RU2175317C1 - Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis - Google Patents

Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis Download PDF

Info

Publication number
RU2175317C1
RU2175317C1 RU2000129926/04A RU2000129926A RU2175317C1 RU 2175317 C1 RU2175317 C1 RU 2175317C1 RU 2000129926/04 A RU2000129926/04 A RU 2000129926/04A RU 2000129926 A RU2000129926 A RU 2000129926A RU 2175317 C1 RU2175317 C1 RU 2175317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
para
activity
dihydroxy
phenylene
poly
Prior art date
Application number
RU2000129926/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.В. Медведев
Д.В. Соболев
К.К. Калниньш
Original Assignee
Соболев Дмитрий Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Соболев Дмитрий Владимирович filed Critical Соболев Дмитрий Владимирович
Priority to RU2000129926/04A priority Critical patent/RU2175317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2175317C1 publication Critical patent/RU2175317C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry, biochemistry. SUBSTANCE: invention relates to poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt of the general formula (I)
Figure 00000002
eliciting superoxidase activity. Indicated compound provides to broaden the spectrum of substances which are able to carry out the reaction of dismutation of O2 and they can be used as antioxidants in biology, microbiology and medicine. Invention describes also method of synthesis of said compound that involves the interaction of para-benzoquinone with sodium thiosulfate in an aqueous medium in the mole ratio of components from 3:1 to 10:1. EFFECT: improved method of synthesis, broadened spectrum of antioxidants. 4 cl, 5 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к химии полимеров, а предложенный продукт может найти применение в качестве антиоксиданта в биологии, микробиологии и медицине. The invention relates to the chemistry of polymers, and the proposed product can find application as an antioxidant in biology, microbiology and medicine.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В биологии широко известны случаи повреждающего воздействия кислорода на биологические ткани, в частности, при повышении его парциального давления. Более тщательно проведенные исследования показали, что токсические воздействия на биологические объекты оказывает не сам кислород, а промежуточные продукты его метаболизма (Медведев Ю.В., Толстой А.Д. Гипоксия и свободные радикалы в развитии патологических состояний организма. - М.: 000 "Терра-Календер и Промоушн", 2000. - 232 с., [1]). В случае полного восстановления кислорода образуется вода, тогда как в результате частичного его восстановления в тканях появляется ряд активных форм кислорода (АФК), способных оказывать повреждающее воздействие на различные жизненно важные элементы клеток, включая генетический аппарат, ферменты, мембранные и иные структуры. Биологические формы жизни смогли выжить в подобных условиях, выработав эффективную систему защиты от АФК - систему различных антиоксидантов, основными задачами которых являются сведение к минимуму процессов нефизиологического продуцирования АФК и удаление их из биологической среды в случае появления.
BACKGROUND OF THE INVENTION
In biology, cases of the damaging effect of oxygen on biological tissues are widely known, in particular, with an increase in its partial pressure. More thorough studies have shown that the toxic effects on biological objects are not provided by oxygen itself, but by intermediate products of its metabolism (Medvedev Yu.V., Tolstoy A.D. Hypoxia and free radicals in the development of pathological conditions of the body. - M .: 000 " Terra-Calender and Promotion ", 2000. - 232 p., [1]). In the case of a complete reduction of oxygen, water is formed, while its partial recovery results in the appearance of a number of reactive oxygen species (ROS) in the tissues that can have a damaging effect on various vital cell elements, including the genetic apparatus, enzymes, membrane and other structures. Biological life forms could survive in such conditions by developing an effective system of protection against ROS - a system of various antioxidants, the main tasks of which are to minimize the processes of nonphysiological production of ROS and remove them from the biological medium in case of occurrence.

В результате присоединения к молекуле кислорода первого электрона образуется супероксидный анион-радикал O2- (CAP), последующее восстановление которого сопровождается появлением перекиси водорода и очень активного гидроксильного радикала. В процессе последующих окислительных реакций в биологических тканях появляются гидроперекиси алканов, алкильные, алкоксильные и пероксильные радикалы. Для снижения концентрации O2-, образующихся внутри клеток и генерирующих всю гамму других АФК, функционирует особый фермент - супероксиддисмутаза (СОД), который осуществляет диспропорционирование ионов CAP по следующей схеме:
O2-+ O2-+2H+_→ H2O2+O2 (I)
Исключительная роль СОД в защите клеток от токсического воздействия АФК подтверждается тем, что константа скорости реакции дисмутации анион-радикалов O2- на данном ферменте превышает по меньшей мере на 2 порядка аналогичные константы для всех остальных ферментов (Фридович И. В сб.: Свободные радикалы в биологии /Ред. У. Прайор. т. 1.-М.: Мир, 1979, с. 272-314 [2]).
As a result of the addition of the first electron to the oxygen molecule, the superoxide radical anion O 2- (CAP) is formed, the subsequent reduction of which is accompanied by the appearance of hydrogen peroxide and a very active hydroxyl radical. In the process of subsequent oxidative reactions in biological tissues, alkane hydroperoxides, alkyl, alkoxyl and peroxyl radicals appear. To reduce the concentration of O 2- formed inside the cells and generating the whole gamut of other ROS, a special enzyme, superoxide dismutase (SOD), functions, which disproportionates CAP ions according to the following scheme:
O 2- + O 2- + 2H + _ → H 2 O 2 + O 2 (I)
The exceptional role of SOD in protecting cells from the toxic effects of ROS is confirmed by the fact that the rate constant of the reaction of dismutation of the radical anions O 2- on this enzyme exceeds at least 2 orders of magnitude the same constants for all other enzymes (Fridovich I. V: Free radicals in biology / Ed. W. Prior, T. 1.-M .: Mir, 1979, S. 272-314 [2]).

