Содержание к диссертации
Введение
ЧАСТЬ 1 Обзор литературы
1.1 Химическое строение, биологическое действие феназана К и его производных 16-19
1.2 Химическое строения и биологическое действие производных п-аминофенола 19-20
1.3 Химическое строение и биологическое действие производных салициловой кислоты 20-21
1.4 Особенности биологического действия и антиоксидантной активности а-токоферола 21 -24
1.5 Биологическая роль фосфолипидов и их роль в процессах пероксидации липидов 24-26
1.6 Современные представления о механизме свободнорадикального окисления липидов 26-29
1.7 Кинетика и механизм действия ингибиторов 29-30
1.8 Взаимосвязь между структурой и антиоксидантным действием 30-33
1.9 Современные представления о механизмах синергизма и антагонизма в совместном действии антиоксидантов 33-39
ЧАСТЬ 2 Собственные исследования
2.1 Материалы и методы исследований
2.1.1 Хемилюминесцентный метод определения ингибирующей активности фенольных антиоксидантов 40-42
2.1.2 Манометрический метод 42-43
2.1.3 Графические способы расчета кинетических параметров 43-44
2.1.4 Определение скорости инициирования 44-45
2.1.5 Иодометрический метод 45
2.1.6 Определение критической концентрации мецеллообразования (ККМ)
(Метод Ребиндера) 45-46
2.1.7 Методика приготовления исследуемых растворов 46-47
2.1.8 Реактивы и их очистка 47-51
2.2 Исследование особенностей ингибирующего действия антиоксидантов производных фенозана
2.2.1 Характеристика модельных систем окисления, используемых для изучения ингибирующих свойств фенолов различного строения 52
2.2.2 Доказательство химической природы ингибирования окисления соединениями фенольной природы 52-58
2.2.3 Антирадикальная активность производных фенозана 58-61
2.2.4 Антиоксидантная активность производных фенозана 62-64
2.2.5 Изучение разрушения гидропероксидов в присутствии производных фенозана 64-68
2.2.6 Изучение взаимосвязи между брутто-ингибирующим действием и концентрацией производных фенозана 68-73
2.2.7 Изучение мицеллообразования с участием ихфанов разного строения 73-78
2.2.8 Исследование особенностей ингибирования окисления липидов в вводно-эмульсионной среде 78-80
2.3 Взаимосвязь химической структуры и ингибирующего действия производных салициловой кислоты
2.3.1 Изучение взаимосвязи между антирадикальной активностью АО, степенью их экранированное и строением заместителей в орто- и пара- положении 82-87
2.3.2 Антиоксидантная активность фенольных ингибиторов различного химического строения 87-100
2.3.3 Изучение возможности разрушения гидропероксидов в присутствии аминосодержащих антиоксидантов и амидных производных салициловой кислоты 100-103
2.4 Кинетика сочетанного ингибирующего действия природных соединений -токоферола, фосфолипидов с синтетическими фенолами
2.4.1 Кинетика сочетанного ингибирующего действия а-токоферола с пространственно затрудненными фенолами 105-111
2.4.2 Кинетика инициированного окисления метилолеата при совместном действии парацетамола, осалмида с а-токоферолом 111-116
2.4.3 Сочетанное действие синтетических АО с фосфолипидами при окислении модельных липидных систем 116-121
Обсуждение результатов 122-134
Выводы 135-137
Список литературы 138-169
Приложение 170-172
- Особенности биологического действия и антиоксидантной активности а-токоферола
- Исследование особенностей ингибирующего действия антиоксидантов производных фенозана
- Взаимосвязь химической структуры и ингибирующего действия производных салициловой кислоты
- Кинетика сочетанного ингибирующего действия природных соединений -токоферола, фосфолипидов с синтетическими фенолами
Особенности биологического действия и антиоксидантной активности а-токоферола
Известно, что стационарность процессов окисления in vivo обеспечивается за счет функционирования ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, трансферазы), а также действия биоантиоксидантов и природных синергистов ингибиторов окисления /13,17,40,41,42,54,68,147/. Нарушение систем защиты приводит к интенсификации свободнорадикальных процессов, развитию окислительного стресса, впоследствии приводящего к развитию многих патологических состояний. Описано более сотни заболеваний, развитие которых связывают с усилением процессов свободнорадикального окисления. Перечень указанных заболеваний включает атеросклероз, инфаркт миокарда, ишемию, артрит, катаракту, опухолевый рост и т.д. /4, 15, 43, 75, 94, 95, 106, ПО, 115, 118, 121, 125, 175 ,183 ,189 ,224 ,246/. В современной литературе широко обсуждается роль и активность природных и синтетических ингибиторов окисления, способных обеспечивать антиоксидантный гомеостаз организма. БиоАО способны непосредственно взаимодействовать со свободными радикалами, снижать их количество в липидном бислое. Антиоксидантными свойствами обладают вещества различного химического строения: изомерные токоферолы (ТФ), каротиноиды, убихинон (УХ) и другие. Следует отметить, что наиболее эффективными ингибиторами окисления являются фенольные соединения различной степени замещенности. К этой группе АО относятся токоферолы. Высокую антиоксидантную активность тканей организма связывают прежде всего с а-токоферолом.
