Диссертация (1091718), страница 17
Текст из файла (страница 17)
ИК-спектр поглощения (см-1) [Nd(AP)6][B(C6H5)4]3 в таблетках бромида калия.994.6. Квантово-химический расчет длин связей и колебательныхспектров в комплексных катионах антипириновых производныхлантаноидовНа Рисунке 46 приведены хорошо согласующиеся между собой расчетные иэкспериментальные длины связей на примере комплексного катиона [La(AP)6]3+. Как иследовало ожидать, межатомные расстояния для молекул в газовой фазе несколько больше, посравнению с длинами связей в кристаллах.Рисунок 46. Фрагмент 1/6 структуры для [La(AP)6]3+ с указанием длин связей(межатомных расстояний, Å) для расчетных и экспериментальных(полужирный шрифт) значений.КаксвидетельствуютИК-спектрыпоглощениядляиодидовиперхлоратовантипириновых производных лантаноидов (Таблица 17), во всех выделенных соединенияхкоординация лиганда осуществляется через атом кислорода карбонильной группы антипирина.На это указывает смещение полосы поглощения,отвечающей валентным колебаниямνCO = 1663 см–1 для чистого антипирина, в длинноволновую область спектра при образованиикомплексов, причем в ИК-спектрах поглощения всех полученных комплексных соединенийполосы поглощения чистого антипирина отсутствуют (Таблица 17).
Из данных Таблицы 17видно, что спектральные характеристики (положение максимумов полос поглощения и ихотнесение), полученные на основе квантово-химических расчетов, близки к экспериментальнымзначениям волновых чисел для обоих рядов изоструктурных соединений, что говорит о100правильном выборе методики расчетов, учитывающей спектроскопические и структурныеособенности данного класса соединений [249].В соответствии с результатами расчетов (Таблица 18), мультиплетность катионовлантаноидов в основном состоянии возрастает от 1 до 8 в ряду La3+-Gd3+ и уменьшается сновадо 1 в ряду Gd3+-Lu3+, причем мультиплетность комплексных катионов в основном состояниипредполагается равной мультиплетности катионов лантаноидов в основном состоянии.
Длинысвязей Ln – O, величины энергии связи (BE), значения свободной энергии Гиббса (ΔG298) дляпроцесса образования комплексных катионов [Ln(AP)6]3+, а также для процесса вхожденияодной молекулы лиганда во внутреннюю координационную сферу аквакатиона приведены вТаблице 18 и Рисунках 47, 48 а, б. Наибольшее отклонение расчетного значения длины связи отэкспериментальной величины наблюдается для [Yb(AP)6]3+ (0.066 Å). Учитывая тот факт, чтогеометрические параметры частиц в газовой и твердой фазе могут отличаться вследствиеэффектов упаковки, наличия водородной связи, стекинг-взаимодействия и т.д.
в последней,рассчитанные значения хорошо соответствуют экспериментальным данным. Как видно изэкспериментальных и расчетных данных (Рисунки 47, 48а, 48б, Таблица 18), зависимостинекоторых физико-химических свойств исследованных соединений от порядкового номералантаноида являются немонотонными, демонстрируя так называемый «гадолиниевый излом» итетрад-эффект,которыеопределяются,главнымобразом,заглублением4f-орбиталей,приводящим к лантаноидному сжатию, а также спин-орбитальным взаимодействием идополнительной стабилизацией кристаллическим полем, максимальным в начале и в конце двухподгрупп семейства лантаноидов [247].101Таблица 17.
