Размещено на http://www.allbest.ru/

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Лосєв Сергій Сергійович

УДК 54 -386: 547.571: 615.281

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук

ОТРИМАННЯ І ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ТА ІММОБІЛІЗОВАНИХ НА ПОЛІСАХАРИДНИХ МАТРИЦЯХ АЗОМЕТИНІВ, ГІДРАЗОНІВ, ЇХ КОМПЛЕКСІВ З 3d- МЕТАЛАМИ

02.00.01-“Неорганічна хімія”

Донецьк - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі хімії Східноукраїнського національного університету ім. В.Даля при сприянні кафедри анестезіології та реанімації Луганського державного медичного університету Міністерства освіти і науки України, м. Луганськ

Науковий керівник:кандидат хімічних наук, професор Аптекар Михайло Давидович, СНУ ім. В.Даля, декан Краснодонського факультету інженерії та менеджменту, м. Краснодон.

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, професор, член-кореспондент НАНУ Пехньо Василь Іванович, ІЗНХ ім. В.І.Вернадського, завідувач відділу хімії комплексних сполук, м. Київ;

кандидат хімічних наук, доцент Розанцев Георгій Михайлович, Донецький національний університет, доцент кафедри неорганічної хімії, м. Донецьк. азометин гідразон біоактивність каталітичний

Провідна установа:Ужгородський національний університет Міністерства освіти і науки України, кафедра неорганічної хімії, м. Ужгород.

Захист відбудеться “18” травня 2005 року о 13-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К11.052.06 в ауд.7405 сьомого навчального корпусу Донецького національного технічного університету за адресою 83000, м. Донецьк, вул. Артема, 58.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці другого навчального корпусу ДонНТУ 83000, м. Донецьк, вул. Артема, 58.

Автореферат розісланий “05” квітня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К11.052.06 к.х.н., доцент О.І.Волкова.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У формуванні координаційних молекулярних (МК), внутрішньокомплексних (ВКС), багатоцентрових (БЦК) сполук вирішальне значення має природа лігандів.

Азометини, гідразони як ліганди заслуговують увагу, оскільки дають можливість поєднувати через -CН=N- , -CН=N-NH- зв'язки різні фрагменти молекул, що дозволяє встановлювати залежність властивостей сполук від їх складу. Крім того відомо, що комплексні сполуки 3d-металів з координаційними вузлами [MN₄] , [MN₂O₂] з азометинами та гідразонами можуть бути каталізаторами окисно-відновних процесів, а також виявляти високу протимікробну, фунгіцідну, протипухлинну активність. Біодія комплексних сполук з такими лігандами безумовно залежить від складу сполук, хоча даних у літературі з цього питання не знайдено.

Крім того іммобілізація, особливо хімічна, подібних лігандів та комплексів, а також властивості таким чином отриманих матеріалів ще недостатньо вивчені.

Тому актуальним є як синтез індивідуальних та прищеплених азометинів, гідразонів і їх внутрішньокомплексних сполук (ВКС) з 3d-металами,так і вивчення їх біологічної дії.

Зв'язок роботи з науковими темами, програмами. Робота виконувалась у рамках госпрозрахункової теми К-7-85 "Розробка високочутливих методів контролю сумарної та локальної негерметичності" ( № держреєстрації 01850025868, СНУ, 1986-1989 рр.), держбюджетної теми ГН-15-90 " Розробка біосенсорних первинних переутворювачів для контролю та діагностики психофізичного стану людини з мікропроцесорною обробкою результатів" ( № держреєстрації 01910008852, СНУ, 1990-1992рр.), держбюджетної теми ГН-35-92 " Розробка та вивчення чутливих покрить для біосенсорних переутворювачів і мікроапаратів розподілу дозування та транспортування рідкіх технологічних і біологічних сумішей" (№ держреєстрації 0193U009501, СНУ, 1992-1996рр.).

Мета роботи: синтез, встановлення впливу складу, стійкості, каталітичної активності на біологічну активність індивідуальних і прищеплених азометанів, гідразонів, їх комплексів з 3d-металами. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

- відпрацювати методики синтезу й синтезувати індивідуальні азометини, гідразони та їх комплекси з 3d-металами ;

- розробити оптимальні методики синтезу прищеплених на полісахаридних матрицях азометини, гідразони та їх комплекси з 3d-металами;

- вивчити вплив замісників в азометинах на їх здатність до координації з d-металами;

- вивчити каталітичну активність синтезованих комплексних сполук;

- вивчити біоактивність індивідуальних і прищеплених азометинів та їх комплексів, виявити взаємозалежність між їх складом, каталітичною й біологічною активністю.

Об'єкт дослідження -індивідуальні й прищеплені на полісахаридних матрицях комплексні сполуки з прогнозованою біоактивністю. Предмет дослідження - методики синтезу, вплив замісників на здатність лігандів до координації, взаємозалежність між складом, каталітичною і біологічною активністю індивідуальних та прищеплених азометинів, гідразонів та їх координаційних сполук з 3d-металами.