В зависимости от вида биологических объектов и места локализации фермента в клетке супероксиддисмутазы подразделяют на несколько типов. Общим для всех типов СОД является сложная полипептидная цепь, состоящая из 300-400 аминокислотных остатков, и наличие в полипептидной цепи ионов металлов переменной валентности, в частности ионов меди, цинка, марганца или железа [2]. Superoxide dismutases are divided into several types, depending on the type of biological objects and the location of the enzyme in the cell. Common to all types of SOD is a complex polypeptide chain, consisting of 300-400 amino acid residues, and the presence in the polypeptide chain of metal ions of variable valency, in particular ions of copper, zinc, manganese or iron [2].

В процессе функционирования СОД роль ионов металлов переменной валентности сводится, во-первых, к захвату и удержанию вблизи активных центров анпион-радикалов O2- и, во-вторых, к участию в процессах донирования и акцептирования электронов. Функция полипептидной связи сводится к организации надлежащей геометрии активного центра фермента и модификации его активности за счет формирования соответствующего лигандного окружения центрального иона фермента.In the process of SOD functioning, the role of metal ions of variable valency is reduced, firstly, to capture and hold O 2- radical anpion radicals near the active centers and, secondly, to participate in electron donation and acceptance processes. The function of the polypeptide bond is reduced to the organization of the proper geometry of the active center of the enzyme and the modification of its activity due to the formation of the corresponding ligand environment of the central ion of the enzyme.

Несмотря на рекордно высокую активность СОД, при различных патологических состояниях организма в отдельных тканях отмечается существенное снижение активности СОД, что неизбежно приводит к активации патологических процессов свободнорадикального окисления в тканях и их повреждению (Камышенцев М. В. , Волчек И. В. , Платонов В.Г. и др. Докл. АН, 1992, т. 326, N 4, с. 722-724 [3]). Поэтому в настоящее время в качестве веществ, обладающих супероксиддисмутазной активностью, предлагаются различные соединения синтетического происхождения, в частности комплексы металлов переменной валентности, таких как марганец (заявка на патент РФ N 98104277, [4]). Despite the record high activity of SOD, a significant decrease in the activity of SOD is observed in various tissues in various pathological conditions of the body, which inevitably leads to the activation of pathological processes of free radical oxidation in tissues and their damage (Kamyshentsev M.V., Volchek I.V., Platonov V G.G. et al. Dokl. AN, 1992, v. 326, No. 4, pp. 722-724 [3]). Therefore, at present, as compounds with superoxide dismutase activity, various compounds of synthetic origin are proposed, in particular metal complexes of variable valency, such as manganese (RF patent application N 98104277, [4]).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является расширение спектра продуктов, способных подобно СОД осуществлять реакцию дисмутации O2-. Особый интерес представляет возможность реализации подобной реакции на продукте небелковой природы, поскольку белки гидролитически нестабильны, а их синтез трудоемок и в случае СОД еще не был реализован. Крайне желательно также в подобном продукте исключить присутствие ионов металлов переменной валентности, которые часто проявляют высокую прооксидантную активность, присутствуя в биологических средах даже в малых концентрациях.
SUMMARY OF THE INVENTION
The objective of the present invention is to expand the range of products capable of, like SOD, to carry out the O 2- dismutation reaction. Of particular interest is the possibility of implementing such a reaction on a non-protein product, since proteins are hydrolytically unstable, and their synthesis is time-consuming and has not yet been realized in the case of SOD. It is also highly desirable to exclude the presence of metal ions of variable valency in such a product, which often exhibit high prooxidant activity, being present in biological media even in low concentrations.

На основании изложенного выше авторы настоящего изобретения предположили, что молекула иной природы по сравнению с СОД будет способна осуществить реакцию дисмутации O2-, если она будет располагать возможностью акцептирования анион-радикалов и участвовать в обратимых процессах переноса электронов и протонов.Based on the foregoing, the authors of the present invention suggested that a molecule of a different nature compared to SOD will be able to carry out the O 2- dismutation reaction if it has the ability to accept radical anions and participate in reversible electron and proton transfer processes.

