Исследование реакции комплексообразования α-аминокислот с кобальтом (III) Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗЫСКАНИЕ ЭКСПРЕСС МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ ТУБЕРКУЛЕЗА КРУПНОГО

РОГАТОГО СКОТА

Ильязов Р.Г., Яхно Т.А., Хамзин Р.А., Хамидуллин И.Р.

Резюме

Сравнительная оценка экспресс-метода диагностики туберкулеза КРС с общепринятыми методами (ИФА, внутрикожная проба, патологоморфологическая и биопроба) установила ряд преимуществ, которые выражаются в простоте анализа, доступностью, оперативностью и объективностью для быстрого принятия решений по профилактике и борьбе с особо опасным заболеванием для человека и животных.

FINDING A RAPID METHOD OF TUBERCULOSIS DIAGNOSTIC IN CATTLE

Ilyazov R.G., Yakhno T.A., Khamzin R.A., Khamidullin I.R.

Summary

Comparative evaluation of rapid diagnostic method of bovine tuberculosis by conventional methods (ELISA, intradermal test, pathological, morphological and biological tests) has established a number of advantages, which are expressed in the simplicity of the analysis, availability, timeliness and objectivity to take quick decisions on the prevention and control of especially dangerous diseases of humans and animals.

УДК 547.461.4

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ А-АМИНОКИСЛОТ С КОБАЛЬТОМ (III)

*Кадырова Р.Г. - д.х.н, профессор; Кабиров Г.Ф. - д.в.н., профессор, зав. кафедрой;

Муллахметов Р.Р. - к.в.н., доцент * Казанский государственный энергетический университет Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана

e-mail: [email protected]

Ключевые слова: глицин, метионин, аспарагиновая, глутаминовая кислота, комплексонаты кобальта.

Key words: glycine, methionine, asparagine, glutamic acid, cobaltcomplexonates.

а-Аминокислоты и их комплексные соли биогенных металлов характеризуются высокой биологической активностью и применяются в медицинской и ветеринарной практике. Эффективность их использования в животноводстве подробно освещена в работе [1].

Такие а-аминокислоты, как глицин, метионин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты и их соли нашли самостоятельное применение в качестве лекарственных средств [2, 3].

Комплексонаты а-аминокислот с ионами Со2+ обладают широким спектром биологического действия [1].

Кобальт относится к числу

важнейших микроэлементов, входит в группу эссенциональных (жизненно необходимых) микроэлементов для животных и человека.

Он участвует в кроветворении, играет роль активатора ферментов в обмене веществ. Физиологический эффект кобальта обусловлен его присутствием в молекуле витамина В12. Поэтому включение солей кобальта в рацион сельскохозяйственных животных и птицы значительно способствует биосинтезу витамина В12 кишечной микрофлорой, находящейся в тонком отделе кишечника.

Кобальт регулирует и активирует синтез протопорфирина, влияет на

углеводный, минеральный, азотистый и нуклеиновый обмен. Ионы кобальта необходимы для гемопоэза независимо от цианокобаламина, что возможно связано с блокированием двухвалентным кобальтом сульфогидрильных групп цистина и глютатиона. Это вызывает гипоксию с последующим образованием

гемопоэтических факторов, в частности эритропоэтина. Кобальт - важнейщий возбудитель процессов образования эритроцитов; непостредственно оказывает влияние на кроветворные функции костного мозга, ускоряет синтез гемоглобина, повышет усвоение железа [1]; [Биологическая роль микроэлементов. Шр:/Ье1ауй.ги; Микроэлементы металлов для изготовления премиксов.

Нефтегазхимкомплект. РФ. Биоамин].

Триптофанаты, метионинаты,

цитраты кобальта обладают высокой биологической активностью, их

парентеральное введение повышает устойчивость организма, продуктивность и воспроизводительную функцию свиней, овец, коров [Биологическая доступность микроэлементов; [1]].

Для профилактики и лечения гипомикроэлементозов животных

предложена группа препаратов

биокоординационных соединений (лизинат цинка, метионинаты кобальта и меди) при паракератозе, гипокобальтозе, гипокупрозе, гипотрофии [Дорожкин В.И. автореф. докт. диссерт. - биолог. н. М.: 1998].

Рекомендовано использование в молочном скотоводстве хелатов кобальта и меди с метионином в качестве кормовой добавки. Препараты малотоксичны и относятся к 4 классу веществ по степени опасности и токсичности [М.И. Селиванова, Е.М. Головкина. НИИ животноводства и кормопроизводства РАСХ. Ставрополь; agroyug.ru > page/item/-id-3688].

