Комплексные соединения редкоземельных элементов с некоторыми биологически активными лигандами (1091719), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Фотографии фибробластов линии NCTN клон L929 после инкубированияв растворе [Yb(AP)6]I3: 1 – 0.001, 2 – 0.01, 3 – 0.1, 4 – 1 мг/мл, 5 – контроль.Флюоресцентное окрашивание: А – SYTO 9, B – иодид пропидия.108Рисунок 50. Фотографии эпителиальных клеток линии HEp-2 после инкубированияв растворе [Tm(AP)6]I3: 1 – 0.001, 2 – 0.01, 3 – 0.1, 4 – 1 мг/мл, 5 – контроль.Флюоресцентное окрашивание: А – SYTO 9, B – иодид пропидия.109Рисунок 51. Цитотоксичность исходных иодидов РЗЭ на фибробластах NCTN клон L929при различных концентрациях.Рисунок 52. Цитотоксичность антипириновых производных иодидов РЗЭ нафибробластах NCTN клон L929 при различных концентрациях.110Рисунок 53.
Цитотоксичность исходных перхлоратов РЗЭ на фибробластах NCTNклон L929 при различных концентрациях.Рисунок 54. Цитотоксичность антипириновых производных перхлоратов РЗЭ нафибробластах NCTN клон L929 при различных концентрациях..111Рисунок 55. Цитотоксичность ацетатов РЗЭ на фибробластах NCTN клон L929при различных концентрациях.Рисунок 56. Цитотоксичность смесей ацетатов РЗЭ с AP (1:3)при различных концентрациях.112Рисунок 57. Зависимость цитотоксичности [Ln(АP)6]I3 на фибробластах NCTN клон L929 иэпителиальных клетках НЕр-2 по ряду лантаноидов.Рисунок 58. Зависимость цитотоксичности [Nd(АP)6][BPh4]3 и Na[BPh4] нафибробластах NCTN клон L929 от концентрации исследуемых веществ.113Рисунок 59.
Строение производного пиразолона, где угол α – угол отклоненияфенильного кольца относительно плоскости пиразолонового цикла [252].Рисунок 60. Зависимость цитотоксичности комплексных соединений иодидов (синий)и перхлоратов (красный) лантаноидов от порядкового номера лантаноида, а такжеразности Δα ( α–180° ) угла отклонений α фенильного кольца от пиразолонового вмолекуле лиганда комплексного соединения.1145. Обсуждение результатовКомплексные соединения иодидов и перхлоратов РЗЭ были получены из водныхрастворов при мольном соотношении LnX3 (X = I–, ClO4–) : АР = 1 : 6.
Поскольку составсоединений во многом определяется значением рН раствора, была оптимизирована методикасинтеза комплексных соединений с антипирином, которая заключалась в установлении областизначений рН = 5.0–5.5 водных растворов для синтеза комплексных соединений иодидов иперхлоратов лантаноидов с антипирином заданного состава. Как оказалось, при рН = 0–4происходит протонирование лиганда, что препятствует получению целевого продукта, а призначениях рН выше 7 происходит образование оксо- и гидроксосоединений РЗЭ, что приводит кобразованию смеси фаз и значительному уменьшению выхода комплексных соединений.Интересно, что наличие катионов лантаноидов влияет на характер упаковки в кристаллическойструктуре перхлоратов антипириния, полученных как в присутствии этих катионов, так и в ихотсутствии, что согласуется с литературными данными [257].В ходе исследования полученных соединений было показано, что антипириновыепроизводныеиодидовлантаноидовизоструктурны.Аналогичноесоединениескандиякристаллизуется в той же сингонии, но в другой пространственной группе.
Антипириновыепроизводныеперхлоратовлантаноидовтакжеизоструктурны,но,вотличиеотсоответствующих иодидов, для них характерен больший объем элементарных ячеек,обусловленный разупорядочением перхлорат-ионов. Для обоих рядов соединений ненаблюдаетсяизменениякристаллическойструктурывобластикристаллохимическойнестабильности при переходе от соединений лантана к комплексам лютеция. Однако характеризменения некоторых кристаллографических параметров (Рисунки 61–64), а также физикохимических характеристик (температур плавления (с разложением) (Рисунок 36), длин иэнергии связей Ln–O(АР) (экспериментальные и расчетные значения) (Рисунки 47-48), а такжецитотоксичности (Рисунки 51-58), свидетельствует о наличии вторичной периодичности [247].Комплексообразователь координирует лиганд через атомы кислорода карбонильныхгрупп молекул антипирина, что соответствует теории Пирсона жестких и мягких кислот иоснований (ЖМКО).
Кроме того, альтернативная координация лиганда через атом азота былабызатрудненаиз-застерическихзатруднений.Строениекомплексныхкатионовхарактеризуются наличием π – π стекинг взаимодействия между фенильными циклами ипрактически им параллельными пятичленными пиразолоновыми циклами соседних молекулантипирина (двугранный угол между этими плоскостями составляет 9.21–7.21 для иодидов и8.50-6.57для перхлоратов). Бóльшее разупорядочение, характерное для перхлоратовантипириновых производных лантаноидов, приводит к увеличению длин связей лантаноид–115лиганд, возрастанию объема элементарных ячеек и образованию более рыхлой структуры(Рисунки 61, 62).Рисунок 61. Зависимость параметра a по ряду лантаноидов.116Рисунок 62.