Суточная потребность а-токоферола у здорового человека составляет 10-25 мг /194/. Недостаток а-токоферола (витамина Е) вызывает стерильность, мышечную дистрофию, нервные растройства, диатез, некроз печени, гемолиз эритроцитов, дегенерацию спиральных канальцев и другие патологии /79,138,195/. Высокая активность а-ТФ в качестве регулятора свободнорадикальных реакций описана во многих работах/8,24,27,52,102,155,157,169,170,185-188,196,198,199-203,251/. Известно, что в липидах биологических мембран а-ТФ локализован вместе с фосфолипидами (ФЛ). Было показано, что а-ТФ стабилизирует структурно-функциональные свойства мембраны не только за счет антиоксидантных свойств, но и непосредственно взаимодействуя с ФЛ с образованием комплексов, имеющих несколько центров связывания /139,276,277,291/. Важная роль в поддержании структурной организации мембран принадлежит боковому фитильному радикалу а-ТФ /166,162/, который связываясь с гидрофобными остатками высших жирных кислот способствует дополнительной стабилизации липидного бислоя /168,276/. Показано, что молекула а-ТФ локализуется во внутреннем монослое /211,267/ при этом хромановое кольцо АО расположено перпендикулярно поверхности мембраны, а фенольный гидроксил находится на уровне карбоксильных групп ФЛ и образует с ними водородные связи, увеличивая микровязкость бислоя /166,167,281,288/. Под действием а-ТФ жирнокислотные фрагменты ФЛ образуют своеобразный биокластер с максимальной концентрацией АО /70,166,168/. Особенности действия а-ТФ обеспечивают необходимую плотность упаковки ФЛ, ограничивают доступ кислорода, и препятствуют тем самым образованию пероксильных радикалов липидов /156,218/. Установлено, что а-токоферол характеризуется чрезвычайно высокой активностью в реакции с пероксильными радикалами k-j = (3,3-3,5)х106 М_1хс-1 /24,28,32,49,50,57,63,154,155,160,199-203,280/, что на два порядка превышает аналогичные константы скорости для таких синтетических ингибиторов как дибунол /24,199-203/. По величине антирадикальной и биологической активности изомеры ТФ располагаются в ряд (а- ТФ (3-ТФ у ТФ 5-ТФ) /8,9,102,219,222/. Показана способность а-ТФ реагировать с супероксиданион - радикалом (02- ) /27,394/ константа составляет к=4,9х106 М хс"1 /221/. а-ТФ является эффективным акцептором синглентного кислорода /74,284/. Имеются данные об активности а-ТФ в реакции с ОН -радикалами /247/. Была показана возможность взаимодействия а-ТФ с продуктами первичного окисления высших жирных кислот - гидропероксидами /166,167/. Установлена роль а-ТФ в качестве регулятора энергетического обмена клетки /148/. Имеются данные, что а-токоферол влияет на синтез коэнзима Qio (убихинона), а следовательно и на энергетический обмен уровня электронотранспортной цепи /165,206/, снижает интенсивность тканевого дыхания /279/. Показано, что а-ТФ участвует в регуляции деления клеток /26,205,264,269,275/, участвует в регуляции активности гемсодержащих белков-ферментов (каталазы, пероксидазы), изменяет уровень пероксидов и метаболизм жирных кислот /252,253/, повышает устойчивость мембран эритроцитов к гемолизу /234/. а-ТФ способствует поддержанию на определенном уровне активности ферментных антиоксидантных систем организма, оказывая защитное действие на селен и сульфгидрильные группы, входящие в состав ферментов /279/. Показано, что а-ТФ ингибирует окисление липопротеидов низкой плотности и проявляет высокую эффективность в профилактике и терапии атеросклероза /231,232,254,255/.
