Molodezh_i_nauka_2015statyax

УДК 54.057
ПОЛУЧЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ
СУЛЬФАТИРОВАННОГО АРАБИНОГАЛАКТАНА
Глуцкая К.В., Казаченко А.С.
научный руководитель канд. хим. наук, доцент Васильева Н.Ю
Сибирский Федеральный Университет
Производные аминокислот входят в состав лекарственных препаратов,
предназначенных для лечения разнообразных заболеваний [1].
В этой связи большой интерес представляют полисахарид-аминокислотные
производные, в которых аминокислота присоединена к полимеру разными типами
химической связи. Химическая фиксация лекарственных субстанций на полисахаридной
матрице позволяет создавать препараты пролонгированного действия с низкой
токсичностью и необходимым балансом липофильно-гидрофильных свойств [2].
Сульфатированный арабиногалактан (САГ) является полианионом и поэтому
существует принципиальная возможность его модификации аминокислотами с
использованием метода ионного обмена [3].
В настоящее время модифицирование сульфатированного арабиногалактана
аминокислотами не известно.
В работе [5] были предложены методы модифицирования гепарина
аминокислотами, однако они являются многостадийными и трудоемкими.
Данная работа направлена на создание новых подходов к синтезу соединений на
основе
сульфатированного
арабиногалактана,
обладающих
антикоагулянтнофибринолитическим действием. С этой целью в работе впервые использовали метод
ионного обмена для модификации сульфатированного арабиногалактана аминокислотами:
глицином, гистидином и аргинином.
Сульфатирование арабиногалактана сульфаминовой кислотой в диоксане в
присутствии мочевины проводили по методике, разработанной ранее в ИХХТ СО РАН [4].
ИК – спектры аминокислотсодержащих производных сульфатированного
арабиногалактана были сняты на с использованием ИК-Фурье спектрометра Tensor-27
(Bruker, Германия) в области длин волн 400-4000 см-1. Обработка спектральной
информации проведена по программе OPUS (версия 5.0). Твердые образцы для анализа
готовили в виде таблеток в матрице KBr (2 мг образца / 1000 мг KBr).
Получение
аминокислотсодержащих
производных
сульфатированного
арабиногалактана методом ионного обмена осуществляли на катионите КУ-2-8 в форме
соответствующей аминокислоты. Для этого через слой катионита в форме
соответствующей кислоты
пропускали водный раствор аммонийной соли
сульфатированного арабиногалактана. Собирали промывные жидкости, упаривали
раствор, производные САГ выделяли путем высаживания в этанол.
Рисунок 1. ИК – спектр исходной аммониевой соли сульфатированного
арабиногалактана
ИК
–
спектр
глицинсодержащего
производного
сульфатированного
арабиногалактана отличается от ИК – спектра глицина.
ИК
–
спектр
глицинсодержащего
производного
сульфатированного
арабиногалактана существенно отличается от ИК – спектра глицина (рис. 2). Во- первых в
его
ИК-спектре. Также как и в исходной аммониевой соли сульфатированного
арабиногалактана присутсвуют полосы поглощения в области ~1235 см-1,
соответствующая колебаниям О=S=O связей. Вместо полосы поглощения в области ~1611
см-1, соответствующей колебаниям С-О связей карбоксилат аниона в спектре глицина,
который находится в виде биполярного иона, появляется полоса поглощения С=О в
области 1756 см-1 недиссоциированной карбоксильной группы. В ИК – спектре
описанного производного появляется полоса поглощения в области 1520 см-1,
отсутствующая в ИК – спектре исходного сульфатированного арабиногалактана.
По данным ИК – спектроскопии было выдвинуто предположение о строении
конечного продукта (схема 1).
(1)
Рисунок 2. ИК – спектр глицина (слева) и соли глицина и арабиногалактана
(справа)
В ИК-спектре гистидиновых производных сульфата арабиногалактана в отличие от
ИК-спектра гистидина наблюдается значительное изменение характера спектра в области
1677-1557 см-1, соответствующее валентным колебаниям C=N, С=С - связей
имидазольного цикла и карбоксильной группы. По ИК – спектрам, полученного
производного арабиногалактана можно предположить, что, протонированию подвергается
не карбоксилат-ион, а атом азота имидазольного цикла.
Рисунок 3. ИК – спектр гистидина (слева) и соли гистидина и сульфатированного
арабиногалактана
(2)
В ИК-спектре аргининовых производных сульфата арабиногалактана в отличие от
ИК-спектра сульфата арабиногалактана (рис. 4) и аргинина (рис. 8) помимо общих полос
поглощений для сравниваемых соединений присутствует полосы поглощения высокой
интенсивности 1635,9 см-1 соответствующая валентным колебаниям C=N, 1474,9 см-1
соответствующая деформационным колебаниям -СН2-, 1220,4 – валентные колебания С–N
и свидетельствующая о наличии в макромолекуле биополимера аргининового остатка.
Происходит усложнение ИК-спектров в области 3500-2800 см -1 за счет наложения полос
поглощения валентных колебаний NH и ОН. Происходит уширение в области около 3000
см -1, соответствующей валентным колебаниям NH3+, прикрывающаяся полосой
валентных колебаний СН.
По сравнению с аргинином в спектре отсутствуют полосы поглощения,
соответствующие С=О и С=N в области 1722,2 – 1677,9 см -1, при этом наблюдается одна
широкая полоса в диапазоне 1674,6 – 1635,6 см -1.
Предполагаемое строение соли аргинина и сульфатированного арабиногалактана
показано на схеме 3
(3)
Рисунок 4. ИК – спектр аргинина (слева) и соли аргинина и сульфатированного
арабиногалактана (справа)
В ходе данной работы был предложен удобный способ модификации САГ
аминокислотами методом ионного обмена. Впервые был получен ряд аминосодержащих
производных сульфатированного арабиногалактана. Методом ИК-спектроскопии изучена
структура продуктов взаимодействия сульфатированного арабиногалактана с
аминокислотами: глицином, гистидином и аргинином. Установлено, что в полученном
производном сульфатированного арабиногалактана и глицина протонированию
подвергается карбоксилат-анион, а в гистидине и аргинине - атомы азота. На основании
данных ИК-спектроскопии предложена структура полученных аминокислотсодержащих
производных арабиногалактана.
Автор выражает благодарность Корольковой И.В. и Козловой С.А. за помощь в
съемке ИК-спектров.
Литература
1. Михалкин А.П.//Успехи химии 1995. №3. С.276-290.
2. Х.Д.Якубке, Х.Ешкайт // Москва "Мир" 1985 – С. 29-32
3. Пат. РФ. № 2462254. Ганенко Т.В., Костыро Я.А., Сухов Б.Г., Трофимов Б.А.
- 20.04.2014.
4. Пат. РФ №2521649.Васильева Н.Ю., Скворцова Г.П., Кузнецов Б.Н.,
Королькова И.В., Казаченко А.С. - 10.07.2014.
5. Пат. РФ № 2448717, Николаева Л.С., Ершов А.А., Исаев В.А., Ляпина Л.А.,
Семенов А.Н., Оберган Т..Ю. – 27.04.2012.