ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИЙ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПИРИДОКСИНА

  • Alexander I. Lytkin Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Olga N. Krutova Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Pavel D. Krutov Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Victoriya V. Dudar Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Elena Yu. Tyunina Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
Ключевые слова: термодинамика, растворы, химия, калориметр, пиридоксин

Аннотация

Витамин В6 - один из самых важных витаминов, необходимых для жизнедеятельности живых организмов. Витамин В6 в организме представлен коферментными формами - пиридоксальфосфатом и пиридоксаминфосфатом, входит в состав более чем 100 ферментов. В качестве объекта исследования мы выбрали пиридоксин. Прямым калориметрическим методом измеряли тепловые эффекты взаимодействия раствора пиридоксина с растворами азотной кислоты и гидроксида калия при 298,15 К и значениях ионной силы 0,25; 0,5 и 0,75, фоновый электролит нитрата калия. Измерения проводились в калориметре с изотермической оболочкой, оснащенной реакционным сосудом объемом 60 см3 и электрической калибровкой, при T = 298,15 ± 0,01 К и Р = 100,5± 0,7 кПа, а также автоматической записью кривой темпера-время. Относительная погрешность измерения для теплоты растворения стандартного вещества составляла 0,1-0,3%. Расчет равновесного состава системы с учетом процессов ступенчатой диссоциации и диссоциации воды проводился по программе KEV. Тепловые эффекты диссоциации пиридоксина в стандартном растворе были обнаружены путем экстраполяции теплоты ступенчатой диссоциации при фиксированных значениях ионной силы на нулевое значение ионной силы раствора. Поскольку тепловые эффекты разбавления измерялись в трех диапазонах концентраций KNO3, то число экспериментов в каждой серии было не менее трех. Для расчета доверительного интервала среднее значение критерия Стьюдента ΔH было взято при доверительном интервале 0,95. Рассчитаны стандартные термодинамические характеристики (ΔrH°, ΔrG°, ΔrS°) реакций кислотно-основного взаимодействия в водных растворах пиридоксина. С увеличением концентрации фоновой концентрации электролита увеличивается эндотермичность процессов ступенчатой ионизации пиридоксина.

Литература

Kustov A.V. The aromatic amino acid behaviour in aqueous amide solutions. The temperature dependence of the L-phe-nylalanine-urea interaction. J. Thermal. Anal. Сalorim. 2007.

V. 89. Р. 841-846. DOI: 10.1007/s10973-007-8464-2.

Korolev V.P., Batov D.V., Smirnova N.L., Kustov A.V. Amino acids in aqueous solution. Effect of molecular structure and temper-ature on thermodynamics of solution. Russ. Chem. Bull. 2007. V. 56. Р. 739-742. DOI: 10.1007/s11172-007-0110-4.

Kustov A.V., Smirnova N.L., Berezin D.B., Berezin M.B. Thermo-dynamics of solution of hemato- and deuteroporphyrins in n,n- di-methylformamide. J. Chem. Eng. Data. 2013. V. 58. N 9. P. 2502-2505. DOI: 10.1021/je400388j.

Gonzalez Rodrígueza J., Sevillab J.M., Pinedab T., Blázquez M. A Comparative study of the electrochemical properties of vitamin B6 re-lated compounds at physiological ph. Russ. J. Electrochem. 2011. V. 47. N 7. Р. 835. DOI: 10.1134/S102319351107007X.

Wood W.A. The discovery, synthesis and role of pyridoxal phosphate: phase I of many phases in the Gunsalus odyssey. Biochem. Biophys. Res. Comm. 2003. V. 312. N 1. P. 185–189. DOI: 10.1016/j.bbrc.2003.09.245.

Fitzpatrick T.B., Amrhein N., Kappes B., Macheroux P., Tews I., Raschle T. Two independent routes of de novo vitamin B6 biosynthesis: Not that different after all. Biochem. J. 2007.

V. 407. N 1. P. 1-13. DOI: 10.1042/BJ20070765.

Wetzel D.K., Ehrenshaft M., Denslow S.A., Daub M.E. Functional complementation between the PDX1 vitamin B6 biosynthetic gene of Cercospora nicotianae and pdxJ of Escherichia coli. FEBS Letters. 2004. V. 564 N 1-2. P. 143-146. DOI: 10.1016/S0014-5793(04)00329-1.

Drewke C., Leistner E. Biosynthesis of vitamin B6 and structurally related derivatives. Vitam. Horm.. 2001. V. 61. P. 121-155.

Mooney S., Leuendorf J.-E., Hendrickson C., Hellmann H. Vitamin B6: A long known compound of surprising complexity. Molecules. 2009. V. 14. N 1. P. 329-351. DOI: 10.3390/molecules14010329.