Исследование особенностей ингибирующего действия антиоксидантов производных фенозана
В работе изучали антиоксидантные (АО) свойства широкого круга фенольных соединений различного химического строения. Действие ингибиторов тестировали в модельных системах инициированного окисления и автоокисления субстратов разной степени ненасыщенности. Использовали метилолеат (МО), линолевую кислоту. Применяли инициатор азобисизобутиронитрил (АИБН), в результате термического разложения которого получали свободные радикалы (г ), выменивающиеся в дальнейшем на радикалы липида (R ), последние присоединяли кислород с образованием пероксильных радикалов (RO2 ) согласно схеме: Использованный в работе методический подход позволял изучить воздействие потенциальных АО на процесс, инициируемый с постоянной скоростью за счет разрушения азосоединений, а также автоокисление липидов, ускоряемое радикалами, образующимися в результате гомолитического разрушения гидропероксидов. В работе впервые изучено действие синтетических фенолов различного лроения, являющихся аналогами и гомологами известных природных АО. Формулы изучаемых соединений приведены ниже. Считали необходимым показать приемлемость кинетической схемы окисления углеводородов для описания процессов, ингибируемых изучаемыми соединениями.
Известно, что при иницированном окислении при условии высокой концентрации кислорода, большой длины цепи, неизменности скорости инициирования Wj, которая определяется концентрацией инициатора [RN2R] (АИБН), Wi=Ki х е [RN2R], выполнении Wi» W3 скорость поглощения кислорода (Wo2=-dCVd)t определяется соотношением /42,45,134/: При ингибировании, обусловленном взаимодействием АО с радикалами, ведущими окисление, когда обрыв цепей преимущественно осуществляется по реакции 7 и выполняется условие фхК7х[1пН] »Кб x[RO 2], величина скорости инициирования имеет вид: Значение периодов индукции представляется уравнением: Уравнение для скорости окисления имеет вид: где К2, Кб, К/7 - константы соответствующих элементарных реакций (см. схему). Скорость инициирования может быть определена экспериментально с помощью реперных АО либо рассчитана по уравнению: где К - константа скорости распада инициатора (К = 1,58 х 1015 х e-30800/RT MW1). Величина ф для АИБН равна 1,2 (60С) /57,173/. Из приведенных уравнений следует, что при реализации принятого механизма, скорость ингибированного окисления обратно пропорциональна, а периоды индукции - пропорциональны концентрации антиоксиданта (АО). В присутствие инициатора (АИБН), определяющего цепной характер процесса, 1/2 скорость окисления пропорциональна значению [АИБН] , а периоды индукции - величине, обратной концентрации инициатора (1/[АИБН]). Для доказательства механизма были выбраны ряд соединений, относящихся к экранированным, неэкранированным гибридным фенолам. В серии экспериментов с различными скоростями инициирования была показана выполнимость упомянутых выше зависимостей для исследуемых нами соединений (рис. 1). Это свидетельствовало о непосредственном взаимодействии фенолов с пероксильными радикалами (химической природе ингибирования) и указывало на правильность выбранной кинетической схемы. В качестве рабочей была выбрана концентрация инициатора, равная Зх10 3М. В этих условиях скорость инициирования, установленная методом ингибиторов с использованием дибунола в качестве реперного АО составляла 4,2x10" Мхе" . При расчете скорости инициирования, определяемой по о 1 формуле (2.18) , получено значение, равное 5,2x10" Мхе" . Видно, что экспериментальное и расчетное значение являются величинами одного порядка. При указанной концентрации АИБН выполнялись условия цепного процесса.
