CC BY
11_ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ_
Т 58 (1) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2015
УДК 547.495.3+539.192 В.К. Абросимов, A.B. Краснов, Ю.А. Жабанов, Е.В. Иванов
МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА И ЭНТАЛЬПИЯ СУБЛИМАЦИИ 2,4,6,8-ТЕТРА-МЕТИЛГЛИКОЛЬУРИЛА - ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА «МЕБИКАР»
(Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН, Ивановский государственный химико-технологический университет) e-mail: [email protected] rii
Методом масс-спектрометрии в сочетании с эффузионным методом Кнудсена определена стандартная молярная энтальпия сублимации 2,4,6,8-тетраметилгликоль-урила (лекарственный препарат «Мебикар»): АшЬН°(298)=108±3 кДж/моль. С использованием квантовохимических расчетов определены структурные параметры молекулы 2,4,6,8-тетраметилгликольурила.
Ключевые слова: 2,4,6,8-тетраметилгликольурил, температура плавления, теплота плавления, стандартная энтальпия сублимации, структурные параметры молекулы
Химия бициклических бисмочевин октанового ряда (гликольурилов) является одной из перспективных и интенсивно развивающихся областей современной химии гетероциклических соединений и охватывает множество направлений.
Одно из них связано с обнаружением у многих
-
образной биологической и фармакологической активности. В плане изыскания фармакологически активных веществ и создания оригинальных биологически активных препаратов и лекарственных
средств немаловажным является исследование
-
ных соединений.
-
скохозяйственной практике успешно используется лекарственный препарат «Мебикар» - [2,4,6,8-тетраметил-2,4,6,8-тетраазабицикло[3.3.0]октан-3,7-дион] или 2,4,6,8-тетраметилгликольурил (далее по тексту ТМГУ). Однако установление причин фармакологической активности ТМГУ и других гликольурилов затруднено недостаточным
-
кул. Отсутствие данных по термодинамическим
-
стоянии не позволяет получить детальное описание особенностей сольватации фармакофорных центров (гидрофобные области, доноры и акцепторы водородной связи) молекул ТМГУ.
В настоящей работе сообщаются результаты экспериментального исследования процесса
-
ного метода Кнудсена с масс-спектрометрическим контролем состава пара, а также результаты кван-тово-химических расчетов структурных парамет-
.
Определение энтальпий сублимации ТМГУ выполнено с использованием масс-спектрометра МИ 1201, реконструированного для термодинамических исследований [1,2]. Сублимацию образцов
осуществляли из молибденовой эффузионной
-
верстия к площади испарения 1:1000. Выбор оптимального диапазона температур сделан на основе термического анализа образца, выполненного на универсальном дифференциальном сканирующем калориметре DSC 204 F1 Phoenix (Netzsch-Geräte-bau GmbH, Germany). Измерения показали, что плавление образца происходит в узком диапазоне температур ДТ=8,34 К без разложения. Температура плавления ТМГУ четко фиксируется на кривой ДСК и составляет Tfus=507.33 К. Обработка ДСК-кривой позволила определить молярную энтальпию плавления ТМГУ: AfusH°(Tfus)=36.37 кДж/моль.
На основании анализа температурной за-
тока в масс-спектре насыщенных паров ТМГУ по
-
тальпия сублимации 2,4,6,8-тетраметилгликоль-урила: AsubH°(298)=108±3 кДж/моль.
В работе [3] строение молекулы ТМГУ было исследовано методом газовой электроногра-
фии и с помощью квантово-химических расчетов с использованием теории функционала плотности (функционал B3LYP/6-3G(d)). Авторы [3] определили, что молекула ТМГУ обладает равновесной структурой симметрии С 2 и рассчитали ее основные геометрические параметры. Для сравнения данные расчетов авторов [3] приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Валентные углы в молекуле 2,4,6,8-тетраметил-гликольурила Table 1. Valence angles in 2,4,6,8-tetramethylglycoluril molecule
Угол / град <
Метод
[2] [2] cc-pVTZ cc-pVQZ
N4-C5-C1 103,0(5) 103,2 103,4 103,4
C5-C1-N2 102,9 103,0 103,3 103,3
C5-N4-C3 111,6(3) 111,4 112,0 111,9
C3-N2-C1 112,8 112,7 112,9 112,9
C5-N4-C10 122,5 122,4 122,9 122,7
C3-N4-C10 120,0 119,9 120,9 120,9
C1-N2-C9 124,8 124,7 124,5 124,4
C3-N2-C9 122,2 122,1 122,4 122,6
N4-C3-N2 108,7 107,7 107,8 107,8
Таблица 2
Межъядерные расстояния, r/Á, в молекуле 2,4,6,8-тетраметилгликольурила Table 2. Internuclear distances, r/Á, in 2,4,6,8-tetramethylglycoluril molecule
Связь Метод
[2] [2] cc-pVTZ cc-pVQZ
re r r
C1 C5 1,576(3) 1,564 1,562 1,561
C5 N4 1,467 1,455 1,449 1,449
C1 N2 1,453 1,441 1,440 1,439
C10 N4 1,462 1,450 1,446 1,446
C9 N2 1,458 1,446 1,444 1,443
C3 N4 1,395(4) 1,392 1,385 1,385
C3 N2 1,386 1,384 1,379 1,378
C=O 1,211(5) 1,220 1,215 1,214
C—H 1,090 1,095 1,088 1,087
кольурила обладает равновесно структурой симметрии Со. Расхождение в численных значениях валентных углов и межъядерных расстояний, полученных нами и авторами [3], побудило нас предположить, что исследуемая в указанной работе паровая фаза может содержать молекулы ТМГУ симметрии С2 и С2,, Однако расчет показал, что разность между энергиями структур С 2 и С:, составляет всего 0.03 кДж/моль. Из расчета частоты колебаний молекулы ТМГУ в состоянии С:, было обнаружено, что эта частота мнимая. Это указывает на то, что структура симметрии С:, не является конформером. Возможно, что эта структура есть переходное состояние между двумя энантиомерными формами симметрии С:, которые сосуществуют в парах ТМГУ.
