The cooperative effect of the third component on the isotherms of guest vapour inclusion in solid tert-butylcalix[4]arene

The observed sigmoidal isotherms of guest vapour sorption on solid tert-butylcalix[4]arene may be transformed to Langmuir or BET isotherms in the presence of small concentrations of a third component

Дослідження комплексоутворення 5,17-біс-(n-toлілімінометил)-25,27-дипропоксика- лікс[4]aрену з бензойними кислотами методами оф верх та молекулярного моделювання

The Host-Guest complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids has been studied by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC) method (the mobile phase – MeCN/H2O, 86/14 v/v, the column support – LiChrosorb RP 18, UV detector, l = 254 nm). The study of the chromatographic behaviour of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene and benzoic acids, as well as determination of their main chromatographic characteristics – the retention times tR and capacity factors k’ have been performed. On the basis of the data obtained the lipophilicity log P, as well as the binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids have been calculated. The binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids are in the range of 335-910 М-1 or -14.38 – -16.85 kJ/mol, respectively. The influence of the benzoic acids lipophilicity log P and pKa values on the binding constants KA of the complexes has been examined. It has been found that decrease of the log P and pKa values increases the binding constants KA of the complexes. Molecular modeling of the complexes revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of the acids and nitrogen atoms of imino-groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the calixarene macrocycle. A linear dependence of the binding constants from the acid lipophilicity log P indicates a significant role of solvatophobic interactions during the complexation process.Комплексообразование типа Гость-Хозяин 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами исследовано методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) (подвижная фаза – MeCN/H2O, 86/14, колоночная насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено исследование хроматографического поведения и определены основные хроматографические характеристики 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена-рецептора и бензойных кислот-субстратов – времена удерживания tR и коэффициенты емкости k’. На основе полученных данных рассчитаны значения липофильности log P бензойных кислот, а также констант связывания и свободных энергий Гиббса комплексов 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами. Рассчитанные значения констант связывания и свободных энергий Гиббса находятся в пределах 335-910 М-1 и -14.38 – -16.85 кДж/моль, соответственно. Исследовано влияние липофильности log P и рКа замещенных бензойных кислот на константы связывания KA их комплексов с каликсaреном. Установлено, что константы связывания KA возрастают по мере снижения значений липофильности log P и рКа бензойных кислот. Проведенное молекулярное моделирование комплексов показало наличие водородных связей между карбоксильными группами бензойных кислот и атомами водорода иминогрупп верхнего обода или атомами кислорода гидроксильных групп нижнего обода каликсаренового макроцикла. Линейная зависимость констант связывания от липофильности log P кислот указывает на заметную роль сольватофобных взаимодействий при комплексообразовании с 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]ареном.Комплексоутворення типу Гість-Господар 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ) (рухома фаза - MeCN/H2O, 86/14 за об’ємом, колоночна насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено дослідження хроматографічної поведінки та визначені основні хроматографічні характеристики 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену та бензойних кислот-субстратів – час утримання tR та коефіцієнти ємкості k’. На підставі отриманих даних розраховано значення ліпофільності log P бензойних кислот, а також констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів каліксaрену з бензойними кислотами. Розраховані значення констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів 5,17-біс-(N толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами знаходяться в межах 335-910 М-1 та -14.38 – -16.85 кДж/моль, відповідно. Досліджено вплив ліпофільності log P та рКа заміщених бензойних кислот на константи зв’язування KA їх комплексів з каліксaреном. Встановлено, що константи зв’язування KA збільшуються по мірі зниження значень ліпофільності log P та рКа бензойних кислот. Проведено молекулярне моделювання комплексів включення, яке вказує на наявність водневих зв’язків між карбоксильними групами бензойних кислот та атомами водню iміногруп верхнього вінця або атомами кисню гідроксильних груп нижнього вінця каліксаренового макроциклу. Лінійна залежність констант зв’язування від ліпофільності log P кислот вказує на помітну роль сольватофобних взаємодій при їх комплексоутворенні з 5,17-біс-(N-толілімінометил)- 25,27-дипропоксикалікс[4]aреном

INCREASING THE SOLUBILITY OF DIPYRIDAMOLE USING POLYETHYLENE GLYCOLS

Objective: The objective of the present study is a determination of the limiting solubility of dipyridamole in water and optimal ratios of polyethylene glycol:dipyridamole at which formation of solid dispersion is observed. Methods: UV-spectroscopy was used to determine the effect of polymer on limiting solubility of dipyridamole. Using low-temperature differential scanning calorimetry (DSC), it was made possible to obtain solid dispersions of dipyridamole with polyethylene glycols having average molecular weight 1000 and 1400. Results: The optimal ratio of polymer:Drug is 1:1, and is 3:1 for PEG-1000 and PEG-1400 respectively. Joint dissolution of dipyridamole with PEG-1400 and PEG-1000 increases the drug content in the water by up to 8.1 times and up to 175 times, compared with the solution containing only dipyridamole. Conclusion: using systems based on dipyridamole and polyethylene glycol with average molecular weight of 1000, may increase the bioavailability of the drug and consequently reduce the dosages. Wide range of ratios, in which the formation of solid dispersions is possible, enables to adjust the solubility of dipyridamole in neutral aqueous media

Selective preparation of beta-cyclodextrin clathrates by solid-phase exchange of included tetrahydrofurane for volatile guests in absence of water

© 2014 Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungary. Solid-phase guest-exchange products, prepared from dehydrated clathrate of beta-cyclodextrin (bCD) with tetrahydrofurane (THF) by its saturation with vapor of second guest, were studied using thermal analysis by thermogravimetry combined with mass-spectrometric detection of evolved vapors. This guest-exchange procedure was found to be effective for inclusion of volatile guests, which otherwise require a difficult optimization of preparation conditions. Besides, a performed solid-phase exchange without liquid/solid-phase contact is a standard, technologically friendly procedure of clathrate preparation, which does not require further drying to provide an end product. An observed exchange of THF in the absence of water is rather selective, with some hydrophobic guests being unable to replace THF in its dried clathrate with bCD. This selectivity together with low toxicity of THF may be an advantage for practical applications of this guest-exchange method

Дослідження комплексоутворення калікс[4]aрену та калікс[4]резорцинарену із смоляними кислотами методом ОФ ВЕРХ. Визначення констант зв’язування

The Host-Guest complexation of octakis-(diphenoxyphosphoryloxy)tetramethylcalix[4]resorcinarene (CR) and 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (CA) with 6 diterpenoid (resin) acids has been studied by the reversed phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC). The chromatographic characteristics (retention time tR and retention factor k’) of resin acids have been determined. The lipophilicity values log P of the acids, binding constants KA (395-682 M-1 for CR and 844-1268 M-1 for CA), as well as Gibbs free energies ∆G (-14.79 – -16.14 kJ/mol for CR and -16.70 – -17.67 kJ/mol for CA) of the complexes with resin acids have been calculated. Molecular modelling of CA complexes has revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and nitrogen atoms of imino groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the CA macrocycle. Molecular modelling of CR complexes has shown the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and oxygen atoms of diphenoxyphosphoryloxy groups at the upper rim of the CR macrocycle. The effect of log P values on KA values of the CR/CA complexes has been assessed. The linear dependence of the binding constants on the acid lipophilicity indicates a significant role of solvophobic interactions on the complexation. The relationship between supramolecular (KA) and physicochemical (log P, pKa) characteristics of acids has been determined.Комплексообразование типа Гость-Хозяин oктакис-(дифеноксифосфорилокси)-тетраэтилкаликс[4]резорцинарена (CR) и 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена (CA) с 6 дитерпеноидными ( смоляными) кислотами было исследовано методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). Определены хроматографические характеристики (время удерживания tR и фактор удерживания k’) смоляных кислот. Рассчитаны значения липофильности log P смоляных кислот и констант связывания KA их комплексов (395-682 М-1 для CR и 844-1268 М-1 для CA), а также значения свободных энергий Гиббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR и -16.70 – -17.67 кДж/моль для CAL) со смоляными кислотами. Молекулярное моделирование комплексов CA показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами азота имино-групп верхнего обода макроцикла CA или атомами кислорода гидроксильных групп его нижнего обода. Молекулярное моделирование комплексов CR показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами кислорода дифеноксифосфорилокси-групп верхнего обода макроцикла CR. Оценено влияние log P на константы связывания KA комплексов CR/CA. Линейная зависимость КА от log P кислот свидетельствует о влиянии сольвофобных взаимодействий на процесс комплексообразования.Комплексоутворення типу Гість-Господар oктакіс-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (CR) та 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену (CA) з 6 дитерпеноїдними (смоляними) кислотами було досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ). Визначені хроматографічні характеристики (час утримання tR тa фактор утримання k’) смоляних кислот. Розраховано значення ліпофільності log P смоляних кислот тa констант зв’язування KA комплексів (395-682 М-1 для CR тa 844-1268 М-1 для CA), а також значення вільних енергій Гіббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR тa -16.70 – -17.67 кДж/моль для CA) із смоляними кислотами. Молекулярне моделювання комплексів CA вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами азоту іміно-груп верхнього вінця CA макроцилу або атомами кисню ОН груп його нижнього вінця. Молекулярне моделювання комплексів CR вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами кисню дифеноксифосфорилокси-груп верхнього вінця макроциклу CR. Здійснено оцінку впливу log P на константи зв’язування KA комплексів CR/CA. Лінійна залежність КА від log P кислот вказує на роль сольвофобних взаємодій на комплексоутворення. Встановлено взаємозв’язок між супрамолекулярними (KA) тa фізико-хімічними (log P, pKa) характеристиками кислот

Impedimetric determination of kanamycin in milk with aptasensor based on carbon black‐oligolactide composite

The determination of antibiotics in food is important due to their negative effect on human health related to antimicrobial resistance problem, renal toxicity, and allergic effects. We propose an impedimetric aptasensor for the determination of kanamycin A (KANA), which was assembled on the glassy carbon electrode by the deposition of carbon black in a chitosan matrix followed by carbodiimide binding of aminated aptamer mixed with oligolactide derivative of thiacalix[4]arene in a cone configuration. The assembling was monitored by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and scanning electron microscopy. In the presence of the KANA, the charge transfer resistance of the inner interface surprisingly decreased with the analyte concentration within 0.7 and 50 nM (limit of detection 0.3 nM). This was attributed to the partial shielding of the negative charge of the aptamer and of its support, a highly porous 3D structure of the surface layer caused by a macrocyclic core of the carrier. The use of electrostatic assembling in the presence of cationic polyelectrolyte decreased tenfold the detectable concentration of KANA. The aptasensor was successfully tested in the determination of KANA in spiked milk and yogurt with recoveries within 95% and 115%. © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Russian Science Foundation, RSF: 16‐13‐000051/0419/20Funding: I.S. acknowledges financial support from the Russian Science Foundation (grant no. 16‐13‐00005) in the synthesis and application in the biosensor platform of the oligolactides bearing thiacalix[4]arene fragments. T.H. acknowledges funding from the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program underthe Marie Sklodowska‐Curie grant agreement no. 690898 and from the Science Grant Agency VEGA, project No.1/0419/20

A calorimetric study of the formation of phenacetin solid dispersions with PEG-1400 and pluronic F127

The formation of solid dispersions is one of the methods of drug hydrophilization. The method of low-temperature differential scanning calorimetry showed the possibility to obtain phenacetin solid dispersions with polyethylene glycol and Pluronic F127. The method of low-temperature differential scanning calorimetry proved that when the polymer/phenacetin ratio is 10:1, the crystalline phase of the drug is not fixed, while when the ratio is 1:1 the pharmacological component exhibits the properties of a separate phase and does not form a solid dispersion. Phenacetin does not exhibit plastifying action and does not change the thermophysical properties of polymer phase that can facilitate an easy release of the drug from the composite. © IDOSI Publications, 2013

Molecular recognition of organic guest vapor by solid adamantylcalix[4] arene

A series of inclusion compounds prepared by saturation of the solid adamantyl[4]calixarene (host 1) with vaporous organic guests at 298 K was studied by thermal gravimetry and static headspace GC analyses. The sorption isotherms of guests by host 1, the stoichiometry of the guest-host inclusion compounds, and the Gibbs energies of their formation were determined. The data obtained give evidence of the molecular recognition of the guest shape by host 1. Hence, compound 1 can be used in sensors for recognizing volatile organic compounds with no strong hydrogen or donor-acceptor bonds involved

Metastable tert-butylcalix[6]arene with unusually large tunable free volume for non-threshold enclathration of volatiles

A metastable material with tunable free volume of molecular size, vapor sorption properties of a porous sorbent and variable thermal stability was prepared from tert-butylcalix[6]arene. © 2008 The Royal Society of Chemistry

Комплексоутворення калікс[4]аренгідроксиметил-фосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетил-триптофанамідом

The Host-Guest complexation of calixarene hydroxymethylphosphonic acid with tryptophan and N-acetyltryptophan amide has been investigated by the RP HPLC method in H2O/MeCN (99/1) solution (column support Hypersil CN, UV-detector, λ = 254 nm). Adsorption of calixarene hydroxymethylphosphonic acid on the Hypersil CN surface has been studied. It has been found that hydroxymethylphosphonic acid is characterized by reversible sorption on the Hypersil CN surface. The binding constants (KA = 23000 M-1 and 39000 M-1 for tryptophan and N-acetyltryptophan amide, respectively) of the supramolecular complexes have been calculated from the ratio between the capacity factors k’ of the Guest and the calixarene hydroxymethylphosphonic acid Host concentration in the mobile phase. The Gibbs free energies of the tryptophan and N-acetyltryptophan amide complexes are -24.84 and -26.15 kJ/mol, respectively. The molecular modelling of calixarene hydroxymethylphosphonic acid and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide (Hyper Chem, version 8, force field PM3) has indicated that the complexes are stabilized by hydrogen bonds, electrostatic, π-π, and solvatophobic interactions. The geometric parameters of the energy minimized calixarene macrocycle and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide have been calculated. According to the calculations it has been shown that the Host-Guest complexation does not change the flattened-cone conformation of calixarene. Finally, the inverse correlation has been found between the KA values of the complexes and the Log P values of the guest molecules.Методом ОФ ВЭЖХ исследован процесс комплексообразования типа Хозяин-Гость каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом в растворе H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Исследовано взаимодействие каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с поверхностью хроматографической насадки Hypersil CN. Установлено, что каликсаренгидроксиметилфосфоновая кислота характеризуется обратимой сорбцией на поверхности Hypersil CN. Константы связывания супрамолекулярных комплексов (23000 M-1 и 39000 M-1 для триптофана и N-aцетилтриптофанамида, соответственно) были рассчитаны из соотношения меж- ду коэффициентом емкости k’ молекулы Гостя и концентрацией каликсаренгидроксиметилфосфо­новой кислоты Хозяина в подвижной фазе. Значения свободных энергий Гиббса комплексов каликса­ренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом составили -24.84 и -26.15 кДж/моль, соответственно. Проведено молекулярное моделирование каликсаренгидрокси- метилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом (Hyper Chem, версия 8, силовое поле PM3). Отмечается, что супрамолекулярные комплексы могут стабилизироваться водородными связями, а также электростатическими, π-π, и сольватофобными взаимодействиями. Рассчитаны геометрические параметры энергетически минимизированных структур каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом. Согласно расчетам показано, что процесс комплексообразования не меняет конформацию макроциклического остова каликсарена. Установлено, что значения KA повышаются со снижением Log P молекул Гостей.Методом ОФ ВЕРХ досліджено процес комплексоутворення типу Господар-Гість каліксаренгідрокси- метилфосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетилтриптофанамідом у розчині H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Досліджено взаємодію каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з поверхнею хроматографічної насадки Hypersil CN. Встановлено, що каліксаренгідроксиметилфосфонова кислота характеризується оберненою сорбцією на поверхні Hypersil CN. Кон- станти зв’язування супрамолекулярних комплексів (23000 M-1 і 39000 M-1 для триптофану і N-aцетилтриптофанаміду, відповідно) були розраховані із співвідношення між коефіцієнтом ємкості k’ молекули Гостя і концентрацією каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти Господаря в рухомій фазі. Значення вільних энергій Гіббса комплексів каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з триптофаном і N-aце- тилтриптофанамідом складає -24.84 і -26.15 кДж/моль, відповідно. Здійснено молекулярне моделювання каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти і її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом (Hyper Chem, версія 8, силове поле PM3). Супрамолекулярні комплекси можуть стабілізуватись водневими зв’язками, а також електростатичними, π-π, і сольватофобними взаємодіями. Розраховані геометричні параметри энергетично мінімізованих структур каліксаренгідроксиметилфосфонової кис- лоти та її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом. Показано, що значення KA зрос­тають зі зниженням Log P молекул субстратів, а процес комплексоутворення не змінює конформації макроциклічного кістяка каліксарену