Разработка методов аналитического контроля препарата «Полизон» Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 615.28:648.6

Б. П. Струнин, В. А. Антипов, Л. Ф. Саттарова

Т. Б. Пахомова, Ю. Е. Сапожников, П. А. Гуревич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРЕПАРАТА «ПОЛИЗОН»

Ключевые слова: стимулятор продуктивности, метионин, спектроскопия ЯМР.

Описаны реакции взаимодействия производных метионина с фенилизотиоцианатом. Представлены спектральные характеристики образующихся продуктов.

Keywords: efficiency stimulator, Spectroscopy of the Nuclear magnetic resonance.

Influense the reaction between derivatives of methionine with fenilizotiotsianatom. The present of the spectral characteristics of the products.

В направлении поиска высокоэффективных и безвредных стимуляторов продуктивности животных и птиц ведутся работы по созданию средств, предназначенных для увеличения генетического потенциала, связанного с высокой энергией роста. Один из таких препаратов - «Полизон» (Рег.№ Р056-2-2.2-2296) - фосфорнокислая соль 2-амино-4-(метилтио)-бутановой кислоты (производное метионина).

С целью разработки надежных методов аналитического контроля технологического процесса производства производных метионина, а также определения их содержания в кормах и крови животных, нами изучены возможные взаимодействия этих химических реагентов со вспомогательными хромофорными компонентами [1].

Все измерения выполнены на ЯМР - спектрометре СХР - 100 фирмы «Брукер», Германия. Спектры регистрировались на частоте 22,628 МГц для С. Регистрация спектров проводилась, как в условиях спин-спинового взаимодействия, так и при полной развязке от протонов.

2-амино-4-(метилтио)-бутановая кислота (метионин) реагирует в водно-щелочной среде с фенилизотиоцианатом (ФИТЦ), образуя 4-(метилтио)-2{[(фениламино)-карбонотио-ил]-амино}-бутановую кислоту. Нагревание последней в солянокислой среде сопровождается циклизацией с образованием тетрагидро-5-[2-(метилтио)-этил]-3-фенил-2-тионо-4Н-имидазол-4-она [2]. Оба указанные соединения обладают хромофорными свойствами. Это позволяет использовать перечисленные реакции в аналитической химии для количественного анализа производных метионина с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Однако в случаях, когда аминокислота дополнительно содержит какие-либо активные группы, выше приведённые реакции могут сопровождаться побочными процессами, затрагивающими эти группы. С целью моделирования возможных вариантов взаимодействий синтезирован ряд производных аминокислоты общей формулы

о

Сн -Х-ГН -СИ^н Сч СНз СН2 2 С С^ОН

I

ын2

где Х = - Б - (1)*, - 8О - (2), - ЭО2 - (3), - 8(О)ЫН - (4).

* В данной работе использовали коммерческий образец О^-метионина с содержанием основного

вещества не менее 99 %.

Полученные соединения реагируют с ФИТЦ в водно-щелочной среде (КОН) с образованием калиевых солей соответствующих 4-(метил-Х)-2-{[(фениламино)-карбонотио-ил]-амино}-бутановых кислот, содержащих фрагмент фенилтиомочевины:

СН3ХСН2СН2СНСООК + ^^М=С = 8-ЕИ^СН3ХСН2СН2ГНСООК

™2 ^ > - МН

Х = - 8 - (5), - 8О - (6), - 8О2 - (7), - 8(О)ЫН - (8).

Согласно данным ЯМР 13С-спектроскопии в водно-щелочной среде соли (5-8)

находятся в таутомерном равновесии. Содержание таутомерных форм зависит от рН среды.

(5-8) СН3ХСН2СН2СНСООК ГH3ХГH2CH2ГHГOOK

НМ>^^ нЬС - МН

9-12

где Х = -8 - (9), -8О - (10), -8О2 - (11), -8(О)ЫН - (12).

При нагревании в кислой среде при рН ~ 1 обе таутомерные кислотные формы переходят в соответствующие 2-анилино-4-тиазолины [3] и далее - в тетрагидро-5-[2-(метил-Х)-этил]-3-фенил-2-тионо-4Н-имидазол-4-оны - производные фенилтиогиданто-инов.

сн^сн^н^н -СО СН^СН^Н^Н— СО

(5-8) N 8 НЫ N — С6Н5

I II

ЫН—С6н5 8

где Х = - 8 - (13), - 8О - (14), - 8О2 - (15), - 8(О)ЫН - (16).

Соединения (13, 15) образуются с количественными выходами. При синтезе соединения (14) (в аналогичных условиях) в реакционной массе обнаружены структуры (13) и (15), возникающие, вероятно, вследствие диспропорционирования сульфоксидной группы.

