Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез и анализ некоторых производных глутаминовой кислоты

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РФ МОСКОВСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ им. И. М. СЕЧЕНОВА

На правах рукописи Р Г Ь ОД УДК 615.31.466.6.07

- 5 СЕН 1ЯМ

СЕВРЮГИНА Юлия Юрьевна

СИНТЕЗ И АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ

15.00.02 — фармацевтическая химия и фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени медицинском стоматологическом институте им. Н. А. Семашко

Научный руководитель Доктор фармацевтических наук, профессор А. С. Берлянд

Официальные оппоненты Доктор химических наук, профессор Ю. Я. Харитонов Кандидат фармацевтических наук Е. Б. Нечаева

Ведущая организация Научно-исследовательский институт фармации

Защита состоится «.....»............ ..... 1994 г.

в ..... часов на заседании специализированного учёного совета № 7 (Д 074.05.06) при Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова (г. Москва, Суворовский бульвар, 13) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ММА им. И. М. Сеченова

Автореферат разослан «.....».............. 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 074.05.06 канд. фарм. наук, доцент

Н. П. Садчикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на прогресс практической и профилактической медицины заболевания сердечно-сосудистой системы занимают одно из ведущих мест в общей паталогии человека. Ишемическая, гипертоническая болезни, сердечная недостаточность, тромбофлебиты являются причиной инвалидности и смертности населения.

В этиологии этих заболеваний лежит отклонение от нормы концентрации таких жизненно важных металлов, как калий, магний, кальций. Создание лекарственных веществ, содержащих биогенные металлы в виде комплексов с глутами — новой кислотой, пиридоксальфосфатом и глицерофосфатом, позволило бы значительно расширить арсенал антиаритмических средстр. Перечисленные лиганды сами способны улучшать метаболизм миокарда и выполняют транспортную функцию.

Между возникновением аритмий и нарушениями свертывающей системы крови существует тесная связь. Повышение вязкости крови и активазация функциональной активности тромбоцитов провоцирует возникновение аритмий. В свою очередь аритмии способствуют застойным явлениям и повышают вязкость крови.

В последнее время активно изучается антикоагулянтный эффект комплексных соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) с различными лигандами.

При введении солей РЗЭ снижение свертываемости крови наступает практически мгновенно и продолжается очень длительное время. Таким действием не обладает ни один из известных антикоагулянтов.

Как известно, соединения РЗЭ довольно токсичны. Однако комплексообразование позволяет значительно снизить токсичность соединений, не вызывая при этом уменьшения фармакологической активности.

Синтез комплексных соединений калия, кальция, магния и некоторых РЗЭ с фармакологически активными лигандами, в частности с глутаминовой кислотой, являющейся естественным метаболитом, изучение их физико-химических и фармакологических свойств, разработка методов контроля качества позволили бы выявить наиболее фармакологически активные соединения с целью создания в дальнейшем на их основе лекарственных препаратов.

Изучение поведения, в частности комплексообразования катионов металлов с глутаминовой кислотой в водных растворах в условиях, близких к физиологическим, позволило бы смоделировать процессы, протекающие в живых организмах и предположить механизм действия изучаемых соединений.

Таким образом, синтез и комплексное изучение координационных соединений, содержащих биогенные металлы и РЗЭ, является актуальным.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы является поиск оптимальных путей синтеза комплексных соединений калия, кальция, магния и РЗЭ с глутаминовой кислотой и рядом веществ на ее основе; изучение физико-химических свойств полученных соединений, а также изучение процессов комплексообразования магния, цинка и РЗЭ с глутаминовой кислотой в водных растворах.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

— разработать методику синтеза смешанных глутаминатоЕ калия и магния с соотношением К:Мд = 1:1 и 2:1;

— разработать методику синтеза калиевой, кальциевой магниевой соли шиффова основания пиридоксальфосфатс и глутаминовой кислоты;

— разработать методику синтеза калиевой, кальциевой магниевой соли глицерофосфата и глутаминовой кислоты;

— синтезировать moho-, бис-, трисглутаминаты празеодима неодима, самария, эрбия;

— доказать индивидуальность, состав и строение пол у ченных соединений, охарактеризовать их физико-химически« свойства;

— установить способы координации в комплексных соедине ниях магния, цинка и некоторых РЗЭ с глутаминовой кислотой в водных растворах и рассчитать их константы образована методом математического моделирования;

— изучить фармакологическую активность полученных сое динений, выявить среди них наиболее активные с цельк создания в дальнейшем на их основе лекарственных препара тов.

