Hexafluorosilicates with antibacterial active guanidine containing cations

Abstract

The present research has studied the spectral data, thermochemical transformations and hydrolysis of hexafluorosilicates with guanidine containing cations (C22H32Cl2N10)SіF6 (І) and (C21H45N9)(SiF6)1.5 (ІІ) for their potential use as caries-preventive and antibacterial agents. Hexafluorosilicates of the composition I and II were separated as crystalline products of interaction of hexafluorosilicic acid with the methanol solutions of chlorhexidine hydrochloride and polyhexamethylene guanidine hydrochloride. The compounds isolated have been characterized by IR, NMR 19F, mass-spectrometry, thermogravimetric analysis, potentiometry. According to IR spectroscopy data, “onium” hexafluorosilicates I and II have ionic structures. The vibrations of the groups ν(NH), ν(N+H2) in salts I and II appear as strong absorption bands at 3360-3180 cm–1; δ(N+H2) vibrations appear at 1634 and 1637 cm–1. The strong ν(SiF) and δ(SiF2) stretches of SiF62– anions are observed in their characteristic regions (at 744, 734 and 482 cm–1, respectively). The singlet character of ν(SiF) and δ(SiF2) vibrations indicates the absence of noticeable distortion of symmetry of SiF62– anion with regard to Oh. The NMR 19F spectra of compounds I and II (in DMSO-d6 solutions) have one resonance at –136,70, –135,09 ppm (SiF62–); additional resonance at –123,14 ppm, in the case of II it can be related to the octahedral complex anion [SіF5(ДМСО)]–. The results of thermogravimetric analysis are consistent with a multi-stage thermolysis scheme for hexafluorosilicates I and II. The temperatures of thermolysis beginning of complexes I and II are 270 and 100°C, respectively. The compounds I and II studied are characterized by the predicted tendency to hydrolysis in dilute aqueous solutions with formation of orthosilicic acid and fluoride ions, and it allows considering these salts as potential anticaries agents. The study of the biological activity of these compounds is the subject of further investigations.

З використанням реакцій іонного обміну між гідрохлоридами хлорогексидину (полігексаметиленгуанідину) і кремнефтороводневою кислотою в середовищі метанолу синтезовані гексафторосилікати відповідних гуанідиновмісних катіонів (C22H32Cl2N10)SіF6 (I) та (C21H45N9)(SiF6)1.5 (II), що становлять інтерес у якості потенційних карієспротекторних і бактерицидних агентів. Виділені сполуки складу І і ІІ охарактеризовані методами ІЧ-, ЯМР 19F-, мас-спектроскопії, термогравіметричного аналізу, потенціометрії. Згідно з даними ІЧ-спектроскопії «онієві» гексафторосилікати І і ІІ мають іонну будову. Коливання ν(NH), ν(N+H2) у спектрах І і ІІ виявляються у вигляді інтенсивних смуг поглинання при 3360-3180 см-1; коливання δ(N+H2) – при 1634 і 1637 см-1. Інтенсивні смуги коливань ν(SiF) і δ(SiF2) аніонів SiF62– спостерігаються в характеристичних областях спектрів при 744, 734 і 482 см-1 відповідно. Синглетний характер коливань ν(SiF) і δ(SiF2) вказує на відсутність помітних відхилень геометрії аніонів SiF62– відносно O h-симетрії. У спектрах ЯМР 19F розчинів солей І і ІІ в ДМСО-d6 аніонам SiF62– відповідають резонансні сигнали з хімічними зсувами –136,70, –135,09 м.д.; додатковий резонансний сигнал при –123,14 м.д. у спектрі ІІ може відноситися до октаедричного комплексного аніона [SіF5(ДМСО)]–. Результати термогравіметричного аналізу узгоджуються з багатоступінчастою схемою термолізу І і ІІ. Температури початку термолізу комплексів І і ІІ складають 270 і 100°C відповідно. Сполуки І і ІІ характеризуються очікуваною схильністю до гідролізу в розведених водних розчинах з утворенням ортокремнієвої кислоти і фторид-іонів, що дозволяє розглядати зазначені солі в якості потенційних антикарієсних агентів. Вивчення біологічної активності отриманих сполук буде предметом наших подальших досліджень.

С использованием реакций ионного обмена между гидрохлоридами хлоргексидина (полигексаметиленгуанидина) и кремнефтороводородной кислотой в среде метанола синтезированы гексафторосиликаты соответствующих гуанидинсодержащих катионов (C22H32Cl2N10)SіF6 (I) и (C21H45N9)(SiF6)1.5 (II), представляющие интерес в качестве потенциальных кариеспротекторных и бактерицидных агентов. Выделенные соединения состава I и II охарактеризованы методами ИК-, ЯМР 19F-, масс-спектроскопии, термогравиметрического анализа, потенциометрии. Согласно данным ИК-спектроскопии «ониевые» гексафторосиликаты I и II имеют ионное строение. Колебания ν(NH), ν(N+H2) в спектрах I и II проявляются в виде интенсивных полос поглощения при 3360-3180 см–1; колебания δ(N+H2) – при 1634 и 1637 см–1. Интенсивные полосы колебаний ν(SiF) и δ(SiF2) анионов SiF62– наблюдаются в характеристических областях спектров при 744, 734 и 482 см–1 соответственно. Синглетный характер колебаний ν(SiF) и δ(SiF2) указывает на отсутствие заметных искажений геометрии анионов SiF62– относительно O h-симметрии. В спектрах ЯМР 19F растворов солей I и II в ДМСО-d6 анионам SiF 6 2– соответствуют резонансные сигналы с химическими сдвигами –136,70, –135,09 м.д.; дополнительный резонансный сигнал при –123,14 м.д. в спектре II может относиться к октаэдрическому комплексному аниону [SіF5(ДМСО)]–. Результаты термогравиметрического анализа согласуются с многоступенчатой схемой термолиза I и II. Температуры начала термолиза комплексов I и II составляют 270 и 100°C соответственно. Соединения I и II характеризуются ожидаемой склонностью к гидролизу в разбавленных водных растворах с образованием ортокремниевой кислоты и фторид-ионов, что позволяет рассматривать указанные соли в качестве потенциальных антикариесных агентов. Изучение биологической активности полученных соединений будет предметом наших дальнейших исследований.