Скачать 404.9 Kb.
|
Геометрия молекул получена методом молекулярной механики ММ+. Оптимизация молекул данным методом показала хорошее соответствие между рассчитанными длинами волн и валентными углами и соответствующими экспериментальными данными [36,37]. Погрешность расчета длин связей и валентных углов не превышает 3%. Результаты рассчитанных спектральных характеристик приведены в табл. 1,2. Таблица 1. Раcсчитанные и экспериментальные спектральные характеристики этионамида и протионамида
Таблица 2. Рассчитанные и экспериментальные спектральные характеристики пиридоксин гидрохлорида
Согласно расчету в приближении ZINDO/S определено, что линия поглощения этионамида на длине волны 328,7 нм обусловлена переходом электрона с 28 молекулярной орбитали (энергетический уровень соответствует -8,62 эВ) на вакантную 30 молекулярную орбиталь (энергетический уровень соответствует -1,20 эВ). Линия поглощения протионамида на длине волны 329,4 нм обусловлена переходом электрона с 30 молекулярной орбитали (энергетический уровень соответствует -8,64 эВ) на вакантную 33 молекулярную орбиталь (энергетический уровень соответствует -1,21 эВ). При детальном исследовании атомных орбиталей и их вкладов в занятую и вакантную молекулярные орбитали, соответствующие данному переходу, определено, что длина волны поглощения 328,7 нм в молекуле этионамида и длина волны 329,4 нм в молекуле протионамида обусловлены соответствующими переходами: с атомной орбитали pz атома углерода С(4) на pz атомную орбиталь атома углерода С(5), связанных двойной связью в пиридиновом кольце; с атомной орбитали pz атома углерода С(6) на атомную орбиталь pz атома азота N(1) в пиридиновом кольце молекул. На основании вышеотмеченного установлено, что в экспериментальных спектрах поглощения в молекуле этионамида и протионамида полоса поглощения с максимумом на длине волны 2921 нм и линия поглощения на длине волны 328,7 нм для этионамида и 329,4 для протионамида обусловлены переходом электрона связи С=N, либо связи С=С, входящих в структуру пиридина, с молекулярной р - орбитали на вакантную р - орбиталь молекулы (π - π* переход). Согласно расчету в приближении ZINDO/S получено, что линия поглощения пиридоксин гидрохлорида в виде основания на длине волны 269,07 нм обусловлена переходом электрона с 33 атомной орбитали (энергетический уровень соответствует -8,61 эВ) на вакантную 34 атомную орбиталь (энергетический уровень соответствует 0,55 эВ). Линия поглощения пиридоксин гидрохлорида в виде фенолят аниона на длине волны 296,3 нм обусловлена переходом электрона с 32 атомной орбитали (энергетический уровень соответствует -9,73 эВ) на вакантную 33 атомную орбиталь (энергетический уровень соответствует -5,87 эВ). Линия поглощения пиридоксин гидрохлорида в виде пиридиниевого иона на длине волны 307, 38 нм обусловлена переходом электрона с 33 атомной орбитали (энергетический уровень соответствует -8,45 эВ) на вакантную 34 атомную орбиталь (энергетический уровень соответствует -2,70 эВ). При детальном исследовании атомных орбиталей и их вкладов в занятую и вакантную молекулярные орбитали молекулы пиридоксин гидрохлорида, соответствующие данному переходу, определено, что длина волны поглощения 269,07 нм в молекуле пиридоксин гидрохлорида обусловлена переходом с атомной орбитали pz атома углерода, входящего в пиридиновое кольцо, на атомную орбиталь pz атома азота N в пиридиновом кольце. Таким образом, установлено, что полосы поглощения пиридоксин гидрохлорида на длинах волн 2441 нм, 3101 нм (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия), 2911 нм (растворитель – хлористоводородная кислота, этиловый спирт 95 %), 2581 нм, 2911 нм, 3241 нм (растворитель – дистиллированная вода) в экспериментальных спектрах и соответствующие им линии поглощения в теоретических спектрах молекулы пиридоксин гидрохлорида в различных структурных формах обусловлены поглощением квантов света электроном связи С=N, входящей в структуру пиридина. Переход происходит с занятой молекулярной р -орбитали на вакантную р – орбиталь молекулы (π - π* переход). Оптические свойства бициклических производных, содержащих карбонильную группу (ломефлоксацин и рифампицин) (глава 3) Исследование спектральных характеристик ломефлоксацина и рифампицина проводилось в тех же условиях, что и спектры поглощения производных пиридина. Концентрация ломефлоксацина в исследуемых растворах составила 0,007 %.
