Дицитратоборат гуанидиния, проявляющий антимикробные свойства
Владельцы патента RU 2474584:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)
Изобретение относится к дицитратоборату гуанидиния, структурной формулы
Дицитратоборат гуанидиния получают взаимодействием борной, лимонной кислот и гидрохлорида гуанидиния в молярном соотношении 1:2:1 соответственно, в воде при нагревании на водяной бане. Данное соединение обладает антимикробной активностью. 3 ил., 1 табл., 1 пр.
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.
Дицитратоборат гуанидиния (ДЦБГ) состава CH6N3[В(C6H6O7)2] 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%).
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-1 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. |
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 B2O3, потеря массы по ТГ при 998°С составляет 81,43%.
ИК-спектр соединения (рис.2) содержит полосу поглощения при 943 см-1, характерную для валентных колебаний связи В-O в боркислородном тетраэдре. Полосы поглощения в области частот 1700-1730 см-1 обусловлены валентными колебаниями С=O- связи в карбоксильной группе, связанной с атомом бора и свободной соответственно. Полосы поглощения в области 2500-3000 см-1 и 1360-1460 см-1 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-1. Полосы поглощения при 1330 и 1648 см-1 относятся к валентным колебаниям связей C-N и C=N в структурном фрагменте гуанидина CH6N3 + соответственно. Полоса при 1584 см-1 принадлежит деформационным колебаниям связи N-H, а в области частот 3200-3414
см-1 - к валентным колебаниям связи N-H в CH6N3 +.
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
Регистрация спектра выполнялась на ИК - Фурье спектрометре FTIR-8400S «Shimadzu» (рисунок 2) (интервал частот 420-4000 см-1 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.
Дицитратоборат гуанидиния, структурной формулы
полученный взаимодействием борной, лимонной кислот и гидрохлорида гуанидиния в молярном соотношении 1:2:1 соответственно, в воде при нагревании на водяной бане, проявляющий антимикробные свойства.
