CC BY
67
УДК 541.15
В.В. Фролов*, Ю. А. Скрипник, А.А. Фенин, Э.П. Магомедбеков
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9 * [email protected]
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРИПТАМИНА С ГИДРОКСИЛЬНЫМ РАДИКАЛОМ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ
Методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии определены продукты взаимодействия триптамина с гидроксильным радикалом, который образуется в результате облучения водного раствора. Методом конкурирующих реакций с использованием терефталевой кислоты определена константа скорости взаимодействия триптамина с гидроксильным радикалом, равная 1.4^ 1010 моль-л-1-с-1.
Ключевые слова: триптамин, гидроксильный радикал, константа скорости взаимодействия.
Введение
Триптамин — моноаминный алкалоид, производное индола, химическое название: 2-(1H-индол-3-ил)этанамин. Триптамин обнаруживается в растениях и организмах животных и является промежуточным звеном при биосинтезе большинства алкалоидов групп хинина и индола. Предполагается, что триптамин играет роль нейротрансмиттера и нейромедиатора в головном мозге млекопитающих. Одним из известных производных триптамина является серотонин, важнейший нейромедиатор и гормон.
Экспериментальная часть
Облучение проводили при комнатной температуре на установке РХМ-у-20 РХТУ им. Д.И. Менделеева, источник излучения 60Со, мощность поглощенной дозы - 0.085 Гр/с определенной по дозиметру Фрикке [1].
Анализ полученных растворов проводили на УВЭЖХ Waters Acquity, оснащенным диодно-матричным детектором и тандемным квадрупольным масс-спектрометром. Для разделения продуктов радиолиза использована колонка ACQUITY UPLC® BEH C18 1.7цш 50мм х 2мм. Подвижная фаза А - 0,1% муравьиная кислота в воде, В - ацетонитрил. Разделение проводили в градиентном режиме (табл. 1).
Таблица 1.
Время, Скорость А, % В,%
мин потока
0 0,25 100 0
1,5 0,25 100 0
2,5 0,6 80 20
3 0,6 80 20
3,2 0,6 100 0
4,8 0,6 100 0
Спектрофотометрическое сканирование вели в диапазоне 200-400нм. Масс-спектрометрическое определение проводили при следующих условиях (получены оптимизацией определения триптамина программой InteliStart): режим работы ESI+, напряжение на капилляре 3,7кВ; напряжение конуса 24В; температура источника 200°С; расход газа осушителя (азота) 650л/ч; напряжение на столкновительной ячейке 20В (газ - аргон высокой чистоты).
Для определения относительной константы скорости реакции триптамина с гидроксильным радикалом использован метод конкурирующих реакций с применением терефталевой кислоты как акцептора гидроксильных радикалов [2].
Константу скорости определяли из уравнения:
Wt kr
(1)
^н+ТФК-[Тфк] где :
И^ - скорость накопления гидрокситерефталевой кислоты (ГТФК) в системе без исследуемого вещества и при ьой концентрации исследуемого вещества.
кдн+ТФК - константа скорости реакции терефталевой кислоты с гидроксильным радикалом 3,3-109 моль-л_1-с-1 [3];
^дн+А - определяемая константа скорости реакции исследуемого соединения с гидроксильным радикалом.
В условиях эксперимента определялась скорость накопления гидрокситерефталевой кислоты путем измерения её концентрации флюориметрически на приборе «Флюорат-02-Панорама» при длине волны возбуждения 312 нм и регистрации свечения при длине волны 430нм.
Результаты и их обсуждение
Хроматограмма раствора после облучения дозой 2кГр представлена на рис. 1
5„25е-1 50е-1 4.75е-1-Í 5е-1-Л_25е-1-4.0е-1-З.Тбе-1-З.бв-1-3-25е-1-зое-1-
2 75е-1 2_5е-1 2_25e-1-г.Ое-1-1.75е-1 i.se-i-1.2бе-1 1.0е-1 Т.5в-2-5.0S-2-2.5е-2 0.0-
Оптическая плотность, е. о. п.
Трпптамин
-Q.00 0.20 040 ОбО
2.40 2.60
Время, мин
Рисунок 1. Хроматограмма водного раствора триптамина после облучения дозой 2кГр
В результате облучения происходит формирование большого числа продуктов радиолиза. Основное внимание было уделялись продуктам гидроксилирования триптамина, поскольку в литературе [4] имеются сведенья о присоединении гидроксильных радикалов к ароматическим и другим ненасыщенным системам.