Волновые числа максимумов основных полос поглощения (см–1) и ихотнесение для [Ln(AP)6]I3 и [Ln(AP)6](ClO4)3 (экспериментальные значения),[Ln(AP)6]3+ (рассчитанные значения).Соединениеδ(CCC) δ(CHPh) δ(CH3) ν(Ph)++++ν(Pyr)δ(LnOC) ν(LnO) ν(C-C) ν(СN)[Sc(AP)6]I3618655109312781428[Sc(AP)6](ClO4)3617656109212761429[Sc(AP)6]3+6136591095–1302–11351352[Y(AP)6]I3617655107512771427[Y(AP)6](ClO4)3617656109612761428[Y(AP)6]3+6136561095–1302–11351350[La(AP)6]I3618655109312781428[La(AP)6](ClO4)3617656109212761429[La(AP)6]3+6126511094–1300–11361348[Ce(AP)6]I3617655107512771427[Ce(AP)6](ClO4)3617656109612761428[Ce(AP)6]3+6126521093–1300–11351347[Pr(AP)6]I3617655109212781427[Pr(AP)6](ClO4)3617658109212771429[Pr(AP)6]3+6126521094–1300–11361348[Nd(AP)6]I361765710911278141914191418141914181427ν(CC)+δ(CH3)1459,14951458,14971456,14811459,14881459,1495ν(CO) ν(CO)++ν(Ph) ν(CC)15721609158116071584,158915741604158316071456,1586,148015901459,14951458,14971455,14801459,14881459,14951609158116071585,1589160415831607148015891459,1497161315741585,1495161815721456,1458,1609160915751608158316081455,1584,148015881455,1576160816031021495[Nd(AP)6](ClO4)361765810921277[Nd(AP)6]3+612652[Sm(AP)6]I3617[Sm(AP)6](ClO4)314291093–1301–11361349658109012741415617659109212771429[Sm(AP)6]3+6136501094–1301–11361348[Eu(AP)6]I3617658108712751415[Eu(AP)6](ClO4)3617660109212771429[Eu(AP)6]3+6126471092–1301–11341345[Gd(AP)6]I3616659109212761426[Gd(AP)6](ClO4)3617660109412771429[Gd(AP)6]3+6136541094–1302–11361350[Tb(AP)6]I3617660109312791428[Tb(AP)6](ClO4)3617661109312771429[Tb(AP)6]3+6126541094–1302–11371351[Dy(AP)6]I3616661107512781427[Dy(AP)6](ClO4)3617661109112761429[Dy(AP)6]3+6136541094–1302–11361351[Ho(AP)6]I36176611089127514181418141614181419141814161459,149715831455,1584,148115891459,14941459,14971456,14801459,14921462,14961605158416091583,1588160415851609148015881459,14981609158516101585,1481158914961459,14971609158516101585,1481158914921459,1497161315851455,1459,161215831455,1459,160615891584,1495160715811454,1457,1608161315821608158516101456,1585,148115891459,1583161316081031492[Ho(AP)6](ClO4)361766110921276[Ho(AP)6]3+612654[Er(AP)6]I3617[Er(AP)6](ClO4)314291095–1302–11361351661107712741428616661109212741429[Er(AP)6]3+6136541095–1302–11361351[Tm(AP)6]I3617662107512741416[Tm(AP)6](ClO4)3618663109312741429[Tm(AP)6]3+6136521094–1302–11361350[Yb(AP)6]I3616662109312771416[Yb(AP)6](ClO4)3621693109112441430[Yb(AP)6]3+6126511091–1301–11351348[Lu(AP)6]I3617653109312761428[Lu(AP)6](ClO4)3617664109312751429[Lu(AP)6]3+6136561095–1301–11371353141814181418141614191459,149615851455,1585,148115891459,14881459,14971608158616111585,1481158914941459,14971605158716131585,1481158914881457,14991607158316091585,1480158914951460,1498161715831607158816141456,1585,14811590*Pyr пиразолоновый цикл, νClO4-~ 1090 см–1161315831455,1461,161215831455,1457,161115841456,1459,16091617104Таблица 18.
Длины связей Ln–O, энергии связей (BE), ΔG298 для реакцийLn3+ + 6APИонМультиплетность(2S+1)[Ln(AP)6]3+ и ([Ln(H2O)9]3+ + APR (Ln–O), ÅВыч.PBE/L11Эксп.BE(Ln–AP)[Ln(H2O)8(AP)(H2O)]3+).ΔG298(Ln3+ + 6AP=[Ln(AP)6]3+)ΔG298б([Ln(H2O)9]3+ + AP =[Ln(H2O)8(AP)(H2O)]3+)ккал/мольSc3+12.0932.061[165]57.3-818.7Y3+12.2372.190[164]57.1-714.4La3+12.4022.358[165]53.1a12.446aCe3+22.367Pr3+3Nd3+-638.0––-76.450.5-603.02.32952.4-666.0-89.32.3482.31751.9-675.7-91.342.3342.30452.9-697.1-92.7Pm3+Sm3+562.3232.31753.452.8-691.9-700.0-95.6-98.5Eu3+72.330–2.2732.267[165]48.9-707.1-104.3Gd3+82.2802.24355.2-702.1-93.2Tb3+72.2642.22455.5-717.6-94.5Dy3+62.2532.21254.9-719.9-96.7Ho3+52.2432.20755.8-743.5-97.5Er3+42.2322.19655.9-734.4-99.8Tm3+32.2272.17654.5-742.4-103.8Yb3+22.2322.16652.4-749.8-103.8Lu3+12.1982.15959.1-741.4-102.3aрассчитано методом PBE/SBK.брасчет произведен для [Ln(H2O)9]3+ (Ln = La-Ho) и [Ln(H2O)8]3+ (Ln = Er-Lu) [22].10512Рисунок 47.
Зависимость длин связей Ln – O для [Ln(AP)6]I3 (1 - расчетные значения,2 -данные рентгеноструктурного анализа) по ряду лантаноидов [210].12Рисунок 48а. Зависимость энергии связи Ln–O (BE) (1) и свободной энергии Гиббса (ΔG298)образования [Ln(AP)6]3+ из Ln3+ и 6 молекул лиганда (2) по ряду лантаноидов [210].106Рисунок 48б.
Зависимость ΔG298 для реакции [Ln(H2O)9]3+ + APпо ряду лантаноидов.[Ln(H2O)8(AP)(H2O)]3+1074.7. Результаты исследования цитотоксичности соединенийРезультаты исследования цитотоксичности соединений составов LnI3∙nH2O, [Ln(AP)6]I3,Ln(ClO4)3∙nH2O, [Ln(AP)6](ClO4)3, Ln(CH3COO)3∙nH2O представлены на Рисунках 49-58. Во всехслучаях наблюдается зависимость выживаемости клеток от концентрации исследуемогосоединения (Рисунки 51-58). При одной и той же концентрации (0.001 моль/л) цитотоксичностьисходных иодидов оказалось несколько выше в сравнении с цитотоксичностью антипириновыхпроизводных иодидов лантаноидов (Рисунки 51, 52), за исключением соединений гадолиния итербия, активность которых изменяется мало при изменении состава соединений.
Похожаякартина наблюдается и для перхлоратов лантаноидов и их комплексных производных сантипирином (Рисунки 53, 54), а также для ацетатов лантаноидов и их смесей с антипирином(Рисунки 55, 56). Для всех рядов соединений выявлена обусловленная наличием вторичнойпериодичности немонотонная зависимость выживаемости клеток от порядкового номералантаноида. Это подтверждается также сопоставлением цитотоксичности для двух типов клетокна примере комплексных соединений иодидов лантаноидов с антипирином (Рисунок 57).На Рисунке 58 приведены концентрационные зависимости цитотоксичности для[Nd(AP)6][BPh4]3 и, для сравнения, для тетрафенилбората натрия.
Различие в цитотоксичностиуказанных соединений в наибольшей степени проявляется при концентрации, равной 1∙10–3моль/л. При концентрациях, равных 10-5 моль/л и 10-6-10-7 моль/л, все соединения лантаноидовне оказывают цитотоксического влияния на культуру клеток.РезультатыизученияцитотоксичностиналинияхклетокNCTCcloneL929(фибробласты, полученные из клеток подкожной соединительной ткани мышей С3H/An) ираковых клетках линии Hep-2 (эпидермоидная карцинома гортани человека) показали, что вбольшинстве случаев комплексные соединения с антипирином состава [Ln(AP)6]Х3 (X = I–,ClO4–) при равных и высоких концентрациях ингибируют клетки обоих типов в большейстепени, чем несвязанный антипирин (АР: 81.3+/- 4.8%, с = 5.3 10–4 моль/л; 95.6+/- 9.6%,99.6+/-9.7% при разбавлении в 10 и 100 раз, соответственно).
Немонотонная зависимостьвыживаемости клеток от порядкового номера лантаноида характерна для обоих рядовсоединений, причем для антипириновых комплексов перхлоратов лантаноидов ингибирующеедействие выражено в несколько большей степени. Немонотонная зависимость цитотоксичностикомплексов обусловлена наличием «гадолиниевого излома» и вторичной периодичности. Онапроявляется также в немонотонной зависимости торзионного угла α (Рисунок 59) отпорядкового номера лантаноида Z (Рисунок 60): чем ближе угол к 180 о, тем ближе строениелиганда приближается к планарному, тем ниже клеточная выживаемость, за счет, по-видимому,более легкого интеркалирования в молекулы ДНК с последующим их повреждением [179].
С108другойстороны,электростатическикатионылантаноидов,взаимодействуютсимеющиеполианионнойвысокийположительныйфосфатнойгруппировкойзаряд,ДНК.Указанные эффекты, с учетом антиокислительной активности антипирина [157-159] могутусиливать друг друга, проявляя синергетическое действие. При исследовании комплексныхсоединений РЗЭ на противоопухолевую активность in vivo на опухолях мышей, в РОНЦ имениБлохина Н.Н., иодид гексакис(антипирин)гадолиния(III) продемонстрировал выраженнуюпротивоопухолевую активность по отношению к клеткам рака толстого кишечника АКАТОЛ,рака легкого Льюис и меланому В-16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
