Особенности комплексообразования тетрациклина с ионами редкоземельных металлов (1104328), страница 2
Текст из файла (страница 2)
На их основе предложены спектральные экспресс-методы измерениясодержания катионов тяжёлых металлов в природных водоёмах и определениячистоты препаратов антибиотиков тетрациклинового ряда, что делает этуработу интересной не только для биофизиков, но и для экологов, а такжеспециалистов в области медицинской промышленности.Результаты работы также представляют практический интерес дляспециалистов, разрабатывающих новые биосенсоры.Защищаемые положения1.Введениемногозарядныхионовметалловвводныерастворыгидрохлорида тетрациклина при рН= 5,2 сопровождается появлением вспектрах кругового дихроизма новой консервативной полосы КДвобласти длин волн λ~370-420нм.
Порядок чередования знаков КДкомпонентов консервативнойполосы λ~370-420нм зависит от типакатионов металлов, взаимодействующих с молекулой тетрациклина:7а) связывание ионовгадолинияненатрия, калия, цезия, а такжеприводитксущественнымцинка, железа,изменениямвеличиныэллиптичности в этой области спектра КД;б) связываниеионов лёгких металлов: магния, алюминия, кальциясопровождаетсяпоявлением новой консервативной полосы КД сотрицательным экстремумом при λ = 410 нм;в) связывание ионов тяжёлых металлов (иттрия, стронция и лантанидов)приводиткпоявлениюновойконсервативнойполосыКДсположительным экстремумом при λ = 415 нм.2.В группе комплексных соединений тетрациклина с ионами рядаметаллов, исследованных нами в воде при рН = 5,2,значенияамплитудыэллиптичностинаибольшиенаблюдаютсявслучаевзаимодействия с ионами самария (полоса КД положительного знака,λmax = 415 нм) и ионами кальция (полоса КД отрицательного знака, λmin=410 нм).
Места связывания кальция и лантанидов на А-кольце молекулытетрациклина различны.3.Ионная сила водных растворов, рН, а также состав щелочи, используемойдлядепротонированиявоздействиенагидрохлоридакинетикутетрациклина,комплексообразованияоказываютгидрохлоридатетрациклина с самарием в воде (1,5⋅10-4М). Повышение рН вслабокислой области (рК1<рН<рК2) не изменяет величину амплитудыполосы эллиптичности в комплексах тетрациклина с кальцием (при λmin=410 нм), но оказывает на нее воздействиев случае комплексовссамарием (при λmax= 415 нм): наибольшие значения эллиптичностидостигаются в изоэлектрической точке при рН~5,2.4.Наблюдаемые эффекты открывают возможность создания датчиков длярегистрации концентраций кальция и тяжёлых металлов в водныхрастворах с помощью дихрографического метода.8Апробация работыРезультаты работы были доложены на следующих конференциях,симпозиумах и совещаниях:1)Х Всесоюзное совещание "Физические методы в координационнойхимии".
(Кишинев, I990);2)VIII Всесоюзный симпозиум по межмолекулярному взаимодействию иконформациям молекул. (Новосибирск, I990);3)VIВсесоюзноеСовещание"Спектроскопиякоординационныхсоединений".- (Краснодар, 1990);4)Всесоюзная конференция "Современные направления создания и оценкикачестваготовыхлекарственныхпpепаратовантибиотиковисольватациииантимикробных веществ". (Москва, 1990);5)VВсесоюзноеСовещание"Проблемыкомплексообразования в растворах". ( Иваново, I99I).ПубликацииРезультаты работы, описанной в диссертации опубликованы встатьяхи пятишестидокладах на Всесоюзных конференциях, симпозиумах исовещаниях. Список работ прилагается в конце автореферата (стр.
19).СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИДиссертация состоит из введения, литературного обзора, описанияматериалов и методов исследования, изложения и обсуждения полученныхрезультатов, выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация изложенана 127 страницах, иллюстрирована 38 рисунками и 2 таблицами. Списоклитературы содержит 100 источников.Вовведенииданаобщаяхарактеристикаработы,обоснованаактуальность темы, сформулированы цели и определены основные задачиисследования, кратко изложены научная новизна и практическая ценностьработы.9Перваяглава посвященавзаимодействиятетрациклинаопубликованныерезультатыобзору литературысионамиметаллов.исследованийпо исследованиямПроанализированыкомплексныхсоединенийлантанидов с тетрациклином методами ЯМР и рентгеноструктурного анализа.Установлено, что систематических исследований спектров КД тетрациклина сионами редкоземельных металлов в растворах не проводилось.
В связи с этимбыла выбрана цель данной работы: проведение детальных исследованийвзаимодействий тетрациклина с ионами металлов с помощью спектровкругового дихроизма, спектров люминесценции и спектров ПМР.Во второй главе описаны материалы, методы синтеза комплексныхсоединений тетрациклина с ионами металлов, а также методы исследования,использованные в работе. В нашей работе изучалось комплексообразованиегидрохлорида тетрациклинас солями натрия, калия, цезия,магния,кальция, стронция, бария, кадмия, меди, цинка, алюминия, железа, скандия,иттрия и лантанидов в воде, этиловом спирте, диметилсульфоксиде и ацетоне.Спектры поглощенияполучали на спектрофотометреUV-VIS(ГДР) при температуре 300оС.
