Способ получения аддуктов фуллерена



Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена
Способ получения аддуктов фуллерена

 


Владельцы патента RU 2462474:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства (RU)

Изобретение относится к области органической химии и биотехнологии. Предложен способ получения аддуктов фуллерена путем смешивания дисперсии фуллерена С60 с гидрофильными соединениями, где в качестве гидрофильного соединения используют аминокислоту, или аминосахар, или полигидроксиламин, или белок, которые предварительно переводят в триметилсилильное (ТМС) производное путем смешивания с триметилсилилирующим реагентом (N,O-бис(триметилсилил)-ацетамидом в среде полярного апротонного растворителя, после чего полученный раствор триметисилильного производного (ТМС) смешивают с дисперсией фуллерена в полярном апротонном растворителе и перемешивают смесь при комнатной температуре от 2 до 24 часов. 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 7 пр.

 

Изобретение относится к области органической химии и биотехнологии и может быть использовано при получении водорастворимых производных фуллеренов С60, с биологической активностью, в частности, для создания средств лечения заболеваний, связанных с окислительным стрессом (аллергия, астма, дерматиты, ишемические болезни), препаратов для фотодинамической терапии опухолей, радиопротекторов, антиоксидантных компонентов косметических средств и носителей для доставки лекарств в клетки.

Главная проблема в использовании фуллерена в медицине - его практически полная нерастворимость в водных средах - 0,02 нг/л [Ruoff R.S., Tse D.S., Malhotra R., Lorents D.C. Solubility of fullerene (C60) in a variety of solvents. J. Phys. Chem., 1993; 97: 3379-3383; Безмельницын В. H., Елецкий А. В., Окунь М. В. Фуллерены в растворах. Успехи физ. наук, 1998; 168: 1195-1120]. Среди множества способов решения этой проблемы выделяют три наиболее приемлемые пути: получение водных нанодисперсий кристаллического фуллерена, создание прочных комплексов с гидрофильными соединениями и введение гидрофильных групп в ядро (аддукты).

Большинство способов образования стабильных водных дисперсий фуллерена основано на переносе фуллерена из органического раствора (бензол, толуол, тетрагидрофуран) в водную фазу с применением ультразвука и постепенным удалением органического растворителя с помощью вакуума либо продувкой инертным газом [Deguchi Sh., Mukai S.-A. Top-down preparation of dispersions of C60 nanoparticles in organic solvents. Chemistry Letters, 2006; 35(4): 396-397; Andrievsky G.V., Kosevich M.V., Vovk О.M., Shelkovsky V.S., Vashcenko L.A. On the production of an aqueous colloidal solution of fullerenes. J. Chem. Soc, 1995; 12: 1281-1282]. В результате образуется стабильный коллоидный раствор желто-коричневого цвета, содержащий гидратированные кластеры из молекул С60, размер которых зависит от особенностей метода и колеблется в нанометровом диапазоне (25-500 нм).

Известно также получение водных дисперсий путем прямого механического диспергирования порошка фуллерита в водной среде очень длительное время [Labille J., Brant J.A., Villieras F., Pelletier M, Wiesner M.R., Bottero J.-Y. Affinity of C60 fullerenes with water. Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures, 2006,

14(2-3):307-314].

Такие дисперсии в различных публикациях обозначаются по-разному: nC60, нано-C60, C60FWS, С60@{H2O}n, микронизированный фуллерен, молекулярно-коллоидный фуллерен (МКФ), гидратированный фуллерен (ГФ или HyFn). Наличие отрицательного заряда на поверхности кластеров играет важную роль в стабилизации водных дисперсий фуллерена. Поскольку фуллереновые наночастицы в водных дисперсиях несут слабый заряд, они легко агрегируют при изменении рН и ионной силы среды. Свойства таких дисперсий (размер частиц, стабильность, рН коагуляции и др.) сильно зависят от метода их приготовления, их нельзя высушивать, сроки хранения дисперсий неизвестны (возникают проблемы со стандартизацией) и их стоимость достаточно высока. Как исходный продукт для получения аддуктов фуллерена они малопригодны из-за высокой стоимости их изготовления, низкой концентрации фуллереновых частиц и склонности к коагуляции при изменении среды.

Для образования комплексов с гидрофильными веществами, как правило, используют циклодекстрины (ЦД, циклические сахара, состоящие из 6-8 остатков глюкозы). Так, фуллерен переходит в раствор при кипячении кристаллов фуллерита с водным раствором γ-циклодекстрина с преимущественным мольным соотношением С60:ЦД=1:2. Фуллерен внутри комплекса находится в свободной и гидратированной формах. Хотя такой комплекс можно подвергать гель-хроматографии, он все же будет медленно распадаться. Т.е. стабильность таких комплексов недостаточна для длительных манипуляций, и в среде всегда будут находиться в равновесном состоянии свободные компоненты [Andersson Т., Nilsson К., Sundahl М., Westman G., Wennerström О. C60 embedded in γ-cyclodextrin: a water-soluble fullerene. J. Chem. Soc, Chem. Commun., 1992; 604-605]. Комплексы подобного типа формируют также каликсарены и другие «корзиноподобные» соединения [Пиотровский Л.Б., Киселев О.И. Фуллерены в биологии. СПб: Росток; 2006].

Из амфифильных полимеров, способных образовывать водорастворимые нековалентные ассоциаты с С60, наиболее популярен биосовместимый полимер поливинилпирролидон (ПВП). Растворы фуллерена в поливинилпирролидоне имеют коричневый цвет, а содержание фуллерена в них достигает 0,5-1% в зависимости от молекулярной массы ПВП [Yamakoshi Y.N., Yagami Т., Fukuhara К., Sueyoshi S., Miyata N. Solubilization of fullerenes into water with polyvinylpyrrolidone applicable to biological tests. J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1994; 517-518; Пиотровский Л.Б., Киселев О.И. Фуллерены в биологии. СПб: Росток; 2006]. Для повышения растворимости фуллерена также используют водорастворимые белки.

Комплексы фуллерена с липосомами имеют упорядоченную стабильную структуру и привлекательны как средство для доставки препаратов в клетки и как трансмембранный якорь. Комбинация фуллеренов и липидных мембран образует комплексы в виде стабильных монослойных пленок, обладающих интересными электрохимическими эффектами [Nakanishi Т., Ariga К., Morita М., Kozai Н., Taniguchi N., Murakami Н., Sagara Т., Nakashima N. Electrochemistry of fullerene C60 embedded in Langmuir-Blodgett films of artificial lipids on electrodes. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2006; 284-285: 607-612]. [Braun et al. 2000].

Однако прочность нековалентных комплексов (ассоциатов) фуллерена сильно зависит от среды, в которой они находятся, такие продукты не являются индивидуальными веществами, поэтому применение их как исходных реагентов для получения широкого спектра водорастворимых аддуктов фуллерена неприемлемо.

Более универсальный и широко применяемый метод солюбилизации фуллерена - его химическая модификация гидрофильными соединениями. Фуллерен содержит 30 слабосопряженных двойных связей и ведет себя как электронодефицитный полиолефин, поэтому основным типом его химических превращений являются реакции по двойной связи - реакции нуклеофильного и радикального присоединения (циклоприсоединения). Такие реакции очень удобны для функционализации фуллерена. Большинство образующихся в результате этих процессов аддуктов имеют достаточную стабильность и это позволяет применять дальнейшие химические модификации для создания новых биологически активных веществ.

Наиболее известными реакциями в химии фуллерена являются реакции циклоприсоединения, известного в органической химии как диеновый синтез Дильса-Альдера, где С60 всегда выступает в роли диенофила [Юровская М.А. Методы получения производных фуллерена С60. Соросовский образовательный журнал, 2000; 5:26-30; Сидоров Л.Н., Юровская М.А., Борщевский А.Я. Трушков И.В., Иоффе И.Н. Фуллерены (учебное пособие для вузов), М: Экзамен; 2005]. Такие реакции позволяют вводить в ядро С60 практически любые функциональные группы. Множество разнообразных «диенов» протестировано в реакции взаимодействия с фуллереном и в большинстве случаев отмечено образование моноаддуктов.

