AGRIS - 

2023

Хван, Алла Михайловна | Абдуразаков, Аскар Шералиевич

Исследован процесс макромолекулярного комплекообразования природного полимера пектина с препаратом нитроксолин, обладающим антибактериальной активностью, с целью повышения растворимости препарата и, следовательно, его терапевтической эффективности. Методом потенциометрического титрования показано, что в разбавленных водных растворах в широком диапазоне слабокислой, нейтральной и слабощелочной рН среды происходит электростатическое связывание нитроксолина с пектином. В наиболее оптимальной для медицинских препаратов нейтральной области рН 7 рассчитана глубина превращения этой реакции. Глубина превращения по карбоксильным группам пектина Ɵ1 для различных исследованных соотношений П : НОК = 10 : 1, 5 : 1, 3 : 1 составляет 0.052, 0.076 и 0.095 соответственно. Соответствующие величины глубины превращения по нитроксолину Ɵ2 несколько больше и составляют для исследованных соотношений 0.52, 0.38, 0.32 соответственно. То есть расчет показывает, что далеко не все реакционноспособные карбоксильные группы пектина и аминогруппы лекарственного вещества участвуют в электростатическом взаимодействии. Методом вискозиметрии установлено понижение вязкости раствора пектина в присутствии нитроксолина. Это свидетельствует о том, что электростатическое связывание низкомолекулярного лекарственного вещества НОК приводит к гидрофобизации макромолекулы пектина. Сравнительные данные, полученные методом дериватографического анализа, свидетельствуют о том, что термо-характеристика исследуемого комплекса нитроксолина с пектином отличается от термопараметров исходных компонентов и комплекс является термически более стабильным. Это служит подтверждением образования продукта химического взаимодействия – комплекса пектина с НОК. | The process of macromolecular complexation of natural polymer pectin with nitroxoline, which has antibacterial activity, was studied in order to increase the solubility of the drug and, consequently, its therapeutic efficiency. By potentiometric titration it has been shown that in dilute aqueous solutions in a wide range of slightly acidic, neutral, and alkaline pH medium, the electrostatic binding of nitroxoline with pectin occurs. In the most optimal for medical preparations neutral region pH 7 the conversion depth of this reaction was calculated. The depth of conversion of pectin carboxyl groups ɵ1 for various studied ratios P : NOC=10 : 1, 5 : 1, 3 : 1 is 0.052, 0.076, and 0.095, respectively. The corresponding values of the conversion depth for nitroxoline ɵ2 are somewhat larger and amount to 0.52, 0.38, 0.32, respectively, for the studied ratios. That is, the calculation shows that not all reactive carboxyl groups of pectin and amino groups of the medicinal substance participate in electrostatic interaction. By the viscometry method it has been established the decrease of the pectin solution viscosity in the presence of nitroxoline. This indicates that electrostatic bonding of the low molecular weight medicinal substance NOC leads to the hydrophobization of the pectin macromolecule. Comparative data, obtained by the method of derivatographic analysis, indicate, that the thermal characteristics of the studied complex of nitroxoline with pectin differ from the thermal parameters of the initial components and is thermally more stable. This confirms the formation of the product of chemical interaction - the complex of pectin with NOC.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2023

Хван, Алла Михайловна | Абдуразаков, Аскар Шералиевич

The process of macromolecular complexation of natural polymer pectin with nitroxoline, which has antibacterial activity, was studied in order to increase the solubility of the drug and, consequently, its therapeutic efficiency. By potentiometric titration it has been shown that in dilute aqueous solutions in a wide range of slightly acidic, neutral, and alkaline pH medium, the electrostatic binding of nitroxoline with pectin occurs. In the most optimal for medical preparations neutral region pH 7 the conversion depth of this reaction was calculated. The depth of conversion of pectin carboxyl groups ɵ1 for various studied ratios P : NOC=10 : 1, 5 : 1, 3 : 1 is 0.052, 0.076, and 0.095, respectively. The corresponding values of the conversion depth for nitroxoline ɵ2 are somewhat larger and amount to 0.52, 0.38, 0.32, respectively, for the studied ratios. That is, the calculation shows that not all reactive carboxyl groups of pectin and amino groups of the medicinal substance participate in electrostatic interaction. By the viscometry method it has been established the decrease of the pectin solution viscosity in the presence of nitroxoline. This indicates that electrostatic bonding of the low molecular weight medicinal substance NOC leads to the hydrophobization of the pectin macromolecule. Comparative data, obtained by the method of derivatographic analysis, indicate, that the thermal characteristics of the studied complex of nitroxoline with pectin differ from the thermal parameters of the initial components and is thermally more stable. This confirms the formation of the product of chemical interaction - the complex of pectin with NOC. | Исследован процесс макромолекулярного комплекообразования природного полимера пектина с препаратом нитроксолин, обладающим антибактериальной активностью, с целью повышения растворимости препарата и, следовательно, его терапевтической эффективности. Методом потенциометрического титрования показано, что в разбавленных водных растворах в широком диапазоне слабокислой, нейтральной и слабощелочной рН среды происходит электростатическое связывание нитроксолина с пектином. В наиболее оптимальной для медицинских препаратов нейтральной области рН 7 рассчитана глубина превращения этой реакции. Глубина превращения по карбоксильным группам пектина Ɵ1 для различных исследованных соотношений П : НОК = 10 : 1, 5 : 1, 3 : 1 составляет 0.052, 0.076 и 0.095 соответственно. Соответствующие величины глубины превращения по нитроксолину Ɵ2 несколько больше и составляют для исследованных соотношений 0.52, 0.38, 0.32 соответственно. То есть расчет показывает, что далеко не все реакционноспособные карбоксильные группы пектина и аминогруппы лекарственного вещества участвуют в электростатическом взаимодействии. Методом вискозиметрии установлено понижение вязкости раствора пектина в присутствии нитроксолина. Это свидетельствует о том, что электростатическое связывание низкомолекулярного лекарственного вещества НОК приводит к гидрофобизации макромолекулы пектина. Сравнительные данные, полученные методом дериватографического анализа, свидетельствуют о том, что термо-характеристика исследуемого комплекса нитроксолина с пектином отличается от термопараметров исходных компонентов и комплекс является термически более стабильным. Это служит подтверждением образования продукта химического взаимодействия – комплекса пектина с НОК.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Мударисова, Роза Ханифовна | Сагитова, Алина Фаиловна | Куковинец, Ольга Сергеевна

