ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 544
СВЕРХРАЗВЕТВЛЕННЫЕ ПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА С ТЕРМИНАЛЬНЫМИ ОЛИГОСАХАРИДНЫМИ ГРУППАМИ КАК НОВЫЕ ХИРАЛЬНЫЕ СЕЛЕКТОРЫ В ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ © 2015 г. Д. В. Дзема1, Л. А. Карцова, Д. А. Капизова
Санкт-Петербургский государственный университет, Институт химии 198504 Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский просп., 26 1Е-таИ: dasha.dzema@gmail.com Поступила в редакцию 11.07.2014 г., после доработки 26.01.2015 г.
Показана возможность использования сверхразветвленных полимеров (СРП) типа "ядро-оболочка" на основе полиэтиленимина с терминальными олигосахаридными группами (мальтоза, лактоза, мальтотриоза) в качестве хиральных селекторов при разделении энантиомеров нестероидных противовоспалительных средств и Р-блокаторов методом высокоэффективной тонкослойной хроматографии. Изучена зависимость факторов энантиоселективности от структуры, концентрации и природы терминальных групп СРП. Показано, что СРП обеспечивают высокие значения факторов энантиоселективности, превышающие соответствующие величины для другого хирального селектора — Р-циклодекстрина — в 4-5 раз.
Ключевые слова: сверхразветвленные полимеры, высокоэффективная тонкослойная хроматография, Р-блокаторы, нестероидные противовоспалительные средства, хиральное разделение.
Б01: 10.7868/80044450215080095
Интерес к дендритным полимерам обусловлен особенностями их строения: древоподобной глобулярной структурой, большим количеством терминальных групп, наличием внутримолекулярных полостей. В последнее время эти вещества стали активно применять в методах разделения [1, 2]. Исследуемые в данной работе СРП состоят из сверхраз-ветвленного полиэтилениминового ядра, терминальные аминогруппы которого в различной степени модифицированы олигосахаридными фрагментами — мальтозой, лактозой и мальтотрио-зой (структура А содержит 77% модифицированных терминальных аминогрупп, структуры В и С — 32 и 16% соответственно) (рис. 1) [3, 4]. Полиэтиленими-новое ядро получают катионной полимеризацией азиридина в условиях кислотного катализа [5], а олигосахаридные терминальные группы прививают реакцией восстановительного аминирования поли-этилениминового ядра (ро1уе1Иу1епе1тте, PEI) с олигосахаридами в боратном буферном растворе в присутствии сильного восстановительного агента боранпиридинового комплекса [6]. Кроме того, мы располагали образцами этих же полимеров, меченных молекулами родамина В (гИоёатте, Rh). Поскольку такие полимеры можно использовать не
только как модификаторы хроматографических систем, но и в качестве капсул для целевой доставки лекарственных препаратов [7, 8], введение подобной флуоресцентной метки обеспечивает возможность их детектирования в живых организмах.
Для производных полиэтиленимина характерны глобулярная мицеллоподобная структура, наличие внутримолекулярных полостей, высокая плотность терминальных групп и, следовательно, способность образовывать комплексы включения с аналитами гидрофильной природы. В то же время, наличие множества хиральных центров в молекулах олигосахаридов, составляющих оболочку исследуемых СРП, указывает на возможность применения их в качестве хиральных селекторов, что и явилось предметом данного исследования.
В качестве модельных систем для выявления способности полиэтилениминовых СРП выступать в роли хиральных селекторов были выбраны нестероидные противовоспалительные средства (НПВС) (ибупрофен, кетопрофен, кеторолак) и Р-блокаторы (пропранолол, соталол, карведилол) (схема).
HN.
O CH3
Кетопрофен
ох
O
OH
Кеторолак OH
о о
OsO
H3C N
O OH
H
N^CH3 CH3
Карведилол Пропранолол
Структурные формулы НПВС и в-блокаторов.
