ЖУРНАЛ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2014, том 88, № 2, с. 361-363
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 541.8.127:519.24/27
ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОСТИ НА РАВНОВЕСИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СМЕШАННЫХ КОМПЛЕКСОВ Со2+ С ГЕПАРИНОМ И АРГИНИНОМ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 37°С © 2014 г. М. А. Феофанова, Ю. В. Францева, А. Н. Семенов, Н. В. Баранова, Е. В. Журавлев
Тверской государственный университет E-mail: m000371@tversu.ru Поступила в редакцию 16.04.2013 г.
Представлены результаты исследования взаимодействия в системе гепарин — ион Со — аргинин. Методом потенциометрии определены константы образования смешанных комплексов Со2+ с гепарином и аргинином в водных растворах при широком интервале рН при температуре 37°С. Смоделированы химические равновесия в указанной системе и установлена стехиометрия образования комплексных форм.
Ключевые слова: гепарин, антикоагулянт, аргинин, ион Со2+, равновесие.
DOI: 10.7868/S0044453714020095
Исследованию смешаннолигандного ком-плексообразования ионов биометаллов с гепарином и различными лигандами посвящен ряд работ [1—4]. Интерес к данной тематике вызван, в первую очередь, направленным поиском новых эффективных лекарственных препаратов на основе комплексов высокомолекулярного гепарина с биологически активными ионами или молекулами.
Целью настоящей работы является исследование смешаннолигандного комплексообразования иона Со2+ с гепарином и аргинином. Аргинин — незаменимая аминокислота с универсальными
свойствами: участвует в работе сердечнососудистой, нервной, иммунной систем, является структурным компонентом соединительной ткани и др. С химической точки зрения аргинин является основной аминокислотой, несущей два центра: аминогруппу в а-положении и гуанидиновую в 8-положении. Гуанидиновая группа, благодаря резонансной делокализации заряда при протониро-вании является сильно основной, находится в протонированной катионной форме при рН < 10 и способна образовать множественные водородные связи. Структурные формулы аргинина (I) и мономерного звена гепарина (II) приведены ниже.
H H2 H2 H2 H .C-N-C—C—C—C—C
H3N
NH+ V
(I)
H
H
—O
OSO-
I 3
CH2 H J—OH
H OSO
3
H NHSO
3
(II)
n
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В качестве исходного препарата гепарина выступал стандарный фармакологический раствор его тетранатриевой соли (№4Нер), содержащий 5000 ЕД в каждом миллилитре, произведенный
ФГУП "Московский эндокринный завод". Молекула гепарина содержит 10 тетрасахаридных повторяющихся единиц. Раствор хлорида кобальта II стандартизировали методом комплексоно-метрического титрования. Квалификация Ь-ар-гинина соответствавала "ч.д.а.". В качестве тит-
12
361
362
ФЕОФАНОВА и др.
pH
Диаграммы распределения комплексных форм в системе Co2+ при эквимолярном соотношении между компонентами: Co2+ - Hep4- - Arg-.
ранта выступал бескарбонатный раствор щелочи. Постоянство температуры титруемых растворов поддерживали с помощью ультратермостата UTU-2/77 с точностью до 0.1 градуса. Регистрацию величины рН осуществляли с помощью универсального иономера И-135, укомплектованного измерительным стеклянным электродом ЭСЛ 63-07 и насыщенным хлорсеребряным электродом сравнения. Калибровку прибора осуществляли с помощью стандартных буферных растворов с величинами рН, равными 1.65 и 9.18 при температуре 37°С. Титрование проводилось на фоне 0.15 М хлорида натрия. Металл-ионные равновесия моделировали с помощью универсальных компьютерных программ AUTOEQUIL и HY-PERQUAD [5, 6]. Принципы построения математической модели химических равновесий с участием гепарина изложены в [1].
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
На рисунке приведена диаграмма распределения комплексных форм в системе Co2+ - Hep4- -Arg-, построенная на основании результатов математического моделирования химических равновесий в указанной системе. При составлении модели величины десятичных логарифмов констант образования соответствующих комплексов иона Co2+ с гепарином заимствовали из [7], а величины логарифмов констант образования комплексов гепарина с аргинином - из [2].
Как видно из диаграммы распределения, для исследованной системы характерно образование смешаннолигандных комплексных форм различного состава и устойчивости. Можно предположить, что механизм образования этих комплекс-
ных форм обусловлен присоединением соответствующих монолигандных комплексов ионов Co2+ с аргинином к полимерному лиганду гепарину, дополнительно стабилизирующему образующийся смешаннолигандный комплекс. Обращает на себя внимание тот факт, что в среде физиологического раствора 6.8 < рН < 7.2 доминирует комплекс состава - CoHepHArg3-.
Ниже приведены состав и величины десятичных логарифмов констант образования смешан-
нолигандных комплексных форм lg ß ионов Co2+ с высокомолекулярным гепарином и аргинином (базис Co2+, OH-, Hep4-):
CoHepHArg2- 21.73 ± 0.09
CoHepArg3- 16.59 ± 0.20
CoOHHepArg4- 12.57 ± 0.15
Представляется интересным выделить и исследовать идентифицированные смешанноли-гандные комплексные формы с целью установления их структурных характеристик.
Таким образом, впервые в широком интервале рН исследованы металл-ионные равновесия в системе Co2+ - L1 - L2 (L1: Hep4-; L2: Arg-). Показана возможность образования смешаннолиганд-ных металлокомлексов ионов кобальта с гепарином и аргинином; для идентифицированных комплексных форм установлена стехиометрия и определены величины десятичных логарифмов констант их образования.
ЖУРНАЛ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 88 № 2 2014
ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОСТИ
363
Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009—2013 гг.".
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карпухин Л.Е., Феофанова М.А., Николаева Л.С. и др. // Журнал неорган. химии. 2006. Т. 51. № 6. С. 979.
2. Николаева Л.С., Семенов А.Н., Бурова Л.И. // Журн. физ. химии. 2010. Т. 34. № 12. С. 2233.
3. Семенов А.Н., Феофанова М.А., Николаева Л.С. // Вестн. ТвГУ. Серия: Химия, 2008. № 32. С. 15.
4. Феофанова М.А., Францева Ю.В., Баранова Н.В. и др. // Научно-технический вестн. Поволжья. 2011. № 5. С. 36.
5. Евсеев А.М., Николаева Л.С. Математическое моделирование химических равновесий. М.: Изд-во МГУ, 1988. 192 с.
6. Gans P., Sabatini A. and Vacca A. // Talanta. 1996. V.43. P. 1739.
7. Феофанова М.А., Францева Ю.В., Лапшин С.В. // Координац. химия. 2012. Т. 38. № 5. С. 387.
ЖУРНАЛ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 88 № 2 2014
12*
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.