Complex formation in systems containing manganese (II), natural pectin and/or pectin modified by organic pharmacophores (nicotine, salicylic, 5-aminosalicylic, anthranilic acids) was studied by spectral (UV-, IR-, NMR 13C spectroscopy), potentiometric and viscometric methods. Method isomolar series and the molar relationship defined by the molar composition and the range of stability of metal complexes: pectin + nicotinic acid > pectin + acid 5-aminosalicylic > pectin + anthranilic acid > pectin + salicylic acid > native pectin. It is shown that the stability constant of metal complexes is significantly influenced by the reaction temperature and the structure of the pharmacophore. The presence of an amino group in the structure of an aromatic molecule increases the stability of metal complexes by 1.5–2 orders of magnitude. The standard thermodynamic characteristics (∆Hº; ∆Gº; ∆Sº) are calculated, which indicate that the processes of complexation in all cases are enthalpy-entropy favorable (∆Hº<0, ∆Sº>0) and proceed spontaneously (∆Gº<0). The influence of the structure of the drug compound in the polymer ligand on a number of physical and chemical properties of metal complexes was revealed. The data of NMR 13C and IR-spectra allow us to conclude that not only carboxyl groups but also hydroxyl functions of polymer matrices participate in the coordination interaction of pectin and/or pharmacophore-containing pectin with manganese (II) cations. | Спектральными (УФ-, ИК-, ЯМР 13C-спектроскопия), потенциометрическим и вискозиметрическим методами изучены системы, содержащие соли марганца (II) и пектин, модифицированный органическими фармакофорами (никотиновая, салициловая, 5-аминосалициловая, антраниловая кислоты). Определены константы взаимодействия веществ. Установлен ряд устойчивости металлокомплексов: пектин + никотиновая кислота + Мn2+ > пектин + 5-аминосалициловая кислота + Мn2+ > пектин + антраниловая кислота + Мn2+ > пектин + салициловая кислота + Мn2+ > нативный пектин + Мn2+. Показано, что на константу устойчивости металлокомплексов существенное влияние оказывают температура проведения реакции и строение фармакофора. Антраниловая и 5-аминосалициловая кислоты в составе полимерного лиганда увеличивают устойчивость металлокомплексов в 4–12 раз, салициловая кислота – 3.5 раза, а никотиновая – в 50 раз по сравнению с металлокомплексом на основе немодифицированного пектина. Рассчитаны стандартные термодинамические характеристики (DHº; DGº; DSº) комплексообразования. Установлено, что процессы комплексообразования для исследуемых систем энтальпийно-энтропийно благоприятны (∆Hº<0, ∆Sº>0) и протекают самопроизвольно (∆Gº<0). Выявлено влияние структуры лекарственного соединения в составе полимерного лиганда на вязкостные характеристики металлокомплексов. Данные ЯМР 13С- и ИК-спектров позволяют сделать вывод о том, что в координационном взаимодействии фармакофорсодержащих пектинов с катионами марганца (II) участвуют карбоксильные и гидроксильные группы полимерных матриц.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Мударисова, Роза Ханифовна | Сагитова, Алина Фаиловна | Куковинец, Ольга Сергеевна

Complex formation in systems containing manganese (II), natural pectin and/or pectin modified by organic pharmacophores (nicotine, salicylic, 5-aminosalicylic, anthranilic acids) was studied by spectral (UV-, IR-, NMR 13C spectroscopy), potentiometric and viscometric methods. Method isomolar series and the molar relationship defined by the molar composition and the range of stability of metal complexes: pectin + nicotinic acid > pectin + acid 5-aminosalicylic > pectin + anthranilic acid > pectin + salicylic acid > native pectin. It is shown that the stability constant of metal complexes is significantly influenced by the reaction temperature and the structure of the pharmacophore. The presence of an amino group in the structure of an aromatic molecule increases the stability of metal complexes by 1.5–2 orders of magnitude. The standard thermodynamic characteristics (∆Hº; ∆Gº; ∆Sº) are calculated, which indicate that the processes of complexation in all cases are enthalpy-entropy favorable (∆Hº<0, ∆Sº>0) and proceed spontaneously (∆Gº<0). The influence of the structure of the drug compound in the polymer ligand on a number of physical and chemical properties of metal complexes was revealed. The data of NMR 13C and IR-spectra allow us to conclude that not only carboxyl groups but also hydroxyl functions of polymer matrices participate in the coordination interaction of pectin and/or pharmacophore-containing pectin with manganese (II) cations. | Спектральными (УФ-, ИК-, ЯМР 13C-спектроскопия), потенциометрическим и вискозиметрическим методами изучены системы, содержащие соли марганца (II) и пектин, модифицированный органическими фармакофорами (никотиновая, салициловая, 5-аминосалициловая, антраниловая кислоты). Определены константы взаимодействия веществ. Установлен ряд устойчивости металлокомплексов: пектин + никотиновая кислота + Мn2+ > пектин + 5-аминосалициловая кислота + Мn2+ > пектин + антраниловая кислота + Мn2+ > пектин + салициловая кислота + Мn2+ > нативный пектин + Мn2+. Показано, что на константу устойчивости металлокомплексов существенное влияние оказывают температура проведения реакции и строение фармакофора. Антраниловая и 5-аминосалициловая кислоты в составе полимерного лиганда увеличивают устойчивость металлокомплексов в 4–12 раз, салициловая кислота – 3.5 раза, а никотиновая – в 50 раз по сравнению с металлокомплексом на основе немодифицированного пектина. Рассчитаны стандартные термодинамические характеристики (DHº; DGº; DSº) комплексообразования. Установлено, что процессы комплексообразования для исследуемых систем энтальпийно-энтропийно благоприятны (∆Hº<0, ∆Sº>0) и протекают самопроизвольно (∆Gº<0). Выявлено влияние структуры лекарственного соединения в составе полимерного лиганда на вязкостные характеристики металлокомплексов. Данные ЯМР 13С- и ИК-спектров позволяют сделать вывод о том, что в координационном взаимодействии фармакофорсодержащих пектинов с катионами марганца (II) участвуют карбоксильные и гидроксильные группы полимерных матриц.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Маляр

