Диссертация (1150332), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Как говорилось выше,жирные кислоты являются основным биологическим топливом для миокарда,поэтому с помощью меченых ЖК можно исследовать метаболизм вмиокарде. Также ЖК может выполнять роль линкера, связывающегометаллокомплекс с активной биомолекулой (было показано на рис. 1.2.1.).Пентакарбонил(метилизоцианоундеканоат)перхлораттехнеция.Исходный пентакарбонилиодид технеция (101 мг, 0.63 ммоль) растворяли в 3мл дихлорметана. К раствору прибавляли AgClO4 (145 мг, 1.3 ммоль, 2кратный избыток). Реакционную смесь перемешивали на магнитной мешалкепри комнатной температуре в течение 30 минут.
При этом выпадал осадокAgI. Раствор пентакарбонилперхлората технеция профильтровывали черезбумажный фильтр. К фильтрату прибавляли этилизоцианоундеканоат (157мг, 0.7 ммоль, избыток 10%). Получившуюся смесь перемешивали намагнитной мешалке при комнатной температуре в течение 30 минут. Растворполностью упаривали, при этом образовывался аморфный продукт спримесью лиганда. К смеси прибавляли 2 мл диэтилового эфира иперетирали её стеклянной палочкой в течение 30 минут; в процессеперетирания коричневый маслообразный продукт превращался в белоетвердое аморфное вещество, а избыток лиганда переходил в раствор.
Послеэтого раствор сливали и осадок высушивали. Получилось 249 мг продукта(0.47 ммоль). Выход 75%.Твёрдый белый продукт. Его ИК-спектр приведен на рис. 4.2.1. IR (CaF2,cм–1): 2246.9 (νC≡N), 2164.0 (ν5х(С=О) + C≡N), 2117.7 (ν4х(С=О), экв.), 2077.2 (νС=О, акс.),1732.0 (νC=O,сложноэфирн.)(рис. 4.1.1.). Элементный анализ. Рассчитано: C8938.33%, H 4.08%, N 2.70%, Тс 17.41%; найдено: С 38.63%, H 4.33%, N 2.60%,Тс 17.64%. Брутто-формула ТсC18H23O11NCl.Рисунок 4.2.1. ИК-спектр [Tc(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 в СH2Cl2.Пентакарбонил(метилизоцианоундеканоат)ренияперхлорат.Исходный пентакарбонилхлорид рения (126 мг, 0.35 ммоль) растворяли в 3мл дихлорметана. К раствору прибавляли AgClO4 (145 мг, 7 ммоль, 2кратный избыток).
Реакционную смесь перемешивали на магнитной мешалкепри комнатной температуре в течение 30 минут. При этом выпадал осадокAgI.Растворпентакарбонилперхлоратаренияпрофильтровывали.Кфильтрату прибавляли метилизоцианоундеканоат (88 мг, 0.39 ммоль,избыток 10%). Реакционную смесь перемешивали на магнитной мешалке прикомнатной температуре в течение 30 минут. Раствор полностью упаривали,при этом образовывался аморфный продукт с примесью лиганда. К смесиприбавляли 2 мл диэтилового эфира и перетирали её стеклянной палочкой втечение 30 минут; в процессе перетирания коричневый маслообразныйпродукт превращался в белое твердое аморфное вещество, а избыток лигандапереходил в раствор.
После этого раствор сливали и осадок высушивали.90Получилось 136 мг продукта (0.21 ммоль). Выход 60%.Белый твёрдый продукт. ИК-спектр полученного комплекса приведён нарис. 4.2.2, а ЯМР-спектр — на рис. 4.2.3. IR (CaF2, cм1): 2250.8 (νC≡N), 2164.0(ν5х(С=О)+ C≡N),2117.7 (ν4х(С=О),экв.),2067.2 (νС=О,акс.),1732.0 (νC=O,сложноэфирн.).Элементный анализ. Рассчитано: С 33.21%, H 3.54%, N 2.15%, Re 27.99%;найдено: C 32.94%, H 3.29%, N 2.14%, Re 24.27%. Брутто-формулаReC18H23O11NCl.Рисунок 4.2.2.
