Проекты

Синтез, исследование и сравнение физико-химических свойств комплексов меди с серином и аспарагином

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект — от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Химия комплексных соединений
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1542
Предметы: Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

Антибиотикорезистентность (нечувствительность или устойчивость возбудителей инфекционных болезней к назначаемым для борьбы с ними антибиотикам) — тема, волнующая сегодня все человечество. О том, что в нашем распоряжении с каждым годом оказываются все более и более скромные возможности вести неравный бой не только с окружающими нас, но и населяющими нас микробами, прекрасно

знают медицинские работники, ученые, представители фармацевтического бизнеса, политики и даже простые люди.

На протяжении веков люди использовали ионы меди для того, чтобы заблокировать рост вредных микробов. Координационные комплексы переходных металлов были широко изучены на предмет их противогрибковых свойств и потенциальных цитотоксических химиотерапевтических агентов.

Комплексы меди обладают антибактериальной активностью и предполагают применение в качестве потенциальных антибактериальных средств. Кроме того, эти комплексы активны против бактерий при очень низкой концентрации, что сводит к минимуму возможные токсические эффекты.

Цель

Синтезировать комплексное соединение меди с серином и аспарагином и, используя помощь научной литературы, выдвинуть гипотезу о возможной антибактериальной активности полученных комплексов.

Задачи

  1. Синтезировать комплексные соединения меди с серином и аспарагином.
  2. Изучить физико-химические свойства соединений меди с этими аминокислотами.
  3. Выдвинуть гипотезу о возможной биологической активности комплексных соединений меди и кобальта с серином и аспарагином.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Сушильный шкаф
  • Весы
  • Ультразвуковая баня
  • Магнитная мешалка
  • Центрифуга
  • Сэмлер
  • Ступка
  • Стакан
  • Стёклышко
  • Мерный цилиндр
  • Круглодонная колба
  • Спектрофотометр
  • Масс- спектрометр
  • Пластины из алюминия
  • Эппендорфы
  • Носики

Описание работы

Комплексы меди с различными аминокислотами ранее использовались в качестве противомикробных препаратов. В рамках этой работы были взяты аминокислоты серин и аспарагин.

Для проведения исследований автор синтезировал комплексное соединение меди как с серином, так и с аспарагином. Для осуществления реакции депротонировал каждую из аминокислот (для этого использовался гидроксид натрия), и подготовил раствор кристаллогидрата сульфата меди. Далее смешивал кристаллогидрат и аминокислоты.

Для изучения физико-химический свойств провели тонкослойную хроматографию, сняли спектры поглощения и масс-спектры.

На основе литературных источников, научных статей, а также физико-химических свойств аминокислот и меди выдвинули гипотезу о возможной биологической активности полученных комплексов.

Результаты работы/выводы

  1. Был проведен синтез комплексного соединения меди с серином и комплексного соединения меди с аспарагином.
  2. Были исследованы физико-химические свойства полученных комплексов.
  3. Была выдвинута гипотеза о возможной биологической активности синтезированных комплексов.

Вывод

Так как различные комплексы меди и их биологическая активность уже были изучены ранее, было предложено рассмотреть различные научные статьи и на их основе сделать вывод о биологической активности полученных комплексов. Биокомплексы меди обладают очень хорошей антибактериальной активностью в отношении многих штаммов бактерий. Антибактериальная активность комплексов меди выше, чем у кобальта, марганца и цинка. Также комплексы меди нетоксичны, что является немаловажным фактором, если рассматривать комплексы меди как потенциальные антибиотики. Комплексы меди с серином и аспарагином достаточно устойчивы, а так как серин обладает липофильными свойствами, то комплекс медь-серин должен без труда проникать через липоидные слои бактериальных мембран.

Мнение автора

«В дальнейшем мне бы хотелось продолжить изучение проявления биологической активности различных металлокомплексов, в частности попробовать заменить медь на кобальт, а данные аминокислоты на некоторые из незаменимых (например, гистидин и лейцин)».