Концентрация рифампицина в исследуемых растворах составила 0,014%. Исследования оптических спектров поглощения рифампицина показало следующее. В спектрах поглощения рифампицина при переходе от рН 12,5 к рН 1,1 происходит смещение максимумов и минимумов поглощения растворов как в длинноволновую, так и в коротковолновую области спектра (рис. 6). При рН 1,1 (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты) спектр поглощения рифампицина характеризуется четырьмя полосами поглощения с максимумами на длинах волн 2301 нм, 2661 нм, 3361 нм и 4751
Молекулы ломефлоксацина и рифампицина являются бициклическими производными (рис. 7). Оптические свойства бициклической структуры схожи со свойствами бензольного кольца. Согласно литературным данным [34,35] бензол дает β-, p- и α-полосы поглощения с максимумами на длинах волн 255 нм, 204 нм и 184 нм соответственно, увеличивающиеся по интенсивности по мере перехода к более коротким длинам волн. Алкильные заместители смещают максимумы в длинноволновую область спектра, но не меняют в заметней степени интенсивности поглощения. Однако, если с бензольным кольцом сопряжен еще один хромофор, то в спектре появляются новые полосы, поскольку в такой системе есть возможность поглощения, связанного с электронным переходом [35].
Согласно экспериментально полученным спектрам поглощения максимумы p-полосы поглощения бициклической структуры ломефлоксацина наблюдаются на длинах волн 2241 нм (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, рН 1,1), 2231 нм (растворитель – дистиллированная вода, рН 5.4), 2341 нм (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия, рН 12,1). p-, α- полосы поглощения в экспериментальных спектрах поглощения ломефлоксацина не зарегистрированы. В спектрах поглощения рифампицина максимумы p-, α- полос поглощения бициклической структуры рифампицина находятся на длинах волн 2301 нм, 2661 нм (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, рН 1,1), 2341 нм, 2601 нм (растворитель – этиловый спирт 95 %, рН 6,9), 2381 нм, 2561 нм (растворитель – дистиллированная вода, рН 5.4), 2361 нм, 2601 нм (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия, рН 12,1). В структуру ломефлоксацина и рифампицина входит карбонильная группа C=O (рис. 7), которая имеет полосу поглощения в области 270 - 290 нм [34]. В спектрах ломефлоксацина данная полоса поглощения находится на длине волны 2861 нм при рН 1,1 (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты), 2921 нм при рН 6,7 (растворитель – этиловый спирт 95%), 2851 нм при рН 5,1 (растворитель – дистиллированная вода) и 2841 при рН 12,5 (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия). Полоса поглощения карбонильной группы имеет высокую интенсивность, сдвигается батохромно при замене полярного растворителя неполярным. Все вышеотмеченное позволяет сделать вывод о том, что данная полоса поглощения характеризуется переходом с p-орбитали на вакантную p-орбиталь (π - π* переход). Спектры поглощения ломефлоксацина характеризуются еще одной полосой поглощения с максимумом на длине волны 3151 нм при рН 1,1 (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты), 3201 нм при рН 6,7 (растворитель – этиловый спирт 95%), 3241 нм при рН 5,1 (растворитель – дистиллированная вода) и 3301 при рН 12,5 (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия). Данная полоса поглощения может относиться к карбонильной группе и являться t-полосой поглощения. Согласно нашим предположениям полоса поглощения карбонильной группы в экспериментально полученных спектрах поглощения рифампицина находится в более длинноволновой области УФ спектра на длине волны 3361 нм (растворитель – 0,1М раствор хлористоводородной кислоты, рН 1,1); 3421 нм (растворитель – этиловый спирт 95 %, рН 6,9); 3341 нм (растворитель – дистиллированная вода, рН 5.4); 3281 нм (растворитель – 0,1М раствор гидроксида натрия, рН 12,1). Для подтверждения сделанных выводов был проведен расчет основных и возбужденных состояний и спектральных характеристик молекулы ломефлоксацина и ее бициклической структуры методом конфигурационного взаимодействия. Геометрия молекул получена методом молекулярной механики ММ+. Результаты рассчитанных оптических характеристик приведены в таблице 3. Таблица 3. Рассчитанные и экспериментальные спектральные характеристики ломефлоксацина
Для уточнения природы полос поглощения в молекуле рифампицина были проведены теоретические исследования спектров поглощения отдельно бициклической структуры (нафталина), бициклической структуры с пиперазиновым кольцом и бициклической структуры с карбонильной группой в газовой форме. Результаты рассчитанных оптических характеристик приведены в табл. 4-5: Таблица 4. Рассчитанные и экспериментальные спектральные характеристики нафталина