Методи дослідження. Елементний склад сполук визначався методами хімічного аналізу. Утворення азометинів, гідразонів та координаційних сполук з ними, координація металів у їх комплексах підтверджувалась інфрачервоними спектрами. Вплив замісників на здатність лігандів до комплексоутворення реєстрували потенціометричним титруванням. Біоактивність речовин визначали методом серійного розведення. Каталітичну активність ВКС вивчали газоволюметричним методом.

Наукова новизна. Вперше здійснено синтез хімічно прищеплених на модіфікованих полісахаридних матрицях різних амінів з утворенням сполук типу азометинів, гідразонів. З іммобілізованими лігандами вперше синтезовані прищеплені ВКС Сu, Ni, Co, запропоновано їх координацію на матриці. Встановлено координацію центрального іону у ВКС 3d- металів (Си, Ni, Со, Zn) з сульфаніламідами та їх шиффовими основами саліцилового альдегіду моно- та біядерного складу. На підставі даних з потенціометричного титрування в водно-етанольних розчинах різних похідних оксиазометинів визначено вплив замісників на рК_а о-OH-, поєднаної -CH=N- , груп, що в свою чергу визначає міцність відповідних ВКС. Встановлена залежність між бактеріостатичною активністю індивідуальних комплексів і константами Гаммета замісників у відповідних лігандах та стійкістю, каталітичною активністю комплексів.

Практичне значення роботи. Отримані результати є довідковим матеріалом, що розширює теоретичну базу хімії координаційних сполук, пов'язану з умовами синтезу, впливом складу, стійкості на властивості індивідуальних комплексів 3d-металів, з отриманням хімічно прищеплених координаційних сполук. Проведені досліди дозволяють отримувати ВКС 3d-металів на основі о-оксиазометинів з прогнозованою біоактивністю.

Особистий внесок дисертанта. Всі дослідження виконувались при безпосередній участі дисертанта. Аналіз літературних даних, синтез індивідуальних, прищеплених сполук, хімічний, спектральний аналіз(роботи 3,8,11), значна частина потенціометричних, каталітичних досліджень виконувались безпосередньо дисертантом. Обговорення результатів проводилось з науковим керівником.

Апробація роботи і публікації.

Матеріали роботи доповідались та обговорювались на XII Українській республіканській конференції з неорганічної хімії (Сімферополь, 1989р.), на XVII Всесоюзній Чугаївській Нараді з хімії комплексних сполук (Мінськ, 1990р.),на Пленумі асоціації анестезіологів (Луганськ-Луцьк, 1994р), на XIV Українській конференції з нерганічної хімії (Київ, 1996р.), на 2-му Національному конгресі анестезіологів України (Харків, 1996р.), на конференціях СНУ (Луганськ, 1993-2000рр.), на І Всеукраїнській конференції з сучасних проблем неорганічної хімії ( Київ, 1999р.), на виїздній сесії Наукової ради з проблеми “Неорганічна хімія “ НАН України (Луганськ,2002р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 статей у фахових журналах, тези семи доповідей.

Структура дисертації.

Дисертація складається із вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури (153 найменувань). Робота викладена на 149 сторінках, вміщує 8 рисунків та 23 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано вибір теми дослідження, її актуальність, розкрито наукову новизну та практичну значимість роботи, сформульовано мету дослідження.

Розділ I дисертації присвячений літературному огляду за темою. Наведені дані щодо будови більшості ароматичних азометинів та координаційних сполук з металами на їх основі, методам синтезу ВКС. Розглянуто біологічну активність основ Шиффа, їх комплексів та можливі механізми їх біодії. Вказано на взаємозв'язок між каталітичними та біологічними властивостями цих сполук. Окремо розкрито досягнення в галузі іммобілізації реагентів на полімерних носіях, а саме, загальні властивості, методи отримання, їх застосування.

Розділ 2 присвячений методикам експерименту, що застосовувались при виконанні дисертації.

У підрозділах 2.1 - 2.3 наведені методики попереднього очищення реагентів, синтезу індивідуальних азометинів (переважно о-оксиазометинів), гідразонів та координаційних сполук на їх основі з 3d- металами (Сu, Zn, Ni, Co).

У підрозділі 2.4 наведена модифікована нами методика визначення альдегідних груп у зразках матриці ДАЦ-10(діальдегід целюлози).

У підрозділах 2,5 - 2.7 описані розроблені нами методики синтезу хімічно іммобілізованих на матриці ДАЦ - 10 азометинів, гідразонів та їх координаційних сполук з 3d-металами.

У підрозділах 2.8 - 2.11 наведена методика потенціометричного визначення за допомогою рН-метричного титрування рК_а ОН-груп оксиазометинів та рК_а спряжених кислот азометинової -CH=N- групи.

Наведені дані з приладного забезпечення інфрачервоних вимірювань отриманих сполук.

Показано загальне визначення каталазної та оксидазної дії індивідуальних лігандів, координаційних сполук, що вивчались в цій роботі. Розраховані константи каталітичної дії сполук.

