Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатгуанидины



Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатгуанидины
Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатгуанидины
Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатгуанидины
Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатгуанидины

 


Владельцы патента RU 2409558:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Изобретение относится к цвиттер-ионным органическим соединениям на основе аминогуанидина акриловой и метакриловой кислот следующей структурной формулы:

которые могут использоваться в качестве биоцидных соединений. 2 табл.

 

Изобретение относится к водорастворимым ионогенным органическим соединениям, содержащим в своей структуре производные четвертичных аммониевых катионов аминогуанидина, связанных с карбоксилат-анионами органических кислот винилового ряда.

В настоящее время водорастворимые ионогенные (катионотропные) производные четвертичных аммониевых катионов различного строения широко используются в качестве флокулянтов в химической, нефтехимической промышленности и в ряде других крупномасштабных производств. Кроме того, они приобретают все большее значение для очистки промышленных оборотных и сточных вод, ультрафильтрации ферментов, для осаждения полимерных латексов, стабилизации взвесей, пищевых жидкостей, создания нанокомпозиционных материалов и для многих других целей. Вместе с тем, многие из них, в частности производные гуанидина, обладают широким спектром биоцидного действия. Так, природные алматины и хордатины являются веществами, с помощью которых растения защищаются от атаки микроорганизмов [Paranin E.F. 26 Microsymposium on macromolecules Polymers in medicine fnd Biology, Prague, 1984, p.87].

Хорошо известно, что соединения, содержащие в своем составе гуанидиновый фрагмент, обладают бактерицидными свойствами и используются в качестве лечебных препаратов и фунгицидов [Химическая энциклопедия т.1. Под ред. И.Л.Кнунянца. - М.: Советская энциклопедия, 1988. стр.1209]. Они не инактивируются белками и в то же время биоразлагаемы, поэтому находят широкое применение в качестве физиологически активных веществ: лекарств, антисептиков, пестицидов [Отчет филиала №5 института биофизики Минздрава СССР, Ангарск, 1991 г.]. Гуанидиновая группировка служит началом многих лекарственных веществ (сульгин, исмелин, фарингосепт) и антибиотиков (стрептомицин, бластицидин, мильдомицин).

Таким образом, синтез новых органических соединений указанного выше химического состава является актуальной задачей.

Известно, что атом азота азометиновой группировки в производных гуанидина образует истинные четвертичные иминопроизводные соли с карбоксильной группой слабых карбоновых кислот [Органическая химия т.3 / Под ред. Н.К.Кочеткова. - М.: Химия, 1985. стр.720].

Наиболее близким к заявляемым акрилат- и метакрилатаминогуанидинам является полученный ранее гуанидинметакрилат [Сивов Н.А, Мартыненко А.И., Хаширова С.Ю. и др. Метакрилат и акрилатгуанидины: синтез и свойства. Нефтехимия, №1. - 2004. - с.47]

Было установлено, что гуанидинметакрилат и полимеры на его основе растворимы в воде, обладают биоцидными свойствами и адсорбируют ионы тяжелых металлов. Основным недостатком метакрилатгуанидина является его недостаточно высокая биоцидная активность, так как он активен только по отношению к грамположительным микроорганизмам.

Задача настоящего изобретения - создание новых биоцидных цвиттер-ионных акрилат- и метакрилатаминогуанидинов следующего строения:

Аминогуанидин NH2-NH-C(=NH)-NH2, который входит в состав акрилат- и метакрилатаминогуанидинов, в отличие от гуанидина NH2-C(=NH)-NH2, входящего в состав метакрилатгуанидина (прототип), наряду с амино- и иминогруппой содержит гидразиновую группу. Данный фрагмент в силу своего химического строения расширяет возможности химической модификации и способен дополнительно выполнять ту или иную специфическую функцию, в частности, введение такого фрагмента приводит к усилению биоцидных свойств.

Отметим также, что акрилат- и метакрилатаминогуанидиновые цвиттер-ионные соединения представляют собой перспективный ряд мономеров для получения (со)полимеров с помощью реакций полимеризации, при этом образующиеся полимеры могут сохранять комплекс ценных свойств исходного мономера, являясь удобными носителями биологически активных веществ.

Задача решается синтезом акрилат- и метакрилатаминогуанидинов по методике получения прототипа: 2 M раствор одной из солей неорганических кислот аминогуанидина в абсолютном этаноле обрабатывают эквимольным количеством этилата натрия, при этом высаждается натриевая соль неорганической кислоты. К фильтрату, содержащему раствор аминогуанидина в этиловом спирте, при низких температурах приливают эквимольное количество акриловой или метакриловой кислоты. Полученный продукт реакции высаждают из раствора диэтиловым эфиром.