Поэтому для реализации поставленной задачи авторами настоящего изобретения был осуществлен синтез натриевой соли поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты (далее для краткости называемой также пара-НПФ), имеющей общую структурную формулу:

Figure 00000003
,
где n = 2-6.Therefore, to achieve this objective, the authors of the present invention synthesized the sodium salt of poly (para-dihydroxy-para-phenylene) thiosulfonic acid (hereinafter also referred to as para-NPF for brevity), having the general structural formula:
Figure 00000003
,
where n = 2-6.

Брутто-формула С6nH4n+1O2n+3S2Na продукта.The gross formula is C 6n H 4n + 1 O 2n + 3 S 2 Na product.

Продукт был получен в результате реакции пара-бензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при нагревании от 50oC до 100oC. Образующийся в процессе реакции продукт отделяют от растворителя и очищают от низкомолекулярных примесей путем экстракции диэтиловым эфиром. Более подробно условия синтеза и свойства получаемого продукта описаны в нижеследующих примерах.The product was obtained by reacting para-benzoquinone with sodium thiosulfate in an aqueous medium by heating from 50 ° C to 100 ° C. The product formed during the reaction was separated from the solvent and purified from low molecular weight impurities by extraction with diethyl ether. The synthesis conditions and properties of the resulting product are described in more detail in the following examples.

Наиболее близким структурным аналогом предложенного соединения является натриевая соль [поли-(2,5-дигидрокси-фенилен)] -4- тиосульфокислоты (мета НПФ), получаемая в результате взаимодействия пара-бензохинона с тиосульфатом натрия в водно-спиртовой среде при температуре выше 65oC (Патент РФ N 2105000, МПК6 С 07 С 381/02, C 08 G 61/10, А 61 К 31/05 [5]). В известном продукте полимерная цепь состоит из набора гидрохиноидных звеньев, соединенных между собой в мета-положении (мета-НПФ).)
Принципиальное отличие соединения, предложенного в соответствии с настоящим изобретением, от его аналога заключается в том, что в предложенном соединении гидрохиноидные звенья образуют полимерную цепь за счет присоединения в пара-положении, а не в мета-положении, как у аналога. Как известно, изменение химической структуры вещества неизбежно связано с изменением его свойств. Из химии ароматических соединений известно, что заместители, расположенные в мета-положении ароматического ядра, оказывают слабое влияние друг на друга, тогда как заместители, расположенные в пара-положении, сильно влияют друг на друга и на молекулу в целом. Наиболее ярким проявлением особых свойств продукта в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с аналогом является проявление характерного сигнала, регистрируемого с помощью метода спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР-спектроскопии), свидетельствующего о наличии в пара-НПФ неспаренных электронов (Фиг. 1), которые не были зафиксированы в образцах аналога. Спектр не меняет интенсивности в течение месячного хранения образца на воздухе. Наличие сигнала ЭПР в образцах пара-НПФ и его стабильность в процессе месячного хранения свидетельствуют о появлении сильного взаимодействия между всеми фенильными ядрами полимерной цепи, соединенными между собой в пара-положении. В результате образуется достаточно протяженная система сопряжения, способная эффективно удерживать неспаренный электрон, регистрируемый методом ЭПР-спектроскопии. Спектр ЭПР наблюдается как для твердого образца (кривая 1, изображенная сплошной линией на Фиг. 1), так и для водного раствора вещества (кривая 2, изображенная пунктирной линией на Фиг. 1).
The closest structural analogue of the proposed compound is the sodium salt of [poly- (2,5-dihydroxy-phenylene)] -4-thiosulfonic acid (meta NPF), obtained by the interaction of para-benzoquinone with sodium thiosulfate in an aqueous-alcoholic medium at a temperature above 65 o C (RF Patent N 2105000, IPC 6 C 07 C 381/02, C 08 G 61/10, A 61 K 31/05 [5]). In a known product, the polymer chain consists of a set of hydroquinoid units interconnected in a meta-position (meta-NPF).)
The fundamental difference between the compound proposed in accordance with the present invention from its analogue is that in the proposed compound, the hydroquinoid units form a polymer chain due to attachment in the para position, and not in the meta position, as in the analogue. As you know, a change in the chemical structure of a substance is inevitably associated with a change in its properties. It is known from the chemistry of aromatic compounds that substituents located in the meta-position of the aromatic nucleus have a weak effect on each other, while substituents located in the para-position strongly affect each other and the molecule as a whole. The most striking manifestation of the special properties of the product in accordance with the present invention compared to the analogue is the manifestation of a characteristic signal recorded using the method of electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR spectroscopy), indicating the presence of unpaired electrons in para-NPFs (Fig. 1), which were not fixed in analog samples. The spectrum does not change the intensity during the monthly storage of the sample in air. The presence of the EPR signal in para-NPF samples and its stability during the monthly storage process indicate a strong interaction between all phenyl cores of the polymer chain connected to each other in the para-position. As a result, a fairly extended conjugation system is formed, capable of effectively retaining an unpaired electron recorded by EPR spectroscopy. The EPR spectrum is observed both for a solid sample (curve 1, shown by a solid line in Fig. 1), and for an aqueous solution of a substance (curve 2, shown by a dashed line in Fig. 1).