Описані методи експериментального визначення бактеріостатичної активності синтезованих індивідуальних лігандів, їх координаційних сполук з 3d-металами, прищеплених на ДАЦ-10 азометинів, координаційних сполук, та сорбованих вивчаємих сполук у вугільних таблетках "Енсорал". Бактеріостатична активність сполук “in vitro” вивчалась методом серійних розведень.

Розділ 3 присвячений отриманим нами даним за вищенаведеними методиками, обробці цих даних, обговорюванню результатів з посилкою на першоджерела, нашим висновкам виконаної роботи.

Підрозділ 3.1 включає в себе фізико-хімічні дослідження індивідуальних та хімічно прищеплених на ДАЦ-10 азометинів, гідразонів, моноядерних і біядерних координаційних сполук 3d-металів з о-оксиазометинами, сульфаніламідними препаратами, азометинами на основі сульфаніламідів, деякими гідразонами.

Для дослідів нами синтезовані індивідуальні ліганди загальної будови:

де R, R₁, R₂ - різні замісники

На стійкість утворених комплексів з о-оксиазометинами впливає кислотність о-оксигрупи та основність азометинового азоту. Доцільне було це простежити. Кількісні дані з кислотності ОН-групи та кислотності спряженої -СН=N- групи (основності азометинового азоту) були отримані методом кислотно-основного титрування (Таблиця1).

Існує вплив замісників у ароматичному ядрі на рК сполук. Електроноакцепторні групи (NO₂, I , Cl) збільшують кислотність азометину по ОН - групі і зменшують його основність за місцем -CH=N- групи.

Електронодонорні групи (CH₃, OH, OCH₃) понижують кислотність ліганду і збільшують його основність. Таким чином підтверджується, що -CH=N- група знаходиться у системі поєднання з ароматичними ядрами, оскільки замісники знаходяться в одному ядрі, а рК_а визначені для групи ОН, розташованої у другому ядрі.

Для подальшого вивчення синтезовані індивідуальні комплекси основних типів:

Де R- фрагментарний залишок сульфаніламіду; R₁, R₂-різні замісники, М-метали Cu, Co, Ni, Zn, Mn; Het - N,O. Індивідуальність коордінаційних сполук підтверджувалась гравіметричними даними на вміст металу, азоту, інфрачервоними спектрами, а для широко поширених сполук - температурами плавлення.

Друга частина цього підрозділу складається з експериментальних даних з хімічної іммобілізації лігандів, координаційних сполук на модифікованій полісахаридній матриці, а саме на ДАЦ-10. Ці дані отримані вперше нами.

ДАЦ-10 (діальдегід целюлози) - це окислена НІО₄ целюлоза, у якої в середньому кожне десяте кільце "розкрите" з утворенням двох альдегідних груп за схемою:

Наявність у ДАЦ-10 “парних” альдегідних груп дає можливість використовувати ДАЦ-10 у ролі альдегіду при отриманні гідразонів, молекулярних комплексів та ВКС на їх основі , хімічно прищеплених на ДАЦ-10.

Нами були отримані такого типу сполуки.

Таблиця 1 Кислотність індивідуальних (ROH) та спряжених (BH⁺) шиффових основ

N п/п	Структурна формула	pKa (BH+ B + H+)	pKa (ROH RO + H+)
		50% EtOH	90% EtOH	50% EtOH	90% EtOH
1		2,32	3,08	9,17	10,94
2		4,60	4,82	10,12	11,94
3		4,39	4,60	9,80	11,69
4		3,25	4,08	9,21	11,00
5		3,91	4,17	9,60	11,42
6		4,34	4,79	11,02	12,74

Факт хімічного прищеплення амінів, гідразидів з утворенням азометинів і гідразонів ми встановлювали за зміною(поглибленням) кольору зразків тканини ДАЦ-10(побічно), кількісним визначенням альдегідних груп у зразках ДАЦ-10 (після синтезу вони відсутні, або їх кількість зменшується у випадку сульфаніламідів від 2% до 1% і нижче), подальшим комплексоутворенням з солями металів. Інфрачервоні спектральні дослідження не дають змоги визначити утворення азометинової, або гідразоної групи, завдяки малому кількісному вмісту прищепленої сполуки (до 2%), та значному накладанню хвиль коливань самої полісахаридної матриці на хвилі коливань утворюваних сполук.

