Способ получения моно- и билигандных комплексных соединений ионов двухвалентных металлов- цинка, меди (ii) и кальция, с дигидрокверцетином, обладающих усиленной антиоксидантной активностью
Владельцы патента RU 2553428:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук РАН (ИрИХ СО РАН) (RU)
Изобретение относится к фармацевтической области, а именно к способу получения комплексного соединения дигидрокверцетина с ионами металла, выбранными из цинка, меди (II) или кальция, обладающего антиоксидантной активностью. Способ заключается в том, что дигидрокверцетин и соль металла смешивают в сухом виде в реакторе в установленных молярных соотношениях, добавляют воду при определенной температуре или этиловый спирт или водно-спиртовой раствор при комнатной температуре при контролируемой кислотности среды, при этом при использовании солей металлов, содержащих анионы слабых кислот, рН среды равен 5.0-5.6, при использовании солей металлов, содержащих анионы сильных кислот, требуется доведение значения рН раствора до 7, путем добавления раствора щелочи, при этом реакция завершается практически сразу - в течение первых 5 минут, выпавший осадок отфильтровывают и промывают водой и/или этиловым спиртом, затем сушат на воздухе, после в сушильном шкафу до постоянного веса и получают комплексное соединение. Заявленный способ позволяет существенно снизить производственные затраты, упростить и удешевить технологический процесс при достижении высокого выхода целевых продуктов с заданными свойствами. Также способ позволяет получить стабильные металлосодержащие структуры и индивидуальные вещества в порошкообразном виде. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 12 пр.
Изобретение относится к области химии природных соединений, их химических производных и биологических свойств новых соединений, а именно к способу получения моно- и билигандных комплексных соединений ионов двухвалентных металлов с (+)-3,5,7,3',4'-пентагидроксифлавоном - дигидрокверцетином (ДКВ), флавоноидом, выделяемым из древесины лиственницы. Изобретение может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности и в медицине, поскольку заявляемым способом предлагается получение новых металлокомплексных соединений, обладающих усиленными антиоксидантными свойствами, обусловленными синергизмом антиоксидантных свойств флавоноида дигидрокверцетина, природного антиоксиданта, и ионов биогенных металлов. Показано, что путем направленного синтеза возможно получение с высоким выходом моно- и билигандных (хелатных) металлокомплексных соединений на основе дигидрокверцетина, содержащих ионы цинка, меди (II) и кальция и обладающих усиленной антиоксидантной активностью по сравнению с активностью самого дигидрокверцетина.
Разработка способов синтеза и получение новых производных дигидрокверцетина, представителя класса растительных полифенолов, позволяет расширить возможности создания новых лекарственных препаратов, особенно лекарств, обладающих антиоксидантными, капилляре-, гастро- и гепатопротекторными свойствами и используемых в комплексной терапии при лечении и профилактике многих сердечнососудистых заболеваний.
В этой связи особый интерес вызывают комплексные соединения флавоноидов, в частности, дигидрокверцетина, и некоторых ионов двух- и трехвалентных металлов, которые, как оказалось, могут быстрее окисляться, проявляя более высокую антиоксидантную активность.
Усиленная антиоксидантная активность металлокомплексных соединений на основе флавоноидов была продемонстрирована при исследовании эффективности ингибирования флавоноидами и их металлокомплексами реакции восстановления n-нитротетразолия хлористого анион-радикалом кислорода, генерируемым в рибофлавин-содержащей фотосистеме, а также другими экспериментами in vitro и in vivo [Kostyuk V.A. et all. Metal complexes of dietary flavonoids evaluation of radical scavenger properties and protective activity against oxidative stress in vivo. Cellular and Molecular Biology. DOI 10.1170/T774 2007 Cell. Mol. Biol.]. Например, комплексы дигидрокверцетина, рутина и эпикатехина с ионами железа (II и III), меди (II), цинка демонстрируют более высокую антирадикальную активность, чем исходные лиганды в защите красных кровяных клеток от окислительной травмы, вызванной воздействием асбеста за счет образования дополнительных супероксиддисмутирующих центров [Free Radical Biology & Medicine, 34 (2) 243-253, (2003), J. Serb. Chem. Soc. 72(10) 921-939 (2007)].
