ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКВАКОБАЛАМИНА С ДИГИДРОКСИБЕНЗОЛАМИ
Аннотация
Спектрофотометрическим методом изучено взаимодействие аквакобаламина (H2OCbl) с дигидроксибензолами – гидрохиноном, пирокатехином и резорцином в водных растворах. Определены константы скорости и предложены механизмы редокс реакций. Установлено, что при взаимодействии аквакобаламина с гидрохиноном происходит восстановление Cbl3+ до Cbl2+; корриновый лиганд не подвергается модификации. Восстановление аквакобаламина сопровождается замещением молекулы воды молекулой гидрохинона с образованием неустойчивого гидрохинонового комплекса кобаламина (III), продуктами распада которого являются Cbl(II) и феноксильный радикал; последний затем диспропорционирует до п-бензохинона и гидрохинона. Показано, что при увеличении pH слабокислых, нейтральных и слабощелочных водных растворов скорость реакции восстановления аквакобаламина гидрохиноном уменьшается, что связано с ростом концентрации инертного гидроксокобаламина. Показано, что в результате взаимодействии H2OCbl с пирокатехином также происходит восстановление Co3+ до Co2+, однако этот процесс протекает значительно медленнее, чем восстановление аквакобаламина гидрохиноном в тех же условиях. Установлено, что реакция аквакобаламина и резорцина в кислой, нейтральной и щелочной средах не сопровождается изменениями электронных спектров. Следовательно, можно полагать, что реакция резорцина и аквакобаламина в водном растворе не протекает. На основании данных, полученных ранее и в настоящей работе, предложен следующий ряд уменьшения восстановительной активности дигидроксибензолов в водных растворах: гидрохинон > пирокатехин > резорцин. Стабильность дигидроксибензолов в водных растворах в присутствии аквакобаламина и в отсутствие кислорода возрастает в обратной последовательности. Предполагается, что причиной высокой реакционной способности гидрохинона по сравнению с другими дигидроксибензолами является низкий дипольный момент молекулы гидрохинона.
Для цитирования:
Макаров С.В., Киселева А.Г., Макарова А.С., Логачева О.И. Взаимодействие аквакобаламина с дигидроксибензолами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 36-41. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7163.
Литература
Marques H.M. Corrins and porphyrins: two of nature’s pigments of life. J. Coord. Chem. 2024. V. 77. N 11. P. 1161-1210. DOI: 10.1080/00958972.2024.2343109.
Erina A.A., Borodulin V.B., Dereven’kov I.A., Makarov S.V., Ischenko A.A. Destruction of vitamin B12 during interaction with active oxygen species. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 7. P. 6-18 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7043.
Nazhat N.B., Golding B.T., Alastair Johnson G.R., Jones P. Destruction of vitamin B12 by reaction with ascorbate: The role of hydrogen peroxide and the oxidation state of cobalt. J. Inorg. Biochem. 1989. V. 36. N 2. P. 75–81. DOI: 10.1016/0162-0134(89)80014-5.
Salnikov D.S., Dereven’kov I.A., Makarov S.V., Artyushina E.N. Interaction of cyanocobalamin with glu-cose. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2011. V. 54. N 12. P. 47-50 (in Russian).
Salnikov D.S., Dereven’kov I.A., Artyushina E.N., Makarov S.V. Interaction of cyanocobalamin with sulfur-containing reducing agents in aqueous solutions. Russ. J. Phys. Chem. 2013. V. 87. N 1. P. 44–48. DOI: 10.1134/S0036024413010226.
Dereven'kov I.A., Salnikov D.S., Makarov S.V, Boss G.R., Koifman O.I. Kinetics and mechanism of oxidation of super-reduced cobalamin and cobinamide species by thiosulfate, sulfite and dithionite. Dalton Trans. 2013. P. 15307 - 15316. DOI: 10.1039/C3DT51714D.
Salnikov D.S., Dereven’kov I.A., Makarov S.V., Lupan A., Surducan M., Silaghi-Dumitrescu R. Kinetics of re-duction of cobalamin by sulfoxylate in aqueous solutions. Rev. Roum. Chim. 2012. V. 57. N 4-5. P. 353-359.
