Спосіб отримання гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію, які мають карієспротекторну та протизапальну активність

Реферат: Спосіб отримання гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію шляхом взаємодії кремнефтороводневої кислоти із метанольними розчинами гідрохлоридів карбоксиметилпіридинів, причому як вихідну сировину використовують доступні гідрохлориди карбоксиметилпіридинів і кремнефтороводневу кислоту у мольному співвідношенні 1:3, відповідно. UA 116524 U (12) UA 116524 U UA 116524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до неорганічної хімії і може бути використаною для отримання гексафторосилікатів карбоксиметилпіридинію, які можуть бути застосовані як карієспротекторні та протизапальні 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]. Однак ГФСА не має протизапальної дії. Збільшення ефективності карієспротекторної дії гексафторосилікатів може бути здійснено шляхом застосовування гексафторосилікатів з органічними катіонами, які проявляють протизапальну активність. Серед вказаних катіонів висока протизапальна активність очкується для катіонів 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію [4]. Відомий спосіб одержання гексафторосилікатів з органічними катіонами, який полягає у взаємодії гідрофториду відповідної основи (L) з діоксидом кремнію в середовищі фтороводневої кислоти [5]: 2(LH)F+SiO2+4HF→(LH)2SiF6+2Н2О. 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 органічних основ L у метаноли з розчином кремнефтороводневої кислоти (КФК) [6]: 2L+H2SiF6→(LH)2SiF6. (2) Недоліком зазначеного способу є порівняно мала доступність вільних карбоксиметилпіридинових основ. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є спосіб одержання гексафторосилікату N, N-диметилбігуанідинію шляхом реакції іонного обміну між розчином гідрохлориду органічної основи і КФК [7]: 2(LH)Cl+H2SiF6→(LH)2SiF6+2НСl. (3) Прототип і технічне рішення, що заявляється, мають наступні загальні ознаки: як амонієві солі використовують відповідні гідрохлориди; як фторвмісну сполуку використовують КФК. Але застосування вказаного способу для одержання гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію не відоме. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб одержання невідомих раніше гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію, які мають протизапальну активність, з використанням промислово доступної сировини, і дозволяють досягти виходу цільового продукту близько 80 %. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з корисною моделлю, як вихідну сировину використовують гідрохлориди 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинів 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 катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію з виходом близько 80 % досягнуто за рахунок розробки способу, де як сировини використовують доступні, вироблені промисловістю гідрохлориди 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинів 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 виді таблеток з КВr). Мас-спектри FAB реєстрували на спектрометрі VG 7070 (VG Analytical) (десорбцію іонів з поверхні рідкої фази здійснювали пучком атомів аргону з енергією 8 кеВ, як 19 матрицю використовували м-нітробензиловий спирт). Спектри ЯМР F реєстрували на спектрометрі Varian Gemini-200 (188,14 МГц, розчинник - D2O, еталон – CFCl3, температура 27 °C). Отримання гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію запропонованим способом ілюструється наступними прикладами. Приклад 1. Гексафторосилікат 2-карбоксиметилпіридинію (C7H8NO2)2SiF6. 5,21 г (0,03 моль) гідрохлориду 2-карбоксиметилпіридину розчиняють у 250 мл киплячого метанолу (64,5 °C), до отриманого розчину додають 27 мл 45 %-ної КФК (0,09 моль) і залишають під тягою для 1 UA 116524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 мимовільного випаровування розчинників при кімнатній температурі. Виділено 6,50 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 81,9 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,31; Si-6,87; F-29,48. Розраховано для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,18; Si-7,18; F-29,22. -1 + + ІЧ-спектр [v, см ]: 3337, 3257, 3053, 3025 [v(N H)], 1729, 1717, 1683 [v(C=O), 5(N H)], 737 [v(SiF)], 482, 405 [δ(SiF2)]. + Мас-спектр FAB, mlz: [M] 137. 19 Спектр ЯМР F [, м.д.]: -132,59 [с, 6F]. Приклад 2. Гексафторосилікат 3-карбоксиметилпіридинію (C7H8NO2)2SiF6. Умови синтезу аналогічні прикладу 1. Виділено 6,03 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 76 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,04; Si-7,39; F-29,35. Розраховано для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,18; Si-7,18; F-29,22. -1 + + ІЧ-спектр [v, см ]: 3124, 3078, 3059 [v(N H)], 1724, 1716, 1631 [v(C=O), 5(N H)], 741 [v(SiF)], 482, 461 [5(SiF2)]. + Мас-спектр FAB, mlz: [M] 137. 19 Спектр ЯМР F [δ, м.д.]: -133,0 [с, 6F]. Приклад 3. Гексафторосилікат 4-карбоксиметилпіридинію (C7H8NO2)2SiF6. Умови синтезу аналогічні прикладу 1. Виділено 6,26 г безбарвного кристалічного продукту, вихід 78,8 %. Структура отриманої сполуки підтверджена різними фізико-хімічними методами. Знайдено для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,10; Si-7,45; F-28,91. Розраховано для (C7H8NO2)2SiF6, %: N-7,18; Si-7,18; F-29,22. -1 + + ІЧ-спектр [v, см ]: 3239, 3114, 3079 [v(N H)], 1724, 1637 [v(C=O), 5(N H)], 740[v(SiF)],481 [5(SiF2)]. + Мас-спектр FAB, mlz: [M] 137. 19 Спектр ЯМР F [, м.д.]: -132,90 [с, 6F]. Вказані приклади ілюструють високу ефективність виходу цільового продукту (до 80 %) у порівнянні з прототипом. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє отримувати гексафторосилікати з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію, які мають карієспротекторну та протизапальну активність, для стоматологічної практики. 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. Оцінка біологічної активності функціоналізованих піридинів і дипіридинів як потенційних компонентів карієспротекторних агентів / О.В. Продан, В.Ю. Анісімов, В.Є. Кузьмін, В.О. Гельмбольдт // Одеський мед. журн. -2015. -№3(149).- С 25-29. 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. Preparation, structure and properties of pyridinium/bipyridinium hexafluorosilicates / V.O. Gelmboldt, Ed.V. Ganin, M.M. Botoshansky [et al.] // J. Fluorine Chem. - 2014. - V. 160, № 4. - P. 5763. 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 55 Спосіб отримання гексафторосилікатів з катіонами 2-, 3-, 4-карбоксиметилпіридинію шляхом взаємодії кремнефтороводневої кислоти із метанольними розчинами гідрохлоридів карбоксиметилпіридинів, який відрізняється тим, що як вихідну сировину використовують доступні гідрохлориди карбоксиметилпіридинів і кремнефтороводневу кислоту у мольному співвідношенні 1:3, відповідно. 2 UA 116524 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3