Разработана новая кормовая добавка на основе аспарагинатов железа, меди, марганца, цинка и кобальта для обогащения и балансирования рационов

сельскохозяйственных животных и птицы по микроэлементам [Саратовская Биотехнолог. корпорация ООО СБК-2007].

Микроэлементы, входящие в состав органического комплекса, являются активаторами многих ферментов.

При систематическом поступлении

кобальт равномерно распределяется по всему организму, причем концентрация его в печени в 4 раза выше, чем в остальных органах. Недостаток кобальта в организме вызывает пернизационную анемию.

Для коррекции недостатка кобальта в организме применяют Bi2 и его метаболиты (коамид). В последние годы разработаны средства для коррекции дефицита кобальта на основе его аспарагината [products-eco.ru>info-Co html].

Биологически активная добавка (БАД) «Тиреобаланс», в состав которой входят аспарагинаты марганца (2,92 мкг) и кобальта (14 мкг), обеспечивает комплексное воздействие на метаболизм щитовидной железы [artakova kiev ua>Bad/84.phg].

Сообщается, что аспарагинат кобальта (II) изготовлен ФГУП ГОС.НИИ «Кристалл» [(Описание БАД «Аспарагинат кобальта (II), ТельАвив Медикал Центр; medical-israel.ru) 15.06.2007. порошок ФГУП ГосНИИ «Кристалл»]. Однако сведения по техрегламенту получения аспарагината кобальта (II) изготовителем не приводятся, что делает невозможным оценить технологичность процесса.

Из анализа литературных данных следует, что комплексонаты кобальта (II) с а-аминокислотами являются эффективными препаратами и представляют значительный интерес в области фармакологии. Сведения по методам их синтеза и выделения в чистом виде практически отсутствуют. С целью использования комплексонатов кобальта (II) а-аминокислот в ветеринарии и медицине нами проведены исследования по разработке доступных методов их получения.

Материалы и методики. Для синтеза солей кобальта (II) а-аминокислот -глицина, метионина, аспарагиновий и глутаминовой кислот были использованы следующие реактивы: глицин

(аминоуксусная кислота), содержание основного вещества 98,5-100 %, производства ЗАО «Лен Реактив»; DL-метионин, квалификации «ч», массовая доля основного вещества 99,2 %, производства «Вектон»; L-аспарагиновая кислота PRS-CODEX; L-глутаминовая кислота PRS-CODEX; хлорид кобальта CoCl2 ■ 6H2O, гидроксид натрия марки «х.ч.».

1. Синтез глицината кобальта (II).

К раствору 5 г (0,066 моль) глицина в 30 мл воды прибавляют 2,64 г (0,066 моль) гидроксида натрия в течение 10 минут. Температура реакционной смеси повышается до 40 °С. К гомогенному раствору присыпают порциями 7,8 г (0,033 моль) хлорида кобальта, СоС12 ■ 6Н20 и выдерживают при комнатной температуре в течение двух часов. Реакционный раствор упаривают, остаток промывают спиртом и сушат. Получают 7,1 г (86,42 %) глицината кобальта (II) дигидрата [С2Н402К]2Со ■ 2Н2О.

Глицинат кобальта (II) -кристаллический продукт темновишневого цвета, хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте, ацетоне.

2. Синтез глицилглицината кобальта (II) [5]. К раствору 1 г (0,0076 моль) глицилглицина в 10 мл воды прибавляют 0,3 г (0,0076 моль) гидроксида натрия. Наблюдается разогрев реакционной массы до 35 °С и выдерживают 10 минут. К гомогенному раствору (рН 8) присыпают 0,9 г (0,0038 моль) хлорида кобальта (II), СоС12 ■ 6Н20, выдерживают в течение трех часов при комнатной температуре, фильтруют и упаривают. Остаток промывают спиртом, кристаллизуют и сушат при комнатной температуре. Получают 1,29 г (97,72%) глицилглицината кобальта (II) дигидрата, [С4Н703К2]2Со •2Н20.

Глицилглицинат кобальта (II) дигидрат кристаллический продукт темно-вишневого цвета, хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте, ацетоне. При температуре 190 °С наблюдается разложение.

3. Синтез метионината кобальта (II). К суспензии 3 г (0,02 моля) метионина в 20 мл воды прибавляют 0,8 г (0,02 моля) гидроксида натрия, перемешивают 10-15 минут до полного растворения метионина. Наблюдается разогрев реакционной массы до 32 °С. К гомогенному раствору присыпают порциями 3,3 г (0,013 моль) СоС12 ■ 6Н20 при комнатной температуре. Через 10 минут выпадает осадок розоватого цвета. Реакционную смесь выдерживают в течение 1,5-2х часов при комнатной температуре, фильтруют, промывают водой, спиртом и сушат. Получают 3,3 г (83,3 %) метионината кобальта (II)

дигидрата, [С5Н^02№]Со 2Н20.

