Касенова Шуга Булатовна Термодинамические свойства ряда терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных 02.00.04 – физическая химия (стр. 2 )

7) калориметрическим методом определения энтальпии растворения в воде при различных разбавлениях, а также измерением теплоемкости выявлено возможность наличия явления полиморфизма в различных медицинских препаратах «Кирин» (Кипр) и «Спектиномицин» (Италия) с одинаковым действующим веществом с общей брутто формулой;

8) приближенными методами оценены энтальпии сгорания и плавления более 70 терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных и на их основе их стандартные энтальпии образования;

9) методом ионных инкрементов вычислены стандартные энтальпии образования 264 производных арглабина, гроссгемина, стизолина, анабазина, лаппаконитина.

Научно-практическая значимость работы. Результаты исследований вносят определенный вклад в физическую химию биологически активных веществ растительного происхождения и их производных, представляют интерес для направленного синтеза аналогичных соединений, для установления зависимости «энергетика-структура-биоактивность», могут быть использованы для стандартизации и сертификации действующих веществ лекарственных препаратов и служат исходными информационными массивами для загрузки в фундаментальные банки данных и включения в справочники термодинамических констант.

Основные положения, выносимые на защиту:

термохимия растворения терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных в диоксане, 96%-ном этаноле и воде; калориметрическое исследование температурных зависимостей теплоемкости терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных; энтальпии сгорания, плавления и образования исследуемых соединений; стандартные энтальпии образования неорганических производных природных соединений.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований, непосредственном участии в проведении эксперимента, анализе и обобщении полученных результатов исследования.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на: Международной научной конференции «Современные технологии и управление качеством в образовании, науке и производстве: опыт адаптации и внедрения» (2001 г.,  г. Бишкек, КТУ им. Раззакова, Кыргызстан), III, IV, VI – Беремжановских съездах по химии и химической технологии (2001 г., ВКГУ, г. Усть-Каменогорск; 2004 г., КазНУ, им. аль-Фараби, г. Алматы; 2008 г., КарГУ им. , г. Караганда), Международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию независимости Республики Казахстан «Современные проблемы образования и науки в начале века» (2001 г., КарГУ им. , г. Караганда), на Международном симпозиуме «4th International Symposium on the Chemistry of National Compounds» (2001 г., Isparta, Turkey), Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию академика «Химия: наука, образование, промышленность. Возможности и перспективы развития» (2001 г., ПГУ им.  С. Торайгырова, г. Павлодар), Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию КарГУ им. «Актуальные проблемы высшего образования и науки в XXI веке» (2002 г., КарГУ им. , г. Караганда), Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения проф. «Термодинамика и кинетика равновесных и неравновесных химических процессов» (2002 г., КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы), Международной научной конференции «Герасимовские чтения», посвященной 100-летию со дня рождения член-корр. АН СССР (2003 г., МГУ им. , г. Москва, Россия), I и II Международной научной конференции «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (2003 г., КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы), Международных научно-практических конференциях «Этапы становления, современное становление и фундаментальные проблемы развития образования и науки Казахстана» (2003 г., Современный гуманитарный университет, г. Караганда), «Валихановские чтения-9» (2004 г.,  КГУ им.  Ч. Валиханова, г. Кокшетау), II, IV Международных научно-практических конференциях «Теоретическая и экспериментальная химия» (2004 г.,  КарГУ им. , г. Караганда), Международной конференции «Химия и применение природных и синтетических биологически активных соединений» (2004, ИХН им. А. Бектурова, г. Алматы), на Всероссийском симпозиуме по термохимии и калориметрии (2004 г., Нижегородский гос. университет им. Лобачевского, г. Нижний Новгород, Россия), на III, IV, V – Международных конференциях «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация» (2006, 2008 г. г., Институт химии растворов РАН, г. Иваново, Россия), на Международном научно-техническом симпозиуме, посвященном 50-летию Кыргызского технического университета им. Раззакова (2004 г., КТУ им. Раззакова, г. Бишкек, Кыргызстан), на XV Международной конференции по химической термодинамике (2005 г., МГУ им. , Россия), на Международном симпозиуме «6th International Symposium on the Chemistry of National Compounds (SCNC)» (2005 г., Ankara, Turkey), на Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию (2005 г., КарГУ им. , Караганда), IV Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» (2006 г.,  г. Сыктывкар, Россия), XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (2007 г., Институт физической химии и электрохимии РАН, г. Москва, Россия), Международных научно-практических конференциях «Терпеноиды: достижения и перспективы применения в области химии, технологии производства и медицины» (2008 г., АО «НПЦ «Фитохимия», г. Караганда), «Современное состояние и перспективы развития науки и высшего образования в Центральном Казахстане» (2008 г., Институт органического синтеза и углехимии, г. Караганда), «Актуальные проблемы химии природных соединений» (2009 г., г. Ташкент, Узбекистан), «Естественно-гуманитарные науки и их роль в реализации программы индустриально-инновационного развития Республики Казахстан» (2009 г., Казахский национальный технический университет им. г. Алматы).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 35 статей, 39 материалов международных и республиканских научных и научно-практических конференций.