Длина цепей, определяемая соотношением v = W02 /Wj составляла 10 и более элементарных актов. Таким образом, выбранные нами условия позволяли оценить кинетические характеристики исследуемых АО, выявить взаимосвязь их ингибирующей активности и химического строения. Изучаемые вещества были разделены на 2 группы: гибридные производные группы ИХФАНов; производные салициловой кислоты и пара-аминофенола. Для каждой группы соединений исследовались антирадикальная, антиоксидантная активность и закономерности изменения величины ннгибирующего действия АО от его концентрации в субстрате. Ниже приведены результаты исследования группы пространственно затрудненых фенолов группы ИХФАНов. Одним из перспективных направлений создания новых высокоэффективных антиоксидантов (АО) является синтез «гибридных молекул», сочетающих в своей структуре несколько характеристических групп, взаимонезависимо или синергически воздействующих на процесс окисления субстратов в липидной или водной фазе. В Институте биохимической физики (ИБХФ) им. Н.М. Эмануэля РАН на основе фенозана (метилокса) (3,5 дитрет.бутил-4-гидроксифенил пропановой кислоты) синтезирован ряд стерически затрудненных АО, дополнительно включающих остаток этаноламина, замещенного в свою очередь одним или несколькими алкильными радикалами с разной длиной цепи, включающей от одного до 16 углеродных атомов. Формулы и систематические названия соединений приведены на схеме 1, в табл.1. Ингибиторы известны под названием ИХФАНЫ.
Ранее было показано, что вещества не обладают местным и общетоксическим действием, не оказывают влияния на эмбриогенез и развитие потомства, проявляют антиацетилхолинэстеразную активность /112/, регулируют рост клеток растений/21/. При анализе особенностей структуры изучаемых соединений (схема 1) можно видеть, что все вещества относятся к экранированным фенолам и отличаются природой заместителя в пара-положении к гидроксильной группе. Можно предполагать, что одни из соединений (фенозан К и его метиловый эфир) по своей природе липофильны, другие АО, имеющие в структуре полярный фрагмент (кватернизированный атом азота), могут образовывать мицеллы, в которых за счет ориентации полярных и неполярных групп фенольный гидроксил может оказаться скрытыми внутри микрореактора. В связи с этим в настоящей работе ставили целью изучить особенности ингибирования указанными соединениями процесса окисления липидов в гомогенном и мицеллярном растворах, изучить взаимосвязь строения и эффективности АО, механизм их действия. Антиоксидантное действие ИХФАНОВ сравнивали с активностью известных реперных АО - дибунола (ионола) и а-токоферола (а-ТФ). В группе указанных АО хемилюминесцентным методом изучена антирадикальная активность. /171/. Данный метод основан на изучении кинетики свечения, возникающего при инициированном окислении углеводородов. Основной кинетической характеристикой тормозящего действия ингибиторов является константа скорости взаимодействия ингибитора окисления с пероксильными радикалами (kj). (реакция 7, согласно общепринятой схемы):
Взаимосвязь химической структуры и ингибирующего действия производных салициловой кислоты
В медицинской практике широко используются такие препараты, как салициловая кислота, парацетамол, осалмид. АО свойства указанных соединений не изучены. На основании представлений об их химической структуре, можно полагать о возможности проявления ими свойств ингибиторов пероксидного окисления. На основе указанных структур перспективен синтез новых химических соединений, включающих различные характеристические группы. Направленный синтез высокоэффективных антиоксидантов возможен на основе представлений о эффективности и механизме действия разных фрагментов молекул ингибиторов. В настоящей работе предпринято исследование кинетических эффектов ингибирования в связи с модификацией молекулярной структуры антиоксидантов, представляющих собой амидные производные салициловой кислоты, дополнительно включающие фрагменты фенола, разноудаленного от амидной группировки, различающегося между собой также степенью экранированное активной ОН-группы, обеспечиваемой введением в орто-положение трет.бутильных заместителей (см. формулы в табл.5). Новые потенциально высокоэффективные АО были синтезированы в НИОХ им. Н.Н. Ворожцова СО РАН. Исследования их ингибирующих свойств ранее не проводилось.
