Исследования комплексов ZnCl2 и CdCl2 с триэтаноламином методами спектроскопии ЯМР и квантовой химии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследованы комплексы ZnCl2 и CdCl2 с триэтаноламином методами квантовой химии и спектроскопии ЯМР. Склонные к лигандному обмену комплексы триэтаноламина могут вступать в клетку в качестве транспорта металлов. Поэтому изучение данного свойства актуально для понимания механизмов биологического действия подобных объектов. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на импульсном спектрометре Bruker DPX250 при 298 K. Неэмпирические квантовохимические расчеты исследованных соединений производились в рамках метода B3LYP с применением программного пакета Gaussian 09. В основу проведенных исследований были положены изменения химических сдвигов и констант спин-спинового взаимодействия при комплексообразовании тяжелых металлов с триэтаноламином. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что изменения химических сдвигов в спектрах ЯМР сопровождаются возрастанием значений констант спин-спиновой связи, причем наиболее значимыми являются прямые константы 1J(C,H) метиленовой группы, связанной с атомом азота. Наблюдаемые особенности спектров ЯМР обусловлены строением и внутримолекулярной динамикой комплексов, что отражает предлагаемая авторами данной работы схема. Для более полного понимания наблюдаемых трансформаций в спектрах ЯМР триэтаноламина вследствие влияния процесса комплексообразования были проведены квантово-химические расчеты предполагаемых состояний комплексов и их спектральных характеристик. При расчете комплексов принимались во внимание три состояния, соответствующие моно-, би- и трициклической структурам. Полученный в процессе выполнения данной работы теоретический и экспериментальный материал позволяет сделать вывод о том, что для исследованных комплексов характерны внутримолекулярные обменные процессы, приводящие к усреднению сигналов ЯМР от нескольких существующих в растворе форм. Для CdCl2 с триэтаноламином равновероятны би- и трициклические формы существования комплекса. В случае комплекса ZnCl2 с триэтаноламином более выгодной является трициклическая форма.

Об авторах

В. К. Воронов

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: vladim.voronov1945@yandex.ru

О. В. Дударева

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: odudareva@mail.ru

Е. А. Фунтикова

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: kxn@bk.ru

Список литературы

  1. Pinkert A., Ang K.L., Marsh K.N., Pang S. Density, viscosity and electrical conductivity of protic alkanolammonium ionic liquids // Physical Chemistry Chemical Physics. 2011. Vol. 13. Issue 11. P. 51365143. https://doi.org/10/1039/c0cp02222e
  2. Мирскова А.Н., Мирсков Р.Г., Адамович С.Н., Воронков М.Г. 2-Гидроксиэтиламмониевые соли органилсульфанил(сульфонил)уксусных кислот -новые фармакологически активные соединения // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. N 5. С. 467-478.
  3. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука, 2008. 248 с.
  4. Naiini А.А., Young V., Verkade J.G. New complexes of thriethanolamine (Tea): Novel structural features of(ClO4)3-3C5H5N and(NO3)2 // Polyhedron. 1995. Vol. 14. Issue 3. P. 393-400. https://doi.org/10.1016/0277-5387(95)93020-2
  5. Расулов М.М., Воронков М.Г., Нурбе-ков М.К., Зверева М.В., Мирскова А.Н., Адамович С.Н., Мирсков Р.Г. Комплекс бис-2-(метил-феноксиацетат) цинка с трис-2-(гидроксиэтил) амином - активатор синтеза суммарной триптофанил-тРНК-синтетазы // Доклады Академии наук. 2012. Т. 444. N. 2. C. 219-220.
  6. Колесникова О.П., Мирскова А.Н., Адамович С.Н., Кузнецова Г.А., Кудаева О.Т., Гольдина И.А.. Скрининг иммуноактивных свойств триэтаноламина с солями биомикроэлементов // Бюллетень СО РАМН. 2009. N 6 (140). С. 73-79.
  7. Патент N 2623034, Российская Федерация. Противоопухолевое средство / С.Н., Адамович, А.Н. Мирскова, О.П. Колеснткова; патентообладатель Иркутский институт хими им. А.Е. Фаворского СО РАН; заявл. 28.07.20164 опубл. 21.06.2017.
  8. Ushakov I.A., Voronov V.K., Grishmanovskii D.S., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Mirskova A.N. NMR spectra of metallated alkanolammonium ionic liquids // Russian Chemical Bulletin. 2015. Vol. 64. Issue 1. P. 58-61. https://doi.org/10.1007/s11172-015-0821-x
  9. Панюшкин В.Т., Черныш Ю.Е., Волынкин В.А., Бородкин Г.С., Бородкина И.Г. Ядерный магнитный резонанс в структурных исследованиях. М.: КРАСАНД, 2016. 352 с.
  10. Voronov V.K., Ushakov I.A. Structure and intramolecular dynamics of biologically active compounds: analysis of NMR spectra transformed by spin labels // Applications of NMR Spectroscopy. 2016. Vol. 5. P. 3-62. https://doi.org/10.2174/97816810826751160500006
  11. Ushakov I.A., Voronov V.K., Adamovich S.N., Mirskov R.G., Mirskova A.N.. The NMR study of biologically active metallated alkanol am-moinium ionic liquids // Journal of Molecular Structure. 2016. Vol. 1103. P. 125-131. https://doi.org//10.1016/j.molstruc.2015.08.074
  12. Naqi H.A., Woodman T.J., Husbands S.M., Blagbrough I.S. 19F and 1H quantitative-NMR spectroscopic analysis of fluorinated third-generation synthetic cannabinoids // Analytical Methods. 2019. Vol. 11. Issue 24. P. 3090-3100. https://doi.org/10.1039/c9ay00814d
  13. Chernyak A.V., Slesarenko N.A., Volkov V.I. Complexes based on calixarene sulfonic acid with acetic acid and Its derivatives: NMR analysis // Applied Magnetic Resonance. 2019. Vol. 50. Issue 1-3. P. 199-209. https://doi.org/10.1007/s00723-018-1063-5
  14. Воронов В.К. Исследование молекулярного строения по спектрам ЯМР высокого разрешения, трансформированным парамагнитными комплексами // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. N 2. С. 183-193. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-183-193
  15. Voronov VK. Use of high-resolution NMR spectra transformed by paramagnetic complexes for studying molecular structure. Izvestiya Vuzov. Priklad-naya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019;9(2)183-193. (In Russian) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-183-193
  16. Waudby C.A., Ouvry M., Davis B., Chris-todoulou J. Two-dimensional NMR lineshape analysis of single, multiple, zero and double quantum correlation experiments // Journal of Biomolecular NMR. 2020. Vol. 74. Issue 55. P. 95-109. https://doi.org/10.1007/s10858-019-00297-7
  17. Selivanov S.I., Wang S., Filatov A.S., Stepa-kov A.V. NMR study of spatial structure and internal dynamic of adducts of ninhydrin-derived azomethine ylide with cyclopropenes // Applied Magnetic Resonance. 2020. Vol. 51. Issue 2. P. 165-182. https://doi.org/10.1007/s00723-019-01178-w
  18. Krivdin LB, Sauer SPA, Peralta JE, Contreras RH. Non-empirical calculation of NMR indirect carboncarbon coupling constants: 1.Three-mem-bered rings. Magnetic Resonance in Chemistry. 2002;40(3):187-194. https://doi.org/10.1002/MRC.989
  19. Rusakov Yu.Yu., Krivdin L.B. Modern quantum chemical methods for calculating spin-spin coupling constants: theoretical basis and structural applications in chemistry // Russian Chemical Reviews. 2013. Vol. 82. Issue 2. P. 99-130. https://doi.org/10.1070/RC2013v082n02ABEH004350
  20. Krivdin L.B. Carbon-carbon spin-spin coupling constants: Practical applications of theoretical calculations // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2018. Vol. 105. P. 54-99. https://doi.org/10.1016/j.pnmrs.2018.03.001

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».