Соталол
НПВС обладают выраженным противовоспалительным, обезболивающим и жаропонижающим действием. Препараты на основе кетопрофена, ибу-профена и кеторолака активно используют при лечении артрозов и артритов, Р-адреноблокаторы — при терапии гипертонической болезни. Контроль энан-тиочистоты НПВС и Р-блокаторов важен, поскольку энантиомеры по-разному влияют на организм человека: обычно положительное терапевтическое действие оказывает лишь один из энантиомеров, а другой в лучшем случае является балластом.
Существует несколько способов хроматографи-ческого разделения энантиомеров: введение хи-ральных селекторов в состав подвижных и/или стационарных фаз, разделение энантиомеров на хи-ральных стационарных фазах, а также проведение дериватизации с использованием хиральных селекторов с последующим разделением образующихся диастереомеров [9—11]. Первый способ обеспечивает самый быстрый контроль энантио-мерной чистоты фармпрепаратов. В роли хираль-ных селекторов чаще всего выступают энантиоме-ры аминокислот, циклодекстрины, макроцикличе-ские антибиотики [10], хиральные ион-парные реагенты и в последнее время — дендритные полимеры [12, 13]. При этом публикации по хиральному разделению лекарственных препаратов с применением указанных селекторов в условиях высокоэффективной тонкослойной хроматографии (ТСХ) встречаются редко [14, 15].
СРП представляют класс глобулярных высо-коразветвленных полимеров, которые в отличие от дедримеров полидисперсны и нерегулярны с точки зрения периода ветвления и структуры. Интересной особенностью таких полимеров является неподчинение тенденции увеличения вязкости растворов с наращиванием молекулярной массы в отличие от линейных аналогов, что обусловлено формированием глобулярной структуры с
возрастанием числа генераций. Модифицированием терминальных групп исходных полимеров получают структуры типа "ядро—оболочка", что позволяет оптимизировать их свойства и обеспечивает специфические взаимодействия с аналитами.
Сверхразветвленные полимеры уже нашли применение в газовой хроматографии, ВЭЖХ и капиллярном электрофорезе (КЭ). Публикаций о применении СРП в условиях тонкослойной хроматографии нет. При этом такие достоинства метода высокоэффективной ТСХ как экспрессность, одновременное определение различных образцов и стандартов, легкость модифицирования хромато-графических фаз в сочетании с видеоденситометри-ей для проведения количественного анализа могут оказаться востребованными для получения независимой информации о свойствах новых модификаторов и прогнозирования использования их в ВЭЖХ и КЭ.
Цель данного исследования — изучение возможностей новых водорастворимых полимеров типа "ядро—оболочка", состоящих из сверхраз-ветвленного полиэтилениминового ядра и привитых олигосахаридных фрагментов (мальтозы, лактозы, мальтотриозы), выполнять функцию хираль-ных селекторов при разделении энантиомеров лекарственных препаратов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Материалы и реагенты. Использовали ацетонит-рил ч. д. а. (Криохром, СПб), этанол ч. д. а. (Sigma), метанол ч. д. а. (Sigma), ледяную уксусную кислоту, Р-циклодекстрин (Sigma), L-пролин (Sigma, 99%), карведилол (Sigma, 98%), ^)-(—)-пропранолол гидрохлорид (Sigma, 98%), (±)-пропранолол гидрохлорид (Sigma, 99%), (±)-соталол гидрохлорид (Sigma, 98%), кетопрофен (Sigma, 98%), ^)-(+)-кетопрофен (Sigma, 99%), ^)-(+)-ибупрофен (Sigma, 98%), ибу-профен (Sigma, 98%), кеторолак (Sigma, 99%).
r .r
r
ч /
n
r
n--r
1 1 r -r
y к ' hn
Мольн. соотн. i n )
R h 1 Г n .r
Структура А r f" n ^
,n^n-nj k
r i . j, l ,r
Терминальные группы:
hjn.
nhj
Г" nhhî|
n'
г
x <> s
nh2
nh2
/
nh k
s
-j k hn
ï I 1
nhj ^j k^^^nhj
nhj ^j
nh2
Сверхразветвленный полиэтиленимин (PEI)
PEI 5 кДа PEI 25 кДа
. n r i
r nh
S
hn'^s
h l
H0 hoJ>
HO 0!
