Влияние поверхностно-активных веществ на кислотно-основные и комплексообразующие свойства катионного водорастворимого порфирина

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
51

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2011. Вып. 2

УДК 541.49

Т.Н. Кропачева, Г.В. Аминова, В.И. Корнев 

ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ 
И КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА КАТИОННОГО ВОДОРАСТВОРИМОГО 
ПОРФИРИНА

Представлены результаты спектрофотометрического исследования кислотно-основных и комплексообразующих свойств водорастворимого катионного порфирина 5,10-ди-(N-метил-4-пиридил)-15, 20-дифенилпорфирина 
(H2(cis-(MPy)PheP) в водных и мицеллярных растворах катионных и анионных ПАВ. Установлено, что во всех 
растворах при повышении кислотности раствора происходит монопротонирование порфиринового макроцикла. 
Константа протонирования уменьшается в ряду: H2O> КПАВ>АПАВ. Исследованы факторы, влияющие на 
комплексобразование H2(cis-(MPy)PheP) с катионами Cu2+ и Zn2+. Установлено, что скорость реакции образования медь- и цинкпорфиринов зависит от кислотности среды. Показано, что солюбилизация катионного порфирина уменьшает скорость образования металлопорфиринов.

Ключевые слова: катионные порфирины, металлопорфирины, солюбилизация, комплексообразование.

Водорастворимые порфирины и металлопорфирины, полученные в результате введения в порфи
риновый макроцикл заряженных групп, находят широкое медико-биологическое применение. Среди 
водорастворимых порфиринов можно выделить группу анионных и катионных порфиринов. Катионные порфирины получаются при введении в мезо-положения порфиринового цикла алкилпиридильных 
или алкиламмонийных групп [1]. Среди них наиболее известен
5,10,15,20-тетра-(N-метил-4
пиридил)порфирин (H2ТМPyP), который часто используют как стандарт биологической активности 
катионных порфиринов. Лабораторные исследования показали возможность использования различных
катионных порфиринов для лечения бактериальных, грибковых, вирусных, а также раковых заболеваний. Механизм терапевтического действия порфиринов основан на их связывании с определенными 
компонентами клеток. При последующем облучении видимым светом фотохимически активные порфирины генерируют синглетный кислород, который подавляет патогенные процессы в клетке [1-3] В 
связи с этим проводятся многочисленные исследования взаимодействия катионных порфиринов и металлопорфиринов с различными компонентами клеток (протеиды, нуклеиновые кислоты, липиды и др.) 
[4-10]. Показано, что высокая биологическая активность порфиринов возможна только в случае неагрегированного (мономерного) состояния порфиринов (металлопорфиринов). Несмотря на то что водорастворимые порфирины менее склонны к агрегации, тем не менее, проблема стабилизации их водных 
растворов остается актуальной. Одним из вариантов решения является связывание пигментов с мицеллами, липосомами, наночастицами и пр. Подобные системы могут также рассматриваться как простейшие модели взаимодействия порфиринов с биологическими мембранами.

В данной работе нами исследуется двухзарядный катионный порфирин 5,10-ди-(N-метил-4
пиридил)-15, 20-дифенилпорфирин (H2(cis-(MPy)PheP)) (рис.1), который содержит
в мезо
положениях две метилпиридильные и две фенильные группы. В отличие от H2TMPyP он является 
более гидрофобным, а значит, имеющим большее сродство к биомембранам. Выбранные нами в качестве «носителя» мицеллы различных ПАВ являются удобной системой для изучения различных 
свойств порфирина (агрегация, протолитические реакции, образование металлопорфиринов и др.). В 
литературе имеются данные о взаимодействии H2TMPyP с мицеллами анионных ПАВ, в которых 
показан дезагрегирующий эффект и установлены места солюбилизации [11-13]. Сведения относительно поведения H2(cis-(MPy)PheP) в мицеллярных системах отсутствуют. В связи с этим в настоящей работе было исследовано взаимодействие H2(cis-(MPy)PheP) с ПАВ, а также влияние солюбилизации на протолитические и комплексообразующие свойства порфиринового макроцикла.

Материалы и методика исследований 

В работе использовался препарат хлорида 5,10-ди(N-метил-4-пиридил)-15,20-дифенилпорфирина,

предоставленный фирмой PhotoBioChem NV (Лейден, Нидерланды). Исходный насыщенный водный 
раствор H2(cis-(MPy)PheP) готовили путем растворения препарата в дистиллированной воде. Этот 
раствор хранили в темноте и использовали для приготовления более разбавленных растворов. Концентрацию разбавленных растворов рассчитывали исходя из значений молярных коэффициентов све