Координационные соединения 3d-элементов с некоторыми гидразонами и азинами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

МОЛДАИо'ШШ ГШУДАВСТВЕНШЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК.»IЛ 9: 546. (881 Л+47+562+712+722+732+742) .55.8

ТАРКОДЖИЕЛЬ ШНПЕРЕМ

КООРДИНАЦИОННЫЕ. СОЕДИНЕНИЯ 3<* -ЭЛЕМЕНТОВ С НЕКОТОРЫМИ ГМДРАЗОНАЫИ И АЗИНАМИ

(Специальность 02.00.01 - неорганическая химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Кишинев а 1991

Работа выполнена на кафедре неорганической химии государственно университета республики Молдова.

Научный руководитель - доктор химических наук,

Профессор САМУСЬ Н.И.

Официальные оппоненты - доктор химических наук»

Профессор БАТИ? Д.Г.

- кандидат хМмйчёойих наук» доцейт НЕГРЯЦз И.й.

Ведущая организация - Донецкий политехнический институт.

Бащита диосер4аций состоится 12 йоййрй 1591 г. в 14.00 чао. йа 8й0(здаййй Специвяйзированногь совета К 0б2»01*02 ио химическим наукам государственного университет^ республйкй Молдова по адресуз 277014 г. Кишинев» ул. Ливвэййор* 60,

О диссертацией «окно оайакомиться в бислйьтеке университете (ул* Ливеаилор* 60).

Автореферат разослан

/

Ученый секретарь Специализированного совета* кандидат химических чаук, •

Доцент { /(^г1 Л.Н.Истру

Актуальность темы. В настоящее время координационные соединения с органическими лигандами составляют наиболее перспективную область современной синтетической и прикладной химии переходных металлов. Производные гидразина занимают особое ыьс-ю среди органических лигандов и многие из них биологически активны, а их координационные соединения, в ряде случаев, превосходят ее многократно. Важно отметить перспективность их использования в качестве модельных объектов при исследовании биохимического действия медицинских препаратов на организм человека. Продолжение работ по накоплению и систематизации экспериментального материала по синтезу, изучению свойств и строения комплекс них соединений биометаллов с лигандами, полученными на основе гидразина (гидразойами и аэинами) позволит выяснить влияние природы биометалла, лиганда, стереохимии хелата на ыедико-биологические свойства.

Цель работы заключалась в разработке методик синтеза координационных соединений 3d -элементов с гицразонами ~ , полученными из гидразина и его замещенных. Привлекая к изучению разнообразные физико-химические и физические методы исследования, установить состав и вероятное их строение, изучить влияние природы центрального иона и лиганда на состав, свойства, строение и антимикробную активность.

Научная новизна работы заключается в разработке методик синтеза, ранее не описанных в литературе, координационных соединений меди(П), железа(П), ксбальта(П), ншшля(Л), ыарган-ца(П), цинка и оксованадил(1У) с гидразоиачп , полученными из пвра-толилгидразина и изатина и его замещенных, бензоил-глдГ'йэпиа и 5-нитрофурфурола или изатина и с аэинами, полученными на ocholo гклрйзииб^ароцаткчйсккх оксиа.идагидоз, измияа, ФУРФУРОла и их ааьмщошш*. На основании опидП'Я'Ьйнх, магимо химических, термогравиметрических исследований и рентгенофазо-вого анализа для полученных веществ* высказано суждение о способе координации лигандов с центральный ионом, их дентатности, с«ер<50уи«йк и лзсваруьхуриссзд синтезированных веществ. Изучено влияние природы центрального иона а внугуисфершх. лкгандов на торипчйскуп устойчивость полученных координационных соединений; иснольоэ'л программу для 1КЗВЫ, рассчитаны кинетические параметры реакций первой стадии отщепления внутрис$ерных лигандов. Исследовано влияние природы иена металла, хояатирупцего лиганда (гкдразена, азина), кислотного остатка на антимикробную актив-

ность к 10 штаммам тест-микробов стафилококка, сибиреязвенной вакцины и кишечных палочек.

Практическая ценность полученных результатов заключается в разработке методик синтеза и установлении состава, вероятное го строения и физико-химических свойств 90 координационных соединений. Синтезированные вещества могут служить основой для создания новых антибактериальных средств, конкурируя при этом с препаратами нитрофуранового ряда, применяемыми в настоящее время в медицинской практике. Некоторые из полученных веществ могут оказаться перспективными при конструировании селективных питательных сред и в качестве дезинфектантов или антисептиков, Практическая ценность работы определяется и тем, что получен обширный экспериментальный материал по координационным соединениям биометаллов с биолигаидами, который может быть использован в спецкурсах и спецпрактикумах по химии координационных и бионеорганических соединений.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Молдавского госуниверситета Ц988-1991 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано статьи и одни тезисы доклада.

Объем и структура диссертации. Дисеертапионная работа из-лояена на 163 стр. машинописного текст", состоит из введения, трех глав, выводов, списка литератур;.-, гкиочаютрго 113 наименований работ отечественных и эаруташн'х авторов. Робота содержит 32 таблицы и иллюстрирована II рисуимА-н.

