Американский журнал доставки лекарств и терапии Открытый доступ

Абстрактный

Термодинамическое поведение нарингенина в смешанной системе растворителей вода и метанол при температурах от 288,15 до 328,15 К

Нубиг

Нарингин (C27H32O14) с химическим названием 4′,5,7-тригидроксифлаванон-7-рамноглюкозид, флаваноновый гликозид, который часто встречается во многих цитрусовых, особенно в грейпфруте и лимоне, поэтому он отвечает за горький вкус плода. Сообщалось, что нарингин может проявлять такие биологические эффекты, как антиоксидантное, противовоспалительное, противораковое (рак груди), противоаллергическое, противодиабетическое, антиангиогенезное и снижающее уровень холестерина действие. Как растительный флавоноид, нарингин в последние годы привлек значительный научный и общественный интерес из-за его универсального оздоровительного действия. Однако из-за очень плохой растворимости нарингина в воде при комнатной температуре его биодоступность низкая, и это препятствует дальнейшим исследованиям его фармакологического применения.

Экспериментальное измерение растворимости биологически активных соединений в растворе в зависимости от состава растворителя и температуры особенно ценно для фармацевтического и промышленного дизайна продукции, а также для получения полной информации о физико-химических характеристиках фармацевтических растворов. Кроме того, данные о растворимости растворенных веществ в различных растворителях необходимы для определения подходящих растворителей для экстракции, разделения, производства и очистки органических соединений; существуют различные математические и эмпирические модели для корреляции и прогнозирования растворимости лекарственных соединений в различных растворителях и температурах. Эти модели могут решать такие проблемы, как высокая стоимость и длительное время процесса определения растворимости. Зависимость растворимости от температуры позволяет термодинамическому анализу давать нам информацию о механизмах, участвующих в процессе растворения.

Solid-liquid phase equilibrium solubility of naringenin in (water + methanol) binary solvent mixtures was determined by using UV spectrophotometric method from 288.15 K to 328.15 K at atmospheric pressure. The solubility of naringenin increased with increasing temperature in all tested systems. The Apelblat equation, van’t Hoff equation, Jouyban-Acree model and combined Jouyban-Acree models were employed to correlate the solubility data in binary solvent mixtures. The selected thermodynamic models all can give acceptable results. Furthermore, the standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for the dissolution of naringenin and excess enthalpy of solution HE, were calculated, which indicates that the dissolution process of naringenin is an endothermic and entropy favorable process for their trauma needs   and many without any referral to address.

This study describes the thermodynamics of dissolution of flavonoid naringin in different aqueous solutions of dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 0–100% (w/w) under atmospheric pressure and over a temperature range of 298.15 to 325.15 K. The temperature dependence of solubility of naringin was analyzed using the modified Apelblat equation model, ideal model, and the λH equation model. In a mean harmonic temperature, the dissolution thermodynamic parameters of naringin containing,   and   were also calculated. Furthermore, the effects of solvent composition on the solubility of this flavonoid were analyzed in terms of Hildebrand's solubility parameter (δH) and Kamlet, Abboud and Taft (KAT) solvatochromic parameters (α, β, and π*). Finally, the preferential solvation parameters of the flavonoid naringin by DMSO (δxDMSO,S) were determined from experimental solubility data using the inverse Kirkwood–Buff integrals (IKBIs). It was found that water preferentially solvates naringin in water-rich mixtures while DMSO forms local solvation shells in compositions from 50% (w/w) or xDMSO = 0.19 up to pure co-solvent. Moreover, the structure of solvation shells of naringin in the under study mixtures was obtained by molecular dynamics (MD) simulations. The computational results showed that in the compositions xDMSO > 0.20, the probability of presence of the DMSO molecules in vicinity of naringin is more than water molecules. These findings are compatible with the available IKBI data.

В дополнение к растворимости, явление предпочтительной сольватации, при котором растворенное вещество предпочтительно окружено компонентом смеси растворителей, до сих пор не изучалось во многих фармацевтических соединениях. Это явление может помочь в понимании молекулярных взаимодействий, участвующих в процессе растворения. Поэтому настоящее исследование в первую очередь сосредоточено на измерении равновесной растворимости антиоксидантного флавоноида нарингина в водных системах сорастворителей ДМСО (0–100% по весу) и различных температурах (от 298,15 до 325,15 К) с использованием метода изотермического равновесия растворения. Примечательно, что сорастворитель ДМСО является важным полярным апротонным растворителем с очень низкой токсичностью и огромным биологическим значением. Он растворяет как полярные, так и неполярные соединения и смешивается с широким диапазоном органических растворителей, а также с водой. На следующем этапе анализируется влияние температуры на растворимость нарингина в бинарных водных смесях для оценки термодинамических величин, участвующих в процессе растворимости. Важно подчеркнуть, что диапазон температур, используемый в этой работе, охватывает различные комнатные условия, а также нормальную температуру человеческого тела. Мы также определили влияние состава сорастворителя на растворимость нарингина с помощью уравнений KAT. Наконец, подход обратных интегралов Кирквуда–Баффа (IKBI) применяется для оценки предпочтительной сольватации нарингина в исследованных бинарных смесях. С другой стороны, моделирование молекулярной динамики (MD), которое основано на ряде дополнительных вычислительных подходов, предоставляет очень мощный инструмент для исследования явления сольватации, особенно предпочтительной сольватации, напрямую с использованием вычисленной функции радиального распределения (RDF). Мы также охарактеризовали структуру сольватной оболочки молекулы нарингина (предпочтительная сольватация) в водных смесях ДМСО, вычислив RDF. Затем результаты предпочтительной сольватации сравниваются с данными, полученными с помощью подхода обратных интегралов Кирквуда–Баффа (IKBI).