A belső koordináló víztartalom meghatározása a pektinek oldhatatlan fémes származékaiban

Az Orosz Föderáció Közegészségügyi Minisztériumának szövetségi államilag finanszírozott felsőoktatási intézménye, VolgSMU, Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute, Pyatigorsk, Oroszország

Fogadott: 2016. október 10 .; Elfogadott: 2016. december 18 .; Közzétett: 2016. december 25

Idézet: Kajsheva NS, Kajshev AS, Mikelov VA és mtsai. A belső koordináló víztartalom meghatározása a pektin oldhatatlan fémes származékaiban. Phys Chem Ind. J. 2016; 11 (2): 104.

Kulcsszavak

Koordinációs kapcsolatok; Fémek pektinátjai; Rézionok (II); Ólomionok (II); Fogalmazás; Derivatográfia; Potenciometria

Bevezetés

A mérgező és nehézfémmérgezés szükségessé tette különböző antidotumok alkalmazását, amelyek hatásának szelektívnek kell lennie egy nem kívánt fém kationjának eltávolítására, amely nem érinti a szervezet számára szükséges fémek kationjait. Az alábbiakban bemutatjuk az ellenszerekkel szemben támasztott követelményeket [1].

Megbízható koordinációs vegyületek (CC) képződése mérgező és nehézfémekkel annak érdekében, hogy biztosítsák azok eltávolítását az erjedés aktív központjából és a szervezetből való kiválasztódást; ezt a követelményt 5-6 tagú ciklusú antidotumok állítják össze, amelyek több elektrondonor csoportot, előnyösen kromoforokat tartalmaznak, amelyek biztosítják a fémek megbízható, szinte teljes megkötését.

Az antidotumok és CC-jük mérgező és nehézfémekkel képesek behatolni a sejtmembránba, ennek végrehajtásához töltés nélkül vagy enyhe töltéssel kell rendelkezniük ahhoz, hogy feloldódjanak a membrán lipidjeiben. Az antidotumok és a CC mérgező hatása a mérgező és nehézfémekre, amelyek eltérő stabilitást képeznek az antidotumok által képzett CC, valamint a mérgező és nehézfémekkel képződött CC-nek, stabilabbnak kell lenniük, mint a biogén fémekkel képződöttek, annak érdekében, hogy elkerüljék a vegyületek kiválasztódását. utóbbi a biológiai rendszerekből.

Molekuláikban a pektinek a sajátos szerkezeti és fizikai-kémiai tulajdonságaik [1-5] kapcsán a központi elemek, több koordinációs csoport található (karboxil-, hidroxilcsoportok, glicid kötés, a piranóz-ciklus oxigénatomja), mint amennyire a toxikus és nehézfémek, amelyek lehetőséget kapnak a csoport megválasztására azzal a céllal, hogy egy ellenállóbb CC-t képezzenek, kevésbé erős hajlandóságuk a CC képződésére (és ennek eredményeként a termékek megbízhatósága), összehasonlítva a szokásos arcszínekkel, a lánc hajlítását korlátozó merevség miatt és a CC vízben való oldhatóságának vagy oldhatatlanságának a pektin által képződött fémekkel történő sodrása közvetlenül függ a polimerizáció mértékétől és a pektinek koncentrációjától, ezzel összefüggésben a pektinek mind a gyomor-bél traktusban, mind a biológiai folyadékokban működhetnek.

Annak ellenére, hogy az ilyen CC, mint a fém-pektinátok (PМе) [1] szerkezete meglehetősen jól megvizsgált, továbbra is problémát jelent a bennük lévő belső koordináló víz tartalmának meghatározása, amely képes befolyásolni a PМе oldhatóságát, biológiai hozzáférhetőségét és a pektinek terápiás dózisa antidotumokként. A vizes reakcióközegben [6] nyert PMe-ben a víz molekulái a CC belső vagy külső szférájában lehetnek, és megköthetők (adszorbeált) kapillárisok [7]. A belső koordináló víz tartalmának meghatározása érdekes a mérgező és nehézfémeket megkötő reagensek pektinek dózisának kiszámítása szempontjából. A vízmolekulák bármely CC-ben való jelenlétének figyelmen kívül hagyása az ellenszer dózisainak alulértékelését eredményezheti a mérgező és nehézfémekkel összehasonlítva.