ИК-спектр [Re(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 в СH2Cl2.91Рисунок 4.2.3. ЯМР-спектры [Re(CO)5CN(CH2)10COOEt]ClO4 (CD3OD, 20 °С).Таким образом, ИК-спектры реакционных смесей в диапазоне валентныхколебаний карбонильных групп содержат сильную полосу при 2065-2080см1,характернуюгексакарбониладля[M(CO)5CN]+одновалентного—технеция.изоэлектронногоМедленныманалогавыпариваниемреакционной смеси получали белые кристаллические (эфиры С2) икоричневые масляные (эфиры С11) осадки. Комплексы с метиловым эфиром11-изоцианоундекановой кислоты дополнительно обрабатывали диэтиловымэфиром, чтобы удалить избыток лиганда. Спектры имеют сходную структуруи содержат полосы пентакарбонильного, изоцианидного и сложноэфирногофрагментов, которые соответствует ожидаемому составу продуктов реакции.Расчёты, проведенные Мальцевым Д.А. (СПбГУ, кафедра квантовой химии),показали [51], что пик в области 2260 cм1 относится к валентнымколебаниям координированной изоцианидной группы.
После координации92этилизоцианоацетата к технецию или рению частота ν(C≡N) смещается вобласть высоких частот примерно на 100 cм1. Это значительный сдвигпредполагает сильное связывание изоцианидных лигандов с металлоцентром.Интересно отметить, что полоса в области. 2165 см1 в спектрахпентакарбонильных комплексов технеция и рения с С2-лигандом обусловленасмешанным колебанием групп СО и CN.
Сильные полосы 2079.12 и 2069.54 вспектре пентакарбонильных комплексов технеция и рения соответствуютколебаниям экваториальных и аксиальных карбонильных групп. Спектры 1HЯМР пентакарбонилизоцианидных комплексов рения в CD3OD содержатсигналы изоцианидных лигандов (С2 и С11). На спектрах13С ЯМРнаблюдаются сигналы четырех экваториальных карбонильных групп в δ176.8 (4С, СО) и 176.9 (4С, СО) и одной осевой карбонильной группы на δ177.8(1С,СО)изоцианидногои178.0фрагмента(1С,СО),однозначносоответственно.следуетизКоординациясдвигасигналаизоцианидного атома углерода при переходе от свободного лиганда ккоординированному. Так, для С2 сигнал от изоцианидного атома углеродасдвигается от 160 м.д.
(С2-лиганд) до 125 м.д. (С2-комплекс). Аналогично,для С11 сигнал от изоцианидного атома углерода сдвигается от 155 м.д. (С11лиганд) до 120 м.д. (С11-комплекс).93Глава 5. Устойчивость пентакарбонилизоцианидных комплексовтехнеция и ренияОдним из основных путей распада высших карбонильных комплексовтехнеция и рения является отрыв CO-групп.
Простым и эффективнымметодом,позволяющимследитьзаэтимпроцессом,являетсяИК-спектроскопия. Поскольку каждой карбонильной форме (гекса-, пента-,тетра- или трикарбонилам) соответствует свой характеристический спектр,ИК-спектроскопияпозволяетследитьзавзаимнымпревращениемкарбонильных комплекесов. Кроме того, пропорцианальность интенсивностиИК полос карбонильных групп концентрации карбонильного комплекса врастворе дает возможнось количественной оценки этих превращений.Поскольку пентакарбонилизоцианидные комплексы технеция и ренияпланировалось использовать в качестве кардиотропных и туморотропныхпрепаратов, необходимо было исследовать их устойчивость в условияхживого организма (в плазме крови). Существуют два возможных каналаразложения карбонильных комплексов в живых организмах.
Первыйвозможныйканалтермическоедекарбонилирование(температураорганизма 37 С). Второй химическое декарбонилирование при действиивеществ, содержащихся в плазме крови. Рассмотрим подробнее каждый изэтих путей.5.1 Кинетика термического декарбонилирования.Кинетические эксперименты по термическому декарбонилированиюпроводили в диапазоне температур 35.9 — 50.4 °С. (по 4 температурныхточки для пентакарбонил(этилизоцианоацетата)перхлората технеция). В двепробирки отбирались по 25 мг данного вещества.
