ПОЛУЧЕНИЕ N-ОКСИДИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ СОПОЛИМЕРА N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА И 2-МЕТИЛ-5-ВИНИЛПИРИДИНА

АННОТАЦИЯ

Методом прямого окисления получен биологически активный водорастворимый  сополимер N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида. Методом ¹³С ЯМР-спектроскопии установлен молекулярный состав N-оксидированного сополимера. Определён  коэффициент экстинкции сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида для определения его количественного содержания  в водном растворе методом спектрофотометрии.

Ключевые слова: N-винилпирролидон; 2-метил-5-винилпиридин; сополимер; N-оксидирование; ¹³С ЯМР-спектроскопия; количественное определение.

В последнее время доля заболеваний, связанных с нарушением иммунной системы, постоянно растет. Успешное лечение и профилактика данных заболеваний зависит от разработки новых высокоэффективных лекарственных препаратов. В настоящее время используются иммуномодуляторы природного и синтетического происхождения, а также вакцины, в составе которых присутствуют иммуноадъюванты. [1, с. 62]

Для разработки синтетических иммуномодуляторов большой интерес представляет сополимер N-винилпирролидона с 2-метил-5-винилпиридином, у которого был обнаружен широкий спектр физиологической активности.

В работах Кедика С.А. [2, с.110] показано, что сополимер N-винилпирролидона с 2-метил-5-винилпиридином является хорошим иммуноадъювантом и обладает высокой иммуномодулирующей активностью, которая увеличивается с ростом числа пиридиновых звеньев в макромолекулах. При этом последняя тенденция сопровождается значительным снижением растворимости сополимера в воде.

С целью увеличения растворимости в воде сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина, было предложено модифицировать сополимер с получением его N-оксидированного производного по пиридиновым звеньям.

Известно, что N-оксиды сополимеров, содержащие пиридиновые фрагменты, проявляют иммуномодулирующую активность, обладают хорошей растворимостью в воде и стабильностью в водных растворах, а также обладают высоким уровнем биологической активности.

Целью данной работы являлось получение N – оксидированного производного сополимера 2-метил-5-винилпиридина с N-винилпирролидоном для увеличения его растворимости в воде с сохранением биологической активности.

 N-оксидирование сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина проводили по следующей схеме:

В результате синтеза был получен и выделен N – оксидированный сополимер 2-метил-5-винилпиридина и N-винилпирролидона со степенью N-оксидирования 100%.  Полученный N – оксидированный сополимер представляет собой белый сыпучий порошок со слабым характерным запахом.

Описание метода синтеза в метахлорпероксибензойной кислоте

В конической колбе ёмкостью 50 мл при постоянном перемешивании с помощью магнитной мешалки растворяли навеску исходного сополимера 0,5г (0,002 осново моль) и  метахлорпероксибензойную кислоту массой 0,6768г (0,004 моль) в хлороформе объемом 7,5 мл. Смесь кипятили в течении трёх часов  при температуре 70°C.

После проведения реакции исходную смесь высушивали на роторном испарителе при температуре 30 - 35°C в течении 15 минут. К высушенной смеси добавляли спиртовой раствор KOH, приготовленный следующим образом: навеску KOH массой 0,223 г растворяли в 5,6 мл этилового спирта (96%) и перемешивали до полного растворения щелочи. Полученную растворенную смесь высушивали на роторном испарителе при температуре 50°С  в течение 20 минут.

К высушенной смеси добавляли 15 мл хлороформа и наблюдали выпадение осадка. Осадок фильтровали на складчатом фильтре. Фильтрат выпаривали на роторном испарителе досуха  при 30°С и давлении 20 мм.рт.ст. и получали готовый продукт.

Определение мономерного состава N –оксидированного сополимера методом ¹³С ЯМР спектроскопии

Мономерный состав N – оксидированного сополимера 2-метил-5-винилпиридина и N-винилпирролидона установлен методом ¹³С ЯМР спектроскопии. Типичный вид ¹³С ЯМР спектра приведен на рис. 1

Химический сдвиг, м.д.

Рисунок 1. Типичный ¹³С ЯМР спектр N – оксидированного сополимера 2-метил-5-винилпиридина и N-винилпирролидона со степенью N – оксидирования 100%

По данным ¹³С ЯМР спектра, степень N-оксидирования пиридиновых звеньев  составляет 100%, а  мономерный состав полученного сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида, составил 61 и 39 мол.%, соответственно.

Определение  коэффициента экстинкции сополимера N - винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин- N- оксида методом спектрофотометрии

Была определена область концентраций (0,02-0,08 г/мл), в которой показатели оптической плотности изменяются линейно по закону Бугера-Ламберта-Бера. Величина достоверности аппроксимации R²=0,999.

Рисунок 2. Зависимость оптической плотности от концентрации сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина N-оксида при t=30°c и pH=2.5

Выводы:

1. Проведена модификация сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина  окислением мета-хлорпероксибензойной кислотой в   хлороформе с получением соответствующего N-оксида.

2. Методом ¹³С ЯМР-спектроскопии установлен мономерный состав полученного сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида, составляющий 61 и 39 мол.%, соответственно.

3. Определён коэффициент экстинкции N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида в водном растворе методом спектрофотометрии, который составляет 13,106 мл/г·см.

Список литературы:

1. Ворфоломеева Е.В. Синтез биологически активного сополимера N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридин-N-оксида. // VIII Международная научно-практическая конференция «Современные концепции научных исследований». – 2014. – № 8. – С.62-65.
2. Кедик С.А. Синтез и молекулярно-массовые характеристики сополимеров N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина. // Химико-фармацевтический журнал, – 2012. Т.46.  – №8. - С.110-113.