アメリカの薬物送達と治療学ジャーナル オープンアクセス

抽象的な

288.15～328.15K の温度における水とメタノールの混合溶媒系におけるナリンゲニンの熱力学的挙動

ヌービグ

ナリンギン (C27H32O14) は、化学名が 4′,5,7-トリヒドロキシフラバノン-7-ラムノグルコシドで、多くの柑橘類、特にグレープフルーツとレモンによく含まれるフラバノン配糖体で、果物の苦味の原因となっています。ナリンギンは、抗酸化、抗炎症、抗癌 (乳癌)、抗アレルギー、抗糖尿病、抗血管新生、コレステロール低下などの生物学的効果を示すことが報告されています。植物フラボノイドであるナリンギンは、その多様な健康促進効果により、近年、科学的にも一般大衆的にも大きな関心を集めています。しかし、ナリンギンは室温で水に非常に溶けにくいため、生物学的利用能が低く、これが薬理学的応用に関するさらなる研究の妨げとなっています。

溶媒の組成と温度の関数として溶液中の生物活性化合物の実験的溶解度測定は、特に医薬品や工業製品の設計にとって貴重であり、医薬品の溶解の物理化学的特性に関する完全な情報を得るためにも役立ちます。さらに、さまざまな溶媒中の溶質の溶解度データは、有機化合物の抽出、分離、製造、精製に適した溶媒を決定するために必要であり、さまざまな溶媒と温度における薬物化合物の溶解度を相関させて予測するためのさまざまな数学的モデルと経験的モデルがあります。これらのモデルは、溶解度測定プロセスの高額なコストや長時間などの問題を解決できます。溶解度が温度に依存するため、熱力学分析によって溶解プロセスに関与するメカニズムに関する情報を得ることができます。

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.

溶解度に加えて、溶質が溶媒混合物の成分によって優先的に取り囲まれる優先溶媒和現象は、これまで多くの医薬化合物で研究されていません。この現象は、溶解プロセスに関与する分子相互作用を理解するのに役立ちます。したがって、本研究ではまず、等温溶解平衡法を使用して、DMSO（0〜100% w/w）およびさまざまな温度（298.15〜325.15 K）の水性共溶媒システムにおける抗酸化フラボノイドナリンギンの平衡溶解度を測定することに焦点を当てています。共溶媒のDMSOは、毒性が非常に低く、生物学的に非常に重要な重要な極性非プロトン性溶媒であることは注目に値します。これは極性化合物と非極性化合物の両方を溶解し、水だけでなく広範囲の有機溶媒と混和します。次のステップでは、二成分水性混合物中のナリンギンの溶解度に対する温度の影響を分析し、溶解プロセスに関与する熱力学的量を評価します。この研究で使用した温度範囲は、通常の人体温度だけでなく、さまざまな室内条件をカバーしていることを強調することが重要です。また、KAT 方程式を使用して、共溶媒組成がナリンギンの溶解度に与える影響も決定しました。最後に、逆カークウッド-バフ積分 (IKBI) アプローチを適用して、調査した二成分混合物中のナリンギンの優先溶媒和を評価します。一方、さまざまな補完的な計算手法に基づく分子動力学 (MD) シミュレーションは、計算された放射分布関数 (RDF) を直接使用して、溶媒和現象、特に優先溶媒和を直接調査するための非常に強力なツールを提供します。また、RDF を計算することにより、水性 DMSO 混合物中のナリンギン分子の溶媒和シェルの構造 (優先溶媒和) を特徴付けました。次に、優先溶媒和の結果を逆カークウッド・バフ積分 (IKBI) アプローチから得られたデータと比較します。