Объем и структура работы. Объем диссертационной работы составляет 200 страниц, в т. ч. 36 рисунков, 66 таблиц и состоит из введения, 8 глав, заключения, списка  использованных источников, приложения. Список использованных источников состоит из 190 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы цель и задачи исследования.

1. Современное состояние физико-химии ряда классов биологически активных веществ растительного происхождения

Анализ литературных данных в области термодинамики природных соединений, как терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных показал практическое отсутствие исследований в данном направлении. Имеются сведения по изучению термодинамических характеристик алкалоида никотина и его производных, а из термодинамических данных терпеноидов известны лишь некоторые энтальпийные характеристики монотерпенов.

2. Калориметрия растворения ряда моно-, сескви-, тритерпеноидов и их некоторых модифицированных производных в диоксане, этаноле и воде

2.1 Методика исследований

Термохимическое исследование растворения терпеноидов проводили при  25 °С на изотермическом дифференциально автоматическом калориметре  ДАК-1-1А. Погрешность измерения энергии тепловыделений 1,5-2 %. Проверку калибровки прибора проводили путем измерения ΔН0 растворения трижды перекристаллизованного KCl при разбавлениях, равных 1:1600, 1:2400, 1:3200 (моль соли:моль воды). Усредненное значение энтальпии растворения КCl в воде (17860 ± 283 Дж/моль) хорошо согласуется с рекомендованной величиной, равной 17577 ± 34 Дж/моль и справочными данными по ΔН0 растворения КСl при указанных разбавлениях.

2.2-2.12 Термохимия моно-, сескви-, тритерпеноидов и их производных

Энтальпии растворения монотерпеноидов – пиразольного пулегона C10H16N2O2, оксима циклоартемизиа кетона С9H17NO, сесквитерпеновых лактонов с одинаковой общей формулой С15Н18О3 – арглабина, ахиллина, эстафиатина, леукомизина, α-сантонина и сесквитерпеновых лактонов артемизинина С15Н22О5, стизолицина С19Н24О7, оксима гроссмизина С15H19NO4, кристаллогидратов аустрицина С15Н18О4ґ2Н2О, гроссмизина С15Н18О4ґ2Н2О, матрикарина С17Н20О5, 9α-гидроксиэпибальзамина С20Н26О6, 8α-(4′-гидроксисенециоат) 9α-гидроксиэпибальзамина С20Н26О7, производных сесквитерпеновых лактонов гидрохлорида диметиламиноарглабина С17Н25О3NHCl, метилиодида диметиламиноарглабина С18Н28О3NI, метилиодида диэтиламиноарглабина С20Н32О3NI, гидроиодида диметиламиностизолина С17Н28О4NI, метилиодида диметиламиногроссгемина С18Н28О4NI, метилиодида диэтиламиногроссгемина С20Н32О4NI, нового производного сесквитерпенового лактона – нитрата диметиламиноарглабина С17Н25О3NНNO3, тритерпеноидов – глицирретовой кислоты С30Н46О4 и бетулина С30Н50О2 в диоксане, 96 %-ном этаноле и воде при различных разбавлениях исследовали при 25 °С на изотермическом калориметре ДАК-I-IА. При каждом разбавлении проведено по 5 параллельных опытов и результаты усреднялись.

На основании известной зависимости ΔНmраст.=a+b (m – моляльная концентрация) энтальпии растворения монотерпеноидов далее и других терпеноидов экстраполированы в область бесконечного разбавления, которые описываются следующими уравнениями (кДж/моль):

ΔНmраст. C10H16N2O2 = 47,4 – 539,1 ,  (1)

ΔНmраст. С9H17NO = 55,8 – 631,6 ,  (2)

решением которых найдены стандартные энтальпии образования C10H16N2O2 и С9H17NO в стандартном растворе 96 %-ного этанола, равные соответственно 47,4±0,6 и 55,8±0,9 кДж/моль.

Далее в таблице 1 приведены зависимости ΔНmраст.~f, полученные из калориметрических исследований по определению ΔН0 растворения в диоксане и 96 %-ном этаноле при различных разбавлениях (моль лактона:моль воды, равных 1:1600, 1:2400 и 1:3200) сесквитерпеновых лактонов с общей формулой С15Н18О3 арглабина (I), ахиллина (II), эстафиатина (III), леукомизина (IV), α-сантонина (V) и сесквитерпенового лактона артемизинина С15Н22О5 (VI), которые выделены из соответствующих растений на уровне квалификации «ч. д.а.» в опытном фармацевтическом цехе и лаборатории химии терпеноидов АО «НПЦ «Фитохимия».