. Эмануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты». М.. (1— 3 июня), 2006. — С. 131—133.
13. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты: реакционная способность и эффективность. М.: Наука, 1984. — 247 с.
14. Шляпинтох В.Я., Капухин О.Н., Постников Л.М. и др. Хемилюмине-сцентные методы исследования медленных химических процессов. М.: Наука, 1966. — 300 с.
15. Эмануэль Н.М., Денисов Е.Т., Майзус З.К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. М.: Наука, 1965. — 375 с.
16. Cieslik-Boczula K. ATR-IR spectroscopic study of the structural changes in the hydrophobic region of ICPAN/DPPC bilayers / Cieslik-Boczula K, Czarnik-Matusewicz B., Filarowski A., Koll A., Perevozkina M., Boens N., De Borggraeve W.M. // Journal of molecular structure. — 2008. — Vol. 878. — № 1—3. — P. 162—168.
17. Westlund P.O., Yarwood J. A Fourier transform infrared study of the lamellar liquid crystalline phase of dimethyldodecyl amineoxide-water and dimethyldodecyl amineoxide-gramicidin-D-water systems // Vibrational Spectrosc.- 1996. — Vol. 10. — № 2. — P. 191—201.