Утворення хімічно іммобілізованих координаційних сполук доводили за подальшим поглибленням кольору зразків матриці ДАЦ-10 після їх синтезу(побічно), за кількісним гравіметричним визначенням вмісту металу у синтезованих зразках ( паралельні досліди визначили фізичну адсорбцію металу чистою тканиною ДАЦ-10, що не перевищує 0,1%), за кількісним вмістом альдегідних груп у зразках до і після синтезу ( як правило їх відсутність або ж зменшення до 1% і нижче). Побічно комплексоутворення на ДАЦ-10 підтверджується утворенням індивідуальних координаційних сполук з модельними лігандами, а саме - сульфаніламідами, азометинами на основі бензальдегіду та різних амінів, гідразонами гідразидів кислот. Утворення комплексів, зокрема з сульфаніламідами на ДАЦ-10 підтверджується отриманням їх з ідентичними властивостями двома шляхами: а) тепмплатним синтезом; б) синтезом через комплекс сульфаніламіду з металами та вільну матрицю ДАЦ-10. На користь іммобілізації лігандів, їх комплексів свідчать останні літературні дані з хімічного прищеплення на полібензальдегіді, полімерних суспензіях, що містять альдегідні або аміні групи, різних реагентів за типом шиффових основ, дані з утворення подібних комплексів 3d-металів на поверхні аеросилу, модіфікованого основами Шиффа. нфрачервоні спектральні виміри призводять також, як і для лігандів, до негативних результатів

Наведені інфрачервоні спектральні виміри гідразонів, азометинів та їх коордінаційних сполук.

Для ВКС комплексів металів з сульфаміламідними лігандами у літературі приводяться протиречні дані з координації металу. За допомогою ІЧ спектрів(Таблиця2), даних з синтезу подібних комплексів з деякими модельними лігандами (наведені у роботі), літературних даних з ПМР, ЕПР вимирів нами з'ясовано, що координація металу відбувається через кисень SO₂ - групи та гетероатом з підвищенною електроною густиною в фрагментарному залишку сульфаніламіду. На прикладі норсульфазолу це виглядає так:

У моноядерних ВКС М( L-Н )₂ комплексах 3d-металів з саліцілальсульфаніламідами, опираючись на спектральні дані, нами доведено, що метал координує ліганд через кисень фенольної групи з одночасовим заміщенням водню та через азометинову групу.

Для біядерних ВКС ( МL-2Н )₂ металокомплексів за даними спектрів нами запропонована структура, де метал координує ліганд через кисень фенольної групи і азометинову групу, через кисень SO₂ групи і гетероатом (як правило азот) з підвищеною електроною густиною фрагментарного залишку сульфаніламіду, як і в разі ВКС металів з лігандами - сульфаніламідами.

ІЧ спектральні виміри прищеплених на ДАЦ-10 азометинів, координаційних сполук, як вже вказувалось, ускладнені з ряду причин. По-перше концентрація азометину, комплексу утворюваного на ДАЦ-10 мала ( до 10%), по-друге, коливання груп атомів ДАЦ-10 перекривають коливання груп атомів азометинів та комплексів.

У підрозділі 3.2. з'ясовано вплив різних факторів на біоактивність азометинів та їх ВКС з 3d-металами.

Бактеріостатична активність вивчалась вимірюванням мінімальної інгібіторної концентрації (МІК) сполук до різних штамів мікроорганізмів. Чим вища МІК, тим нижча бактеріостатична активність сполуки. На рисунку 1 приведена залежність МІК азометинів типу Х-Рh-CH=N-Ph-Y (Х,Y- замісники у різному положенні) від lg констант стійкості відповідних мідних комплексів ().

Також нами доведена залежність між МІК азометину та - константами замісника в ньому. Вона прямопропорційна .

Розглянуто вплив розчинника на бактеріостатичну дію, зокрема солей 3d-металів. Виявлено, що чим більш має місце комплексоутворення з розчинником, тим вищу активність проявляють відповідні сполуки.

Таким чином, комплексоутворення, як правило, підвищує активність вихідних реагентів.

Вивчено вплив комплексоутворення на прикладі ВКС 3d-металів на їх бактеріостатичну активність (Таблиця2). В цілому підтверджено, що комплексоутворення збільшує активність вихідних реагентів. Нами встановлено для деяких комплексів залежність між активністю координаційних сполук з однаковим центральним іоном і одного типу ліганду від їх стійкості: чим стійкіше комплекс, тим вища його активність, причому залежність - прямопропорційна . Проте на активність комплексів значно впливає вихідна фізіологічна дія ліганду та центрального іону: чим вища (нижча) активність вихідних речовин, тим вища (нижча) активність утворюваного ними комплексу. Фактор фізіологічної дії вихідних компонентів ВКС часто превалює над фактором стійкості координаційних сполук.

Наведені отримані результати з каталітичних властивостей наших сполук за каталазною та оксидазною діями.

Нами виявлено, що на каталітичні властивості ВКС впливають природа ліганду, природа центрального атому, стійкість комплексу. При вивченні каталазної дії встановлено, що для ВКС з N-(2-оксибензиліден) аніліном активність їх зменшується у послідовності.

Cu > Ni > Co > Zn

Електронодонорні n-замісники -CH=N- зв'язку підсилюють каталазну активність комплексів, а паралельно з цим, як відомо, збільшується стійкість ВКС.

Для одного металу і одного типу ліганду простежується залежність: з збільшенням каталітичних властивостей (констант каталітичноії дії k_кат) ВКС збільшується їх бактеріостатична дія. Узагальнюючи, можна стверджувати, що одним із проявів бактеріостатичних властивостей комплексів є участь цих сполук в окисно-відновних процесах у бактеріальних клітинах.