Научная новизна. Впервые синтезированы комплексны! соединения, источники катионов биометаллов с использовани ем в качестве лигандов соединения глутаминовой кислот! с пиридоксальфосфатом и глицерофосфатом; получены твер дые глутаминаты РЗЭ различного состава.

С помощью традиционных физико-химических методов проведена идентификация и количественный анализ синтезированных соединений.

С помощью метода математического моделирования изучено комплексообразование глутаминовой кислоты с магнием, цинком и РЗЭ в водных растворах. В системе цинк — глутаминовая кислота установлено существование гидроксо-комплексов.

Изучена фармакологическая активность новых биологически активных веществ, показана высокая антиаритмическая и антико-агулянтная активность некоторых из них.

Практическая ценность работы. Разработанные методики синтеза комплексных соединений, содержащих калий, кальций, магний и некоторые РЗЭ, позволяют получать чистые вещества с высоким выходом.

Разработанные способы идентификации и количественного определения полученных соединений просты в выполнении, специфичны, высокочувствительны.

Разработанный способ идентификации примеси пиридоксаля в калиевой, кальциевой, магниевой соли шиффова основания пиридоксальфосфата и глутаминовой кислоты методом ТСХ отличается простотой, чувствительностью, доступностью и дешевизной реактивов.

Разработанный способ количественного определения калиевой, кальциевой, магниевой соли глицерофосфата и глутаминовой кислоты комплексонометрическим титрованием с использованием в качестве индикатора глиоксаль-бис-оксианила в значительной мере облегчает задачу определения кальция а присутствии магния и фосфат-ионов.

Программа «АиТОССЛШ.», используемая при изучении процессов комплексообразования магния, цинка и РЗЭ с глутаминовой кислотой, позволила с высокой точностью рассчитать константы образования глутамйнатов этих металлов и выявить наиболее значимые комплексные формы, существующие в водных растворах. Это позволяет использовать данную программу при изучении комплексообразования глутаминовой кислоты с катионами других металлов.

Установленный факт высокой фармакологической активности некоторых из синтезированных соединений позволяет рекомендовать их к дальнейшему изучению с целью создания на их основе лекарственных препаратов.

Внедрение результатов работы. Оценка фармакологического действия синтезированных веществ проведена на кафедре фармакологии ММСИ им. Н. А. Семашко. Установлена их антиаритмическая и антикоагулянтная активность, о чем имеется акт внедрения.

Разработан проект ВФС на глутаминат калия и магния, в соответствие с которым оценивается качество лекарственного вещества на период доклинических испытаний. Методики качественного и количественного анализа глутамината калия и магния внедрены на кафедре общей и биоорганической химии ММСИ им. Н. А. Семашко.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседании кафедры общей и биоорганической химии ММСИ им. Н. А. Семашко (1992, 1993 г.) и на конференции молодых ученых «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины» (ММСИ им. Н. А. Семашко, 1993 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

На защиту выносятся:

— методика синтеза смешанных калий-магниевых солей глутамйновой кислоты;

— методика синтеза калиевой, кальциевой, магниевой соли шиффова основания пиридоксальфосфата и глутамйновой кислоты;

— методика синтеза калиевой, кальциевой, магниевой соли глицерофосфата и глутамйновой кислоты;

— способы получения твердых глутаминатов некоторых РЗЭ;

— способы идентификации и определения чистоты полученных соединений физико-химическими методами;

— способы количественного определения синтезированных веществ;

— результаты исследования фармакологической активности полученных соединений;

— изучение процессов комплексообразования, протекающих в водных растворах, рН-метрическим титрованием с обработкой полученных данных методом математического моделирования.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит разделы: введение, обзор литературы, 5 глав • с изложением собственных исследований, общие выводы, список цитируемой литературы, включающий 174 работы отечественных и зарубежных авторов, и приложения. Печатный

текст, не считая литературного указателя и приложений, составляет 136 страниц. В работе приведены 37 рисунков и 22 таблицы.

Получение твердых глутаминатов калия и магния, производных глутаминовой кислоты, содержащих биогенные элементы — калий, кальций, магний, фосфор и некоторые РЗЭ

Комплексные , соединения, содержащие калий, кальций, магний и РЗЭ получали взаимодействием эквимолярных количеств лигандов с карбонатами, оксидами и гидроксидами металлов. Все реакции протекали в водной среде. Из раствора вещества выделяли упариванием или высаливанием этанолом. Для получения устойчивых при хранении соединений значительную роль играло соблюдение температурного режима.

Состав синтезированных веществ подтверждался результатами элементного анализа (Табл. 1). Гидратный состав — титрованием по Фишеру.

В результате проведенных исследований были синтезированы следующие соединения:

Вещество 1. Калия-магния глутаминат (К:Мд = 1:1).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Вещество II. Калия-магния глутаминат (К:Мд = 2:1).

