ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

Диссоциативные свойства кверцетина интенсивно исследуются как экспериментальными, так и модельными методами. Интерес обусловлен различными причинами. С одной стороны, исходный флавоноид слабо растворим в воде (на уровне 10-3 М). Перевод его в растворимую форму подразумевает взаимодействие с контрагентом, либо в среде растворителя, либо с выделением воды как продукта реакции. С другой стороны, актуальным остается вопрос максимального числа реагирующих групп: структурная формула кверцетина демонстрирует пять гидроксильных групп, способных вступать в реакции. Проведены квантово-химическое моделирование констант диссоциации кверцетина по пяти имеющимся в структуре гидроксильным группам и сравнение полученных констант с некоторыми обнаруженными экспериментально. Предложены маршруты диссоциации по возможным положениям (сайтам) гидроксильных групп в структурной формуле молекулы кверцетина. Квантово-химическое моделирование термодинамических параметров проводилось в программном пакете Гауссиан-09 (B3LYP/6-31+G**, влияние среды растворителя - модель PCM, SMD). Полученные результаты показывают, что более вероятными к диссоциации на начальном этапе (первая ступень) являются гидроксильные группы в положениях 5 и 7 структурной формулы кверцетина, что согласуется с литературными данными. Вторичная диссоциация гидроксигрупп вероятна из положений 5,7 и 4’ структурной формулы.

Кверцетин - природный флавоноид, антиоксидант. Серотонин - один из нейромедиаторов нервной системы человека, известный как «гормон счастья». Серотонин токсичен при внутривенном введении. Используемая в фармацевтике форма серотонина - соль адипиновой кислоты - обладает меньшей токсичностью, чем чистый серотонин. С учетом наличия в структуре обоих реагентов ряда активных химических групп полезно оценить возможность образования различных по составу и строению соединений названных веществ. Проведено квантово-химическое моделирование возможных сочетаний в системе «кверцетин-серотонин» в программе Gaussian 09, B3LYP/6-31+G**, модели «газ» (без учета окружающей среды) и водного окружения. Для каждого из вариантов находились энергии Гиббса (G) реагентов, возможных продуктов реакции и изменение ∆G различных маршрутов превращения. Полученные результаты показывают, что минимум изменения энергии Гиббса реакции отмечается при взаимодействии кверцетина с серотонином по типу образования аммонийной соли. Перспективным может оказаться вариант взаимодействия кверцетина по 5 положению из активных гидроксильных групп с аминогруппой серотонина. В этом случае оказывается возможной прямая реакция в так называемой «газовой» среде, обратная реакция становится возможной при изменении среды на водную. Такой маршрут реакции может реализоваться при проведении прямого твердофазного механохимического синтеза с последующим использованием комплекса «кверцетин-серотонин» в водосодержащей среде, например, в организме человека. После попадания продукта в воду термодинамически выгодным оказывается гидролиз комплекса на исходные целевые компоненты.