Makarov S.V., Horváth A.K., Makarova A.S. Reactivity of Small Oxoacids of Sulfur. Molecules. 2019. V. 24. N 15. 2768. DOI: 10.3390/molecules24152768.
Salnikov D.S., Kucherenko P.N., Dereven'kov I.A., Makarov S.V., van Eldik R. Kinetics and mechanism of the reaction of hydrogen sulfide with cobalamin in aqueous solution. Eur. J. Inorg. Chem. 2014. V. 2014. N 5. P. 852-862. DOI: 10.1002/ejic.201301340.
Wingert V., Mukherjee S., Esser A.J., Behringer S., Tanimowo S., Klenzendorf M., Derevenkov I.A., Makarov S.V., Jacobsen D.W., Spiekerkoetter U., Hannibal L. Thiolatocobalamins repair the activity of pathogenic variants of the human cobalamin processing enzyme CblC. Biochimie. 2021. V. 183. P. 108-125. DOI: 10.1016/j.biochi.2020.10.006.
Bazarnova Yu.G. Biologically active compounds of wild plants and its application in food technologies. SPb.: “Professiya”. 2016. 240 p. (in Russian).
Clarke C.J., Gibbard J.A., Brittain W.D.G., Verlet J.R.R. Prediction the increase in electron affinity of phenoxy upon fluorination. J. Fluorine Chem. 2024. V. 277. P. 1100306. DOI: 10.1016/j.jfluchem.2024.110306.
Koolman J., Roehm K-R. Visual biochemistry. M.: Laboratoriya znanii. 2021. 509 p. (in Russian).
Dereven’kov I.A., Shpagilev N.I., Valkai L, Salnikov D.S., Horváth A.K., Makarov S.V. Reactions of aquaco-balamin and cob(II)alamin with chlorite and chlorine dioxide. J. Biol. Inorg. Chem. 2017. V. 22. P. 453-459. DOI: 10.1007/s00775-016-1417-0.
Xia L., Cregan A.G., Berben L.A., Brasch N.E. Studies of the Formation of Glutathionylcobalamin: Any Free Intra-cellular Aquacobalamin Is Likely to Be Rapidly and Irreversibly Converted to Glutathionylcobalamin. Inorg. Chem. 2004. V. 43. N 21. P. 6848-6857. DOI: 10.1021/ic040022c.
Dereven’kov I.A., Salnikov D.S., Silaghi-Dumitrescu R., Makarov S.V., Koifman O.I. Redox chemistry of cobalamin and its derivatives. Coord. Chem. Rev. 2016. V. 309. P. 68-83. DOI: 10.1016/j.ccr.2015.11.001.
Fónagy O., Szabo-Bẚrdos E., Horvẚth O. 1,4-Benzoquinone and 1,4-hydroquinone based determination of electron and superoxide radical formed in heterogeneous photocatalytic systems. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2021. V. 407. P. 113057. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2020.113057.
Yap K.-L, Ho L.-N, Ong S.-A., Guo K., Liew Y.-M., Thor S.-H., Tan S.-M., Teoh T.-P. Comparative study of dihydroxybenzene isomers degradation and bioelectricity generation using CuO as cathodic catalyst in double chambered microbial fuel cell. J. Water Process Eng. 2022. V. 49. P. 103114. DOI: 10.1016/j.jwpe.2022.103114.
Elboughdiri N., Mahjouli A., Shawabheh A., Khasawheh N.E., Jamoussi B. Optimization of Hydroquinone, Resorcinol and Catechol Using Response Surface Methodology. Adv. Chem. Eng. Sci. 2015. V. 5. P. 111-120. DOI: 10.4236/aces.2015.52012.
Johns P.W., Das A., Kuil E.M., Jacobs W.A., Schimp K.J., Schmitz D.J. Cocoa polyphenols accelerate vitamin B12 degradation in heated chocolate milk. Int. J. Food Technol. 2015. V. 56. P. 421-430. DOI: 10.1111/ijfs.12632.