Исследование супероксиддисмутазной активности натриевой соли поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты (пара-НПФ)
Для подтверждения супероксиддисмутазной активности (СОД- активности) предложенного продукта был использован метод, основанный на конкурентном взаимодействии O2- с известным красителем тетранитротетразолиевым синим (ТНТ) и исследуемым веществом (Beauchamp С., Fridovich 1., Anal.Biochem., 44, 276(1971) [6]).
Study of the superoxide dismutase activity of the sodium salt of poly (para-dihydroxy-para-phenylene) thiosulfonic acid (para-NPF)
To confirm the superoxide dismutase activity (SOD activity) of the proposed product, we used a method based on the competitive interaction of O 2- with the known dye tetranitrotetrazolium blue (TNT) and the test substance (Beauchamp C., Fridovich 1., Anal.Biochem., 44, 276 (1971) [6]).

Схема опыта и полученные при этом результаты представлены на Фиг. 2, на которой условно обозначены:
ВКЛ - включение света;
ВЫКЛ - выключение света;
ТНТ - введение красителя;
пара-НПФ - введение натриевой соли поли(пара-дигидрокси- пара-фенилен)тиосульфокислоты.
The experimental design and the results obtained are presented in FIG. 2, on which are conventionally marked:
ON - light on;
OFF - turn off the light;
TNT - the introduction of dye;
para-NPF - the introduction of the sodium salt of poly (para-dihydroxy-para-phenylene) thiosulfonic acid.

Генерацию O2- в ячейке осуществляли фотохимическим методом в присутствии рибофлавина и тетраметилэтилдендиамина:

Figure 00000004

Образовавшиеся анион-радикалы самопроизвольно диссоциируют на кислород и перекись водорода, которая в присутствии каталазы расщепляется на кислород и воду:
Figure 00000005

Убыль кислорода в ячейке регистрировали с помощью кислородного датчика (участок А кривой). При выключении света генерация O2- прекращается и кислород не расходуется (начало участка В кривой). При выключении света в ячейку вводили краситель ТНТ, который при повторном генерировании анион-радикалов вызывает их интенсивное окисление, превращаясь в формазан в соответствии со следующей реакцией:
Figure 00000006

При этом количество окисленных анион-радикалов строго соответствует количеству регенерированного кислорода и концентрация регенерированного кислорода в ячейке не меняется.The generation of O 2- in the cell was carried out by the photochemical method in the presence of riboflavin and tetramethylenediamine:
Figure 00000004

The formed radical anions spontaneously dissociate into oxygen and hydrogen peroxide, which in the presence of catalase is split into oxygen and water:
Figure 00000005

A decrease in oxygen in the cell was recorded using an oxygen sensor (section A of the curve). When the light is turned off, the generation of O 2- stops and oxygen is not consumed (the beginning of the section In the curve). When the light was turned off, a TNT dye was introduced into the cell, which upon the repeated generation of radical anions causes their intense oxidation, turning into formazan in accordance with the following reaction:
Figure 00000006

The amount of oxidized radical anions strictly corresponds to the amount of regenerated oxygen and the concentration of regenerated oxygen in the cell does not change.

Внесение в ячейку пара-НПФ и включение света сопровождается повторным поглощением кислорода, однако с меньшей скоростью (участок С кривой), что свидетельствует о протекании конкурентного взаимодействия O2- с красителем (без расходования кислорода по реакции (IV)) и с пара-НПФ по реакции (III) с расходованием кислорода. Полученные результаты подтверждают, что пара-НПФ проявляет супероксидазную активность, реализуя процесс дисмутации по реакции

Figure 00000007

Внесение пара-НПФ в среду, где генерируются анион-радикалы O2-, ускоряет процесс их дисмутации, при этом эффективность данного процесса зависит от концентрации пара-НПФ. Результаты исследования СОД-активности предложенного соединения представлены в Таблице 1.The introduction of para-NPF into the cell and the inclusion of light is accompanied by repeated absorption of oxygen, but at a lower rate (section C of the curve), which indicates the occurrence of competitive interaction of O 2- with the dye (without oxygen consumption by reaction (IV)) and with para- NPF by reaction (III) with the consumption of oxygen. The obtained results confirm that para-NPF exhibits superoxidase activity, realizing the process of dismutation by reaction
Figure 00000007

The introduction of para-NPFs into the environment where O 2- radical anions are generated accelerates the process of their dismutation, while the effectiveness of this process depends on the concentration of para-NPFs. The results of the study of the SOD activity of the proposed compounds are presented in Table 1.