В связи с этим представляло интерес в сравнительном аспекте изучить особенности антиоксидантного действия новых соединений, выявить взаимосвязь между их строением, антирадикальной и антиоксидантной активностью. Считали целесообразным изучить активность новых синтетических АО, сопоставить их ингибирующее действие и антирадикальную активность с известными ингибиторами окисления: природным АО (ct-ТФ), синтетическими фенолами (дибунолом, 2,6-дифенил-4-метоксифенолом, гидроксибензолом, салициловой кислотой) и аминами (анилином, п-аминофенолом). Исследуемые соединения были объединены в группы по мере усложнения их химической структуры. Особый интерес представлял ряд замещенных амидов салициловой кислоты, дополнительно включающих структуру фенола, разноудаленную от атома азота (АО IX-XII в табл.5). Большинство из указанных соединений содержат орто-трет.бутильные заместители и являются пространственно затрудненными фенолами. Исключение составляет осалмид (IX), не имеющий в своей структуре орто-заместителей. В сравнении была изучена антирадикальная активность модельных соединений: гидроксибензола (фенола), орто-гидроксибензойной (салициловой) кислоты, аминобензола (анилина), пара-аминофенола. Показано, что незамещенные гидроксибензол и аминобензол (анилин) в реакции с пероксильными радикалами проявляли наиболее наиболее низкую активность. Значение к7 для указанных соединений были сопоставимы между собой и составляли (0,20- 0,24)х104 М_1хс" соответственно (табл. 4). Введение в пара-положение к ОН-группе электронодонорного заместителя (аминогруппы) приводило к существенному увеличению значения константы скорости линейного обрыва цепей окисления на молекулах ингибитора (реакция 7) (табл. 5). Из табл. 5 видно, что значение константы К7 у п-аминофенола по сравнению с фенолом возрастает в 42 раза. Присутствие карбоксильной группы в орто-положении к ОН-группе, не приводило к изменению величины hj. Карбоксильная группа, как известно, является электроноакцепторным заместителем, которые могут снижать значение к?, ингибиторов окисления/26, 57-62, 130-134,173/. Соединение - 2,6-дифенил-4-метоксифенол было отнесено к ряду неэкранированных фенолов в связи с особенностями пространственной организации фенильных заместителей. Антирадикальная активность указанного ингибитора значительно превышает к .фенола и дибунола (табл. 5).
По всей вероятности, его свойства зависят от особенностей пространственной организации соединения. 2,6-дифенил-4-метоксифенол имеет плоскую структуру. В отличие от него, третично-бутильные заместители, как известно, располагаются перпендикулярно плоскости бензольного ядра, создавая тем самым, дополнительные стерические препятствия для взаимодействия ОН-группы с пероксильными радикалами. Таким образом, на основании представлений о пространственной организации 2,6-дифенил-4-метоксифенол можно объяснить повышение его реакционной способности при взаимодействии с радикалами R(V по сравнению с фенолом и дибунолом (табл. 5).
Анализ показывает, что парацетамол, у которого в п-положении к ОН-группе находится ацетаминогруппа, проявляет по сравнению с к? фенолом значительно более высокую (17 раз) антирадикальную активность. У осалмида, структуре которого по сравнению с парацетамолом введена не ацетамино-группа, а остаток салициловой кислоты, констатируется дополнительное увеличение антирадикальной активности (в 29 раз). Остаток салициловой кислоты следует рассматривать как электронодонорный заместитель, в структуре которого имеет место л-р сопряжение. Таким образом, наиболее тесная взаимосвязь существует между значением к/? и природой заместителя в п-положении. Полученные нами данные о характере влияния заместителей разной природы согласуются со сведениями, приводимыми в известных монографиях и обзорах /26, 57-62, 130-134, 173/. При сопоставлении структуры осалмида (IX) (амида 1-(Ы-4 -гидрокси-фенил) салициловой кислоты) и его аналога (X) (амида l-(N-4 -гидроксифенил-3,3 ,5 -тритрет.бутил)-5-этил салициловой кислоты можно видеть, что соединения имеют одинаковый заместитель в п-положении и отличаются между собой степенью экранированности -ОН-группы и этильным заместителем в п-положении у одного из бензольных колец. Аналоги осалмида - (X) амид 1-(К-4 -гидроксифенилпропил-3 ,5 -дитритрет.бутил)-5-этил салициловой кислоты, (XI) амид l-(N-4 -гидроксифенилпропил-3 ,5 -дитритрет.бутил)-5-этил салициловой кислоты отличаются от предыдущего соединения наличием у-пропиламина, связывающего оба бензольных кольца в молекуле АО, и более высокой степенью экранированности. Сопоставление АРА исследуемых нами аминофенолов, у которых амино-группа находится на разном удалении от бензольного кольца, показывает, что по мере удаления этих групп, а, следовательно, снижения возможности тс-р-сопряжения, значение константы снижается вдвое (табл.5). При исследовании кинетики изменения интенсивности ХЛ в присутствии исследуемых соединений было установлено, что все АО оказывают ингибирующее действие на процесс окисления модельного субстрата (этилбензола).
