Модификация физико-химических свойств дигидрокверцетина путем кокристаллизации

Дигидрокверцетин (ДКВ) – 2,3-дигидро - 3,5,7 – тригидрокси – 2 - (3,4-дигидроксифенил) - 4Н-1- бензопиранон-4 – представляет собой хрестоматийный пример природного биофлавоноида. ДКВ проявляет высокую антиоксидантную активность [1] и обладает капилляропротекторным, нейропротекторным, противоопухолевым, противовирусным и гепатопротекторным действием [2-4]. Данные молекулярного моделирования указывают на возможность применения соединений с подобной структурой для таргетной терапии бактериальных заболеваний и сахарного диабета II типа [5].

Основным источником получения данного соединения является комлевая часть древесины Лиственницы сибирской (Lаrix sibirica Ledeb.) и Лиственницы даурской (Larix dahurica Turcz.). ДКВ в виде фармацевтической субстанции с чистотой 90,0-99,5% выпускается в соответствии с патентом РФ 2435766 [6].

В настоящее время в сфере разработок биофлавоноидных фитопрепаратов наблюдается переход от инвентаризационного накопления фактов к трансляции фундаментальных знаний в область практического применения [7]. Основным препятствием, с которым сталкиваются исследователи на этом пути, используя ДКВ в качестве субстанции, является его низкая растворимость в воде при комнатной температуре – «очень мало растворим» в терминах ГФ РФ XIII. К современным направлениям, позволяющим модифицировать физико-химические свойства соединений, относится кокристаллизация.

Цель исследования. Реализация кокристаллизации для создания водорастворимых форм ДКВ.

Материалы и методы. Объектом исследования служила субстанция ДКВ (ФС №000388-270812, ЗАО Аметис, Россия). Никотиновую кислоту (99,5%, Fluka, Германия), бензальдегид (98%, Carl Roth GmbH, Германия), ванилин (99%, Sigma-Aldrich GmbH, Германия), коричный альдегид (99%, Acros Organics, Бельгия) и мочевину (99,6%, Carl Roth GmbH, Германия) использовали в качестве коформеров. В ходе кокристаллизации применяли воду очищенную и этанол денатурированый (99,8%, Carl Roth GmbH, Германия).

Для проведения кокристаллизации ДКВ смешивали с одним из коформеров в молекулярном соотношении 1:1, после чего механическую смесь растворяли в 5 мл этанола. Полученный раствор разбавляли водой очищенной до 5%-ого содержания ДКВ по массе и выдерживали в течение 24 ч при температуре –78 ^оС. Супрамолекулярный синтез проводили в сублимационной сушке Alpha 1-2 LD (Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH, Германия), работающей в течение 36 ч при температуре –55 ^оС и при давлении 0,35 атм.

Исследование супрамолекулярных взаимодействий между ДКВ и молекулами коформеров осуществляли в запрессованных таблетках с калия бромидом на ИК-Фурье спектрометре ФСМ-1201 (Россия) в диапазоне частот от 400-4000 см^-1. В качестве образцов сравнения использовали модельные механические смеси ДКВ с коформерами. Растворимость новых форм определяли по методике ГФ РФ XIII в соответствии с ОФС 1.2.1.0005.15.

Результаты и обсуждение. Дизайн данного исследования базируется на данных литературного контент-анализа. Поскольку ДКВ содержит несколько фенольных гидроксильных групп (в положении 3’, 4’, 5 и 7), вторичную спиртовую гидроксильную группу (в положении 3) и карбонильную группу (в положении 4), то он способен к формированию супрамолекулярных комплексов с кетонами, альдегидами, аминами, амидами и гетероциклическими соединениями, содержащими атом азота [8]. На основании этих данных в качестве коформеров были выбраны соединения, приведенные в материалах и методах.

Для подтверждения формирования супрамолекулярных комплексов между молекулами ДКВ и коформеров использовали ИК-спектроскопию. Так, например, по сравнению с модельной смесью, в ИК- спектрах кокристаллов ДКВ с никотиновой кислотой исчезает полоса поглощения, соответствующая валентным колебаниям гидроксильной группы в карбоновых кислотах в области 2700-2500 см^-1 и наблюдаются изменения в области характеристических частот карбонильных хромофоров.

В ходе анализа растворимости было установлено, что все синтезированные кокристаллы улучшили свои физико-химические показатели. Растворимость кокристаллов ДКВ с ванилином увеличилась в 1000 раз, а ДКВ с мочевиной – более чем в 2000 раз, что позволило отнести их к «легко растворимым» и «очень легко растворимым» соединениям соответственно.

Выводы. Получены новые водорастворимые формы ДКВ путем кокристаллизации. Существенное повышение растворимости открывает возможность разработки новых фитопрепаратов на базе ДКВ в жидкой лекарственной форме.

Список литературы

1. Ilyasov I.R., Beloborodov V.L., Selivanova I.A. Three ABTS•+ radical cation-based approaches for the evaluation of antioxidant activity: fast- and slow-reacting antioxidant behavior // Chem. Paper., 2018, 72(8), 1917–1925.
2. Плотников М.Б., Тюкавкина Н.А., Плотникова Т.М. Лекарственные препараты на основе дигидрокверцетина. – Томск, Издательство Томского университета, 2005.
3. Raj U., Varadwadj P.K. Flavonoids as Multi-target Inhibitors for Proteins Associated with Ebola Virus: In Silico Discovery Using Virtual Screening and Molecular Docking Studies // Interdiscip Sci., 2016, 8(2), 132–141.
4. Wang Y., Wang Q., Bao X., Ding Y., Shentu J., Cui W., Chen X., Wei X., Xu S. Taxifolin prevents β- amyloid-induced impairments of synaptic formation and deficits of memory via the inhibition of cytosolic phospholipase A2/prostaglandin E2 content // Metab. Brain Dis., 2018, 33(4), 1069–1074.
5. Терехов Р.П., Селиванова И.А. Компьютерное моделирование как путь разработки фитопрепаратов на базе флавоноидов//Фармация,2016, специальный выпуск,112–116.
6. Остронков В.С., Лашин С.А. Способ получения дигидрокверцетина // Патент РФ 2435766. Бюл. 34. 2011.
7. Тюкавкина Н.А., Селиванова И.А., Терехов Р.П. Современные тенденции создания лекарственных средств на основе флавоноидов // В: под ред. Загоскиной Н. В. Фенольные соединения: свойства, активность, инновации. – Москва, ИФР РАН, 2018, 526–532.
8. Kavuru P. Crystal engineering of flavonoids: Graduate Theses – Tampa, 2008, 101 p.