Комплексные соединения редкоземельных элементов с некоторыми биологически активными лигандами (1091719), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Затем среду удаляли, в лунки вносили 100 мкл ДМСОиинтенсивно встряхивли в течение 10 минут, до полного растворения формазана. Развитиеокраски регистрировали путем измерения оптической плотности при длине волны 540 нм влунках 96 луночного планшета с помощью фотометра (модель 680 BIO-RAD, США). В качественегативногоконтроляпрохожденияМТТ-тестаиспользовалидобавлениевсредукультивирования клеток 10% ДМСО. В качестве общего контроля использовали клетки,культивируемые в среде ДМЕМ/F12, не содержащей сывороточных факторов прикрепления.Каждое значение представляет собой среднее из трех отдельных экспериментов.Статистически значимые различия между группами оценивали по t-критерию Стьюдента (р =0.95).Оценку морфологии и жизнеспособности клеток, культивируемых на поверхностиподложки и в растворе исследуемых соединений, проводили на микроскопе Axiovert 200.
Былприменен метод флуоресцентного окрашивания клеток с использованием L-7007 LIVE/DEADBacLight Kit (Invitrogen) с флуоресцентными красителями SYTO 9 (поглощение- 420 нм.,эмиссия -580 нм) и иодидом пропидия (поглощение 488 нм, эмиссия 640 нм). Все клетки SYTO9 окрашивает в зеленый цвет, в то время как иодид пропидия окрашивает ядра погибших клетокв красный цвет. Красители добавлялись в среду (5 мг/мл), затем планшет помещался в СО2инкубатор на 15 минут, затем проводилась микрофотосъемка клеток.Кроме того, для [Ln(AP)6]X3 (Ln = La, Gd, Lu, X = I–, ClO4–) было проведеноэкспериментальное исследование цитотоксичности, или противоопухолевой активности in vitro,в Национальном институте рака (США), в рамках соглашения между МИТХТ и NCI, поотношению к клеткам 60 линий 9 различных опухолей человека (рака легкого, толстой кишки,64центральной нервной системы, яичника, почки, простаты, молочной железы, меланомы,лейкоза) по методике, подробно описанной в [239].Клетки культивировали в среде RPMI-1640 с добавлением 5% сыворотки крупногорогатого скота и 2 мМ L-глутамина в 96 луночных планшетах в течение 24 ч.
Затем добавлялииспытуемое соединение до концентрации 10-5 моль/л. Через 48 час клетки отмывали оттестируемых соединений и добавляли на 10 мин краситель сульфородамин В. Связанныйживыми клетками краситель переводили в растворимую форму. Оптическая плотностьполученного раствора пропорциональна количеству живых клеток. Фотометрическим методомопределяли оптическую плотность ( = 515 нм) раствора красителя в культурах клеток после48-часового культивирования в присутствии соединений (Ti), в контрольных культурах клетокв момент времени z перед добавлением соединений в опытные культуры (Tz) и в контрольныхкультурах, культивируемых с момента времени z в течение 48 час без испытуемых соединений(С).
Выживаемость клеток рассчитывали по формуле:[(Ti-Tz)/(C-Tz)] x 100 для случаев, если Ti>/=Tz, и по формуле[(Ti-Tz)/Tz] x 100 для случаев, если Ti<Tz (случаи, когда соединения индуцируют гибельклеток). В соответствии с критерием, принятым в Национальном институте рака, веществасчитаются активными в случае, если они ингибируют рост клеток до 32% от контроля иливызывают их гибель.
В отечественных исследованиях соединения квалифицируются какперспективные для проведения более углубленных исследований при ингибировании ростаклеток до 50% от контроля [240].653.2.8. Квантово-химические расчетыКвантово-химические расчеты осуществлялись в рамках теории функционала плотности(DFT, обменно-корреляционный функционал PBE) c помощью программы «Природа» [241244]. В связи с наличием тяжелых элементов, для которых влияние релятивистских эффектов наструктурные и спектральные характеристики заметное, применяли скаляр-релятивистскоеприближение с полноэлектронным базисным набором L11 [242]. Для оптимизации задачиточность расчета–продолжительность расчета, были рассчитаны геометрические параметры(длины связи Gd–O, а также валентные углы O–Gd–O) на примере аквакатионов гадолиния(III)[Gd(H2O)8]3+, [Gd(H2O)9]3+ (Рисунок 28, Таблица 3).
Как видно из представленных данных,базисный набор L11 оказался наиболее пригодным для рассматриваемого типа соединений,поскольку расчетные значения геометрических параметров в этом случае менее всегоотличались от экспериментальных при сопоставимой продолжительности расчета. Для[La(AP)6]3+ использовался также базисный набор с эффективным потенциалом ECP SBK,однако при этом получались завышенные значения длин связей (на 0.044 Å) и заниженныезначения энергии связи Ln–O (на 2.6 ккалмоль) [210]. Комплексы металлов с открытымиоболочками (все лантаноиды, кроме лантана и лютеция) рассчитывали с применением спиннеограниченного метода DFT (UPBE).
