Zastosowanie chromatagrafii cienkowarstwowej z detekcją densytometryczną oraz innych instrumentalnych technik analitycznych do badania reakcji oscylacyjnych wybranych aminokwasów i hydroksykwasów pochodnych kwasu propionowego i kwasu masłowego

Abstract

Wcześniejsze badania nad zachowaniem chiralnych pochodnych kwasu propionowego (w tym m.in. dwóch arylowych pochodnych tego kwasu, tj. S-(+)-ibuprofenu i £-(+)- naproksenu), należących do grupy leków profenowych i rozpuszczonych w rozpuszczalnikach wodnych oraz w rozpuszczalniku niewodnym po raz pierwszy wykazały, iż związki te w warunkach abiotycznych mogą/n vitro ulegać samorzutnej, oscylacyjnej konwersji chiralnej, w ten sposób przekształcając się we własne antymery. Badania te demonstrują istotną i wcześniej nie stwierdzoną labilność steryczną w warunkach pozaustroj owych wybranych, chiralnych pochodnych kwasu propionowego. Wstępne wyniki dotyczące wykazanej labilności sterycznej kilku wybranych pochodnych kwasu propionowego z grupy profenów oraz oscylacyjnego charakteru obserwowanych konwersji skłoniły nas do refleksji w odniesieniu do prawdopodobnej powszechności tego zjawiska, zwłaszcza w kontekście oczywistego faktu, iż niskocząsteczkowe chiralne kwasy karboksylowe odgrywają istotną rolę w rozmaitych naturalnie przebiegających procesach biochemicznych. Pytania odnośnie do sterycznej labilności chiralnych kwasów karboksylowych mogą być różnorakie i liczne. Miedzy innymi mogą one dotyczyć wpływu rodzaju podstawników przy centrum asymetrii, wpływu odległości między grupą karboksylową a tymże centrum, czy wreszcie wpływu długości szkieletu węglowego danego kwasu karboksylowego na występowanie bądź nie występowanie samorzutnej, oscylacyjnej konwersji chiralnej rozpatrywanych związków. Niniejsza praca doktorska jest próbą znalezienia przynajmniej częściowej odpowiedzi na wyżej sformułowane pytania. W tym celu zaplanowano więc określone doświadczenia oraz dobrano odpowiednie do tych planów techniki analityczne. Stosując chromatografię cienkowarstwową i polarymetrię próbowano dowieść, iż zjawisko inwersji chiralnej dotyczy również innych, niż ibuprofen i naproksen, związków. Wytypowane związki do badań to wybrane hydroksykwasy o trzech i czterech atomach węgla w łańcuchu (pochodne kwasu propionowego i kwasu masłowego), a także o podstawniku hydroksylowym, znajdującym się przy atomach węgla α i β względem grupy karboksylowej. Ze względu energetycznych zdawało się, iż inwersja chiralna nie jest jedynym krokiem elementarnym. W badaniach doświadczalnych zastosowano również spektroskopię 13C NMR, wysokosprawną chromatografię cieczową oraz spektrometrię mas, które wykazały, że inwersji chiralnej badanych związków towarzyszy ich polikondensacja. Oba te procesy są ze sobą sprzężone, zachodząc w sposób niemonotoniczny, a nawet oscylacyjny. Tak więc proces chiralnej inwersji można traktować jako równoległy do procesu polikondensacji. Wynikiem takiego przebiegu reakcji są kondensaty o różnej liczbie skondensowanych jednostek monomerycznych, a prawdopodobny mechanizm procesu chiralnej inwersji prowadzi przez produkt pośredni, którym jest enol. Współpraca z prof. Irvingiem. R. Epsteinem (Brandeis University, Waltham, Massachusetts, USA) pozwoliła na opracowanie modelu procesu oscylacyjnej kondensacji kwasu mlekowego, który wykorzystano do symulacji procesów oscylacyjnej inwersji chiralnej i oscylacyjnej kondensacji.