Вещества, способные снижать концентрацию анион-радикалов O2-, ответственных за появление остальной гаммы АФК, представляют значительный практический интерес в качестве антиоксидантов. Введение пара-НПФ в состав глюкозо-минеральной питательной среды, содержащей (г/л): глюкозы - 4, Na2HPO4 - 7, KH2PO4 - 3, NH4Cl - 1, NaCl - 0,5, MgSO4 - 0,2, CaCl2 - 0,02, никотиновой кислоты - 0,005, пара-НПФ - 0,03, позволило при выращивании клеток Escherichia coli штамм М-17 повысить количество жизнеспособных клеток после завершения процесса культивирования до (88,2 ± 4,3)% вместо (75,8 ± 3,3)% в контроле, где пара-НПФ не вводился. Антиоксидантные свойства предложенного в соответствии с настоящим изобретением вещества проявляются не только в водных средах, но и в сухих продуктах (см. Таблицу 2).Substances capable of decreasing the concentration of O 2- radical anions responsible for the appearance of the remaining gamma of ROS are of significant practical interest as antioxidants. The introduction of para-NPF in the composition of the glucose-mineral nutrient medium containing (g / l): glucose - 4, Na 2 HPO 4 - 7, KH 2 PO 4 - 3, NH 4 Cl - 1, NaCl - 0.5, MgSO 4 - 0.2, CaCl 2 - 0.02, nicotinic acid - 0.005, para-NPF - 0.03, allowed the cultivation of Escherichia coli strain M-17 to increase the number of viable cells after completion of the cultivation process to (88.2 ± 4.3)% instead of (75.8 ± 3.3)% in the control, where no para-NPF was administered. The antioxidant properties of the substance proposed in accordance with the present invention are manifested not only in aqueous media, but also in dry products (see Table 2).

Если содержание жизнеспособных клеток после культивирования микроорганизмов принять за 100%, то в процессе лиофильной сушки около 15% клеток утрачивают жизнеспособность. Процесс помола сопровождается значительной инактивацией микроорганизмов и количество жизнеспособных клеток составляет около половины. В случае использования пара-НПФ после помола сохраняется жизнеспособными около 75% клеток от исходной культуры. If the content of viable cells after cultivation of microorganisms is taken as 100%, then in the process of freeze drying, about 15% of the cells lose their viability. The grinding process is accompanied by significant inactivation of microorganisms and the number of viable cells is about half. In the case of using para-NPF, after grinding, about 75% of the cells from the initial culture remain viable.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение проиллюстрировано графическими материалами, на которых:
Фиг. 1 представляет собой ЭПР-спектр порошка пара-НПФ (кривая 1) и 5%-ного раствора пара-НПФ в воде (кривая 2);
Фиг. 2 представляет собой схему процесса определения СОД-активности пара-НПФ;
Фиг. 3 представляет собой ИК-спектр пара-НПФ в таблетке KBr;
Фиг. 4 представляет собой УФ-спектр поглощения раствора пара-НПФ в воде;
Фиг. 5 представляет собой 13C-ЯМР спектр пара-НПФ в твердой фазе.
BRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS
The invention is illustrated in graphic materials on which:
FIG. 1 is an EPR spectrum of a powder of para-NPF (curve 1) and a 5% solution of para-NPF in water (curve 2);
FIG. 2 is a diagram of a process for determining the SOD activity of para-NPFs;
FIG. 3 is an IR spectrum of para-NPF in a KBr tablet;
FIG. 4 is a UV absorption spectrum of a solution of para-NPF in water;
FIG. 5 is a 13 C-NMR spectrum of a para-NPF in a solid phase.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для лучшего понимания сути изобретения приведены следующие примеры.
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
For a better understanding of the invention, the following examples are given.

