Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 632

Разработаны безопасные методы синтеза сульфатированных полисахаридов

Химики ФИЦ КНЦ СО РАН разработали 2 новых способа получения модернизированных полисахаридов с антикоагулянтными свойствами. Замена токсичных реагентов кислотами сделает метод сульфатирования полисахаридов эффективнее

Химики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали два новых способа получения модернизированных полисахаридов с антикоагулянтными свойствами. Замена токсичных реагентов кислотами сделает метод сульфатирования полисахаридов эффективнее и безопаснее для окружающей среды. Результаты исследования опубликованы в международном сборнике конференций Software Engineering Perspectives in Intelligent Systems и журнале Journal of Molecular Modeling.

Изображение гуаровой камеди (слева) и сульфатированной гуаровой камеди (справа),

Изображение гуаровой камеди (слева) и сульфатированной гуаровой камеди (справа),

сделанное сканирующим электронным микроскопом

Полисахариды галактоманнаны, к которым относится гуаровая камедь, – полимерные производные сложных углеводов, состоящие из галактозы и маннозы. Эти нетоксичные соединения широко используются в качестве пищевых добавок, стабилизаторов, флокулянтов, загустителей и гелеобразователей. Фармакологические исследования показали, что галактоманнаны и соединения на их основе обладают гепатопротекторным, обезболивающим и антикоагулянтными свойствами. Особо перспективными для биомедицины считают сульфатные производные галактоманнов, поскольку встраивание сульфатной группы в молекулу биополимера увеличивает его биоразлагаемость и растворимость в воде. Однако при химической модификации галактоманнов используют токсичные и агрессивные вещества, загрязняющие окружающую среду.

Химики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с зарубежными коллегами модифицировали процедуру получения сульфатированных полисахаридов двумя различными способами, сделав ее более безопасной. В первом варианте методики учёные заменили агрессивные растворители и реагенты на сульфаминовую кислоту и мочевину, во втором – на хлорсульфоновую кислоту с диоксаном. Ученые обнаружили сульфатирующие комплексы, обладающие необходимой реакционной способностью для получения новых сульфатированных производных галактоманнанов.

Ученые использовали образцы пищевого галактоманнана – гуаровой камеди, полученные из бобовых травянистых растений, в частности горохового дерева. Они отличаются большой молекулярной массой и особым соотношением галактозы и маннозы. Как отмечают ученые, источник растений и содержание сахаров важны. Именно они отвечают за растворимость полисахаридов в воде и потенциал их использования в качестве биологически активного вещества. Добавление в структуру молекулы полисахарида сульфатной группы увеличивает водорастворимость вещества и активирует в нем антикоагулянтные свойства. По словам исследователей, благодаря этому полисахарид может снижать свертываемость крови и использоваться для профилактики тромбозов.

Казаченко Александр Сергеевич, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии и химической технологии Красноярского

Казаченко Александр Сергеевич, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии и химической технологии Красноярского

научного центра СО РАН

Химики искали эффективные способы получения сульфатированных полисахаридов. Для этого они опробовали различные реагенты, которые обладают похожими свойствами и хороши для получения целевого вещества. Такими оказались хлорсульфоновая и сульфаминовая кислоты. Однако выигрыш в экологичности и количестве получаемого материала привел к потере в скорости реакции. Более безопасным ученые признали относительно медленный метод с сульфаминовой кислотой. Хлорсульфоновая кислота представляет бо՛льшую опасность, но при этом она более реакционно способная, и реакция с ней протекает быстрее.

«Полисахариды высших растений, в том числе галактоманнаны, безвредны для организма человека и обладают иммуномодулирующими свойствами. Сульфатированные производные таких галактоманнанов могут быть использованы в фармацевтике как потенциальные антиоксиданты, противовирусные препараты и новый класс антикоагулянтов. Целью нашей работы была оптимизация процесса сульфатирования галактоманнана. Разработанные методы безвредны, в отличие от традиционных. Мы получаем такое же биологическое вещество, как и раньше, но при этом не используем каких-то токсичных, коррозионных веществ, которые влияют на окружающую среду. Это является важным шагом на пути к экологической безопасности этого химического процесса. Однако из-за того, что на новые методы уходит много времени, перед нами стоит новая задача – найти баланс между скоростью и безопасностью реакции», — рассказал Александр Казаченко, кандидат химических наук, научный сотрудник Института химии и химической технологии Красноярского научного центра СО РАН.

Ученый отметил, что безопасные методы будут полезны для дальнейшего масштабирования процесса в крупных объёмах. Особенно многообещающей выглядит дальнейшая модификация сульфатов полисахаридов в средства адресной доставки лекарств в клетки организма. В планах красноярских химиков провести такую работу.

Исследование поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-33-70256).

 

Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской Академии наук»

 

ФИЦ КНЦ СО РАН галактоманны полисахариды галактоманнаны сульфатирование сульфатированные полисахариды

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.