СОДЕРЖАНИЕ РАБ01И

В литературном обзоре (глава I) изложены работы, посвященные проблемам синтеза, строения, химических превращений и практического использования различных типов гидразинов и их координационных соединений. Наиболее подрооно рассмотрены комплексы За -элементов с арил- и ароклзамещетшми гидразинов. Для некоторых соединений приведены данные рентгеноструктурного исследования. Проведен сравнительный анализ ПК спектров лигандов и координационных соединений переходных металлов.получениях на их основе. Отмечается возможность образования азинов, их стерео-изомерных форм. Обсусдени структурные работа о г; и нов и их координационных соединений и показано, что в зависимости от природы альдегида или кетона рпинр могут ннетук«?ь г.ж в ъид-? брдс!?-

тарных хел&тируших, так и ыостиноьих лпгандов. Приъидешшй обзор литературы по координационным соединениям переходных металлов с гидразонами и аэинами показывает, что их физиологическая и в частности, антибактериальная актмш.ость зависит к«к от .свойств биоактивного лиганда, так и от природы .металла -комплекс ообразователя.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ (глава 2)

КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 3<3 -ЭЛЕМЕНТОВ С ИЕКОХ'ОРШИ ГВДРАЭОНАШ И АЗ®АМИ

2.1. Координационные соединения 3<* -элементов с гидразонами, полученными из пара-толилгидразина и изатина или ароматических оксиальдегидов

Из литературы известно, что гидразин и его производные являются исходными продуктами для получения разнообразных веществ с'полезными свойствами, среди которых имеются и лекарственные препараты. Эксперимент показал, что при взаимодействии этаиолышх растворов хлоридов, бромидов или нитратов кобальта (2+), никеля(2+), меди(2+) и цинка с изатином или 5-бромкзатц-ном и лара-толилги.лразином, взятыми в соотношении 1:1:1 или 1:2:2 (а случае кобальта и никеля), выделены вещества, для которых на основании данных элементного анализа предложен состав:

МАХ-,-пИ-л), МА.ои -пц.,0, А: А':

г * <= ^ г 1 13г ~ I

СаЫ^Х?-пН20 (М-Си, --С^-ШЬ-^ —С-И-Ш.,

¡¿а,со,Ш 5 juci.BrИ ЦД^Хо |]

Ы8 - А.А1; п - 0-2} Й ¿н М

3 з

Ацект. указанных ьвае металлов и 2-окси-1-бенз- или 2-ок-

ои-Х -иа'Хьдсгид л яа|ш-гслилгидраэ1:а, иезавлокмо от взятых соотношений в этанслыюй среде оораауют ..сы сослала:

мв2.пй2о (и.си,и1, ^Лн ' е.- саЛ-т-^

¿»ч » - ° к II г ь ^^Ч^он Г (1

(И.Ои,!.! ) к-Д..^ „^

Судя по зиачошша ыилекуияриых алектроироиодностей, синта-зиро.шншв вещества яьляктся'неэлектролитами, а •

• (Но^)2 - электролит. ¡¡х магнетохимическое исследование показало, что Д^ф медных комплексов ояизки к чистости.овому значению для одного неспарешюго электрона; комплексы никеля парамагнитны, Д^ для{к1А2012>2Н2о, [шв^-эн^о] и \шс2-?льр\ рав_

ны 3,09; 2,94 и 2,81 М.Б. соответственно, что согласуется с ок-таэдрическим лигандным окружением. Ллл координационных соединений кобальта значения при комнатной температуре соответствуют трен неспаренным электронам, что указывает на степень окисления центрального иона, равную +2. Из ИК спектров следует, что координация лигандов с центральными ионами осуществляется ' через азот н2 толилгидразина и карбонильный (в случае А и А'), или фенольный (Б, С) кислород с образованием пяти- и шестичлен-ного металлоциклов соответственно. В пользу этого свидетельствует сдвиг в низкочастотную область полос поглощения V (с*о) и >> (с-,м) на 30-25 и 50-40 см"1 соответственно; в мв2-пН2о (М = Си, N1, гп-, П а 0,1) и мс2-2Н2о (М = Си, к! ) - исчезновение полосы деформационного колебания фенольного гидрок-сила в области 1230-1215 см"''-, а также появление во всех комплексах'ряда новых полос поглощения в области 550-405 см"*, соответствующих }> (м-Ю и -р(м-о).

Термический анализ синтезированных соединений показал, что их термолиз протекает через ряд стадий, [[а дериватограм-мах комплексов в области 80-90°С, а ¿{¡« (и- 2И?о], [шсу 2нго] И [соА2(Н2о)?] (1Ю3)? при 150-190°С наблюдаются эндотермические эффекты, по убыли массы, отвечающие отщеплению кристаллизационных и виутрисферных молекул воды соответственно, В области температур 240-530°С происходит их полное термическое разложение. Установлено, что (Тразл) соединения з?в!'скт от природы центрального иона и виутрисферных лигандс-ь: при одном в том же основании Шиффа и кислотном остатке Тразл иименк-зтея в ряду: для Л и

А ' тм>тси5 Б и с ТС,Г;ТН1.- а "I'11 °Л"°М и том

же центральном ионе и основании Ииффа: ?сл > Т0Г > . Природа основания Шиффа такте оказывает влияние на Традл комплекса: замена в нем А(А" ) на В или С приводит к повышению Тп„„_ на 60-220 0.

2.2. Координационные соединения 3 -элементов с некоторыми глдрЧзонамн, получением- на основе бензоилгидра-зина

2.2.1. Координационные соединения 31 -элементов с бензонл-гидрааонок 5-нитроф,ур1',урола

В далмгеИвзк представляло интерес ы'язнихь как влияет на с осте?, с тред икс, ^игикс-хскичсские свойства и прохт-омикроб-ОКГЗВИОГТЬ Уг.'И), С'.-(П), >«(11 5, £п природ-.

гидразона.

При взаимодействии зтанольных растворов хлоридов марганца, кобальта, никеля и цинка с бензоилгидразином и Б-нитрофурфуро-jioii, взятыми в соотношении 1:2:2, образуются вещества состава !1(НГ.)2С1^ 2Н20 (М = to.C^Ni ^^^^^ ).

