Спосіб отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами

Реферат: Спосіб отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами шляхом взаємодії кремнефтороводневої кислоти із метанольними розчинами гідрохлоридів гуанідинвмісних основ. Як вихідну сировину використовують хлоргексидину дигідрохлорид, полігексаметиленгуанідину гідрохлорид і кремнефтороводневу кислоту в мольному співвідношенні компонентів 1:3 - відповідно. UA 84762 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ГЕКСАФТОРОСИЛІКАТІВ З ГУАНІДИНВМІСНИМИ КАТІОНАМИ UA 84762 U UA 84762 U 5 10 Корисна модель стосується неорганічної хімії для отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами, а саме хлоргексидину і полігексаметиленгуанідинію, які можуть бути застосовані як карієспротекторні та антибактеріальні агенти в стоматологічній практиці. Відомо, що гексафторосилікат амонію (ГФСА) має низку властивостей, які дозволяють розглядати його як перспективний карієспротекторний засіб: ГФСА збільшує кислотостійкість зубної емалі і дентину [1]; ГФСА забезпечує зниження гіперчутливості дентину [2]; ГФСА забезпечує оклюзію тубул дентину [3]. Для збільшення ефективності карієспротекторної дії ГФСА застосовується в сполученні з бактерицидними агентами, серед яких максимальну антибактеріальну активність показав хлоргексидин [4]. Відомий спосіб одержання гексафторосилікатів з органічними катіонами полягає у взаємодії гідрофториду відповідної основи (L) з діоксидом кремнію в середовищі фтороводневої кислоти [5]: 2(LH)F+SiO2+4HF → (LH)2SiF6+2Н2О. (1) 15 20 Недоліком цього способу є необхідність попереднього отримання гідрофториду (LH)F та робота з агресивними розчинами фтороводневої кислоти. Відомий також спосіб добування гексафторосилікатів з органічними катіонами шляхом взаємодії розчинів вільних органічних основ L у воді або органічному розчиннику з розчином кремнефтороводневої кислоти (КФК) [6]: 2L+H2SiF6 → (LH)2SiF6. 25 Недоліком зазначеного способу є порівняно мала доступність вільних гуанідинових основ. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є спосіб одержання гексафторосилікатів шляхом реакції іонного обміну між розчином гідрохлориду органічної основи і КФК [7]: 2(LH)Cl+H2SiF6 → (LH)2SiF6+2НСl. 30 35 40 45 50 55 (2) (3) Прототип і технічне рішення, що заявляється, мають наступні загальні ознаки: - як гуанідинвмісні сполуки використовують відповідні гідрохлориди; - як фторвмісну сполуку використовують КФК. Але застосування вказаного способу для одержання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами не відоме. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб одержання невідомих раніше гексафторосилікатів з гуанідинвмісними органічними катіонами, які мають антибактеріальну активність, з використанням промислово доступної сировини, і дозволяють досягти виходу цільового продукту близько 100 %. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з корисною моделлю, як вихідну сировину використовують хлоргексидину дигідрохлорид, полігексаметиленгуанідину гідрохлорид і кремнефтороводневу кислоту у мольному співвідношенні компонентів 1:3 - відповідно. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак і досягнутим технічним результатом полягає в наступному: відповідно до запропонованого способу отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами з практично кількісним виходом досягнуто за рахунок використання способу, де як сировину використовують доступні, вироблювані промисловістю хлоргексидину дигідрохлорид, полігексаметиленгуанідину гідрохлорид і КФК. Спосіб виконується наступним чином. Аналіз вмісту азоту проводили за методом К'єльдаля, 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 виді таблеток з КВr). Мас-спектри ЕІ реєстрували на спектрометрі MX-1321 (пряме уведення зразка в джерело, енергія іонізуючих електронів 70 еВ), мас-спектри FAB - на спектрометрі VG 7070 (VG Analytical) (десорбцію іонів з поверхні рідкої фази здійснювали пучком атомів аргону з енергією 8 кеВ, як матрицю використовували jw-нітробензиловий спирт). Отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами запропонованим способом ілюструється наступними прикладами. Приклад 1 Гексафторосилікат хлоргексидину (C22H32Cl2N10)SiF6. 