Таблица 5. Рассчитанные и экспериментальные спектральные характеристики структурных фрагментов молекулы рифампицина
Согласно расчету в приближении ZINDO/S получено, что линия поглощения ломефлоксацина на длине волны 314 нм обусловлена переходом электрона с 66 атомной орбитали (энергетический уровень соответствует -8,71 эВ) на вакантную 68 атомную орбиталь (энергетический уровень соответствует -0,92 эВ). При детальном исследовании атомных орбиталей и их вкладов в занятую и вакантную молекулярные орбитали, соответствующие данному переходу, определено, что на длине волны поглощения 314 нм в молекуле ломефлоксацина может происходить два перехода: с атомной орбитали pz атома углерода С(6) входящего в бициклическую структуру молекулы ломефлоксацина на pz атомную орбиталь С(10); с атомной орбитали pz атома углерода С(4) на атомную орбиталь pz атома кислорода связи С=О. На основании проведенных экспериментальных и теоретических исследований можно сделать следующие выводы:
Согласно расчету в приближении ZINDO/S получено, что линия поглощения структурного фрагмента рифампицина, содержащего бициклическую структуру и пиперазин, на длине волны 402,76 нм обусловлена переходом электрона с 49 атомной орбитали (энергетический уровень соответствует -7,47 эВ) на вакантную 50 атомную орбиталь (энергетический уровень соответствует -0,51 эВ). При детальном исследовании атомных орбиталей и их вкладов в занятую и вакантную молекулярные орбитали, соответствующие данному переходу, определено, что длина волны поглощения 402,76 нм в молекуле рифампицина обусловлена следующими переходами: с атомной орбитали pz атома углерода С(3) входящего в бициклическую структуру молекулы рифампицина на pz атомную орбиталь атома углерода С(4); с атомной орбитали pz атома углерода С(11) на атомную орбиталь pz атома азота N(17) связи С=N. Линия поглощения структурного фрагмента рифампицина, содержащего бициклическую структуру и карбонильную группу (приложение 5.3), на длине волны 373, 73 нм обусловлена переходом электрона с 52 молекулярной орбитали (энергетический уровень соответствует -7,58 эВ) на вакантную 53 молекулярную орбиталь (энергетический уровень соответствует -0,79 эВ). При детальном исследовании атомных орбиталей и их вкладов в занятую и вакантную молекулярные орбитали, соответствующие данному переходу, определено, что на длине волны поглощения 373,73 нм в молекуле рифампицина может происходить переходы: с атомной орбитали pz атома углерода С(1) входящего в бициклическую структуру молекулы рифампицина на pz атомную орбиталь атома углерода С(2); с атомной орбитали pz атома углерода С(6) входящего в бициклическую структуру молекулы рифампицина на pz атомную орбиталь атома углерода С(7); с атомной орбитали pz атома углерода на атомную орбиталь pz атома кислорода связи С=О. Таким образом, согласно расчету спектральных характеристик методом конфигурационного взаимодействия и экспериментальным исследованиям можно сделать следующие выводы:
Люминесцентные свойства ломефлоксацина (глава 4) В последние годы для исследования природы в однофотонном процессе переходов молекул, в том числе молекул содержащих кислород, в УФ и видимой областях спектра применяется метод многофотонного поглощения, который обладает высокой чувствительностью и селективностью. Молекула ломефлоксацина имеет сложную структуру и для подтверждения интерпретации полос поглощения ломефлоксацина был проведен дополнительный опыт по спектрально кинетическим характеристикам катодо- и фотолюминесценции ломефлоксацина. Технические характеристики и структурные схемы экспериментальных установок для исследования катодолюминесценции (КЛ) и фотолюминесценции (ФЛ) бициклических производных, содержащих карбонильную группу, приведены в первой главе диссертации. В качестве источника излучения для исследования катодолюминесценции применялся импульсный ускоритель «СЭМИТРОН» с энергией электронов 250-300 кэВ, имеющий плотность тока 0,05-2 кА\см2 и частоту следования импульсов 0,1-10 Гц, длительность импульса равнялась 1 нс. В качестве источника излучения для исследования фотолюминесценции применялся азотный лазер ЛГИ-21, длина волны генерации которого равна 337 нм, ширина линии Δλ = 0,01 нм, мощность импульса излучения - 1 кВт, длительность импульса – 7 нс. Спектры катодо- и фотолюминесценции представлены на рис. 8.
