Диссертация (Комплексные соединения редкоземельных элементов с биологически активными лигандами на примере антипирина)

1Министерство образования и науки Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Московский технологический университет»На правах рукописиСкрябина Алена ЮрьевнаКОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХЭЛЕМЕНТОВ С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИЛИГАНДАМИ НА ПРИМЕРЕ АНТИПИРИНА02.00.01 – неорганическая химияДиссертация на соискание ученой степеникандидата химических наукНаучный руководитель:кандидат химических наук, доцентРукк Наталия СамуиловнаМосква 2016 г.2Содержание работыСписок сокращений …………………………………………………………….….………...41.

Введение………………………………………………………………………….….………….62. Литературный обзор…………………………………………………………….……..…102.1. Исходные соединения лантаноидов для получения комплексных соединений………102.1.1. Галогениды лантаноидов…………………………………………………..……..102.1.2. Оксоиодиды лантаноидов……………………………………………….………..132.1.3. Многоядерные комплексные соединения лантаноидов, содержащие оксогидроксо-аква лиганды ………………………………………………………..202.1.4. Перхлораты лантаноидов и комплексные соединения на их основе………….242.1.5. Ацетаты лантаноидов……………………………………………………….........292.2.

Комплексные соединения лантаноидов с антипирином и его производными. ..........362.2.1. Антипирин. Свойства и строение………………………………………….........392.2.2. Соединения протонированного антипирина. Комплексные соединенияs-, p-, d-элементов с антипирином ……………………………………………..……….402.2.3. Комплексные соединения солей лантаноидов с антипирином…………..........422.2.4. Комплексные соединения лантаноидов с производными антипирина………..442.3.

Комплексные соединения лантаноидов, проявляющие биологическуюактивность………………………………………………………………….............462.4. Квантово-химические расчеты в применении к соединениям лантаноидов…….........543. Экспериментальная часть……………………………………………………………………563.1. Характеристика исходных веществ………………………………………………………563.2. Методика эксперимента………………………………………………………………......583.2.1. Синтез соединений………………………………………………………………..583.2.2. Методы химического анализа…………………………………………………….623.2.3. ИК- и КР-спектроскопия…………………………………………………............633.2.4. Рентгенофазовый анализ…………………………………………………….........633.2.5.

Рентгеноструктурный анализ……………………………………………….........633.2.6. Термический анализ………………………………………………...……….........633.2.7. Изучение цитотоксичности…………………………………………………….....643.2.8. Квантово-химические расчеты……………………………………………..........674. Результаты исследования…………………………………………………………………....694.1. Многоядерные иодиды РЗЭ…………………………………………………………........694.1.1. Иодид ди(μ-гидроксо)бис(пентаакваскандия(III))……………………………....6934.1.2.

Октагидрат иодида декагидроксо(23-аква)гексалантана(III) и октагидратиодида декагидроксо(23-аква)гексанеодима(III)…………………………...724.2. Иодиды гексакис(антипирин)лантаноидов(III)……………………….………………..754.3. Перхлораты гексакис(антипирин)лантаноидов(III)……………………………………844.4. Ацетаты лантаноидов………………………………………………………………........944.5. Тетрафенилборат гексакис(антипирин)неодима(III) ……………………………........984.6. Квантово-химический расчет длин связей и колебательных спектров вкомплексных катионах антипириновых производных лантаноидов……………….……994.7. Результаты исследования цитотоксичности соединений……………………………..1075.