Af'H*

г Таблица 1.

Данные элементного анализа полученных комплексных

соединений

Соединение Найдено, % Вычислено, %

С H N P Me С H N P Me

Вещество 1 31,23 5,76 7|57 31,41 5,58 7,33

Вещество il 32,29 5,27 7,76 32/44 5,14 7,57

Вещество Ш 27.70 3,63 4,75 5,22 27 ,61 3,54 455 5,49

Вещество 1У 25,55 4,70 4,60 3,62 25,70 4,80 55O 3,70

Рг (Glu) Cl • 3H20 16,50 3,60 4,20 38,1 16,00 3,50 3,70 37,60

Nd (Glu) Cl • 3H20 16,20 3,20 3,40 37,3 15,90 3/40 3,70 3850

Sin (Glu) a • зн2о 16,00 3,60 3,80 38,60 15,60 3/0 3,60 3950

S i (Glu) Cl - 3H20 16,20 3,00 350 4250 15,70 250 3,70 43,60

Pi (HGlu) Glu • 5H20 23,40 5,20 5,60 27,40 23,00 4^0 5/40 2750

Nd (HGIh)GIh . 5H20 23,10 5,50 4,60 2650 2250 5,30 4^0 27,40

Sm (HGIi))GIM • 3H20 24,30 4,40 550 29,70 24,20 4,20 5,70 30 50

Sr (HGHH)GIH -3H20 23,40 4,00 5,40 32,40 23/10 4,10 5.50 32,60

Pr (HGIH)J • 6H20 26,30 5,80 4,70 20,00 26,20 6,10 5,20 20,50

Nd (HGIn)3 ♦ 7H20 25,70 6,20 4,60 19,60 25,40 550 5,30 20,30

Sm(HGIn)3 • 4H20 27,60 4,80 6,50 27,10 27,30 450 6/40 27,70

£r(HGIn)3 • 6H20 29, 90 6,30 6,80 4,80 29,60 6,40 6,90 5,40

Вещество III. Калиевая, кальциевая, магниевая соль шиффова основания пиридоксальфосфата и глутаминовой кислоты.

/ о

с-сн2_сн2 —сн-сГ

° I// ^ок

# I Са, Мд2 - 8Н2О

II СИ

ох 3

Вещество1У. Калиевая, кальциевая, магниевая соль глицерофосфата и глутаминовой кислоты.

н2с-он /0 " о

НС - о - f°о - cL-C-cН° - СН! - Р - %->М9

i

IV_а I #

О = С — сн2 — сн2 — сн — С

| ^ок

л/Ht

Глутаминаты РЗЭ.

moho— Ln[Glu]CI • nH20 бис— Ln[HGIu]Glu • nH20 трис— Ln[HGIu]3 • nH20 Ln3>= Pr, Nd, Sm.e r.

Идентификация и изучение физико-химических свойств синтезированных веществ

Вещества 1 и II (глутаминаты калия и магния) сходны между собой по своему строению и физико-химическим свойствам. Они представляют собой белые кристаллические порошки, легко растворимые в воде, практически нерастворимые в спирте и хлороформе.

рН 10% растворов 5,5 — 6,5.

Подлинность устанавливалась с помощью аналитических реакций, рекомендованных ГФ Х1 и методом ТСХ в системе растворителей н-бутанол — лед. уксусная кислота—вода (40:15:15). Вещество-свидетель — глутаминовая кислота. В каче-

стве детектирующего агента использовался 0,2% раствор нингидрина в спирте.

Обнаружение примеси пирролидонкарбоновой кислоты (ПКК), образующейся при нагревании раствора глутаминовой кислоты в ходе синтеза веществ I и II, также проводилось методом ТСХ в системе н-бутанол — лед. ускусная кислота — вода (120:30:50). После двойного хроматографирования пластинку подсушивали и опрыскивали 1 % раствором ЫагСОз, а затем помещаЛи в камеру с хлором на 10 минут. После удаления хлора с пластинки ее опрыскивали 1 % раствором К1. Установлено, что содержание ПКК в веществах 1 и 11 менее 0,5%.