Разработка удобных, простых и эффективных методов получения устойчивых комплексов дигидрокверцетина с биогенными металлами, такими, например, как медь, цинк, кальций, и имеющих строго определенную структуру и стабильные свойства, отвечающие технологическим требованиям для их реализации в укрупненных масштабах, позволит в дальнейшем создать новые лекарственные препараты на основе комплексных соединений.
Преимущество предлагаемого способа одностадийного синтеза комплексных соединений заключается в том, что он позволяет повысить эффективность процесса, и, 2 следовательно, уменьшить потери реагентов при заметном сокращении времени синтеза. Технический результат - существенное снижение производственных затрат, упрощение и удешевление технологического процесса при достижении высокого выхода целевых продуктов с заданными свойствами.
Известен лабораторный синтез получения цинкового комплексного соединения дигидрокверцетина, приведенный в [G. Le Nest, О. Caille, M. Woudstra, S. Roche, F. Guerlesquin and D. Lexa / Zn-polyphenol chelation: complexes with quercetin, (+)-catechin, and derivatives: I optical and NMR studies // Inorganica Chimica Acta. - 2004. - V.357. - P.775-784]. Авторами получены цинковые комплексы, синтезы которых проводились в водно-органических растворах, буферируемых системами ТРИС (1,1,1-трис-гидроксиметил-метанамин, 0.1 М водный раствор) - диметилсульфоксид (DMCO), (50/50 объемное/объемное (об/об)) и ТРИС-этанол (50/50 об/об) с pH 7, при добавлении безводного ацетата цинка к раствору дигидрокверцетина С(ДКВ)=5·10-4 М и соотношении флавоноид:соль от 2:1 до 1:2 М при комнатной температуре. Предполагаемая структура синтезированного в буферной системе ТРИС-DMCO комплексного соединения - L:(Zn2+)3, где L-лиганд. Структура комплексного соединения, синтезированного в буферной системе ТРИС-этанол, не определена.
Недостатками этого способа являются:
1. Необходимость использования буферной системы определенного типа, а именно, ТРИС-DMCO или ТРИС-EtOH, и, следовательно, необходимость дополнительной стадии очистки конечного продукта от следов использованных растворителей.
2. Не определены точные структуры комплексных соединений, а, следовательно, они не могут быть надежно стандартизованы по содержанию металла.
3. Способ не позволяет провести оптимизацию выхода продукта. В работе не указаны конкретные количества используемых реагентов и растворителя, а также время реакции.
Имеется также способ синтеза медного комплекса дигидрокверцетина, описанный в [Мельникова Н.Б., Иоффе И.Д., Царева Л.А. Взаимодействие биофлавоноидов с ацетатом меди (II) в водном растворе // Химия природных соединений. - 2002. - №1. - С.26-31]. Недостатками синтеза являются:
1. Использование для проведения синтеза температуры водного раствора 309°K, которая является недостаточной для полного растворения дигидрокверцетина, и как следствие, высокая потеря исходного дигидрокверцетина (43% содержание в растворе непрореагировавшего ДКВ) и низкие выходы продукта.
2. Не определена точная структура комплексного соединения, не приведена его молекулярная масса, брутто-формула, следовательно, нет возможности охарактеризовать и стандартизировать соединение по содержанию металла.
3. Данный способ синтеза не может быть реализован в промышленных масштабах из-за того, что в работе не приведена обязательная информация, необходимая для ее квалификации как способа получения (т.е. продолжительность реакции, способ выделения и очистки целевого продукта, его выход и др. параметры).
Наиболее близким методом синтеза комплексных соединений дигидрокверцетина с медью, цинком и кальцием является метод синтеза комплексных соединений цинка, меди и кальция, приведенный в [Биомасса лиственницы: от химического состава до инновационных продуктов / В.А. Бабкин, Л.А. Остроухова, Н.Н. Трофимова // Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. - 236 с., Трофимова Н.Н., Бабкин В.А., Вакульская Т.И., Чупарина Е.В. Синтез и установление строения комплексов и солей дигидрокверцетина с цинком, медью (II) и кальцием в водных растворах // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С.51-62]. Этот способ можно объективно считать прототипом предлагаемого изобретения. По этому методу удалось получить комплексные соединения, стабильные по содержанию металла, с доказанными физико-химическими методами анализа структурами. Но это лабораторный метод, который имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются:
1. Длительное кипячение реакционного раствора (1 час).