H0
0H0 0H
Мальтоза
OH 0H
h ns
- ^n^ r
n ^ r
l
r-1
.n
N
r I
NH
0.6 : 1 Структура В
V^ ^ Ar л г n
/N~T s
S HN1
"4 1
R
H0 H0 0H
HS 0
0H0 0H
Лактоза
0H 0H
h nk n ^ "r
/
0.3 : 1 Структура C
Rs f |HJ
nh s k
< h| ^
s hn^n
N X. < r y
;nh ^ i j ^ h|
nhj
n^n'r
h
R
^^-n^-nhj
HO
HO
HO
OH OH
OH
HO
OH
O OH
Мальтотриоза
,hn h
r ^n., -
r ^ n
nh
r
r
r
r
hn
r
n
h2n
r
r
nh
nh
r
r
hn.
r
Рис. 1. Дендритные полимеры типа "ядро—оболочка".
В работе исследован лекарственный препарат: анаприлин (активный компонент пропранолол; Татхимфармпрепараты, Россия).
Изучали СРП на основе полиэтиленимина с массой ядра 5 и 25 кДа с различной степенью функционализации (структура А — 77%, В — 32% и С — 16%) олигосахаридами — мальтозой (maltose, Mal), лактозой (lactose, Lac), мальтотриозой (maltotriose, 3Mal) — терминальных аминогрупп: PEI—Mal—A, В и C, 5 и 25 кДа; PEI—Lac—A, B и С, 5 и 25 ^a; PEI—3Mal—A, B и С, 5 и 25 ^a и полимеры с мальтозной оболочкой, меченные родамином PEI-Mal-A, В и C Rh, 5 и 25 ^a.
Оборудование. Использовали видеоденситометр Sorbfil-денситометр (Краснодар); микродозаторы переменного объема емк. 0.1—2.5, 200— 1000 мм3 и пределом допустимой погрешности измерения не более ±5%; микрошприц Hamilton (10 мкл), США; весы аналитические Shimadzu AUX 220; ТСХ-камеры (10 х 10 см); шприцы медицинские одноразовые емк. 5 см3; пробирки для микропроб Эппендорфа полипропиленовые емк. 1.5 мл; хроматографические пластинки Sorbfil ПТСХ-П-А-УФ (Краснодар).
Обработку результатов проводили с помощью программного обеспечения денситометра Sorbfil (ТУ 4436-003-16943778-99).
Приготовление стандартных растворов. Стандартные растворы НПВС готовили растворением точных навесок каждого вещества (10 мг) в 1 мл аце-тонитрила во фторопластовых пробирках и хранили при +4—6°С. Стандартные растворы ß-блокато-ров готовили растворением точных навесок (80 мг активного вещества соталола, 10 мг карведилола и 30 мг пропранолола) в метаноле (карведилол) и этаноле (пропранолол и соталол) и хранили при +4-6°С.
Рабочие растворы готовили разбавлением стандартных с помощью микрошприца и автоматического дозатора. Полученные растворы до анализа хранили в холодильнике при +4—6°С. Концентрации рабочих растворов, выбранные в соответствии со способностью аналитов поглощать свет в УФ-об-ласти, составили, мг/мл: 10 в случае ибупрофена, 10, 15, 30 пропранолола, 2, 4, 6, 8 и 10 карведилола, 20, 40, 80 соталола.
Разделение энантиомеров НПВС и ß-блокато-ров. Использовали следующие способы разделения энантиомеров:
— модифицирование хиральным
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.