Полученные акрилат- и метакрилатаминогуанидины перекристаллизовывали из смеси воды и этанола. Выход ≈80-85%. Температура плавления аминогуанидинакрилата - 185°C, аминогуанидинметакрилата - 176°C.

Строение и чистоту полученных солей определяли с помощью элементного анализа (лаборатория микроанализа ИНЭОС РАН); методом ИК-спектроскопии (лаборатория спектрального анализа ИНЭОС РАН) на ИК Фурье-спектрометре ФСМ 1201 с компьютерной системой управления производства АО «СПб Инструментс» Санкт-Петербург). Режим работы прибора: частотная область исследования 400-5000 см-1, разрешение - 4 см-1, число сканов - 10, отношение сигнал/шум >1300. Образцы для ИК-спектроскопии готовили в виде таблеток с КBr.

Результаты элементного анализа:

аминогуанидинметакрилат -

Найдено, %: C=37,26; H=7,71; N=35,08

Вычислено для C5H12N4O2%: C=37,50; H=7,50; N=35,00

Аминогуанидинакрилат:

Найдено, %: C=33,11; H=6,78; N=38,14.

Вычислено для C4H10N4O2%: C=32,88; H=6,85; N=38,36

В ИК-спектре метакрилатаминогуанидина ионизованный координационно связанный карбоксил проявляется в спектре в виде типичной интенсивной полосы поглощения 1555,19 см-1, характерной для делокализованного цвиттер-иона. Аналогичная полоса поглощения наблюдается в ИК-спектре акрилатаминогуанидина (1551,21 см-1), а также в приведенных в литературе ИК-спектрах акрилат- и метакрилатгуанидинов (1560-1520 см-1) [С.Ю.Хаширова и др. Определение строения гуанидинсодержащих мономеров и полимеров методом ИК-спектроскопии - в сборнике «Новые полимерные композиционные материалы» / Материалы II-й Всероссийской научно-практической конференции - Нальчик: КБГУ. - 2005. - с.245]. Эти данные указывают на то, что природа ионного связывания в цвиттер-ионных делокализованных резонансных структурах имеет много общего.

Остальные характеристические полосы поглощения, наблюдаемые в ИК-спектрах акрилат- и метакрилатаминогуанидинов, приведены в таблице 1.

ИК-спектральные данные для аминогуанидинакрилата (АГА) и аминогуанидинметакрилата (АГМ) (в см-1)

Таблица 1
Аминогуанидиновый фрагмент
γ(NH) валент γ(CN) валент γ(NH2) деформ γ(CNH)
АГМ 3549, 3477, 3415 1638 1617 507, 544
АГА 3553, 3472 1632 1623 510, 544
Винильный фрагмент
γ(CH) валент γ(CO) валент γ(-C=) скелет. деформ γ(CH2=C)
АГМ 2928, 2971 1555 1242, 1367, 1420, 1459 918, 1002
АГА 2929, 2971 1560 1245, 1370, 1420, 1455 915, 1005

Аминогуанидинакрилат и аминогуанидинметакрилат хорошо растворяются в воде и различных органических растворителях: спиртах, диоксане, толуоле.

Изучение бактерицидных свойств аминогуанидинакрилата и аминогуанидинметакрилата проводили с использованием бактериальных штаммов коллекции микроорганизмов Бактериологической лаборатории ГСЭН КБР.

Для изучения бактерицидной активности синтезированных мономеров в качестве тест-микробов использованы штаммы кишечной палочки E-coli и стафилоккока St.aureus-906 из международной коллекции эталонных штаммов, микробная нагрузка которых составляла 0,1 мл 1 миллиардной суспензии на 1 мл препарата, использованного в определенных концентрациях (двукратные разведения препарата в стерильном растворе дистиллированной воды). Экспозиция препаратов с тест-микробами составляла 1 час при комнатной температуре. Далее проводился высев из каждой опытной пробирки и из контрольной на питательный агар Эндо, разлитый в стерильные чашки Петри. Затем чашки с посевами инкубировали в термостате при 37°C в течение 18 часов и определяли антибактериальную активность изучаемых образцов.

Исследования бактерицидной активности показали, что синтезированные препараты весьма активны и обладают биоцидным действием по отношению как к грамположительным, так и грамотрицательным микроорганизмам. Отметим, что гуанидинметакрилат проявляет активность только по отношению к грамположительным микроорганизмам.