Зависимость параметра c по ряду лантаноидов.117Ранее [253] нами были рассчитаны энергии протонирования для ряда лигандов (ТаблицаП21). Для лигандов AP-Me и AP-Me-Cl абсолютные значения энергии протонированияминимальны, по сравнению с другими лигандами, входящими в состав реально существующихкомплексов.Тиокарбамид(ThioUr)образуетаддукты,входитвсоставвнешнейкоординационной сферы и занимает промежуточное положение по отношению к другимлигандам [254]. Карбамид (Ur), ацетамид (АА) [254, 255] и антипирин (АP) образуютустойчивые комплексы, тогда как лиганды 4-OHAP, 4-DMAAP, 4-AAP, 4-AAAP участвуют вкомплексообразовании в растворе [131, 142], но соответствующие комплексы не былиструктурно охарактеризованы.
На основании расчетов построен ряд лигандов по мереуменьшения их способности протонироваться и входить в состав комплексных соединений:AP, AA, Ur > 4-OH-AP, 4-DMAAP, 4-AAP, 4-AAAP >> ThioUr > AP-Me, AP-Me-Cl.Наименее склонные к протонированию и комплексообразованию лигандыAP-Me, AP-Me-Cl располагаются в верхней части энергетической диаграммы (Рисунок 63), иихнеспособностьобразовыватькомплексныесоединениясРЗЭподтвержденаэкспериментально.Рисунок 63.
Зависимость энергии протонирования от pKa лигандов (расчет в соответствиис моделью PCM-UFF) [253].Как видно из Рисунка 64, длины связей атом комплексообразователя – атом кислородалиганда меньше для соединений с антипирином, в сравнении с карбамидными и ацетамиднымипроизводными иодидов лантаноидов [255-256]. Это говорит о том, что связь в комплексныхсоединениях с антипирином прочнее, чем в комплексах с вышеупомянутыми лигандами,следовательно, из этих трех типов комплексных соединений, комплексы с антипирином будут118обладать большей прочностью и стабильностью. Это можно объяснить увеличением оснóвныхсвойств лигандов в ряду карбамид (Ur) < ацетамид (AA) < антипирин (АР) на основаниирассчитанных значений энергий протонирования [253, Таблица П21].Таким образом, значения энергии протонирования позволяют дать сравнительнуюоценку оснóвных свойств лигандов, что важно для синтеза как новых лигандов, так исоответствующих комплексных соединений.Рисунок 64.
Зависимость длин связей комплексообразователь–донорный атом лиганда длянекоторых комплексов лантаноидов (по оси X – порядковый номер элемента).В ходе исследования были разработаны и оптимизированы подходы к синтезукомплексных соединений перхлоратов и иодидов лантаноидов с производными пиразолона, атакже определена область оптимальных значений рН для получения соединений заданногосостава. Предложенные методы позволяют получать комплексные соединения РЗЭ с высокимвыходом и селективностью. Показано, что при отклонении рН растворов в кислотную областьобразуются соединения протонированного антипирина, причем структурные особенности этих119соединений определяются наличием (или отсутствием) катионов лантаноидов, играющих, повидимому, пре-организующую роль в процессах кристаллизации.
Все выделенные соединенияохарактеризованы методами химического, ИК–спектроскопического, рентгеноструктурного,рентгенофазового и термического (в случае комплексных соединений иодидов РЗЭ) анализа.Показано, что антипириновые производные иодидов и перхлоратов лантаноидов изоструктурныи кристаллизуются с близкими параметрами элементарной ячейки, а соответствующие ацетатыне склонны к образованию комплексных соединений с антипирином. Проведено сравнениеоснóвных свойств, как характеристики способности к комплексообразованию, для некоторыхкислород – содержащих лигандов.
На основании расчетов представлен ряд лигандов по мереуменьшения их способности протонироваться и входить в состав комплексных соединений:AP, AA, Ur > 4-OH-AP, 4-DMAAP, 4-AAP, 4-AAAP >> ThioUr > AP-Me, AP-Me-Cl.Показано, что комплексообразование с лигандами АР-Ме и АР-МЕ-Cl не происходит, и они невходят во внутреннюю координационную сферу вследствие малой величины энергиипротонирования. На основании экспериментальных (РСА, РФА, ИК-спектроскопия) итеоретических(квантово-химическоемоделирование)данныхопределеныособенностистроения полученных соединений. Полученные соединения состоят из октаэдрическихкомплексных катионов и соответствующих анионов. Молекулы лиганда во всех соединенияхявляются монодентатными и координируются атомом комплексообразователя через атомкислорода карбонильной группы молекулы антипирина.Выявлено наличие вторичной периодичности в характере изменения ряда свойств дляантипириновых производных РЗЭ, а именно: длин связей атом кислорода лиганда – атомкомплексообразователя, параметров элементарных ячеек, некоторых расчетных харатеристикдля процесса комплексообразования, а также цитотоксичности выделенных комплексныхсоединений.
Методами квантовой химии рассчитаны геометрические характеристики (длинысвязей, валентные углы) и колебательные частоты для комплексных катионов антипириновыхпроизводных РЗЭ. Полученные данные хорошо согласуются с экспериментальными значениямии подтверждают наличие вторичной периодичности в характере изменения некоторых свойствпо ряду лантаноидов.1206. Выводы1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
