Получение сокристаллов аминокислот с органическими кислотами

Ключевые слова: аминокислоты, сокристаллизация, валин, итаконовая кислота.

Введение

Смешанные кристаллы в сравнении с исходными компонентами могут иметь совершенно отличные свойства, что делает их интересными объектами изучения. Сокристаллы могут иметь более высокую способность к кристаллизации, растворимости, лучше прессоваться, храниться и проявлять другие необычные для исходных компонентов свойства. Все эти свойства имеют значение для приготовления лекарственных форм. Однако процесс получения смешанных кристаллов трудоемок. Аминокислоты представляют собой подходящий объект для изучения методик синтеза сокристаллов. В молекулах аминокислот присутствуют амино- и карбоксильные группы, что способствует образованию нескольких типов водородных связей и увеличивает вероятность образования смешанного кристалла [1, 2, 3].

Объекты и методы исследования

Основная задача работы — получение сокристаллов амиокислот с органическими кислотами. В качестве объектов исследования были выбраны следующие аминокислоты: L-лейцин, DL-валин, L-глутаминовая кислота. Органические кислоты, выступающие в качестве коформеров: итаконовая кислота, цитраконовая кислота, хинальдиновая кислота, иминодиуксусная кислота. Все объекты исследования приобретены у таких компаний как Fluka и Sigma aldrich и имеют чистоту не менее 99 %.

Для идентификации полученных соединений использовали порошковый рентгеновский дифрактометр XRD-6000 фирмы Shimadzu (CuKα- излучение, шаг сканирования 0.02°.).

Для получения ИК-спектров образцов в диапазоне от 4000 до 400 см ^-1 использовали ИК-Фурье cпектрофотометр Shimadzu FTIR-8400S. Образцы перетирали с KBr, прессовали и полученные таблетки использовали для записи ИК-спектров.

ЯМР-спектры на ¹³ С были получены с помощью твердотельного спектрометра Bruker Avance 600.

Сокристаллизацию образцов проводили следующим образом: смесь аминокислоты и коформера в соотношении 1:1 растирали в агатовой ступке. Затем проводили анализ этой смеси с помощью порошковой ренгеновской дифракции. Далее к этой смеси добавляли небольшое количество воды (примерно одна часть воды к десяти частям смеси по весу) и продолжали растирать. Снова проводили анализ смеси методом порошковой дифракции.

Результаты и обсуждение

Таблица 1

Скрининг смешанных кристаллов

В ходе скрининга, который выполнялся с помощью порошковой рентгеновской дифрактометрии, было обнаружено образование смешанного кристалла DL-валина с итаконовой кислотой. На рис. 1. представлены рентгенограммы смешанного кристалла и его исходных компонентов.

Рис. 1. Порошковая рентгенограмма DL-валина (1), итаконовой кислоты (2), сухой смеси исходных компонентов (3) и смеси компонентов при растирании с водой (сокристалл) (4)

Для смешанного кристалла DL-валина и итаконовой кислоты сокристаллов были получены ИК- и ЯМР-спектры.

Рис. 2. ИК-спектр сокристалла DL-валина c итаконовой кислотой

Рис. 3. 13C ЯМР спектр сокристалла DL-валина c итаконовой кислотой

Впервые были получены сокристаллические порошки DL-валина c итаконовой кислотой.ме методом твердого измельчения в присутствии воды. Структура смешанного кристалла охарактеризована методом порошковой рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии и твердотельной ЯМР спектроскопии.

Литература:

1. Shan, N., Zaworotko, M.J. 2008. The role of cocrystals in pharmaceutical science. Drug Discov. Today. 13 (9–10). 440–6.

2. Görbitz, C.H. 2006. Structures and conformational energies of amino acids in the zwitterionic, hydrogen-bonded state. J. Mol. Struct. 775 (1–3). 9–17.

3. Görbitz, C.H., Dalhus, B., Day, G.M. 2010. Pseudoracemic amino acid complexes: blind predictions for flexible twocomponent crystals. Phys. Chem. Chem. Phys. 12. 8466–8477.