Координационные соединения 3d- металлов с глутаровой кислотой

Поиск оригинальных лекарственных средств на основе комплексов металлов является актуальной задачей современной фармакологии. Установлено, что совокупность биоэффектов микроэлементов и фармакологически активных лигандов в составе комплексных соединений во многих случаях приводит к уменьшению токсичности и возрастанию биогенной активности металл-ионов, что связано, в частности, с тем, что они выступают в качестве структурных фрагментов многих природных биокатализаторов [1; 3; 5]. За последние годы синтезированы и внедрены в медицинскую практику лекарственные препараты на основе коорди­национных соединений 3d- металлов, такие как «Купир», «Пирацин», «Fераск», «Кобальт-30». На основании вышеизложенного нами был проведен целенаправленный синтез координационных соединений кобальта, никеля, марганца, цинка и меди с глутаровой кислотой, изучение биоло­гической активности которых имеет большое теоретическое и прикладное значение.

Экспериментальная часть. Исходными веществами для синтеза комплексных соединений являлись азотнокислые соли кобальта, никеля, марганца, цинка и сернокислая соль меди, а также глутаровая кислота (ГЛК) марки «ч.д.а». Анализ выделенных соединений на содержание металла проводили методом комплексометрического титрования [6]. Азот определяли по микрометоду Дюма [2]. Температуру плавления полученных комплексов определяли на приборе ТУ-25. Для установления чистоты и индивидуальности полученных комплексов снимали рентгенограммы на установке ДРОН-2,0 с медным антикатодом. Термический анализ проводили на дериватографе системы Паулик–Паулик–Эрдей. ИК-спектры поглощения соединений регистрировали на спектрометре Сary 630 FTIR в области 400-4000 см^-1 [4].

Синтез М (ГЛК-2H) ∙nН₂О, где М – Со, Ni, Mn, Zn, проводили следующим образом: к раствору 0,004 моля глутаровой кислоты в 5 мл воды прибавили 0,004 моля NaOH в 5 мл воды и 0,004 моля водного раствора азотнокислого никеля. Смесь переме­шивали на магнитной мешалке в течение трех суток. Образовавшийся прозрачный раствор высаживали пятикратным по объему количеством ацетона. Выпавший осадок отделяли, промывали ацетоном и эфиром.

Синтез Сu (ГЛК-2H) ∙2Н₂О. Смешивали 0,004 моля глутаровой кислоты и 0,004 моля NaOH в 5 мл воды. К образовавшейся смеси прибавляли 0,004 моля водного раствора сернокислой меди и перемешивали на магнитной мешалке в течение суток. При этом образовывался осадок, который отделяли фильтрованием с последующей промывкой спиртом и эфиром. Состав выделенного соединения установлен элементным анализом, а также изучены некоторые физико-химические свойства. Результаты элементного анализа и некоторые физико-химические свойства синтезированных соединений приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа комплексных соединений

Таблица 2.

Некоторые физико-химические свойства комплексных соединений

Результаты и их обсуждение. В ИК-спектре глутаровой кислоты имеются полосы, характерные для карбоновых кислот: широкое поглощение при 1750-1650 см^-1. Низкочастотное смещение полос на 70-65см ^-1, видимо, вызвано наличием сильных внутримолекулярных водородных связей с участием карбоксильной группы. При сравнивании ИК-спектров глутаровой кислоты с ИК-спектрами ее комплексов с металлами наблюдается исчезновение полосы карбоксильной группы и появление двух интенсивных полос карбоксилатной группы при 1300-1400 и 1500-1600 см^-1 (рис. 1, 2). Низкочастотное смещение комплексов по сравнению с карбоксильной группой глутаровой кислоты составляет 25-30 см ^-1, что, видимо, вызвано наличием сильных внутримолекулярных водородных связей с участием карбоксильной группы. Это, вероятно, свидетельствует о замещении водорода карбоксильной группы лиганда на металл. На рисунках 1 и 2 приведены ИК-спектры глутаровой кислоты и ее комплекса с никелем, а в таблице 3 – соотношение частот колебания с функциональными группами комплексов 3d-металлов с глутаровой кислотой.

Рисунок 1. ИК-спектр глутаровой кислоты

Рисунок 2. ИК-спектр комплексного соединения никеля с глутаровой кислотой

Таблица 3.

Частоты (см^-1) некоторых полос поглощения в ИК-спектрах комплексов 3d-металлов с глутаровой кислотой

В ИК-спектре глутаровой кислоты наблюдаются ассиметрические валентные колебания метиленовой группы при 2953 см^-1, валентные колебания при 2894 см^-1, деформационные колебания в области 1466 см^-1. Симметрическое валентное колебание карбоксильной группы наблюдается в области 1683 см^-1. При переходе от спектра глутаровой кислоты к спектрам комплексов с металлами наблюдаются ассиметрические валентные колебания метиленовой группы при 2979 см^-1 , 2966 см^-1, 2958 см^-1, 2940 см^-1; деформационные колебания наблюдаются в области 1462 см^-1, 1459 см^-1, 1458 см^-1, 1450 см^-1, 1444 см^-1. Симметрические валентные колебания карбоксильной группы наблюдаются в области 1656 см^-1, 1618 см^-1 , 1584 см^-1, 1546 см^-1, 1543 см^-1.

На основании ИК-спектров установлено, что глутаровая кислота координируется с металлом бидентатно в дважды депротонированной форме.