Методом ИК-спектроскопии устанавливали структуру синтезированных соединений. Спектры снимались в дисках с КВг. В спектрах К, Mg [HGlu^, К2Мд [HGlub и глутаминовой кислоты имеется полоса при 1080 см"1, отнесенная к валентным колебаниям С — N группы. Однако, в спектрах веществ I и 11 эта полоса более интенсивна. Полосы, наблюдающиеся в спектре глутаминовой кислоты при 1210 и 1230 см"1, отвечающие колебаниям с участием связи С — О, характерные дл^ дикарбоновых кислот, в спектрах веществ 1 и 11 отсутствуют. В области 1540—1650 cm"1 наблюдается широкая интенсивная полоса, отнесенная к QasC — О. В области 1700 см 1 в спектрах веществ I и II полос поглощения не наблюдается, что подтверждает отсутствие недиссоциированных и некоординированных карбоксильных групп, а значит можно предположить, что полученные соединения имеют бетаиновое строение, то есть атомы азота протонированы, в координации с ионами металлов не участвуют и образование хелатного глицинового цикла исключено.

Методом дериватографии были исследованы термические характеристики веществ 1 и II. Происходящие при нагревании образцов до температуры 150—160° потери массы связаны, по-видимому, с дегидрацией. Это согласуется с результатами определения содержания воды титрованием по Фишеру.

Вещество III представляет собой желтый кристаллический порошок. Оно мало растворимб в воде, практически нерастворимо в спирте и хлороформе, легко растворимо в разведенной НС1.

рН 0,2% раствора 9,2 — 10,4.

Определение специфической примеси — пиридоксаля — проводилось методом ТСХ с использованием воды в качестве

:истемы растворителей. Хроматографирование проводилось } защищенной от света камере. Детектирование осуществляли эпрыскиванием пластинки диазореактивом, 10% раствором ацетата натрия, а затем 1 % раствором сульфата цинка. Пятно тиридоксаля окрашивалось в красно-фиолетовый цвет. Установлено, что содержание этой примеси не превышает 1 %.

ИК-спектры вещества 111 и пиридоксальфосфата (ПФ), снятые а дисках с КВг, подтверждают образование основания Шиффа. Об этом свидетельствует отсутствие в спектре вещества III полосы поглощения при 1700 см"1, соответствующей колебаниям карбонильной группы, и наличие широкой полосы 1580— 1620 см"', отнесенной к колебаниям — СН = N-группы. Полоса поглощения в области 1400 см"1 характерна для аниона аминокислоты.

В УФ-спектре 0,1% водного раствора вещества III имеются максимумы поглощения при 220 нм (в УФ-спектре ПФ этот максимум отсутствует), 330 нм и слабая полоса при 390 нм. См соответственно равны 15 160, 5060, 2410.

С помощью УФ спектров возможно идентифицировать вещество III в ряду других соединений.

Вещество IV— калиевая, кальциевая, магниевая соль глицерофосфата и глутаминовой кислоты — белый кристаллический порошок, мало растворимый в воде, растворимый в разведенной HCl, практически нерастворимый в органических растворителях.

pH 0,5% раствора 9,0— 10,0.

Снятые в дисках с КВг ИК-спектры вещества IV и глицерофосфата малоинформативны. Идентификация гидроксильных и аминогрупп затруднена из-за внутри- и межмолекулярных водородных связей, как в глицерофосфате, так и в веществе IV. Колебания этих групп проявляются в виде одной широкой полосы в области 2600—3500 см"1. Полоса поглощения 1000 см"1 отнесена к колебаниям фосфатной группы.

В УФ-спектре 0,2% водного раствора вещества IV наблюдается максимум поглощения при 210 нм, что может послужить целям идентификации этого соединения.

Полученные моно-, бис- и трисглутаминаты РЗЭ представляют собой порошкообразные вещества, хорошо растворимые в воде. Соединения празеодима светлозеленого цвета, неодима-светлосиреневого, самария-бледножелтого, эрбия-розового.

Характер ИК-спектров комплексов различного состава сходен. В области 1700 см"1 в спектре протонированных

комплексов полос поглощения не наблюдается, что говорит об отсутствии некоординированных протонированных карбоксильных групп.

В спектрах гидратов moho-, бис- и трисглутаминатов проявляется широкая интенсивная полоса при 1550—690 см"'. При дегидрации комплексов эта полоса разрешается на полось 1570 и 1650 см"1. Полосу 1570 см-1 можно отнести к vas С — О ионизированной карбоксильной группы, 1650—1680 — протежированной связанной карбоксильной группы. Можнс предположить, что группа — COCÍ участвует в координации с Ln3* или в сложной системе прочных симметричных водородных связей. Полосы в области 1410—1420 см"1 отнесены kÍsC — О. Полосы поглощения О С — N в глутамина-тах разного состава проявляются в области 1040—1085 см-1.

В комплексах имеет место сложная система водородных связей с участием молекул воды, ионизированных карбоксильных групп, аминогруппы. Об этом свидетельствует широка« интенсивная полоса в области 3000—3600 см"1 в ИК-спектрах гидратов. Прлосы поглощения в области 2860—2960 см"1 отнесены к V С — Н.

На основании ИК-спектров синтезированных комплексов РЗЭ сделаны предположения об их строении (рис. 1).

Количественное определение производных глутаминовой кислоты

Известно, что растворение солей аминокислот в ледяной уксусной кислоте способно значительно усилить их основные свойства, поэтому количественное определение калий-магниевых солей глутаминовой кислоты {проводили титрованием хлорной кислотой потенциомётрически. Вещества 1 и II нерастворимы в уксусной кислоте, поэтому навеску растворяли сначала в минимальном количестве воды, а затем добавляли уксусный ангидрид. Титрантом служил 0,1 М раствор НС104.

ю

,0'

^о — L,

СН2-СН2- CH-Cjf / / \\

U— Y U N /у,

¿и

Н*Г !\Ч

C№HC-CÍ° V) v С ^ I I

/Ч0Н и СН-С-О—Ьп

Ъ -CH2-CHZ

LMu\-nWß а.

но

<4 ^

)с-сн2-сн2-сн-с<±0

он

I

yu2

^ УЩЯг/.!4P

. ' /

»

H

0'

\

I ~ о Оч /СН-ССГ

Vcib-CHÍ O-^-Lh О

п I

ctiz I *b 1пшЛ0

С о-с-

¿/ е.

/

>

H-0N .0 H H

I

Рис. 1. Координация РЗЭ глутаминовой кислотой.

- 13-

Содержание вещества 1 в субстанции в пересчете н< безводное вещество составляло не менее 98,5%, вещества 11 — не менее 99,0%.

Относительные ошибки среднего результата не превышал» 0,27% и 0,45% соответственно.

Вещество III содержит одновременно ионы кальция, магниз и фосфат-ионы. Плохая растворимость в воде и органически) растворителях, а также интенсивная желтая окраска растворо! значительно осложняет анализ этого вещества. Поэтом) количественное определение вещества III проводилось недо статочно селективным, но надежным и воспроизводимы/« методом Кьельдаля.

Содержание вещества Ш в субстанции в пересчете н< безводное вещество составляло не менее 99,0%, относитель ная ошибка среднего результата не превышает 0,74%.

Количественный анализ вещества 1У так же осложнен одновременным присутствием катионов кальция и магния определение которых проводилось комплексонометрически* титрованием.

При определении кальцийсодержащего компонента веще ства 1V а качестве индикатора использовался 0,1% раствор глиоксаль-бис-оксианила в метаноле, который позволил оттит ровать кальций без предварительного отделения его от магния.

Количество кальцийсодержащего компонента вещества 1\ составляло не менее 51,6%, не более 52,7%.

Количество глутамината магния рассчитывалось по разност» результатов титрования после определения в другой аликвотс суммы кальция и магния с индикатором кислотным хрол» темно-синим. Содержание глутамината магния было не менее 37,7% и не более 38,5%.

Относительные ошибки среднего результата не превышал» соответственно 0,41% и 0,73%.

Параллельно с количественным определением вещества 1\ брали навески для титрования по Фишеру. Содержание водь составляло 9,0—11,0%, что соответствует 5 молям НгО.

Изучение комплексообразования глутаминовой кислоты ' , с некоторыми металлами

В биохимических процессах организма вещества участвую! в растворенном виде, поэтому представляло интерес изучение взаимодействия некоторых металлов с глутаминовой кислото» в водном растворе.

"лутаминовая кислота выбрана нами в качестве лиганда, так < она является естественным метаболитом и выполняет эенос катионов металлов через клеточную мембрану. Изучение процессов комплексообразования проводилось рН-метрическим титрованием растворов, содержащих гионы металлов и глутаминовую кислоту = 25°|у*/= 0,1 1). Титрантом служил раствор КОН с концентрацией 0,1 — моль/л.

Чолученные данные обрабатывались методом математиче-эго моделирования (МММ) по программе «АиТОЕОШЬ», зработанной в лаборатории химической кибернетики химиче-эго факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. 5 нашей работе использовалась совместная обработка всех эий рН-метрических данных. Наилучшее описание кривых ■рования получали последовательным перебором моделей, бор проводился из большого числа потенциально возмож-х комплексов в разной степени протонирования. МММ зволил выявить наиболее существенные комплексные фор-г, отвечающие состоянию равновесия в каждой точке. Латематическое моделирование проводили, начиная с нуле-л гипотезы о составе системы, включающей лишь те «лплексы, константы образования которых известны, (ыбранный нами вариант МММ предварительно был опробо-\ на модельном лиганде, рКДИсс и рКуСт комплексов зазличными металлами которого хорошо известны. Таким ■андом может быть глутаминовая кислота. Нами было выполнено рН-метрическое титрование растворов 31и и Н201и 4- НС1 в интервале рН 3,50— 11,58 и 2,12 — 58 соответственно.

Таблица 2

олекулярная матрица для расчета констант протонизации глутаминовой кислоты

Форма Компоненты Ы

Н+ Ии2"

н 1 0 0

Э1и2' 0 1 0

ОН" -1 0 — 13,83

НЭ1и" 1 1

Н261и 2 1 Оцениваемые

Нзв I и*- 3 1 константы

- 15-

Таблице

Сравнительная оценка рКд исс глутаминовои кислоты

рк Данная работа Литературные данные

/1 =одка _УУ=0,1КС1 А=0,1КК

рК, рК2 рКз 2,29 ±"0,02 4,13 -+- 0,10 9,57 ±0,12 2,30 4,28 9,67 2,18 4,18 9,64

Выбранный нами вариант, МММ использовал для расче большое число точек, а также благодаря методу последовате; ных приближений позволил решить нелинейные уравнения, есть учитывать максимально возможное число уравнена Поэтому можно утверждать, что рКДИсс, определенные д данного эксперимента МММ наиболее точные. Полученж нами значения рКДИСс глутаминовой кислоты использовали для дальнейших расчетов констант образования комплексов.

Правомерность применения выбранного варианта ММ к описанию равновесий при комплексообразовании показана примере изучения системы магний — глутаминовая кислота.

Соотношение концентраций СМд2* : Сн2Э1и было рав 1:1 при 3,48 <-рН <10,02; 1:2 при 3,36 < рН <9,57; 1:4 щ 3,23 <рН< 8,92; 2:1 при 3,47 < рН <10,27.

Таблица 4

Молекулярная матрица системы Мд2 — Н201и

Соединение Компоненты

Н+ Ой-2- V

Н+ ■ 1 0 0 0

а*2- 0 1 0 0

М» 2+ 0 0 1 0

ОН -1 0 0 -13,83

ШЬГ 1 1 0 9,57

Н2СЛи 2 1 0 13,70

Н3(Ли+ 3 1 0 15,99

М5(н + -1 0 1 -11,41

М?4(0Н)4 -4 0 4 —39,65

МоН(Яи+

м3и2аи2+

МоОНСТи"

Оцениваемые константы

Данные, полученные с помощью МММ, показывают, что -(более значимыми формами в растворе являются МдНО!и+ ЛдН201и2?-

Таблйца 5

Значения Рд /3 глутаминатов магния

1а Р

пекулярная форма полученные МММ Литературные данные

ЛдНО!и+ ЛдН201и2+ 11,809 ± 0,672 16,791 ±0,500 11,081-+-14,876 ± 0,818 0,021

По аналогии с изучением глутаминатов магния бы предпринято рН-метрическое титрование смесей цинка с глут миновой кислотой. Мольное соотношение исходных концентр ций Сгпг+: Сн201и было равно 1:1 при 2,78 <рН <7,58; 1:2 п 2,89 < рН 7,02; 1:4 при 2,96 < рЬК 8,25 и 2:1 п 2,43. <рН< 5,87.

Таблице

Молекулярная матрица системы 2пг*— Нг01и

Соединение Компоненты

Тп2+ Н+ 1 аи2~

Н+ 0 1 0 0

-Ои2" 0 0 1 0,

1 0 0 0

он 0 -1 0

НОи- 0 1 1 9,51

Н2Ои 0 2 1 13,7

Н3Ои+ 0 3 1 15,9

гпон+ 1 -1 0 -8 ^

гп(он>2 1 -2 0 -16;

гп(он)"^ 1 -3 0 -28,

7п (он) - 1 -4 0 -41,

гп2 (он)^ - 2 -5 0 -8 с

ZIC5I и 1 0 1

гпвдк* 1 1 1

гш^и24- 1 2 1 Оцени

Та <он)СЬГ 1 -1 1 мые к

7п (он»2аи2<~ 1 -2 1 тант

2й(он)а3- 1 1 2

(¿поикоы*- 2 -2 1

МММ позволил в более полном объеме изучить комплексо-образование в системе цинк — глутаминовая кислота, то есть предположить не изученные ранее гидроксокомплексы цинка и рассчитать их (д

Таблица 7

Значения fg р наиболее значимых из идентифицированных __форм в системе Тп2*—НгС1и

Форма

¿9 /3

2 +

2п Н01и" 1» Н201и {2п ОН]2 61и2 1п [ОН] 01и32 1п [ОН]2 С1и2

21,15 ± 0,66 26,24 ± 0,83 16,18 ± 1,03 14,09 ± 1,46 2,38 ± 0,56

В последнее время наблюдается повышенный интерес к глутаминатам РЗЭ. Данные литературы об их Куст немногочисленны. Таким образом, система 1_п3*—НгС1и нуждается в изучении.