A CC tanulmányozásához gyakran használt elemzési módszerek (elektron paramagnetikus rezonancia spektroszkópia [8,9] UV-spektrofotometria [1], kompleximetria [1], trilonometria [1], ioncserélő kromatográfia [1]) sokféle megoldást tesznek lehetővé problémák: meghatározni a CC geometriai konfigurációját és típusát, a központi atom koordinációs számát, a fémkation és a pektin arányát, a CC stabilitását, a fémionok állandóit a PMe-nél. Ezekkel a módszerekkel azonban nem lehet meghatározni a PMe-ben lévő vízmolekulák jelenlétét és tartalmát, amelyek lehetnek a koordináló ionban, a CC külső szférájában vagy megkötött (adszorbeált) kapillárisban [7].

A CC-ben a víz detektálásának néhány módszere közül megemlíthetjük a polarográfiát [9], az infravörös spektroszkópiát [10, 11]. Alkalmazásuk azonban nem csak a vízmennyiség mennyiségi meghatározását teszi lehetővé, hanem annak jelenlétének meggyőződését vagy a CC szerkezetében való megkülönböztetését is. Tehát a víz deformatív kétdimenziós ingadozására utaló csíkok detektálása a pektin és a PMe infravörös spektrumain (1600 sm -1, 590 sm -1) nem engedi meghatározni a CC-hez való tartozásukat. A PMe dehidratációja (10–5 mm higanyoszlop, 185 ° C) [11] hozzájárul mind az adszorpció, mind a koordináló víz elvesztéséhez, és a CC következő vízzel történő feldolgozása nem teszi lehetővé a vízmolekulák objektív becslését a PMe kialakulásában. Ezenkívül az említett módszerek alkalmazását korlátozza a CC más szerkezeti komponenseinek zavaró hatása.

Véleményünk szerint a módszertani megközelítés a legérdekesebb; ezt a megközelítést javasolta Schwarzenbach, aki bebizonyította a belső koordináló víz jelenlétét a króm (III) etilén-diamin-tetraacetátban, feltárva azt egy „magas hőmérsékletű” (150 ° C és több) komponens derivatográfiájának módszerével, amelyet titrálva az alkál egy savas közegben hidroxokomplexet képez [12]. A derivatográfia és az alkalimetria ilyen kombinációja a PMe vízmolekulák tartalmának meghatározására meghatározta kutatásunk célját.

A kutatás célja a vízmolekulák jelenlétének, helyzetének és mennyiségének értelmezése, miközben meghatározzuk a Cu 2+ (PCu 2+) és a Pb 2+ (PPb 2+) oldhatatlan pektinátok moláris összetételét derivatográfiai és potenciometriás módszerekkel.

Kísérleti rész

A kutatás célja a cukorrépa-pektin (amely megfelel az ideiglenes hitelesített farmakológiai leírás 42-3433-99 «pektin» követelményeinek) 3200 kilogrammos molekulatömegű átlagos vízzel és állandó disszociációval 3,2 × 10 -4 vízben, amely 14,4% szabad karbonsavcsoportok, 9,2% metilezett karbonsavcsoportok [13]. Acetátok Cu 2+ (АCu 2+) és Pb 2+ (АPb 2+) („az elemzéshez tiszta” minősítéseket) alkalmaztak a kutatásban.

A PMe előállításához 1 mol 7,8 × 10-4 mol/l cukorrépa-pektin (рН 3,5) vizes oldatához 2,0 mól/l vizes ammóniát adtunk cseppenként, mágneses keverővel keverve, amíg el nem éri a рН 8,0 értéket (potenciometriásan), majd hozzáadunk 100 ml 0,1 mol/l АМе (АCu 2+ или АPb 2+) vizes oldatot. Azonnal kialakult PMe zselés üledékeket (a gyakorlatban az abszolút lerakódás garantálása érdekében) 96% -os etanollal kezeltük 1: 2 térfogatarányban, majd 20 ° C hőmérsékleten tartottuk. 2 órán át. A felülúszó folyadékot dekantáltuk, az üledékeket sűrű kék sávszűrőkkel szűrtük, majd háromszor 100 ml vízzel mostuk, majd az üledékeket a szárítókamrában 70 ° C hőmérsékleten szárítottuk. C hőmérsékleten 3 óra alatt, amíg rögzített tömeg nem lesz [6]. A PCu 2+ zöld színű, a PPb 2+ világosbarna színű. A viszkoziméter módszerével meghatározva [14] a PCu 2+ és a PPb 2+ átlagos moláris tömege ennek megfelelően 4046 g/mol és 5340 g/mol. A PCu 2+ elemi összetételét (% -ban): С 32.0, Н 4.0, О 49.8, Cu 14.2 és PPb 2+: С 24.3, Н 3.0, О 37.8, Pb 34.9 az elemanalizátorral és az STE-1 spektrográffal határoztuk meg. így lehetővé válik empirikus képletek levezetése: Cu9C108H162O126, Pb9C108H162O126.

1.ábra: Pektin termogram.