Ацетаты вышеуказанных металлов вступают в реакцию с бенаоилгид-разином и 5-нихрофурфуролом с образованней мь2*пН2о (М = Ein, Со, ni, Ъп-, п = 2-4). Если реакцию взаимодействия ацетатов ип(н), Со(и), Ni(Il) и 2п с бензоилгидразицом и 5-нитрофурфуролом проводить в присутствии пиридина (pH ~8), то из раствора выделены соединения состава мь2* ¡пру-пИ2о (м » Со, Мп, Ni, Zn; m « 2-4", П = 0,2).

Определение молекулярной электропроводности этих соединений в ДМФА показало, что они являются неэлектролитами. Ка основании- данных магнетохимического исследования установлено, что ион марганца находится в степени окисления +2 в высокоспиновом состоянии; для соединений кобальта значения соответствуют трем неспаренныы электронам; комплексы николп - парамагнитны и судя по значениям эффективного магнитного момента центральный ион в них находится в октаэдрическо.м лигандном окружении. ИК спектроскопическое исследование показало, что ксордина-WR лиганда с ионаыи металлов осуществляется через азоиетино-зий азот я аыидный кислород с образованием пяткчлениого метал-юциклэ. В пользу этого свидетельствует смещение на 15-55 с з низкочастотную область полосы поглощения V(c*n) по сравне-шю с аналогичной полосой бензоилгндразона 5-нмтрофурфурола и юявление новой полосы поглощения ^ (и-н) в области 540-405 ■ ¡if1. Амидный кислород щ, В ML-' nHo0 CM s -Лп, <>«, Ni, 'Zn;

ii = 2-4) , ЫЬ2- mPy.nHgO (M = Mn, Со, Hi, 2n; m = 2-4; n =0,2) координируется it центральному атому в ¡нсльной депротонированной форме, о чей свидетельствует исчез-ювение ь И К спектрах эти/, комплексов полос поглощения V (к-н) I области 3^60-3350 са-1 и >>(с=-о) при 1650 см"1, а такие оявление новой полосы поглощения 1380-1330 .см-1, обуслоален-;ой валентным колебанием -) (о-о). В [м(нь)2сл-> гн2о лиганд рисоеднняется к центральному иону посредством" кетонного атоиа ислорода, о чем свидетельствует низкочастотное смещение на 5-25 см-1 полосы поглощения )> (с=о) и сохранение полосы лог-ощения 9 (N-H) в области.характерной для свободного лиганда

(3460-3350 см-*). Участие анидного кислорода в координации подтверждается появлением новой полосы поглощения валентного колебания V С*-0) ® Области 490-460 си-1.

На дериватограммах комплексов в области температур 80-100 наблюдается эндотермический эффект с убылью массы, отвечающей отрыву: кристаллизационных молекул воды или пиридина; при 190-240°С имеется второй эндоэффект, соответствующий уходу двух внутрисферных молекул вода или пиридина; при 330-495°С происходит полное термическое разложение комплексов. Как показал эксперимент, температура полного разложения (Тразл) вещества зависит от природы центрального атома и лигаидного окружения и для комплексов одинакового состава изменяется в ряду тМг?

>тк1 > тС0. Введение в соединение пиридина приводит к повышению Тразл на 10-30°0,

йспользуя метод Хоровица-Мецгера с учетом дополнения Н.Д.Топора,по специально созданной программе для ПЭВМ оценены кинетические параметры отрыва внутрисферных молекул воды и пиридина ОТ [МЬ2А2] (М В Ип, Со, N1, 2п; А в н2°» ОгНсЫ (табл. I), из которой видно, что на кинетические параметры (в^, и - ^к) влияет природа центрального атома и внутрисферных лиган'дов, и они возрастают при переходе от аквв-к пиридинеодеряащим комплексам, что согласуется с ростом как V-донорных, так и 5Г-акцепторных свойств лиганда А.

Таблица I

Кинетические параметры реакцил

ГМЬ2А2]

(м - МП, Со, N1, 2п1

А = Н20, С^Я )

2А

№ пп. | Соединение М А 1 *-1 | кДя-моль * ' -1еК

I Мп н20 135 11,0 1,4

г Со Д120 .165 15,3 1,9

3 N1 н2о 163 . 15,2 1,9

4 Ъх\ Н20 164 15,3 1,9

5 Со 239 19,5 2,6

6 N1 С<Л1Г/ 240 19,6 2,5

7 йп С с1ЦН 245 20,6 2,6 .

На основании приведенных выше физико-химических методов исследования синтезированный соединениям можно приписать оле дающие структурные формулы:

II s Со, Mn, Hi II * tin, Со, t.i, Zn-,

А - НрО, Pyj х » О, Z't 2 n « 0-2.

2.2.2. Координационные соединения Ъл -элементов с jS-бен-зоилгидраэоном изатина и салицилового альдегида

В дальнейшем представляло интерес выяснить как влияв® на ¡остав, строение и физико-химические свойства комплексов заме-ia в бензоилгидразоне 5-нитрофурфурола карбонильного соедиье-1ия. Эксперимент показал, что при взаимодействии втанолышх tacTBopoB хлоридов tin(ll), Co(ii), Hi(ll),2n с бензоилгмдра-ином и изатином, взятыми в соотношении 1:2:2, образуются вещества [й(Н2ь • HgO (м - ita, Go, ш., an). Ацета-Ы Mn(lX), Go(II), Ni(II) И Zn в аналогичных условиях бразуют с бе и з ои лгг, дра энном и изатином комплекса состава (HL')J-nH20 (Ц = Mn., Со, Ni, 2п| п » 1, 2).