Наведені отримані результати бактеріостатичної активності лігандів - сульфаніламідів та їх комплексів з міддю (II) прищеплених за рахунок фізичної адсорбції у вугільні таблетки.

Таблиця 2 Бактеріостатична активність комплексів з N-(2-оксибензиліден) арилимінами та сульфаніламідними похідними

N		МІК104, мольл-1
	Ме	R	St. aureus	E. Coli	Sh. Sonne	B. Subtilis
1	Co	H	2,2	2,2	2,2	4,4
2	Ni	H	1,1	1,1	0,88	2,2
3	Cu	H	0,71	1,5	1,5	0,71
4	Zn	H	0,43	0,43	0,43	0,86
5	Cu	CH3	0,74	1,5	0,74	1,5
6	Cu	OCH3	0,59	0,59	0,59	0,59
7	Cu	Cl	0,76	0,76	0,76	2,3
8	Cu	NO2	2,2	2,2	2,2	4,1
19	Cu	COOC2H5	1,2	1,2	0,51	1,2
10	Zn	COOC2H5	0,51	0,51	0,51	1,2
11	Cu	COO(CH2)2N(C2H5)2	1,6	1,6	1,6	1,6

Хімічна іммобілізація на ДАЦ-10 сульфаніламідів та їх комплексів призводить до послаблення їх бактеріостатичної активності, при цьому раніш виявлене співвідношення активності ліганду, що менше, та відповідного комплексу зберігається. Цей факт пониження активності сполук ми з'ясовуємо так:

по-перше, бактеріостатичну дію вчиняє вільна сполука ліганду, чи комплексу, по-друге, має місце хімічна десорбція по -CH=N- групі (гідроліз) сполук у часі, яка більш повільніша від фізичної десорбції.

Узагальнюючи експериментальні дані цього підрозділу, слід очікувати отримання на матрицях ДАЦ-10 хіміотерапевтичних сполук пролонгованої дії, що може бути об'єктом для подальшого вивчення.

R= (І-Н; ІІ-Сl; ІІІ-СН₃; ІY-ОСН₃)

R= (1-Н; 2-СН₃; 3-ОСН₃; 4-С1; 5-NO₂) ; -St. aureus, -B. Subtilis .

ВИСНОВКИ

Синтезовано 58 індивідуальних азометинів, 11 гідразонів на основі саліцилового, бензойного, о-оксинафтойного альдегідів та їх похідних з різними амінами, фенілгідразином, гідразидами кислот. Отримано 49 комплексів з 3d-металами (Cu, Ni, Co, Zn, Mn) з синтезованими азометинами, гідразидом ізонікотинової кислоти.

З'ясована структура внутрішньокомплексних сполук (ВКС) 3d-металів з лігандами-сульфаніламідами та їх шиффовими основами (ШО) з о-оксиальдегідами. Знайдено, зокрема, димерну структуру та внутрішньокомплексний характер при співвідношенні М : L = 1:1 для ШО сульфаніламідів з о-оксиальдегідами, тобто утворення комплексів типу M₂ L_2.

Здійснено потенціометричне визначення рК_а о-ОН групи та рК_а поєднаної -СН = N- групи у водно-етанольних сумішах для ряду синтезованих азометинів. Таким чином підтверджена найбільш ймовірна координація 3d-металів в їх хелатах по кисню о-ОН групи та по -CH=N- групі азометину, виявлена роль замісників впливаючих на здатність даної координації азометинів.

Вперше проведена нами хімічна іммобілізація на модифікованій полісахаридній матриці ДАЦ-10 (діальдегід целюлози), що містить альдегідні групи, 12 амінів та гідразиду ізонікотинової кислоти з утворенням азометинів та гідразону. Розроблена методика синтезу подібних сполук. На основі прищеплених лігандів вперше синтезовано 9 координаційних сполук Cu(II), Co(II). Розглянуто вплив рН на результати хімічної іммобілізації на ДАЦ-10.

З'ясована хімічна іммобілізація амінів і координаційних сполук 3d- металів з вірогідною координацією металів по -CH=N- і по хелатоутворюючим (якщо такі є) групам прищеплених амінів чи гідразиду.

Вивчена бактеріостатична активність ряду синтезованих азометинів та їх вихідних компонентів. Знайдено збільшення активності при утворенні азометинів. Проведена кореляція між константами Гаммета замісників у арильному ядрі та антимікробною активністю лігандів: замісники, що підвищують електрону густину -CH=N- групи, збільшують активність сполук.

Для ряду сполук побудована залежність між бактеріостатичною активністю азометинів та константами стійкості їх мідних ВКС: посилення стійкості ВКС супроводжується збільшенням активності лігандів-азометинів.