2. Промывание осадка, полученного в результате синтеза, ацетоном (токсичность и пожароопасность). Кроме того, промывание ацетоном весьма нежелательно для веществ, предназначенных для использования в качестве лекарственных препаратов.
3. В работе не проводится оптимизация реакции по значению pH реакционного раствора, а ведется только его контроль в начале и в конце синтеза.
4. Метод пригоден только для лабораторного применения, поскольку сопровождается высокими производственными затратами из-за необходимости нагревания растворов исходных реагентов для их растворения и длительного кипячения реакционного раствора, что обусловливает малую эффективность процесса.
5. Не приводятся данные по исходным концентрациям реагентов в растворах.
6. Учитывая высокую стоимость и самостоятельную ценность исходного дигидрокверцетина, полученные авторами выходы целевого продукта 60-85% являются недостаточно высокими.
Перечисленные недостатки препятствуют практическому использованию способа-прототипа для получения комплексных соединений в масштабах промышленного производства.
Таким образом, очевидно, что, несмотря на имеющиеся немногочисленные способы получения комплексных соединений дигидрокверцетина с медью, цинком и кальцием, ни один из них не является достаточно технологичным для реализации в укрупненных масштабах.
Предлагаемый новый простой и дешевый способ получения цинковых, медных и кальциевых комплексных соединений дигидрокверцетина в одну стадию с выходом до 93% на основе цинковых, медных и кальциевых солей и ДКВ, обладая существенной новизной, лишен указанных недостатков способа-прототипа и характеризуется следующими принципиальными отличиями от прототипов, совокупность которых придает ему неоспоримые технологические преимущества:
1. Порядок смешения реагентов, а именно, механическое смешивание сухих исходных реагентов солей металлов и дигидрокверцетина в одном реакторе в установленных молярных соотношениях, добавление расчетного количества предварительно подогретой до 80°C воды до достижения требуемой концентрации и перемешивание раствора исходных реагентов.
2. Снижение продолжительности проведения реакции до 5 минут (т.к. продукт образуется в первые минуты реакции), что более чем в 10 раз снижает время получения целевого продукта по сравнению с прототипом. При этом соответственно, снижаются и энегрозатраты, идущие на нагревание реакционной смеси.
2. Повышение выхода образующихся соединений до 93% (в прототипе 85%), снижение потерь исходного дигидрокверцетина.
3. Промывание продукта этанолом (что менее токсично по сравнению с обработкой ацетоном, указанной в способе-прототипе).
4. Проведение синтеза в водной среде при температуре 80°C, которая является достаточной для полного растворения ДКВ, а не при температуре кипения водяной бани (100°C).
5. Возможность использования, кроме водной среды, органических растворителей (спирт) или смеси воды и органического растворителя с увеличением содержания последнего от 50→80 объемных % при комнатной температуре для полного растворения дигидрокверцетина и уменьшения энергозатрат, т.к. синтезы в этих случаях проводятся без нагревания.
6. Для выделения продукта реакции в случае использования солей металлов, содержащих анионы сильных кислот, требуется доведение значения pH раствора до 7 путем добавления в реакционную смесь 3-5% раствора щелочи (гидроксида аммония или натрия). В синтезах, указанных в прототипе, pH реакции только контролируется, но не достигается. При использовании солей металлов, содержащих анионы слабых кислот (Ka=10-7-10-5), pH реакционной среды равен 5,0-5,6, что уже является оптимальным для комплексообразования, и дополнительного регулирования pH среды в этих случаях не требуется, что также можно рассматривать как одно из технологических преимуществ.
