АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ И 2,2,5,7,8-ПЕНТАМЕТИЛ-6-ХРОМАНОЛА В МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ РАДИКАЛЬНО-ЦЕПНОГО ОКИСЛЕНИЯ ТЕТРАГИДРОФУРАНА В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Аннотация
В настоящей работе проведено детальное сравнительное исследование антиоксидантной активности двух известных соединений, обладающих различной растворимостью: аскорбиновой кислоты (AscH), представляющей водорастворимый антиоксидант, и 2,2,5,7,8-пентаметил-6-хроманола (ПМХ), аналога витамина Е, часто используемого в качестве модели для липидрастворимых антиоксидантов. Исследование было направлено на оценку эффективности этих соединений в отношении пероксильных радикалов в тетрагидрофуране (ТГФ), органическом растворителе, часто используемом в химических и биологических исследованиях. Окисление ТГФ инициировали с помощью водорастворимого инициатора, 2,2’-азо-бис-(2-амидинопропан) дигидрохлорида (АБАП), в присутствии кислорода воздуха, что позволило создать контролируемые условия для генерации свободных радикалов. Реакцию проводили в водной среде без использования буферных растворов при температуре 310 К (37 °C), что приближает условия эксперимента к физиологическим. За реакцией следили методом дифференциальной манометрии, который позволяет количественно оценить скорость потребления кислорода в процессе ингибированной цепной реакции окисления тетрагидрофурана. Для количественной оценки активности аскорбиновой кислоты и 2,2,5,7,8-пентаметил-6-хроманола измерены эффективная константа скорости ингибирования (fk7, л моль–1 с–1) :: (3,8 ± 0,2) · 104 и (5,7 ± 0,3) · 105, соответственно, и стехиометрический коэффициент ингибирования f: (0,13 ± 0,01) и (2,05 ± 0,2), соответственно. Полученные результаты однозначно свидетельствуют о значительно более высокой антиоксидантной эффективности ПМХ по сравнению с AscH в данной водно-тетрагидрофурановой системе. Важно отметить, что такое различие обусловлено в первую очередь существенным снижением стехиометрического коэффициента ингибирования для аскорбиновой кислоты в данной среде, что указывает на изменение механизма ее действия и/или снижение ее способности эффективно взаимодействовать со свободными радикалами в данном растворителе. Показано, что модельная система радикально-цепного окисления тетрагидрофурана в водной среде может быть использована для количественной оценки как водо-, так и липидрастворимых ингибиторов.
Для цитирования:
Мигранов А.Р., Якупова Л.Р., Сафиуллин Р.Л. Антиоксидантная активность аскорбиновой кислоты и 2,2,5,7,8-пентаметил-6-хроманола в модельной системе радикально-цепного окисления тетрагидрофурана в водной среде. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 3. С. 23-29. DOI: 10.6060/ivkkt.20266903.7298.
Литература
Lobo V., Patil A., Phatak A., Chandra N. Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacogn Rev. 2010. N 4. P. 118-126. DOI: 10.4103/0973-7847.70902.
Pham-Huy L.A., He H., Pham-Huy C. Free radicals, antioxidants in disease and health. IJBS. 2008. V. 4. N 2. P. 89-96. DOI: 10.59566/IJBS.2008.4089.
Niki E. Lipid peroxidation: process, induction, and inhibition. BBA – Mol. Cell Biol. L. 2009. V. 1791. N 8. P. 721-735. DOI: 10.1016/j.bbalip.2015.12.010.
Khazimullina Yu.Z., Gimadieva A.R. Synthesis and antiradical activity of conjugates of uracil derivatives with amino acids. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 2. P. 36-44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236602.6652.
Koshelev V.N., Primerova O.V., German A.P., Gladkikh A.A. Synthesis and antioxidant activity of thiadia-zine derivatives with phenolic fragments. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 2. P. 74-80 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246702.6901.
Esterbauer H., Schaur R.J., Zollner H. Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malondialdehyde and related aldehydes. Free Radic. Biol. Med. 1991. V. 11. N 1. P. 81-128. DOI: 10.1016/0891-5849(91)90192-6.
Carocho M., Ferreira R. A review on antioxidants, prooxidants and related controversy: Natural and synthetic compounds, screening and analysis methodologies and health effects. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2013. V. 53 N 10. P. 948-974. DOI: 10.1016/j.fct.2012.09.021.
Smirnoff N. Ascorbic acid: Metabolism and functions of a multi-facetted molecule. Curr. Opin. Plant Biol. 2000. N 3. P. 229-235. DOI: 10.1016/S1369-5266(00)80070-9.