Показано, что наибольшую активность в реакции с пероксильными радикалами проявляет осалмид (IX) (табл. 5), аномально высокая константа скорости реакции 7 которого обусловлена наличием л-р-сопряжения между амино-группой и фенолом. Анализ значений kj структур, отличающихся степенью экранированности ОН-группы, показывает, что введение экранирующих заместителей неизменно приводит к снижению активности АО в реакции с пероксильными радикалами (RXV) (табл.5). Сравнение К7 исследуемых фенолов и а-ТФ показывает, что основной природный АО значительно более активен в реакции с пероксильными радикалами (практически в 360 раз). Стехиометрический фактор ингибирования f, показывающий количество свободных радикалов, погибающих на молекуле ингибитора, для большинства изучаемых соединений был близок или равен 3 (табл. 5). Таким образом, приведенные данные показывают, что механизм действия исследуемых АО связан с уничтожением пероксильных радикалов, ведущих процесс окисления.
Кинетика сочетанного ингибирующего действия природных соединений -токоферола, фосфолипидов с синтетическими фенолами
Для стабилизации окисления пищевых и косметических масел, жировых эснов фармпрепаратов все более широко используют синергические композиции, которые могут состоять из нескольких ингибиторов окисления, взаимно усиливающих действие друг друга, либо включать АО и вещество -синергист. Последний, как правило, не проявляет ингибирующего действия, но в его присутствии эффективность ингибитора значительно возрастает. Использования эффектов синергизма позволяет получать высокоэффективные композиции и при этом существенно снижать абсолютные количества ингибитора, уменьшая тем самым негативные последствия длительного применения высоких доз синтетических АО. В литературе имеются данные о проявлении эффектов синергизма при совместном действии смесей а-ТФ с фосфолипидами /30,31,139,140,145, 226,227/, аскорбиновой и другими органическими кислотами /173,190,225,258,272,278,290,291/, (3-каротином /284,286/, алифатическими аминами /107/, дибунолом /124,139/, флавоноидами /284/. Эффект синергизма в действии АО до настоящего времени выявлялся эмпирическим путем. Несмотря на имеющиеся классификации синергизма отсутствуют достоверные критерии, позволяющие на основании представлений о химическом строении составляющих АО прогнозировать возможность аддитивности, синергизма или антагонизма в их совместном действии. В связи с этим необходимо экспериментальное обоснование гипотез, связывающих эффективность и состав синергических композиций. На основании полученных данных представляется возможным прогнозировать действие смесей АО, разрабатывать новые способы стабилизации органических материалов различной природы. В настоящей работе изучена взаимосвязь между химическим строением и эффективностью совместного действия смеси природного АО синтетических фенолов различной степени экранированности с а-ТФ, а также фосфолипидами яичным фосфатидилхолином). Применение ряда синтетических АО в медицине и пищевой промышленности ограничивается в связи с возможностью проявления ими токсического действия в больших концентрациях. Выход может быть найден при использовании малых количеств синтетических ингибиторов окисления в композиции с нетоксичными синергистами. В качестве потенциальных синергистов могут рассматриваться компоненты биологических мембран, например, а-токоферол, фосфолипиды, природные соединения метаболического типа действия (L-карнитин, пантотеновая кислота и др. /107/).