Пример 1. Example 1

В аппарат емкостью 2 л, снабженный мешалкой и рубашкой, помещают 76,6 г (0,31 М) тиосульфата натрия и при перемешивании вливают 1 л дистиллированной воды. Раствор нагревают до температуры 60oC и при интенсивно работающей мешалке вводят 100 г (0,93 М) пара-бензохинона. Через 1,5 часа процесс прекращают и образовавшийся продукт сушат на распылительной сушилке. Сухой порошкообразный продукт помещают в аппарат Сокслетта и удаляют примеси при использовании диэтилового эфира в качестве экстрагента. Время экстракции - 24 часа. Продукт сушат под вакуумом при температуре 50oC. Выход целевого продукта - 109,2 г. Молекулярная масса, определенная криоскопическим методом, равна 400.76.6 g (0.31 M) of sodium thiosulfate are placed in a 2 liter apparatus equipped with a stirrer and a jacket, and 1 liter of distilled water is poured with stirring. The solution is heated to a temperature of 60 ° C. and 100 g (0.93 M) of para-benzoquinone are added with an intensively working stirrer. After 1.5 hours, the process is stopped and the resulting product is dried on a spray dryer. The dry powdery product is placed in a Soxhlett apparatus and the impurities are removed using diethyl ether as an extractant. The extraction time is 24 hours. The product is dried under vacuum at a temperature of 50 o C. The yield of the target product is 109.2 g. The molecular weight determined by the cryoscopic method is 400.

ИК-спектр образца (Фиг. 3) имеет широкую полосу валентных колебаний гидроксильных групп в области 3600 - 2000 см-1, полосы при 1200 и 1040 см-1 подтверждают наличие сульфогрупп, полоса в области 1600-1550 см-1 относится к так называемым "дышащим" колебаниям C=C связей бензольного кольца. Другая характерная полоса колебаний C=C кольца наблюдается при 1500 см-1. Полосы поглощения 1370, 1448 и 1520 см-1 относятся к колебаниям C-C связей кольца, смешанным с деформацией углов СОН и CCH. Полоса в области 830 см-1 относится к неплоским деформационным колебаниям связи CH в тетразамещенном бензольном кольце.The IR spectrum of the sample (Fig. 3) has a wide band of stretching vibrations of hydroxyl groups in the region of 3600 - 2000 cm -1 , bands at 1200 and 1040 cm -1 confirm the presence of sulfo groups, the band in the region of 1600-1550 cm -1 refers to the so-called "breathing" vibrations of C = C bonds of the benzene ring. Another characteristic vibrational band of the C = C ring is observed at 1500 cm -1 . The absorption bands of 1370, 1448, and 1520 cm −1 relate to vibrations of the CC bonds of the ring mixed with deformation of the angles of СОН and CCH. The band in the region of 830 cm -1 refers to non-planar deformation vibrations of the CH bond in the tetra-substituted benzene ring.

В электронном спектре поглощения пара-НПФ (Фиг. 4) наблюдается сплошное поглощение от ультрафиолетовой до видимой области с двумя слабо выраженными максимумами y 40000 и 33000 см-1. Эти полосы относятся к π-π*-переходам в ароматических ядрах с двумя хромофорными группами, расположенными в пара-положении друг относительно друга.In the electronic absorption spectrum of para-NPF (Fig. 4), there is continuous absorption from the ultraviolet to the visible region with two weakly pronounced maxima of y of 40,000 and 33,000 cm -1 . These bands relate to π-π * transitions in aromatic nuclei with two chromophore groups located in a para position relative to each other.

Пара-НПФ, внесенный в состав бактериальной суспензии Escherichia coli - штамм М-17, увеличивает жизнеспособность микробных клеток, высушенных методом контактной сушки, в процессе их хранения при комнатной температуре. Результаты представлены в Таблице 3. Para-NPF introduced into the bacterial suspension of Escherichia coli strain M-17 increases the viability of microbial cells dried by contact drying during storage at room temperature. The results are presented in Table 3.

Из таблицы 3 видно, что при хранении сухой бактериальной культуры в течение месяца при комнатной температуре наблюдается потеря жизнеспособности 80% исходных клеток, что связывают с медленно протекающими реакциями окисления. Введение перед стадией сушки в состав клеточной суспензии пара-НПФ позволяет снизить потери в процессе месячного хранения до 5-20%, что может быть связано с обрывом цепного процесса свободнорадикального окисления на первой стадии - стадии образования анион-радикалов O2-.From table 3 it is seen that when storing a dry bacterial culture for a month at room temperature, there is a loss of viability of 80% of the original cells, which is associated with slowly occurring oxidation reactions. The introduction of para-NPF into the cell suspension before the drying stage reduces the losses during the monthly storage by 5–20%, which may be related to the termination of the free radical oxidation chain process at the first stage — the stage of formation of O 2- radical anions.

Пример 2. Example 2

В аппарат, описанный в примере 1, помещают 38,3 г (0,15 М) тиосульфата натрия и 1 л дистиллированной воды, раствор нагревают до 70oC и при эффективном перемешивании вводят 100 г (0,93 М) пара-бензохинона. Через 2 часа реакцию прекращают и содержимое сушат на распылительной сушилке. После экстрагирования примесей диэтиловым эфиром в течение суток продукт сушат под вакуумом при 50oC. Выход целевого продукта - 98,7 г. По данным элементного анализа содержание серы -11,7%, молекулярная масса - 650.38.3 g (0.15 M) of sodium thiosulfate and 1 L of distilled water are placed in the apparatus described in Example 1, the solution is heated to 70 ° C. and 100 g (0.93 M) of para-benzoquinone are added with effective stirring. After 2 hours, the reaction was stopped and the contents were dried on a spray dryer. After extracting impurities with diethyl ether for a day, the product is dried under vacuum at 50 o C. The yield of the target product is 98.7 g. According to elemental analysis, the sulfur content is 11.7%, and the molecular weight is 650.

