натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения
Классы МПК: | C07C381/02 тиосульфаты C08G61/10 только ароматические атомы углерода, например полифенилены A61K31/185 кислоты; ангидриды, галогенангидриды или их соли, например сульфокислоты, имидо-, гидразоно- или гидроксимовые кислоты |
Автор(ы): | Медведев Ю.В., Соболев Д.В., Калниньш К.К. |
Патентообладатель(и): | Соболев Дмитрий Владимирович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-12-01 публикация патента:
27.10.2001 |
Изобретение относится к натриевой соли, поли(мра-диридрокси-парафенилен)тиосульфокислоты общей формулы I
,
обладающей супероксидазной активностью. Указанное соединение позволяет расширить спектр продуктов, способных осуществлять реакцию дисмутации O2, и может найти применение в качестве антиоксидантов в биологии, микробиологии и медицине. Описан также способ получения, заключающийся во взаимодействии парабензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при мольном соотношении между реагентами от 3:1 до 10:1. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил., 4 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-1t.gif)
обладающей супероксидазной активностью. Указанное соединение позволяет расширить спектр продуктов, способных осуществлять реакцию дисмутации O2, и может найти применение в качестве антиоксидантов в биологии, микробиологии и медицине. Описан также способ получения, заключающийся во взаимодействии парабензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при мольном соотношении между реагентами от 3:1 до 10:1. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил., 4 табл.
Формула изобретения
1. Натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты общей формулы![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-9t.gif)
где n = 2 - 6,
обладающая супероксидазной активностью. 2. Способ получения натриевой соли поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты, как она определена в п.1, включающий реакцию взаимодействия парабензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при мольном соотношении между реагентами от 3 : 1 до 10 : 1. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает очистку продукта реакции от низкомолекулярных примесей путем экстрагирования указанного продукта диэтиловым эфиром. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно включает сушку указанного продукта от экстрагента.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химии полимеров, а предложенный продукт может найти применение в качестве антиоксиданта в биологии, микробиологии и медицине. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯВ биологии широко известны случаи повреждающего воздействия кислорода на биологические ткани, в частности, при повышении его парциального давления. Более тщательно проведенные исследования показали, что токсические воздействия на биологические объекты оказывает не сам кислород, а промежуточные продукты его метаболизма (Медведев Ю.В., Толстой А.Д. Гипоксия и свободные радикалы в развитии патологических состояний организма. - М.: 000 "Терра-Календер и Промоушн", 2000. - 232 с., [1]). В случае полного восстановления кислорода образуется вода, тогда как в результате частичного его восстановления в тканях появляется ряд активных форм кислорода (АФК), способных оказывать повреждающее воздействие на различные жизненно важные элементы клеток, включая генетический аппарат, ферменты, мембранные и иные структуры. Биологические формы жизни смогли выжить в подобных условиях, выработав эффективную систему защиты от АФК - систему различных антиоксидантов, основными задачами которых являются сведение к минимуму процессов нефизиологического продуцирования АФК и удаление их из биологической среды в случае появления. В результате присоединения к молекуле кислорода первого электрона образуется супероксидный анион-радикал O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175132/8594.gif)
Исключительная роль СОД в защите клеток от токсического воздействия АФК подтверждается тем, что константа скорости реакции дисмутации анион-радикалов O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
Задачей настоящего изобретения является расширение спектра продуктов, способных подобно СОД осуществлять реакцию дисмутации O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-3t.gif)
где n = 2-6. Брутто-формула С6nH4n+1O2n+3S2Na продукта. Продукт был получен в результате реакции пара-бензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при нагревании от 50oC до 100oC. Образующийся в процессе реакции продукт отделяют от растворителя и очищают от низкомолекулярных примесей путем экстракции диэтиловым эфиром. Более подробно условия синтеза и свойства получаемого продукта описаны в нижеследующих примерах. Наиболее близким структурным аналогом предложенного соединения является натриевая соль [поли-(2,5-дигидрокси-фенилен)] -4- тиосульфокислоты (мета НПФ), получаемая в результате взаимодействия пара-бензохинона с тиосульфатом натрия в водно-спиртовой среде при температуре выше 65oC (Патент РФ N 2105000, МПК6 С 07 С 381/02, C 08 G 61/10, А 61 К 31/05 [5]). В известном продукте полимерная цепь состоит из набора гидрохиноидных звеньев, соединенных между собой в мета-положении (мета-НПФ).)