Метионинат кобальта (II) дигидрат высокоплавкое кристаллическое вещество бледнорозового цвета, не растворяется в воде, спирте, ацетоне.

4. Синтез аспарагината кобальта (II). К суспензии 3,3 г (0,025 моль) аспарагиновой кислоты в 20 мл воды прибавляют 2 г (0,05 моль) гидроксида натрия. Наблюдается разогрев реакционной массы до 38 °С. Перемешивают 10 минут до полного растворения аспарагиновой кислоты, нагревают до 55 °С, прибавляют 5,94 г (0,025 моль) хлорида кобальта (II), СоС12 ■ 6Н20, выдерживают 20 минут при 50-55 °С и в течение двух часов при комнатной температуре. Реакционный раствор упаривают, кристаллический остаток промывают спиртом и сушат при комнатной температуре. Получают 6,0 г (92,60%) аспарагината кобальта (II) тетрагидрата, [С4Н504К] Со4Н20.

Аспарагинат кобальта (II) -высокоплавкое кристаллическое вещество фиолетового цвета, хорошо растворяется в воде, не растворяется в спирте, ацетоне.

5. Синтез глутамината кобальта (II). К суспензии 3,4 г (0,025 моль) глутаминовой кислоты в 20 мл воды прибавляют 2 г (0,05 моль) гидроксида натрия. Наблюдается разогрев реакционной массы до 35 °С. Перемешивают 10 минут до полного растворения глутаминовой кислоты, нагревают до 50-55 °С и прибавляют 5,94 г (0,025 моль) СоС12 6Н20, выдерживают 25 минут при 50-55 °С и в течение одного часа при комнатной температуре. Наблюдается выпадание осадка светло-вишневого цвета, который фильтруют, промывают водой, спиртом и сушат при комнатной температуре. Получают 4,5 г (82,26%) глутамината кобальта (II) дигидрата, [С5Н704К] Со2Н20. Глутаминат кобальта (II) дигидрат - высокоплавкое кристаллическое вещество светловишневого цвета, не растворяется в воде, спирте, ацетоне. Данные анализов препаратов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Данные анализов комплексных солей а-аминокислот с кобальтом (II)

№ Брутто формула Название соединения (дигидратов) Выход % Содержание К% Цвет Т.пл. °С Раствори мость в Н2О Качественные реакции

Найдено Вычислено

1 [С2Н402К2]СО-2И20 Глицинат кобальта (II) дигидрат 86,42 11,59 11,47 Темно -вишневый 194 (н. разл.) х.р. БеС1з, Си8О4 (ЫН2-гр); КаОН (Со2+)

2 ^^Оз^Со ■ 2Н2О Глицилглицинат кобальта (II) дигидрат 97,72 7,09 7,20 Темно -вишневый 190 (н. разл.) х.р. БеС1з, Си8О4 (Шг-гр); КаОН + Си8О4 (- СО - КН -

3 [С5НЮ02№]2С0 ■ 2Н2О Метионинат кобальта (II) дигидрат 83,30 7,08 7,16 Бледно-розовый н.р. БеС1з, Си8О4 (Шг-гр); ^2 (- 8 -) КаОН (СО2)

4 [С4Н5О4ВДСО ■ 4Н2О Аспарагинат кобальта (II) тетрагидрат 92,00 Фиолетовый выше 200 °С х.р. БеС1з, Си8О4 (ВД-гр) КаОН (Со2+)

5 [С5Н704К]2СО ■ 2Н2О Глутаминат кобальта (II) дигидрат 82,26 6,64 6,86 Светло-вишневый выше 200 °С н.р. БеС1з, Си8О4 (КН2-гр); КаОН (Со2+)

Результаты исследований. Соли кобальта (II) а-аминокислот: глицина, метионина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, получают действием хлорида кобальта (II) на гомогенную реакционную смесь кислот и гидроксида натрия в водной

среде. Для одноосновных кислот соотношение субстрата и №0Н составляет (1 : 1) в молях), для двухосновных кислот -(1 : 2), рН = 9 -10.

Реакции протекают по схемам (ЫП):

I. 2NH2 - CH2 - COONa

+ CoCl2 ( - 2NaCl)

[H2N - CH2 - COO - ]2Co (1)

II. 2CH3S - CH2- CH2 - CH - COONa

NH

+ CoCl2 ( - 2NaCl)

• [CH3S - CH2 - CH2 - CH - COO -]2Co (3) NH2

III. Na - OOC - (CH2)n - CH - COO - Na

+ CoCl2 ( -2NaCl)

NH2

[ - OOC - (CH2)n - CH - COO—]Co

(4, 5)

I

NH2

где п = 1 (4); п = 2 (5). При исследовании реакции взаимодействия а-аминокислот с хлоридом кобальта (II) показано, что метод синтеза солей кобальта (II) является общим и отличается лишь температурными параметрами.