Обсуждение результатов……………………………………………………………….......1166. Выводы…………………………………………………………………………………….....1217. Список литературы…………………………………………………………………………1238. Список иллюстративного материала ……………………………………………………1459. Приложение…………………………………………………………………………………..15410. Список публикаций………………………………………………………………………..2514Список сокращенийАА – ацетамидААР, 4-AAP – 4-аминоантипирин4-AAAP – 4-ацетамидоантипиринaapH – N-(2-пиридил)ацетамидАP – 2,3-диметил-1-фенил-5-пиразолон; феназон; антипирин[АPН]+ – катион антипиринияAP-Me – 3-метил-1-фенил-2-пиразолин-5-онAP-Me-Cl – (4-хлорофенил)-3-метил-5-пиразолонBAME – N,N’-бис(4-антипирилметилиден)этилендиаминBpy – 2,2´-бирипиридинbmpR = 1,1-n-бутилметилпирролидинийCPNO – 4-хлоро-пиридин-N-оксидDMF – N,N-диметилформамид, ДМФАDMSO – dmso – диметилсульфоксид, ДМСОDPF – N,N-дифенилформамидdpp- – 3-окси-1,2-диметил-4-пиридинонDPPA – дифенилфосфинамидеdta – этилендиамминтетраацетат-ионema- – 3-окси-2-этил-4-пиронFAA – 4-N-(2'-фурфурилиден)аминоантипиринFDPP – 4-формил-2,3-диметил-1-фенил-3-пиразолин-5-онGA – 1,2-(диимино-4’-антипиринил)этанHBAАР – 4-N-(2’-гидроксибензилиден)аминоантипиринH- BrQ – 5,7-дибром-8-хинолинолH-CLQ – 5,7-дихлор-8-хинолинолHC≡CbpyC≡CH – 5,5’-диэтинил-2,2’-бипиридинHC≡Cbpy – 5-этинил-2,2’-бипиридинhfac – гексафтороацетилацетонатHFAT – тиосемикарбазон 2-формилфеноксиуксусной кислотыHL – глицинHNAAP = HL – 4-N-(2’-гидрокси-l’-нафтилиден)аминоантипиринHO-iPr – изопропанол, 2-пропанолH-RАР – 4-(2’,4’-дигидроксифенилазо)антипирин5HTyr, Tyr – тирозин, тирозинат-ионH2cpds – 6,6’-дитиодиникотиновая кислотаH2L – 2-{[(2-гидроксо-3-метоксифенил)метилиден]амино}бензойная кислотаH2L – 3,3'-бензилиденбис[4-гидроксикумарин]L – 1,2-бис[4-амино-5-карбоксиметилтио-(1,2,4-триазол-3-ил)]этанL – 2,6-диацетилпиридингидразонma- – 3-окси-2-метил-4-пиронmpp- – 3-окси-2-метил-4(1Н)-пиридинонN-MeIm –N-метилимидазолNPNO – 4-нитро-пиридин-N-оксид4-OHAP – 4-гидроксиантипиринn-PSО – ди-н-пропилсульфоксидPDALC – 2,9-бис(гидроксиметил)-1,10-фенантролинPhen – 1,10-фенантролинPic – пикраминатРМРР – 1-фенил-3-метил-4-фенацил-пиразол-5-онPOM – полиоксометаллатPPA – пипемидиновая кислотаpy – пиридинpyaH – пиразинамидPyBa – 2-N-пиридилбензамидTf2N – бис(трифторометансульфонил)-амидTHF – тетрагидрофуранThioUr – ТиокарбамидTUD – N,N,N',N'-тетраметил-3,6,9-триоксандекандиамидUr – карбамидL – бис(2-бензимедазолилметил)(2-пиридилметил)аминL – 2,3-диметил-4-формил(бензгидразид)-1-3-пиразолин-5-он61.

ВведениеАктуальность проблемыИнтерес к редкоземельным элементам (РЗЭ) обусловлен возможностью применения ихсоединений в различных областях науки и техники, в том числе и для получения материалов сзаранее заданным набором свойств. Соединения лантаноидов используются в качествекатализаторов, ВТСП-керамики, проводящих материалов [1], добавок к различным сплавам дляулучшения механической прочности, коррозионной стойкости и жаропрочности, для полученияспециальных сортов стекла, в атомной технике, для изготовления светящихся составов илюминесцентных материалов [2, 3], в радио- и оптоэлектронике, а также в качествеспектральных зондов для изучения структуры растворов [4].

Известно также, что ионыевропия(III) могут заменять ионы кальция(II) [5] и служить люминесцентной пробой вбионеорганической химии, тогда как соединения на основе иттрия с добавками иттербия иэрбия – в роли люминесцентных биомаркеров для обнаружения раковых клеток вбиомедицинских препаратах [6].

Комплексы лантаноидов с карбамидом и сходнымисоединениями могут найти применение в медицине (контрастные материалы в рентгенографии)и т.д. [7], а их амидные соединения (в частности эрбия и гадолиния) перспективны каккатализаторы в органическом синтезе [8]. Кроме того, некоторые гетероядерные комплексылантаноидов, в том числе и гетероядерные полиоксометаллаты (POM) обладают интереснымимагнитными свойствами [9-11].

Последние перспективны еще и в связи с тем, что вгетероядерных полиоксометаллатах стабилизируются неустойчивые степени окислениялантаноидов, причем одновременное присутствие ионов различных металлов позволяетполучать необычные по строению и свойствам соединения [12, 13]. С этой точки зрениягалогениды лантаноидов, прежде всего, их хлориды, бромиды и иодиды, привлекают к себевнимание как исходные вещества для получения соответствующих комплексных соединений.Иодиды и оксоиодиды лантаноидов весьма перспективны для изготовления металлогалогенныхламп, более эффективных, чем лампы накаливания [14]. Сцинтилляторы на основе оксоиодидовмогут использоваться в позитронно-эмиссионной томографии (PET) и однофотоннойпозитронно-эмиссионной компьютерной томографии (SPECT) и т.д. Соединения РЗЭ могутнайти применение в медицине в качестве контрастных веществ (например, соединениягадолиния) при МРТ-исследованиях с контрастом, люминесцентных проб, антиоксидантов,противоопухолевых средств, проявляющих цитотоксичность по отношению к различным видамраковых клеток, и т.д.

[15-17].Известно, что производные пиразолона, являясь нестероидными противовоспалительнымипрепаратами,обладаютанальгезирующимипротивовоспалительнымдействием.Эти7препараты блокируют синтез простагландинов – веществ, обладающих разнообразнойфизиологической активностью, в том числе являющихся медиаторами воспаления, а такжеобеспечивающих рост опухолевых клеток – путём ингибирования фермента циклооксигеназы[18, 19]. В этой связи представляет интерес изучение комплексных соединений редкоземельныхэлементов с биологически активными лигандами, в частности с антипирином (АР) иродственными соединениями.Постановка цели и задачи исследованияЦелью настоящей работы является установление закономерностей в изменении строенияи ряда физико-химических свойств комплексных соединений иодидов и перхлоратовредкоземельных элементов с некоторыми производными пиразолона, а также оценка ихбиологической активности.Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:1.