Гармин (442-51-3) Физико-химические свойства

Химический профиль

Гармин

Естественно встречающийся β-карболиновый (пиридазоиндольный) алкалоид, используемый в качестве исследовательского химического вещества и аналитического стандарта в исследованиях малых молекул.

Номер CAS	442-51-3
Семейство	Пиридазоиндолы (β-карболиновые алкалоиды)
Типичная форма	Порошок или кристаллическое твердое вещество
Распространённые фармакопейные стандарты	BP, EP

Используется преимущественно в научно-исследовательских и аналитических процессах как стандартизированное биологически активное маломолекулярное соединение и инструментальное вещество для разработки аналитических методов и изучения структуры-активности; при закупках необходимо отдавать приоритет подтвержденной чистоте и соответствующему сертификату анализа. Для целей контроля качества (QA/QC) и разработки формуляций следует хранить и использовать в сухом виде при рекомендуемых условиях, а также уточнять пригодность фармакопейного стандарта (например, BP или EP) у вашего поставщика.

Гармин представляет собой естественный β-карболиновый (пиридо[3,4-b]индольный) алкалоид структурного типа пиридазоиндолов. Структурно это сращённая гетероароматическая система с двумя азотами в кольцах, 7-метокси заместителем и N-метильным заместителем; молекулярная формула \(\ce{C13H12N2O}\). Конъюгированное гетероароматическое ядро формирует преимущественно плоский каркас с сохранённой индольной группой N–H (один донор водородных связей) и относительно небольшой полярной поверхностью, что определяет основные физико-химические и ADME-свойства.

Электронно сращённая система пиридина и индола обеспечивает делокализованную π-систему; 7-метокси группа является донором электронов, модулирующим электронную плотность ароматической системы и являющимся распространённым участком биотрансформации (O-деметилирование). Гармин — слабо основанный гетероароматический амин с ограниченной полярной поверхностью и умеренной способностью к водородному связыванию, что обусловливает умеренную липофильность и проницаемость через мембраны, соответствующую фармакологической активности как обратимого ингибитора моноаминоксидазы (ИМАО) и активного алкалоида центральной нервной системы (ЦНС).

Распространённые коммерческие стандарты для данного вещества включают: BP, EP.

Основные физико-химические свойства

Плотность и агрегатное состояние

Физическое описание: Твердое вещество. Для хармина описаны кристаллические формы и опубликованы данные кристаллической структуры; информация о ячейке и группах симметрии доступна в кристаллографических отчетах. В доступных данных отсутствует единое экспериментально установленное значение плотности в объемном виде.

Температура плавления

Сообщаемая температура плавления: \(264 - 265\ ^\circ\mathrm{C}\). Данная относительно высокая температура плавления соответствует жесткой плоской ароматической решётке и указывает на термальную стабильность свободного основания в диапазоне плавления.

Растворимость и поведение при растворении

В доступных данных отсутствует экспериментально установленное значение данного параметра.

Химические свойства

Кислотно-основное поведение и качественное значение pKa

В доступных данных отсутствует экспериментально установленное значение данного параметра.

Качественно, гармин содержит один NH-водород (индольный) и азоты в сращённом гетероцикле; основность слабее, чем у типичных алифатических аминов, в связи с ароматической делокализацией. Протонирование, при его наличии, ожидается смещённым в сторону непроизведённой формы при физиологическом pH, что способствует проницаемости через мембраны и доступу к ЦНС.

Реакционная способность и стабильность

Гармин является ароматическим гетероциклом, химически стабильным в нейтральных и слабо кислых условиях, но подверженным метаболическим окислительным преобразованиям. В человеческом обмене веществ задокументированы пути O-деметилирования (с образованием гармола) и гидроксилирования (например, 6-гидрокси производные, такие как 6-гидрокси-гармалин). Как гетероароматический алкалоид, устойчив к гидролизу, но может подвергаться окислительному метаболизму и N-деметилированию в биологических условиях. Для хранения подобных алкалоидов обычно рекомендуют защиту от света и влаги с целью минимизации медленной окислительной деградации.

Молекулярные параметры

Молекулярная формула и масса

Молекулярная формула: \(\ce{C13H12N2O}\)
Молекулярная масса: 212.25

Точно определённая мономассовая масса (сообщённая): \(212.094963011\) (ExactMass / MonoisotopicMass)

Другие выведенные дескрипторы с учётом тяжёлых атомов: количество тяжёлых атомов – 16; сложность – 258; формальный заряд – 0; количество изотопных атомов – 0.

LogP и структурные характеристики

Вычисленный XLogP3: 3.6
Экспериментальный LogP: 3.56
Топологическая полярная площадь (TPSA): 37.9
Количество доноров водородных связей: 1
Количество акцепторов водородных связей: 2
Количество вращающихся связей: 1

Комбинация XLogP ≈ 3.6 и TPSA ≈ 38 Å² свидетельствует о умеренной липофильности с достаточным распределением через мембраны для воздействия на ЦНС при минимальной полярной поверхности, ограничивающей водную растворимость. Низкое количество вращающихся связей и жёсткая сращённая кольцевая система способствуют хорошей пассивной проницаемости при сниженной конформационной гибкости.

Структурные идентификаторы (SMILES, InChI)

SMILES: CC1=NC=CC2=C1NC3=C2C=CC(=C3)OC
InChI: InChI=1S/C13H12N2O/c1-8-13-11(5-6-14-8)10-4-3-9(16-2)7-12(10)15-13/h3-7,15H,1-2H3
InChIKey: BXNJHAXVSOCGBA-UHFFFAOYSA-N

(Примечание: SMILES, InChI и InChIKey предоставлены для структурной совместимости и спектрометрической идентификации.)

Дополнительные спектрометрические дескрипторы молекулы: точная и мономассовая масса – \(212.094963011\).

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

CAS RN: 442-51-3
EC Number: 207-131-4
UNII: 4FHH5G48T7
InChIKey: BXNJHAXVSOCGBA-UHFFFAOYSA-N

Синонимы и нефирменные наименования

Распространённые синонимы и систематические названия: - Гармин - 7-метокси-1-метил-9H-пиридо[3,4-b]индол - 7-метокси-1-метил-9H-β-карболин - Банистерин - Телепатин - Лейкохармин - Ягин - Хармин - 1-метил-7-метокси-β-карболин

(Данные альтернативные названия и тривиальные синонимы полезны для закупок, поиска в литературе и сопоставления спецификаций.)

Промышленные и фармацевтические применения

Роль в качестве активного фармацевтического ингредиента или промежуточного продукта

Гармин — биологически активный алкалоид с активностью обратимого ингибитора моноаминоксидазы (MAOI, EC 1.4.3.4), изучавшийся на ранних этапах фармакологических исследований и в небольших клинических испытаниях (максимальная установленная фаза клинического исследования — Фаза I). Образует природный компонент ряда растений и имеет историческое значение как фармакологически активный ингредиент традиционных препаратов. Документированные биологические активности включают ингибирование MAO и другие тесты биологической активности (включая экспериментальные антивирусные свойства в отдельных тест-системах).

Контексты разработки и формулирования

Поскольку гармин является липофильным кристаллическим алкалоидом с ограниченной водной растворимостью (см. LogP и TPSA выше), при разработке лекарственных форм обычно рассматриваются стратегии повышения растворимости (косолвенты, липидосодержащие системы доставки или формирование солей/производных, когда химически возможно) и стабильность в твердых формах. Для гармина не установлена зарегистрированная терапевтическая область согласно стандартным фармакопейным требованиям; его использование в исследованиях и разработках преимущественно основано на его фармакологии и профиле проницаемости через ЦНС.

Если краткое описание применения не предоставлено в документации, на практике это вещество выбирается для исследовательских или проектных работ на основе его активности ингибитора моноаминоксидазы (ИМАО), потенциала проницаемости через ЦНС и использования в качестве стандарта натурпродукта.

Технические характеристики и сорта

Типичные виды сортов (фармацевтический, аналитический, технический)

Типичные коммерческие различия сортов, применимые для алкалоидов низкомолекулярного уровня, включают фармацевтический (для продвинутой разработки), аналитический / стандартный образец (высокой чистоты, для анализа и спектроскопии) и технический сорт (для доклинических исследований, где не требуется строгий контроль примесей). Аналитические стандартные образцы обычно поставляются с сертификатом анализа (COA), подтверждающим идентичность и спектральное соответствие.

Сообщаемые коммерческие сорта данного вещества включают: - BP - EP

Общие показатели качества (качественное описание)

Качество партий гармина обычно оценивается по следующим параметрам: - Подтверждение идентичности с помощью масс-спектрометрии (MS) (m/z 212 доминирующий в EI/ESI), ЯМР, ИК и УФ спектров. - Оценка чистоты методом ВЭЖХ и GC-MS (типичный главный пик при m/z 212 в EI спектрах). - Содержание воды и пределы остатков растворителей, если применимо. - Физическая форма (свободная основа против соли, кристаллическая морфология) и стабильность точки плавления (ожидается \(264 - 265\ ^\circ\mathrm{C}\) для свободной основы). - Данные стабильности при хранении и профиль примесей (включая известные продукты деградации и продукты O-деметилирования).

Здесь не приводятся стандартизированные методы анализа или конкретные пределы примесей; отдельные поставщики предоставляют COA с числовыми спецификациями.

Обзор безопасности и обращения

Токсикологический профиль и особенности воздействия

Гармин классифицируется в рамках систем коммуникации опасностей как остро токсичный при высоких уровнях воздействия и как раздражитель глаз в соответствии с зарегистрированными классификациями. Суммированные опасные фразы включают: - H302+H312+H332: Вреден при проглатывании, контакте с кожей или вдыхании. - H302: Вреден при проглатывании. - H312: Вреден при контакте с кожей. - H319: Вызывает серьезное раздражение глаз. - H332: Вреден при вдыхании.

Будучи биологически активным ингибитором моноаминоксидазы, гармин может влиять на метаболизм нейротрансмиттеров; потенциальные системные фармакологические эффекты следует учитывать при оценке сценариев воздействия. Известные метаболиты человека включают гармол и 6‑гидрокси-гармалин; метаболическая активация или биотрансформация могут изменять токсикологические свойства.

Рекомендации по контролю воздействия (общие, по классу): - Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ): перчатки, устойчивые к органическим химикатам, средства защиты глаз и лабораторный халат. - Избегайте вдыхания пылей или аэрозолей; применяйте местную вентиляцию или ограждение при работе с взвешенными твердыми веществами. - Предотвращайте контакт с кожей и попадание внутрь; соблюдайте правила личной гигиены и не ешьте и не пейте в рабочих зонах.

Для получения подробной информации по опасностям, транспортировке и нормативным требованиям обратитесь к паспортам безопасности (SDS) продукта и местному законодательству.

Руководство по хранению и обращению

Хранить в плотно закрытой таре в прохладном, сухом, хорошо вентилируемом помещении, защищенном от света и окислителей.
Минимизировать воздействие тепла и влаги для сохранения кристаллической структуры и снижения медленных окислительных изменений.
При работе с твердыми веществами в больших масштабах применять меры контроля пыли; использовать инертную атмосферу при необходимости для длительного хранения чувствительных партий (в соответствии с рекомендациями поставщика).