Betulin diacetate (BDA) has a variety of biological activities, but poor solubility in water limits its application. The use of arabinogalactan (AG) as a complexing agent is a promising method for solving the problem of solubilization of drugs. In this work, influence of microwave (MW) irradiation on the properties of AG and BDA and their interaction in the aqueous suspension with formation of a water-soluble supramolecular complex was studied. It is shown that the MW heating of AG under hard conditions can lead to degradation of the biopolymer. The use of MW heating allowed significantly reducing the complex preparation time compared to the conventional synthesis in a water bath. The preliminary mechanical treatment of the mixture of components, leading to the formation of mechanocomposites, inhibited the reaction between the components in the aqueous suspension under MW irradiation. The IR spectroscopy method has shown that a supramolecular complex formed under MW irradiation similar to that formed by conventional heating. BDA-AG complex was isolated from a MW heated solution as a thin film, which may be a promising material for pharmaceutical applications. | Диацетат бетулина (ДАБ) обладает разнообразной биологической активностью, однако плохая растворимость в воде ограничивает его применение. Использование арабиногалактана (АГ) в качестве комплексообразователя является перспективным для решения проблемы солюбилизации лекарственных веществ. В данной работе исследовано влияние микроволнового (МВ) облучения на свойства AГ и ДАБ и их взаимодействие в водной суспензии с образованием растворимого в воде супрамолекулярного комплекса. Показано, что МВ нагрев АГ в жестких условиях может приводить к деструкции биополимера. Применение МВ нагрева позволило значительно сократить время получения комплекса ДАБ-AГ по сравнению с обычным синтезом на водяной бане. Предварительная механическая обработка смеси компонентов, приводя к образованию механокомпозитов, тормозила протекание реакции между компонентами в водной суспензии при МВ облучении. Методом ИК-спектроскопии показано, что в условиях МВ облучения образуется супрамолекулярный комплекс, подобный тому, который образуется при нагревании традиционным способом. Комплекс ДАБ-AГ был выделен из нагретого с помощью МВ излучения раствора после выпаривания в виде тонкой пленки, которая может быть перспективным материалом для фармакологических применений.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Маляр