Вивчена in vitro бактеріостатична активність солей Cu(II), Ni (II), Co(II), Zn(II)та їх ВКС з азометинами на основі о-оксиарилальдегідів. Знайдено, що активність ВКС вища ніж їх складових. Виявлено, що на бактеріостатичну активність хелатів впливають:

а) його стійкість;

б) активність окремих ліганду та іону металу;

в) вид мікроорганізму.

Встановлено, що на каталазну та оксидазну дію впливають природа іону металу та ліганду. Чим вища їх індивідуальна активність, тим вища активність відповідних ВКС. Для сполук Cu (II) в межах однієї фізіологічної природи різних лігандів існує прямопропорційна залежність між каталазною дією ВКС та їх бактеріостатичною активністю.

Отримані дані з бактеріостатичної дії абсорбованих на вугільних матеріалах та хімічно прищеплених на ДАЦ-10 декількох сульфаніламідів, їх ВКС з Cu (II). Активність цих сполук нижча за дію індивідуальних речовин внаслідок десорбції. Активність прищеплених на ДАЦ-10 сульфаніламідів та їх ВКС нижча ніж відповідних абсорбованих сполук внаслідок ще більш ускладненої десорбції з ДАЦ-10 за реакцією гідролізу.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У РОБОТАХ

Сівалов Е.Г., Голуб О.А., Аптекар М.Д., Овчаренко О.Г., Лосєв С.С. Синтез та вивчення властивостей електропровідних матеріалів з поліазометинів та їх комплексів з металами. // Вісник Київського ун-ту. - 1996. - Вип.33. - С.35-40.

Аптекар М.Д., Овчаренко О.Г., Лосєв С.С., Голуб О.А. Синтез, вивчення бактеріостатичної активності координаційних сполук деяких 3d- металів з сульфаніламідними препаратами та їх шиффовими основами саліцилового альдегіду. // Вісник Київського ун-ту. - 1998. - Вип. 35. - С.52 - 56

Аптекар М.Д., Лосєв С.С., Голуб О.А. та інш. Синтез азометинів, гідразонів та їх комплексів з міддю іммобілізованих на полісахаридній матриці. // Вісник Київського ун-ту. - 1998. - Вип. 35. - С. 57 - 62

Аптекарь М.Д., Лосев С.С. Проявление антибактериальной активности основаниями Шиффа ароматического ряда.// Вопросы химии и химической технологии.- 2000. - №1.- С. 15-17.

Лосев С. С.,.Аптекарь М.Д. Иммобилизация на полисахаридных матрицах сульфаниламидных препаратов и их комплексов с Си(П).// Укр.хим.журнал .- 2001 .- Т.67. - №7-8. - С.86-89.

Аптекарь М.Д., Лосев С.С. Закономерности биодействия комплексов 3d-металлов с о-оксиазометинами.// Вопросы химии и химической технологии. -2003.- №4. - С.69-72.

Аптекарь М.Д., Лосев С.С., Крюков В.В., Дучинский Ю.С., Поляков В.Н., Коваленко Р.И. Комплексы Cu (II) и Zn (II) с азометинами производными сульфаниламидов и их фунгицидная активность. // Тезисы докл. ХII Украинской республиканской конференции по неорганической химии. - Симферополь, октябрь 1989. - С.189.

Кублановский В.С., Пиршина Л.А., Лосев С.С., Коваленко А.Л., Аптекарь М.Д. Строение и электрокаталитическая активность комплексов Cu (II) и Ni (II) с азометиновыми производными сульфаниламидов. // Тезисы докл. ХVII Всесоюзного Чугаевского совещания по химии комплексных соединений. - Минск, май 1990. - С. 460.

Можаев Г.А., Аптекарь М.Д., Овчаренко А.Г., Лосев С.С. Возможности и перспективы повышения эффективности антиинфекционной терапии при тяжелой травме. // Тезисы докл. конф. " Травма. Анестезия и интенсивная терапия ". Материалы пленума ассоциации анестезиологов. - Луганск- Луцк, май 1994. - С.3.

Лосев С.С., Аптекарь М.Д., Овчаренко А.Г. Синтез иммобилизованных на полисахаридных матрицах комплексов меди (II) с некоторыми сульфаниламидными препаратами. // Тези доп. ХIV Української конференції з неорганічної хімії. - Київ, вересень 1996. - С.48.

Можаев Г.А., Овчаренко А.Г., Паладе Д.М., Аптекарь М.Д., Лосев С.С. Экспериментальное обоснование методов оксигенотерапии при тяжелой травме. // Тези доп. у "Матеріалах 2 Національного конгресу анестезіологів України". - Харків, вересень 1996. - С.25.

Можаев Г.А., Аптекарь М.Д., Постернак Г.И., Лосев С.С., Овчаренко А.Г., Бондаренко В.В. Роль 3d- комплексов в антиинфекционной терапии при тяжелой травме. // Тези доп. у "Матеріалах 2 Національного конгресу анестезіологів України". - Харків, вересень 1996. - С.113-114.

Лосєв С. С. Отримання прищепленних азометинів, гідразонів та їх комплексів з 3d-металами. //Тези доп. I Всеукр. конференції “Сучасні проблеми неорг. хімії.” - Київ, жовтень 1999- С.61.