Подобные композиции, проявляющие низкую токсичность, позволят обеспечить высокую эффективность ингибирования и возможность их длительного использования в пищевых или лечебных целях. В настоящем разделе были исследованы закономерности сочетанного ингибирующего действия смесей природного АО - а-ТФ с различными пространственно затрудненными фенольными АО - триметил-аминоэтиловым эфиром р-(3 ,5 -дитрет.бутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты йодидом, Ш-диметил-№-гексадециламиноэтиловым эфиром Р-(3/,5/-дитрет.бутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом, амидом l-(N-4 -гидроксифенилпропил-3,3 ,5 -тритрет.бутил)-5-этил салициловой кислоты. Общностью структуры синтетических АО является наличие двух орто-трет.бутильных заместителей (см. формулы схема 1). В исследуемых композициях изменяли абсолютные количества и соотношения компонентов. При этом количественно оценивали действие индивидуальных АО и их бинарных смесей. Для установления характера гочетанного действия двух ингибиторов сопоставляли между собой простую гумму периодов индукции отдельных компонентов (аддитивное действие) (ЕТІ) и брутто эффективности их смеси ( ). Если в результате сочетания ингибиторов получили выигрыш в периодах индукции (Ат) по сравнению с аддитивным действием АО, т.е. ( TJ), ТО В совместном действии ингибиторов констатировали эффект синергизма. В случае если совместное действие двух АО было меньше, чем сумма эффектов ингибирования индивидуальных веществ (i DTJ), то делалось заключение о проявлении антагонизма в совместном действии АО. Эффект синергизма оценивали по разности Ат =Т-ХЛ;І, либо выражали отношением - Ат/ SijXlOO, %. Действие смеси АО сравнивалось с их прогнозируемым аддитивным эффектом, проявляющимся при использовании ингибиторов порознь (табл 9, 10). Показано, что совместный ингибирующий эффект АО значительно превышает простую сумму периодов индукции индивидуальных компонентов, что свидетельствует о проявлении в их совместном действии эффекта синергизма. Была изучена зависимость изменения величины синергизма от концентрации каждого из составляющих смеси. Установлено, что величина эффекта зависит от концентрации в смеси каждого из компонентов (табл. 9, 10). Были получены сложные бимодальные кривые (рис. 15, 16), при анализе которых видно, что смесь АО значительно более эффективна в области низких концентраций, с ее увеличением действие компонентов приобретает антагонистический характер.
Так, оптимальная область концентраций АО соответствует интервалу (1,0-5,0)х10 М (рис.15, 16), для а-ТФ - концентрации (2,5-5,0)х10"4 М (табл.9, 10). При этих уровнях АО обеспечивается наибольший синергический эффект, равный 30 - 55 %. Было показано, что при увеличении количества ос-ТФ область синергизма может быть расширена (рис.16). Так, повышение а-ТФ в смеси на 0,01% приводило к дополнительному росту эффективности композиции на 10-20 % (табл. 9, 10). Приведенные данные показывают перспективность сочетанного применения экранированных фенолов и а-ТФ с целью разработки на основе данной синергической композиции новых высокоэффективных способов стабилизации процессов окисления. Эффект синергизма для смесей а-ТФ с исследуемыми фенолами связан со способностью АО разрушать гидропероксиды без образования радикальных продуктов. Тем самым исключается дополнительный путь расходования а-ТФ. Вероятность такого механизма подтверждается наличием корреляции между синергической активностью исследуемых АО и их эффективностью как разрушителей пероксидов. Необходимо отметить, что сопоставимые эффекты ингибирования, сравнимые с максимальным действием синергической композиции, могут быть достигнуты при использовании индивидуального АО в концентрациях в 2-5 раза больших, чем в синергической смеси. Таким образом, основным преимуществом применения синергических композиций является снижение количества АО, способствующее уменьшению как токсического действия фенолов на организм, так и себестоимости пищевого продукта, косметического средства, фармпрепарата. Важно понять механизм проявления в действии композиции исследуемых АО эффектов синергизма или антагонизма. Гипотезы, способные объяснить наблюдаемые эффекты, изложены ниже. При ингибировании окисления смесями а-ТФ в присутствии пространственно затрудненных АО в системе образуются 2 вида феноксильных радикалов, которые необратимо погибают в реакциях гомо- и кросс-диспропорционирования, а также могут взаимодействовать с исходными фенолами. Анализ кинетики бимолекулярной гибели токофероксилов и
Похожие диссертации на Кинетика и механизм ингибирующего действия производных фенозана, салициловой кислоты и их синергических смесей с Z-токоферолом и фосфолипидами
