Пентетиновая кислота
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
N , N ′-{[(Карбоксиметил)азандиил]ди(этан-2,1-диил)}бис[ N- (карбоксиметил)глицин]
| |
| Систематическое название ИЮПАК
2,2',2'',2'''-{[(Карбоксиметил)азандиил]бис(этан-2,1-диилнитрило)}тетрауксусная кислота | |
| Другие имена
ДТПА; Н 5 дтпа; Диэтилентриаминпентауксусная кислота; Пента(карбоксиметил)диэтилентриамин [ 1 ]
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.593 |
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 14 Н 23 Н 3 О 10 | |
| Молярная масса | 393.349 g·mol −1 |
| Появление | Белое кристаллическое твердое вещество |
| Температура плавления | 220 ° С (428 ° F; 493 К) |
| Точка кипения | разлагается при более высокой температуре. |
| <0,5 г/100 мл | |
| Кислотность ( pKa ) | ~1,80 (20 °С) [ 2 ] |
| Опасности | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения
|
ЭДТА , НТА |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Пентиновая кислота или диэтилентриаминпентауксусная кислота ( DTPA ) представляет собой аминополикарбоновую кислоту, состоящую из диэтилентриаминовой основной цепи с пятью карбоксиметильными группами. Молекулу можно рассматривать как расширенную версию ЭДТА , и она используется аналогично. Это белое твердое вещество с ограниченной растворимостью в воде.
Координационные свойства
[ редактировать ]Сопряженное основание DTPA имеет высокое сродство к катионам металлов . Таким образом, пента-анион DTPA 5− потенциально является октадентатным лигандом , если предположить, что каждый азотистый центр и каждый –COO − группа считается центром координации. Константы образования его комплексов примерно в 100 раз больше, чем у ЭДТА. [ 3 ] В качестве хелатирующего агента DTPA окружает ион металла, образуя до восьми связей. Его комплексы также могут иметь дополнительную молекулу воды, которая координирует ион металла. [ 4 ] Однако переходные металлы обычно образуют менее восьми координационных связей . Так, после образования комплекса с металлом DTPA все еще сохраняет способность связываться с другими реагентами, о чем свидетельствует его производное пендетид . Например, в комплексе с медью(II) DTPA связывается гексадентатно, используя три аминных центра и три из пяти карбоксилатов. [ 5 ]
Хелатирующие приложения
[ редактировать ]Как и более распространенная ЭДТА , DTPA преимущественно используется в качестве хелатирующего агента для комплексообразования и связывания ионов металлов.
DTPA рассматривался для обработки радиоактивных материалов, таких как плутоний , америций и другие актиниды . [ 4 ] Теоретически эти комплексы с большей вероятностью выводятся с мочой . Обычно его назначают в виде соли кальция или цинка (Ca или Zn-DTPA), поскольку эти ионы легко вытесняются более сильно заряженными катионами и главным образом во избежание их истощения в организме. ДТПА образует комплексы с торием (IV), ураном (IV), нептунием (IV) и церием (III/IV). [ 6 ]
В августе 2004 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (USFDA) определило, что цинк-DTPA и кальций-DTPA безопасны и эффективны для лечения тех, кто вдыхал или иным образом подвергся внутреннему загрязнению плутонием, америцием или кюрием. Рекомендуемым лечением является введение начальной дозы кальций-DTPA, поскольку было показано, что эта соль DTPA более эффективна в первые 24 часа после внутреннего загрязнения плутонием, америцием или кюрием. По истечении этого времени как кальций-DTPA, так и цинк-DTPA одинаково эффективны в снижении внутреннего загрязнения плутонием , америцием или кюрием , а цинк-DTPA с меньшей вероятностью истощает нормальный уровень цинка и других металлов, необходимых для здоровья в организме. Каждый препарат можно вводить с помощью небулайзера для тех, кто вдыхал загрязнение, и внутривенно для тех, кто заразился другими путями. [ 7 ]
DTPA также используется в качестве для МРТ контрастного вещества . DTPA улучшает разрешение магнитно-резонансной томографии (МРТ), образуя растворимый комплекс с гадолинием (Gd 3+ ) ион, который изменяет магнитно-резонансное поведение протонов близлежащих молекул воды и увеличивает контрастность изображений. [ 8 ]
ДТПА в форме хелата железа(II) (Fe-ДТПА, 10–11 мас. %) также используется в качестве для аквариумных растений удобрения . Более растворимая форма железа Fe(II) представляет собой микроэлемент, необходимый водным растениям . Путем привязки к Fe 2+ Ионы ДТПА препятствуют их осаждению Fe(OH) 3 или Fe 2 O 3 ·n H 2 в виде малорастворимых оксигидроксидов O после их окисления растворенным кислородом . Повышает растворимость Fe 2+ и Fe 3+ ионов в воде и, следовательно, биодоступность железа для водных растений. Таким образом, он способствует поддержанию железа в растворенной форме (вероятно, смеси комплексов Fe(II) и Fe(III) DTPA) в толще воды . Неясно, в какой степени DTPA действительно способствует защите растворенного Fe. 2+ против окисления воздухом и если комплекс Fe(III)-DTPA не может напрямую усваиваться водными растениями просто из-за его повышенной растворимости. В природных условиях, т. е . в отсутствие комплексообразователя ДТПА, Fe 2+ легче усваивается большинством организмов из-за его растворимости в 100 раз большей, чем у Fe. 3+ .