Експериментальні дані з біоактивності автор одержав у співробітництві з с.н.с. Луганського державного медичного університету Овчаренко О.Г. і при безпосередньому керівництві проф.Аптекаря М.Д. здійснив обробку отриманих результатів.

Дані з потенціометричного титрування азометинів автор отримав у співробітництві з асистентом СНУ Коваленко Р.І.

Особистий внесок дисертанта у друкованих працях:

[1,2,4,7,9,11,12] - отримання індивідуальних комплексів та лігандів для досліджень, спектральний аналіз цих сполук, обговорення результатів та наведення висновків;

[3,5,10] - синтез прищеплених на матрицю ДАЦ-10 лігандів та їх комплексів, вивчення впливу різних факторів на процес утворення цих сполук, обговорення результатів;

[6,8] - вивчення каталазної та оксидазної дії ВКС 3-d металів з о-оксиазометинами, обговорення результатів та зіставлення їх з біодією цих сполук.

АННОТАЦИЯ

Лосев С.С. Получение и исследование свойств индивидуальных и химически иммобилизованных на полисахаридных матрицах азометинов, гидразонов, их комплексов с 3d-металлами.-Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук по специальности 02.00.01.- Неорганическая химия. -Донецкий национальный технический университет, Донецк, 2005.

Синтезирован ряд индивидуальных азометинов R-CH=N-R₁, гидразонов R-CH=N-NH-R₂ на основе салицилового,бензойного, о-оксинафтойного альдегидов и их производных с различными аминами, фенилгидразином, гидразидами кислот. Получены их внутрикомплексные соединения (ВКС) с некоторыми 3d- металлами (Cu, Ni, Co, Zn, Mn) общего строения для моноядерных-ML₂ и для биядерных-M₂L₂.

Потенциометрическим титрованием в водноэтанольных смесях определены рК_а о-ОН групп и рК_а сопряжённых -СН=N- групп полученых азометинов. Определено влияние растворителя, различных заместителей на рК_а. Таким образом подтверждается наиболее вероятная координация металлов по о-ОН и по -CH=N- группах при комплексообразовании, определена роль заместителей, влияющих на способность данной координации металлов в азометинах.

На основании ИК - спектральных исследований, методами параллельного синтеза уточнена структура ВКС 3d- металлов с сульфаниламидами с координацией металла по кислороду S0₂ группы и по атому с повышенной электронной плотностью в гетероцикле (R₃) сульфаниламида

H₂N-Ph-SO₂-NH-R₃, с шиффовыми основаниями (ШО) сульфаниламидов и

о-оксиальдегидов моно- (ML₂) и биядерного (M₂L₂) строения. Для моноядерных этих ВКС имеет место координация металла по ОН- и -СН=N-группам азометинов. Отмечается небольшой выход азометинов и их ВКС на основе сульфаниламидов, что обуславливается пониженной основностью NH₂ группы в них.

Впервые химически привиты на полисахаридной матрице ДАЦ-10 (диальдегид целлюлозы), содержащей альдегидные группы, различные амины, гидразид изоникотиновой кислоты с образованием соединений по типу азометинов и гидразонов. Разработана методика синтеза подобных соединений. На основе полученных привитых лигандов синтезированы координационные соединения с 3d - металлами (Cu, Ni, Co). Образование ВКС на ДАЦ-10 количественно происходит лишь для Cu(II) при использовании CuAc₂. Повышенное или пониженное значение рН от нейтрального приводит к разрушению образцов ДАЦ-10. Приводится наиболее вероятная координация центральных ионов в привитых комплексах по -СН=N-группе и по хелатообразующей группе привитого амина (если он её имеет).

Основываясь на данные гравиметрического анализа на металл, титриметрического анализа содержания свободных альдегидных групп в образцах ДАЦ-10 до и после синтеза, на изменения цвета матрицы, на данные по модельным индивидуальным азометинам и комплексам показано образование химически привитых аминов по типу азометинов и координационных соединений 3d- металлов с координацией по -СН=N- и по хелатообразующей (если такая имеется) группам привитых аминов или гидразида. Отмечено “полуколичественная” иммобилизация сульфаниламидов и их ВКС с Сu, что обусловлено пониженной основностью NH₂- группы сульфаниламидов.

Изучена бактериостатическая активность in vitro в 20% ДМФ ряда азометинов к различным видам бактерий. Значение их МИК составляет 10^-2-5_*10^-4моль/л. Показано увеличение активности при образовании азометинов в сравнение с исходными реагентами. Проведена корреляция между константами Гаммета заместителей в арильном ядре азометинов и их антимикробной активностью. Как правило эта зависимость прямопропорциональная. Для ряда соединений построена прямая зависимость между бактериостатической активностью азометинов и константами устойчивости их медных комплексов: чем выше устойчивость ВКС, тем выше активность лиганда.