Известны также реакции одностадийного присоединения первичных и вторичных аминов (Hirsch A., Li Q., Wudl F. Globe-trotting hydrogens on the surface of the fullerene compounds C60H6N[(CH2CH2)2O]6. Angew. Chem. Int. Ed., 1991). Такие реакции протекают достаточно сложно и идут по радикальному механизму, т.е. с образованием анион-радикалов, при этом реакция сопровождается присоединением кислорода. По такому же механизму протекают реакции прямого присоединения аминокислот и дипептидов к фуллерену (Романова В.С, Цыряпкин В.А., Ляховецкий Ю.А., Парнес З.Н., Вольпин М.Е. Присоединение аминокислот и дипептидов к фуллерену С60 с образованием моноаддуктов. Известия РАН, сер. химическая, 1994; 1154-1155). При этом имеет место введение в реакцию стерически незатрудненных аминов (линейных или циклических), в результате чего образуются продукты полиприсоединения. Поскольку для их получения используют природные аминокислоты, данный класс соединений фуллурена вполне физиологичен, и их низкая токсичность была подтверждена рядом биологических тестов [Масалова О.В., Шепелев А.В., Атанадзе С.Н., Парнес З.Н., Романова В.С, Вольпина О.М., Семилетов Ю.А., Кущ А.А. Иммуностимулирующее действие водорастворимых производных фуллерена - перспективных адъювантов для вакцин нового поколения. Докл. РАН, 1999; 369(3): 411-413; Меджидова М.Г., Абдуллаева М.В., Федорова Н.Е., Романова В.С, Кущ А.А. Противовирусная активность аминокислотных производных фуллерена при цитомегаловирусной инфекции in vitro. Антибиотики и химиотерапия, 2004; 49(8-9): 13-20, 8-10; Андреев С.М., Бабахин А.А., Петрухина А.О., Романова В.С, Парнес З.Н., Петров Р.В. Иммуногенные и аллергенные свойства конъюгатов фуллерена с аминокислотами и белком. Докл. РАН, 2000; 390(2): 261-264].

Главной проблемой синтеза водорастворимых аддуктов фуллерена с гидрофильными соединениями (аминокислоты, пептиды) является несовместимость по растворимости компонентов реакции: очень гидрофобного фуллерена и гидрофильных аминокислот. Фуллерен для растворения требует апротонной неполярной среды, а аминокислоты - полярной водной среды. Гетерогенность реакционной системы увеличивает длительность реакционного процесса и уменьшает выход целевого продукта; применяемое при этом нагревание может приводить к рацемизации присоединяемого адденда (аминокислоты, пептида и т.п.).

Известен способ получения водорастворимого производного фуллерена (патент США US6613771, МПК С07С 211/50, НПК 514/256, оп.2003), который предполагает использование любых алкиловых или арил-алкиловых заместителей, в частности тех, которые замещаются азотом или кислородом, содержащим от 1 до 20 атомов углерода. Однако такой способ достаточно сложен, при этом полученное в результате соединение имеет низкую растворимость в воде (<1 мг/мл), а потому известный способ не находит широкого применения при производстве производных фуллерена.

Наиболее близким из известных к описываемому изобретению является способ получения аминокислотных и дипептидных производных фуллерена (Патент РФ №2124022, МПК С07К9/00, оп.1998 г), в котором для реакции с фуллереном используют натриевые или калиевые соли аминокапроновой, аминомасляной кислот и др. в форме комплексов с 18-краун-6, причем система гетерогенная: о-дихлорбензол - вода и нагрев при 60°С 6-8 часов, после чего растворители отгоняют, остаток обрабатывают насыщенным раствором хлористого калия и водой. Известный способ синтеза предполагает применение двухфазной системы, нагрева, что отражается на низком выходе целевого продукта (не более 5% в расчете на фуллерен). Кроме того, в известном способе используют токсичный о-дихлорбензол, который является ирритантом, оказывающим наркотическое действие, повреждающим центральную нервную систему, печень почки. Также имеет место фактор высокой температуры, что в случае оптически активных соединений (аминокислоты, пептиды, аминосахара) может приводить к их рацемизации. Кроме того, указанный способ ограничен применением солей аминокислот и краун-эфира, который повышает гидрофобность аминокислот. Для соединений, где отсутствует карбоксильная группа (аминосахара, полигидроксиламины), этот метод неприемлем.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении производительности, технологичности и универсальности способа синтеза водорастворимых аддуктов фуллерена, расширении спектра получаемых продуктов и повышении их безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения водорастворимых аддуктов фуллерена путем смешивания дисперсии фуллерена С60 с гидрофильными соединениями, где гидрофильное соединение выбирают из ряда: аминокислота, аминосахар, гидроксилированный амин, белок, которые предварительно переводят в триметилсилильное (ТМС) производное путем смешивания с триметилсилилирующим реагентом (N,O-бис(триметилсилил)-ацетамидом в среде полярного апротонного растворителя, после чего полученный раствор триметисилильного производного (ТМС) смешивают с дисперсией фуллерена в полярном апротонном растворителе и перемешивают смесь при комнатной температуре от 2 до 24 часов.

