Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/spb2013/proc-p28.htm

 

 

СИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВЫСОКОРАЗБАВЛЕННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ МЕБИКАРА И ЭНАНТИОМЕРОВ 2-(3,7-ДИОКСО-2,4,6,8-ТЕТРААЗАБИЦИКЛО[3.3.0]ОКТ-2-ИЛ)]-4-МЕТИЛТИОБУТАНОВОЙ КИСЛОТЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ И ГИПОЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЯХ

Кравченко А.Н., Баранов В.В., Рыжкина И.С.1, Тимошева А.П.1, Сергеева С.Ю.1, Мишина О.А.1, Коновалов А.И.1

Государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского РАН, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 47, E-mail: kani@server.ioc.ac.ru

1Государственное бюджетное учреждение науки Ииститут оргаической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН

 

Известно, что супрамолекулярной хиральностью обладают растворы супрамолекул, образованные как из хиральных, так и ахиральных молекул [1]. Например, образование наноассоциатов в водном растворе ахирального амфифильного производного каликс[4]резорцинарена в интервале концентраций 1∙10-11 - 3∙10-9 привело к появлению оптической активности [2].

С целью расширения границ этого уникального явления в настоящей работе изучена оптическая активность водных растворов синтезированных мебикара 1 и энантиомерных пар диастереомеров 2a, 2b и 2a`, 2b` 2-(3,7-диоксо-2,4,6,8-тетраазабицикло[3.3.0]окт-2-ил)]-4-метилтиобутановой кислоты в интервале концентраций 1∙10-18–1∙10-2 М. Исследуемые соединения относятся к классу гликольурилов, среди которых выявлены вещества с нейротропной активностью, а отечественный препарат мебикар 1 давно используется в медицинской практике в качестве дневного транквилизатора. Актуальность настоящего исследования объясняется стремлением мировой фармакологии применять энантиомерно чистые лекарственные средства в достаточно низких эффективных дозах.

Мебикар 1 и диастереомеры 2a,2a` и 2b,2b` синтезированы из доступных реагентов по разработанным в ИОХ РАН методикам. Мебикар 1 получали взаимодействием 1,3-диметилмочевины с глиоксалем (схема 1), диастереомеры 2a,2a` и 2b,2b` - диастереоселективной реакцией 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-она 3 с (S)- и (R)-N-карбамоилметионином 4a,b соответственно (схема 2), синтез которых осуществлен из соответствующих (S)- и (R)-метионина с KOCN.

Схема 1.

 

 

Схема 2.

 

В силу жесткости гетероциклического каркаса и «цис»сочленения пятичленных циклов эти структуры имеют форму «летящей чайки». Поэтому молекула мебикара ахиральна, так как имеет плоскость симметрии. Тогда как гликольурилы 2a,2a` и 2b,2b` содержат асимметрические атомы С(1) и С(5) и являются хиральными соединениями, которые характеризуются углами удельного вращения (для 2a, [a]= (+)18.50° (c 2; 1N NaOH), для 2a` [a] = (–)77.78° (c 2; 1N NaOH), для 2b, [a]= (–)18.50° (c 2; 1N NaOH), для 2b` [a] = (+)77.78° (c 2; 1N NaOH).

Для изучения оптической активности соединений 1, 2a,2a` и 2b,2b` в высокоразбавленных водных растворах измерены их углы оптического вращения α. Значения угла α в растворах получены непосредственно в эксперименте. Опыты проводили на серийном поляриметре Perkin-Elmer-341 по стандартной методике с использованием  света с длиной волны D-линии натрия (589 нм), толщина термостатируемой при 25°±0.1 °С кюветы составляла 0.56 дм, точность прибора ± 0.002°.

В результате измерения оптической активности соединений 1, 2a,2a` и 2b,2b` показано, что величина угла α водных растворов мебикара 1 с концентрацией 1∙10-10 М достоверно превышает ошибку измерения и составляет (–)0.007°±0.002° при троекратной повторяемости опыта. Интересно, что, как показано нами ранее, именно при этой концентрации в растворе мебикара образуются наноассоциаты с максимальным значением  ζ-потенциала (-12 мВ) [3]. При других концентрациях значения углов α не превышали точности прибора. В растворах мебикара 1, выдержанных в гипогеомагнитных условиях, во всем изученном интервале концентраций значения α также не превышает точности прибора.

При определении значений угла α водных растворов оптически активных гликольурилов 2a, 2a`, 2b, 2b` установлено, что в водных растворах гликольурилов 2a, 2a`, 2b, 2b` в интервале концентраций 1∙10-3–1∙10-2 М величина оптического вращения растворов 2a и 2b практически на два порядка выше, чем для растворов 2a`и 2b`. Среднее значение угла α при концентрации 1∙10-2 М составляет (–)0.132°, (для 2a), (+)0.135° (для 2b), (–)0.01° (для 2a`), (+)0.01° для растворов, 2b, 2a`и 2b`, соответственно. В высокоразбавленных растворах 2a, 2b, 2a`и 2b`, начиная с концентрации 1∙10-4 М и ниже, значение угла α в отличие от растворов 1 ни при одной исследованной концентрации не превышает точности прибора. В растворах 2a, 2b, 2a`и 2b`, выдержанных в гипогеомагнитных условиях, значение угла α во всем изученном интервале концентраций соответствует оптическому вращению растворов, выдержанных в естественных условиях.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы №28 Президиума РАН и РФФИ (проект № 13-03-00002).

 

Synthesis and optical activity of highly diluted aqueous solutions of Mebikar and OF the enantiomers OF 2-(3,7-Dioxo-2,4,6,8-tetraazabicyclo[3.3.0]okt-2-Yl)-4-methylthiobutanic acid under Common and electromagnetic conditions

Kravchenko A.N., Baranov V.V., Ryzhkina I.S.1, Timosheva A.P.1, Sergeeva S.Yu.1, Mishina O.A.1, Konovalov A.I.1

N. D. Zelinsky Institute of Organic Chemistry N. D. Zelinsky, RAS, 119991 Moscow, E-mail: kani@server.ioc.ac.ru

1A. E. Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry of Kazan Scientific Center of  Russian Academy of Sciences, e-mail: ryzhkina@iopc.ru

Литература

1.      Некрасов А.Г, Русанов А.И. // Коллоидный журн.- 2011. – Т.73. - №4. – С. 506.

2.      Рыжкина И.С., Киселева Ю.В., Тимошева А.П., Сафиуллин Р.А., Кадиров М.К., Валитова Ю.Н., Коновалов А.И. // ДАН. – 2012. – Т. 447. -  №1.- С. 56.

3.      Кравченко А.Н., Рыжкина И.С., Киселева Ю.В., Муртазина Л.И., Мишина О.А., Шерман Е.Д., Аникина Л.В., Вихарев Ю.Б., Коновалов А.И. // VI Международный конгресс «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине», 02-06 июля 2012. - Санкт-Петербург. - Тезисы докладов. - С.78.3.