УДК 66-971+547 - Карагандинский государственный университет

УДК 66-971+547.314:944/945:972
На правах рукописи
КАСЕНОВА ШУГА БУЛАТОВНА
Термодинамические свойства ряда терпеноидов, алкалоидов,
флавоноидов и их производных
02.00.04 – физическая химия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора химических наук
Республика Казахстан
Караганда, 2009
Работа выполнена в лаборатории физико-химических исследований АО
«Научно-производственный центр «Фитохимия».
Научный консультант:
академик НАН РК,
доктор химических наук,
профессор Адекенов С.М.
Официальные оппоненты:
доктор химических наук,
профессор Мендалиева Д.К.
доктор химических наук
Иванова Н.М.
доктор химических наук
Сулейменов Т.
Казахский национальный
университет имени аль-Фараби
Ведущая организация:
Защита состоится 1 октября 2009 г. в 1200 ч. на заседании диссертационного
совета ОД 14.07.01 при Карагандинском государственном университете имени
Е.А. Букетова по адресу: 100028, г. Караганда, ул. Университетская, 28,
химический факультет, актовый зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карагандинского
государственного университета имени Е.А. Букетова.
Автореферат разослан «
» июня 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета ОД 14.07.01,
доктор химических наук, профессор
2
Амерханова Ш.К.
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена
исследованию терохимических и термодинамических свойств важных в
теоретическом и практическом отношениях биологически активных
соединений (БАС) – терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных,
как действующих веществ многих лекарственных препаратов растительного
происхождения.
Актуальность темы. Несмотря на развитие химической термодинамики
неорганических и органических материалов, есть еще также «дебри», куда еще
термодинамика не проникала. Такими являются уникальные природные
соединения, как терпеноиды, алкалоиды, флавоноиды и их производные,
физическая химия, особенно их химическая термодинамика практически не
изучена. Указанные соединения являются действующими веществами многих
лекарственных препаратов растительного происхождения, примерами которых
являются
оригинальный
противоопухолевый
препарат
«Арглабин»,
гепатопротектор «Салсоколлин» и др., разработанные в АО «Научнопроизводственный центр «Фитохимия». Если до недавнего времени особое
внимание уделялось зависимости «структура-биоактивность», то сейчас
актуальным также является фундаментальная взаимосвязь «энергетикаструктура-биоактивность».
Исследование
термохимических
и
термодинамических
свойств
биологически активных соединений (БАС) также необходимо для
стандартизации и сертификации лекарственных препаратов на их основе,
направленного синтеза их производных, физико-химического моделирования
химических реакций с их участием, выявления полиморфизма и других явлений
в молекулах БАС, эффектов фазовых переходов I- и II-рода, прогнозирования
термодинамических свойств аналогичных БАС. Кроме того, полученные новые
физико-химические константы БАС являются исходными информационными
массивами для загрузки в информационную базу Банка биологически активных
соединений, созданного при АО «НПЦ «Фитохимия» Постановлением
Правительства РК № 846 от 22.08.2003 г. «О Республиканском банке
биологически активных соединений и Республиканском банке стандартных
образцов лекарственных веществ и посторонних примесей», а также в другие
крупные
фундаментальные
международные
банки
данных,
как
«ИВТАНТЕРМО» (Россия), «Beilstein Abstracts» (Германия) и др.
Степень разработанности проблемы. Химическая термодинамика и
термохимия природных биологически активных веществ - терпеноидов,
алкалоидов, флавоноидов и их производных до настоящего времени
практически не исследованы. В фундаментальном справочнике Сталл Д.,
Вестрам Э., Зинке Г. «Химическая термодинамика органических соединений»
(М., Мир. 1971. 807 с.) имеются неполные данные о термодинамических
свойствах только алкалоида никотина. В монографии Абросимова В.В. и др.
«Биологически активные вещества в растворах. Структура, термодинамика,
реакционная способность» (М., Наука. 2001. 403 с.) подробно изложены
3
термодинамика водных растворов углеводов, мочевины, порфиринов, хитина и
хитозана. Представленные в данной диссертационной работе результаты
исследований являются оригинальными и аналогов не имеют.
Цель и задачи исследования. Термохимическое исследование ряда
терпеноидов (моно-, сескви- , три-), алкалоидов, флавоноидов и их
производных с получением новых, оригинальных фундаментальных
термодинамических констант биологически активных соединений.
В соответствии с поставленной целью предстояло решать следующие
задачи:
- изучение методом изотермической калориметрии энтальпии растворения
ряда терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных в диоксане,
96%-ном этаноле и воде при различных разбавлениях; на основании указанных
исследований вычисление стандартных энтальпий растворения изучаемых
соединений в стандартных растворах вышеотмеченных растворителей;
- исследование методом динамической калориметрии температурных
зависимостей теплоемкости терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их
производных;
- вычисление уравнений температурной зависимости теплоемкости
исследуемых соединений;
- расчет стандартных энтальпий сгорания, плавления и образования
исследуемых соединений и их аналогов.
Связь с планом научно-исследовательских работ. Диссертационная
работа выполнялась в АО «Научно-производственный центр «Фитохимия»
МОН РК в соответствии с госбюджетной темой «Сесквитерпеновые лактоны и
экдистероиды эндемичных растений Центрального Казахстана, их химическая
модификация и биологическая активность» (№ гос. регистрации 0100РК00394),
выполняемой по Программе фундаментальных исследований (ПФИ) МОН РК
«Научные аспекты создания новых мономеров высокомолекулярных
соединений и физиологически активных веществ на основе углеводородного,
синтетического и растительного сырья РК» (шифр Ф. 0185) на 2000-2002 гг. с
темой «Термохимия и химическая термодинамика природных соединений» (№
гос. регистрации 0103РК00173), входящей в Программу фундаментальных
исследований «Поиск новых биологически активных растительных веществ и
разработка на их основе практически ценных препаратов» (Ф. 0286) на 20032005 гг. и с этапом «Термодинамика биологически активных соединений и
процессов с их участием», входящим в тему «Новые биологически активные
вещества из эндемичного растительного сырья и их синтетические аналоги» (№
гос. регистрации 0208РК01116), выполняемой по ПФИ «Разработка научных
основ и технологии создания новых перспективных материалов различного
функционального назначения» (Ф. 0354) на 2006-2008 гг., а также по теме
«Химическая термодинамика природных биологически активных веществ и их
полусинтетических аналогов», входящей в ПФИ «Разработка научных основ
технологий
и
создание
перспективных
материалов
различного
функционального назначения» на 2009-2011 гг.
4
Научная новизна работы. В диссертационной работе впервые:
1) экспериментальным путем в изотермических условиях при 25 ˚С при
различных разбавлениях (моль соединения:моль растворителя) исследованы
теплоты растворения в диоксане, 96%-ном этаноле и воде и определены
стандартные энтальпии растворения в упомянутых растворителях следующих
терпеноидов и их производных: арглабина, ахиллина, эстафиатина,
леукомизина, -сантонина, артемизинина, аустрицина, стизолицина,
матрикарина, 9-гидроксиэпибальзамина, 8-(4-гидроксисенециоат) 9гидроксиэпибальзамина, оксима гроссмизина, пиразольного производного
пулегона, оксима циклоартемизиа кетона, бетулина, глицирретовой кислоты,
гидрохлорида диметиламиноарглабина, нитрата диметиламиноарглабина,
метилиодидов
диметиламиноарглабина
и
диэтиламиноарглабина,
метилиодидов
диметиламиногроссгемина
и
диэтиламиногроссгемина,
гидроиодида диметиламиностизолина; алкалоидов и их производных:
гидрохлорида
анабазина,
гидробромида
лаппаконитина,
цитизина,
цитизинодитиокарбамата триэтиламмония, цитизинодитиокарбамата натрия,
цитизинодитиокарбамата
калия,
О,О-диметил-N-цитизинилфосфата,
цитизиновинилоксиэтиламинотиомочевины, морфолинодитиокарбамата калия,
сальсолинодитиокарбамата сальсолина, гидрохлорида N-оксида гармина,
комплекс гармина с хлорангидридом п-толуолсульфокислоты, комплекс
стахидрина с хлорангидридом п-толуолсульфокислоты; флавоноидов и их
производных: кверцетина, пиностробина, оксима пиностробина, тектохризина,
артемизетина, рутина, эупатилина (также в диметилформамиде), 7-метилового
эфира эупатилина (также в диметилформамиде);
2) в ходе термохимических исследований получены новые производные
биологически активных соединений – нитраты диметиламиноарглабина,
анабазина и лаппаконитина;
3) установлено, что несмотря на одинаковую брутто-формулу (С15Н18О3)
сесквитерпеновые лактоны – арглабин , ахиллин, эстафиатин, леукомизин, сантонин растворяются в диоксане и 96%-ном этаноле с различными
величинами ∆Н0 растворения и имеют разные значения стандартных
теплоемкостей, что подтверждает их структурные особенности;
4) комбинированием экспериментальных и справочных данных вычислены
фундаментальные константы – стандартные энтальпии образования катионов
[С17Н28О4NН]+, [С18Н28О3N]+, [С20Н32О3N]+, [С18Н28О4N]+, [С20Н32О4N]+,
[С17Н28О4N]+, [С10Н14N2Н]+, [С32Н44N2О8Н]+;
5) методом динамической калориметрии исследованы температурные
зависимости теплоемкости при различных температурных интервалах 10
терпеноидов, 9 алкалоидов и 4 флавоноида и их производных, выведены
уравнения, описывающие зависимости С0рf(Т);
6) на кривых зависимостях С0рf(Т) у ахиллина, леукомизина, артемизинина,
бетулина, гидробромида лаппаконитина, кверцетина установлено наличие λобразного эффекта, вероятно, связанного с наличием фазового перехода II-рода;
5
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. Е.А. Букетова, г. Караганда), Международной научно-практической
конференции, посвященной 10-летию независимости Республики Казахстан
«Современные проблемы образования и науки в начале века» (2001 г., КарГУ
им. Е.А. Букетова, 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 А.Б. Бектурова «Химия: наука, образование,
промышленность. Возможности и перспективы развития» (2001 г., ПГУ им.
6
С. Торайгырова, г. Павлодар), Международной научно-практической
конференции, посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова «Актуальные
проблемы высшего образования и науки в XXI веке» (2002 г., КарГУ им. Е.А.
Букетова, г. Караганда), Международной научно-практической конференции,
посвященной 70-летию со дня рождения проф. Х.К. Оспанова «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 Я.И. Герасимова (2003 г., МГУ им. М.В. Ломоносова, 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. Е.А. Букетова, 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. М.В. Ломоносова, 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 Е.А. Букетова (2005
г., КарГУ им. Е.А. Букетова, 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. К.И. Сатпаева г. Алматы).
7
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 35
статей, 39 материалов международных и республиканских научных и научнопрактических 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 Н0 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 Н0 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, -сантонина и сесквитерпеновых лактонов
артемизинина С15Н22О5, стизолицина С19Н24О7, оксима гроссмизина С15H19NO4,
кристаллогидратов аустрицина С15Н18О42Н2О, гроссмизина С15Н18О42Н2О,
матрикарина
С17Н20О5,
9-гидроксиэпибальзамина
С20Н26О6,
8-(4гидроксисенециоат) 9-гидроксиэпибальзамина С20Н26О7, производных
сесквитерпеновых
лактонов
гидрохлорида
диметиламиноарглабина
С17Н25О3NHCl, метилиодида диметиламиноарглабина С18Н28О3NI, метилиодида
8
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 Нmраст.=a+b m (m – моляльная
концентрация) энтальпии растворения монотерпеноидов далее и других
терпеноидов экстраполированы в область бесконечного разбавления, которые
описываются следующими уравнениями (кДж/моль):
Нmраст. C10H16N2O2 = 47,4 – 539,1 m ,
(1)
Нmраст. С9H17NO = 55,8 – 631,6 m ,
(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 Нmраст.f m , полученные из
калориметрических исследований по определению Н0 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), 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».
Таблица 1 – Коэффициенты уравнения Нmраст.=a+b m и значения стандартной
энтальпии растворения лактонов в диоксане и 96 %-ном этаноле
Лактон
I
II
III
IV
V
VI
в диоксане
a
16,6
24,8
22,0
36,3
35,1
38,3
b
460,2
-740,4
-1429,1
-3209,0
-1575,0
-2839,9
Н0раст.,
кДж/моль
16,60,3
24,80,4
22,00,3
36,30,6
35,10,2
38,30,5
в 96 %-ном этаноле
a
b
22,7
382,7
27,8
46,7
21,8
136,0
21,7
289,3
32,2
-1134,7
Н0раст.,
кДж/моль
22,70,5
27,80,8
21,80,3
21,70,3
32,20,3
Анализ результатов термохимических исследований показывает, что
величины тепловых эффектов растворения арглабина, ахиллина в диоксане, а
также Н0 растворения арглабина, ахиллина, эстафиатина и леукомизина в
96 %-ном этаноле слабо зависит от степени разбавления их растворов. Следует
отметить, что наблюдаемые числовые значения тепловых эффектов
растворения и их характер растворения от степени разбавления подтверждает
их структурные особенности. Например, Н0 растворения арглабина в диоксане
9
от степени разбавления монотонно уменьшается, у ахиллина сначала падает,
затем увеличивается у эстафиатина, леукомизина и -сантонина также
монотонно увеличивается.
Характер растворения лактонов в 96 %-ном этаноле противоположен
вышеуказанному. В данном случае величины Н0 растворения арглабина,
ахиллина, эстафиатина, леукомизина с увеличением степени разбавления
раствора незначительно, но монотонно падает.
Сесквитерпеновые лактоны с общей формулой С15Н18О3, но с разной
структурой по величине энтальпии растворения в диоксане располагаются в
следующий ряд: Н0раст.леукомизин > Н0раст.-сантонин > Н0раст.ахиллин >
Н0раст.эстафиатин > Н0 раст.арглабин, а в 96 %-ном этаноле –
Н0раст.ахиллин>Н0раст. арглабин > Н0 раст. эстафиатин > Н0 раст. леукомизин.
Следует отметить, что величины Hmраств. артемизинина в диоксане и
96 %-ном этаноле заметно зависят от степени разбавления раствора в отличие
от предыдущих сесквитерпеновых лактонов и они монотонно увеличиваются с
повышением степени разбавления.
Далее методом калориметрии исследованы энтальпии растворения в
96 %-ном этаноле, диоксане и воде при различных разбавлениях ряд лактонов и
их производных. Приведенные в таблице 2 лактоны выделены из
соответствующих растений, а их производные синтезированы в лаборатории
химии терпеноидов, в опытном фармацевтическом цехе АО «НПЦ
«Фитохимия» и на кафедре химии СКГУ им. М. Козыбаева на уровне «ч.д.а.» и
хроматографической чистоты. В таблице 2 приведены окончательные
результаты экстраполяции Н0 растворения соединений на бесконечное
разбавление.
Результаты калориметрических исследований показывают, что несмотря на
одинаковую брутто-формулу аустрицина и гроссмизина их величины Н0
растворения значительно отличаются друг от друга почти на 11,0 кДж/моль,
что, вероятно, связано с их структурными особенностями. Положительные
величины Н0раст. С17Н25О3NHCl, С18Н28О4NI, С20Н32О4NI, С17Н28О4NI,
С18Н28О3NI, С20Н32О3NI показывают, что величины их энергий кристаллических
решеток превышают на величину энтальпию растворения сумм энергии
гидратации составляющих их ионов.
Полученный водный раствор гидрохлорида диметиламиноарглабина далее
использовали
для
получения
нового
производного
–
нитрата
диметиламиноарглабина по следующей реакции:
С17Н25О3NHCl (р-р, n Н2О) + AgNO3 (тв.) = С17Н25О3NH+ (р-р, n Н2О) +
+ NO3- (р-р, n Н2О) + AgCl (тв.) – H0 взаимодействия.
(3)
m
Средние значения H взаим. при разбавлениях 1:9000, 1:18000 и 1:36000
равны соответственно -34,980,29, 32,310,28 и 29,750,20 кДж/моль. Полнота
протекания реакции (3) подтверждена образованием кристаллического AgCl,
рентгенограмма которого соответствовала справочным данным. Из фильтрата в
вакууме получены кристаллы нитрата диметиламиноарглабина. Образование
его подтверждено методом ИК-спектроскопии.
10
Таблица 2 – Коэффициенты уравнения Нmраст.=a+b m и значения стандартной
энтальпии растворения сесквитерпеновых лактонов в различных растворителях
Коэффициенты уравнения
Нmраст.=a+b m
a
b
96 %-ный этанол
гидроиодид диметиламиностизолина
39,1
-445,6
стизолицин
118,5
-1745,8
оксим гроссмизина
39,9
-417,7
глицерретовая кислота
43,5
-10609
диоксан
матрикарин
63,1
-1034
50,1
-772,8
9-гидроксиэпибальзамина
78,2
-1975,2
8-(4-гидроксисенециоат) 9гидроксиэпибальзамина
аустрицин (дигидрат)
55,3
-445,4
гроссмизин (дигидрат)
68,4
-704,4
бетулин
109,0
-1659,7
вода
гидрохлорид диметиламиноарглабина
7,16
2163,5
метилиодид диметиламиногроссгемина
44,1
-218,4
метилиодид диэтиламиногроссгемина
23,8
-198,8
гидроиодид диметиламиностизолина
125,5
-2325,5
метилиодид диметиламиноарглабина
86,8
-2206,0
метилиодид диэтиламиноарглабина
87,4
-2042,2
Соединение
H0раств.,
кДж/моль
39,10,6
118,51,0
39,90,6
43,50,5
63,10,8
50,10,4
78,21,7
55,30,4
68,40,9
109,01,4
7,160,34
44,10,6
23,80,3
125,50,9
86,81,2
87,41,6
Величина Hmраств. С17Н25О3NНNO3 в воде при разбавлениях 1:9000, 1:18000
и 1:36000 равны соответственно 34,980,29, 32,310,28 и 29,750,20 кДж/моль.
Уравнение зависимости Hmраств.f m имеет следующий вид (кДж/моль):
Hmраст. = 34,42 – 838,5 m ,
(4)
из которого вычислена стандартная энтальпия растворения С17Н25О3NНNO3,
равная 34,420,39 кДж/моль.
3 Калориметрия растворения ряда алкалоидов и их производных
3.1-3.3 Термохимия растворения гидрохлорида анабазина и
гидробромида лаппаконитина в воде и взаимодействия их водных
растворов с нитратом серебра. Термохимия растворения нитрата
анабазина в воде и рентгенографическое исследование гидробромида
лаппаконитина
Алкалоиды – гидрохлорид анабазина и гидробромид лаппаконитина
получены из АО «Химфарм» (г. Шымкент) на уровне квалификации «ч.д.а.».
В связи с отсутствием в литературе рентгенографических данных
С32Н44N2O8HBr на установке ДРОН-2,0 провели его рентгенофазовый анализ и
выявлено, что С32Н44N2О8HBr кристаллизуется в тетрагональной сингонии со
следующими параметрами решетки: а = 12,26 Å; с = 10,72 Å; V = 1611,3 Å3;
Z =2, рентг.=1,41 г/см 3; пикн.=1,38  0,04 г/см3.
11
Аналогично исследованиям, приведенным в разделе 2, определены
энтальпии растворения гидрохлорида анабазина С10Н14N2HCl и гидробромида
лаппаконитина C32H44N2O8HBr в воде и взаимодействия их водных растворов с
кристаллическим нитратом серебра при разбавлениях, равных соответственно
1:6000, 1:9000, 1:18000 и 1:36000, 1:44000, 1:50000.
На основании зависимости Нmраст.=a+b m энтальпии растворения
С10Н14N2HCl и C32H44N2O8HBr экстраполировали в область бесконечного
разбавления. Установлено, что данная корреляция описывается соотношениями:
Hm раст. С10Н14N2HCl = 5,29 – 469,59 m , кДж/моль,
(5)
m
H раст. С32Н44N2О8HВr = 6,24 – 1403 m , кДж/моль,
(6)
из которых вычислены стандартные энтальпии растворения С10Н14N2HCl и
C32H44N2O8HBr при бесконечном разбавлении, равные соответственно
5,290,10 и 6,24  0,17 кДж/моль.
Полноту прохождения реакций взаимодействия алкалоидов с AgNO3
контролировали
методами
рентгенофазового
анализа
(образование
кристаллических AgCl и AgBr ) и ИК-, ПМР-спектроскопии (образование
новых соединений – нитратов анабазина и лаппаконитина).
Термохимическое определение энтальпии растворения полученного нитрата
анабазина в воде проводили при разбавлениях 1:6000; 1:9000; 1:18000.
Экстраполированная зависимость Hmраств.f m описывается соотношением
(кДж/моль):
Hm раст (C10H14N2НNO3) = 20,37 + 390,74 m .
(7)
Из выражения (7) определена энтальпия растворения С10Н14N2HNO3 в
бесконечно разбавленном (стандартном) водном растворе, равная 20,370,07
кДж/моль.
3.4-3.8 Термохимия растворения цитизина и его производных,
морфолинодитиокарбамата
калия,
сальсолинодитиокарбамата
сальсолина, гидрохлорида N-оксида и комплекса гармина с
хлорангидридом п-толуолсульфокислоты, комплекса стахидрина с
хлорангидридом п-толуолсульфокислоты в воде и 96 %-ном этаноле
Методом
изотермической
калориметрии
исследованы
энтальпии
растворения в воде и 96 %-ном этаноле алкалоида цитизина С11Н14N2О (I),
выделенного в лаборатории химии фенольных и стероидных соединений АО
«НПЦ «Фитохимия» на уровне квалификации «ч.д.а.» и его производных,
синтезированных на уровне марки «х.ч.» в Институте органического синтеза и
углехимии (г. Караганда). Этими производными являются О,О-диметил-Nцитизинилфосфат C13H19N2O4P (II), цитизиновинилоксиэтиламинотиомочевины
C16H21N3O2S (III), цитизинодитио-карбамат триэтиламмония С18Н29N3ОS2 (IV),
цитизинодитиокарбамат натрия С12Н13N2ОS2Na (V) и цитизинодитиокарбамат
калия С12Н13N2ОS2K (VI).
12
В таблице 3 приведены результаты экстраполяции термохимических
исследований.
Таблица 3 – Коэффициенты уравнения Нmраст.=a+b m и H0раств., кДж/моль
Соединение
a
I
II
III
36,13
-8,58
11,51
I
IV
V
VI
-6,65
23,90
24,76
22,87
b
96 %-ный этанол
-311,83
377,89
461,88
вода
-99,48
-198,22
-116,26
-129,30
H0раств., кДж/моль
36,130,47
-8,580,14
11,510,18
-0,650,01
23,900,27
24,760,41
22,870,30
Аналогично вышеуказанным соединениям, на калориметре ДАК-I-IA при
25 ºС исследованы энтальпии растворения в воде и в 96 %-ном этаноле при
различных разбавлениях: БАСморфолинодитиокарбамата калия С5Н8NOS2К
(I), сальсолинодитиокарбамата сальсолина С23Н30N2O4S2 (II), которые получены
на уровне квалификации «х.ч.» в ИОСУ (г. Караганда), производные гармина:
гидрохлорид N-оксида С13Н13N2O2Cl (III) и комплекс гармина с
хлорангидридом п-толуолсульфокислоты С20Н19N2O3SCl (IV), комплекс
стахидрина с хлорангидридом п-толуолсульфокислоты С14Н20O4NSCl (V),
выделенные и синтезированные в АО «НПЦ «Фитохимия» на уровне
хроматографической чистоты. В таблице 4 приведены результаты
экстраполяции калориметрических исследований.
Таблица 4 – Коэффициенты уравнения Нmраст.=a+b m и H0раств., кДж/моль
Соединение
a
I
II
54,18
98,58
III
IV
V
30,67
4,23
5,65
b
вода
295,17
2918,5
96 %-ный этанол
-325,31
191,43
226,3
H0раств., кДж/моль
54,20,4
98,61,5
30,670,53
4,230,06
5,650,09
4 Калориметрия растворения некоторых флавоноидов и их
производных в 96 %-ном этаноле, диоксане и диметилформамиде
4.1-4.3 Энтальпия и термохимия растворения пиностробина, оксима
пиностробина, тектохризина, артемизетина, кверцетина, рутина,
эупатилина и его производного 7-метилового эфира эупатилина в
диоксане, 96 %-ном этаноле и диметилформамиде
Подвергаемые
к
калориметрическому
исследованию
кристаллы
пиностробина С16Н14О4 (I), оксима пиностробина С16Н15NО4 (II), тектохризина
С16Н12О4 (III), артемизетина С20Н20О8 (IV), кверцетина C15H10O7 (V), эупатилина
С18Н16О7 (VI) и его производного 7-метиловый эфир эупатилина С19Н18О7 (VII)
13
получены на уровне квалификации «ч.д.а.» и хроматографической чистоты в
лабораториях химии терпеноидов и химии фенольных и стероидных
соединений АО «НПЦ «Фитохимия», а кристаллический рутин С27Н30О16 (VIII)
зарубежной фирмы «Socieqade anonima» (Бразилия), имеет «фармакопейную
чистоту». Ниже в таблице 5 представлены результаты калориметрических
исследований, экстраполированные в область бесконечного разбавления.
Таблица 5 –Уравнения зависимости Нmраст.=a+b m и Н0раст. флавоноидов
Соединение
a
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
74,0
90,6
120,6
37,9
59,6
66,0
72,4
262,8
V
56,0
VI
VII
88,0
111,8
b
диоксан
-11606
-20299
-30380
2482
-1500,5
-1077
-1120
-3608,2
96 %-ный этанол
-917,2
диметилформамид
-1032,0
-575,2
H0раств., кДж/моль
74,00,8
90,61,5
120,61,1
37,90,3
59,60,9
66,00,8
72,40,7
262,81,5
56,00,9
88,00,7
111,80,6
5 Калориметрическое исследование температурной зависимости
теплоемкости ряда терпеноидов
5.1 Методика исследований
Исследование изобарной теплоемкости терпеноидов осуществляли на
калориметре ИТ-С-400. Прибор позволяет измерять замер температуры от
-100 до 400 ºС. Предельная погрешность измерения по паспортным данным
составляет 10,0 %. Градуировка прибора проводилась по стандартному
медному образцу. При каждой температуре через 25 ºС проводились по пять
параллельных опытов, результаты которых усреднялись. Хладагентом служил
жидкий азот. Погрешность удельных теплоемкостей определялась
среднеквадратичным отклонением (  ), а мольная теплоемкость – случайной

составляющей погрешности (  ). Работа калориметра проверялась
определением C0p(298,15) -Al2O3, опытное значение которого совпадало с его
справочным значением с точностью 3,8 %. Верхний предел измерения
температуры составляло Тпл–100, чтобы избежать эффект предплавления.
5.2 Калориметрическое исследование теплоемкостей сесквитерпеновых
лактонов с общей формулой С15Н18О3
Теплоемкость сесквитерпеновых лактонов С15Н18О3 измеряли на
калориметре ИТ-С-400. Графики зависимости Ср0f(Т) лактонов представлены
на рисунке 1. Уравнения указанной зависимости приведены в таблице 6.
14
а
д
б
в
г
Рисунок 1–Температурная
зависимость теплоемкости
арглабина (а), ахиллина (б),
эстафиатина (в), леукомизина
(г), α-сантонина (д)
Таблица 6 – Уравнения зависимости Ср0f(Т) арглабина, ахиллина,
эстафиатина, леукомизина и -сантонина
Соединение
Арглабин
Эстафиатин
-Сантонин
Ахиллин
Леукомизин
Сp = а +вТ + сТ-2, Дж/(моль К)
а
b10-3
-c105
27620
1209
54,44,0
87,57,0
37430
2,600,21
1238
55635
19,41,3
162591
-(3394190)
30717
88449
-(2415135)
30217
127271
31718
-(35,72,6)
94870
23317
-(70652)
-(50,03,7)
40,43,0
73754
-(1007)
∆Т, К
198-223
198-323
198-398
198-248
248-273
273-373
198-223
223-273
273-373
Из данных таблицы 6 и рисунка 1 видно, что ахиллин при 248 К, а
леукомизин при 223 К имеет аномальный пик на кривой Ср0f(Т), что указывает
на наличие фазового перехода II-рода, вероятно, связанные со структурными
перестройками. С учетом Тпр для ахиллина и леукомизина выведены по 3
уравнения зависимости Ср0f(Т). Построен мнемонический квадрат по
значениям Ср0(298,15) лактонов с общей формулой С15Н18О3 (рисунок 2).
Рисунок 2 – Мнемонический квадрат, построенный по величинам стандартной
теплоемкости [Дж/(моль·К] сесквитерпеновых лактонов с общей формулой
С15Н18О3
15
Анализируя полученные результаты при построении мнемонического
квадрата можно наблюдать некоторую симметрию: разница ΔС0р(298,15) между
леукомизином и эстафиатином примерно равна ΔС0р(298,15) между
α-сантонином и ахиллином, также ΔС0р(298,15) между леукомизином и
α-сантонином примерно равна ΔС0р(298,15) между ахиллином и эстафиатином.
Кроме того, наблюдаются следующие интересные корреляции:
[ΔС0р(298,15) α-сантонин - ΔС0р(298,15) Леукомизин] = [ΔС0р(298,15)
α-сантонин - ΔС0р(298,15) Арглабин] + [ΔС0р(298,15) Арглабин - ΔС0р(298,15)
Леукомизин],
(8)
[ΔС0р(298,15) Ахиллин - ΔС0р(298,15) Эстафиатин] = [ΔС0р(298,15) АхиллинΔС0р(298,15) Арглабин] + [ΔС0р(298,15) Арглабин - ΔС0р(298,15)
Эстафиатин].
(9)
5.3–5.4
Калориметрическое
исследование
теплоемкости
сесквитерпеновых лактонов диметиламиноарглабина, гидроиодида
диметиламиностизолина, артемизинина, аустрицина и тритерпеноида
бетулина
Аналогично
предыдущим
соединениям
методом
динамической
калориметрии на приборе ИТ-С-400 измерены теплоемкости сесквитерпеновых
лактонов
гидрохлорида
диметиламиноарглабина
С17Н25О3NHCl
(I),
гидроиодида диметиламиностизолина С17Н28О4NJ (II), артемизинина С15Н22О5
(III), аустрицина С15Н18О4 (IV) и тритерпеноида бетулина С30Н50О2 (V). На
рисунке 3 представлены графики зависимости С0р~f(Т) исследуемых лактонов.
Из рисунка 3 видно, что на кривой зависимости С0р~f(T) у артемизинина при
223 К и у бетулина 323 К наблюдаются скачки теплоемкости, связанные
вероятно, со структурными перестройками и фазовыми переходами II-рода.
С учетом указанных температур фазовых переходов для данных лактонов, а
также для остальных соединений выведены уравнения зависимости С0р~f(T),
которые приведены в таблице 7.
а
б
в
г
16
д
Рисунок 3 – Температурная
зависимость теплоемкости
гидрохлорида диметиламиноарглабина (а), гидроиодида
диметиламиностизолина (б),
артемизинина (в), аустрицина (г),
бетулина (д)
Таблица 7 – Уравнения зависимости С0р~f(T) ряда лактонов и их производных
от температуры
Соединение
Гидрохлорид диметиламиноарглабина
Гидроиодид диметиламиностизолина
Артемизинин
Аустрицин
Бетулин
Коэффициенты уравнения
ΔТ, К
С0р = а + в·Т + с·Т-2, Дж/(моль·К)
а
в·10-3
-с·105
198-423
23813
50027
44,02,3
453
127777
14,01,0 198-298,15
198-223
18,81,4
73359
223-273
71557
-(2395192)
273-373
63851
13911
46737
198-323
1036
70839
292
198-323
-(20314)
3671247
15710
323-348
4580308 -(11604781)
4714317 -(4897329)
2870193 348-473
6. Калориметрическое исследование температурной зависимости
теплоемкости ряда алкалоидов, их производных и других биологически
активных соединений
6.1 – 6.5 Калориметрическое исследование теплоемкостей гидрохлорида
и нитрата анабазина, цитизина и их производных: цитизинодитиокарбамата триэтиламмония, цитизинодитиокарбамата натрия,
цитизинодитиокарбамата калия, сальсолинодитиокарбамата сальсолина и
морфолинодитиокарбамата калия
Методом
калориметрии
исследована
температурная
зависимость
теплоемкости гидрохлорида анабазина С10Н14N2HCl (I), нитрата анабазина
С10Н14N2HNO3 (II), гидробромида лаппаконитина С32Н44N2О8HBr (III), цитизина
С11Н14N2О (IV), цитизинодитиокарбамата триэтиламмония С18Н29N3ОS2 (V),
цитизинодитиокарбамата натрия С12Н13N2ОS2Na (VI), цитизинодитиокарбамата
калия С12Н13N2ОS2K (VII), сальсолинодитиокарбамата сальсолина С23Н30N2О4S2
(VIII) и БАСморфолинодитиокарбамата калия С5Н8NОS2K (IX).
Математической обработкой экспериментальных данных выведены
уравнения температурной зависимости теплоемкости исследуемых алкалоидов,
которые описываются следующими уравнениями [Дж/моль·К]:
Coр(I)= (145±8) + (824 ±16)10-3 Т – (24,7±1,3)105 Т-2, (198-448 К)
(10)
o
-3
5 -2
C р(II)= (152±10) + (733 ±49)10 Т – (54,0±4,0)10 Т , (198-398 К)
(11)
о
-3
5 -2
С р1(III)=(23,81,2)+(1987103)10 Т+(3,00,2)10 Т , (198-273 К)
(12)
о
-3
5 -2
С р2 (III)=–(116260)+(6197323)10 Т+(30,01,6)10 Т , (273-348 К) (13)
Сор3 (III)=(4431231)-(9780509)10-3Т,
(348-373 К)
(14)
о
-3
5 -2
С р4(III)=–(31816)+(2400125)10 Т+(284,014,8)10 Т , (373-448 К)
(15)
0
.
-3
.
–5 -2
С р (IV) = (37320) – (25414) 10 Т – (704) 10 Т ,
(198-298,15 К) (16)
о
-3
5 -2
С р(V) =– (68,54,9)+(1455105)10 Т+(4,260,31)10 Т , (173-398 К) (17)
Сор(VI) = (34,22,5)+(56641)10-3Т – (16,61,22)105Т-2 , (173-473 К) (18)
Сор(VII) = – (47531)+(2586170)10-3Т – (36,72,4)105Т-2, (173-348 К) (19)
С0р(VIII)= (60440) + (1449).10 -3Т – (60,14,0) .105 Т-2 . (173-348 К) (20)
С0р (IX)= –(86,35,84)+(825,755,9).10 -3Т+(25,11,70) .105 Т-2, (173-348 К) (21)
17
Из результатов исследований вытекает, что гидробромид лаппаконитина при
348 К претерпевает фазовый переход II-рода.
7. Калориметрическое исследование температурной зависимости
теплоемкости некоторых флавоноидов
7.1–7.2 Температурная зависимость теплоемкости пиностробина,
оксима пиностробина, кверцетина, рутина
Аналогично предыдущим терпеноидам и алкалоидам впервые на
калориметре ИТ-С-400 исследованы температурные зависимости теплоемкости
флавоноидов пиностробина С16Н14O4 (I), оксима пиностробина С16Н15NO4 (II),
кверцетина С15Н14O7 (III) и рутина С20Н30O16 (IV).
В результате калориметрических исследований установлено, что кверцетин
при 423 К претерпевает скачок теплоемкости, обусловленный структурными
перестройками и фазовым переходом II-рода. С учетом температуры фазового
перехода из опытных данных выведены уравнения зависимости С0р~f(T)
соединений, которые представлены в таблице 8.
Таблица 8 – Уравнения зависимости С0р~f(T) ряда флавоноидов, их
производных от температуры
Соединение
Пиностробин
Оксим пиностробина
Кверцетин
Рутин
Коэффициенты уравнения
С0р = а + в·Т + с·Т-2, Дж/(моль·К)
а
в·10-3
-с·105
-(1108)
1636119
5,10,4
493
78857
252
17212
78156
453
3220229
-(6482461)
-(61644)
62343
-(47934)
60141
62343
826
ΔТ, К
198-323
173-398
173-423
423-448
448-523
198-298,15
7.3 Применение методов изотермической и динамической калориметрии
для исследования полиморфизма у некоторых биологически активных
веществ, составляющих основу лекарственных средств
В настоящее время в нашу республику из дальнего зарубежья поступают
многие препараты для применения в лечебной практике. Одними из них
являются препараты «Кирин» (Кипр) и «Спектиномицин» (Италия). Эти
препараты представляют собой антибиотик спектиномицина трициклической
структуры из группы аминоциклотолов в виде соли – гидрохлорида
пентагидрата с чистотой на уровне фармакопейной. Препараты имеют
одинаковую
брутто-формулу
С14H24N2O72HCl5H2O.
Проведенные
Фармакопейным Комитетом МЗ РК исследования показали ряд расхождений их
по фармакопейным характеристикам. В связи с этим, для выяснения природы
различий указанных препаратов, нами проведены калориметрические
исследования по определению ΔН0 растворения в воде указанных препаратов
при различных разбавлениях (1:12000, 1:15000, 1:18000/моль вещества:моль
воды) на приборе ДАК-I-IA и измерения их теплоемкостей на калориметре
ИТ-С-400.
18
Результаты калориметрических исследований растворения показывают, что
ΔН0 растворения «Спектиномицина» монотонно уменьшается с увеличением
степени разбавления (24,3422,4820,05 кДж/моль), а ΔН0 растворения
«Кирина» имеет немонотонный характер, т.е. сначала увеличивается, затем
снижается (22,4029,5626,59 кДж/моль). Н0растворения «Спектиномицина» имеет линейный характер, а «Кирина» - параболический. Кроме того
разница Н0растворения веществ при разбавлении 1:15000 отличается на 7,08
кДж/моль.
Данные измерения теплоемкости показывают, что значение С0р(298,15)
«Кирина» (115185 Дж/(мольК)) также отличается от величины С0р(298,15)
«Спектиномицина» (117692 Дж/(мольК)) на 25 Дж/(мольК).
Вышеуказанные данные калориметрических исследований показывают на
вероятность наличия полиморфизма в действующем веществе указанных
лекарственных средств.
8. Оценка термодинамических свойств терпеноидов, флавоноидов,
алкалоидов и их производных
В данной главе представлены результаты расчетов и оценка Н0сгорания,
Н0пл, fН0(298,15) исследуемых соединений, т.к. экспериментальные
определения указанных термодинамических констант биологически активных
соединений являются весьма трудоемкими, дорогостоящими приемами и
процессами.
8.1-8.3 Расчет стандартной энтальпии сгорания, энтальпии плавления и
стандартной энтальпии образования кристаллических терпеноидов,
алкалоидов и флавоноидов
Н0сгорания природных соединений нами рассчитаны по известным
методам Караша и Фроста, как наиболее подходящие для учета вкладов
различных групп в энтальпию сгорания. Полученные по указанным двум
методам Н0сгорания, затем усредняли. Н0пл соединений оценивали
эмпирическими уравнениями.
С использованием Н0сгорания по циклу Гесса рассчитывали стандартные
энтальпии образования жидких (расплавленных) биологически активных
веществ, а затем с учетом Н0пл вычислили fН0(298,15) их твердой
модификации. На основе вышеуказанных методов вычислены Н0сгорания,
Н0пл, fН0(298,15) 34 терпеноидов, 34 алкалоидов и 7 флавоноидов и их
производных. Ниже в таблице 9 приведены результаты расчетов
термодинамических свойств на примере терпеноидов и их производных.
Таблица 9 – Термодинамические свойства терпеноидов, кДж/моль
№
п.п.
1
1
2
3
4
5
Соединение
2
Арглабин С15Н18О3
Ахиллин С15Н18О3
Эстафиатин С15Н18О3
Леукомизин С15Н18О3
Сантонин С15Н18О3
Н0сгор.,
кДж/моль
3
8144
8185
8158
8185
8256
19
Н0пл, -Н0(298,15), кДж/моль
кДжмоль жид. сост. твер. сост
4
5
6
48,5
336,7
385,2
54,3
295,8
350,1
48,8
322,8
371,6
61,5
295,8
357,3
57,5
224,8
282,3
Продолжение таблицы 9
1
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
2
Аустрицин С15Н18О4
Артемизин С15Н18О4
Анобин С15Н20О5
Арборесцин С15Н20О3
Артаусин С15Н22О3
Арлатин С15Н22О4
Артемин С15Н22О4
Артепаулин С15Н22О3
Гроссгемин С15Н18О4
Гроссмизин С15Н18О4
Грацилин С15Н20О3
Тауремизин С15Н20О4
Ханфиллин С15Н20О3
Матрикарин С17Н20О5
Стизолицин С19Н24О7
Бетулин С30Н50О2
Глицирретовая кислота С30Н46О4
Гидрохлорид диметиламиноарглабина
С17Н25O3NHCl
Нитрат диметиламиноарглабина
С17Н25О3НNO3
Метилиодид диметиламиноарглабина
С18Н28О3NI
Метилиодид диэтиламиноарглабина
С20Н32О3NI
Метилиодид диметиламиногроссгемина C18H28O4NI
Метилиодид диэтиламиногроссгемина
C20H32O4NI
Гидроиодид диметиламиностизолина
С17Н28О4NI
Оксим гроссмизина C15H19NO4
9-гидроксиэпибальзамин С20Н26О6
8-(4-гидроксисенециоат),
9-гидроксиэпибальзамин С20Н26О7
Пиразольное производное пулегона
С10Н16N2О2
Оксим циклоартемизиа кетона
С9H17NO
3
8406
8569
8706
8910
8828
8706
8869
8460
8406
8679
8597
8774
9366
10722
17929
17991
4
54,8
69,3
75,0
54,3
63,4
71,0
75,4
57,2
69,3
62,8
49,7
66,4
61,0
93,1
133,7
299,0
336,0
5
74,8
74,8
197,4
61,0
143,0
224,4
347,0
184,0
20,04
74,8
88,0
170,0
6,73
187,4
192,0
605,3
401,0
6
129,6
144,1
272,4
115,3
206,4
295,4
422,4
241,2
90,0
137,6
137,7
236,3
54,3
280,5
326,0
904,3
737,0
10014
15,8
398,5
414,3
9994
14,8
418,9
433,7
10792
16,7
300,3
317,0
11991
15,4
318,0
333,4
10697
17,4
395,5
412,9
12005
12,5
447,2
459,7
10356
8610
11539
22,0
164,0
154,3
342,3
13,6
54,5
364,3
177,6
209,0
11457
168,0
136,3
304,3
6117
35,2
108,7
143,9
5831
27,2
144,1
171,4
8.4. Оценка стандартных энтальпий образования солей неорганических
кислот терпеноидов и алкалоидов
Из результатов калориметрических исследовааний с использованием
справочных значений стандартных теплот образования ионов Cl-,Br- и I- в
водном растворе вычислены ∆fH0(298,15) сложных катионов (таблица 10).
20
Таблица 10 – Стандартные энтальпии образования водных растворов катионов,
входящих в состав терпеноидов и алкалоидов
Ион
-∆fH0(298,15, р-р,
Н2О, ст.сост.)
229,9
174,9
188,7
313,5
[C17H25O3NH]+
[С18Н28О3N]+
[С20Н32О3N]+
[С18Н28О4N]+
Ион
-∆fH0(298,15, р-р,
Н2О, ст.сост.)
380,6
183,5
57,4
598,8
[С20Н32О4N]+
[С17Н28О4N]+
[С10Н14N2H]+
[С32Н44N2O8H]+
Таблица 11 – Стандартные теплоты образования производных [С18Н28О4N]+ (Х),
[С20Н32О4N]+ (У) и [С17Н28О4N]+ (Z), кДж/моль (точность расчета 5%)
№
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Соединение
2
ХF
ХBr
ХСl
ХClO3
ХСlO4
ХBrO3
ХIO3
Х2SO4
Х2SO3
Х2SeO4
Х2TeO4
Х2S2O3
Х2SeO3
Х2TeO3
Х2S
Х2Sе
ХNO3
ХNO2
Х3PO4
Х4P2O7
Х2CO3
Х2C2O4
ХAlO2
ХBO2
ХReO4
ХMnO4
Х2Cr2O7
Х2CrO4
Х2WO4
Х2MoO4
ХVO3
ХNbO3
Х3AsO4
-∆f Н0
(298,15)
3
633
431
469
436
452
423
577
1526
1241
1204
1405
1298
1097
1129
550
595
529
423
2167
3437
1281
1448
1214
1041
1160
898
2175
1513
1712
1534
1224
1402
1797
№
4
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
Соединение
5
УF
УBr
УСl
УClO3
УСlO4
УBrO3
IO3
У2SO4
У2SO3
У2SeO4
У2TeO4
У2S2O3
У2SeO3
У2TeO3
У2 S
У2Sе
УNO3
УNO2
У3PO4
У4P2O7
У2CO3
У2C2O4
УAlO2
УBO2
УReO4
УMnO4
У2Cr2O7
У2CrO4
У2WO4
У2MoO4
УVO3
УNbO3
У3AsO4
21
-∆f Н0
(298,15)
6
699
498
534
507
521
494
647
1659
1372
1335
1545
1433
1227
1260
662
709
597
490
2365
3738
1413
1582
1278
1106
1229
969
2312
1649
1847
1667
1292
1470
1995
№
7
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
Соединение
8
ZF
ZBr
ZСl
ZClO4
ZClO3
ZBrO3
ZIO3
Z2SO4
Z2SO3
Z2SeO4
Z2TeO4
Z2S2O3
Z2SeO3
Z2TeO3
Z2S
Z2Sе
ZNO3
ZNO2
Z3PO4
Z4P2O7
Z2CO3
Z2C2O4
ZAlO2
ZBO2
ZReO4
ZMnO4
Z2Cr2O7
Z2CrO4
Z2WO4
Z2MoO4
ZVO3
ZNbO3
Z3AsO4
-∆f Н0
(298,15)
9
5055
302
342
317
297
285
440
1268
986
948
1133
1037
846
876
333
374
397
291
1785
2959
1026
1189
1088
917
1025
761
1908
1250
1450
1276
1092
1270
1414
На основании фундаментальных величин – стандартных энтальпий
образования катионов производных природных соединений и с использованием
ионных инкрементов анионов известного в литературе метода, рассчитаны
стандартные энтальпии образования 264 сесквитерпеновых лактонов
производных арглабина, гроссгемина, стизолина и алкалоидов анабазина,
лаппаконитина, результаты которых на примере стандартных энтальпий
образования производных диметиламиногроссгемина, диэтиламиногроссгемина
и диметиламиностизолина приведены в таблице 11.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Впервые методом изотермической калориметрии при 25˚С путем
экстраполяции экспериментальных данных при различных разбавлениях
определены стандартные энтальпии растворения в диоксане (I) и 96%-ном
этаноле (II) следующих природных соединений и их производных:
терпеноидов- арглабина [16,60,3 (I) и 22,70,5 (II)], ахиллина [24,80,4 (I) и
27,80,8 (II)], эстафиатина [22,00,3 (I) и 21,80,3 (II)], леукомизина [36,30,6
(I) и 21,70,2 (II)], -сантонина [35,00,2 (I)], артемизинина [38,30,5 (I) и
32,20,3 (II)], дигидрата аустрицина [55,3  0,4 (II)], матрикарина [63,10,8 (I)],
стизолицина [118,51,0 (II)], гидроиодида диметиламиностизолина [39,10,6
(II)], дигидрата гроссмизина [68,40,9(II)], оксима гроссмизина [39,90,6 (II)],
пиразольного производного пулегона [47,40,6 (II)], оксима циклоартемизиа
кетона [55,80,9 (II)], 9-гидроксиэпи-бальзамина [50,10,45 (I)], 8-(4гидроксисенециоат) 9-гидроксиэпибальза-мина [78,21,74 (I)], бетулина
[109,01,4 (I)], глицирретовой кислоты [43,50,5 (II)]; алкалоидов – цитизина
[36,10,5
(II)],
О,О-диметил-N-цитизинилфосфата
[-8,580,14
(II)],
цитизиновинилоксиэтиламинотиомочевины [11,510,18 (II)], гидрохлорида Nоксида [30,670,53 (II)], комплекса гармина с хлорангидридом птолуолсульфокислоты [4,230,06 (II)], комплексa стахидрина с хлорангидридом
п-толуолсульфокислоты [5,650,09 (II)]; флавоноидов – кверцетина [59,60,9 (I)
и 56,00,9 (II)], пиностробина [74,00,8 (I)], тектохризина [90,61,5 (I)],
артемизетина [120,61,1 (I)], кверцетина [59,60,9 (I)], оксима пиностробина
[37,90,3 (I)], рутина [262,71,4 (I)], эупатилина [66,00,8 (I) и 88,00,7 в
диметилформамиде], 7-метилового эфира эупатилина [72,40,7 (I) и 111,80,6 в
диметилформамиде)], а также стандартные теплоты образования в бесконечно
разбавленном водном растворе (III): терпеноидов – гидрохлорида
диметиламиноарглабина [7,20,3 (III)], нитрата диметиламино-арглабина
[34,40,4 (III)], метилиодидов диметиламиноарглабина [90,11,4 (III)] и
диэтиламиноарглабина [89,51,5 (III)], метилиодидов диметиламиногроссгемина [44,10,6 (III)] и диэтиламиногроссгемина [23,80,3 (III)],
гидроиодида диметиламиностизолина [125,50,9 (III)]; алкалоидов –
гидрохлорида анабазина цитизина [5,30,1 (III)], нитрата анабазина [20,40,1
(III)], гидробромида лаппаконитина [-6,20,2 (III)], цитизинодитиокарбамата
22
триэтиламмония [23,30,3 (III)], цитизинодитиокарбамата натрия [24,80,4
(III)], цитизинодитиокарбамата калия [22,90,3 (III)], морфолинодитиокарбамата калия [54,20,4 (III)], сальсолинодитиокарбамата сальсолина
[98,581,48 (III)] кДж/моль.
2. Впервые исследованы энтальпии взаимодействия водного раствора
гидрохлорида
диметиламиноарглабина,
гидрохлорида
анабазина
и
гидробромида лаппаконитина с кристаллическим AgNO3. В ходе реакций
получены новые производные природных соединений – нитраты
диметиламиноарглабина, анабазина и лаппаконитина.
3. Несмотря на одинаковую брутто формулу сесквитерпеновых лактонов
арглабина, ахиллина, эстафиатина, леукомизина и -сантонина стандартные
энтальпии растворения их в диоксане и 96%-ном этаноле существенно
отличаются друг от друга, что подтверждают их структурные особенности.
Калориметрическое исследование энтальпии растворения в воде при различных
разбавлениях, имеющих одинаковую брутто формулу (C17H24N2O7∙2HCl∙5H2O –
гидрохлорид спектиномицина пентагидрат) препаратов «Кирин» и
«Спектиномицин» также показали, что они от степени разбавления
растворяются по разному: первое – по параболической, второе – по линейной
корреляции. Эти данные указывают на возможное существование
полиморфизма в действующем веществе указанных препаратов.
4. Впервые
методом
динамической
калориметрии
исследованы
0
температурные зависимости теплоемкости С рf(Т) (I), выведены уравнения,
описывающие их и определены экспериментальные значения стандартных
теплоемкостей (II) терпеноидов – арглабина [I=198-323 K; II=24516],
эстафиатина [I=198-323 K; II=20315], ахиллина [I=198-373 K; II=32021],
леукомизина [I=198-373 K; II=1458], артемизинина [I=198-373 K; II=15013],
-сантонина [I=198-398 K; II=26619], гидрохлорида диметиламиноарглабина
[I=198-423 K; II=3457], гидроиодидаминостизолина [I=198-298,15 K;
II=42328], бетулина [I=198-473 K; II=72255], аустрицина [I=198-323 K;
II=2808]; алкалоидов – гидрохлорида анабазина [I=198-448 К; II=20217],
нитрата анабазина [I=198-398 К; II=30913], гидробромида лаппаконитина
[I=198-448К; II=74417], цитизина [I=198-323 K; II=32725], цитизинодитиокарбамата триэтиламмония [I=173-373 K; II=37021], цитизинодитиокарбамата
натрия [I=173-473 K; II=17416], цитизинодитиокарбамата калия [I=173-348 K;
II=34617], морфолинодитиокарбамата калия [I=173-348 K; II=20015],
сальсолинодитиокарбамата сальсолина [I=173-348 K; II=56137]; флавоноидов
– пиностробина [I=198-323 K; II=30522], оксим пиностробина [I=173-398 K;
II=25522], кверцетина [I=198-523 K; II=36631], рутина [I=198-298,15 K;
II=69532] Дж/(моль∙К).
5. Экспериментально определенные значения стандартных теплоемкостей
сесквитерпеновых лактонов с одинаковой брутто формулой С15Н18О3арглабина, ахиллина, эстафиатина, леукомизина и -сантонина существенно
23
отличаются друг от друга, что обусловлено их структурными различиями.
Построен мнемонический квадрат взаимосвязи С0р(298,15) указанных лактонов.
6. На кривых зависимостях С0рf(T) у ахиллина при 248 К, леукомизина-223
К, артемизинина-223К, бетулина-323 К, кверцетина-423 К наблюдаются λобразные эффекты, вероятно, связанные с фазовыми переходами II-рода, со
структурными перестройками и другими изменениями их физико-химических и
физических свойств.
7. Впервые приближенными методами вычислены энтальпии сгорания,
плавления и стандартные энтальпии образования более 70 терпеноидов,
алкалоидов, флавоноидов и их производных.
8. Комбинированием экспериментальных и расчетных данных впервые
определены стандартные термодинамические константы - стандартные
энтальпии образования в водном растворе сложных по составам ионов[С17Н25О3NН]+ (-229,9); [С18Н28О2N]+ (-174,9); [С20Н32О3N]+ (-188,7);
[С18Н28О4N]+ (-313,5); [С20Н32О4N]+ (-380,6); [С17Н28О4N]+ (-183,5); [С10Н14N2Н]+
(-57,4); [С32Н44N2О8Н]+ (-598,8) кДж/моль, с использованием которых методом
ионных инкрементов впервые вычислены стандартные энтальпии образования
264 производных – солей неорганических кислот арглабина, гроссгемина,
стизолина, анабазина, лаппаконитина.
9. Найдены корреляции между стандартной энтальпией образования,
молекулярным весом и ионного радиуса заместителя. Выявлено, что величины
стандартных энтальпий образования исследуемых соединений увеличиваются в
связи с возрастанием их молекулярных масс. С повышением порядкового
номера и ионного радиуса у галогенов значения ∆fН0(298,15) галогенидных
производных арглабина, гроссгемина и стизолина уменьшаются в ряду от F к I.
Соединения, имеющие общие брутто-формулу обладают разными величинами
теплот образования, что также указывают на их структурные различия.
Оценка полноты решения поставленных задач. Все запланированные
задачи
выполнены
полностью.
Экспериментальной
калориметрией
исследованы при различных разбавлениях энтальпии растворения в диоксане,
96 %-ном этаноле и воде большего числа терпеноидов, алкалоидов,
флавоноидов и их производных, на основе которых вычислены их стандартные
энтальпии растворения в указанных растворах. Методом динамической
калориметрии исследованы температурные зависимости теплоемкости
изучаемых соединений, для некоторых установлены температуры -переходов.
Для 339 соединений рассчитаны стандартные термодинамические функции.
Рекомендации
по
конкретному
использованию
результатов
исследования. Результаты, полученные при выполнении диссертационной
работы, вносят определенный вклад в физическую химию биологически
активных соединений: терпеноидов, алкалоидов и флавоноидов, являются
исходными информационными материалами для загрузки в фундаментальные
банки данных и включения в справочники, представляют интерес для
стандартизации и сертификации БАС, являющихся действующими веществами
лекарственных препаратов, для физико-химического моделирования процессов
с участием БАС и их производных, а также могут использоваться при чтении
24
спецкурсов для вузов по термохимии и химической термодинамики БАС и их
производных.
Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими
достижениями в данной области. Представленные в диссертационной работе
результаты по термохимическим и термодинамическим исследованиям
терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных получены впервые и
аналогов в ближнем и дальнем зарубежье нет. Основные результаты
исследований опубликованы в реферируемых и рецензируемых ведущих
научных журналах РАН химического профиля, как «Журнал физической
химии», «Журнал прикладной химии», переводимые в дальнем зарубежье, что
также указывает на достаточный их научный уровень.
Список опубликованных работ по теме диссертации
1 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б. и др.
Термодинамические свойства гидрохлорида анабазина и его аналогов//Журнал
прикладной химии. РАН. – 2003. – Т. 76, вып. 1. – С. 31-34.
2 Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М.,
Турмухамбетов А.Ж. Калориметрическое исследование теплоемкости нитрата
анабазина и гидробромида глауцина//Журнал прикладной химии. РАН. – 2003.
– Т. 76, вып. 8. – С. 1396-1397.
3 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Турмухамбетов А.Ж., Касенова Ш.Б.,
Мустафин Е.С., Адекенов С.М., Кричевский Л.А. Термохимия гидробромида
лаппаконитина и его аналогов//Журнал прикладной химии. РАН. –2003.
– Т. 76, вып. 12. – С. 1971-1975.
4 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Адекенов
С.М. Термохимические характеристики ряда терпеноидов, алкалоидов и
флавоноидов//Журнал прикладной химии. РАН. – 2004. – Т. 77, вып.3. – С. 514516.
5 Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Абильдаева А.Ж., Адекенов С.М., Касенов
Б.К., Джалмахамбетова Р.И. Термодинамические свойства метилиодида
диметиламиноарглабина С18Н28O3NI и его аналогов//Журнал прикладной
химии. РАН. – 2004. – Т. 77, вып. 7. – С. 1094-1097.
6 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Тулеуов Б.И., Адекенов С.М., Касенов
Б.К. Калориметрическое исследование теплоемкости цитизина и энтальпии
растворения его в воде и этаноле//Журнал прикладной химии. РАН. – 2004.
– Т. 77, вып. 12. – С. 1942-1944.
7 Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Абильдаева А.Ж., Адекенов С.М., Касенов
Б.К.,
Джалмахамбетова
Р.И.
Теплоты
растворения
метилиодида
диэтиламиноарглабина
С20Н31О3NI
и
термодинамические
свойства
производных метилэтиламиноарглабина//Журнал физической химии. РАН.
– 2005. – Т. 79, № 1. – С. 72-75.
8 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Газалиев
А.М., Фазылов С.Д., Нухулы А., Болдашевский А.В. Термодинамические
свойства сальсолинодитиокарбамата сальсолина//Журнал прикладной химии.
– 2005. – Т. 78, вып. 12. – С. 2062-2064.
25
9 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Газалиев
А.М., Фазылов С.Д., Нухулы А., Болдашевский А.В. Термодинамические
свойства производных цитизинодитиокарбаматов//Журнал прикладной химии.
РАН. – 2006. – Т. 79, вып. 7. – С. 1082-1085.
10 Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж. Ивасенко С.А., Атажанова А.Ж.,
Адекенов С.М., Касенов Б.К. Термохимия и оценка термодинамических свойств
метилиодидов диметиламиногроссгемина, диэтиламиногроссгемина и их
аналогов//Журнал прикладной химии. РАН. – 2006. – Т. 79, вып. 8. – С. 12541258.
11 Болдашевский А.В., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М.,
Нухулы А., Касенов Б.К., Газалиев А.М., Фазылов С.Д. Термохимия
морфолинодитиокарбамата калия//Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79,
вып. 10. – С. 1725-1727.
12 Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Абильдаева А.Ж., Оскембеков И.М.,
Касенов Б.К., Адекенов С.М., Фазылов С.Д. Термохимия некоторых
производных алкалоида цитизина//Журнал прикладной химии. РАН. – 2008.
– Т.81, вып. 12. – С. 2030-2033.
13 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин Е.С., Касенов
Б.К. Калориметрическое исследование энтальпии растворения пиностробина в
диоксане и его теплоемкость в интервале 173-323 К//Доклады НАН РК. – 2002.
– №1. – С. 38-41.
14 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Адекенов С.М.,
Поляков В.В., Касенов Б.К. Стандартные энтальпии растворения кверцетина в
диоксане и 96%-ном этаноле //Доклады НАН РК. – 2003. – №2. – С. 73 -76.
15 Касенов Б.К., Адекенов С.М., Саякова Г.М., Касенова Ш.Б., Тухметова
Ж.К., Абильдаева А.Ж., Верболович В.П. Калориметрическое исследование
энтальпии растворения антибиотиков «Кирина» и «Спектиномицина» в воде
очищенной и их теплоемкостей в интервале 173–298 К//Доклады НАН РК.
– 2004. – № 2. – С. 45-49.
16 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Мустафин
Е.С. Калориметрическое исследование энтальпии растворения сесквитерпенового лактона артемизинина в диоксане и 96%-ном этаноле//Вестник МОН и
НАН РК. – 2002. – №1. – С. 68-70.
17 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Мустафин
Е.С. Калориметрическое исследование энтальпии растворения сесквитерпеновых лактонов с общей формулой С15Н18О3 (арглабина, ахиллина,
эстафиатина, леукомизина) в диоксане и 96%-ном этаноле//Вестник МОН и
НАН РК. – 2002. – № 3. – С. 94-98.
18 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Мустафин
Е.С. Исследование теплоемкости сесквитерпеновых лактонов арглабина,
ахиллина, эстафиатина и леукомизина в интервале 173-373 К//Вестник
Павлодарского государственного университета. – 2002. – №1. – С.53-55.
19 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Мустафин Е.С., Адекенов С.М., Касенова
Ш.Б., Турмухамбетов А.Ж. Рентгенографическое и термохимическое
исследование гидробромида лаппаконитина//Вестник КазНУ. Серия хим.
– 2002. – № 2. – С. 44-49.
26
20 Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Абильдаева А.Ж., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К., Поляков В.В. Энтальпия растворения тритерпеноида бетулина в
диоксане и его теплоемкость в интервале 198–473 К//Известия НАН РК. Серия
хим. – 2004. – № 2. – С. 36-41.
21 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Турмухамбетов А.Ж., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К., Мустафин Е.С. Оценка стандартных теплот образования
гидробромида лаппаконитина и его аналогов//Вестник КазНУ. им. аль-Фараби.
Серия хим. Материалы Международной научно-практической конференции
“Термодинамика и кинетика равновесных и неравновесных химических
процессов”, посвященной 70-летию со дня рождения проф. Х.К. Оспанова.
– Алматы. КазНУ им. аль-Фараби, 23-25 сентября, 2002. – № 3. – С. 291-293.
22 Тухметова Ж.К., Гафуров Н.М., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б.,
Абильдаева А.Ж., Касенов Б.К. Стандартная энтальпия растворения
глицирретовой кислоты в 96%-ном этаноле//Синтез, превращение, свойства
синтетических и природных органических соединений и полимеров: сб. науч.
тр. (межвуз.) КарГУ им. Букетова. – Караганда: Изд-во КарГУ им. Е.А.
Букетова. – 2002. – С. 29-32.
23 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К., Талжанов Н.А. Термохимическое исследование энтальпии
растворения аустрицина в 96%-ном этаноле//Журнал «Наука и техника
Казахстана». ПГУ им. С. Торайгырова. – 2003. – № 2. – С. 10-13.
24 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Мустафин
Е.С. Оценка термодинамических свойств сесквитерпенового лактона
артемизинина и его теплоемкость в интервале 173-373К//Развитие фитохимии и
перспективы создания новых лекарственных препаратов. Книга 2. Биологически активные вещества из растений, их химическая модификация и
биоскрининг: сб. науч. тр. Института фитохимии. – Алматы: Ғылым, 2004.
– С. 105 -111.
25 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Мустафин
Е.С. Термохимия -сантонина//Развитие фитохимии и перспективы создания
новых лекарственных препаратов. Книга 2. Биологически активные вещества из
растений, их химическая модификация и биоскрининг: сб. науч. тр. – Алматы:
Ғылым, 2004. – С.112-119.
26 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Сулейменов Е.М., Атажанова Г.А.,
Адекенов С.М., Касенов Б.К. Термохимия и оценка термодинамических свойств
монотерпеноида оксима циклоартемизиакетона//Вестник КазНУ им. альФараби. Материалы IV–го Международного Беремжановского съезда по химии
и химической технологии. – 2004. – № 4(36). – С.253-255.
27 Касенова Ш.Б. Термохимия ряда сесквитерпеновых лактонов и их
производных//Химический журнал Казахстана. – 2005. – №3. – С. 246-256.
28 Касенова Ш.Б. Термохимическое и термодинамическое исследование
ряда флавоноидов//Вестник НАН РК. – 2005. – №3. – С. 90-98.
29 Касенова Ш.Б. Термодинамические свойства ряда алкалоидов и их
производных//Вестник КазНУ им. аль-Фараби. Серия хим. – 2005. – № 4.
– С. 138-149.
27
30 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Сулейменов Е.М., Атажанова Г.А.,
Касенов Б.К. Энтальпии растворения 9-гидроксиэпибальзамина и 8-(4гидроксисенециоат),
9-гидроксиэпибальзамина
в
диоксане,
их
термодинамические свойства//Химический журнал Казахстана. – 2005. – №3.
– С. 257-262.
31 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Сулейменов Е.М., Касенов Б.К.,
Адекенов С.М. Термохимия сесквитерпенового лактона матрикарина//Вестник
НАН РК. – 2005. – № 5. – С. 8-10.
32 Касенова Ш.Б. Термохимия новых биологически активных веществ –
нитратов
диметиламиноарглабина
С17Н25О3NHNO3
и
анабазина
С10Н14N2HNO3//Изв. НАН РК. Сер. хим. – 2008. – № 3. – С. 60-62.
33 Касенова Ш.Б. Энтальпии растворения ряда терпеноидов, алкалоидов,
флавоноидов и их производных в диоксане, 96%-ном этаноле и воде//Вестник
КарГУ им. Е.А. Букетова. Серия хим. – 2008. – №4 (52). – С. 4-10.
34 Касенова Ш.Б. Калориметрическое исследование температурной
зависимости теплоемкости ряда терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их
производных//Вестник КарГУ им. Е.А. Букетова. Серия хим. – 2008. – №4 (52).
– С. 10-15.
35 Касенова Ш.Б. Оценка энтальпий плавлений терпеноидов, алкалоидов,
флавоноидов и их производных//Известия НАН РК. Сер. хим. – 2009. – № 1.
– С. 37-40.
36 Kasenov B.K., Tukhmetova J.K., Mustafin E.S., Kagarlitskyi A.D., Kasenova
Sh.B., Turmukhambetov A.J., Adekenov S.M. Calorimetriс studi of Anabasine
Hydrochlorides//IVth International symposium on the chemistry of natural
Сompounds. – Isparta, 6-8 june, 2001. – P. 122.
37 Kasenov B.K., Tukhmetova J.K., Mustafin E.S., Kulyiasov A.T., Kasenova
Sh.B., Adekenov S.M. Thermochemistry of Dimethilaminoarglabin Hydrochloride
//4 th International symposium on the chemistry of natural Сompounds. – Isparta, 6-8
june, 2001. – P. 123.
38 Kasenov B.K., Talzhanov N.A., Kasenova Sh.B., Tukhmetova Zh.K.,
Adekenov S.M. Thermodynamic properties of the sesquiterpene lactone grossmisine
oxime//VIth International Symposium on the chemistry of natural compounds
(SCNC). – Ankara-Turkey, 28-29 June, 2005. – P. 94.
39 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин
Е.С. Термодинамические свойства производных сесквитерпеновых лактонов с
общей формулой С15Н18О3, алкалоидов анабазина и лаппаконитина//
Международная конференция «Герасимовские чтения». – Москва, МГУ.
Химический факультет, 29-30 сентября, 2003. – С. 74-79.
40 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б.,
Абильдаева А.Ж., Джалмахамбетова Р.И. Калориметрическое исследование
энтальпии растворения метилиодида диэтиламиноарглабина в воде и
термодинамические свойства его производных//Материалы Всероссийского
симпозиума по термохимии и калориметрии. – Нижний Новгород, 30 июня
2004.– С. 61-62.
41 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин
Е.С. Калориметрическое исследование теплоемкости сесквитерпеновых
28
лактонов с общей формулой С15Н18O3//Материалы Всероссийского симпозиума
по термохимии и калориметрии. – Нижний Новгород, 30 июня, 2004. – С. 110.
42 Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Ивасенко С.А., Касенов Б.К., Адекенов
С.М. Термохимия диметил-, диэтиламинопроизводных сесквитерпенового
лактона гроссгемина и термодинамические свойства его аналогов//Материалы
XV-Международной конференции по химической термодинамике в России.
– Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 27 июня-2 июля, 2005. – C. 178.
43 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Саякова
Г.М., Абильдаева А.Ж. Исследование полиморфизма спектиномицина,
составляющего основу лекарственных препаратов «Кирин» (Кипр) и
«Спектиномицин» (Италия) методами изотермической и динамической
калориметрии//Материалы XV-Международной конференции по химической
термодинамике в России. – Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 27 июня-2
июля, 2005. – C. 179.
44 Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Смагулова Ф.М., Адекенов
С.М. Термохимия флавоноида эупатилина и его производного 7- метилового
эфира эупатилина//Тезисы докладов IV – Всероссийской научной конференции
“Химия и технология растительных веществ”. – Россия, Сыктывкар, 25-30 июня
2006. – С. 199.
45 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Касенов Б.К.,
Абильдаева
А.Ж.
Термодинамические
свойства
кристаллических
галогенпроизводных
алкалоидов
анабазина,
лаппаконитина
и
глауцина//Материалы IV Международной научной конференции «Кинетика и
механизм
кристаллизации.
Нанокристаллизация.
Биокристаллизация».
– Россия, Иваново. 19-22 сентября 2006. – С. 51.
46 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М.,
Абильдаева А.Ж., Оскембеков И.М. Термодинамические свойства ряда
терпеноидов и их производных//Тезисы докладов XVIII Менделеевского съезда
по общей и прикладной химии. –Москва. 23-28 сентября, 2007. – Т.4. Новые
методы и при-боры для химических исследований и анализа. – М.: Граница,
2007. – С. 537.
47 Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Абильдаева А.Ж., Касенов Б.К.,
Адекенов
С.М.
Энтальпийные
характеристики
кристаллических
галогенпроизводных сесквитерпеновых лактонов арглабина, гроссгемина и
стизолицина//Тезисы докладов IV Международной научной конференции
«Кинетика
и
механизм
кристаллизации.
Нанокристаллизация.
Биокристаллизация». –Иваново (Россия). 23-26 сентября 2008. – С. 246.
48 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М., Мустафин Е.С.,
Кагарлицкий
А.Д.,
Касенова
Ш.Б.
Термохимия
гидрохлорида
анабазина//Материалы Международной научной конференции “Современные
технологии и управление качеством в образовании, науке и производстве: опыт
адаптации и внедрения”. – Бишкек, 23-25 мая, 2001. – С. 46-48.
49 Касенов Б.К., Абильдаева А.Ж., Донбаева Э.К., Адекенов С.М., Касенова
Ш.Б.,
Тулеуов
Б.И.
Термохимия
флавоноида
рутина//Материалы
Международного научно-технического юбилейного симпозиума «Образование
через науку». – Бишкек, 7-9 октября 2004. – С.311-314.
29
50 Касенова Ш.Б. Применение приближенных методов для расчета
термодинамических свойств ряда биологически активных соединений//
Известия Кыргызского гос. техн. университета им. И. Раззакова № 13,
Материалы научно-практической конф., посвященной 10-летию Научноисследовательского химико-технологического института. – Бишкек, 2008. – С.
74-77.
51 Касенова Ш.Б. Термодинамические свойства некоторых производных
цитизина.//Материалы международной научно-практической конференции
«Актуальные проблемы химии природных соединений». –Ташкент. 18-19 марта
2009. – С. 269.
52 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин Е.С.,
Кулыясов А.Т., Касенов Б.К. Стандартные энтальпии растворения
сесквитерпеновых лактонов с общей формулой С15Н18О3 (арглабин, ахиллин,
эстафиатин) в диоксане и 96%-ном этаноле//Тез. докладов международного
симпозиума «Химическая наука, как основа развития химической
промышленности Казахстана в XXI веке», посвященного 100-летию со дня
рождения академика А.Б. Бектурова, Алматы, ИХН МОН РК, 2001. – С. 199.
53 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Касенов Б.К., Мустафин
Е.С. Изобарная теплоемкость гидрохлорида диметиламиноарглабина в
интервале 298,15-423 К//Материалы Третьего Международного Беремжановского съезда по химии и химической технологии. – Усть-Каменогорск, 10-12
сентября, 2001. – С. 305-306.
54 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин Е.С., Касенов
Б.К., Турмухамбетов А.Ж. Термохимия гидробромида лаппаконитина//Материалы
Международной
научно-практической
конференции,
посвященной 100-летию со дня рождения академика А.Б. Бектурова “Химия:
наука, образование, промышленность. Возможности и перспективы развития”.
– Павлодар, 15-16 ноября, 2001. – С. 150-153.
55 Тухметова Ж.К., Мустафин Е.С., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Касенов
Б.К. Калориметрическое исследование энтальпии растворения сесквитерпенового лактона леукомизина в диоксане и 96%-ном этаноле //Материалы
Международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию
независимости Республики Казахстан “Современные проблемы образования и
науки в начале века”. – Караганда, 19-21 сентября, 2001. – С. 53-55.
56 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин Е.С., Касенов
Б.К. Термохимическое исследование энтальпии растворения флавоноидов
артемизетина и тектохризина в диоксане//Материалы Международной конференции по теоретической и экспериментальной химии, посвященной ХХХлетию КарГУ им. Е.А. Букетова. – Караганда, 23-24 мая, 2002. – С. 127-129.
57 Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Касенов Б.К., Адекенов С.М.,
Кульмагамбетова Э.А. Оценка термодинамических свойств некоторых
флавоноидов//Материалы Международной научно-практической конференции
“Актуальные проблемы высшего образования и науки в ХХI веке”,
посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова. – Караганда, 19-20 сентября,
2002. – C. 217-219.
30
58 Касенов Б.К., Адекенов С.М., Тухметова Ж.К., Мустафин Е.С., Касенова
Ш.Б., Турмухамбетов А.Ж. Стандартные теплоты образования производных
сесквитерпенового лактона арглабина и алкалоида анабазина//Труды
международной научно-практической конференции «Проблемы химической
технологии неорганических, органических, силикатных и строительных
материалов и подготовки инженерных кадров». – Шымкент, 28-30 октября,
2002. – С.183-186.
59 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М., Мустафин
Е.С. Термодинамические свойства нитратов диметиламиноарглабина,
анабазина и лаппаконитина.//Материалы международной научно-практич.
конф. «Этапы становления, современное состояние и фундаментальные
проблемы развития образования и науки Казахстана». – Караганда. 4-5 августа,
2003. – С. 176-177.
60 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К., Талжанов Н.А. Калориметрическое исследование аустрицина в
96 %-ном этаноле.//Материалы международной научно-практич. конф. «Этапы
становления, современное состояние и фундаментальные проблемы развития
образования и науки Казахстана». – Караганда. 4-5 августа, 2003. – С. 177-178.
61 Касенов Б.К., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К.,
Абильдаева А.Ж. Расчет термодинамических свойств флавоноидов//Материалы
Международной научной конференции «Химия, технология и медицинские
аспекты природных соединений».–Алматы, КазНУ им. аль-Фараби, 8-11
октября, 2003. – С.49.
62 Абильдаева А.Ж., Адекенов С.М., Касенова Ш.Б., Касенов Б.К.,
Тухметова Ж.К., Гафуров Н.М. Калориметрическое исследование энтальпии
растворения глицирретовой кислоты в 96%-ном этаноле//Материалы
Международной научной конференции «Химия, технология и медицинские
аспекты природных соединений». – Алматы, КазНУ им. аль-Фараби, 8-11
октября, 2003. – С.179.
63 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Сулейменов Е.М., Касенов Б.К.,
Атажанова Г.А., Адекенов С.М. Стандартная энтальпия растворения
монотерпеноида пиразольного пулегона в 96%-ном этаноле и его
термодинамические свойства//Труды Международной научной конференции
«Химия и применение природных и синтетических биологически активных
соединений». – Алматы, ИХН им. А. Бектурова, 2004. – С.176-178.
64 Касенов Б.К., Абильдаева А.Ж., Лежнева М.Ю., Касенова Ш.Б., Адекенов
С.М., Поляков В.В. Теплоемкость флавоноида кверцетина в интервале 173523К//Труды Международной научной конференции «Химия и применение
природных и синтетических биологически активных соединений». – Алматы,
ИХН им. А. Бектурова, 2004. – С. 179-181.
65 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К. Энтальпия растворения рутина в диоксане//Материалы
международной научно-практической конференции «Валихановские чтения-9».
– Кокшетау, 2004. – Т. 5. – С.18 – 19.
66 Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Тухметова Ж.К., Джалмахамбетова
Р.И., Адекенов С.М., Касенов Б.К. Калориметрическое исследование энтальпии
31
растворения в воде метилиодида диметиламиноарглабина//Материалы
международной научно-практической конференции «Валихановские чтения-9».
– Кокшетау, 2004. –Т. 5. – С. 62-63.
67 Абильдаева А.Ж., Касенова Ш.Б., Тухметова Ж.К., Адекенов С.М.,
Касенов Б.К. Термохимия нитрата диметиламиноарглабина С17Н25О3NHNO3//
Материалы
II-Международной
научно-практической
конференции
«Теоретическая и экспериментальная химия». – Караганда, КарГУ им. Е.А.
Букетова, 16-17 сентября, 2004. – С. 157-159.
68 Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Талжанов Н.А., Атажанова Г.А.,
Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М. Термохимия оксима гроссмизина
в 96%-ном этаноле//Материалы международной научно-практической
конференции, посвященной 80-летию Е.А. Букетова. – Караганда, КарГУ им.
Е.А. Букетова, 23-24 марта, 2005. – С. 235-237.
69 Касенова Ш.Б., Абильдаева А.Ж., Сулейменов Е.М., Атажанова Г.А.,
Тухметова Ж.К., Касенов Б.К., Адекенов С.М. Термодинамические свойства
гидройодида
диметиламиностизолина
и
его
аналогов//Материалы
международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию
Е.А. Букетова. – Караганда, КарГУ им. Е.А. Букетова, 23-24 марта, 2005.
– С. 231-234.
70 Касенов Б.К., Тухметова Ж.К., Касенова Ш.Б., Адекенов С.М.,
Абильдаева А.Ж. Термодинамические свойства ряда терпеноидов и их
производных//Труды международной научно-практической конференции
«Терпеноиды: достижения и перспективы применения в области химии,
технологии производства и медицины». – Караганда, 9-11 апреля, 2008. – С.
163-178.
71 Тухметова Ж. К., Оскембеков И.М., Касенов Б.К., Касенова Ш.Б.,
Адекенов С.М., Нурмаганбетов Ж.С. Калориметрия растворения комплекса
стахидрина с хлорангидридом п-толуолсульфокислоты в этаноле//Материалы
Международной научно-практической конференции «Современное состояние и
перспективы развития науки высшего образования в центральном Казахстане».
– Караганда. 1-2 октября, 2008. – С. 305-307.
72 Касенова Ш.Б. Энтальпии сгорания ряда биологически активных веществ
–терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их производных.//Труды VI
Международного Беремжановского съезда по химии и химической технологии.
– Караганда. 2-3 октября 2008. – С. 324-326.
73 Касенова Ш.Б., Оскембеков И.М., Касенов Б.К., Тухметова Ж.К.,
Нурмаганбетов Ж.С. Термохимические свойства галогенпроизводных
алкалоида гармина.//Труды VI Международного Беремжановского съезда по
химии и химической технологии. – Караганда. 2-3 октября 2008. – С. 321-323.
74 Касенова Ш.Б. Термохимия пиностробина и оксима пиностробина.//
Труды IV Международной научной конференции «Естественно-гуманитарные
науки и их роль в реализации программы индустриально-иновационного
развития Республики Казахстан». – Алматы, КазНТУ им. К.И. Сатпаева, 2009. –
С. 322-324.
32
Қасенова Шұға Болатқызы
Бірқатар терпеноидтар, алкалоидтар, флавоноидтар және олардың
туындыларының термодинамикалық қасиеттері
Химия ғылымдарының докторы ғылыми дәрежесін алу үшін
қорғалатын диссертацияның авторефераты
02.00.04-физикалық химия
Түйін
Зерттеу зерзаты. Диссертациялық жұмыс табиғи биологиялық белсенді
қосылыстар (ББҚ) – терпеноидтар, алкалоидтар, флавоноидтар мен олардың
туындыларының термохимиялық және термодинамикалық қасиеттерін
зерттеуге арналған.
Жұмыстың мақсаты. Биологиялық белсенді қосылыстардың жаңа, бірегей,
іргелі термодинамикалық тұрақтыларын алу үшін бірқатар терпеноидтар
(моно-, сескви-, үш-), алкалоидтар, флавоноидтар мен олардың туындыларын
термохимиялық тұрғыдан зерттеу.
Зерттеу әдістері. Еру жылуын анықтайтын изотермиялық калориметрия
әдісі. ИТ-С-400 құралында жылу сыйымдылықтың температураға тәуелділігін
калориметрлік зерттеу. Кристаллохимиялық көрсеткіштерді анықтаудың
рентгенфазалық талдау әдісі. ИҚ, ПМР спектроскопия және математикалық
статистика
әдістері.
Термодинамикалық
тұрақтыларды
анықтайтын
термохимиялық есептеулер.
Жұмыстың нәтижелері. Диссертациялық жұмыста алғаш рет изотермиялық
жағдайда 25 ˚С-де әртүрлі сұйылтуда (қосылыс молі:еріткіш молі) диоксанда,
96%-дық этанолда және суда келесі терпеноидтар мен олардың
туындыларының - арглабиннің, ахиллиннің, эстафиатиннің, леукомизиннің,
α-сантониннің, артемизининнің, аустрициннің, стизолициннің, матрикариннің,
9α-гидроксиэпибальзаминнің,
8α-(4‫׳‬-гидроксисенециоат)
9α-гидроксиэпибальзаминнің, гроссмизин оксимінің, пулегонның пиразол туындысының,
циклоартемизиакетон оксимінің, бетулиннің, глициррет қышқылының,
диметиламиноарглабин гидрохлоридінің, диметиламиноарглабин нитратының,
диметиламиноарглабин метилдиодиді мен этилиодидінің, диметиламиногроссгемин
мен
диэтиламиногроссгеминнің
метилиодидтерінің,
диметиламиностизолин
гидроиодидінің;
алкалоидтар
мен
олардың
туындыларының - анабазиннің гидрохлориді мен нитратының, лаппаконитин
гидробромидінің, цитизин мен олардың туындыларының үшэтиламмонийдің
цитизиндитиокарбаматының, калийдің цитизиндитиокарбаматының, О ,Одиметил-N-цитизинилфосфаттың, цитизинвинилоксиэтиламинтиомочевинаның,
сальсолиннің сальсолиндитиокарбаматының, гарминнің N-оксиді гидрохлоридінің, гарминнің n-толуолсульфоқышқылының хлорангидридпен комплексінің,
стахидриннің n-толуолсульфоқышқылының хлорангидридпен комплексінің
және ББҚ - калийдің морфолиндитиокарбаматының; флавоноидтар мен
олардың туындыларының - кверцетиннің, пиностробиннің, пиностробин
оксимінің, тектохризиннің, артемизетиннің, рутиннің, эупатилиннің (сонымен
33
қатар димитилформамидте), эупатилиннің 7-метил эфирінің (сонымен қатар
димитилформамидте) еру жылулары зерттеліп, осы еріткіштердегі стандарттық
еру энтальпиялары анықталды. Термохимиялық зерттеулер барысында ББҚдың жаңа туындылары – диметиламинарглабиннің, анабазиннің және
лаппаконитиннің нитраттары алынды. Тәжірибелік және анықтамалық
мәліметтерді ескере отырып, ББҚ-дың күрделі катиондарының [С17Н25О3NH]+,
[С18Н28О3N]+, [С20Н32О3N]+, [С18Н28О4N]+, [С20Н32О4N]+, [С17Н28О4N]+,
[С10Н14N2Н]+, [С32Н44N2О8Н]+ іргелі тұрақтылары – стандартты түзілу
энтальпиялары анықталды. Динамикалық калориметрия әдісімен әртүрлі
температуралық аралықтарда 10 терпеноидтың, 9 алкалоидтың, 4
флавоноидтың және олардың туындыларының жылу сыйымдылықтарының
температураға тәуелділіктері анықталып, оларды өрнектейтін теңдеулер
қорытылып шығарылды. Ахиллиннің, леукомизиннің, артемизининнің,
бетулиннің,
лаппаконитин
гидробромидінің,
кверцетиннің
Ср0~f(Т)
қисықтарында λ-тәріздес II-текті фазалық өзгерістер бар екендігі анықталды.
Әсер ететін заты мен жалпы формуласы бірдей әртүрлі медициналық «Кирин»
(Кипр) мен «Спектиномицин» (Италия) препараттарының калориметрлік әдіс
арқылы суда еру жылулары мен жылу сыйымдылықтарын өлшеу арқылы
оларда полиморфизм құбылысы бар екендігі анықталды. Жуықтау әдістерімен
70-тен астам терпеноидтар, алкалоидтар, флавоноидтар мен олардың
туындыларының жану және балқу жылулары есептеліп, олардың негізінде
аталған қосылыстардың стандартты түзілу жылулары анықталды. Иондық
инкременттер әдісі бойынша арглабиннің, гроссгеминнің, стизолиннің,
анабазиннің және лаппаконитиннің 264 туындыларының стандартты түзілу
энтальпиялары есептеліп шығарылды.
Практикалық маңызы. Зерттеулердің нәтижелері өсімдік тектес
биологиялық белсенді заттар мен олардың туындыларының физикалық
химиясына елеулі үлес қосады, ұқсас қосылыстардың бағытты синтезі оларды
алудың
технологиясын
жасауға
«энергетика-құрылым-биобелсенділік»
тәуелділігін анықтауға маңызы бар, дәрі-дәрмек препараттарының әсер ететін
заттарын стандарттау мен сертификациялауға, олардағы полиморфизм
құбылысын анықтауға қолдануға болады және алынған тұрақтылар іргелі
халықаралық және республикалық ақпараттық банктер мен анықтамаларға
енгізілетін алғашқы ақпараттық мәліметтер болып табылады.
Қолдану облысы. Физикалық химия, биологиялық белсенді қосылыстардың
термодинамикасы, берілген қасиеттері бар қосылыстарды алу технологиясының
физикалық-химиялық негіздері, дәрі-дәрмек заттарын стандарттау мен
сертификациялау, химиялық ақпарат.
Зерттеу зерзатының дамуы туралы болашақ болжам. Термодинамикалық
зерттеулердің нәтижелері жүздеген және мыңдаған ұқсас биологиялық белсенді
қосылыстардың термохимиялық қасиеттерін болжауға және тектес заттардың
туындыларын алудың физикалық-химиялық негіздерін модельдеуге мүмкіндік
береді. Келешекте өсімдік тектес дәрі-дәрмек препараттарының әсер ететін
заттарын
стандарттау
мен
сертификациялауда
алынған
ББҚ-дың
термодинамикалық тұрақтыларын кеңінен қолдануға болады.
34
Kasenova Shuga Bulatovna
Thermodynamic properties of terpenoid, alkaloid, flavonoids and their
derivatives
Dissertation abstract for a science degree
Doctor of chemical sciences
02.00.04 – physical chemistry
Summary
Research object. The dissertation work is devoted to studies of
thermochemical and thermodynamic properties of natural biologically active
compounds (BAC) – terpenoids, alkaloids, flavonoids and their derivatives.
Work objective. Thermochemical research of terpenoid series (mono- sesqui-,
tri-), alkaloids, flavonoids and their derivatives with obtaining of new, original
fundamental thermodynamic constants for biologically active compounds.
Methods of researches. Dissolution enthalpy was determined by method for
isothermic calorimetry. Calorimetry of heat capacity temperature dependences
was studied with the use of IT-С-400. X-ray phase analysis was used to establish
crystal chemical characteristics. Methods of IR- and NMR-spectroscopy,
mathematical
statistics.
Thermodynamic
constants
were
calculated
thermochemically.
Research results. In the dissertation work, dissolution heats in dioxane, 96%
ethanol and water were determined experimentally for the first time in isothermal
conditions at 25˚С at different dilutions (mol of a compound:mol of a solvent) and
also standard dissolution enthalpies in the stated solvents were established for the
following terpenoids and their derivatives: arglabin, achylline, estafiatine,
leucomisine, -santonine, artemisinine, austricine, stizolicine, matricarine, 9hydroxyepibalsamine, 8-(4-hydroxysenecionate), 9-hydroxyepibalsamine,
grossmisin oxime, pyrazole derivative of pulegone, cycloartemisia ketone oxime,
betuline,
glycyrrhetic
acid,
dimethylaminoarglabin
hydrochloride,
dimethylaminoarglabin nitrate, dimethylaminoarglabin and diethylaminoarglabin
methyl iodides, dimethylamino-grossgemine and diethylaminogrossgemine
methyl iodides, dimethylaminostizolin hydroiodide; alkaloids and their
derivatives: anabasine hydrochloride and nitrate, hydrobromide of lappaconitin,
cytisine and its derivatives – triethylammonium cytisinodithiocarbamate, sodium
cytisinodithiocarbamate, potassium cytisinodithiocarbamate, О,О-dimethyl-Ncytisinylphosphate,
cytisinovyniloxyethylaminothiourea,
salsoline
salsolinoditjiocarbamate, hydrochloride of N-oxide harmine, harmine complex
with acid chloride of п- toluene sulphonic acid, stachydrine complex with acid
chloride of п- toluene sulphonic acid and their biologically active compound –
potassium morpholinodithiocarbamate; flavonoids and their derivatives: quercetin,
35
pinostrobine, pinostrobine oxime, tectochrysin, artemisetine, rutin, eupatilin (also
in dimethyl formamide), 7-methyl ether of eupatilin (also in dimethyl formamide).
In the course of thermochemical researches we obtained new derivatives of
biologically active compounds – nitrates of dimethylaminoarglabin, anabasine
and lappaconitin. We found that despite similar brutto formula (С15Н18О3)
sesquiterpene lactones – arglabin, achilline, estafiatine, leucomisine, -santonine
dissolve in dioxane and 96% ethanol with different ∆Н0 values of dissolution and
have different values of standard heat capacities which proves their structural
particular features. Fundamental constants – standard formation enthalpies of
complex cations in biologically active compounds [С17Н28О4NН]+, [С18Н28О3N]+,
[С20Н32О3N]+, [С18Н28О4N]+, [С20Н32О4N]+, [С17Н28О4N]+, [С10Н14N2Н]+,
[С32Н44N2О8Н]+ were calculated by combination of experimental and reference
data. Heat capacity temperature dependences in different temperature ranges were
studied by dynamic calorimetry for 10 terpenoids, 9 alkaloids and 4 flavonoids
and their derivatives; equations describing С0рf(Т) dependences were derived.
On С0рf(Т) dependence curves we found the presence of λ-form effect in
achilline, leucomisine, artemisetine, betulin, hydrobromide of lappaconitin,
quercetin which is probably connected with the presence of II-order phase
transition. Using calorimetric method for the determination of dissolution enthalpy
at different dilutions and also by measuring thermal capacity we found the
presence of polymorphism in different medicines “Kirin” (Cyprus) and
“Spectinomycin” (Italy) with the same active substance and brutto formula.
Enthalpies of combustion and fusion for 70 terpenoids, alkaloids and their
derivatives were measured by approximation methods which were used to
determine their standard formation enthalpies. Method of ion increments was used
to calculate standard formation enthalpies for 264 derivatives of arglabin,
grossgemine, stizolin, and lappaconitine.
Practical value. The research results make certain contribution to physical
chemistry of biologically active plant-derived compounds and their derivatives,
are of interest for the directed synthesis and development of the technology for
obtaining similar compounds, for establishing “power-structure-bioactivity”
dependence and can be used for standardization and certification of medical
products to find the presence of polymorphism in them the and serve as initial
information masses for downloading to fundamental international and republican
data bases and listing in the references of thermodynamic constants.
Sphere of application. Physical chemistry, chemical thermodynamics of
biologically active compounds, physico-chemical principles for the development
of the technology for obtaining compounds with given properties, standardization
and certification of medical products, chemical information science.
Prospects for the development of the object. The results of thermodynamic
researches allow forecasting similar thermodynamic properties in hundreds and
thousands of related biologically active compounds and design physico-chemical
bases for obtaining BAC derivatives. The thermodynamic constants obtained can
be used wider in future for the standardization and certification of plant-derived
medical products.
36