СИНТЕЗ ХЕЛАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

УДК 636.085.13
СИНТЕЗ ХЕЛАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С
АМИНОКИСЛОТАМИ
Е.М. Головкина, к.т.н. (ГНУ СНИИЖК),
А.В. Брыкалов, д.х.н. (Кубанский ГАУ)
В практику животноводства и птицеводства в течение многих лет
вошло применение неорганических солей таких переходных металлов,
как медь, марганец, кобальт, цинк, железо и др. Вместе с тем прогресс в
области минерального питания не достиг того уровня, который бы
отвечал современным требованиям. Традиционные подходы к
минеральному питанию сельскохозяйственных животных и птицы
нуждаются в существенном пересмотре. При этом оптимизация форм и
доз минеральных добавок требует особого внимания.
Среди различных путей решения проблем, которые ставят много
вопросов перед специалистами по кормлению, более детального
анализа заслуживают вопросы, связанные с использованием
хелатированых форм переходных металлов.
Особый интерес вызывают хелатные соединения металлов с
аминокислотами и витаминами, которые представляют собой новый
класс биологически активных соединений, содержащих в своем составе
различные по своей химической природе и биологическому действию
вещества. При образовании хелатных соединений аминокислот и
витаминов с неорганическими веществами изменяются их химические и
биологические свойства. Во многих случаях биологически активные
вещества, находясь в составе таких соединений, обнаруживают
биологическую активность, не свойственную им в свободном состоянии.
С другой стороны, ионы металлов в сочетании с аминокислотами
приобретают новые свойства. Они становятся менее токсичными и
способными катализировать биохимические процессы. В связи с этим на
основе хелатных соединений биометаллов с биологически активными
веществами возможно создание новых коферментных препаратов,
биокатализаторов,
лекарственных
средств
нового
поколения,
биологически активных добавок.
В настоящее время имеется ряд исследований по синтезу хелатных
соединений на основе химически чистых компонентов (соли металлов,
аминокислоты) и фармакопейных препаратов (витамины), что, на наш
взгляд, не является достаточно экономически эффективным в условиях
применения в животноводстве и, в частности, кормлении животных.
Поэтому для получения хелатов нами были выбраны аминокислоты
кормовые.
Целью работы являлась разработка методики и получение хелатных
комплексов биогенных металлов (цинк, медь, кобальт, марганец) с
такими аминокислотами, как лизин и метионин.
Известно, что для осуществления процесса хелатирования
необходимо учитывать наличие определенных параметров: рН среды,
температура, соотношение микроэлемента с лигандами и т.д., причем в
разных случаях значения параметров могут изменяться. Это зависит от
многих факторов (растворимость аминокислоты и неорганического
компонента, природа микроэлемента и др.). В связи с этим была
разработана методика получения хелатов, учитывающая все
необходимые условия.
Для получения метионината меди к 350 мл воды, доведенной до
температуры 70-800С, добавляли 100 г CuSO4∙5H2O, затем добавляли
порциями при перемешивании 120 г метионина. При постоянном
перемешивании в полученную смесь приливали 400 мл 2N NAOH,
осуществляя контроль по определению рН среды. Образовавшийся
хелатный комплекс в виде осадка на фильтре промывали
дистиллированной водой для удаления ионов натрия, сульфат-ионов.
Далее препарат высушивали при 80-900С.
По такому же методу получали хелаты кобальта, цинка, марганца с
лизином и метионином, соблюдая стехиометрию между металлом и
лигандом (1:2).
Хелатные соединения исследовали методом ИК-спектроскопии на
спектрофотометре “Specord-751R” в диапазоне волновых чисел 500-4000
см-1 .
В ИК-спектрах имеются полосы поглощения в области 2900-3000 см-1,
относящиеся к валентным колебаниям NH3+-группы, а также полосы
поглощения в области 1570-1630 и 1400-1380 см-1, относящиеся к
антисимметричным и симметричным колебаниям ионизированной
карбоксильной группы. Полосы поглощения, относящиеся к NH3+-группе в
ИК-спектрах соединений, смещаются в коротковолновую область, а
полосы поглощения, относящиеся к колебаниям СОО – -группы, – в
длинноволновую область по сравнению с положением тех же полос в
спектрах свободных аминокислот. Эти факты указывают на
координацию металлов аминокислот в цвиттер-ионной форме с
участием карбоксильной группы.
Полученные экспериментальные образцы хелатных соединений цинка с
метионином и лизином используются в опыте, проводимом на
лактирующих коровах в СПК «Радуга» Новоалександровского района.
По присутствию микроэлементов в крови животных будет установлено,
насколько активно включение данных соединений в обменные процессы.