Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Одним из направлений развития органической химии является синтез биологически активных соединений, в том числе обладающих бактерицидной активностью, на основе доступного нефтехимического сырья. С целью расширения библиотеки биоактивных соединений, содержащих 1,3-диоксациклановый фрагмент, осуществлен синтез производных 5-ацил-5-изопропил-1,3-диоксана – 1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанола и (1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этилфенилкарбамата. Изучено влияние функционально 2,2,4-тризамещенных 1,3-диоксоланов и синтезированных соединений, содержащих 1,3-диоксановый фрагмент, на рост штаммов грамотрицательных и грамположительных бактерий, низших грибов Candida albicans. Исследования структуры и активности показали, что 2-метил-2-этил-4-хлорметил-1,3-диоксолан, содержащий хлорметильную группу, обладает противомикробным действием в отношении грамположительных и грамотрицательных тест-культур и слабой противогрибковой активностью (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл) в отношении более низких грибов Candida Albicans. 1-(5-Изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанол проявляет противогрибковую активность (минимальная ингибирующая концентрация 2 мкг/мл) и резко снижает антимикробную активность против Klebsiella pneumonia, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл), в отличие от сходного по строению 2-метил-2-этил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолана, не проявившего аналогичных свойств. 5-Ацил-5-изопропил-1,3-диоксан, содержащий в структуре карбонильную группу, проявил антимикробную активность (минимальная ингибирующая концентрация 25 мкг/мл) в отношении грамотрицательных тест-культур, за исключением Pseudomonas aeruginosa. Гетероциклы (2-метил-2-этил-4-хлорметил-, 2-изобутил-2,4-диметил-, 2-метил-2-изобутил-4-хлорметил- и 2-метил-2-изобутил-4-гидроксиметил-1,3-диоксоланы) в концентрациях до 100 мкг/мл не ингибировали жизнедеятельность изученных бактерий и низших грибов. Полученные результаты показывают перспективность продолжения поиска новых антимикробных и противогрибковых препаратов ряда 1,3-диоксациклоалканов, структура которых принципиально отличается от известных антибактериальных препаратов.

Целью проведенного исследования являлось изучение продуктов взаимодействия в растворе антибиотика цефотаксима с янтарным ангидридом, сополимером малеинового ангидрида и диальдегидной формой пшеничного крахмала. Показано, что в результате реакции цефотаксима с янтарным ангидридом образуется сукцинамид; для сополимера малеинового ангидрида вероятно связывание цефотаксима по типу нековалентного межмолекулярного взаимодействия. Обнаружено образование азометинового производного окисленного полисахарида с цефотаксимом, мольное соотношение исходных глюкозидных звеньев крахмала, диальдегидных непрореагировавших и связанных с цефотаксимом азометиновой связью составляет 0,204:0,606:0,19. Изучено высвобождение лекарственного вещества из полученной матричной формы в различных биорелевантных средах (физраствор, фосфатный буфер, буфер Трис-HCl). Установлено, что количество высвободившегося цефатоксима приближается к 100% за 10 ч, процесс его высвобождения протекает по двум фазам. В течение первой фазы (1–2 ч) в раствор выходит от 70 (рН 7,4–8,0) до 35% (рН 7,14) лекарственного вещества, после чего скорость процесса существенно снижается. Обработка кинетических данных по уравнениям первого порядка и Хигучи показала соответствие обеим моделям. Найденные константы скорости возрастают пропорционально величине рН раствора. Предполагается, что первоначально протекает гидролиз азометиновой связи с отщеплением молекул цефотаксима от полимерной матрицы, затем растворение находящихся на поверхности макромолекул окисленного крахмала, вследствие повышения вязкости слоя раствора, окружающего частицу конъюгата, скорость гидролиза снижается. В целом высвобождение цефотаксима из конъюгата протекает как реакция псевдопервого порядка, сопровождающаяся вкладом диффузионных процессов.

Разработка новых перспективных материалов трехмерной структуры из доступных биорезорбируемых, биоинтегрируемых и биосовместимых полимеров востребована и актуальна в связи с интенсивным развитием регенеративной медицины. В данной работе гидрогели привитых полимеров метилметакрилата/бутилакрилата на смесь коллагена и пектина были получены в ходе фотокатализа в присутствии сложного оксида RbTe1,5W0,5O6. Характеристики продуктов синтеза были получены с помощью гель-проникающей хроматографии, элементного анализа, электронной микроскопии и биологических тестов на биоцидность. Было установлено содержание коллагена в количестве менее 40%, микроструктура полимера в виде мелкоячеистой сетки и биоцидность образцов пленок. Полимерный продукт был идентифицирован на поверхности катализатора после отделения порошка оксида от водной дисперсии. Основным преимуществом таких материалов является уникальное сочетание свойств их компонентов, собранных в определенную структуру. К преимуществам полученного материала относится в том числе экологическая ценность исходных компонентов – натурального возобновляемого сырья: коллаген был выделен из отходов переработки трески, пектин – из отходов переработки фруктов и овощей.