1 UA 84762 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1,16 г (0,002 моль) хлоргексидину дигідрохлориду розчиняють у 500 мл киплячого метанолу (64,5 °C), до отриманого розчину додають 1,8 мл 45 %-ної КФК (0,006 моль) і залишають під тягою для мимовільного випару розчинника при кімнатній температурі. Виділено 1,27 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 98 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C22H32Cl2N10)SiF6, %: N-21,41; Si-4,50; F-16,96. Розраховано для (C22H32Cl2N10)SiF6, %: N-21,56; Si-4,32; F-17,55. -1 + ІЧ-спектр [ν, см ]: 3307, 3192 [ν(NH), ν(CаромH], 1687 [ν(C=N)], 1635 [δ(NH2 )], 1540, 1492 [ν(C=C)apом], 1353 [δ(NH) + ν(CN)], 1246 [ν(CapомN)], 1093 [ν(CаліфN)], 750 [ν(SiF)], 485 [δ(SiF2)]. + + Мас-спектр EI, m/z (Iвідн, %):346 (5), 152 (80), [HNC6H4Cl+H] 127 (100), [SiF3] 85 (23). + Мас-спектр FAB, m/z: [M] 505. Приклад 2 Гексафторосилікат полігексаметиленгуанідинію (C21H45N9)(SiF6)1.5. Умови синтезу аналогічні прикладу 1. Використовували 1,07 г (0,002 моль) полігексаметиленгуанідину гідрохлориду, розчиненого в 50 мл метанолу; після додавання до отриманого розчину 1,8 мл 45 %-ної КФК (0,006 моль) реакційну суміш витримували при кімнатній температурі до повного випару. Виділено 1,19 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 97 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C21H45N9)(SiF6)1.5, %: N-19,89; Si-4,22; F-25,85. Розраховано для (C21H45N9)(SiF6)1.5, %: N-19,70; Si-4,39; F-26,73. -1 ІЧ-спектр [ν, см ]: 3350, 3231 [ν(NH)], 2935 [νas(CH2)], 2862 [νs(CH2)], 1665 [ν(C=N)], 1627 [δ(NH)], 1474 [δs(CH2)], 740 [ν(SiF)], 485 [δSiF2)]. + + + Мас-спектр El, m/z (Iвідн, %): [NH(C=NH)NH(CH2)6+H] 142 (2), [SiF3] 85 (100), [C5H12] 72 (5), + + + [С5Н11] 71 (7), [C4H7] 55 (7), [C3H6] 42 (15). Перевагою запропонованого технічного рішення отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами порівняно з прототипом є те, що як сировину використовують доступні гідрохлориди гуанідинових основ і КФК, а вихід цільових продуктів близький до кількісного. 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. 248-252. 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. Ammonium hexafluorosilicate salts / B.D. Conley, B.C. Yearwood, S. Parkin [et al.] // J. Fluor. Chem.-2002. - V. 115, № 2. - P. 155-160. 6. Алкиламмонийные фторсиликаты / А.А. Эннан, Л.А. Гаврилова, A.H. Чеботарев [и др.] // Журн. неорган, химии.-1977. - Т. 22, № 5. - С. 1263-1268. 7. Синтез и кристаллическая структура гексафторосиликата N, N-диметилбигуанидиния / В.О. Гельмбольдт, Л.Х. Миначева, Э.В. Ганин [и др.] // Журн. неорган. химии.-2009. - Т. 54, № 12. - С. 1974-1977. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб отримання гексафторосилікатів з гуанідинвмісними катіонами шляхом взаємодії кремнефтороводневої кислоти із метанольними розчинами гідрохлоридів гуанідинвмісних основ, який відрізняється тим, що як вихідну сировину використовують хлоргексидину дигідрохлорид, полігексаметиленгуанідину гідрохлорид і кремнефтороводневу кислоту в мольному співвідношенні компонентів 1:3 - відповідно. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2