Пентетиновая кислота или диэтилентриаминпентауксусная кислота ( DTPA ) представляет собой аминополикарбоновую кислоту, состоящую из основной цепи диэтилентриамина с пятью карбоксиметильными группами. Молекула может рассматриваться как расширенная версия EDTA и используется аналогичным образом. Это белое твердое вещество с ограниченной растворимостью в воде.
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК 2- [Бис [2- [бис (карбоксиметил) амино] этил] амино] уксусная кислота | |
Другие названия ДТПА; H 5 dtpa; Диэтилентриаминпентауксусная кислота; Пента (карбоксиметил) диэтилентриамин [1] | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭБИ | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.000.593 |
КЕГГ | |
PubChem CID | |
Номер RTECS |
|
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
C 14 H 23 N 3 O 10 | |
Молярная масса | 393,349 г · моль -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 (p K a ) | ~ 1,80 (20 ° C) [2] |
Опасности | |
точка возгорания | Не воспламеняется |
Родственные соединения | |
Родственные соединения | ЭДТА , НТА |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Координационные свойства
Основание конъюгата DTPA имеет высокое сродство к катионам металлов. Таким образом, пент-анион ДТКА 5- потенциально является октадентат лигандов при условии , что каждый центр азота и каждый СОО - группа , считается, что центром координации. Константы образования его комплексов примерно на 100 больше, чем у ЭДТА. [3] В качестве хелатирующего агента DTPA оборачивается вокруг иона металла, образуя до восьми связей. Его комплексы также могут иметь дополнительную молекулу воды, которая координирует ион металла. [4] Переходные металлы, однако, обычно образуют менее восьми координационных связей . Таким образом, после образования комплекса с металлом DTPA все еще обладает способностью связываться с другими реагентами, о чем свидетельствует его производное пендетид . Например, в своем комплексе с медью (II) DTPA связывается гексадентатным образом, используя три аминных центра и три из пяти карбоксилатов. [5]
Хелатирующие приложения
Как и более распространенный EDTA , DTPA преимущественно используется в качестве хелатирующего агента для образования комплексов и связывания ионов металлов.
DTPA рассматривался для лечения радиоактивных материалов, таких как плутоний , америций и другие актиниды . [6] Теоретически эти комплексы лучше выводятся с мочой . Обычно его вводят в виде соли кальция или цинка , поскольку эти ионы легко замещаются более высокозаряженными катионами и, главным образом, чтобы избежать их истощения в организме. ДТПА образует комплексы с торием (IV), ураном (IV), нептунием (IV) и церием (III / IV). [7]
В августе 2004 г. 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 вдохнул или иным образом был внутренне загрязнен плутонием, америцием или кюрием. Рекомендуемое лечение - это начальная доза кальция-DTPA, поскольку эта соль DTPA оказалась более эффективной в первые 24 часа после внутреннего загрязнения плутонием, америцием или кюрием. По истечении этого времени и кальций-DTPA, и цинк-DTPA одинаково эффективны в снижении внутреннего загрязнения плутонием , америцием или кюрием , а цинк-DTPA с меньшей вероятностью истощит нормальные уровни цинка и других металлов, важных для здоровья в организме. Каждое лекарство можно вводить через небулайзер для тех, кто вдохнул заражение, и путем внутривенной инъекции для тех, кто заражен другими путями. [8]
DTPA также используется в качестве контрастирующего агента для МРТ . DTPA улучшает разрешение магнитно-резонансной томографии (МРТ) за счет образования растворимого комплекса с ионом гадолиния (Gd 3+ ), который изменяет магнитно-резонансное поведение протонов ближайших молекул воды и увеличивает контраст изображения. [9]
ДТПА в виде хелата железа (II) (Fe-DTPA, 10-11 мас.%) Также используется в качестве удобрения для аквариумных растений . Более растворимая форма железа, Fe (II), является питательным микроэлементом, необходимым для водных растений . Связываясь с ионами Fe 2+ , DTPA предотвращает их осаждение в виде Fe (OH) 3 или Fe 2 O 3 · n H 2 O плохо растворимых оксигидроксидов после их окисления растворенным кислородом . Он увеличивает растворимость ионов Fe 2+ и Fe 3+ в воде и, следовательно, биодоступность железа для водных растений. Это 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+ от окисления воздухом, и не может ли комплекс Fe (III) -DTPA также непосредственно ассимилироваться водными растениями просто из-за его повышенной растворимости. В естественных условиях, т.е. в отсутствие комплексообразования с DTPA, Fe 2+ легче усваивается большинством организмов из-за его растворимости в 100 раз выше, чем у Fe 3+ .
