Спосіб отримання гексафторосилікату цетилпіридинію

Реферат: UA 111219 C2 (12) UA 111219 C2 Винахід належить до неорганічної хімії і може бути застосований для отримання гексафторосилікату цетилпіридинію як карієспротекторного та антибактеріального агента для використання у стоматологічній практиці. В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб одержання гексафторосилікату цетилпіридинію, який має антибактеріальну активність, з використанням промислово доступної сировини, і дозволяє досягти виходу цільового продукту близько 100 %. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з винаходом, як вихідну сировину використовують цетилпіридинію хлориду моногідрат і кремнефтороводневу кислоту у мольному співвідношенні компонентів 1:1. Перевагою запропонованого технічного рішення отримання гексафторосилікату цетилпіридинію порівняно з прототипом є те, що як сировина використовуються доступні цетилпіридинію хлориду моногідрат і КФК, а вихід цільового продукту близький до кількісного. UA 111219 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до неорганічної хімії, і може бути застосований для отримання гексафторосилікату цетилпіридинію як карієспротекторного та антибактеріального агента для використання у стоматологічній практиці. Відомо, що гексафторосилікат амонію (ГФСА) має низку властивостей, які дозволяють розглядати його як перспективний карієспротекторний засіб: - збільшує кислотостійкість зубної емалі і дентину [1]; - забезпечує зниження гіперчутливості дентину [2]; - забезпечує оклюзію тубул дентину [3]. Однак ГФСА має слабку бактерицидну дію. Для збільшення ефективності карієспротекторної дії ГФСА застосовується у сполученні з бактерицидними агентами [4], серед яких високу антибактеріальну активність демонструє цетилпіридинію хлорид. Відомий спосіб одержання гексафторосилікатів з катіонами алкілімідазолінію - аналогами гексафторосилікату цетилпіридинію, який полягає у взаємодії броміду або йодиду відповідного катіона (L) з гексафторосилікатом срібла у водному розчині [5, 6]: (L)Br+Ag2SiF6  (L)2SiF6+2AgBr. (1) (L)I+Ag2SiF6  (L)2SiF6+2AgI. (2) Недоліком цього способу є необхідність попереднього отримання гексафторосилікату срібла та його висока вартість. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є спосіб одержання гексафторосилікатів шляхом реакції іонного обміну між розчином хлориду алкілімідазолінію і розчином кремнефтороводневої кислоти (КФК) [7]: 2(L)Cl+H2SiF6  (L)2SiF6+2НСl. (3) Але застосування вказаного способу для одержання гексафторосилікату цетилпіридинію не відоме. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу одержання невідомого раніше гексафторосилікату цетилпіридинію, який має антибактеріальну активність, з використанням промислово доступної сировини, і дозволяє досягти виходу цільового продукту близько 100 %. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з винаходом, як вихідну сировину використовують цетилпіридинію хлорид і кремнефтороводневу кислоту у мольному співвідношенні компонентів 1:1 - відповідно. Прототип і технічне рішення, що заявляється, мають наступні загальні ознаки: - як четвертинна амонієва сіль використовуються відповідні хлориди; - як фторвмісна сполука використовується КФК. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак і досягнутим технічним результатом полягає в наступному: відповідно до запропонованого способу отримання гексафторосилікату цетилпіридинію з практично кількісним виходом досягнуто за рахунок використання способу, де як сировина використовують доступні, ви роблені промисловістю цетилпіридинію хлориду моногідрат і КФК. Спосіб виконується наступним чином. Аналіз вмісту азоту проводили за методом К'єльдалю, кремнію - фотоколориметричним методом, фтору - за допомогою фторид-селективного електроду. ІЧ-спектри реєстрували на -1 приладі Spectrum BX II FT-IR System (Perkin-Elmer) (область 3000-350 см , зразки у вигляді 1 19 таблеток з КВr). Спектри ЯМР Н, F реєстрували на спектрометрі Varian VXR-300 (робочі частоти 300 МГц, 282,2 МГц, розчинник CDCl3, еталоні ТМС і CFCl3 відповідно). Мас-спектри ЕІ реєстрували на спектрометрі МХ-1321 (пряме уведення зразка в джерело, енергія іонізуючих електронів 70 еВ). Отримання гексафторосилікату цетилпіридинію запропонованим способом ілюструється наступним прикладом. Приклад Гексафторосилікат цетилпіридинію (C21H38N)2SiF6. 1,79 г (0,005 моль) цетилпіридинію хлориду моногідрату розчиняють в 85 мл киплячого метанолу (64,5 °C), до отриманого розчину додають 1,5 мл 45 %-ної КФК (0,005 моль) і залишають під тягою для мимовільного випару розчинника при кімнатній температурі. Виділено 1,82 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 97 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C21H38N)2SiF6, %: N-3,85; Si-3,60; F-16,01. Розраховано для (C21H38N)2SiF6, %: Ν - 3,73; Si-3,74; F-15,18. -1 ІЧ-спектр [ν, см ]: 3236, 3055, 3005 [ν(CH)], 2911 [νas(CH2)], 2851 [νs(CH2)], 1638, 1577, 1488 [νкільця], 1473 [δS(CH2)], 1376 [ω(CH2)], 778 [ρ(CH2)], 739 [ν(SiF)], 482 [δ(SiF2)]. 1 UA 111219 C2 1 5 Спектр ЯМР Н [δ, м. ч.]: 0,87 [т, J(HH) = 7,0 Гц, 3Н, СН3], 1,24 [м, 26Н, СН2], 1,90 [м, 2Н, СН2], 4,70 [м, 2Н, СН2], 8,05 [м, 2Н, СН], 8,49 [м, 1Н, СН], 8,95 [м, 2Н, СН]. 19 Спектр ЯМР F [δ, м. ч.]: -133,79 [с, 6F]. + + + + Мас-спектр ΕΙ, m/z (Івідн., %): [C21H38N] 304 (100), [SiF4] 104 (1), [SiF3] 85 (59), [C5H5N+H] 80 + (21), [C5H5N] 79 (7). Перевагою запропонованого технічного рішення отримання гексафторосилікату цетилпіридинію порівняно з прототипом є те, що як сировина використовуються доступні цетилпіридинію хлорид і КФК, що дозволяє досягти виходу цільового продукту, близького до кількісного. 10 15 20 25 30 Джерела інформації: 1. Ammonium hexafluorosilicate increased acid resistance of bovine enamel and dentine / A. Kawasaki, T. Suge, K. Ishikawa [et al.] // J. Mat. Sci. Mat. Med. -2005.-V. 16.-P. 461-466. 2. Effect of ammonium hexafluorosilicate on dentin tubule occlusion for the treatment of dentin hypersensitivity / T. Suge, A. Kawasaki, K. Ishikawa [et al.] // Am. J. Dent. - 2006. - V. 19. - P. 248252. 3. Ammonium hexafluorosilicate elicits calcium phosphate precipitation and shows continuous dentin tubule occlusion / T. Suge, A. Kawasaki, K. Ishikawa [et al.] // Dent. Mater. - 2008. - V. 24, № 2. - P. 192-198. 4. Antibacterial activity of ammonium hexafluorosilicate solution with antimicrobial agents for the prevention of dentin caries / S. Shibata, T. Suge, T. Kimura [et al.] // Am. J. Dent. - 2012. - V. 25, № 1. - P. 31-34. 5. Extremely short C-H---F contacts in the 1-methyl-3-propyl-imidazolium SiF6-the reason for ionic "liquid" unexpected high melting point / D.G. Golovanov, K.A. Lyssenko, M.Yu. Antipin [et al.] // Cryst. Eng. Comm. - 2005. - V. 7, № 6.-P. 53-56. 6. Tian С Bis(1,3-dimethyl-1H-imidazolium) hexafluorosilicate methanol 0,33-solvate / С. Tian, W. Nie, M.V. Borzov // Acta Cryst. - 2013. - V. E69. - P. ОІ216-ОІ217. 7. Preparation of a novel fluorosilicate salt for electrodeposition of silicon at low temperature / Yasushi Katayama, Masakazu Yokomizo, Takashi Miura, Tomiya Kishi // Electrochemistry. - 2001. V. 69, № 11. - P. 834-836. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 Спосіб отримання гексафторосилікату цетилпіридинію шляхом застосування кремнефтороводневої кислоти у сполученні з вихідною сировиною, який відрізняється тим, що як вихідну сировину використовують цетилпіридинію хлорид моногідрат у мольному співвідношенні з кремнефтороводневою кислотою 1:1. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2