| dc.description.abstract | W niniejszej pracy udało się zrealizować wszystkie, założone na początku cele
badawcze. Jako zasadnicze osiągnięcia tej pracy należy wymienić, co następuje:
• Stosując jako podstawowe narzędzie badawcze chromatografię cienkowarstwową z
chiralną fazą stacjonarną udało się wykazać, iż roztwory trzech wybranych profenów (tj.
ibuprofenu, naproksenu i kwasu 2-fenylopropionowego) w dwóch niskocząsteczkowych
rozpuszczalnikach wodnych oraz w jednym niskocząsteczkowym rozpuszczalniku
niewodnym ulegają samorzutnemu procesowi oscylacyjnej transenancjomeryzacji.
Zjawisko to zostało dodatkowo zademonstrowane przy pomocy wysokosprawnej
chromatografii cieczowej (HPLC) oraz potwierdzone przy pomocy odpowiednich
pomiarów polarymetrycznych.
• Zaproponowano nietypowe zastosowania spektroskopii protonowego rezonansu
magnetycznego (!H NMR) oraz HPLC celem wykazania podwyższonej lepkości i/lub
wzrostu uporządkowania molekuł wchodzących w skład badanych roztworów profenów.
• Przeprowadzono rozważania nad molekularnym mechanizmem transenancjomeryzacji
profenów i opierając się na doniesieniach literaturowych wytypowano dwa takie
mechanizmy jako dopuszczalne i mogące występować alternatywnie bądź
komplementarnie.
• Przeprowadzono rozważania nad czynnikiem generującym oscylacje w przypadku
transenancjomeryzacji badanych profenów. Stwierdzono, iż najbardziej prawdopodobna
wydaje się lepkość roztworów rozpatrywanych profenów i/lub zdolność do określonej
samoorganizacji molekuł w obrębie tych roztworów. W przypadku sprzężenia kinetyki
reakcji chemicznych z dyfuzją produktu pośredniego może nastąpić destabilizacja
jednorodnego stanu stacjonarnego i powstanie uporządkowań przestrzennych, powodujące
oscylacyjne zmiany stężenia produktu pośredniego w funkcji czasu.
Ponadto w niniejszej pracy udało się zrealizować następujące, dodatkowe cele
poznawcze:
• Potwierdzono dużą skuteczność chromatografii cienkowarstwowej z chiralną fazą
stacjonarną do bezpośrednich rozdziałów par antymerów, mimo iż nadal jest to technika
rozdzielcza stosunkowo najrzadziej do tego celu wykorzystywana.
• Przedstawiono na przykładzie całości materiału stanowiącego treść niniejszej pracy dużą
przydatność techniki chromatografii cienkowarstwowej do prowadzenia określonych
badań z zakresu chemii fizycznej oraz chemii organicznej.
• Po raz pierwszy udało się doświadczalnie wykazać możliwość dwukierunkowego
rozdziału wybranych par antymerów techniką jednokierunkowej chromatografii
cienkowarstwowej. W ten sposób została również zademonstrowana stereospecyficzność
procesu retencji w chiralnej chromatografii cienkowarstwowej.
Jakkolwiek trudno ze stuprocentową pewnością twierdzić, że szczególne zachowanie
profenów w wybranych roztworach rozpuszczalników wodnych i niewodnych to wyłącznie
oscylacyjna transenancjomeryzacja, to jednak istnieją pewne argumenty i fakty, bardzo silnie
przemawiające za taką właśnie, a nie inną interpretacją. Poniżej przedstawiono najważniejsze
z nich.
1. Oscylacyjne zmiany wartości liczbowych współczynnika retencji w chromatografii
cienkowarstwowej (/?F) z całą pewnością nie są spowodowane oscylacjami stopnia
agregacji, ani też oscylacjami sposobu uporządkowania struktur supramolekulamych z
udziałem cząsteczek rozpatrywanych profenów.
