Берилло Д.А., к.х.н. Турмуханова М.Ж., д.х.н. Галаев И.Ю.

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Казахстан

Изучение комплексообразования сополимера диметилакриламид – N-акриламид-м-фенилбороновой кислоты с 2-метил-3-(N-пиперидил)пропангидроксамовой кислотой

На основе сополимера диметилакриламид – N-акриламид-м-фенилбороновой кислоты (ДМААм-N-ААмФБК) создана саморегулирующая система выделения инсулина. Сополимер ДМААм-N-ААмФБК (1) практически не обладает токсичностью и мутагенными свойствами [1-2]. Образование комплекса между сополимером ДМААм-N-ААмФБК и углеводами в настоящее время доказано экспериментально с высокой степенью достоверности [3-5], однако взаимодействие боронат-содержащих сополимеров с гидроксамовыми кислотами является все еще мало изученным явлением.

Ранее нами было показано, что производные 2-метил-3-(N-пиперидил)пропановой кислоты, в частности ее гидразид, проявляют спазмолитическую, анальгетическую и антимикробную активность [6]. В связи с этим, целью нашего исследования является создание полимерной матрицы на основе ДМААм-N-ААмФБК (1) для контролируемого выделения потенциально биологически активной 2-метил-3-(N-пиперидил)пропангидроксамовой кислотой (2). Был исследован процесс комплексообразования между сополимером (ДМААм-N-ААмФБК) и 2-метил-3-(N-пиперидил)-пропангидроксамовой кислотой (1) в диапазоне рН 7.35-10.14.

Образование боронатного комплекса происходит по схеме:

Комплексообразование изучено методом УФ-спектрофотометрии (Shimadzu UV-1600 PC double beam spectrophotometer. На рисунке 1 показан дифференциальный УФ-спектр образования боронатного комплекса (3) между сополимером (1) и 2-метил-3-(N-пиперидил)-пропангидроксамовой кислотой (2).

Рисунок 1

Установлено, что образование комплекса сильно замедляется в случае проведении эксперимента при рН 10.14. Равновесие устанавливается в течение 60-70 минут, что, по видимому, связано с переходом таутомерной формы 2-метил-3-(N-пиперидил)пропангидроксамовой кислоты (А) в форму (В), способную к комплексообразованию.

Боронатный комплекс является нестабильным и разрушается при добавлении к нему раствора глюкозы. Возможность разрушения боронатного комплекса связано с тем, что в растворе происходит обратимый гидролиз боронатного эфира (3), после чего идет конкурирующая реакция образования боронатного комплекса между молекулами 2-метил-3-(N-пиперидил)-пропангидроксамовой кислоты и глюкозы.

Образование боронатного комплекса 2-метил-3-(N-пиперидил)пропан-гидроксамовой кислоты (2) с глюкозой изучали методом УФ-спектрофотометрии при фиксированном значении рН, т.к. устойчивость боронатного комплекса уменьшается с уменьшением рН [7].

Литература:

1. Uchimura E., Otsuka H., Okano T. Totally synthetic polymer with lectin like function: induction of killer cells by the copolymer of 3-acrylamido-phenylboronic acid with N,N-dimethylcarylamide. V.72., 2001, Biotechnol. Bioeng., P. 307-314.

2. Wenquian Yang, Xingming Gao, Binghe Wang. Boric Acid Compounds as potential pharmaceutical agents V.23, 2003, №3, Medicinal Research Reviews, P. 346-368.

3. Ivanov A.E. Larson H. Galaev I.Yu. Mattiasson В. Synthesis of boronate-containing copolimers of N,N-dimethylacrylamide their interaction with poly(vinyl alcohol) rheological behaviour of the gels. 45, 2004 :, Polimer, Р. 2495-2505.

4. M.V. Kuzimenkova, A.E. Ivanov, I.Yu. Galaev. Boronate-containing copolymers: polyelectrolyte properties and sugar-specific interaction with agarose gel. 6, 2006 ., Macromol. Biosci., P. 170-178.

5. M.V. Kuzimenkova, A.E. Ivanov, C. Thammakhet, L. I. Mikhalovska, I. Yu. Galaev. Optical responsee permeability and diol-specific reactivity of thin polyacrylamide gels containing immobilized phenylboronic acid. 49, 2008, : Polimer, P. 1444-1454.

6. №21703 Инновационный патент Р.К. Берилло Д.А., Ахмедова Ш.С., Шин С.Н., Берилло О.А. Гидразид 2-метил-3-N-пиперидил-пропановой кислоты обладающий анальгетической, спазмалитической и антимикробной активностью Опуб. 15.09.2009, Бюл. №9.

7. Ivanov A.E., Galaev I.Yu., Mattiasson В. Interaction of sugars, polysaccharides and cells with boronate-containing copolymers: from solution to polymer brushes. V.19, 2006, J. Mol. Recognit. P. 322-331.