Магнетохимическое исследование показало, что комплексы арганца, кобальта и никеля парамагйитны и судя по значениям ^ х центральные ионы в них находятся в степени окисления

2 в октаздрическом лигандноы окружении.

На основании ПК спектроскопического исследования устаисв-ено, что jS-бензоилгидразон изатина в них является трехдвнтат-ым лигандом, присоединяясь к центральному атому через карбо-ильный кислород и ватинового фрагмента, амидный кислород и азот «N группы о образованием двух" пяти членных мета ллоцик лов.

В пользу этого свидетельствует смещение на 15-30 см"* в низкочастотную область полосы поглощенияпо сравнению с аналогичной полосой в - Jb-бепзоилгидразоне изатина и появление в области 540-405 см~* полос t?(m-n). Участие амидного и карбонильного кислородов в координации с центральными атомами под тверкдается смещением в низкочастотную область на 85-10 см-'* полос поглощения -?(с=о) по сравнению с h2l' и появление но вой полосы поглощения >>(м-о) при 480-450 см"1. В м(нь')2-пн2 (Me мп, Со, Ni; п в 1,2) амидный кислород находится в допротонированной енольной форме, на что указывает исчезновение полосы поглощения т? (с=о) в области I7I0-I670

и появление ряда новых полос т? (с-о) в области I3B5-I360 см"1 и 1350-1315 см"1'.

Термогравиметрическое исследование синтезированных ccßm-нений показало, что у всех комплексов в области 60-95 °(\тт<Й1ю-даются эндотермические эффекты, отвечающие отщеплению кристаллизационных и внутрисферных молекул воды соответственно; при 335-500°С с сильным экзотермическим эффектом происходит полное термическое разложение комплексов.

2.2.3. Противомикробная активность координационных соединений 3d -элементов с гидраэонами, полученными из пара~толил(бензоил)гидразинов и 5-нитрофурфурола, изатина или ароматических оксиальдегидгв

В лаборатории .эпидемиологии, ч и:;муюдогми Молдавского государственного медицинского университета под руководством доктора медицинских наук, профессора Э.Н.Шлчхова и кандидата биологических наук Т.А.Бурденко были проведены исследования координационных соединений Mn(ii),Co(ix),Ni(ii.),Cu(xi) и zп с пара-толилгидразонами изатина (А), 5-бромизатина (А '), 2-окси--I-бенз (В), 2-окси-1-нафт8ЛЬдегидов (С) и бензоилгидразонами 5-нитрофурфурола (hl ), 2-окси-1-бензальдегида ( н?ь" ) на про-тивомикробную активность. ■

В качестве- тест-микробов в эксперименте in vitro использованы стандартные штаммы staphylococcus aureus (Wood '+6, Cowan *1, Smith, 209 F), Staphylococcus ppidermidis, Bacillus

anthracis (STI), Sschori.chia coli (H-I7), Proteus vulgaris и Salmonella typhiawrium. Экспериментальные данные биологических испытаний для некоторых комплексов приведены в табл. 2,

Таблица Z

Противошнсробная активность-(iisr/ira) некоторых гидразонов в их комплексов

К ! !Scaphviococ- ¡Bacillus an- fEscherichia J Proteus ]Salmonella

ГШ, ! Соедашение ; ^ j thraciS(STI)' coli (M-17) j ■ vulgaris j typhimuriu»

! : muf. ! шзк мпк мбк ш1к ; мб к i Ш1К 1 siek Ш1К мбе

I А, А', Б, C, hl, Hgl" >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 -30c

2 [CoA,012] 75 150 75 150 >300 >300 >300 >300 >300 >30c

3 * [NiA^Cijj-2üz0 >300 >300 >300 •500 >300 >300 >300 >300 >300 >300

4 [CuACIg MUG*" 75 150 75 75 >300 >300 >300 >300 >300 >30c

5 [CuA'Ol,] -h20 150 >300 75 75 >300 >300 >300 >300 >300 >300

6 [CUB2] " " ' >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 ^00

7 [OuC- •2Яо0] >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >500 >300 >300

8 [üinl2(e20)2] -hgo 2,5 5 5 5 37,5 150 75 300 75 150

а ' [coi,2(h20)2] 2,5 5 5 5 37,5 150 75 300 75 300

10 [kil2(h20)2] 10 10 10 20 37,5 150 150 300 75 150

ii [znl2(bp0)r]" 5 5 5 10 37,5 75 150 300 i5c 300

.12 [CoL^PyJ 10 10 10 10 75 >300 75 >300 150 >300

13 [ZnL2P-y?] >300 >300 >300 >300 ¡300 >300 >300 >300 >300 300

14 [ünCHL")2] -£2O ■75 >300 75 >300 75 >300 75 >300 150 >300

15 [zn(hl" )2] -н2о 150 >300 75 75 150 150 75 300 150 150

16 [GuCHL")Clj -h20 10 10 10 10 37,5 ISO 37,5 150 37,5 i5c

17 . [Си (HL" )NO^J 'H-jO 2,5 5 5 5 150 .>300 150 >300 >300 >300

из которой видно, что комплексы более актигнн, чем А, А:, В, С, нь, Н^Ь".Полученные результаты указывают нэ специфическую направленность противомикробной активности в отношении грампо-ложительных и грамотрицателышх тест-микробов, что может представить несомненный практический интерес, в частности, при конструировании селективных питательных срод. На минимальную по- • давляющую и минимальную бактерицидную концентрации (соответст-яенно'МПК и МБК) оказывает сильное влияние природа гидразона: замена в комплексе А или А на В и С приводит к увеличению НИК и МКК. Введение в изатин олектроноакцепторного заместителя -брома (А*) снижает протввомикробиую активность соединения.

Природа биометалла также влияет на МПК и МБК веществ;при одном и том же лиганде и кислотном остатке наивысшую активность проявили медные соединения.

Как видно из табл. 2, сам бензоллгидразсн 5-нитрофурфурола (нь ) не проявляет активности в отношении исследуемых тест-микробов, тогда как координационные соединения с нь активны по отношению к штаммам сибиреязвенной вакцины, золотистого и эли-дермиалыюго стафилококков: МПК и МБК изменяются в пределах • 2,5-300 мкг На противомикробиую активность синтезирован-

ных соединений в отношении стафилококков и сибиреязвенной вакцины оказывает влияние природа центрального иона: при одном и том же внутрмсферном составе комплексов она изменяется в ряду МпйСо > ш>гп. Хотя активность сойдиенннй намного меньше к грамотрицательным микроорганизма«, тем не менее наблюдается к ним та же зависимость МПК и МБК ст природу биометалла. Природа внутрисферннх лигандов также влияет на пготивомикросную активность исследуемых соединении: при одном и тем «е центральном ионе МПК. и МБК снижаются' при переходе от пиридинсодеруащих к аквакомплексям. Эксперимент показал, что особенностью комплексов {"МЬ2сНгО]-пНрО (М с МП) С0) 2п; п _ 0_?)

И СмГ.гРу?] тРу-пН^О (М = Со, N1, Яп; и = 0-2 ; п = 0,2) является близость-значений МПК и МБК, а зте дает основание считать, что они имеют бактерицидный характер действия. Учитывая последний факт, а такие высокую актгваость исследуемых соединений, синтезированные комплексы чог.ут оказаться перспективными в качестве диэилфоктангов или анткгсятпков. В этой не таблице приволочи гкопервченталыше лечтоо по иосл?.торами» протино-микробяой яктплност;! координационных с9!>П'«рч«!> 'МШ, Кл(7Т),

кЦт;}, «>(Т1)п пдгяаыго" льд<>; Р.ТКС'УЛ

- ¡Г. -

Следует отметить, что некоторые координационное соединения 3<1 -элементов с н„т." в литературе описаны, однако и* противомвкробная активность не изучена. Как видно из табл. 2, НЛ1'" ~ не активен, в то время как комплексы проявляет высокую активность в концентрации 2,5-300 мкг ыл~*, причем наиболее чувствительными к ним оказались грамполонителыше микроорганизмы (псе штаммы золотистого и зпидеркиального стафилококков, сибиреязвенной вакцины). На МПК и ИБК окапывает пильное •миянио природа центрального атома: для комплексов одинакового состава они измсняктся в ряд.уСо«И1 >'Ап >Мп >Си. Соединения, содержащие в своем составе одну молекулу бензоилгидраэона салицилового альдегида^проявляют более высокую активность, чем комплексы, содержащие две молекулы лигэнда. Обращает на себя внимание факт высокой активности комплексов [Си(Н1,")х]'Нго ц _ Вг, N0^ ) в отношении всех штаммов золотистого и зпидермиаль-, него стафилококков (1,25-5 мкг мл"1). Эти соединения по проти-вомикробкцк свойствам могут конкурировать с препаратами, применяемыми в настоящее время в медицинской практике.

2.3. Синтез, строение и противомикробнэя активность

координационных соединений 3 а-элементов с азинами, полученными на основе гидразонов изатина пли его замещенных, 2-о,.<си-!-бензадьдегидз и 5-нитрофур$урола"

2.3.1. Координационные соединения 3 <1-элементов с азинамщ полученными на основе уЗ-гидразона изатинов и 5-нктрофурфурола

В дальнейшем представляло интерес провести синтез .координационных соединений Са(И),0о(И), N1 (II) и 7.п ' с продуктами конденсации ^-гидрауонов изатина или его замещенных (5-бром-, 5-нитро-, 5-,7-метил-, 9-фенил) и 5-нитрофурфурола (А, Б, В, Г, Д, Е соответственно), исследовать их! состав, физико-химические свойство, строение и выявить влияние зтих факторов на противот ' микробную аки-вность.

Разработаны методики синтеза координационных соединений коба;.ъта(П), накеля(П), медп(П) к цинка с азинами, полученными на основе вышеуказанных ./Э-гидразонов изатинов состава: (МЛеХ?-пН20 (М В Си, гп; ЫБ = А, Е, Б, Г, Д, Е) и МЬтйрХо-пИзЭ (М = ¿О, Кх; Ыв = А, В,' Х=С1, Вг, п = '1-5 \ -

Ый-. Ы<5 « М в"* - В2 - Ь3 . Н}

ив . 6$ а; - Вт. к2 - в' - н(

«-»-ОН—- В! В1 - Шг.В* > Н> . Н|

0 и—И це , с к1 • сн5,н2 - В3 - Н$ ие - А: В1 - В9 - Н, В2 - СН3|

ив - в» В1 . В2 - Н, В5 - С6ну

Для выяснения способа координации лигандов с центральными ионами проведен анализ Ш£ сиектров синтезированных соединений, который показал, что полученные на матрице исследуемых ионов металлов основания Шиффа ведут себя как бидентатные лиганды, координируясь через карбонильный кислород изатина и азот и2 ганда с образованием пятичленного иетеляоцикда. В пользу этого свидетельствует сдвиг в ШС спектрах исследуемых соединений полосы поглощения У) (с«о) я низкочастотную область на 30-35 см"* по сравнению с аналогичной полосой* £-гидразонов изатина и появление полосы поглощения т)(и-о) в области 490-450 см"*. Участие азота нг(Ыв) в ,координации подтверждается смещением в низкочастотную область на 50-40 см~*, расщеплением полосы поглощения >> (с-ы) при 1665-1640 си и появление«полосы в области 530-405 см.