Мольное соотношение Сип3*— Сн201и было равно 1:1, 1:2, 1:3, 1:5. 1п3>= Рг, Ыс1, Бт, Ос1,£:г.

Таблица 8

Молекулярная матрица системы 1.п —НгО!и

Соединение

Компоненты

<3и

г—

1x1'

з+

¥

нт

1п3_+ он

1лон2+

НСЬГ

н2аи н3аи+

1

0 0 -1 -1

1 2 3

0

1 О

0 0

1 1 1

О

о о

-1ззз **

9,57 13,7015,99

1лНС1и2+

1л(3и+ •

1лн2аи?+ 1даи7

1

о 2

о"

При МММ варьировали как неизвестные

Н

»« — {д/З равны 5,50 (Рг], 5,08 (Бт], 44,95 [Ыс1]( 5,11 [Ос1], 5,3 [£г].

- 19-

В процессе МММ были предложены 2 модели описания наиболее значимых комплексов. Мера качества обеих моделей совпадает, то есть оба набора комплексных форм удовлетворительно описывают набор кривых рН-метрического титрования.

Существенным недостатком модели 1 является предположение существования комплекса с нейтральной формой НгСЩ чТо маловероятно. Во-вторых, образование формы ЬпОи2 бе; предварительного образования неправдоподобно. Поэто-

му мы приняли, что реализуется^лодель 2, где последовательно образуются 1_п ЫС1и2* 1.пО!и, ЬпЫигТ

Выбор в пользу модели 2 поддерживается еще и тем, что пс модели 1 все значения й'д /3 уменьшаются в ряду Рг — Ис1 — Бгп — вс! — £г, что для элементов цериевой группы неизвестно Напротив, значения£д Щ, полученные по модели 2, изменяютс; в согласии с известными для ряда РЗЭ закономерностями.

Таблица 9

Состав и устойчивость комплексных форм в системе Ьп3+—НгЭШ

1л3+ № модели ¥ • + ЬпЯи ¥ ЬпНСТи2 ¥ < 1лН2аи3+ ¥ 1лС1и2

1 - 22,51 ±2,23 26,55±2,24 20,11 ±2,28

Рг ? 4,00 14,23±3,90 - 7,82

1 - 152410,76 19,0910,77 14/»4±0^3

N(1 2 4,77±0,3 11Р1±0£8 - 8,02+1,18

1 - 14Д4±0,66 18,10±0,70 12,7 6± 0,74

Бш 2 4,68±0,3 11,33±0^2 - 9,37+0,47

1 - 12,80±0,04 16^3±1у46 12£8± 1,08

2 5 /»7+ 0,29 11,39±0,33 - 9/35+0^0

6г 1 - 12,68±0,86 16Д0±1Д9 12,12± 0,87

2 5,94 11,97±0,19 — 10,55±0,38

Изучение фармакологической активности синтезированных соединений на основе глутаминовой кислоты, содержащих биогенные элементы: К, Са, Мд, Р и ионы РЗЭ

Оценка фармакологической активности синтезированных эединений проводилась совместно с кафедрой фармакологии 1МСИ им. Н. А. Семашко.

Антиаритмическая активность оценивалась в модельных <спериментах, причем первичный скрининг всех веществ роводился на двух моделях — строфантиновой и хлоридкаль-иевой. В качестве препарата сравнения использовался анангин, представляющий собой смесь аспарагинатов калия магния.

Таблица 10

Способность панангина и синтезированных соединений предотвращать:

I. гибель кроликов при внутривенном введении строфантина

Доза, мг/кг Способ введения Количество Количество Выжи-

Вещество животных в гр. погибших жив. вание, %

1анангин 17 в/в 8 2 75

вещество 111 30 — «— 8 8 0

> ещество 1 20 —«— 10 8 25

¡ещество IV 20 —«— 10 6 40

¡ещество 112 —«— 9 — 100

/грофантин 0,3 —«— 8 8 —

>. летальные фибрилляции желудочков у крыс при внутри-(енном введении СаС12 (200 — 300 мг/кг)

1анангин 17 в/в 10 — 100

¡ещество 11130 —«— 10 3 70

!ещество 1 20 —«— 10 3 70

(ещество IV 20 —«— 10 3 70

¡ещество II 2 —«— 12 — 100

Следует особо подчеркнуть, что эффективная тералевтиче-:кая доза вещества 11, позволяющая купировать данные виды зритмий— 2 мг/кг, что в 10 раз ниже, чем у других исследуемых соединений.