Изучена in vitro бактериостатическая активность солей Cu(II), Ni(II), Co(II), Zn(II) и их ВКС с азометинами на основе о-оксиарилальдегидов. МИК ВКС этих веществ: 5_*10^-4-10^-5 моль/л. Активность комплексов выше, чем их составляющих. Для одного и того же металла, как правило, чем выше устойчивость соединения, тем выше его антибактериальное действие, причём зависимость прямая.

На модельных реакциях в присутствии ВКС:

а) разложения перекиси водорода; б) окисления кислородом аскорбиновой кислоты измерены константы каталазного и оксидазного действия ВКС. Проведена корреляция между каталитической и бактериостатической активностями комплексов. Увеличение первой сопровождается, как правило, возрастанием второй.

В результате проведения биоисследований предложены схемы антибактериального действия азометинов - это связывание микроэлементов микробной клетки, а для комплексов - это каталитическое действие в клетке-микробе, приводящее к нарушению окислительно-восстановительных процессов в микроорганизме.

Бактериостатическая активность химически иммобилизованных лигандов и их комплексов ниже, чем активность соответствующих индивидуальных соединений, что обусловлено процессом десорбции в результате гидролиза, который протекает во времени.

Ключевые слова: азометины, комплексы, структура, иммобилизация, бактериостатическая активность, каталитическая активность

ABSTRACT

Losev S.S. Obtaination and research of properties of individual and chemically immobilized on polysaccharide matrixes azomethines, hydrazones and their 3d-metal complexes.-Manuscript.

Dissertation presented to gain degree of Chemical Sciences, Speciality 02.00.01-Inorganic Chemistry. -Donetsk national technical university, Donetsk, 2005.

A series of individual azomethines, hydrazones on the basis of salicyl-, o-oxynaphthoic-, benzаldehyde and their derivatives with different amines, phenylhydrazine, acid hydrasides has been synthesized.Their intracomplex combinations (ICC) with some 3d-metals (Cu, Ni, Co, Zn, Mn) have been obtained.

рК_а o-OH groupes and рК_а of the conjugated -CH=N- groupes of the obtained azomethines have been dеtermined by the way of potentiometric titration.

The synthesis of different amines, acid hydrazides, phenylhydrazine, chemically engrafted on the modified polysaccharide matrixes with the formation of the azomethine and hydrazone type combinations has been accomplished for the first time.The coordinated combinations with 3d-metals (Cu; Ni; Co) have been obtained on the basis of the received engrafted ligands.The structure of the forming combinations has been suggested.

The bacteriostatic activity in vitro in case of 20 per cent DMF of azomethine series in the respect to different kinds of microorganisms has been studied.The correlation between the activity of the azomethines and the Hammet substitute constants of the corresponding copper ICC has been accomplished.

It has been difined that the bacteriostatic activity of 3d-metal ICC with examining ligands is higher than that of the corresponding constituents.

The correlation between the bacteriostatic and catalytic complex activity has been carried out.

The bacteriostatic activity of the chemically immobilized ligands and their complexes is lower than that of the corresponding individuel combinations, and it is conditioned by the influence of the desorption factor.

Key words: azomethines, complexes, structure, immobilization, bacteriostatic activity, catalitic activity.

АНОТАЦІЯ

Лосєв С.С. Отримання і дослідження властивостей індивідуальних та іммобілізованих на полісахаридних матрицях азометинів, гідразонів, їх комплексів з 3d-металами.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за фахом 02.00.01.- Неорганічна хімія. - Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2005.

Синтезовано ряд індивідуальних азометинів, гідразонів на основі саліцилового, бензойного, о-оксинафтойного альдегідів та їх похідних з різними амінами, фенілгідразином, гідразидами кислот. Одержані їх внутрішньокомплексні сполуки (ВКС) з деякими 3d- металами (Cu, Ni, Co, Zn, Mn).

Потенціометричним титруванням визначені рК_а о-ОН груп та рК_а поєднаних -СН=N-груп отриманих азометинів.

Вперше здійснений синтез хімічно прищеплених на модіфікованих полісахаридних матрицях різних амінів, гідразидів кислот, фенілгідразину з утворенням сполук за типом азометинів та гідразонів. На основі отриманих прищеплених лігандів одержані координаційні сполуки з 3d- металами (Cu, Ni, Co). Запропонована структура утворюваних сполук.

Вивчена бактеріостатична активність in vitro в 20% ДМФ ряду азометинів до різних видів мікроорганізмів. Проведена кореляція між активністю азометинів і константами Гаммету замісників, стійкістю відповідних мідних ВКС.

Визначено, що бактеріостатична активність ВКС 3d-металів з вивчаємими лігандами вища ніж їх відповідних складових.

Проведена кореляція між каталітичною і бактеріостатичною дією комплексів.

Бактеріостатична активність хімічно іммобілізованих лігандів та їх комплексів нижча за активність відповідних індивідуальних сполук, що обумовлюється впливом фактору десорбції.

Ключові слова: азометини, комплекси, структура, іммобілізація, бактеріостатична активність, каталітична активність.

Размещено на Allbest.ru

...