При этом полярный апротонный растворитель выбирают из ряда соединений, характеризующихся высокой диэлектрической проницаемостью, например, N-метил-2-пирролидон (МП), диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФА), диметилацетамид (ДМАА).

Предпочтительно гидрофильное соединение X выбирать из природных L-аминокислот.

В качестве гидрофильного соединения X может быть использован N-трис-(гидроксиметил)аминометан, или аминосахар, или природный белок.

В процессе превращения гидрофильного соединения в триметилсилильное (ТМС или (CH3)3Si) производное в присутствии ТМС-донора в среде полярного апротонного растворителя все подвижные протоны гидрофильного соединения замещаются на триметилсилильную группу (ТМС-группу) и образуемое ТМС-аминосоединение (ТМС-Х) переходит в раствор. Последующее добавление фуллерена и выдерживание реакционной смеси в течение определенного времени (от 2 до 24 часов) при комнатной температуре приводит к образованию целевого аддукта. Поскольку реакция идет с доступом кислорода воздуха, одновременно происходит присоединение атома кислорода с образованием эпокиси. На этой стадии образуемый продукт находится в среде апротонного растворителя, откуда его выделяют путем разбавления водой с последующим диализом. Вода расщепляет все связи, образованные ТМС с X, заменяя ТМС-группы на атомы водорода, при этом остатки ТМС образуют гексаметилдисилоксан (ГМДС). Поэтому перед диализом из водной смеси необходимо удалить ГМДС, обычно или путем испарения в вакууме, или экстракцией этилацетатом или серным эфиром. Тот факт, что молекулы получаемых соединений не проходят через диализную мембрану, говорит о том, что вещества находятся в коллоидном (агрегированном) состоянии. Это же подтверждают и данные измерения размеров частиц в получаемых растворах. Растворы, содержащие частицы до 200 нм, практически прозрачны для человеческого глаза. Данный размер характерен для белков и вирусов, что имеет большое значение в биологическом плане, позволяя им транспортироваться внутрь клетки по тому или иному механизму. Этот аспект также важен и для фармацевтических препаратов, если они находятся в нанодисперсном состоянии, такая форма резко увеличивает их биодоступность. Раствор после диализа высушивают лиофильно, получая конечный продукт в виде сухого порошка, цвет - от светло-коричневого до черного.

Изобретение проиллюстрировано рисунками, схемами и графиками фиг.1- 7, где представлено на:

фиг.1 - Схема синтеза аддукта фуллерена с α-аминокислотой,

фиг.2 - Кривая титрования натриевой соли С60-Аср соляной кислотой,

фиг.3 - Электронный спектр C60-Lys в воде,

фиг.4 - Электронный спектр водной наносуспензии фуллерена С60,

фиг.5 - Результаты анализа размера частиц C60-(Arg)6,

фиг.6 - Результаты анализа объемного распределения размера наночастиц C60-Lys в воде,

фиг.7 - Электронный спектр аддукта С60 с яичным альбумином (Ova).

Иллюстрация способа в соответствии с изобретением приведена на примере и схеме синтеза аддукта фуллерена с -аминокислотой:

На первой стадии аминокислота в нерастворимой цвиттерионой форме (кристаллическая форма) реагирует с БТСА, образуя ТМС-аминокислоту, которая растворима в апротонном растворителе. Затем ТМС-аминокислота взаимодействует с фуллереном, давая продукт присоединения, т.е. аддукт, который еще содержит ТМС-группы. Гидролиз водой отщепляет ТМС и приводит к целевому продукту.