В условиях реакции метилсульфонимино-группа в соединении (16) гидролизуется, приводя к преимущественному образованию сульфона (17):

О С н38 с н2с н2с н — СО N4

+ н2о

HN N — С6н5

II

8

16

О

II

снз8сн2сн2сн— СО О

+ NH4CI

HN N — с6н5

II

8

17

Таблица 1 - Спектральные характеристики

ЯМР 13С производных метионина общей

формулы

(водный раствор, рН = 9)

СНз -X- СНг- СН2- СН-СООК

ЫН

I

э=с-ш

-О

Сое- дине- 8, м.д. / ^ои, Гц 8(РИ), м.д. / ^ои, Гц

ние С5 С4 Сз С2 Сі с(8) Сі Со Ст Ср

5 14.9 30.2 31.7 59.8 178.2 179.5 137.4 126.0 130.1 127.4

138.9 139.7 131.3 143.4 - - - 161.8 162.5 161.8

6 37.1 49.7 25.6 59.1 177.2 179.8 137.5 126.2 130.1 127.6

139.8 139.8 129.8 141.2 - - - 160.9 163.0 162.5

7 40.1 51.0 25.2 58.6 176.8 179.9 137.4 126.0 130.1 127.5

139.4 136.4 132.4 143.7 - - - 161.8 162.5 163.3

8 41.6 53.0 26.3 58.6 177.0 179.9 137.5 126.1 130.1 127.6

139.7 137.1 132.3 142.6 - - - 162.5 162.5 162.5

Таблица 2 - Спектральные характеристики ЯМР 13С растворов некоторых циклических производных метионина общей формулы

(растворитель - диметилсульфоксид)

Сое- дине- ние 8, м.д. / ^ои, Гц 8 (РИ), м.д. / ^ои, Гц

С5 С4 Сз С2 Сі с(8) Сі Со Ст Ср

13 15.1 138.3 29.2 140.1 30.4 133.9 58.8 147.0 174.7 183.3 134.1 129.3 164.7 129.3 164.7 129.3 164.7

15 40.5 138.3 49.9 147.2 24.6 133.1 58.2 148.5 174.0 183.3 133.9 129.2 163.3 129.4 163.3 129.4 163.3

5 4 3 2 1

Таблица 3 - Спектральные характеристики ЯМР СНд—X — СЬІ2— СН — COOK

13С производных метионина общей формулы (водный раствор, pH = 11 - 12)

HS-

Сое- дине- ние б, м.д. I Jc^ Гц б (Ph), м.д. I ^н, Гц

С5 С4 Сз С2 Сі S^=N Сі Со Ст Ср

9 15.1 139.0 30.4 139.7 33.0 130.9 5В.1 141.1 1В0.7 170.7 152.9 124.9 159.5 129.4 159.4 122.9 1б1.1

10 37.3 139.7 49.9 13б.В 2б.2 131.б 57.5 140.4 179.5 171.0 151.В 124.7 159.В 129.4 1б0.3 123.1 1б1.0

11 40.711 39.4 51.б 13б.9 2б.1 129.4 57.0 140.5 179.5 170.2 153.б 124.7 159.5 129.5 15В.В 122.В 1б1.1

12 41.7 139.б 53.4 13В.0 2б.7 132.1 57.0 141.0 17В.9 171.3 151.4 124.В 159.б 129.4 159.0 123.4 1б1.1

Выводы

1. Методом ЯМР 13С-спектроскопии исследовано химическое поведение производных метионина, модифицированного фрагментами фенилтиоизоцианата.

2. Установление структуры полученных соединений в зависимости от рН среды позволяет разработать количественные методы определения производных метионина в кормах и крови животных.

Литература

1. Шапиро, С.А. Аналитическая химия / С.А.Шапиро, М.А.Шапиро // М.: Высшая школа. - 1971. -С. 64.

2. Струнин, Б.П. Реакция 1-амино-3-метилтиопропанкарбоновой кислоты и ее производных с фенилизотиоцианатом / Б.П.Струнин, Е.И. Масленников, Ф.И.Гусейнов, Ю.Е.Сапожников // Баш. хим. ж. - 2003. - Т.10. - № 3. - С.19-21.

3. Остерман, Л.А. Хромотография белков и нуклеиновых кислот / Л.А.Остерман //М.: Наука. -1985. - С.536.

© Б. П. Струнин - д-р техн. наук, проф. каф. оборудования пищевых производств КГТУ; В. А. Антипов - чл.-корр. РАСХН, ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет; Л. Ф. Саттарова - канд. хим. наук, науч. сотр. Ин-та нефтехимпереработки РБ, г. Уфа; Ю. Е. Сапожников - канд. физ.-мат. наук, нач. отд. ООО “Поливит” г. Уфа; П. А. Гуревич -д-р хим. наук, проф. каф. органической химии КГТУ, petr_gurevich@mail.ru.

5б