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

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 фенили-зотиоцианатом. Представлены спектральные характеристики образующихся продуктов.

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

Influense the reaction between derivatives of methionine with fenilizotiotsi-anatom. 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.

На кафедре органической химии КГТУ совместно с ООО «Поливит» проводятся работы по поиску средств защиты животных [1].

Один из рекомендованных к применению в ветеринарии препаратов - «Полизон» (Рег№ Р056-2-2.2-2296) - фосфорнокислая соль 2-амино-4-(метилтио)-бутановой кислоты (производное незаменимой аминокислоты 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 [2].

Все измерения выполнены на ЯМР - спектрометре СХР - 100 фирмы «Брукер», Германия. Спектры регистрировались на частоте 22,628 МГц для 13С. 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 [3]. 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

сн3

-X*

'СН2

-сн2

'С-

I

ЫН

о

II

Сч>0Н

2

где X = - 8 - (1)*, - 80 - (2), - 802 - (3), - 8(0^Н - (4)

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:

0НзХСН20Н2СНС00К + ^^-N=0 = 8 -рН^ 0НзХСН20Н2СНС00К

МН2 ^ Н^С- NH

Х = - 8 - (5), - 80 - (6), - 802 - (7), - 8(0^Н - (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) СН3ХСН2СН2СНС00К СН3ХСН20Н2СНС00К

Н^0"^ нЬ0 - NH

9-12

где Х = -8 - (9), -80 - (10), -802 - (11), -8(0^Н - (12)

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

-НС^ СНзХСН2СН2СН — С^ —Н^ СНзХСН2СН2СН— со

(5-8) N Б НЫ N — С6Н5

^С' 65

І II

ЫН—С6Н5 Б

где Х = - Б - (13), - БО - (14), - БО2 - (15), - Б(0)ЫН - (16).

* В данной работе использовали коммерческий образец й,і-метионина с содержанием основного вещества не менее 99 %.

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

сн£сн2сн2си—со

NH

+ H2O

НСІ

HN N — С6Н5

6 5

II

S

O

II

СН£СН2СН2СН— СО O

+ NH4Cl

Н^с^ - C6H5

с

S

16

17

Таблица 1 - Спектральные характеристики ЯМР 13С производных метионина общей формулы

5 4 3 2 1

СНз—X — СН2— си^— си—соок NH ^ = С— NH

(водный раствор, рН = 9)

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

ние С5 С4 Сз С2 Сі 0(в) 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

5 4 3 2 1

си3—х — си2— си2—си—с=о

имЧс/М-@

S

(растворитель - диметилсульфоксид)

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

ние С5 С4 Сз С2 Сі 0(в) Сі Со Ст Ср

13 15.1 29.2 30.4 58.8 174.7 183.3 134.1 129.3 129.3 129.3

138.3 140.1 133.9 147.0 - - - 164.7 164.7 164.7

15 40.5 49.9 24.6 58.2 174.0 183.3 133.9 129.2 129.4 129.4

138.3 147.2 133.1 148.5 - - - 163.3 163.3 163.3

Таблица 3 - Спектральные характеристики ЯМР 13С производных метионина общей формулы

сиз—х — си2— си2— си—соок ми

Н8—с = М

(водный раствор, рН = 11 - 12)

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

ние С5 С4 Сз С2 Сі 8-С=Ы Сі Со Ст Ср

9 15.1 30.4 33.0 58.1 180.7 170.7 152.9 124.9 129.4 122.9

139.0 139.7 130.9 141.1 - - - 159.5 159.4 161.1

10 37.3 49.9 26.2 57.5 179.5 171.0 151.8 124.7 129.4 123.1

139.7 136.8 131.6 140.4 - - - 159.8 160.3 161.0

11 40.711 51.6 26.1 57.0 179.5 170.2 153.6 124.7 129.5 122.8

39.4 136.9 129.4 140.5 - - - 159.5 158.8 161.1

12 41.7 53.4 26.7 57.0 178.9 171.3 151.4 124.8 129.4 123.4

139.6 138.0 132.1 141.0 - - - 159.6 159.0 161.1

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. Струнин, Б. П. Технология производства нового антибактериального средства политрил / Б.П. Струнин, Л.Ф. Саттарова, П.А. Гуревич // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2008. - № 4. -С.22-34.

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

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

4. Остерман, Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот / Л.А.Остерман. - М.: Наука, -1985. - 536 с.

© Б. П. Струнин - д-р техн. наук, проф. каф. оборудования пищевых производств КГТУ; В. А. Антипов - д-р биол. наук, проф., дир. Краснодарского научно - исследовательского ветеринарного института; Л. Ф. Саттарова - канд. хим. наук, науч. сотр. ГУП «Институт нефтехимпере-работки», г. Уфа; Т. Б. Пахомова - науч. сотр. ООО «Базис», 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.