(a) Po pierwsze, chiralne układy chromatograficzne z samej swojej istoty służą do
rozdziału par enancjomerów na dwa antymery, nie zaś do „konserwowania” struktur
nie rozdzielonych agregatów supramolekulamych, zbudowanych z czystego
optycznie, pojedynczego indywiduum chemicznego.
(b) Po wtóre, w stosowanych w niniejszej pracy układach chromatograficznych w
liniowym zakresie izotermy adsorpcji stężenie analitów w fazie ruchomej, znajdującej
się w porach adsorbentu, jest bardzo niskie, rzędu 1 x 10' 7 do 1 x 10'T molaT dm' (na
poszczególnych chromatogramach znajdowało się po kilkadziesiąt nanogramów
badanych substancji). Przy tak niskich stężeniach analitów i dodatkowo w obecności
adsorbentu, który poprzez oddziaływania międzycząsteczkowe destruktywnie wpływa
na ewentualne struktury supramolekulame (tj. niweczy tzw. oddziaływania boczne),
trudno byłoby przypisać oscylujące wartości liczbowe parametru retencji (/?F)
zachowywaniu przez dany układ chromatograficzny takich właśnie struktur o
zmiennej, lecz wysokiej liczbie zasocjowanych cząsteczek przez cały, ponad
jednogodzinny czas trwania procesu chromatograficznego.
(c) Po trzecie, wąskie i symetryczne kształty profili stężeniowych pasm
chromatograficznych badanych w niniejszej pracy (i w stanie początkowym czystych
optycznie) profenów, tzn. 5-(+)-ibuprofenu oraz 5-(+)-naproksenu, w położeniach
ekstremalnych na chromatogramie (to znaczy w położeniach o najniższej i najwyższej
wartości parametru retencyjnego Rf) wskazują na to, iż w obu przypadkach mamy tu
do czynienia z pojedynczymi indywiduami chemicznymi. Ponadto wartości liczbowe
parametru retencji R f dla pojawiających się najniżej profili stężeniowych odpowiadają
pozycji enancjomerów /?-(-) badanych profenów, natomiast wartości liczbowe
parametru retencji Rf dla pojawiających się najwyżej profili stężeniowych
odpowiadają pozycji enancjomerów S-(+). Na tej podstawie możemy wnioskować, że
profil o najniższej wartości parametru Rf odpowiada czystemu enancjomerowi /?-(-), a
profil o najwyższej wartości parametru Rf odpowiada czystemu enancjomerowi S-(+).
Profile stężeniowe pasm chromatograficznych w pozycjach pośrednich między
ekstremalnymi wskazują natomiast na obecność dwóch nie całkowicie rozdzielonych
indywiduów chemicznych, jakimi są najprawdopodobniej antymery S-(+) i /?-(-).
(d) Wreszcie po czwarte, rozdziały enancjomeryczne racemicznych mieszanin profenów
techniką chiralnej chromatografii cienkowarstwowej są nie tylko możliwe, ale
prowadzone na szeroką skalę. Wiele takich rozdziałów było już wcześniej
realizowanych w dokładnie takich samych, bądź w zbliżonych układach
chromatografii planarnej jak te, zastosowane w niniejszej pracy. Podstawowa różnica
między udanymi rezultatami wcześniejszych rozdziałów enancjomerycznych oraz
naszymi własnymi wynikami polega na tym, że wcześniejsze rozdziały były
prowadzone dla świeżo sporządzanych roztworów, my natomiast wielokrotnie
powtarzaliśmy badania dla roztworów przechowywanych przez dłuższy okres czasu,
po czym na zakończenie analizowaliśmy zmiany wartości parametru retencyjnego w
funkcji czasu.
2. W jednym z przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy eksperymentów wykazano, iż
w środowisku zasadowym 5-(+)-naproksen najpierw ulega szybkiej, strukturalnej inwersji
i w znacznym stopniu przekształca się w /?-(-)-naproksen, co nie wiąże się z
oscylacyjnymi zmianami skręcalności właściwej roztworu. W drugim eksperymencie,
przeprowadzonym w środowisku kwaśnym, 5-(+)-naproksen nie ulegał strukturalnej
inwersji i również nie wykazywał oscylacyjnych zmian skręcalności właściwej.
Obserwacje powyższe są zgodne z ogólną wiedzą na temat mechanizmów reakcji w
chemii organicznej. Wiadomo, iż tautomeryzacja keto-enolowa kwasów karboksylowych
(lub powstawanie odpowiednich anionów enolanowych) stosunkowo łatwo zachodzi w
środowisku zasadowym, natomiast wcale nie zachodzi w środowisku kwaśnym. Skądinąd
też wiadomo, iż woda oraz niższe alkohole są rozpuszczalnikami amfiprotycznymi,
zachowującymi się jednocześnie jak słabe zasady i słabe kwasy. Obserwowane w
niniejszej pracy oscylacje skręcalności właściwej roztworów wybranych profenów
znacznie silniej występują w roztworach etanolowo-wodnych, aniżeli w nisko polarnym
rozpuszczalniku organicznym. Wydaje się, że amfiprotyczny charakter rozpuszczalnika
etanolowo-wodnego w połączeniu z potwierdzoną doświadczalnie zdolnością profenów
do pewnej samoorganizacji molekuł w roztworach może w efekcie doprowadzić do
oscylacyjnej reakcji transenancjomeryzacji, wynikającej ze sprzężenia czynnika
kinetycznego oraz czynnika dyfuzyjnego. W przypadku pozbawionego właściwości
amfiprotycznych, niskopolamego rozpuszczalnika organicznego oscylacje przebiegają
znacznie słabiej.
3. Obok amfiprotycznego charakteru rozpuszczalnika etanolowo-wodnego istnieje jeszcze
inny aspekt związany z efektywnością oscylacyjnych zmian, obserwowanych w tym
właśnie rozpuszczalniku. Inwersja strukturalna profenów nie zachodzi bezpośrednio, ale
poprzez stadium pośrednie, jakim jest powstawanie keto-enolu (bądź anionu
enolanowego). Zatem kroki elementarne tego procesu posiadają charakter jonowy, ten zaś
może najefektywniej zachodzić właśnie w środowisku wodnym.
4. Badaniom przeprowadzonym w mniejszej pracy poddano S-(+)-naproksen rozpuszczony i
przez dłuższy okres czasu przechowywany w trzech roztworach o takim samym składzie
ilościowym (i o zbliżonym składzie jakościowym): (i) etanol - bufor o pH 9 (7:3, v/v); (ii)
etanol - woda (7:3, v/v); (iii) etanol - lodowaty kwas octowy (7:3, v/v). Gdyby
samorzutne, oscylacyjne zmiany skręcalności właściwej S-(+)-naproksenu były wynikiem
np. przemian strukturalnych na poziomie supramolekulamym (tzn. powstawania
agregatów molekularnych o zmiennej strukturze oraz o zmiennej liczbie
przyporządkowanych cząsteczek), można by słusznie oczekiwać, iż w każdym z tych
trzech roztworów zaobserwujemy zbliżone, oscylacyjne zmiany skręcalności właściwej.
Tymczasem zmiany takie zaobserwowano wyłącznie w jednym przypadku, mianowicie w
rozpuszczalniku etanol - woda (7:3, v/v).
5. Zdolność do inwersji strukturalnej (tj. transenancjomeryzacji) wybranych profenów (np.
ibuprofenu i naproksenu) in vivo była już wcześniej przedmiotem licznych doniesień z
zakresu nauk farmaceutycznych i biomedycznych. W niniejszej pracy po raz pierwszy
stwierdzono, że istnieje możliwość zachodzenia inwersji strukturalnej profenów również
in vitro. W chwili obecnej istnienie takiej możliwości zostało potwierdzone
doświadczalnie przez inny zespół badawczy, również zajmujący się tym zagadnieniem. | pl_PL |