ДИЦИТРАТОБОРАТ ГУАНИДИНИЯ, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
GUANIDINIUM DICITRATOBORATE, EXHIBITING ANTIMICROBIAL PROPERTIES

Изобретение относится к новым химическим соединениям, обладающим антимикробной и противогрибковой активностью.
Изобретение расширяет ассортимент антисептических препаратов и сферу их применения. Дицитратоборат гуанидиния термически устойчив, хорошо растворим в воде. Его можно применять как в сухом виде, так и в виде водного раствора.
Известно вещество, обладающее антимикробными свойствами - дицитратоборат оксихинолиния, полученное взаимодействием смеси водных растворов борной и лимонной кислот с 8-оксихинолином (см. пат. РФ №2071477, МПК C07F 5/02, опуб. 10.01.1997).
Дицитратоборат гуанидиния отличается от дицитратобората оксихинолиния тем, что в качестве органического основания выступает гуанидина гидрохлорид. Преимущества синтезированного вещества по сравнению с известным заключаются в том, что оно обладает более высокой антимикробной активностью в отношении следующих культур микроорганизмов: кишечной палочки, золотистого стафилококка и дрожжеподобных грибов рода Кандида.
6
3
6
6
7
2
Дицитратоборат гуанидиния (ДЦБГ) состава CHN[В(CHO)] получен при нагревании до 60°С на водяной бане смеси водных растворов борной и лимонной кислот с последующим добавлением к ней гуанидина гидрохлорида в молярных соотношениях 1:2:1 соответственно. Через пять минут происходит кристаллизация раствора при комнатной температуре. Кристаллы выдерживают в растворе в течение суток, затем их отделяют фильтрованием, промывают водой, спиртом, эфиром и сушат на воздухе.
Пример получения вещества. 0,05 моля (3,09 г) борной и 0,1 моль (21,03 г) лимонной кислот растворяли в 40 мл дистиллированной воды на водяной бане при температуре 50-60°С и постоянном перемешивании. Затем смесь кислот охлаждали и вносили 0,05 моля (4,78 г) гуанидина солянокислого. В течение первых пяти минут наблюдали выпадение мелких кристаллов белого цвета, которые выдерживали в растворе в течение суток. Полученные кристаллы отделяли фильтрованием, промывали дистиллированной водой, спиртом, эфиром и сушили на воздухе. Выход соединения составил 20 г (88,9%).
-1
Состав полученного соединения доказан химическим анализом, методами инфракрасной спектроскопии и термического анализа. Бор определяли после сожжения вещества в присутствии карбоната натрия алкалиметрическим титрованием с маннитом с потенциометрическим окончанием. Элементный анализ выполняли на полуавтоматическом С, N, Н-анализаторе. Термический анализ соединения выполняли на синхронном термоанализаторе NETZCH STA 449 F1 Jupiter. Образцы подвергались нагреву в платиновых тиглях в воздушной атмосфере со скоростью нагрева 10°С/мин от 30 до 1000°С. ИК-спектры регистрировали с помощью ИК-Фурье спектрометра FTIR-8400S «Shimadzu» в области 4000-400 см в виде таблеток с хорошо прокаленным бромидом калия. Электропроводность водных растворов изучали с помощью кондуктометра К1-4 УПК УПИ при рабочей частоте 1 кГц.
Найдено, %:
С 35,16;
H 4,15;
N 9,27;
B 2,39;
Вычислено, %:
C 34,59;
H 3,99;
N 9,31;
B 2,44.