Спектры кругового дихроизма"Specord"растворов комплексных соединений регистрировались на дихрографе СD 185фирмы Jouan (Франция) при температуре 300Ко. Образование комплексныхсоединений регистрировалось по изменению кругового дихроизма в областидлин волн λ ~ 245-470 нм. Спектры люминесценции ионов европия (Eu3+)записывали на спектрометре ИСП-51 с длиннофокусной камерой УФ-90областив5D0,1,2 - 7F0,1 переходов люминесценции ионов Eu3+ и затем получалиденситограммы на микрофотометре.
Для этого готовили комплексныесоединения тетрациклина с ионами металлов, активированные Eu3+. СпектрыПМРполучалинаспектрометреWM-250вдейтерированнойводеотносительно эталона ДСС (диметилсилоксан силапентан натриевая сольсульфокислоты).структурыМатематическоекомплексныхмоделированиесоединенийпространственнойтетрациклинасметалламиосуществлялось на ЭВМ ЕС 1055М методами молекулярной механики с10помощью модифицированной программыВ.Г.Дашевского, написанной наФортране.В третьей главе описаны результаты исследования спектров круговогодихроизма (КД)гидрохлорида тетрациклина (ТЦ) и его комплексныхсоединений с ионами металлов.Связывание молекул ТЦ с ионами ряда металлов в воде сопровождаетсяпоявлением в длинноволновой областиспектраКД (λ ~ 360-420нм)дополнительной консервативной полосы. В спектрах растворов свободноготетрациклина такая полоса не наблюдается.
С помощью спектров КД быловыяснено, что максимальные амплитуды дихроизма консервативной полосыдостигаютсявслучае связывания ТЦ с ионами самария или кальция вводных растворах при рН =5,2. При этом длинноволновые полосы КД длярастворов комплексов ТЦ с самарием и кальцием инверсны по отношению другк другу.В области полосы дихроизма λ~410-415 нм наблюдаетсяположительный пик дихроизма для комплекса с самарием и отрицательный –для комплекса с кальцием.чтодепротонированиесопровождаетсяУстановлено,молекулыТЦконформационнымипереходами: в нейтральной и слабокислойобластях рН тетрациклин находится вконформации,приближающейсякпланарной, а в кислой и слабощелочнойобласти – в «свёрнутой» конформации.Рис.1.
Спектры КД водных растворовгидрохлорида тетрациклина (6) при рН=2,0и его комплексов с хлоридами металлов[1:1] при рН=5,2: EuCl3(1), YCl3 (2), CaCl2(3), MgCl2 (4), NaCl (5).11При образовании комплексов ТЦ с ионами многозарядных металлов [1:1]в воде при рН=5,2 на фоне КОН в спектрах поглощенияпроисходитбатохромное смещение наиболее низкочастотной полосы поглощения сλmax=360нм до λmax=400 нм, а в спектрах КД наблюдается появление новойконсервативной полосы в области длин волн λ ~370-420нм (рис.1). Порядокчередования знаков КД компонентов консервативной полосы λ~370-420нм,наблюдаемой в указанном диапазоне, зависит от типа катионов металлов,взаимодействующих с молекулой тетрациклина:1)взаимодействие с ионами натрия, калия, цезия, а также цинка, железа,гадолиния не приводят к существенным изменениям спектра КДтетрациклина в этой области;2)взаимодействие с ионами лёгких металлов: магнием, алюминием,кальцием приводит к появлению новой полосы КД с существеннымотрицательным пиком дихроизма при λ =410 нм – амплитуда дихроизмамаксимальна для комплексов тетрациклина с ионами кальция;3)взаимодействие с ионами скандия и ионами тяжёлых металлов (иттрия,стронция и лантанидов) приводит к появлению новой полосы КД сположительным пиком дихроизма при λ = 415 нм.
По ряду лантанидовдихроизм велик в комплексах ионов, у которых число 4f-электроновменьше семи (цериевая подгруппа) и увеличено координационное число.Наибольшиезначенияамплитудыэллиптичностирастворах комплексов ТЦ с самарием (положительный КДнаблюдаютсявλmax= 415 нм) и скальцием (отрицательный КД λmin= 410 нм) (рис.3).Инверсия длинноволновой полосы КД для комплексов с кальцием исамарием связана с различием мест связывания катионов этих металлов на Акольце молекулы тетрациклина (рис.2).12Рис.2. Места связывания самария икальция в молекуле гидрохлоридатетрациклина при pH=5,2.Рис.3. Зависимость значений амплитуды эллиптичности [θ] для экстремумовКД от стехиометрии комплексов тетрациклина с ионами кальция и самария вводе при рН=5,2.[М] – концентрация ионов металла, [ТЦ] - концентрация гидрохлорида тетрациклина,n M= [М]/[ТЦ], n ТЦ= [ТЦ] / [М].а) многоядерные комплексы, образующиеся при взаимодействии тетрациклина:1 - c ацетатом самария (λ= 415 нм),2 - c хлоридом самария на фоне одноядерныхкомплексов хлорида кальция (λ= 410 нм), 3 - c хлоридом самария (λ= 415 нм),4 - с хлоридом кальция (λ = 410 нм); ([ТЦ] = 1,5⋅10-4М);б) многолигандные комплексы, образующиеся при взаимодействии тетрациклина:1 - c ацетатом самария (λ = 410 нм), 2 - c хлоридом самария (λ = 410 нм), ([М] =1,5⋅10-4М).Наибольшие значениядихроизма (λmax= 415 нм) для растворовкомплексов ТЦ с самарием в области слабокислых рН: (рК1<рН<рК2)13достигаются вблизи изоэлектрической точки при рН~5,2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