Таким образом, технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение, удешевление и повышение безопасности получения комплексных соединений на основе дигидрокверцетина и ионов меди, цинка и кальция за счет изменения условий комплексообразования, за счет более полного извлечения образующегося продукта из реакционной смеси, и за счет возможности исключения токсичных и пожароопасных органических растворителей.
Первой задачей предлагаемого изобретения является разработка методов синтеза металлсодержащих комплексных соединений установленного строения с определенным интервалом содержания иона металла, а, следовательно, и с определенным уровнем биологической активности, лишенных вышеуказанных недостатков. Техническим результатом настоящего изобретения является получение стабильных металлсодержащих структур и возможность получения индивидуальных веществ в порошкообразном виде.
Второй задачей изобретения является определение биологических свойств получаемых комплексных соединений. Синтетическая трансформация дигидрокверцетина за счет комплексообразования с ионами двухвалентных биогенных металлов обеспечивает дополнительный вклад в усиление антиоксидантных свойств самого ДКВ, вероятно обусловленное синергизмом активности исходных флавоноида и биогенных металлов, а также приобретением совершенно новых свойств нового комплексного соединения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Поставленные задачи достигаются:
1. Синтезом комплексных соединений (+)-дигидрокверцетина с установленными, стабильными и доказанными физико-химическими методами анализа и данными элементного и РСЭДМ анализов (табл.1) структурами монолигандного типа MLH2O, где М - ион меди (II) или кальция, L - лиганд, депротонированный дигидрокверцетин, и билигандного типа ML2(H2O)2, где М - ион цинка.
2. Использованием соотношения дигидрокверцетина и иона металла в диапазоне (1:1→2), моль, для синтеза металлсодержащих комплексных соединений дигидрокверцетина.
3. Использованием для синтезов металлокомплексных соединений дигидрокверцетина, а в качестве среды воды при температуре 80°C или органического растворителя (спирт) или смеси воды и органического растворителя с увеличением содержания последнего от 50→80 объемных % при комнатной температуре без нагревания реакционной смеси с выделением порошкообразного целевого продукта с выходом 88-93%.
4. Проведением синтеза при pH 5.0-7.0 без добавления раствора щелочи и дополнительного pH контроля реакционной среды в случае использования солей металлов, содержащих анионы слабых кислот. В случае использования солей металлов, содержащих анионы сильных кислот, доведением pH реакционной среды до 7 путем добавления 3-5% раствора щелочи.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами синтезов металлокомплексных соединений, определения их растворимости и определения их антиоксидантных свойств.
Пример 1. 1 г ДКВ (0,0033 моль) смешивают с 1,44 г (CH3COO)2Zn·2H2O (0,0066 моль Zn2+) в сухом виде. К сухой смеси добавляют при постоянном перемешивании 50 мл предварительно нагретой до 80°C воды, pH реакционной среды 5,1. Синтез проводят при данных температуре и pH и перемешивании в течение 5 мин. После остывания раствора до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровывают па фильтре Шота, промывают сначала 40 мл воды комнатной температуры для удаления следов непрореагировавшей соли, затем 30 мл этилового спирта для удаления следов исходного ДКВ. Осадок подсушивают до воздушно-сухого состояния и затем в сушильном шкафу 105-110°C до постоянного веса. Получают 1,08 г комплексного соединения ДКВ с цинком билигандного типа ML2(H2O)2 (выход 93%), представляющего собой зеленовато-желтый кристаллический порошок с т.пл. 204-205°C. Данные элементного анализа приведены в табл.1, данные ИК и ЯМР спектроскопии соответствуют таковым в [Трофимова Н.Н., Бабкин В.А., Вакульская Т.И., Чупарина Е.В. Синтез и установление строения комплексов и солей дигидрокверцетина с цинком, медью (II) и кальцием в водных растворах // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С.51-62].
Пример 2. К 1,36 г ДКВ (0,0045 моль) добавляют 0,61 г ZnCl2 (0,0045 моль Zn2+). К сухой смеси при постоянном перемешивании приливают 50 мл этилового спирта при комнатной температуре и 5% раствор гидроксида аммония до установления pH 7,0. Раствор перемешивают в течение 5 минут. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают 30 мл этилового спирта. Осадок сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,42 г комплексного соединения ДКВ с цинком билигандного типа ML2(H2O)2 (выход 90%) зеленовато-желтого кристаллического порошка с т.пл. 204-205°C. Данные элементного анализа приведены в табл.1, данные ИК и ЯМР спектроскопии соответствуют таковым в [Трофимова Н.Н., Бабкин В.А., Вакульская Т.И., Чупарина Е.В. Синтез и установление строения комплексов и солей дигидрокверцетина с цинком, медью (II) и кальцием в водных растворах // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С.51-62].
Пример 3. 1,03 г ДКВ (0,0034 моль) смешивают с 1,46 г ZnSO4·7H2O (0,0051 моль Zn2+). К сухой смеси добавляют при постоянном перемешивании 50 мл предварительно нагретой до 80°C воды и 3% раствор гидроксида натрия до установления pH среды 7,0. Синтез проводят при данных температуре и pH и перемешивании в течение 5 мин. После остывания раствора до комнатной температуры выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают сначала 40 мл воды комнатной температуры для удаления следов непрореагировавшей соли, затем 30 мл этилового спирта для удаления следов исходного ДКВ. Осадок подсушивают до воздушно-сухого состояния и затем в сушильном шкафу 105-110°C до постоянного веса. Получают 1,05 г комплексного соединения ДКВ с цинком билигандного типа ML2(H2O)2 (выход 88%), представляющего собой зеленовато-желтый кристаллический порошок с т.пл. 204-205°С. Данные элементного анализа приведены в табл.1, данные ИК и ЯМР спектроскопии соответствуют таковым в [Трофимова Н.Н., Бабкин В.А., Вакульская Т.И., Чупарина Е.В. Синтез и установление строения комплексов и солей дигидрокверцетина с цинком, медью (II) и кальцием в водных растворах // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С.51-62].
Пример 4. К 0,91 г сухого ДКВ (0,0030 моль) добавляют 1,09 г сухого (СН3СОО)2Cu (0,0060 моль Cu2+). Смесь перемешивают и добавляют при постоянном перемешивании 50 мл предварительно нагретой до 80°C воды, pH реакционной среды 5,5. Синтез проводят при данных температуре и pH и перемешивании в течение 5 мин. После остывания выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают сначала 40 мл воды для удаления следов соли, затем 30 мл этилового спирта для удаления следов непрореагировавшего ДКВ. Осадок сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,06 г (выход 92%) зеленовато-коричневого кристаллического порошка с т.пл. 248-249°C, представляющего собой по данным ЭПР спектроскопии индивидуальное комплексное соединение монолигандного типа MLH2O.
Медный комплекс дигидрокверцетина в твердом виде обнаруживает парамагнетизм и дает в спектре ЭПР характерный сигнал, соответствующий аксиально-симметричному окружению центрального иона двухвалентной меди с параметрами Гамильтониана g||=2,2565, g⊥=2,0609. В параллельной ориентации проявляется сверхтонкая структура от Cu2+ ACu=162 G. Электронная конфигурация 3d9 (основное состояние 2D). Отношение g||/А|| составляет 127, что попадает в диапазон значений 113-150, определенных для квадратно-плоскостной геометрии. Совокупность этих данных свидетельствует об образовании комплекса CuLH2O, в котором двухвалентный ион меди включен в координационную сферу комплекса ML в качестве центрального иона, во вторую координационную сферу включена молекула воды. Данные элементного анализа приведены в табл.1.
Пример 5. 1,52 г ДКВ (0,005 моль) смешивают с 2,36 г Са(NO3)2·4H2O (0,01 моль). К сухой смеси добавляют при постоянном перемешивании 50 мл 70% водно-спиртового раствора и устанавливают pH среды 7,0 добавлением по каплям 5% раствора гидроксида аммония. Раствор перемешивают в течение 5 мин при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают 40 мл этилового спирта, затем сушат на воздухе и в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,63 г светлого зеленовато-желтого кристаллического порошка с т.пл. 242-243°C (выход 90%), представляющего собой комплексное соединение ДКВ с кальцием монолигандного типа MLH2O. Данные ИК и ЯМР спектроскопии соответствуют таковым в [Трофимова Н.Н., Бабкин В.А., Вакульская Т.И., Чупарина Е.В. Синтез и установление строения комплексов и солей дигидрокверцетина с цинком, медью (II) и кальцием в водных растворах // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С. 51-62]. Данные элементного анализа приведены в табл.1.