По способности купировать аритмии, вызванные аконитина вещество II в 1,5 раза уступало панангину. При сопоставлен противоаритмической активности вещества 11 и панангина модели аритмии по Харрису оказалось, что более выраженнь эффектом обладает вещество II.

Дополнительными исследованиями по выяснению влиян синтезированных веществ на? свертываемость крови и агре1 цию тромбоцитов методов тромбоэластографии (ТЭГ) уст новлено, что вещество 111 не оказывает существенного влиян на показатели свертывания крови.

В опытах с веществом 1 наблюдалась гиперкоагуляф Устойчивым антикоагулянтным действием обладало вещест IV. Эффект начинал проявляться через 1 час после введен и наблюдался в течение 3 часа. Свертываемость крови данным ТЭГ снижалось на 50%.

. При изучении антикоагулянтной активности глутаминатов Р^ было установлено, что при проведении эксперимента ш VI уменьшение активности наблюдается в ряду: Рг [Н01 С1и> Бт [НЭ1и] 01и = Ыс1 [ЬЮ1и]з. Комплексы проявляют св! эффект через 1,5—2 часа после введения, продолжительное его была около 6 часов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Разработана методика синтеза смешанных глутаминат» калия и магния с соотношением К:Мд = 1:1 и 2:1.

2. Разработана методика синтеза калиевой, кальциево магниевой соли шиффова основания пиридоксальфосфа и глутаминовой кислоты.

3. Разработана методика синтеза калиевой, кальциево магниевой соли глицерофосфата и глутаминовой кислоты.

4. Разработаны способы получения moho-, бис- и трисглутам натов РЗЭ (празеодима, неодима, самария и эрбия).

5. Изучены некоторые физико-химические характеристш полученных соединений.

6. Определено содержание примеси лирролидонкарбоновс кислоты в глутаминатах калия , и магния методом ТСХ. Е содержание составляет не более 0,5%.

Определено содержание примеси пиридоксаля в калиевой, 1ьциевой, магниевой соли шиффова основания пиридоксаль-•сфата и глутаминовой кислоты методом ТСХ. Детектирова-э проводилось обработкой пластинки диазореактивом последующим опрыскиванием раствором сульфата цинка делью образования устойчивого окрашенного комплекса, держание примеси составляет не более 1%. I. Для количественного определения субстанции калиевой, чьциевой, магниевой соли шиффова основания пиридоксаль-сфата и глутаминовой кислоты показана возможность вменения модифицированного метода Кьельдаля (относи-1ьная ошибка определения составляет 0,74%).

При количественном определении калиевой, кальциевой, гниевой соли глицерофосфата и глутаминовой кислоты юльзован индикатор глиоксаль-бис-оксианил, позволивший эеделить содержание кальция в присутствии магния и фос-т-ионов (относительная ошибка определения кальцийсо-эжащей части препарата составляет 0,41% и 0,73% при эеделении глутамината магния).

0. Количественное определение глутаминатов калия и маг-1 проведено методом титрования в неводной среде носительная ошибка определения составила 0,27% для К, I [НС1и]3 и 0,45% для К2Мд [НС1и]!^.

1. Изучена фармакологическая активность синтезированных (динений. Показана высокая антиаритмическая активность Лд [Н01и14 и высокая антикоагулянтная активность калие-¡, кальциевой, магниевой соли глицерофосфата и глутамино-\ кислоты, а также бис- и трисглутаминатов РЗЭ.

2. Изучено комплексообразование глутаминовой кислоты лагнием, цинком и РЗЭ в водных растворах; методом тематического моделирования выявлены наиболее значи-е молекулярные формы и рассчитаны их константы >азования.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Севрюгина ,Ю. Ю., Берлянд А. С. Идентификация и контроль ;ства К, Мд глутаминатов //Высокочистые вещества.— 1993.— 2.—С. 123—126.

Майорова И. В., Фомина Т. А., Добрынина Н. А., Севрюги-О. Ю. Комплексы магния, кальция и редкоземельных элементов ^таминовой кислотой //Вестник МГУ. Сер. 2. Химия. Г1992.— Т. 33, >.— С. 565—569.

3. Севрюгина Ю. Ю. Синтез и анализ 1_-глутаминатов кальць и магния //Актуальные вопросы экспериментальной и клиническс медицины: Тез. докл. конф. молодых ученых ММСИ им. Н. А. С машко.— Москва, 1993.—С. 36.

4. Севрюгина Ю. Ю., Добрынина Н. А., Николаева Л. Н., Ево ев Л. С. Глутаминаты цинка //Координационная химия.— 1994.— Т. 2 № 3.—С. 175—177.