Бактерицидная активность новых акрилат- и метакрилатаминогуанидина по отношению к штаммам E-coli и St. Aureus

Таблица 2
№ пп Соединение Е. coli St. aureus МПК, вес%
×103
1 Гуанидинметакрилат (прототип) --- -++ 9.2
2 аминогуанидинакрилат -++ -++ 5.2
3 аминогуанидинметакрилат -++ +++ 5.7
Примечания. (+++) - сплошной лизис бактериальной клетки, полностью задерживает рост данного штамма; (-++) - частичный лизис клетки; (---) - неактивен.

Цвиттер-ионные акрилат- и метакрилатаминогуанидины следующей структурной формулы:



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химии фосфорорганических соединений, а именно к N,N-дифенилгуанидиновой соли бис(оксиметил)фосфиновой кислоты формулы I и способу ее получения, которая может быть использована в качестве биостимулятора активного ила для очистки сточных вод.
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу получения твердых фторидов диуглерода, в частности к способу получения поли-монофторида диуглерода, который используется в качестве активного компонента катодов химических источников тока и как смазка, функционирующая при низких и высоких температурах и в условиях вакуума.

Изобретение относится к способу получения производных нитроизомочевины, представленных следующей общей формулой (3), в котором представленные следующей общей формулой (1) производные нитроизомочевины и представленные следующей общей формулой (2) амины или их соли взаимодействуют в присутствии каталитического количества гидрокарбоната При этом в формуле (1) R1 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; в формуле (2) R2 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, и R3 представляет собой атом водорода; в формуле (3) R1 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; R2 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; и R3 представляет собой атом водорода.

Изобретение относится к способу получения производных нитроизомочевины, представленных следующей общей формулой (3), в котором представленные следующей общей формулой (1) производные нитроизомочевины и представленные следующей общей формулой (2) амины или их соли взаимодействуют в присутствии каталитического количества гидрокарбоната При этом в формуле (1) R1 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; в формуле (2) R2 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, и R3 представляет собой атом водорода; в формуле (3) R1 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; R2 представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода; и R3 представляет собой атом водорода.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения биоцидного средства, которое может быть использовано в сельском хозяйстве, ветеринарии, медицине.

Изобретение относится к способу получения 2-имино-4-тиобиурета взаимодействием дициандиамида с серосодержащим соединением в кислой среде, где дициандиамид подвергают взаимодействию с тиосульфатом натрия, в среде 20-25%-ной серной кислоты при 90-98°С в течение 40-60 минут, выдерживают реакционную массу при этой температуре в течение 4-4,5 часов, образовавшийся бисульфат 2-имино-4-тиобиурета растворяют в воде, после чего добавляют сначала 10-15%-ную аммиачную воду в течение 2-3 минут, затем 25-30%-ный раствор гидроксида натрия в течение 3-4 минут и выделяют целевой продукт известным способом.

Изобретение относится к способу кристаллизации соединений формулы I или их кислото-аддитивных солей в которой R1, R2 и R3 имеют значения, указанные в п.1 формулы изобретения.

Изобретение относится к органической химии и описывает трисзамещенные производные аминогуанидина формулы где п/пR R5 I PhH II С3-Н7 HIII 4-ClPh CH3 IV2-ОН-5-OCH 3PhH V 4-OC2H5Ph HVI СНз CH3 VII4-Cl-Ph CH3 (основание) VIII PhCH3 IX 4-OCH3Ph CH3 Технический результат: расширение ассортимента аналитических реагентов, используемых для обнаружения катионов серебра, меди, висмута, и которые могут применяться в аналитической, фармацевтической и химико-токсикологической практике.

Изобретение относится к сополимеру солей гексаметиленгуанидина и к способу его получения, используемого в качестве дезинфицирующего средства в медицине, ветеринарии, для обеззараживания природных и сточных вод, для предохранения материалов растительного и животного происхождения, например древесины, хлопка, кожи, шерсти, от биоповреждений, а также в других отраслях народного хозяйства, где требуются биоцидные препараты.

Изобретение относится к способу получения дезинфицирующих средств, которые могут быть использованы в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, при очистке воды и воздуха в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к получению сополимеров солей полигуанидина, которые могут найти применение в медицине, ветеринарии в качестве дезинфицирующего средства. .
Изобретение относится к области фармацевтической химии, конкретно к способу получения амидов креатина, обладающих нейропротекторным действием, в виде солей
Наверх