Практически все ТМС-производные аминокислот, пептидов и аминосахаров обладают липофильными свойствами, поэтому способны растворяться в апротонных растворителях, в том числе и тех, которые пригодны для растворения фуллерена. В качестве растворителя можно использовать полярные апротонные растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, способные смешиваться с водой, такие как N-метил-2-пирролидон, диметилсульфоксид, диметилформамид, диметилацетамид. Для ввода ТМС можно применять N,O-бис-(триметилсилил)-ацетамид, N-метил-триметилсилилацетамид, N,O-бис(триметилсилил)-трифторацетамид, выступающие хорошими донорами ТМС и плохими нуклеофилами. Замена протона в первичной аминогруппе на ТМС лишь частично снижает ее нуклеофильность, сохраняя ее реакционно-способность с электрофилами [Рогожин С.В., Давидович Ю.А., Андреев С.М., Миронова Н.В., Юртанов А.И. Получение триметилсилил-производных аминокислот и пептидов для пептидного синтеза. Известия АН СССР, сер. хим., 1975, 23 (8): 1789-1792; Андреев С.М., Миронова Н.В., Давидович Ю.А., Рогожин С.В. О реакционной способности триметилсилильных производных аминокислот в реакциях с активированными эфирами. Изв. АН СССР, сер. хим., 1978, №8]. Указанный метод пригоден для получения аддуктов фуллерена с любым первичным амином, содержащим подвижный протон, т.е. является универсальным, пригодным для введения в фуллерен различных классов аминосоединений: аминокислот, пептидов, аминосахаров, полиаминов с гидрофильным группами.

Использование ТМС-группы предпочтительно тем, что практически мгновенно отщепляется от амино-, гидроксильных и карбоксильных групп при обработке водой. При получении фуллеренового аддукта единственный побочный продукт, нерастворимый в воде, гексаметилдисилоксан, легко удаляется в вакууме (т.кип. 100°С при 760 мм рт.ст.) или путем экстракции этилацетатом или серным эфиром. Все другие побочные продукты (ацетамид, аминокислоты, пептиды, аминосахара, не вступившие в реакцию) растворимы в воде и удобно отделяются диализом. В диализате остается только целевой продукт, который выделяется после удаления воды лиофилизацией.

Количество присоединяемых аминокислот на молекулу фуллерена зависит от соотношения компонентов и свойства гидрофильного соединения (X). Метод предусматривает применение 10-100-кратного мольного избытка компонента X по отношению к фуллерену. Содержание X в фуллерене может составлять от 2 до 12 молей на моль фуллерена, при этом сам фуллерен, как правило, реагирует на 100% от взятого в реакцию фуллерена.

Аминокислотные производные фуллерена (АПФ) растворимы в водной среде, образуя коллоидную систему из наночастиц (нанодисперсию). Растворимость в водной среде определяется в большой мере содержанием в фуллерене гидрофильного соединения X.

Полученные в соответствии с изобретением соединения представляют собой твердые темно-коричневые порошки, растворимые в водных средах в определенной зоне рН, которая зависит от наличия в структуре аддукта ионогенных групп и констант их диссоциации (рК). Например, аддукт фуллерена с аргинином, C60-(Arg)6 (поликатион), содержит высокоосновные гуанидиновые группы (рК>11), поэтому хорошо растворим при рН ниже 9, образуя солевую форму. С другой стороны, аддукт фуллерена с ε-аминокапроновой кислотой, С60-Аср (полианион), хорошо растворим в форме щелочной соли (рН>7). Количество присоединяемого адденда может быть определено путем кислотно-основного титрования. На фиг.2 показана кривая титрования натриевой соли С60-Аср соляной кислотой. Точку эквивалентности определяют по перегибу полученной кривой, расчет показывает, что данный образец содержит примерно 2 моля Аср на моль фуллерена.

В отличие от свободного фуллерена его аминокислотные аддукты практически нерастворимы в ароматических углеводородах (бензол, толуол), но хорошо растворимы в ДМФА, ДМСО, N-метипирролидоне. В ИК-спектрах аддуктов наблюдается сильная полоса поглощения около 1100 см-1, характерная для С60-аминопроизводных, электронные спектры растворов всех аддуктов аминокислот выглядят как ниспадающая кривая с небольшими перегибами (фиг.2), и сильно отличается от спектра водной суспензии чистого фуллерена (фиг.3). Рассчитанный молярный коэффициент экстинкции (ε) для С60-(Аср)2 при 340 нм имеет величину 18250 (вода рН 10), в ДМФА - около 7000, тогда как для чистого фуллерена в форме водной наносуспензии она равна 68000.

Тип и количество аминокислоты, присоединенной к фуллерену, оказывает существенное влияние на гидродинамический размер частиц в формируемой дисперсии. Так, анализ размера частиц С60-ε-Аср и C60-Lys в водном растворе при рН около 7 (20 мкг/мл), измеренный методом динамического светорассеяния (Nanosizer ZS Malvern), показывает для С60-ε-Аср (дианион) средний диаметр в пределах 50 нм (не показано). Тогда как наночастицы C60-(Arg)6 (гексакатион), обладающие сильным позитивным зарядом, имеют средний размер 4-5 нм (фиг.4).

Ниже представлены примеры реализации способа в соответствии с изобретением, где в примерах 1-7 приведено описание синтеза конкретных аддуктов фуллеренов.

Пример 1. Фуллерен-L-лизин (C60-Lys)

К суспензии 510 мг (3,5 ммолей) L-лизина в 7 мл N-метилпирролидона (МП) добавляют 2,57 мл (10,5 ммоля) N,O-бис(триметилсилил)ацетамида (БТСА), полученную смесь перемешивают в течение порядка 2-х часов до получения полупрозрачного раствора, затем в него вносят 50 мг (0.07 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают полученную суспензию 18 часов при комнатной температуре. Фуллерен при этом переходит в раствор, по истечении первого часа цвет суспензии меняется от буро-зеленого до коричневого. Затем к смеси добавляют 90 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 15 мин, добавляют 30 мл этил ацетата и перемешивают и отделяют этилацетатный слой, содержащий побочный ГМДС. Водную фазу подкисляют до рН 3, полученный раствор диализуют против дистиллированной воды, диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и раствор подвергают лиофильной сушке. Выход коричневого порошка 81 мг (89% в расчете на присоединение 4 молекул лизина). Данные УФ-спектр: 2 очень слабых плеча при 250 и 340 нм, ИК-спектр, сильные полосы: 1706, 1636, 1506, 1453, 1403, 1350, 1110 и 1044 см-1. Кислотно-основное титрование показывают наличие в препарате примерно четырех молекул лизина на молекулу фуллерена. Анализ объемного распределения размера наночастиц С60-Lys в воде, представленный на графиках фиг.5, указывает на их средний размер в районе 17 нм.

Пример 2. Фуллерен-L-лизин (C60-Lys)

К суспензии 1,82 мг (10 ммолей) L-лизина в 20 мл диметилсульфоксида (ДМСО) добавляют 8,8 мл (36 ммоля) БТСА, полученную смесь перемешивают до получения полупрозрачного раствора (~3 часа), затем вносят 50 мг (0.07 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают 20 часов при комнатной температуре (цвет суспензии приобретает коричневый оттенок). Затем к смеси добавляют 50 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 30 мин, добавляют 30 мл этилацетата, перемешивают и отделяют этилацетатный слой. Полученный раствор диализуют против дист. воды и диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и раствор подвергают лиофильной сушке. Выход коричневого порошка 53 мг. Данные УФ-спектра и ИК-спектров аналогичны спектрам в примере 1. Результаты кислотно-основного титрования показывают наличие в препарате примерно 5 молекул лизина на молекулу фуллерена.

Пример 3. Получение фуллерен-L-аргинина (C60-Arg)

К суспензии 1,74 мг мг (10 ммолей) L-аргинина в 20 мл ДМСО добавляют 8,8 мл (36 ммоля) БТСА, полученную смесь перемешивают до получения желтоватого раствора (примерно 3 часа) и затем вносят 144 мг (0,2 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают 18 часов при комнатной температуре. Затем к смеси добавляют 90 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 15 мин и упаривают в вакууме на роторном испарителе при температуре 40°С для удаления гексаметилдисилоксана. Оставшуюся водную фазу подкисляют до рН 3, полученный раствор диализуют против дист. воды, диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и раствор высушивают лиофильно. Выход темно-коричневого порошка 370 мг. Тест Бейлыптейна на хлор (ион хлора, связанный с аминогруппой C60-Arg) - позитивный. УФ-спектр: слабое плечо при 330-350 нм. ИК-спектр: Кислотно-основного титрования показывают содержание около 6 молекул аргинина на молекулу фуллерена. Результаты Н1-ЯМР соответствуют ожидаемому спектру.

Пример 4. Получение фуллерен-ε-аминокапроновой кислоты (С60-Аср)

К суспензии 1,31 г (10 ммолей) ε-аминокапроновой кислоты (Аср) в 20 мл диметилацетамида (ДМАА) добавляют 4,89 мл (20 ммоля) БТСА, полученную смесь перемешивают 4 часа и затем вносят 50 мг (0,07 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают 15 часов при комнатной температуре. Полученный коричневый раствор разбавляют 100 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 15 мин, удаляют в вакууме гексаметилдисилоксан и оставшуюся водную фазу подщелачивают до рН 9-10. Раствор диализуют против дист. воды, фильтруют через фильтр 0, 2 µ и высушивают лиофильно. Выход коричневого порошка 57,8 мг. УФ-спектр: слабое плечо при 330-350 нм. Кислотно-основного титрования показывают содержание 2 молекул Аср на молекулу фуллерена.

Пример 5. Получение фуллерен-D-галактозамина (С60-GalN)

К суспензии 250 мг (1,16 ммолей) гидрохлорида D-галактозамина в 20 мл N-метилпирролидона (МП) добавляют 128 мкл (1,16 ммоля) N-метилморфолина, затем добавляют 1.36 мл (5.57 ммоля) БТСА, полученную смесь перемешивают до получения полупрозрачного раствора, вносят 50 мг (0.07 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают 18 часов при комнатной температуре. Удаляют в вакууме гексаметилдисилоксан, затем к остатку добавляют 50 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 30 мин. Полученный раствор диализуют против дист. воды, диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и раствор подвергают лиофильной сушке. Выход целевого продукта - 72 мг, содержание GalN, определенное по данным элементного анализа, составило 3, 3 моля/моль фуллерена.

Пример 6. Получение фуллерен-овальбумина (С60-Ova)

К суспензии 100 мг (2,2 мкмоля) белка овальбумина (Ova) в 20 мл МП добавляют 1 мл (4 ммоля) БТСА, полученную смесь перемешивают при комнатной температуре до получения раствора (~5 часов) и затем вносят 3,2 мг (4,4 мкмоля) фуллерена С60 в виде раствора в 10 мл МП. Смесь перемешивают 18 часов при комнатной температуре (цвет меняется от светло-фиолетового до светло-коричневого) и затем к смеси добавляют 50 мл дистиллированной воды, перемешивают 30 мин и полученный желтый раствор диализуют против дист. воды. Диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и лиофильно высушивают. Выход светло-коричневого порошка 98 мг. УФ-спектр водного раствора С60-Ova свидетельствует о наличии в белке фуллерена ввиду характерного поглощения в области 320-350 нм.

Пример 7. Получение фуллерен-трис-(гидроксиметил)аминометан (C60-Tris)

К суспензии 0,84 г (6,95 ммоля) трис-(гидроксиметил)аминометана (Tris) в 20 мл МП добавляют 3,39 мл (13.9 ммоля) БТСА, в полученный раствор вносят 100 мг (0.139 ммоля) фуллерена С60 и перемешивают 18 часов при комнатной температуре. Удаляют в вакууме гексаметилдисилоксан, затем к остатку добавляют 50 мл дистиллированной воды, смесь перемешивают 30 мин. Полученный раствор диализуют против дист. воды, диализат фильтруют через фильтр 0,2 µ и раствор подвергают лиофильной сушке. Выход водорастворимого коричневого порошка 145 мг. Содержание Tris, определенное по данным элементного анализа, составило 2,1 моля/моль фуллерена.

Таким образом, изобретение позволяет получать водорастворимые аддукты фуллерена с аддендами из очень широкого класса соединений, перспективных для создания препаратов с антиоксидантными свойствами, препаратов для лечения аллергии, воспалительных и нейродегенеративных заболеваний, что резко отличает предлагаемый способ от известных способов. Кроме того, изобретение позволяет значительно упростить способ получения производных фуллеренов за счет проведения процесса в гомогенной среде и при комнатной температуре. При этом использование нетоксичных растворителей повышает экологическую безопасность производства производных фуллеренов. Известно, что из-за токсичности хлорбензола производители продуктов, технология получения которых требует использования хлорбензолов, ведут интенсивный поиск более экологичных заменителей или пытаются минимизировать количество хлорбензола в процессе производства.