Betulin diacetate (BDA) has a variety of biological activities, but poor solubility in water limits its application. The use of arabinogalactan (AG) as a complexing agent is a promising method for solving the problem of solubilization of drugs. In this work, influence of microwave (MW) irradiation on the properties of AG and BDA and their interaction in the aqueous suspension with formation of a water-soluble supramolecular complex was studied. It is shown that the MW heating of AG under hard conditions can lead to degradation of the biopolymer. The use of MW heating allowed significantly reducing the complex preparation time compared to the conventional synthesis in a water bath. The preliminary mechanical treatment of the mixture of components, leading to the formation of mechanocomposites, inhibited the reaction between the components in the aqueous suspension under MW irradiation. The IR spectroscopy method has shown that a supramolecular complex formed under MW irradiation similar to that formed by conventional heating. BDA-AG complex was isolated from a MW heated solution as a thin film, which may be a promising material for pharmaceutical applications. | Диацетат бетулина (ДАБ) обладает разнообразной биологической активностью, однако плохая растворимость в воде ограничивает его применение. Использование арабиногалактана (АГ) в качестве комплексообразователя является перспективным для решения проблемы солюбилизации лекарственных веществ. В данной работе исследовано влияние микроволнового (МВ) облучения на свойства AГ и ДАБ и их взаимодействие в водной суспензии с образованием растворимого в воде супрамолекулярного комплекса. Показано, что МВ нагрев АГ в жестких условиях может приводить к деструкции биополимера. Применение МВ нагрева позволило значительно сократить время получения комплекса ДАБ-AГ по сравнению с обычным синтезом на водяной бане. Предварительная механическая обработка смеси компонентов, приводя к образованию механокомпозитов, тормозила протекание реакции между компонентами в водной суспензии при МВ облучении. Методом ИК-спектроскопии показано, что в условиях МВ облучения образуется супрамолекулярный комплекс, подобный тому, который образуется при нагревании традиционным способом. Комплекс ДАБ-AГ был выделен из нагретого с помощью МВ излучения раствора после выпаривания в виде тонкой пленки, которая может быть перспективным материалом для фармакологических применений.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2015

Борисенко

One of most effective ways to increase the bioavailability of drug substances is their structural modification by formation of supramolecular structures with plant glycosides. Application of noncovalent complexes of drugs with plant glycosides, e.g., glycyrrhizic acid (GA), isolated from the roots of Glycyrrhiza glabra L., leads to a significant improvement of pharmacokinetic and pharmacodynamic parameters of drugs. Glycyrrhizic acid (GLA) is the aglycon of GA and has the same molecular skeleton. Also, GLA has own broad spectrum of biological activity. The aim of the work is to study the complexation of GLA with antimicrobial drugs to create new low-dose pharmaceutical substances. In the present study, for the first time complex compounds of GLA and antibiotic sulfanilamide (Strep) were synthesized at different ratios «host» and «guest». The composition of supramolecular complexes of GLA with Strep was identified by mass spectrometry electrospray ionization. Peaks of heterogeneous complexes consisting of monomers, dimers, trimers and tetramers of GLA with the inclusion of one molecule of Strep were registered in mass spectra. The mass spectrometric data was shown high activity of the binding Strep by GLA with formation of supramolecular complexes. Given the high biological activity of GLA and possible synergies of heterogeneous complexes, research results open up prospects to obtain new low-dose drugs of Strep. | Один из эффективных путей для увеличения биодоступности лекарственных субстанций заключается в их структурной модификации путем формирования супрамолекулярных структур с участием растительных гликозидов.  Использование нековалентных комплексов фармаконов с растительными гликозидами, например глицирризиновой кислотой (ГК), выделенной из корней солодки голой GlycyrrhizaglabraL., приводит к существенному улучшению фармакокинетических и фармакодинамических показателей лекарственных веществ. Широким спектром биологической активности обладает глицирретиновая кислота (ГЛК), которая является агликоном ГК и имеет аналогичный с ней молекулярный скелет. Целью представленной работы является изучение комплексообразования ГЛК с антимикробными препаратами для создания новых низкодозных фармсубстанций. В представленной работе впервые синтезированы комплексные соединения ГЛК и антибиотика стрептоцида (СТР) при различных соотношениях концентраций «хозяина» и «гостя». Методом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением продемонстрировано формирование супрамолекулярных комплексов ГЛК с СТР. Масс-спектры показывают наличие пиков ионов разнообразных по составу гетерогенных комплексов, состоящих из мономеров, димеров, тримеров и тетрамеров ГЛК с включением одной молекулы СТР. Установлено, что процессы самоассоциации ГЛК являются конкурирующими процессам образования гетерогенных нековалентных комплексов. Результаты исследований демонстрируют высокую биологическую активность ГЛК при связывании СТР в растворе с образованием супрамолекулярных комплексов, показывают возможности синергетических эффектов и открывают перспективы в получении новых низкодозных лекарственных форм.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2013

Борисенко, Николай Иванович | Борисенко, Сергей Николаевич | Лекарь, Анна Владимировна | Милов, Алексей Александрович | Ветрова, Елена Владимировна

The mass spectrometry with electrospray ionization  has used to study the processes of the formation the self-association  complexes  Glycyrrhizinic acid (GA). The data of mass spectrometry have  proved the presence of dimers and trimers of GA for samples of 0,2% Monoammonium salt of GA at pH 5,5 and pH 2. These data are consistent with the quantum-chemical calculations of self-associates of glycyrrhizic acid. The quantum-chemical calculations predict the formation of clusters of the general form Xn with a value of n from 1 to n = 6. The data of mass spectrometry and the results of quantum chemical calculations demonstrated   that  the most stable clusters have built on the principle of «head – tail». Self-associated complex of GA composed of two molecules of GA create a cavity between them, with the size which is enough to include guest molecules with the similar size. | Метод масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением использован для изучения процессов формирования автоассоциатов глицирризиновой кислоты (ГК). Данные масс-спектрометрии доказывают наличие димеров и тримеров ГК для образцов 0,2%-ного раствора моноаммониевой соли глицирризиновой кислоты при рН 5,5 и 2. Полученные данные согласуются с квантово-химическими расчетами самоассоциатов глицирризиновой кислоты. Квантово-химическими расчетами показано, что для глицирризиновой кислоты возможно образование кластеров общего вида Xn со значением n от 1 до n=6. При этом как по данным масс-спектрометрии, так и по результатам квантово-химических расчетов наибольшей стабильностью обладают кластеры, построенные по принципу «голова–хвост». В ассоциате ГК, состоящем из двух молекул, присутствует полость, достаточная для включения соразмерных молекул-гостей.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2013

Борисенко, Николай Иванович | Борисенко, Сергей Николаевич | Лекарь, Анна Владимировна | Милов, Алексей Александрович | Ветрова, Елена Владимировна

The mass spectrometry with electrospray ionization  has used to study the processes of the formation the self-association  complexes  Glycyrrhizinic acid (GA). The data of mass spectrometry have  proved the presence of dimers and trimers of GA for samples of 0,2% Monoammonium salt of GA at pH 5,5 and pH 2. These data are consistent with the quantum-chemical calculations of self-associates of glycyrrhizic acid. The quantum-chemical calculations predict the formation of clusters of the general form Xn with a value of n from 1 to n = 6. The data of mass spectrometry and the results of quantum chemical calculations demonstrated   that  the most stable clusters have built on the principle of «head – tail». Self-associated complex of GA composed of two molecules of GA create a cavity between them, with the size which is enough to include guest molecules with the similar size. | Метод масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением использован для изучения процессов формирования автоассоциатов глицирризиновой кислоты (ГК). Данные масс-спектрометрии доказывают наличие димеров и тримеров ГК для образцов 0,2%-ного раствора моноаммониевой соли глицирризиновой кислоты при рН 5,5 и 2. Полученные данные согласуются с квантово-химическими расчетами самоассоциатов глицирризиновой кислоты. Квантово-химическими расчетами показано, что для глицирризиновой кислоты возможно образование кластеров общего вида Xn со значением n от 1 до n=6. При этом как по данным масс-спектрометрии, так и по результатам квантово-химических расчетов наибольшей стабильностью обладают кластеры, построенные по принципу «голова–хвост». В ассоциате ГК, состоящем из двух молекул, присутствует полость, достаточная для включения соразмерных молекул-гостей.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation