Результаты изучения стехиометрического показателя комплекса меди (II) и карнозина с использованием спектрофотометрического титрования по методу Йоу-ДжонсаyesБелГ

Даниленко, Л. М.

Новиков, О. О.

Писарев, Д. И.

Фадеева, Д. А.

Халикова, М. А.

Чайкина, М. Ю.

Результаты изучения стехиометрического показателя комплекса меди (II) и карнозина с использованием спектрофотометрического титрования по методу Йоу-Джонс

Чайкина, М. Ю

DSpace at Belgorod State University

УДК 615.31  ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕХИОМЕТРИИ КОМПЛЕКСА КАРНОЗИН-Cu [II]  И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КОЛИЧЕСТВЕННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ КАРНОЗИНА  Д.А. Фадеева  М.А. Халикова О.О. Новиков  Д.И.Писарев Л.М.Даниленко М.Ю.Чайкина   Белгородский государственный  университет  e-mail: novikov@bsu.edu.ru В статье приведены результаты изучения стехиометрического показателя комплекса меди (II) и карнозина с использованием спектрофотометрического титрования по методу Йоу-Джонса. Установлено, что один моль ионов меди (II) связывает в комплекс три моль молекул карнозина. На основании полученных данных была разработана методика количественного определения карнозина методом косвенной йодометрии.  Ключевые слова: комплекс, карнозин, количественное определение.  Поиск новых действующих веществ для лекарственных препаратов в последние годы направлен в сторону природных биологически активных веществ ввиду их низкой токсичности и минимума побочных эффектов. Одним из таких соединений является дипептид карнозин [5]. Данное соединение обладает широким спектром биологической активности и является перспективным фармацевтическим агентом [1, 2].  Изучению химических свойств карнозина посвящено немало исследований, однако вопросам анализа данного соединения в лекарственных формах уделялось недостаточно внимания, следовательно, существует необходимость в разработке методик анализа карнозина с целью их использования в формировании нормативной документации на создаваемые лекарственные препараты. Известно, что взаимодействие карнозина с солями меди (II) позволяет использовать метод косвенной йодометрии для количественного определения данного пептида [3].   Целью работы было установление стехиометрического показателя данного комплекса, а также разработка методики количественного определения карнозина методом косвенной йодометрии. Методики исследования. Для определения стехиометрической закономерности карнозина с ионом Сu2+ использовали спектрофотометрическое титрование по методу Йоу-Джонса [4], заключающееся в последовательном измерении оптической плотности серии растворов с постоянным содержанием карнозина и различным содержанием ионов меди (II). После этого строили график зависимости величины оптической плотности от отношения числа молей лиганда к числу молей иона металла. Точку эквивалентности определяли в месте перегиба кривой.   В качестве раствора лиганда использовали 0,1 моль/л раствор карнозина, который готовили следующим образом: точную навеску вещества (22,6 г) переносили количественно в колбу мерную вместимостью 1000 мл, добавляли 100 мл воды очищенной, перемешивали до полного растворения субстанции и доводили объем в колбе до метки тем же растворителем.  Для проведения реакции комплексообразования готовили ряд растворов меди сульфата: навеску кристаллогидрата переносили в мерную колбу, растворяли в воде очищенной и доводили водой до метки (табл. 1). Таблица 1  Приготовление растворов меди сульфата (II) № п/п Концентрация раствора меди (II) сульфата, моль/л Навеска кристаллогидрата соли (CuSO4·5H2O), г Объем колбы мерной, мл 1 2 3 4 1 0,005 0,25 50 2 0,01 0,25 100 Продолжение табл. 1  1 2 3 4 3 0,015 0,75 50 4 0,02 0,5 100 5 0,03 0,75 100 6 0,04 1,0 100 7 0,05 1,25 100 8 0,08 2,0 100 9 0,1 2,5 100 10 0,15 3,75 100  Для определения карнозина методом косвенной йодометрии точную навеску карнозина (около 0,3 г) растворяли в 10 мл воды в конической колбе вместимостью  100 мл с притертой пробкой, добавляли 3 мл 10%-ного водного раствора меди (II) сульфата и 2 мл 10%-ного раствора калия йодида. Реакционную смесь оставляли на  20 минут в темном месте, после чего фильтровали для отделения осадка меди (I) йодида. Фильтрат оттитровывали 0,1 М раствором натрия тиосульфата в присутствии индикатора – крахмала. Параллельно проводили холостой опыт. Расчет содержания карнозина в субстанции проводили по формуле:  aTVVC  )(/,     (1) где V – объем раствора натрия тиосульфата, пошедший на титрование холостого опыта, мл; V/ – объем раствора натрия тиосульфата, пошедший на титрование избытка иона меди, мл; T – титр карнозина по определяемому веществу, г/мл; a – навеска карнозина, г. Титр (г/мл) карнозина по меди сульфату рассчитывали следующим образом  10002,2263 CfT  ,   (2)  где f – фактор эквивалентности карнозина; C – концентрация натрия тиосульфата, моль/л; 226,2 – молярная масса карнозина, г/моль; 3 – коэффициент пересчета (при взаимодействии карнозина с ионом Сu2+ на один моль карнозина приходится 1/3 моль меди (фактор эквивалентности равен 1), однако для стехиометричности расчетов необходимы целые значения количества вещества, поэтому при расчетах фактор эквивалентности необходимо умножать на 3). Приготовление раствора меди сульфата 10%-ного: в мерную колбу вместимостью 250 мл помещали навеску около 39,06 г кристаллогидрата меди сульфата (II) и растворяли в воде очищенной.  Приготовление 10% калия йодида: в мерную колбу вместимостью 250 мл помещали навеску калия йодида (25 г) и растворяли в воде очищенной, после чего доводили объем в колбе до метки. Результаты и их обсуждение.  В результате исследований получена кривая спектрофотометрического титрования (рисунок) и установлено, что один моль ионов меди (II) связывает в комплекс три моль молекул карнозина.    Рис. Кривая спектрофотометрического титрования 0,1 М раствора карнозина  раствором меди (II) сульфата (К – отношение числа моль карнозина к числу моль ионов меди)  Эти данные использованы для расчета количественного содержания карнозина в растворе методом косвенной йодометрии, уравнения реакций которого приведены ниже [3]. На первой стадии карнозин связывается реакцией комплексообразования с ионом меди: H 2 N-C H 2- C H 2- C O -N H- C H-C H 2-N HNH 2N -C H 2-C H 2-C O-N H-C H- C H 2-N HN3O OC uS O 4H 2 S O 4OH O+C u +3  После этого избыток меди сульфата оттитровывали йодометрически:   CuSO4 KI CuI I2I2 Na2S2O3 NaI Na2S4O6+ ++ +22  Результаты йодометрического титрования раствора субстанции карнозина приведены в табл. 2.  Таблица 2 Результаты количественного определения карнозина  в субстанции методом косвенной йодометрии № п/п Масса навески карнозина, г Содержание карнозина в субстанции (С), % S Δ  N  ε, % 1 0,3020 95,31 2 0,3014 94,69 3 0,2996 95,32 4 0,2996 95,32 5 0,3014 95,78 6 0,3005 96,67 0,66 1,71 1,79    N = 95,52    Как следует из табл. 2, содержание карнозина в субстанции, установленное  методом косвенной йодометрии, составило 95,52±1,71 %. Ошибка определения составила 1,79%. Таким образом, взаимодействие карнозина с солями меди (II) позволяет использовать метод косвенной йодометрии для количественного определения данного пептида. Разработанный метод можно рекомендовать для количественного определения карнозина в лекарственных препаратах и в нативном виде.  Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы, государственный контракт № 14.740.11.0119 от 08 сентября 2010 года, проект «Комплексные фармакологические и технологические исследования ряда субмикроструктурированных (наноструктурированных) фармацевтических субстанций с доказанными измененными физико-химическими свойствами». Литература  1. Болдырев, А.А. Карнозин:эндогенный физиологический корректор активности антиоксидантной системы организма / А.А. Болдырев, С.Л. Стволинский, Т.Н. Федорова // Усп. физиол. наук. – 2007. – Т. 38(3). – С. 57-71. 2. Карнозин защищает эритроциты от окислительного стресса, вызываемого гомоцистеиновой кислотой / Е. С. Арзуманян [и др.] // Доклады академии наук . – 2008. – Т. 418, № 6. – С. 834-836. 3. Эшворт, М.Р.Ф. Титриметрические методы анализа органических соединений. Ч. II. Методы косвенного титрования: пер. с англ. / М.Р.Ф. Эшворт, под  общей ред. проф.  А.П. Крешкова. – М.: Химия, 1972. – 496 с. 4. Юинг, Г. Инструментальные методы анализа / Г. Юинг. – М.: Мир, 1989. – 608 с. 5. Carnosine and carnosine-related antioxidants: a review / A.Guiotto [et al.] // Curr Med Chem. – 2005. – Vol. 12(20). – P. 2293-315.   INVESTIGATION OF CARNOSINE- Cu (II) COMPLEX STEHIOMETRY  AND IT’S APPLICATION IN QUANTITATIVE DETERMINATION OF CARNOSINE  D.A. Fadeeva M.A. Khalikova O.O. Novikov D.I. Pisarev L.M. Danilenko M.Yu. Chaikina  Belgorod State University  e-mail: novikov@bsu.edu.ru The results of studying of stehiometry of the complex carnosine-Cu2+ are represented in the article. It was established by spectrophotometric titration, that 1 mole of copper ions fixes 3 moles of carnosine molecules. Based on these findings the method of carnosine’s quantitative determination by indirect iodometry was developed.  Key words: complex, carnosine, quantification.  

Исследование стехиометрии комплекса карнозин-Cu [II] и его использование в количественном определении карнозина

http://dspace.bsu.edu.ru/bitstream/123456789/51196/1/Fadeeva%20D.A._Issledov.pdf

Исследование стехиометрии комплекса карнозин-Cu [II] и его использование в количественном определении карнозина

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

DSpace at Belgorod State University

DSpace at Belgorod State University