Из представленных рисунков видно, что возбуждение конденсированного вещества ломефлоксацина сопровождается широкополосной люминесценцией с максимумом излучения на длине волны 390 нм. Осциллограммы затухания импульсов катодолюминесценции на длине волны 390 нм представлены на рис. 9. Видно, что люминесценция в материале ломефлоксацин является малоинерционной (τ < 12 нс), не зависит от температуры (78 – 300К) и обладает такими же спектральными и кинетическими параметрами как и широкополосная катодолюминесценция [85]. Выход этой КЛ так же, как и в средах Al2O3, CaCO3, SiO2, H2O, равен ~ 10-3 и не зависит от температуры ((78–300) К). При этом излучательное время τ КЛ тоже не изменяется. Кроме того, в ломефлоксацине спектральное положение полосы КЛ при 390 нм такое же, как и в указанных неорганических кристаллах.
Ширина запрещенной зоны ломефлоксацина по нашим расчетам составляет Eg=3,3 эВ. Энергия фотона лазерного излучения при 337 нм – 3,7 эВ. Для того чтобы произвести ионизацию электрона с глубокого уровня валентной зоны необходимо реализовать режим двухфотонного поглощения. Широкополосная малоинерционная ФЛ наблюдается при мощном лазерном (337 нм) воздействии. Поэтому очевидно, что в эксперименте реализовывался режим двухфотонной ионизации в процессе возбуждения электронов кислорода с p-орбитали валентной зоны. Для уточнения была снята зависимость выхода малоинерционной люминесценции от интенсивности лазерного воздействия. Исследование проводилось на установке, описанной в первой главе диссертации.
Все вышесказанное позволило установить, что возбуждение фотолюминесценции происходит по двухфотонному механизму. Под действием излучения 2h > Eg происходит переход электронов, локализованных на атоме кислорода, на вакантную p-орбиталь при поглощении энергии световой волны 2h, вследствие чего происходит излучательный переход электронов с максимумом на длине волны 390 нм. На основе проведенных исследований оптических свойств производных пиридина и бициклических соединений, содержащих карбонильную группу, были разработаны и приведены в главе 5 оригинальные методики количественного определения методом оптического стандарта лекарственных веществ: этионамида, протионамида, пиридоксин гидрохлорида, ломефлоксацина, рифампицина. Данные методики отличаются доступностью, отсутствием экологически вредных растворителей, относительная погрешность определения не превышает 0,6 %. Разработанные методики количественного определения указанных веществ могут быть использованы для обнаружения в них специфических примесей, отличающихся по оптическим свойствам. Сравнение результатов количественного определения исследуемых органических соединений по разработанным методикам и методикам, рекомендованным нормативной документацией [10], показало их совпадение, но для некоторых веществ разработанные методики показали более достоверные результаты. Все методики были апробированы на фармацевтическом предприятии ОАО «Фармасинтез», методики количественного определения этионамида и рифампицина защищены патентом РФ на изобретение. ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основании изучения оптических свойств пиридоксин гидрохлорида, этионамида, ломефлоксацина, рифампицина получены следующие результаты:
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
|
Оптические и электрофизические свойства слоев углеродных нанотрубок (унт) на кремнии и на диэлектрических подложках | Электронное строение и свойства кислородсодержащих комплексных соединений и оксидных структур | ||
И. Менделеева как естественная классификация химических элементов по их электронным структурам, которые определяют физические и химические... | Химическая система – совокупность микро и макро количеств веществ, способных воздействием внешних факторов (условий) к превращениям... | ||
Российская газета, Домчева Елена, Биткина Светлана, Колотнеча Ольга, Филимонова Татьяна, Лазаренко Лев, Столярова Елен, 18. 02. 2006,... | Ольга Прыгова, заместитель управляющего Отделения пфр по г. Москве и Московской области | ||
Нет никакой группы, нужна iii-я. Пройдет обучение на II группу, аттестуется, отработает 1 месяц (т к есть высшее образование) и аттестуется... | Произведение на английском языке для публикации по всему миру в таких журналах, периодических изданиях и составительских и производных... | ||
В группу, со сроком обучения 3 года, приглашаются также студенты 2 – го курса направления «Бакалавр», а в группу, со сроком обучения... | Компания "Интерфакс Бизнес Сервис", входящая в Международную информационную Группу "Интерфакс", в партнерстве с журналом "Рынок ценных... |
Поиск Главная страница   Заполнение бланков   Бланки   Договоры   Документы    |