1. Способ получения аддуктов фуллерена путем смешивания дисперсии фуллерена С60 с гидрофильными соединениями, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного соединения используют аминокислоту, или аминосахар, или полигидроксиламин, или белок, которые предварительно переводят в триметилсилильное (ТМС) производное путем смешивания с триметилсилилирующим реагентом (N,O-бис(триметилсилил)-ацетамидом в среде полярного апротонного растворителя, после чего полученный раствор триметисилильного производного (ТМС) смешивают с дисперсией фуллерена в полярном апротонном растворителе и перемешивают смесь при комнатной температуре от 2 до 24 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из полярных апротонных растворителей выбирают растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, N-метил-2-пирролидон, диметилсульфоксид или диметилформамид.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидрофильное соединение X выбирают из природных L-аминокислот.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного соединения X используют аминосахар.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного соединения X используют природный белок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к новым пептидам, которые обладают способностью облегчать по меньшей мере один симптом атеросклероза. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при получении димера молекулярного варианта апо-липопротеина AI-Milano и применении его для изготовления лекарств при профилактике и лечении атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний.

Изобретение относится к соединениям формулы I, а также к их физиологически приемлемым солям где: Х означает NH; R1 означает (С 1-С6)-алкил; R2 означает ОН; R2' означает Н; R5' означает (С1-С6)-алкилен-O-S(O) 2-R6; R3, R3', R4, R4' и R5 независимо друг от друга означают Н, ОН, (С1-С6)-алкилен-O-S(O) р-R6, O-(СН2)m-фенил; причем по меньшей мере один из радикалов R3, R3', R4, R4' и R5 имеет значение -O-(СН2)m-фенил; R6 означает ОН; m=1; р=2.

Изобретение относится к конъюгату хризофанола или его производного, характеризующемуся общей формулой (I), в которой R1-R8 представляют собой группу, выбранную из групп -Н, -ОН, -ОСН3, -СН3, при условии, что не менее двух групп из R1-R8 означают -Н и при условии, что одна или две группы R2, R3, R6, R7 является группой -СООН, М представляет собой азотное органическое основание, выбранное из группы, состоящей из хитозамина, глюкозамина, или основную аминокислоту, выбранную из группы, состоящей из аргинина, лизина, карнитина, и группа М связана с хризофаноловой частью в конъюгат.

Изобретение относится к солям 1-алкиламино-1-дезоксиполиолов с 9-оксоакридин-10-уксусной кислотой, имеющим общую формулу (I): где a R выбран из группы, состоящей из этил, пропил, бутил.

Изобретение относится к органической химии и может найти применение в аналитической и в биологической химии, в прикладной медицине. .

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и касается способа производства лекарственного препарата противоартрозного действия из хитина. .

Изобретение относится к медицине, а именно к синтетическим биологически активным соединениям класса производных 1-дезоакси-1-N- метиламиногексаспиртов и N-акридонуксусной кислоты.

Изобретение относится к соединениям, используемым в качестве лекарственных средств, обладающих антиэндотоксинной активностью, в частности к аналогам липида A. .
Изобретение относится к области фармацевтической химии, а именно к новым биологически активным веществам (БАВ) и их свойствам, а именно к производным креатина общей формулы NH=C(NH2)-N(CH3)-CH2-CO-NH-R*X, где R - аминокислотный остаток алифатической, ароматической или гетероароматической аминокислоты или ее производное, представляющее собой фармацевтически приемлемые соли аминокислот, сложные эфиры аминокислот, амиды аминокислот или пептиды; Х - низкомолекулярная органическая или минеральная кислота или вода.

Изобретение относится к косметической композиции, в частности, для применения на стареющей или угнетенной коже, композиции, содержащей в добавление к воде по меньшей мере одно вещество, которое образует слоистые структуры с водой.

Изобретение относится к солям алюминия/циркония, содержащим комплексообразователь, такой как глицин, и, кроме того, стабилизированным бетаином, выполняющим функции комплексообразователя и буфера.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов непрерывной ферментации белков. .
Наверх