2
3
Результаты термического анализа (рис.1) свидетельствуют, что соединение устойчиво до 220°С. В интервале от 220 до 280°С происходит интенсивное разложение вещества, сопровождаемое потерей массы до 44%. Выше 300°С продолжается горение оставшейся органической части молекулы. В остатке после прокаливания борный ангидрид BO, потеря массы по ТГ при 998°С составляет 81,43%.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
+
-1
6
3
ИК-спектр соединения (рис.2) содержит полосу поглощения при 943 см, характерную для валентных колебаний связи В-O в боркислородном тетраэдре. Полосы поглощения в области частот 1700-1730 см обусловлены валентными колебаниями С=O- связи в карбоксильной группе, связанной с атомом бора и свободной соответственно. Полосы поглощения в области 2500-3000 см и 1360-1460 см отвечают валентным колебаниям связи O-Н в карбоксильной группе и деформационным колебаниям связи С-Н соответственно. Валентные колебания связи С-O обусловливают появление максимумов при 1065 и 1083 см. Полосы поглощения при 1330 и 1648 см относятся к валентным колебаниям связей C-N и C=N в структурном фрагменте гуанидина CHN  соответственно. Полоса при 1584 см принадлежит деформационным колебаниям связи N-H, а в области частот 3200-3414
-1
+
6
3
см - к валентным колебаниям связи N-H в CHN .
Кондуктометрические исследования водных растворов полученного соединения в интервале концентраций 0,0005-0,0320 моль/л указывают, что соединение обладает величиной электропроводности, характерной для слабых электролитов (рис.3).
Для оценки антимикробной активности полученного соединения (ДЦБГ) определяли минимальную подавляющую концентрацию (МПК) по сравнению с гуанидином солянокислым и дицитратоборатом оксихинолиния (ДЦБО) (табл.1). Антимикробную активность изучали в отношении кишечной палочки, золотистого стафилококка, дрожжеподобных грибов.
По сравнению с гуанидином солянокислым и ДЦБО новое соединение значительно более эффективно по силе антимикробного действия.
Исследование антимикробной активности дицитратобората гуанидиния
Исследования были проведены на кафедре микробиологии Читинской государственной медицинской академии. Антимикробную активность и минимальную подавляющую концентрацию изучали в отношении Escherichia coil (кишечной палочки), Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк) и Candida albicans (дрожжеподобные грибы рода Кандида).
Таблица 1
Минимальная подавляющая концентрация дицитратоборат гуанидиния и дицитратобората оксихинолиния на различные культуры микрорганизмов
№ п/п
Название культуры микроорганизма
МПК (мкг/мл)
ДЦБГ
ДЦБО
8-оксихинолин
Гуанидин гидрохлорид
1
Кишечная палочка (АТСС 25922)
0,300
250
15,6
-
2
Золотистый стафилококк (25923)
0,030
250
500,0
0,090
3
Дрожжеподобные грибы рода Кандида
0,003
-
-
0,009
Примечание: МПК - минимальная подавляющая концентрация; ДЦБГ - дицитратоборат гуанидиния; ДЦБО - дицитратоборат оксихинолиния; «-» - исследуемое вещество не задерживало рост бактерий.
Приложения
Термическое исследование комплексного соединения
Анализ исследуемого образца выполнялся на синхронном термоанализаторе NETZCH STA 449 F1 Jupiter (рисунок 1) (воздушная атмосфера, скорость нагревания 10 град/мин, 2,3 мг).
Изучение структуры синтезированного вещества методом инфракрасной спектроскопии
-1
Регистрация спектра выполнялась на ИК - Фурье спектрометре FTIR-8400S «Shimadzu» (рисунок 2) (интервал частот 420-4000 см в таблетках с бромидом калия).
Кондуктометрическое исследование полученного комплекса
Электропроводность водных растворов определяли с помощью кондуктометра К1-4 УПК УПИ при рабочей частоте 1 кГц (рисунок 3).
Определение минимальной подавляющей концентрации (МПК)
Минимальную подавляющую концентрацию соединения на дрожжеподобные грибы рода Кандида, золотистый стафилококк и кишечную палочку исследовали методом серийных разведений в мясопептонном бульоне (таблица 1). Данные получены в бактериологической лаборатории ГОУ ВПО ЧГМА Минздравсоцразвития России.