Способность полученного образца способствовать диспропорционированию

Figure 00000008
подтверждена на модели активированных полиморфно ядерных лейкоцитов (нейтрофилов). Известно, что нейтрофилы являются одним из звеньев клеточного иммунитета, обеспечивающим защиту организма от чужеродных объектов. Одним из эффективных механизмов бактерицидного воздействия на чужеродные клетки является способность нейтрофилов быстро перестроить свой метаболизм на массовую продукцию анион-радикалов O2- оказывающих токсический эффект на патогены (Кузнецов В. Ф., Черешков В. А. Патофизиологическая дисфункция нейтрофилов. - Киров, 1998, - 119 с. [7]). Результаты сравнительных испытаний СОД-активности синтезированного образца и СОД представлены в Таблице 4.The ability of the obtained sample to contribute to disproportionation
Figure 00000008
confirmed on the model of activated polymorphic nuclear leukocytes (neutrophils). It is known that neutrophils are one of the links of cellular immunity, providing protection of the body from foreign objects. One of the effective mechanisms of bactericidal effect on foreign cells is the ability of neutrophils to quickly rebuild your metabolism for mass production of radical anions O 2- has a toxic effect on pathogens (Kuznetsov, VF, petioles VA pathophysiological dysfunction of neutrophils -. Kirov, 1998, 119 p. [7]). The results of comparative tests of the SOD activity of the synthesized sample and SOD are presented in Table 4.

Избыточная продукция O2- нейтрофилами при ряде патологий ответственна за поражение сосудистого русла. Введение препаратов, обеспечивающих возможность эффективного диспропорционирования O2-, позволит снизить патологическое воздействие активированных нейтрофилов на сосуды.Excessive production of O 2- neutrophils in a number of pathologies is responsible for damage to the vascular bed. The introduction of drugs that provide the ability to effectively disproportionate O 2- will reduce the pathological effect of activated neutrophils on blood vessels.

Пример 3. Example 3

В аппарат, описанный в примере 1, помещают 23 г (0,093 М) тиосульфата натрия в 1 л дистиллированной воды, раствор нагревают до 90oC и вводят при интенсивном перемешивании 100 г (0,93 М) пара-бензохинона. Через 1,5 часа реакцию прекращают и содержимое сушат на распылительной сушилке. Выделенный сухой продукт экстрагируют диэтиловым эфиром в течение 24 часов, затем сушат под вакуумом при температуре 50oC. Выход целевого продукта 80,2 г. По данным элементного анализа содержание серы 10,8%, молекулярная масса 750.Into the apparatus described in Example 1, 23 g (0.093 M) of sodium thiosulfate are placed in 1 L of distilled water, the solution is heated to 90 ° C. and 100 g (0.93 M) of para-benzoquinone are introduced with vigorous stirring. After 1.5 hours, the reaction was stopped and the contents were dried on a spray dryer. The isolated dry product is extracted with diethyl ether for 24 hours, then dried under vacuum at a temperature of 50 o C. The yield of the target product is 80.2 g. According to elemental analysis, the sulfur content of 10.8%, molecular weight 750.

Присоединение гидрохиноидных звеньев в синтезированном образце в пара-положении друг относительно друга подтверждается данными 13C-ЯМР по наличию полосы поглощения при 147,87 м.д., характерной для Cаром-Cаром связи между бензольными кольцами (Фиг. 5).The addition of hydroquinoid units in the synthesized sample in the para position relative to each other is confirmed by 13 C-NMR data on the presence of an absorption band at 147.87 ppm, characteristic of the C arom- C arom bond between benzene rings (Fig. 5).

