Федерална държавна образователна институция за висше професионално образование VolgSMU на Министерството на общественото здраве на Руската федерация, Медицински и фармацевтичен институт в Пятигорск, Пятигорск, Русия

установяване

Получено: 10 октомври 2016 г .; Прието: 18 декември 2016 г .; Публикувано: 25 декември 2016 г.

Цитат: Кайшева Н.С., Кайшев А.С., Микелов В.А. и др. Установяване на вътрешното координиращо водно съдържание в неразтворими метални производни на пектин. Phys Chem Ind J. 2016; 11 (2): 104.

Ключови думи

Координационни връзки; Пектинати на метали; Медни йони (II); Йони на олово (II); Състав; Дериватография; Потенциометрия

Въведение

Интоксикацията с токсични и тежки метали налага използването на различни антидоти, чийто ефект трябва да бъде селективен, за да се отстрани катионът на нежелан метал, който не докосва катионите на металите, необходими за организма. По-долу са представени изискванията към антидотите [1].

Образуването на надеждни координационни съединения (CC) с токсични и тежки метали, за да се осигури тяхното отстраняване от активния център на ферментацията и екскреция от организма; това изискване се съставя от антидотите с 5-6-членни цикли, съдържащи няколко донорни групи, за предпочитане хромофори, които осигуряват надеждно, почти пълно свързване на метали.

Способността на антидотите и техните CC с токсични и тежки метали да проникнат през клетъчната мембрана, за да се извърши това те трябва да бъдат незаредени или да носят лек заряд, за да се разтворят в мембранните липиди. Нетоксичността на антидотите и CC с токсични и тежки метали, които образуват различна стабилност на CC, образувана от антидотите и CC, образувана с токсични и тежки метали, трябва да бъде по-стабилна от тези, образувани с биогенни метали, за да се избегне отделянето на последното от биологичните системи.

Пектините са централният елемент във връзка със техните специфични структурни и физикохимични свойства [1-5] в техните молекули има повече координационни групи (карбоксилни, хидроксилни групи, глиозидна връзка, кислороден атом от пиранозния цикъл), отколкото е необходимо за свързване на токсични и тежки метали, които получават възможност за избор на група с цел формиране на по-устойчив CC по-малко силна тенденция към образуване на CC (и в резултат на това надеждността на продуктите) в сравнение с обикновения тен поради твърдостта на веригата, ограничаваща огъването и усукващата разтворимост или неразтворимост във вода на CC с метали, образувани от пектини, зависи пряко от степента на полимеризация и концентрация на пектини, в тази връзка пектините могат да действат както в стомашно-чревния тракт, така и в биологичните течности.

Въпреки факта, че структурата на такива CC като метални пектинати (PМе) [1] е доста добре изследвана, все още е проблем да се определи съдържанието на вътрешната координираща вода в тях, способна да повлияе на разтворимостта, биологичната наличност на PМе и терапевтичната доза пектин като антидоти. В PMe, получен във водна реакционна среда [6], молекулите на водата могат да се съдържат във вътрешната или външната сфера на CC и да бъдат свързани (адсорбирани) капилярно [7]. Определянето на съдържанието на вътрешната координираща вода представлява интерес от гледна точка на изчисляването на дозата на пектин, реагентите, свързващи токсични и тежки метали. Пренебрегването на присъствието на водни молекули в който и да е CC може да доведе до подценяване на дозите на липсващия антидот в сравнение с токсични и тежки метали.

Методите за анализ, често използвани за изследване на CC (електронна парамагнитна резонансна спектроскопия [8,9] UV-спектрофотометрия [1], комплексометрия [1], трилонометрия [1], йонообменна хроматография [1]), позволяват да се решат много проблеми: да се определи геометричната конфигурация и вида на СС, координационният номер на централния атом, съотношението на металния катион и пектин, стабилността на СС, константите на обмен на метални йони при PMe. Тези методи обаче не могат да се използват за определяне на присъствието и съдържанието на водните молекули в PMe, които могат да се съдържат в координиращия йон, във външната сфера на CC или да бъдат свързани (адсорбирани) капиляри [7].

Сред малкото методи за откриване на вода в CC може да се спомене полярография [9], инфрачервена спектроскопия [10,11]. Приложението им обаче не позволява не само да се определи количеството вода по отношение на количеството, но и да се установи нейното присъствие или да се диференцира нейното положение в структурата на CC. Така че откриването на ивици, отнасящи се до деформативните двумерни колебания на водата при инфрачервени спектри (1600 cm -1, 590 cm -1) на пектин и PMe, не ни позволява да определим тяхната принадлежност към CC. Дехидратацията на РМе (10 -5 mm от живачната колона, 185 ° С) [11] допринася за загубата както на адсорбция, така и на координираща вода, а последващата обработка на CC с вода не позволява да се оцени обективно участието на водните молекули при образуването на ПМе. Освен това използването на споменатите методи е ограничено от влиянието на други структурни компоненти на CC.

Според нас методологичният подход е най-интересен; този подход беше предложен от Schwarzenbach, който доказа наличието на вътрешна координираща вода в етилендиамин тетраацетат на хром (III), като го разкри, използвайки метода на дериватография на „високотемпературен“ компонент (150 ° C и повече), който се титрува чрез алкалните образуват хидроксокомплекс в кисела среда [12]. Такава комбинация от методите на дериватография и алкалиметрия за определяне на съдържанието на водните молекули в PMe определи целта на нашето изследване.

Целта на изследването е интерпретиране на присъствието, разположението и количеството на водните молекули при установяване на моларния състав на неразтворими пектинати Cu 2+ (PCu 2+) и Pb 2+ (PPb 2+) с помощта на методите на дериватография и потенциометрия.

Експериментална част

Обект на изследването е пектин от цвекло (отговарящ на изискванията на временното сертифицирано фармакопейно описание 42-3433-99 «пектин») със средна моларна маса 3200 килограма молекула и постоянна дисоциация във вода 3,2 × 10 -4, съдържаща 14,4% от свободни карбоксилни групи, 9,2% метилирани карбоксилни групи [13]. В изследването са използвани ацетати Cu 2+ (АCu 2+) и Pb 2+ (АPb 2+) (квалификация „чист за анализ“).

За получаване на РМе се добавят 2,0 mol/l аква амоняк към 1 l 7,8 × 10 -4 mol/l воден разтвор на цвекло пектин (рН 3,5) на капки, разбърква се с магнитна бъркалка до достигане на рН 8,0 (потенциометрично), след това се добавят 100 ml 0,1 mol/l воден разтвор АМе (АCu 2+ или АРb 2+). Веднага образуваните желеобразни утайки от РМе (за да се гарантира практически абсолютно отлагане) се обработват с 96% етанол в обемно съотношение 1: 2, след което се държат при температура 20 °. С в продължение на 2 часа. Супернатантната течност се декантира, утайките се филтрират с плътни сини лентови филтри, след това се промиват със 100 ml вода за три пъти, след което утайките се сушат в сушилната камера при температура 70 °. С в продължение на 3 часа до получаване на фиксирана маса [6]. PCu 2+ е със зелен цвят, PPb 2+ е със светлокафяв цвят. Определени по метода на вискозиметър [14] средните моларни маси на PCu 2+ и PPb 2+ са съответно 4046 g/mol и 5340 g/mol. Елементният състав (в%) на PCu 2+: С 32.0, Н 4.0, О 49.8, Cu 14.2 и PPb 2+: С 24.3, Н 3.0, О 37.8, Pb 34.9 е определен с елементарен анализатор и STE-1 спектрограф като по този начин позволява да се изведат емпирични формули: Cu9C108H162O126, Pb9C108H162O126.

Фигура 1: Термограма на пектин.