Burton G.W., Joyce A., Ingold K.U. Is vitamin E the only lipid-soluble, chain-breaking antioxidant in human blood plasma and erythrocyte membranes? Arch. Bio-chem. Biophys. 1983. N 221. P. 281-290. DOI: 10.1016/ 0003-9861(83)90145-5.
Denisov E.T., Afanas’ev I.B. Oxidation and Antioxdants in Organic Chemistry and Biology. Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor and Francis Group. 2005. 981 p. DOI: 10.1016/j.carbpol.2005.08.045.
Yakupova L.R., Nasibullina R.A., Migranov A.R., Gimadieva A.R., Khazimullina Yu.Z., Safiullin R.L. Ef-fect of 5-hydroxy-6-methyluracil and ascorbic acid on the radical chain oxidation of tetrahydrofuran. Kinet. Katal. 2024. V. 65. N 5. P. 575-582 (in Russian). DOI: 10.31857/ S0453881124050073.
Yakupova L.R. Proskuryakov S.G. Zaripov R.N. Rameev Sh.R. Safiullin R.L. Measurement of the rate of reac-tions occurring with gas absorption or gas release. Butlerov. Soobsh. 2011. V. 28. N 19. P. 71-78 (in Russian).
Migranov A.R., Yakupova L.R., Safiullin R.L., Grabovsky S.A. 6-Amino-5-hydroxy-2,3-dimethylpyrimidin-4(3H)-one as an oxidation inhibitor. Kinet. Catal. 2025. V. 66. N 3. P. 280-285. DOI: 10.1134/S0023158424602420.
Zaripov R.N., Safiullin R.L., Rameyev SH.R., Akhunov I.R., Komissarov V.D. Kinetics and mechanism of the initial period of n-decane sulfooxidation. Kinet. Katal. 1990. V. 31. N 5. P. 1086-1091 (in Russian).
Howard J.A., Ingold K.U. Absolute rate constants for hydrocarbon autoxidation. XVII. The oxidation of some cyclic ethers. Can. J. Chem. 1969. V. 20. N 20. P. 3809-3815. DOI: 10.1139/v69-634.
Amorati R., Baschieri A., Morroni G., Gambino R., Valgimigli L. Peroxyl Radical Reactions in Water Solu-tion: A Gym for Proton-Coupled Electron-Transfer Theories. Chem. Eur. J. 2016. V. 22. N 23. P. 7924-7934. DOI: 10.1002/chem.201504492.
Denisov E.T. Azatyan V.V. Inhibition of chain reactions. Chernogolovka: Izd-vo RAN. 1997. 266 p. (in Russian).
Yakupova L.R. Nasibullina R.A. Safiullin R.L. Kinetics of the Oxidation of Tetrahydrofuran Initiated by 2,2'-Azobisisobutyronitrile. Kinet. Сatal. 2023. V. 64. N 2. P. 154-160. DOI: 10.1134/S0023158423020106.
Loshadkin D., Roginsky V., Pliss E. Substituted p-Hydroquinones as a Chain-Breaking Antioxidant During the Oxidation of Styrene. Int. J. Chem. Kinet. 2002. V. 34. N 3. P. 162-171. DOI: 10.1002/kin.10041.
Roginsky V.A. Phenolic antioxidants: reactivity and effectiveness. M.: Nauka. 1988. 243 p. (in Russian).
Yakupova L.R. Migranov A.R. Nasibullina R.A. Safiullin R.L. Tocopherol- and Ascorbic Acid–Inhibited Radical Chain Oxidation of Tetrahydrofuran. Kinet.Сatal. 2023. V. 64. N 6. P. 759–764. DOI: 10.1134/S0023158423060198.
Amorati R., Pedulli G.F., Valgimigli L. Kinetic and thermodynamic aspects of the chain-breaking antioxidant activity of ascorbic acid derivatives in non-aqueous media. Org. Biomol. Chem. 2011. V. 9. N 10. P. 3792-3800. DOI: 10.1039/c1ob05334e.
Grabovsky S.A. Grabovskaya Yu.S. Antipin A.V. Kabalnova N.N. Antioxidant properties of 6-O-palmitoyl-L-ascorbic acid. Vestn. BashGU. 2019. V. 24. N 4. P. 830-834 (in Russian) DOI: 10.31857/S0453881121010020.
Vardanyan R.L., Vardanyan L.R., Hayrapetyan S.A., Harutyunyan L.R., Harutyunyan R.S. Antioxidant and pro-oxidant effects of ascorbic acid. Khim. Rastit. Syr'ya. 2015. N 1. P. 113-119 (in Russian). DOI: 10.14258/jcprm.201501295.