Образование комплексонатов

кобальта (II) глицина, глицилглицина [5], метионина протекает при комнатной температуре при соотношении субстрата и хлорида кобальта (II) (2 : 1) в молях с 86,42; 97,72; 83,30,

выходами соответственно.

В реакции с двухосновными а-аминокислотами, аспарагиновой и глутаминовой, комплексонаты кобальта (II) получают в следующих оптимальных условиях: температура 50-55 °С, время 2025 минут, соотношение субстрата и хлорида

кобальта (II) (1 : 1) в молях.

В мягких условиях протекает образование комплексонатов, аспарагината и глутамината, кобальта (II) с выходами (%) 97,50; 82,26, соответственно.

Комплесообразование глутаминовой кислоты с хлоридом кобальта (II) изучали авторы [6] через моноглутаминат натрия. Первоначально на глутаминовую кислоту действовали 40%-ным водным раствором гидроксида натрия при рН = 7. В данных условиях происходит образование моноглутамината натрия. Затем на реакционную смесь действовали хлоридом кобальта (II) и выделяли целевой продукт, брутто-формула Со [C5H7O4NNa]2 ■ 2H2O, выход 78,4%.

Для подтверждения структуры полученных соединений (1-5) нами проведены качественные реакции [7].

Комплексонаты кобальта (II) (1-5) дают вишневого цвета.

качественную реакцию на аминогруппу: с Заключение. Исследована реакция

хлоридом железа (III) образуют хелаты комплексообразования а-аминокислот:

красного цвета, с сульфатом меди (II) и глицина, метионина, аспарагиновой и

ацетатом натрия - хелаты ярко синего глутаминовой кислот, с хлоридом кобальта

цвета; на ионы Со2+ - с гидроксидом натрия (II) .

выпадает Со(ОН)2 - розового цвета, Показано, что метод синтеза

который быстро окисляется в Со(ОН)з- комплексонатов является общим.

бурого цвета. Химически чистые целевые продукты

В мягких условиях в среде получаются в мягких условиях с высокими

хлороформа метионинат кобальта (III) (3) выходами. Это позволяет приготовить их в

легко присоединяет молекулу иода по необходимых количествах для изучения

сульфидной группе с образованием биологической активности.

кристаллического аддукта темно-

ЛИТЕРАТУРА: 1. Кабиров Г.Ф., Логинов Г.П., Хазипов Н.З. Хелатные формы биогенных металлов в животноводстве. - Казань: ФГО УП ВПО «КГАВМ», 2004.- 284 с. 2. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р. Биологические свойства и синтез комплексных солей а-аминокислот биогенных металлов. - Казань: КГЭУ, 2004. - 108 с. 3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Т. 1 М.: «Новая волна», 2000. - с. 122-126. 4. Георгиевский В.И., Аненков Б.Н., Самохин В.Т. Минеральное питание животных. - М.: Колос. 1979. - 470 с. 5. Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р. Изучение комплексообразующей способности глицилглицина с 3d- биогенными металлами. // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана - Казань, 2014. - т. 218, с. 102-110. 6. Бакасова З.Б., Кадыров А. Комплексообразование L-глутамината натрия с хлоридами железа, кобальта и меди и их каталитическая активность. - Фрунзе: ИЛИМ, 1989. - 120 с. 7. Грандберг И.М. Практические работы и семинарские занятия по органической химии. - М.: Дрофа, 2001. - 352 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ А-АМИНОКИСЛОТ С КОБАЛЬТОМ (III)

Кадырова Р.Г., Кабиров Г.Ф., Муллахметов Р.Р.

Резюме

Исследована реакция комплексообразования а-аминокислот: глицина, метионина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, с хлоридом кобальта.

A-AMINOACID-COBALT COMPLEXATION REACTIONS INVESTIGATION (III)

Kadyrova R.G., Kabirov G.F., Mullakhmetov R.R.

Summary

The reaction of complexationof а-amino acids: glycine, methionine, aspartic and glutamic acids with cobalt chloridewas investigated.

УДК 636:612.79/799:636.92

НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОЖНО-ВОЛОСЯНОГО ПОКРОВА КРОЛИКОВ

*Калугин Ю.А. - д. с.-х. н.; Михайлова Р.И. - д. с.-х. н.; *Федорова О.И. - к. с.-х. н. * Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии

имени К.И. Скрябина Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана

e-mail: [email protected]

Ключевые слова: кролик, волосяной покров, кожа. Key words: rabbits, indumentum, skin.