На дериватограммах всех комплексов в области 70-90°С, а у • нитратных комплексов при 140-160°С наблюдаются эндотермические аффекты, по убыли мессы, отвечающие отрыву кристаллизационных и внутрисферных молекул воды соответственно. В области температур 235-420°С происходит полное термическое разложение. При одном и том ке лиганде и кислотном остатке Траэл изменяется в ряду: т2п> тСи и тСо > Введение в лиганд электроноакцеп- ' торного заместители приводит к уменьшению Тразл на 50-65°С, а увеличение количества лиганда во внутренней координационной сфере комплекса или введение электронодонорного заместителя повышает ее на 20°С.

2.3.2. Внутрикомплексныесоединения некоторых Ъ& -элемеа-. тов с азином , полученным из Д-гмдразона изатина и 5-нитро$урфурола

Из литературы известно, что производные Д-гидравона изатина в зависимости от природы растворителя и рН среды могут находиться в лактамной или лактимной формах. Можно было ожидать, что ато свойство скажется на противомикробных свойствах координационных соединений. В связи с этим представляло интерес

нлйти условия синтеза комплексов, в которых азин находи-юя бы в ляктилиой таутомерией форме.

Эксперимент показал, что при взаимодействии атанольной суспензии гидроксидов кобальта, никеля, меди и цинка со спиртовым раствором ¿-гидразоно изатина и 5-нитрофурфурозт, зэя--тых в соотношении 1:2:2,образуются вещества состава:

гиго](М * Со, N1, <}: Г^-)

Си, 2п; ^Амг^-ОН --

.Коли реакцию взаимодействия гидроксидов вышеуказанных металлов с ^-гидразоном изатина и 5-нлтрофурфуролом проводить в присутствии пиридина или у-ииколииов, то из раствора выделены вещества состава(М = Со, ш., Си, йп; А в р-, у-Пс). Из ПК спектров синтезированных соединений следует, что лиганд вряСО.-н)^ (м в Со, N1, Си, гп-, X в н20, гу, у-РЮ находится в депротонир'ованной изатин-лактимной форме к ведет себя как бидентаткый лиганд, присоединяясь к центральному атому через карбонильный кислород изатина и азот к2 азина с образованием пятичленного кеталлоцикла. В пользу этого свидетельствует исчезновение в ИК спектрах всех' комплексов полос поглощения ч?(ян) в области 3^50-3*160 см-* и -р(с=о) при 1760-1770 см"-1, сдвиг в'низкочастотную область на 50-35 см""1 и расщепление полосы поглощения 9 (С=Ю , а также появление ряда новых полос в области 1295-1285 см~* и 530-405 ом-*, обусловленных поглощением 9 (с-о), ^>(м-л) и^(м-о) сбот-ветственно. Для этих соединений рассчитаны кинетические параметры отрыва аминов (пиридина или пиколииов) от [м(0;~н)2х2] (М « Со, N1, Си, гп; X . V?, Т~Р1с).

Полученные результаты представлены в табл. 3, из которой видно, что на Е и 1ег оказывают влияние природа центрального атома и для комплексов одинакового состава изменяйте я' в ряду: к2/ > ес/ > > з^ .

2.3.3. Синтез координационных соединений Р -элементов • с азином, полученным из гидразена 2-окси-1-бен-зэльдегида и 5-нитрофурфурола

Эксперимент показал, что при взаимодействии зтанольных растворов галогекидов, нитратов, сульфатов или ацетатов оксо-ванадия(1У), железа(П), марганца(П), кобалъта(П), никеля(П),- -меди(П) и цинка с гидраэоном салицилового альдегида и 5-нитро-фурфурола, взятыми в соотношении 1:2:2,' образуются вещества

составе.: и^.п^о (и « уо2\ ге2*, ип2\ Со2+, И12\ 2п2+1 п - 0-2) Сий'С1.Н20, Ои^'^О!, Щ,'рЬ^ Ш - Со, N1, 1щ Г » /-Р1с).

гОН г 1 CH.J-N.CH-

N0.

Таблица 3

Кинетические параметры реакции термолиза

1мц82лг] Р ииег * 2а иц1)

| в",

|вД«/моль

№

па.

Соединение

182 | - 1*Е

*раэл

I

г з

5

6

. 7 8

10

11

12 13

' 14 15

(Со«н02Ру2Э

[Со(0-Н)2{>-Р1с)г]

ГСоСО-Н)г(Г-Р1с)2]

[т(ЧгН)2Ру2]

1нц<г-я)2($-р1с)2}

[н1(0-и)2(Г-Р1с)21

[Си(^-Н)2Ру21

(Си(й-Н)2(р-Мс)2)

[Са(Ч-Н)2(у-Р1с)2]

[гп(я-н)2Ру2]

(гп^-Н^СН^с)^

[гп«г-Н)2(]Г-Рас)2]

[сой'2Ру2]

[2п<5'21>у2]

200,7 265,1 260,6 грг.з

207,1 218,3

139.1 114,0 204,9 242,6 289,3

318.2

402.3 373,6

491.4

23,5 29,4 34,7

24.7

25.3

26.8

19.4

19.5 24,1

30.4 36,7

39.7

40.8

48.5 65,5

3,41 3,67

3.81 3,27

3.29 3,27

3.05

3.06 3,43 3,60

3.82 3,98 3,90

3.30 3,40

440 440 450 445 450 450 400 405 410 460 470 470 430 430 480

На основании магнетохиыических исследований установлено, что ионы марганца и железа в Щ'^ги^ (ц = ип, уе ) находятся в степени окисления +2 в высокослиновои состоянии, для СоЧ'2-2Н20 и Сой'з^ значения Д^ соответствуют трем неспа-ренным электронам, что указывает на степень окисления кобальта в них, равную +2. Полное термическое разложение синтезированных соединений происходит при 250480°с. Установлено, что (Т ) ' комплекса у соединений одинакового состава изменяется в ряду:

Чх. > ?мп > ТИ1 >Т?е >ТУ02*

^ кинетические параметры отрыва внутрисферкых аминов от

Ш<3;21У2] (ц е съ, н1, йп ) представлены в табл. 3, из которой

. видно, что на ЕГ и 1в2 оказывает влияние природа центрального

атома:

2.5.Противомикробная активность координационных

соединений 3d -элементов с азинами, полученными на основе гидразонов изатина и его замещенных, 2-окси~1-бензальдегида и 5-нитрофурфурола

Экспериментальные .данные биологических испытаний приведены в табл. 4, из которой видно, что все комплекса проявляют .противомикробную активность в отношении всех исследуемых тест-микробов в концентрации 1,25-300 мкг/мл, причем наиболее чувствительными к ним оказались грамположителыше микроорганизмы. -Самую высокую ингибирующуго активность в отношении стафилококков И Bacillus tinthracis показал ¡FeQ'2(H20)2] (1,25 мкг/мл). Это соединение по противомикробныи свойствам макет конкурировать с препаратами нитрофуранового ряда, применяемыми в настоя-.' две время в медицинской практике. Как видно из табл. 4, все синтезированные координационные соединения проявляют более высокую активность в отношении Bacillus anthracie по сравнению с B&ciilua cereus. Этот факт может служить основанием для ' дальнейших исследований группы сибиреязвенноподобных микроорганизмов.

Вышеприведенный материал показывает, что противомикробная . активность синтезированных координационных соединений 3d -элементов с исследуемыми гидразонами и азинами определяется природой биометалла, внутрисферных лигандов, стереохимии комплекса. Обращает на себя внимание факт увеличения биоактивности соединения, если в основание Шиффа ввести 5-нитрофурфурол или в молекуле ззина содержатся разные по природе карбонильные соединения. Для- объяснения этих фактов необходимы дополнительные исследования как со стороны химиков, так и микробиологов.

ВЫВОДЫ

I. Синтезированы координационные соединения Zn» ®»(II), ■ Ni(íl) и Со(П) с п-толилгидразонами изатина (А) ,5-бромизатина (Л'), 2-окси-1-бенз- и 2-окси-1-кафтальдегидов (В и С соответственно) cocTaBafMAX2]-nH20 (М = Cu, Zn ); [Ш^2].В20 (ц _ Со, Ni ); [MLigX2J*nH20 (М = Си, Zn¡ Lig = А, А'; Х= 01» Вг, NQ3; MB2-nH20 ,.(М= Си, Zn,' Ni ) и MCg.SH^O (jj = Cu,,

Ni ). На основании физико-химических исследований высказано

. ...... Таблица 4

Протизашкрооная активность некоторых координационных соединений 3d -элементов о азкнвии

К? пл. Соединение Staphylococcus¡Bacillus anthracis aureus(Wood46). (STI) .Escherichia coli (M-17) Proteus : vulgaris Salmoneiis typhimurium

МПК | . МБК МПК 1 МБК МПК | МБК Ш1К : ЦБК МП" I- МБК

I ' [CuACl^-HjO ' 12,5 12,5 6,25 12,5 37,5 75 18,7 IB ,7 75 150

2 ГСОА2С12]-Н2О 3,12 3,12 3,12 3,12 .75 150 37,5 150 75 >300

3 [itu2ci2] -гн2о 3,12 3,12 3,12 ЗД2 150 300 75 • 300 150 >300

[ZnA2Cl2l-Н20 9,37 9,37 9,37 9,37 300 300 150 >300 >300 >300

5 [CuBC12!-2H20 18,7 18,7 75 75 75 .75 300 300 75 75

6 .[CuBClg] -Н20 1,25 1,25 2,5 2,5 37 ;5 75 18,7 37,5 37,5 150

7 [СиГС12] -2В20 ■ 75 150 37,5 37,5 37,5 300 300 ■>300 >300 >300

В [CuEC123 >2Н20 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 "300

9 6,25 12,5 6,25 6,25 >300 >300 >300 >300 >300 ^300

10 [Мя^<2(Н20)2] 2,5 10 2,5 2,5 75 300 150 >300 75 >300

II freQ'2(H20)2] 1,25 5,0 1,25 1,25 75 150 150 150 150 >300

12 fCoq'2(HP0)2j 5,0 5,0 5,0 5,0 >300 >300 >300 >300 >300 >300

13 [HiQ'2(H20)2] 2,5 5,0 18,7 18,7 >300 >300 >300 >300 >300 >300

14 ^nQ'2(H20)2] 5,0 5,0 5,0 5,0 >300 >300 '300 т500 >300 >300

суждение о способе координации лигандов с центральным ионом и вероятном их строении. Выявлено, что синтезированные соединения проявляют противомикробную активность в основном к х'рачполояи-тельным микроорганизмам в концентрации 75-300 миг/мл и могут представить интерес при конструировании селективных питательных сред. •