На целлюлозно-бумажных заводах DTPA также используется для удаления растворенных ионов двухвалентного и трехвалентного железа (и других окислительно-восстановительных ионов металлов, таких как Mn или Cu ), которые в противном случае ускоряли бы каталитическое разложение перекиси водорода H 2 O 2 Fe ( восстановление 2+ ионы по механизму реакции Фентона ). [ 9 ] Это помогает сохранить окислительную способность перекиси водорода, которая используется в качестве окислителя для отбеливания целлюлозы в бесхлорном процессе производства бумаги. [ 10 ] Для этой цели ежегодно производят несколько тысяч тонн DTPA, чтобы ограничить существенные потери H 2 O 2 по этому механизму. [ 3 ]
Хелатирующие свойства DTPA также полезны для дезактивации ионов кальция и магния в средствах для волос . DTPA используется в более чем 150 косметических продуктах. [ 11 ]
Биохимия
[ редактировать ]DTPA более эффективен, чем EDTA, для дезактивации окислительно-восстановительных ионов металлов, таких как Fe(II)/(III), Mn(II)/(IV) и Cu(I)/(II), закрепляя окислительные повреждения, вызванные клетках супероксидом в и перекись водорода . [ 12 ] [ 9 ] DTPA также используется в биоанализах с участием ионов редокс-активных металлов.
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Неожиданным негативным воздействием на окружающую среду хелатирующих агентов, таких как DTPA, является их токсичность для активного ила при очистке сточных вод крафт-целлюлозы . [ 13 ] Большая часть мирового производства DTPA (несколько тысяч тонн) [ 3 ] предназначен для предотвращения разложения перекиси водорода окислительно-восстановительными ионами железа и марганца в бесхлорных процессах крафт-целлюлозы (процессы с полным отсутствием хлора (TCF) и без хлора в окружающей среде (ECF)). DTPA снижает биологическую потребность активного ила в кислороде (БПК) и, следовательно, его микробную активность.
Родственные соединения
[ редактировать ]Соединения, структурно родственные DTPA, используются в медицине благодаря высокому сродству триаминопентакарбоксилатного каркаса к ионам металлов.
- В ибритумомабе тиуксетине хелатор тиуксетан представляет собой модифицированную версию DTPA, углеродный скелет которого содержит изотиоцианатобензильную и метильную группу . [ 14 ]
- В пендетиде капромаба и пендетиде сатумомаба -хелатор пендетид (GYK-DTPA) представляет собой модифицированный DTPA, содержащий пептидный линкер, используемый для соединения хелата с антителом . [ 15 ]
- Пентетреотид представляет собой модифицированный DTPA, присоединенный к пептидному сегменту. [ 16 ]
- DTPA и производные используются для хелатирования гадолиния с образованием контрастного вещества для МРТ , такого как Magnevist .
- Технеций-99m хелатируется с DTPA для сканирования вентиляционной перфузии (V/Q) и радиоизотопной ренографии при сканировании ядерной медицины . [ 17 ]
См. также
[ редактировать ]- Ядерная медицина
- Радиофармацевтический
- Разложение перекиси водорода
- DTPA при бесхлорной крафт-целлюлозе
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Анонимная пентиновая кислота. В словаре органических соединений, шестое издание; Бэкингем Дж., Макдональд Ф., ред.; ЦРК Пресс: 1996; Том. 5, стр. 1188.
- ^ Мёллер, Т.; Томпсон, Л. К. Наблюдения за редкими землями - LXXV (1): Стабильность хелатов диэтилентриаминпентауксусной кислоты. Журнал неорганической и ядерной химии 1962, 24, 499.
- ^ Jump up to: а б с Дж. Роджер Харт «Этилендиаминтетрауксусная кислота и родственные хелатирующие агенты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a10_095
- ^ Jump up to: а б Деблонд, Готье Ж.-П.; Келли, Морган П.; Су, Цзин; Батиста, Энрике Р.; Ян, Пин; Бут, Корвин Х.; Абергель, Ребекка Дж. (2018). «Спектроскопическая и вычислительная характеристика хелатов диэтилентриаминпентауксусной кислоты/трансплутония: свидетельство гетерогенности в ряду тяжелых актинидов (III)» . Angewandte Chemie, международное издание . 57 (17): 4521–4526. дои : 10.1002/anie.201709183 . ISSN 1521-3773 . ОСТИ 1426318 . ПМИД 29473263 .
- ^ V. V. Fomenko, T. N. Polynova, M. A. Porai-Koshits, G. L. Varlamova and N. I. Pechurova Crystal structure of copper (II) diethylenetriaminepentaacetate monohydrate Journal of Structural Chemistry, 1973, Vol. 14, 529. два : 10.1007/BF00747020
- ^ (2) Браун, Массачусетс; Пауленова А.; Гелис, А.В. «Водное комплексообразование тория(IV), урана(IV), нептуния(IV), плутония(III/IV) и церия(III/IV) с ДТПА» Неорганическая химия 2012, том 51, 7741-7748. два : 10.1021/ic300757k
- ^ « FDA одобрило препараты для лечения внутреннего загрязнения радиоактивными элементами» (пресс-релиз)» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. 19 июня 2015 г. [4 августа 2004 г.] . Проверено 2 августа 2016 г.
- ^ Караван, Питер; Эллисон, Джеффри Дж.; Макмерри, Томас Дж.; Лауффер, Рэндалл Б. «Хелаты гадолиния (III) как контрастные вещества для МРТ: структура, динамика и применение» Chem. Обороты. 1999, том 99, стр. 2293–2342.
- ^ Jump up to: а б Коэн, Джеральд; Льюис, Дэвид; Сине, Пьер М. (1981). «Потребление кислорода во время реакции типа Фентона между перекисью водорода и хелатом железа (Fe 2+ -DTPA)». Журнал неорганической биохимии . 15 (2): 143–151. doi : 10.1016/S0162-0134(00)80298-6 . ISSN 0162-0134 .
- ^ Колодетт, JL (1987). Факторы, влияющие на стабильность перекиси водорода при осветлении механической и химико-механической целлюлозы (Докторская диссертация, Колледж экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка).
- ^ Бернетт, Л.К. «Окончательный отчет об оценке безопасности пентанатрия пентетата и пентетовой кислоты, используемых в косметике», Международный журнал токсикологии, 2008, 27, 71-92.
- ^ Фишер, Анна Э.О.; Максвелл, Сюзетт К.; Нотон, Деклан П. (2004). «Подавление супероксида и перекиси водорода ионами металлов и их комплексами ЭДТА». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 316 (1): 48–51. дои : 10.1016/j.bbrc.2004.02.013 . ISSN 0006-291X . ПМИД 15003509 .
- ^ Лариш, Британская Колумбия; Дафф, SJB (1997). «Влияние H 2 O 2 и DTPA на характеристики и обработку сточных вод крафт-целлюлозы TCF (полностью не содержащих хлора) и ECF (не содержащих элементарного хлора»). Водные науки и технологии . 35 (2–3). дои : 10.1016/S0273-1223(96)00928-6 . ISSN 0273-1223 .
- ^ Миленик, Дайан Э.; Эрик Д. Брэди; Мартин В. Брехбиль (июнь 2004 г.). «Радиационная терапия рака, направленная на антитела» . Nat Rev Drug Discov . 3 (6): 488–99. дои : 10.1038/nrd1413 . ISSN 1474-1776 . ПМИД 15173838 . S2CID 22166498 .
- ^ Кан, Дэниел; Дж. Кристофер Остин; Роберт Т. Магуайр; Сара Дж. Миллер; Джек Герстбрейн; Ричард Д. Уильямс (1999). «Исследование фазы II [90Y] иттрий-капромаба пендетида в лечении мужчин с рецидивом рака простаты после радикальной простатэктомии». Биотерапия рака и радиофармацевтические препараты . 14 (2): 99–111. дои : 10.1089/cbr.1999.14.99 . ПМИД 10850293 .
- ^ Лю, Шуан (15 сентября 2008 г.). «Бифункциональные связующие агенты для радиоактивной метки биомолекул и целевой доставки металлических радионуклидов» . Обзоры расширенной доставки лекарств . 60 (12): 1347–70. дои : 10.1016/j.addr.2008.04.006 . ISSN 0169-409X . ПМК 2539110 . ПМИД 18538888 .
- ^ Чоудхури, Раджат; Уилсон, Иэн; Рофе, Кристофер; Ллойд-Джонс, Грэм (8 июля 2013 г.). Краткий обзор радиологии . Джон Уайли и сыновья. п. 109. ИСБН 9781118691083 .
- Эта статья включает в себя материалы из «Фактов о DTPA» , информационного бюллетеня, подготовленного Центрами США по контролю и профилактике заболеваний .