Пример 6. К 0,91 г сухого ДКВ (0,0030 моль) добавляют 0,75 г CuSO4·5H2O (0,0030 моль Cu). Смесь перемешивают и добавляют при постоянном перемешивании 50 мл 50% водно-спиртового раствора и устанавливают pH среды 7,0 добавлением по каплям 5% раствора гидроксида аммония. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают сначала 40 мл воды для удаления следов соли, затем 30 мл этилового спирта для удаления следов непрореагировавшего ДКВ. Осадок сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,04 г (выход 90%) зеленовато-коричневого кристаллического порошка с т.пл. 248-249°C, представляющего собой индивидуальное комплексное соединение монолигандного типа MLH2O. Данные элементного анализа приведены в табл.1.
Пример 7. 1,52 г ДКВ (0,005 моль) смешивают с 0,88 г Ca(CH3COO)2·H2O (0,005 моль). Смесь перемешивают и добавляют при постоянном перемешивании 50 мл предварительно нагретой до 80°C воды. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают сначала 40 мл воды для удаления следов соли, затем 30 мл этилового спирта для удаления следов ДКВ. Осадок сушат на воздухе и в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,68 г светлого зеленовато-желтого кристаллического порошка с т.пл. 242-243°C (выход 93%), представляющего собой комплексное соединение ДКВ с кальцием монолигандного типа MLH2O. Данные элементного анализа приведены в табл. 1.
Пример 8. 1,52 г ДКВ (0,005 моль) смешивают с 1,02 г CaSO4 (0,0075 моль). Смесь перемешивают и добавляют при постоянном перемешивании 50 мл этилового спирта и 3% раствор гидроксида натрия до установления pH 7,0. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают 40 мл воды. Осадок сушат на воздухе и в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,61 г светлого зеленовато-желтого кристаллического порошка с т.пл. 242-243°C (выход 89%), представляющего собой комплексное соединение ДКВ с кальцием монолигандного типа MLH2O. Данные элементного анализа приведены в табл. 1.
Пример 9. 0,91 г ДКВ (0,003 моль) смешивают с 0,77 г CuCl2·2H2O (0,0045 моль). Смесь перемешивают и добавляют при постоянном перемешивании 50 мл этилового спирта и 5% раствор гидроксида аммония до установления pH 7,0. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают 30 мл этилового спирта. Осадок сушат на воздухе, затем в сушильном шкафу до постоянного веса при 105-110°C. Получают 1,01 г (выход 88%) зеленовато-коричневого кристаллического порошка с т.пл. 248-249°C, представляющего собой индивидуальное комплексное соединение монолигандного типа MLH2O. Данные элементного анализа приведены в табл.1.
Пример 10. Определение растворимости комплексных соединений.
Цинк, медь (II) и кальцийсодержащие комплексные соединения дигидрокверцетина не растворимы в воде, метаноле, этаноле, ацетоне, но растворимы в диметилсульфоксиде. Испытания проведены по методике [Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. - 11-е изд., доп. - М: Медицина, 1989. - 400 с].
Как видно из представленных в таблице 2 данных, ZnL2(H2O)2 и CaLH2O можно отнести к классу мало растворимых (от 100 до 1000 мл растворителя), а CuLH2O - к классу очень мало растворимых соединений (от 1000 до 10000 мл растворителя на 1 г вещества).
Пример 11. Кулонометрическое определение антиоксидантной активности комплексных соединений цинка, меди (II) и кальция с дигидрокверцетином [Абдуллин И.Ф., Турова Е.Н., Будников Г.К., Зиятдинова Г.К., Гайсина Г.Х. Электрогенерированный бром - реагент для определения антиоксидантной способности соков и экстрактов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. №9, 2002, Т. 68, С. 12-14].