Оптимизацию геометрии проводили без ограничений намолекулярнуюсимметрию.Стационарныйхарактероптимизированныхструктурподтверждался отсутствием мнимых частот в рассчитанном колебательном спектре. Приоптимизации геометрии комплексов в качестве исходных были взяты атомные координаты,полученные в результате рентгеноструктурного анализа [164].Рисунок 28. Строение [Gd(H2O)8]3+ (оптимизация методом DFT [223]) ирасчет в базисе L11 (выделены жирным шрифтом).66Таблица 3. Экспериментальные и расчетные значения длин связей (Å) ивалентных углов ( ) для [Gd(H2O)9]3+ для различных базисных наборов.Базис/время расчетаL11/30L22/121SBK/16 minminmin2.4752.4852.5062.5222.5262.528Длины связейЭксперим.данные, [22]Gd – O (1)Gd – O (2)2.441(4)2.458(5)Gd – O (3)2.424(2)2.4752.4842.506Gd – O (4)2.424(2)2.4742.4852.506Gd – O (5)2.424(2)2.4752.4842.506Gd – O (6)2.453(3)2.5232.5242.528Gd – O (7)2.424(2)2.4752.4832.507Gd – O (8)2.441(4)2.4752.4852.506Gd – O (9)2.453(3)2.5222.5262.528Валентные углыO(4)– Gd –O(2)68.23(6)69.6169.5469.72O(4)– Gd –O(8)O(4)– Gd –O(6)138.00(6)68.68(8)138.5569.27139.2169.61139.6369.82O(4)– Gd –O(5)136.46(8)139.19139.10139.46O(4)– Gd –O(1)78.88(9)74.9674.3173.60O(4)– Gd –O(9)135.66(6)134.67134.26133.74O(4)– Gd –O(3)88.54(8)90.6891.5492.50O(4)– Gd –O(7)75.55(8)74.9274.4373.57O(2)– Gd –O(8)O(2)– Gd –O(6)137.89(8)118.30(8)134.61120.06134.18119.97133.78119.99O(8)– Gd –O(6)69.41(6)69.2869.6069.81O(8)– Gd –O(1)84.2(1)90.7691.6192.44O(6)– Gd –O(9)123.4(1)119.99119.85120.03674.
Результаты исследования4.1. Многоядерные иодиды РЗЭ4.1.1. Иодид ди(μ-гидроксо)бис(пентаакваскандия(III))Иодид ди(μ-гидроксо)бис(пентаакваскандия(III)) получали при взаимодействии оксидаскандия с иодоводородной кислотой в соответствии с уравнением реакции:Sc2O3 + 4HI + 9H2O = [(H2O)5Sc(OH)2Sc(H2O)5]I4 (1)8Полученное соединение кристаллизуется в виде бесцветных гигроскопичных кристаллов.Выход продукта составляет 50-70%. Результаты химического анализа, вычислено (найдено):Sc 11.08 (10.67), I 62.54 (62.30).ИК-спектр ( , cм–1): 102–272, 311–474 ( (Sc–O), (H2O)), 861–971 ( ( –OH) + 2 (Sc–O)), 1154(ScOH), 1603 (H2O), 3200–3700 (OH).Спектр КР ( , cм–1): 110–250, 326–440 ( (Sc–O), (H2O)), 1606, 1617 (H2O).Соединение (1) кристаллизуется в триклинной сингонии (Таблица 4).
Каждый атомкомплексообразователя координирует атомы кислорода пяти молекул воды и двух мостиковыхгидроксо-групп, а иодид-ионы находятся во внешней сфере (Рисунок 29). Координационныйполиэдр для атома скандия – одношапочная тригональная призма. Длины связей Sc–OH 2.045–2.081 Å, Sc–O(H2O) 2.151–2.204 и 2.222 Å (Таблица 4). Наиболее длинная связь Sc–O, равная2.222 Å, отвечает связи с атомом кислорода (O(2)) молекулы воды, находящейся надпрямоугольной гранью тригональной призмы (Рисунок 29). В КР-спектре присутствуют двеполосы (1617 и 1606 см-1), которые отвечают колебаниям молекул воды, находящихся в«шапке» и в вершинах тригональной призмы, соответственно. Полученные результатыподтверждают заключение [245, 246] о том, что для ScIII КЧ = 7 и является промежуточныммежду КЧ = 6 для AlIII и КЧ = 8–9 для РЗЭIII, что соответствует увеличению ионных радиусов вряду AlIII – ScIII – LnIII.