В обе прибавлялось по 8.5 гэтиленгликоля. Данный растворитель был выбран по следующим причинам:94 также как и вода, полярен и слабо координируется к технецию позволяет снимать ИК-спектры в области валентных колебанийкарбонильных групп.[Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4иэтиленгликольперемешивалисьдополного растворения. Далее две порции раствора герметично запечатывалисьи выдерживались в течение требуемого времени при выбранной температуре.Температуру в выбранном диапазоне поддерживали с помощью термостатаJulabo (Германия) с точностью ±0.1 °С.
Через определённые промежуткивремени из реакционного раствора отбирались пробы для снятия ИКспектров в области поглощения групп СО (2200-1800 см–1). Наложенные другна друга ИК-спектры (для температуры 41.1 °С) приведены на рис. 7.1. Завремя нагревания полосы изоцианидных и карбонильных групп уменьшиласьв несколько раз. Вследствие образования сложной смеси продуктовдекарбонилирования получить чёткие изобестические точки не удалось.95Рисунок 7.1. ИК-спектры раствора [Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4 вэтиленгликоле при температуре 41.1 °С.
Время нагревания: (1) 0 ч;(2) 14.27 ч; (3) 30.33 ч; (4) 51.42 ч; (5) 67.45 ч.На основании полученных данных строили кинетические зависимостиубыли концентрации исходного соединения от времени (в координатах –ln(I/I0) — t). Для каждой температурной точки было получено 5 временныхточек (рис. 7.2). Эксперименты доводили до конверсии 70–90%. По тангенсу96угла наклона каждой из четырёх прямых рассчитывалась константытермического декарбонилирования (k) для данной температуры. Результатыприведены в таблице 7.1.2,502,252,001,75-ln(I/I0)1,501,25o1,0035.9 C0,7541.1 Co0,50o46.1 C0,25o50.4 C0,00-20020406080100120140t, hРисунок 7.2. Полулогарифмические анаморфозы кинетических кривыхдекарбонилирования [Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4 при четырёх температурах.Таблица 7.1.
Константы скорости термического декарбонилирования[Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4.Т, Кk, с1308.9(3.45±0.14)∙106314.1(7.24±0.60)∙106319.1(1.12±0.06)∙105323.4(1.99±0.07)∙105После этого по методу Аррениуса из четырёх полученных значенийбыла определена энергия активации (Eакт). В полулогарифмических97координатахстроилсяграфикзависимостиконстантотобратнойтемпературы (рис. 7.3). По тангенсу угла наклона прямой определялась Eакт.Она оказалась равной 97±6 КДж/моль.3,06ln (k*10 )2,52,01,51,03,083,103,123,143,1633,183,203,223,24-110 /T, KРисунок 7.3. Температурная зависимость константы скоростидекарбонилирования [Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4 в полулогарифмическихкоординатах.Также по точке пересечения графика с осью ординат была рассчитанаэнтропия декарбонилирования ΔS.
Она определялась из формулы:kB Sln(k∙106) (при 103/T = 0) = ln + ,h Rгде kB ― постоянная Больцмана (1.3811023 Дж/К), h ― постоянная Планка(6.62610–34Джс),R―универсальнаягазоваяпостоянная(8.31498Дж/(мольК)). Рассчитанное значение ΔS = 129 ± 6 Дж/моль·К. Достаточновысокое значение изменения энтропии говорит о диссоциативном механизмедекарбонилирования.Аналогичный эксперимент по термическому декарбонилированиюпроводился с [Tc(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4. 12 мг исходного комплексарастворяли в 8.27 г этиленгликоля.
Запечатанный раствор выдерживался притемпературе 41.1 ºС. Кинетический график приводится на рис. 7.4.Рассчитаннаяподекарбонилированиятангенсуугласоставляетнаклона(4.49±0.18)∙106константаc–1.скоростиВидно,что[Tc(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 декарбонилируется в 1.6 раза медленнеемодельногокомплекса[Tc(CO)5CNCH2COOEt]ClO4.За1сутки[Tc(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 разложится всего на 1.5% (при температуречеловеческого тела).1,00,8-ln(I/I0)0,60,40,20,0-10010203040506070t, hРисунок 7.4. Полулогарифмические анаморфозы кинетических кривыхдекарбонилирования [Tc(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 при99температуре 41.1 ºС.Аналогичные рениевые комплексы состава [Re(CO)5CNCH2COOEt]ClO4и [Re(CO)5CN(CH2)10COOMe]ClO4 вообще не претерпевали изменений дажепри 50.4ºС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