Продукты Пр2 и Пр3 являлись продуктами присоединения одного гидроксильного радикала, а продукты Пр1 и Пр4 продуктами присоединения двух гидроксильных радикалов.
Этот вывод был сделан на основе масс-спектров продуктов представленных на рис. 2. 177
серотонин, однако в данных условиях время выхода серотонина составляло 1.9мин где не было обнаружено каких-либо пиков. Таким образом, 5 положение является менее активным по отношению к гидроксильному радикалу, чем другие.
Результаты по определению константы скорости взаимодействия гидроксильного радикала с триптамином показали, что накопление ГТФК происходит линейно с увеличением поглощенной дозы рис. 3
Интенсивность, отн.ед.
1 a 0,75
107 ai 0,5
0- TTTTfHV 152.69159.08 12Í/QB /IMlMII i, 169.21 ........... TT85 21510 ™ , 199.15 í 235.15 252.32 .2Б0.9Э 1 .WrtflWrA^TW^^ ■ ■ ■ Л miz 0,25
100 120 140
180 2ЕЕ 220 240
2S0 300
193
1
2
3
4
177
1Е 1'а-» 171.2а ' 2|й[
27В .ОТ МП..........
2DE 220 240 2ВЕ 2S0 300
100 120 140
3DD 220 240 2 Б D 2S0 300
Рисунок 2. Масс-спектры продуктов радиолиза: а - Пр3; Ь - Пр4; и с - триптамина.
Одним из возможных продуктов присоединения гидроксильного радикала является
0 50 100 150 200 250
Поглощенная доза, Гр
Рисунок 3. Накопление ГТФК в растворах с соотношением [Триптамин]/[ТФК] 1 - 0;
2 - 0.05; 3 - 0.1; 4 - 0.15.
Зависимость относительной скорости накопления ГТФК от концентрации триптамина оказалась так же линейной (рис. 4), что говорит о том, что в выбранном диапазоне концентраций не проявляется каких либо побочных реакций. То, что свободный член уравнения оказывается равным 1, так же подтверждает правильность подбора условий.
1
0
Рисунок 4. Зависимость относительной скорости накопления ГТФК от относительной концентрации триптамина
Константа скорости взаимодействия триптамина с гидроксильным радикалом получилась равной 1.4-1010 моль-л-1-с-1, что ниже скорости взаимодействия индола с гидроксильным радикалом - 3.2-1010 моль-л-1-с-1 [5]
Таким образом, хромато-масс-
спектрометрически зарегистрированны продукты радиолиза триптамина и определена реакционная способность триптамина по отношению к гидроксильному радикалу.
Фролов Владимир Викторович, аспирант 1года обучения кафедры химии высоких энергий и радиоэкологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Скрипник Юрий Александрович, студент гр. Ф-45 РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Фенин Анатолий Александрович, старший преподаватель кафедры химии высоких энергий и радиоэкологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Магомедбеков Эльдар Парпачевич, к.х.н., доцент, зав. кафедрой химии высоких энергий и радиоэкологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Основные положения. Экспериментальная техника и методы. М. : Наука, 1985. - 375 с.
2. Xinhua Qu, Louis J. Kirschenbaum* and Edward T. Borish. Hydroxyterephthalate as a Fluorescent Probe for Hydroxyl Radicals: Application to Hair Melanin // Photochemistry and Photobiology, 2000, 71(3): 307-313
3. Anbar, M.; Meyerstein, D.; Neta, P. J. Phys. Chem. 70(8): 2660-2 (1966)
4. Пикаев А. К. Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей. М.: Наука, 1986. - 440 с.
5. Iddon, B.; Phillips, G.O.; Robbins, K.E.; Davies, J.V. J. Chem. Soc. Pt. B (10): 1887-92 (1971)
Frolov Vladimir Viktorovich*, Skripnik Yuriy Alexandrovich, Fenin Anatoliy Alexandrovich, Magomedbekov Eldar Parpachevich
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
* e-mail: [email protected]
REACTING TRYPTAMINE WITH THE HYDROXYL RADICAL IN THE AQUEOUS SOLUTION
Abstract
By UPLC-MS certain products tryptamine interaction with the hydroxyl radical that is formed by the irradiation of an aqueous solution. Method of competing reactions using terephthalic acid determined rate constant interaction with the hydroxyl radical tryptamine equal to 1.4-1010 moH-1-s-1.
Keywords: tryptamine, y-radiation, radiolysis, chromatography, hydroxyl radical, absorption spectrum, mass spectrometry, constant interaction rate.