На рисунке представлен 2Э-мсрный образ равновесной молекулярной структуры 2,4,6,8-тетраметилгликольурила.
-
химические расчеты строения и электронного
-
го высокоуровнего метода теории функционала плотности: функционал ВЗЬУР в комбинации с валентно-трехэкспонентными базисными наборами сс-рУТг и валентно-четырехэкспонентными базисными наборами сс-рУС^ [4]. Электронный спектр рассчитывали методом нестационарной теории функционала плотности ТББГТ в приближении ВЗЬУР/сс-рУ02.
Наши результаты подтвердили сделанный в [3] вывод, что молекула 2,4,6,8-тетраметилгли-
Рис. Молекулярная структура2,4,6,8-тетраметилгликоль-урила. Вид перпендикулярно (а) и параллельно (б) плоскости бицикла
Fig. The molecular structure of 2,4,6,8-tetramethylglycoluril. A view being perpendicular (a) and parallel (6) to the bicycle plane
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований: грант № 13-03-00716-а.
Данные ДСК-анализа получены на оборудовании центра коллективного пользования «Верхне-
волжский региональный центр физико-химических исследований».
ЛИТЕРАТУРА
1. Badelin V.G., Tyunina E.Yu., Krasnov A.V., Tyunina Giricheva N.I., Girichev G.V. // К^. I РЬу8. СЬеш. А 2012. V. 86. N 3. Р. 457-462.
2. Tyunina V.V., Krasnov A.V., Tyunina E.Yu., Badelin V.G., Girichev G.V. // J. Chem. Thermodyn. 2014. V. 74. P. 221-226.
3. Atavin E.G., Golubinskii A.V., Vilkov L.V., Kravchenko A.N., Lebedev O.V. // J. Struct. Chem. 2005. V. 46. N 3. P. 417-421.
4. Dunning T.H., Jr. // J. Chem. Phys. 1989. V. 90. N 2. P. 1007 1023.
УДК 547.963.3
C.B. Марутян, A.JI. Навасардян, JI.A. Навасардян
ВЛИЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ФЛЮОРЕСЦЕНТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДНК ДРОЖЖЕЙ, ОБЛУЧЕННЫХ ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
(Ереванский государственный университет) e-mail: marsed@ysu am
Осуществлено выделение ДНК из клеток дрожжей C.guilliermondii НП-4 и исследование изменений ее флюоресцентных параметров под воздействием рентгеновского облучения дрожжевых клеток при различных температурах. Показано, что облучение клеток при температуре О °С приводит к большей поврежденности двуцепочечной структуры ДНК, чем облучение при комнатной температуре, а в случаерепарированной ДНК наблюдается дальнейшее увеличение поврежденности облученной ДНК
Ключевые слова: ДНК, рентгеновское облучение, репарация, флюоресценция
Эукариотические клетки реагируют на
внешние факторы, в том числе и на облучение,
-
вующих сигнальных систем. Несмотря на прово-
рименты, направленные на понимание всех сторон биологического действия облучения, пока не удается формировать единую картину повреждения и
.
-
ление ДНК дрожжей и исследование изменений ее
-
ния и пострадиационной репарации клеток. Облучение клеток проводилось при температуре 0 °С с целью подавления активности ферментов, участвующих в процессе восстановления повреждений ДНК в течение облучения. Было осуществлено также выделение и сравнительное исследование флюоресцентных параметров ДНК из дрожжей, которые подвергались облучению при комнатной температуре, а облученные клетки затем оставлялись при температуре 0 °С на 1ч, когда, согласно литературным данным, значительно уменьшается степень поврежденности ДНК [1].
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
-
вые клетки С^иШегтопёи НП-4, выращенные в жидкой культуральной среде [2].
Облучение проводилось на рентгеновской установке Дрон 3. Напряжение на рентгеновской трубке составляло 27 кВ, анодный ток - 17 мА. Источником облучения послужил анод Си, длина волны облучения составляла 1.54-10"8 см, общая доза облучения - 45кР.
Выделение и очистка ДНК из дрожжевых клеток было осуществлено по модификации [2] метода Мармура [3].
Исследование флюоресцентных параметров ДНК было осуществлено на флюоресцентном спектрофотометре ИиогоМах™. В качестве флюоресцентного зонда нами был использован бромистый этидий. Обработка данных и построение графиков было осуществлено с использованием программы БМ3000Г
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование флюоресцентных спектров ДНК, полученных до и после рентгеновского об-