На целлюлозно-бумажных комбинатах 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 ускорили бы каталитическое разложение пероксида водорода ( восстановление H 2 O 2 с помощью Fe 2 + по механизму реакции Фентона ). [10] Это помогает сохранить окислительную способность исходной перекиси водорода, которая используется в качестве окислителя для отбеливания целлюлозы в бесхлорном процессе изготовления бумаги. [11] С этой целью ежегодно производится несколько тысяч тонн DTPA, чтобы ограничить значительные потери H 2 O 2 с помощью этого механизма. [3]
Хелатирующие свойства DTPA также полезны для дезактивации ионов кальция и магния в продуктах для волос . DTPA используется в более чем 150 косметических продуктах. [12]
Биохимия
ДТПА является более эффективным , чем EDTA для дезактивации ионов металлов редокса-активного , таких как Fe (II) / (III), Mn (II) / (IV) и Cu (I) / (II) , увековечение окислительных повреждений , индуцированных в клетках с помощью супероксида и перекись водорода . [13] [10] DTPA также используется в биоанализах с участием окислительно-восстановительных ионов металлов.
Воздействие на окружающую среду
Неожиданным негативным воздействием на окружающую среду хелатирующих агентов, таких как DTPA, является их токсичность для активированного ила при очистке стоков крафт-целлюлозы . [14] Большая часть мирового производства DTPA (несколько тысяч тонн) [3] предназначена для предотвращения разложения перекиси водорода окислительно-восстановительными ионами железа и марганца в процессах производства крафт-целлюлозы без хлора (без общего хлора (TCF) и в окружающей среде). процессы без хлора (ECF)). DTPA снижает биологическую потребность в кислороде (БПК) активированного ила и, следовательно, их микробную активность.
Родственные соединения
Соединения, которые структурно родственны DTPA, используются в медицине благодаря высокому сродству триаминопентакарбоксилатного каркаса к ионам металлов.
- В ибритумомабе тиуксетане хелатор тиуксетан представляет собой модифицированную версию DTPA, углеродная основа которой содержит изотиоцианатобензил и метильную группу . [15]
- В пендетиде капромаба и пендетиде сатумомаба пендетид - хелатор (GYK-DTPA) представляет собой модифицированный DTPA, содержащий пептидный линкер, используемый для соединения хелата с антителом . [16]
- Пентетреотид представляет собой модифицированный DTPA, присоединенный к пептидному сегменту. [17]
- DTPA и производные используются для хелатирования гадолиния с образованием контрастного агента для МРТ , такого как Magnevist .
- Технеций-99m является хелатным с DTPA для вентиляции (V перфузии / Q) разверток и радиоизотопных ренографии ядерной медицины сканирования. [18]
Смотрите также
- Ядерная медицина
- Радиофармпрепараты
- Разложение перекиси водорода
- ДТПА при варке крафт-целлюлозы без хлора
Рекомендации
- ^ Анонимная пентетиновая кислота. В словаре органических соединений, шестое издание; Buckingham, J., Macdonald, F., Eds .; CRC Press: 1996; Vol. 5. С. 1188.
- ^ Moeller, T .; Томпсон, Л.К. Наблюдения за редкоземельными элементами - LXXV (1): стабильность хелатов диэтилентриаминпентауксусной кислоты. Журнал неорганической и ядерной химии 1962, 24, 499.
- ^ a b c Дж. Роджер Харт «Этилендиаминтетрауксусная кислота и родственные хелатирующие агенты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi : 10.1002 / 14356007.a10_095
- ^ Deblonde, Gauthier J.-P .; Kelley, Morgan P .; Су, Цзин; Батиста, Энрике Р .; Ян, Пинг; Бут, Корвин Х .; Абергель, Ребекка Дж. (2018). «Спектроскопические и вычислительные характеристики хелатов диэтилентриаминпентауксусной кислоты / трансплутония: свидетельство гетерогенности в серии тяжелых актинидов (III)» . Angewandte Chemie International Edition . 57 (17): 4521–4526. DOI : 10.1002 / anie.201709183 . ISSN 1521-3773 . ОСТИ 1426318 . PMID 29473263 .
- ^ В.В. Фоменко, Т.Н. Полынова, М.А. Порай-Кошиц, Г.Л. Варламова, Н.И. Печурова Кристаллическая структура моногидрата диэтилентриаминпентаацетата меди (II) Журнал структурной химии, 1973, Vol. 14, 529. DOI : 10.1007 / BF00747020
- ^ Deblonde, Gauthier J.-P .; Kelley, Morgan P .; Су, Цзин; Батиста, Энрике Р .; Ян, Пинг; Бут, Корвин Х .; Абергель, Ребекка Дж. (2018). «Спектроскопические и вычислительные характеристики хелатов диэтилентриаминпентауксусной кислоты / трансплутония: свидетельство гетерогенности в серии тяжелых актинидов (III)» . Angewandte Chemie International Edition . 57 (17): 4521–4526. DOI : 10.1002 / anie.201709183 . ISSN 1521-3773 . ОСТИ 1426318 . PMID 29473263 .
- ^ (2) Браун, Массачусетс; Пауленова, А .; Гелис, А.В. «Водное комплексообразование тория (IV), урана (IV), нептуния (IV), плутония (III / IV) и церия (III / IV) с DTPA», неорганическая химия 2012, том 51, 7741-7748. DOI : 10.1021 / ic300757k
- ^ « » FDA одобрило препараты для лечения внутреннего загрязнения от радиоактивных элементов «(пресс - релиз)» . Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. 19 июня 2015 г. [4 августа 2004 г.] . Дата обращения 2 августа 2016 .
- ↑ Караван, Питер; Эллисон, Джеффри Дж .; Макмерри, Томас Дж.; Лауффер, Рэндалл Б. «Хелаты гадолиния (III) в качестве контрастных агентов МРТ: структура, динамика и применение» Chem. Revs. 1999, том 99, стр. 2293–2342.
- ^ а б Коэн, Джеральд; Льюис, Дэвид; Синет, 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 .
- ^ Colodette, JL (1987). Факторы, влияющие на стабильность перекиси водорода в осветлении механической и химико-механической целлюлозы (докторская диссертация, Колледж экологических наук и лесоводства Университета Нью-Йорка).
- ^ Burnett, LC «Заключительный отчет по оценке безопасности пентетата натрия и пентетиновой кислоты, используемых в косметике», Международный журнал токсикологии 2008, 27, 71-92.
- ^ Фишер, Анна Э.О .; Максвелл, Сюзетт С .; Нотон, Деклан П. (2004). «Подавление супероксида и пероксида водорода ионами металлов и их комплексами с ЭДТА». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 316 (1): 48–51. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2004.02.013 . ISSN 0006-291X .
- ^ Лариш, Британская Колумбия; Дафф, SJB (1997). «Влияние H 2 O 2 и DTPA на характеристики и обработку TCF (полностью без хлора) и ECF (без элементарного хлора) сточных вод крафт-целлюлозы». Водные науки и технологии . 35 (2–3). DOI : 10.1016 / S0273-1223 (96) 00928-6 . ISSN 0273-1223 .
- ^ Миленик, Дайан Э .; Эрик Д. Брэди; Мартин В. Брехбиль (июнь 2004 г.). «Антитело-направленная лучевая терапия рака» . Nat Rev Drug Discov . 3 (6): 488–99. DOI : 10.1038 / nrd1413 . ISSN 1474-1776 . PMID 15173838 . S2CID 22166498 .
- ^ Кан, Даниэль; Дж. Кристофер Остин; Роберт Т. Магуайр; Сара Дж. Миллер; Джек Герстбрейн; Ричард Д. Уильямс (1999). «Исследование фазы II [90Y] пендетида иттрия-капромаба в лечении мужчин с рецидивом рака простаты после радикальной простатэктомии». Биотерапия рака и радиофармпрепараты . 14 (2): 99–111. DOI : 10,1089 / cbr.1999.14.99 . PMID 10850293 .
- ^ Лю, Шуанг (15 сентября 2008 г.). «Бифункциональные связующие агенты для радиоактивной метки биомолекул и целевой доставки металлических радионуклидов» . Расширенные обзоры доставки лекарств . 60 (12): 1347–70. DOI : 10.1016 / j.addr.2008.04.006 . ISSN 0169-409X . PMC 2539110 . PMID 18538888 .
- ^ Чоудхури, Раджат; Уилсон, Иэн; Рофе, Кристофер; Ллойд-Джонс, Грэм (2013-07-08). Радиология вкратце . Джон Вили и сыновья. п. 109. ISBN 9781118691083.
- В эту статью вошли материалы из фактологического бюллетеня « Факты о DTPA» , подготовленного Центрами США по контролю и профилактике заболеваний .