Принципиальное отличие соединения, предложенного в соответствии с настоящим изобретением, от его аналога заключается в том, что в предложенном соединении гидрохиноидные звенья образуют полимерную цепь за счет присоединения в пара-положении, а не в мета-положении, как у аналога. Как известно, изменение химической структуры вещества неизбежно связано с изменением его свойств. Из химии ароматических соединений известно, что заместители, расположенные в мета-положении ароматического ядра, оказывают слабое влияние друг на друга, тогда как заместители, расположенные в пара-положении, сильно влияют друг на друга и на молекулу в целом. Наиболее ярким проявлением особых свойств продукта в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с аналогом является проявление характерного сигнала, регистрируемого с помощью метода спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР-спектроскопии), свидетельствующего о наличии в пара-НПФ неспаренных электронов (Фиг. 1), которые не были зафиксированы в образцах аналога. Спектр не меняет интенсивности в течение месячного хранения образца на воздухе. Наличие сигнала ЭПР в образцах пара-НПФ и его стабильность в процессе месячного хранения свидетельствуют о появлении сильного взаимодействия между всеми фенильными ядрами полимерной цепи, соединенными между собой в пара-положении. В результате образуется достаточно протяженная система сопряжения, способная эффективно удерживать неспаренный электрон, регистрируемый методом ЭПР-спектроскопии. Спектр ЭПР наблюдается как для твердого образца (кривая 1, изображенная сплошной линией на Фиг. 1), так и для водного раствора вещества (кривая 2, изображенная пунктирной линией на Фиг. 1). Исследование супероксиддисмутазной активности натриевой соли поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты (пара-НПФ)
Для подтверждения супероксиддисмутазной активности (СОД- активности) предложенного продукта был использован метод, основанный на конкурентном взаимодействии O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
ВКЛ - включение света;
ВЫКЛ - выключение света;
ТНТ - введение красителя;
пара-НПФ - введение натриевой соли поли(пара-дигидрокси- пара-фенилен)тиосульфокислоты. Генерацию O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-4t.gif)
Образовавшиеся анион-радикалы самопроизвольно диссоциируют на кислород и перекись водорода, которая в присутствии каталазы расщепляется на кислород и воду:
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-5t.gif)
Убыль кислорода в ячейке регистрировали с помощью кислородного датчика (участок А кривой). При выключении света генерация O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-6t.gif)
При этом количество окисленных анион-радикалов строго соответствует количеству регенерированного кислорода и концентрация регенерированного кислорода в ячейке не меняется. Внесение в ячейку пара-НПФ и включение света сопровождается повторным поглощением кислорода, однако с меньшей скоростью (участок С кривой), что свидетельствует о протекании конкурентного взаимодействия O2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-7t.gif)
Внесение пара-НПФ в среду, где генерируются анион-радикалы 2
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175028/177.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175028/177.gif)
Изобретение проиллюстрировано графическими материалами, на которых:
Фиг. 1 представляет собой ЭПР-спектр порошка пара-НПФ (кривая 1) и 5%-ного раствора пара-НПФ в воде (кривая 2);
Фиг. 2 представляет собой схему процесса определения СОД-активности пара-НПФ;
Фиг. 3 представляет собой ИК-спектр пара-НПФ в таблетке KBr;
Фиг. 4 представляет собой УФ-спектр поглощения раствора пара-НПФ в воде;
Фиг. 5 представляет собой 13C-ЯМР спектр пара-НПФ в твердой фазе. ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для лучшего понимания сути изобретения приведены следующие примеры. Пример 1. В аппарат емкостью 2 л, снабженный мешалкой и рубашкой, помещают 76,6 г (0,31 М) тиосульфата натрия и при перемешивании вливают 1 л дистиллированной воды. Раствор нагревают до температуры 60oC и при интенсивно работающей мешалке вводят 100 г (0,93 М) пара-бензохинона. Через 1,5 часа процесс прекращают и образовавшийся продукт сушат на распылительной сушилке. Сухой порошкообразный продукт помещают в аппарат Сокслетта и удаляют примеси при использовании диэтилового эфира в качестве экстрагента. Время экстракции - 24 часа. Продукт сушат под вакуумом при температуре 50oC. Выход целевого продукта - 109,2 г. Молекулярная масса, определенная криоскопическим методом, равна 400. ИК-спектр образца (Фиг. 3) имеет широкую полосу валентных колебаний гидроксильных групп в области 3600 - 2000 см-1, полосы при 1200 и 1040 см-1 подтверждают наличие сульфогрупп, полоса в области 1600-1550 см-1 относится к так называемым "дышащим" колебаниям C=C связей бензольного кольца. Другая характерная полоса колебаний C=C кольца наблюдается при 1500 см-1. Полосы поглощения 1370, 1448 и 1520 см-1 относятся к колебаниям C-C связей кольца, смешанным с деформацией углов СОН и CCH. Полоса в области 830 см-1 относится к неплоским деформационным колебаниям связи CH в тетразамещенном бензольном кольце. В электронном спектре поглощения пара-НПФ (Фиг. 4) наблюдается сплошное поглощение от ультрафиолетовой до видимой области с двумя слабо выраженными максимумами y 40000 и 33000 см-1. Эти полосы относятся к
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175097/960.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175097/960.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175317/2175317-8t.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
![натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен) тиосульфокислоты, обладающая супероксидазной активностью, и способ ее получения, патент № 2175317](/images/patents/296/2175013/8226.gif)
Класс C08G61/10 только ароматические атомы углерода, например полифенилены
Класс A61K31/185 кислоты; ангидриды, галогенангидриды или их соли, например сульфокислоты, имидо-, гидразоно- или гидроксимовые кислоты