Обнаружена возможность создания твердых лекарственных форм из пероксида водорода

Ученые обнаружили уникальные закономерности в структурах соединений пероксида водорода, которые могут позволить создавать твердые источники этого вещества для лекарственных форм.

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Еврейского университета в Иерусалиме и Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева изучили строение соединений пероксида водорода. Результаты исследования открывают потенциальные возможности для направленного создания твердых источников пероксида водорода, в частности, лекарственных форм.
Результаты работы опубликованы в журнале Molecules.

Авторы представили методы оценки энергии водородных связей с привлечением квантово-химических расчетов. Оказалось, что стабильность кристаллических пероксосольватов во многом определяется количеством и силой водородных связей с участием молекул пероксида водорода.

«Опубликованная работа посвящена комплексному анализу структур известных кристаллических пероксосольватов: выявлены природа и требования, предъявляемые к соединениям, способным образовывать пероксосольваты (коформеры). Выполнен анализ числа, геометрии и силы водородных связей молекул пероксида водорода, которые являются структурообразующими при формировании кристаллических соединений. В таких соединениях молекула пероксида водорода всегда образует две водородные связи как донор протона и до четырех водородных связей как акцептор протона. Проанализированы размерность и типы кластеров, образованных соседними молекулами пероксида водорода, — изолированные молекулы, димеры, тетрамеры, гигантские 5- и 12-членные кластеры и бесконечные цепочки», — рассказал заведующий Лабораторией пероксидных соединений и материалов на их основе ИОНХ РАН Петр Приходченко.

Пероксид водорода является эффективным и экологически безопасным окислителем и широко применяется в фармацевтической, пищевой и химической промышленности в виде водных растворов, а также в составе твердых соединений (пероксосольватов) в качестве отбеливающего, дезинфицирующего и антисептического средства. Кристаллические пероксосольваты — твердые соединения пероксида водорода и солей или молекул, образованные за счет водородных связей.

Первые пероксосольваты были получены в самом начале XIX века профессором Новороссийского Университета С.М. Танатаром Он выделил и исследовал пероксосольваты карбоната натрия (перкарбонат натрия) и мочевины (гидроперит, пероксид мочевины). Эти соединения до сегодняшнего дня остаются самыми востребованными и производятся в количестве более миллиона тонн. Ежедневно каждый из нас сталкивается с этими соединениями: перкарбонат натрия входит в состав стиральных порощков и отбеливателей, а чистый пероксид мочевины продается в каждой аптеке в виде таблеток гидроперита. С другой стороны, пероксид водорода участвует во многих биохимических процессах в живых организмах, где может происходить образование промежуточных соединений пероксида водорода с биологическими молекулами.

Несмотря на то, что первые пероксосольваты были открыты около 120 лет назад, альтернатива перкарбонату натрия и пероксиду мочевины до сих пор не найдена, что определяется легкостью получения и их высокой стабильностью. Согласно поиску в Кэмбриджском банке структурных данных (CSD) и банке данных неорганических структур (ICSD), содержащих сведения о кристаллической структуре соединений, в 2000 году было известно менее 45 кристаллических пероксосольватов. За последние 20 лет развитие приборной базы рентгеноструктурного анализа и растущий интерес к исследованиям в данной области позволил увеличить число известных соединений до 134. Из них 44 соединения были получены и исследованы в России сотрудниками Лаборатории пероксидных соединений и материалов совместно с Лабораторией кристаллохимии и рентгеноструктурного анализа ИОНХ РАН.

Пероксосольваты остаются недооцененным и малоизученным классом химических соединений. Представленные результаты открывают возможности для направленного создания новых пероксосольватов, которые будут иметь практическое применение. На сегодняшний день начинает развиваться направление получения твердых лекарственных форм с известными и новыми активными ингредиентами. Это позволит увеличить растворимость лекарственного средства за счет получения сольватов с пероксидом водорода. При этом пероксид водорода, входящий в состав твердых лекарственных форм, будет работать как антисептик. Таким образом, пероксосольваты лекарственных средств будут иметь двойное действие.

Читать также