Denslow S.A., Rueschhoff E.E., Daub M.E. Regulation of the Ara-bidopsis thaliana vitamin B6 biosynthesis genes by abiotic stress. Plant Physiol. Biochem. 2007. V. 45. N 2 P. 152-161. DOI: 10.1016/j.plaphy.2007.01.007.

Tyulkova T.E. Effect of pyridoxine and isonicotinic acid hydrazide on the nervous system during tuberculosis treatment. Tubercul. Lung Diseas. 2018. V. 96. N 11. P. 69-73. DOI: 10.21292/2075-1230-2018-96-11-69-73.

Almeida M.R., Venancio V.P., Aissa A.F., Da rin J.D., Pires Bianchi M.L., Antunes L.M. Effects of maternal vitamin B6 deficiency and over-supplementation on DNA damage and oxidative stress in rat dams and their offspring. Food Chem. Toxicol. 2015. V. 80. Р. 201-205. DOI: 10.1016/j.fct.2015.03.015.

Osman M., Salem T., El-Ezaby M. Uranyl complexes with biological ligands pyridoxine and its uranyl complexes. Part I. J. Chem. Soc. A. 1971. P. 1401. DOI: 10.1039/j19710001401.

El-Ezaby M., El-Eziri F. Equilibrium studies of some divalent metal ions complexes with pyridoxol, pyridoxal and pyridoxamine. J. Inorg. Nucl. Chem. 1976. V. 38. P. 1901. DOI: 10.1016/0022-1902(76)80119-4.

Dobrynina N.A., Nikolaeva L.S., Petrosyan A.G. Complexation of rare earth elements with pyridoxine. Zhurn. Neorg. Khim. 1999. V. 44. N 7. P. 1160-1164 (in Russian).

Saxena R., Chandel C., Gupta C. Mixed chelates of Pd2+ ion with vitamin B6 and some amino acids. Indian J. Chem. 1989. V. 28(A). P. 625.

Park H., Kim K-M., Lee A., Ham S., Nam W., Chin J. Bioinspired chemical inversion of L-amino acids to D-amino acids. J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. N 6. P. 1518–1519. DOI: 10.1021/ja067724g.

Lytkin A.I., Badelin V.G., Krutova O.N., Tyunina E.Yu., Krutov P.D. Thermochemistry of the acid-base interactions in aqueous solutions of isonicotinic and picolinic acids. Russ. J. Gen. Chem. 2019. V. 89. N 11. Р. 2235-2238. DOI: 10.1134/S1070363219110124.

Meshkov A.N., Gamov G.A. A free software for calculating the equilibrium composition and determining the equilibrium constants using UV-Vis and potentiometric data. Talanta. 2019. V. 198. P. 200-205. DOI: 10.1016/j.talanta.2019.01.107.

Lytkin A.I., Chernikov V.V., Krutova O.N., Skvortsov I.A. Standard enthalpies of formation L-lysine and the products of its dissociation in aqueous solutions. J. Therm. Anal. Cal. 2017. V. 130. N 1. P. 457-460. DOI: 10.1007/s10973-017-6134.

Lytkin A.I., Barannikov V.P., Badelin V.G., Krutova O.N. Enthalpies of acid dissociation of L-carnosine in aqueous solution. J. Therm. Anal. Calorim. 2019. Р. 1-7. DOI: 10.1007/s10973-019-08604-y.

Kustov A.V., Smirnova N.L., Berezin D.B., Berezin M.B. Thermo-dynamics of solution of proto- and mezoporphyrins in N,N-dimethylformamide. J. Chem. Thermodynamics. 2015. N 89. Р. 123–126. DOI: 10.1016/j.jct.2015.05.016.

Kustov A.V., Smirnova N.L., Neueder R., Kunz W. Amino acid solvation in aqueous kosmotrope solutions –temperature dependence of the L-histidine – glycerol interaction. J. Phys. Chem. B. 2012. N 116. Р. 2325-2329. DOI: 10.1021/jp2121559.

Korolev V.P., Batov D.V., Smirnova N.L., Kustov A.V. Thermodynamics of glycine solution in aqueous urea. Rule m. J. Struct. Chem. 2007. N 48. Р. 666-672. DOI: 10.1007/s10947-007-0100-2.

Kilday V. The enthalpy of solution of SRM 1655 (KCI) in H2O. J. Res. Nat. Bureau Stand. 1980. V. 85. N 6. P. 467. DOI: 10.6028/jres.085.027.

Zolotov J.L. Fundamentals of analytical chemistry. Methods of chemical analysis. M.: Vyssh. Shk. 2004. 503 p. (in Russian).

Опубликован
2020-05-12
Как цитировать
Lytkin, A. I., Krutova, O. N., Krutov, P. D., Dudar, V. V., & Tyunina, E. Y. (2020). ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИЙ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ ПИРИДОКСИНА. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(6), 25-29. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206306.6183
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений