Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Алкалоид цитизин уже на протяжении многих десятилетий является одним из самых перспективных синтонов в плане возможной модификации и создания на его основе новых биологически активных веществ [3, 2]. По фармакологическому действию цитизин близок к никотину и относится к группе «ганглионарных ядов», обладает аналептической и антисмокинговой активностью, которая обусловлена его высоким сродством к никотинацетилхолиновым нейрорецепторам [2, 1]. Перспективно использование данного алкалоида в качестве составляющего супрамолекулярной системы (субстрат) с олигосахаридами циклического строения – β-циклодекстринами (β-ЦД) [4, 5] (рецептор), имеющими молекулу в форме усеченного конуса с внутренними протонами Н-3 и Н-5 и внешними – Н-2 и Н-4 (рис. 1). Возможность включения активной субстанции в капсулу β-циклодекстрина обусловлена гидрофобными взаимодействиями между БАВ и комплексообразователем.

В рамках данного исследования в качестве объектов анализа представлены цитизин (рис. 2), β-ЦД и полученный на их основе комплекс включения.

Детекция комплексообразования методом спектроскопии ЯМР основана на определение разницы в значениях химических сдвигов протонов β-ЦД в свободном состоянии и в составе комплексов, что позволяет сделать выводы об образовании внутренних или внешних клатратов. Следует отметить, что по изменению химических сдвигов 1Н и 13С в спектрах субстрата можно определить направление вхождения последнего в полость рецептора.

Как было отмечено ранее, изучение протонных спектров объектов исследования позволит выявить разницу в значениях химических сдвигов ядер 1Н, и тем самым сделать выводы о существовании комплекса и взаимодействующих атомах его составных частей. Для ЯМР 1Н спектра β-ЦД (рис. 3, а) характерно проявление шести групп сигналов в области 3.23-3.32; 3.45–3.60; 4.47–4.49; 4.77–4.78; 5.66; 5.71–5.73 м.д. Наиболее низкопольный дублетный сигнал в диапазоне 5.71–5.73 м.д. с расщеплением 4 Гц принадлежит протону гидроксильной группы при атоме С-2. Также в области слабого поля резонирует протон ОН-группы соседнего атома

(ОН-3), находящийся во внутренней полости молекулы β-ЦД (δ 5.66 м.д., дублет). Дублетный сигнал в области 4.77–4.78 м.д. отвечает протону Н-1. Расположение указанного протона в более слабом поле по сравнению с протонами других СН-групп обусловлено влиянием со стороны атома кислорода. Гидроксильная группа ОН-6 резонирует, расщепляясь на триплет с центром 4.48 м.д. В области сильного поля (3.49–3.60 м.д.) наблюдается накопление сигналов Н-6 а, b метиленовой группы. Высокоинтенсивный сигнал при 3.45 м.д. отвечает протонам Н-3 и Н-5 гдюкопиранозного звена. В диапазоне от 3.23 до 3.32 м.д. проявляются метиновые протоны Н-2 и Н-4.

Исходя из приведенные в таблице данных, можно отметить, что все протоны глюкопиранозного звена β-ЦД в составе комплекса смещаются в сторону более слабого поля по сравнению с аналогичными протонами индивидуального комплексообразователя, при чем наибольшая разница в значениях химического сдвига (∆δ(1Н) 0.15 м.д.) свойственна протонам внутренней полости торообразной молекулы Н-3 и Н-5, причиной чего служит взаимодействие указанных протонов с полярным лигандом и образовании внутреннего нанокомплекса.

Рис. 1. Схематическое представление структуры молекул β-циклодекстрина

Рис. 2. Структурная формула цитизина

Рис. 3. ЯМР 1Н спектры β-ЦД (а), цитизина (б) и их комплекса включения (в)

Химические сдвиги ядер 1Н и 13С ЯМР спектров цитизина и β-ЦД вне комплекса и в его составе

В слабопольной части протонного спектра цитизина (рис. 3, б) наблюдается проявление двух дублетных и одного триплетного сигналов 1Н α-пиридинового ядра: δ(Н-5) 5.99–6.01 м.д.; δ(Н-3) 6.15–6.17 м.д.; δ(Н-4) 7.25–7.29 м.д. В области 3.63–3.80 м.д. отмечено резонирование аксиального и экваториального протонов при атоме С-10, причем сигнал На смещен в более сильное поле. Четыре протона метиленовых групп, связанных с NH-группой, и метиновая группа при атоме С-7 дают сигналы в диапазоне от 2.73 до 2.90 м.д., расщепляясь под влиянием соседних атомов на триплеты и мультиплет соответственно. Сигналы сильнопольной части спектра (δ 1.77 м.д., δ 2.20 м.д.) отвечают протонам Н-8 и Н-9.

Анализ спектров 1Н и 13С (таблица), а также двумерных спектров COSY (1Н-1Н) и HMQC (1Н-13С) подтвердил заявленную ранее структуру молекулы (рис. 4).

Учитывая результаты ЯМР-спектроскопического исследования, а также данные о размерах молекул цитизина и β-ЦД (рис. 1, 2), было сделано заключение о полном вхождении субстрата в полость рецептора и образовании инклюзионного комплекса состава 1:1 (рис. 5).

Спектры ЯМР 1Н и 13С цитизина, рецептора β-ЦД и их супрамолекулярного комплекса снимали в ДМСО-d6 на спектрометре JNN-ECA 400 (400 и 100 МГц на ядрах 1Н и 13С) компании «Jeol» производства Японии. Химические сдвиги измерены относительно сигналов остаточных протонов или атомов углерода дейтерированного диметилсульфоксида.

Комплекс включения цитизина с β-циклодекстрином получали взаимодействием 0.19 г (0.001 моль) цитизина в 10 мл этанола и 1.135 г (0.001 моль) β-циклодекстрина в 30 мл воды. Раствор перемешивают на магнитной мешалке при 50 °С в течение 5 ч. Выпавший осадок отфильтровывают от маточника раствора, промывают ацетоном и сушат при комнатной температуре; получают комплекс β-ЦД с цитизина в виде белого порошка, плавящегося с разложением при 280 °С.