Метод испытаний - кулонометрический с использованием прибора «Эксперт-006» (Россия). Метод позволяет определять суммарное количество антиоксидантных веществ титрованием электрогенерированным галогеном (бромом). В качестве генераторного и вспомогательного использованы стеклоуглеродные электроды. Катодная камера, где помещается вспомогательный электрод, отделена от аналита полупроницаемой перегородкой. Электрогенерация брома ведется при постоянной силе тока 5,0 и 50,0 мА (в зависимости от диапазона чувствительности) из водного 0,2 M раствора KBr в 0,1 M H2SO4 с определением конца титрования вольтметрической индикацией с двумя поляризованными электродами из инертного металла (ΔE=300 мВ). Кулонометрическая ячейка - на 50 мл с фоновым электролитом. Растворы аскорбиновой кислоты, ДКВ и комплексных соединений приготовлены в ДМСО, концентрация 0,001 г в 5 мл.
Сопоставительный анализ антиоксидантной емкости растворов комплексных соединений в ДМСО показал, что на фоне антиоксидантной емкости таких антиоксидантов как дигидрокверцетин и аскорбиновая кислота происходит увеличение количества электричества для комплексных соединений цинка до 13,6% и кальция до 6,6%. Комплексное соединение меди в данном тесте активности не проявляет.
Пример 12. Определено влияние комплексных соединений (КС) на уровень содержания конечных продуктов Перекисного Окисления Липидов (ПОЛ) в плазме крови in vitro по сравнению с уровнем влияния дигидрокверцетина. Состояние ПОЛ оценивалось по содержанию Малонового Диальдсгида (МДА) [Гончаренко М.С., Латинова A.M., с соавт. Лабораторное дело. - №1, 1988], Диеновых Конъюгатов (ДК) и Триеновых конъюгатов (ТК) [Арутунян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма (методические рекомендации) // СПб.: ИКБ Фолиант. - 2000. - 104 с. ]. Антиоксидантную активность определяли по уровню активности каталазы [Галактионова Л.П., Молчанов А.В., с соавт. Клиническая лабораторная диагностика, №6, 1998. - С.10-14]. Также для комплексных соединений определены их действующие концентрации. Для экспериментов готовились 1% суспензии исследуемых веществ в ДМСО.
Приготовление анализируемых растворов. Из 1% суспензии исследуемого вещества в ДМСО готовили растворы следующих концентраций - 0,1; 0,01; 0,005; 0,0025; 0,001% в ДМСО. Для приготовления анализируемых растворов к 0,5 мл каждого из полученных растворов добавляли по 2,5 мл плазмы. Контролем являлся раствор, содержащий 2,5 мл плазмы и 0,5 мл ДМСО. Контроль и каждый из анализируемых растворов исследовали в трех параллельных опытах.
Статистическая обработка результатов анализов. На основании расчета коэффициентов корреляции Манна-Уитни для массива полученных результатов найдено, что критическое значение уровня значимости при проверке нулевых гипотез составляет 0,05 (вероятность ошибки р≤0,05).
Выбор действующей концентрации проводили на основании сравнения снижения показателей ПОЛ по отношению к холостому опыту. Данные представлены на Рисунке 1.
Результаты определения МДА, ДК и ТК в плазме по отношению к ДКВ для комплексных соединений цинка, меди (II) и кальция в концентрации растворов 0,005% приведены на Рисунке 2.
Определение активности каталазы в плазме крови под влиянием анализируемых растворов комплексных соединений показало уровень ее активности, что продемонстрировано на Рисунке 3.
Анализ полученных результатов показывает, что цинковые комплексные соединения снижают содержание МДА, ТК и ДК в плазме крови по сравнению с уровнем снижения этих показателей для дигидрокверцетина на 7,8; 4,3 и 2,3%, соответственно. Медный комплекс показывает снижение этих же показателей на 4,3; 4,3 и 1,5%, соответственно. Для кальциевого комплекса определено снижение этих же показателей на 1,0; 5,7; 1,0%, соответственно, по сравнению с ДКВ.