По данным [28], при 153 К, иодид скандия(III) кристаллизуется в видеоктагидрата [Sc(H2O)7]I3.H2O (моноклинная сингония, пр. гр. P21/c, a = 13.584(2), b = 8.216(1), c= 14.172(2),= 113.405(2) , Z = 4), причем координационный полиэдр представляет собойискаженную пентагональную бипирамиду (КЧ = 7). Изменение строения аквакатиона скандия ипоявлениегидроксо-мостиковобусловлено,по-видимому,усилениемгидролизаприповышении температуры.8сведения о кристаллической структуре занесены в базу данных Fachinformationszentrum Karlsruhe (ICSD№421752 crysdata@fiz-karlsruhe.de).68Рисунок 29. Строение [(H2O)5Sc(OH)2Sc(H2О)5]I4 (1).Таблица 4.
Кристаллографические данные, деталирентгенодифракционного эксперимента и уточненияструктуры соединения (1).Соединение[(H2O)5Sc(OH)2Sc(H2О)5]I4 (1)М811.6918СингонияТриклиннаяПр. гр.Р1a, Å7.930(3)b, Å8.677(3)c, Å8.955(2)α95.18(3)β115.54(2)γ101.25(3)V, Å3534.5(3)Z23ρ(выч.), г/см2.522Размер кристалла, мм0.30 x 0.30 x 0.30λ, Å0.71073 (Mo Kα)69μ, мм–16.444Область углов θ, град.2.44–27.97–10 ≤ h ≤ 9–11 ≤ k ≤ 110 ≤ l ≤11Интервал индексовКол-во уточняемыхпараметровЧисло независимыхотражений1262576Кол-во отражений с I 2σ(I)2294GOOF1.043R1/wR2 [I 2σ(I)]0.0295/0.0671Δρmax/Δρmin, e/Å31.779/–1.106Длины связей, ÅSc(1)–O(1)2.081(3)Sc(1)–O(4)2.192(4)Sc(1)–O(1)2.045(3)Sc(1)–O(5)2.204(4)Sc(1)–O(6)2.151(4)Sc(1)–O(2)2.222(3)Sc(1)–O(3)2.158(4)Валентные углы, °O(1)Sc(1)O(1)69.46(13)O(6)Sc(1)Sc(1)98.70(13)O(1)Sc(1)O(2)150.30(13)O(3)Sc(1)O(4)82.0(2)O(1)Sc(1)O(6)116.9(2)O(3)Sc(1)Sc(1)100.90(12)O(1)Sc(1)O(2)140.23(13)O(1)Sc(1)O(5)80.94(14)O(1)Sc(1)O(6)78.52(14)O(4)Sc(1)Sc(1)106.40(13)O(6)Sc(1)O(2)78.44(17)O(1)Sc(1)O(5)131.03(16)O(1)Sc(1)O(3)122.13(17)O(5)Sc(1)Sc(1)107.93(11)O(3)Sc(1)O(2)75.32(15)O(1)Sc(1)O(5)81.6(2)O(1)Sc(1)O(3)77.61(14)O(2)Sc(1)Sc(1)174.62(1)O(4)Sc(1)O(2)77.09(16)O(3)Sc(1)O(5)150.45(16)O(6)Sc(1)O(3)100.6(3)Sc(1)O(1)Sc(1)110.54(13)O(5)Sc(1)O(2)76.32(14)O(1)Sc(1)O(4)126.96(17)O(1)Sc(1)O(4)81.74(16)O(1)Sc(1)O(1)34.39(8)O(1)Sc(1)O(1)35.07(8)O(6)Sc(1)O(4)153.86(17)704.1.2.
Октагидрат иодида декагидроксо(23-аква)гексалантана(III) (2) иоктагидрат иодида декагидроксо(23-аква)гексанеодима(III) (3)Соединения [La6(H2O)23(OH)10]I8 . 8H2O[Nd6(H2O)23(OH)10]I8 . 8H2O[La6(µ6-O)(µ3-OH)8(H2O)24]I8 . 8H2O (2) и[Nd6(µ6-O)(µ3-OH)8(H2O)24]I8 . 8H2O(3)получалипривзаимодействии гексагидрата карбоната лантана или оксида неодима с небольшим избыткомразбавленной свежеперегнанной иодоводородной кислоты (рН = 5.5–7) при незначительномнагревании. Далее полученные растворы подвергали изотермическому испарению прикомнатной температуре.
Монокристаллы соединений (2) и (3)9 в виде желтых призм былиполучены примерно через 2 месяца. Полученные соединения изоструктурны (Таблица 5,Рисунок 30). Атомы лантана (неодима) координируют аква и гидроксо-лиганды и входят всостав больших Ln6 содержащих катионов (Ln = La, Nd, КЧ = 9). Многоядерные катионыобразуют трехмерные каркасы за счет развитой системы водородных связей с участиемвнешнесферных молекул воды. Иодид-ионы располагаются в пустотах между многоядернымикатионами. Каждый атом лантана(III) или неодима(III) связан с центральным атомомкислорода, с четырьмя концевыми аква- или гидроксо-лигандами, а также с четырьмя атомамикомплексообразователя того же катиона через аква- или гидроксомостики.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