Claims (4)

1. Натриевая соль поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты общей формулы
Figure 00000009

где n = 2 - 6,
обладающая супероксидазной активностью.
1. The sodium salt of poly (para-dihydroxy-para-phenylene) thiosulfonic acid of the General formula
Figure 00000009

where n = 2 - 6,
possessing superoxidase activity.
2. Способ получения натриевой соли поли(пара-дигидрокси-пара-фенилен)тиосульфокислоты, как она определена в п.1, включающий реакцию взаимодействия парабензохинона с тиосульфатом натрия в водной среде при мольном соотношении между реагентами от 3 : 1 до 10 : 1. 2. A method for producing the sodium salt of poly (para-dihydroxy-para-phenylene) thiosulfonic acid as defined in claim 1, comprising the reaction of parabenzoquinone with sodium thiosulfate in an aqueous medium at a molar ratio between reactants of 3: 1 to 10: 1. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает очистку продукта реакции от низкомолекулярных примесей путем экстрагирования указанного продукта диэтиловым эфиром. 3. The method according to claim 2, characterized in that it further includes cleaning the reaction product from low molecular weight impurities by extracting the specified product with diethyl ether. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно включает сушку указанного продукта от экстрагента. 4. The method according to p. 3, characterized in that it further includes drying the specified product from the extractant.
RU2000129926/04A 2000-12-01 2000-12-01 Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis RU2175317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000129926/04A RU2175317C1 (en) 2000-12-01 2000-12-01 Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000129926/04A RU2175317C1 (en) 2000-12-01 2000-12-01 Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2175317C1 true RU2175317C1 (en) 2001-10-27

Family

ID=20242770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000129926/04A RU2175317C1 (en) 2000-12-01 2000-12-01 Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2175317C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304076A (en) * 2011-07-05 2012-01-04 江苏兄弟维生素有限公司 Preparation method of sodium n-propyl thiosulfate
CN104119259A (en) * 2014-07-11 2014-10-29 江苏兄弟维生素有限公司 A synthetic process of sodium n-propyl thiosulfate
CN106032360A (en) * 2015-03-10 2016-10-19 江苏兄弟维生素有限公司 Preparation method of thiamine propyl disulfide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304076A (en) * 2011-07-05 2012-01-04 江苏兄弟维生素有限公司 Preparation method of sodium n-propyl thiosulfate
CN104119259A (en) * 2014-07-11 2014-10-29 江苏兄弟维生素有限公司 A synthetic process of sodium n-propyl thiosulfate
CN106032360A (en) * 2015-03-10 2016-10-19 江苏兄弟维生素有限公司 Preparation method of thiamine propyl disulfide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kuah et al. Enzyme mimics: advances and applications
Pierik et al. A low‐spin iron with CN and CO as intrinsic ligands forms the core of the active site in [Fe]‐hydrogenases
Fujita et al. Preparation of a macrocyclic polynuclear complex,[(en) Pd (4, 4'-bpy)] 4 (NO3) 8 (en= ethylenediamine, bpy= bipyridine), which recognizes an organic molecule in aqueous media
EP1301515B1 (en) Non-genotoxic metalloporphyrins as synthetic catalytic scavengers of reactive oxygen species
Ding et al. Evidence for hydrophobic interaction between calicheamicin and DNA
Isied et al. Electron transfer across polypeptides. 3. Oligoproline bridging ligands
CA2373336A1 (en) Peroxynitrite decomposition catalysts and methods of use thereof
AU1297999A (en) Substituted porphyrins
Gup et al. Synthesis, structural characterization and DNA interaction of zinc complex from 2, 6-diacetylpyridine dihydrazone and {4-[(2E)-2-(hydroxyimino) acetyl] phenoxy} acetic acid
EP0557417A4 (en) Compositions for reducing oxidative injury
RU2175317C1 (en) Poly-(para-dihydroxy-para-phenylene)-thiosulfoacid sodium salt eliciting superoxidase activity and method of its synthesis
CA2471896C (en) Enzymatic synthesis of n.alpha.-acyl-l-arginine esters
Shivakumar et al. SODs, DNA binding and cleavage studies of new Mn (III) complexes with 2-((3-(benzyloxy) pyridin-2-ylimino) methyl) phenol
Chang et al. Synthesis and biological evaluation of ebselen and its acyclic derivatives
Ferraresso et al. Copper (II) and zinc (II) dinuclear enzymes model compounds: The nature of the metal ion in the biological function
AU2001268366A1 (en) Tetrapyrroles
KULAKSIZOĞLU et al. Synthesis and characterization of bis (azine) ligands and metal complexes: DNA-interaction and extraction properties for metals and dichromate anions
Stone et al. Copper amino-acid complexes–towards encapsulated metal centres
US5107005A (en) Process to obtain new mixed copper aminoactidate complexes from phenylate phenathrolines to be used as anticancerigenic agents
Yin et al. Bifunctional antioxidant enzyme mimics of albumin-binding salphen Schiff-base metal complexes
Pervaiz et al. An overview of Aniline-Based Schiff base metal Complexes: Synthesis, characterization and biological activities-a review
Pröll et al. Myoglobin with modified tetrapyrrole chromophores: binding specificity and photochemistry
Fedosov et al. Tetrazole derivatives and matrices as novel cobalamin coordinating compounds
JPH05176785A (en) Production of arbutin
Loscalzo et al. Darwinian repurposing of molecular motifs in an evolving redox environment and its biomedical implications

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 30-2001

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071202