Раствор комплексного соединения цинка увеличивает активность каталазы по сравнению с активностью для раствора ДКВ на 1,5%. Медный и кальциевый комплексы тоже увеличивают активность каталазы, но не более чем раствор ДКВ.
Таким образом, синтезированные нами комплексные соединения цинка и меди (II) оказывают влияние на систему антиоксидантной активности плазмы крови человека, достоверно снижая уровень ПОЛ по сравнению активностью дигидрокверцетина.
| Таблица 1 | |||||||||
| Данные элементного анализа, РСЭДМА и рассчитанные данные для комплексных соединений | |||||||||
| Комплексное соединение | Найдено, М - Zn, Cu, Са, % | Рассчитано, % | |||||||
| по элементному анализу | по РСЭДМА | ||||||||
| С | Н | М | С | 0 | М | С | Н | М | |
| ZnL2(H2O)2 | 46,0 | 2,8 | 8,8 | 49,0 | 42,2 | 8,8 | 50,9 | 3,7 | 9,2 |
| CuLH2O | 45,6 | 3,5 | 17,4 | 45,6 | 40,1 | 14,3 | 46,8 | 3,4 | 16,6 |
| CaLH2O | 45,0 | 3,5 | 11,5 | 47,0 | 45,1 | 7,9 | 49,9 | 3,6 | 11,1 |
| Таблица 2 | ||||
| Определение растворимости комплексных соединений в ДМСО | ||||
| Условные термины | Количество растворителя (мл), необходимое для растворения 1 г вещества | ZnL2(H2O)2 | CuLH2O | CaLH2O |
| Очень легко растворим | До1 | - | - | - |
| Легко растворим | От 1 до 10 | - | - | - |
| Растворим | От 10 до 30 | - | - | - |
| Умеренно растворим | От 30 до 100 | - | - | - |
| Мало растворим | От 100 до 1000 | + | - | + |
| Очень мало растворим | От 1000 до 10000 | + | + | + |
| Таблица 3 | |||
| Кулонометрическое определение антиоксидантной емкости комплексных соединений (Qc, Qдкв - количество электричества для исследуемого образца и ДКВ, соответственно) | |||
| Образец | Время электролиза, сек | Q, кол-во элект-ва, кКл | ОС/Qдкв |
| Аскорбиновая к-та | 53,21±2,97 | 266,07±14,87 | 0,344 |
| ДКВ(L) | 154,17±2,47 | 770,86±12,35 | |
| ZnL2(H2O)2 | 175,37±3,08 | 876,85±15,38 | 1,136 |
| CuLH2O | 58,53±2,15 | 292,67±12,14 | 0,376 |
| CaLH2O | 164,40±1,34 | 822,01±6,70 | 1,066 |
1. Способ получения комплексного соединения дигидрокверцетина с ионом металла, выбранным из цинка, меди (II) или кальция, обладающего антиоксидантной активностью, из природного флавоноида (+)-дигидрокверцетина и солей цинка, меди (II) или кальция, отличающийся тем, что дигидрокверцетин и соль металла смешивают в сухом виде в реакторе в установленных молярных соотношениях 1:1-2, добавляют воду при температуре 80°C или этиловый спирт или 50-70% водно-спиртовой раствор при комнатной температуре при контролируемой кислотности среды, при этом при использовании солей металлов, содержащих анионы слабых кислот, pH среды равен 5,0-5,6, при использовании солей металлов, содержащих анионы сильных кислот, требуется доведение значения pH раствора до 7 путем добавления раствора щелочи, при этом реакция завершается практически сразу - в течение первых 5 минут, выпавший осадок отфильтровывают и промывают водой и/или этиловым спиртом, затем сушат на воздухе, после в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 105-110°C и получают комплексное соединение.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что позволяет получить комплексное соединение с контролируемым содержанием ионов металлов: для ионов меди (II) и кальция монолигандного типа MLH2O и для ионов цинка - билигандного типа ML2(H2O)2, где M - ион металла, L - лиганд - депротонированный дигидрокверцетин.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае использования солей металлов, содержащих анионы сильных кислот, требуется доведение значения pH раствора до 7 путем добавления в реакционную смесь 3% раствора гидроксида натрия или 5% гидроксида аммония.