2. Разработаны методики синтеза координационных соединений марганца(П), кобальта(П), никеля(П), меди(П) и цинка с бен-•воилгидразонамв 5-нитрофурфурола (Н1<), изатина (н2Ь') и салицилового альдегида (н2ь") состава: [м(нт,)2С1?]-2н?о,.№2*пнго, Ш,2-иРу-пИ20, fMCH2L')2]012-nH20, [M(HL')2}4iH20, [JlCnr.")2l*H2Ov [Cu(HL")X]-H20, [CuL"J2-2НгО (М=Со, Ni, Мл, Zn¡ ,Br,NOj), для которых на основании магнетохимических и ИК спектроскопических исследований высказано суждение о координации лигандов

и стереохимии комплексов. Найдено, что все соединения прояв- . ляют противомикробную активность з концентрации 1,25-300 . » миг/мл. Комплексы ыеди(П) с бензоилгидразоном салицилового альдегида состава [Cu(Hl,")x3*nH20, Г£0 х = Вг> №3 • активны по отношению к птаммам золотистого и эпидермиального стафилококков (1,25-5 мкг/мл) и могут конкурировать с применяемыми в настоящее время в медицинской практике противомикробны-ми препаратами, а координационные соединения 3d -элементов с бензоилгидразоном 5-нитрофурфурола имеют бактерицидный харак-; тер действия и являются перспективными в качестве дезинфектан-тов и антисептиков. '

3. Синтезщ)ованы координационные соединения vo + > Мп +»

fe2f, cu?+, Zn 0о2+ и ni + с азинани, полученными на основе гидразонов салицилового альдегида, изатина, 5-бром-, 5-нит-ро-, 5,7-метил- или 9-фенилиэатшгов и 5-китрофурф;рола ( НЯ' > А, Б, В, Г, Д.и Е соответственно), для которых установлен состав: MQ'2-n>¡20 (М V02+, Mn2+, Fe , Cu2+, Zn2 V <*> и Ni2* ¡ n - 0-2); [CuQ'3-lT^O]; [MLigX.^ nH.,0 ( M . Cu2*, Zn2+-, • big .«= А,Б , fl, Г ,Д, E); ¿LÍB2Xp-nH2Ó Cc2+, Ki2h; UgA,

P), [K<Q.H)2Ap] (A» RK, "p-, f-Vic)i Q _ лактимная форма А) и вероятное распределение химических связей в молекулах комплексов. Найдено, что вещества проявляют противомикробную активность в концентрации 1,25-300 мкг/мл, причем она зави-. сит ст природы карбонильного соединения: комплексы с азияом, ' полученным но Д-гидрпзона 9-фечил1та:мша и 5-нитрофурфурола » активности не пропзлягст.

4. Проведено термоаналитическое исследование синтезированных соединений оксованадия(1У), марганца(П), аелеза(П), ко-балма(П), никеля(П), меди(П) и цинка с п-толилгидразонами изатина, 2-окси-1-бенз-, 2-окси-1-нафтальдегидов, 5-нитрофур-фурола, изатина и с азинами, полученными из гидразонов изатина и 2-окси-1-бензалъдегида, фурфурола, их замещенных и установлено, что температура полного разложения (Тразл) комплекса зависит от природы центрального иона и у соединений одинакового состава изменяется в ряду:

Т2„ >*щ, >ТСо >ТСи '

На термическую устойчивость вещества оказывает влияние природа внутрисферных лигандов: Тразл при втом уменьшается яри переходе от гидразонных- к азинам, от хлоридных к нитратным или от амин- (пиридин, пиколины) к аквакомллексам. Увеличение количества молекул хелатирующего лиганда в комплексе или перевод его из лактамной в лактимную форму приводит к повышению Траал соединения на 40-120°. Введение в лиганд электроноакцепторного

• ааместителя приводит к уменьшению Тразл на 20-70°С, а электро-~нодонорного - повышает ее на 20-30°С.

5. Изучена кинетика реакции первой стадии отщепления внутрисферных лигандов от [мЫвз^ = Со* ^ 2п*

А о н2о, Ру, у-Р1с,1,1в-бензоилгидразон Б-нитро^урфурока,' 2-окси-бенэилметияенгидразон'Ъ-иитро-2-фура.чьдегида Х/ .. Используя программу для ПЭВМ, рассчитаны кинетические параметры отщепления внутрисферных молекул воды и аминов. Установлено, что на анергию активации (Е^) топохимического процесса оказывает влияние природа гидразона^ центрального атома к амина. Найдено, что во всех случаях Е возрастает с ростом основности амина,

6. Выявлена антимикробна« активность синтезированных координационных соединений -элементов с исследуемыми гкдрааояа-ми а азинами по отношению к тест-микробам стафилококка, сибиреязвенной вакцины и кишечных палочек в концентрации 1,25-300 мкг/мл. Найдено, что. активность определяется природой биометалла, внутрисферных лигандов, стереохимии лиганда и комплекса. Наиболее биологически активными оказались комплексы с ионами Си2+ и . Уе2+. Следует отметить, что введение в молекулу гидразина 5-нитрофурфурола приводит к появлению высокой актив-иости в отношении грамположительных микроорганизмов. Полученные

•нэ'его основе гидразоны, азины и их комплексы по противомикроб-

• шы свойствам (1,25-18/7 мкг/мл) могут конкурировать с препаратами нитрсфурьновсго ряда, и{.иие«1яемыми ъ медицинской практике.

. - И-

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Синтез, строение и противомикробная активность координационных соединений d -элементов с некоторыми основаниями Шиффа / Н.М.Свмусь, З.Н.Шляхов, П.М.Кетруш, Таркоджиель Мианлерем, Т.А.Бурденко, Н.Я.Бурлаку, Е.К.Осадчая, В.К.Цап-ков // Хим.-фари. журнал, - I9S0. - Т.'24, ft 10. - С. 5861.

2. Синтез, строение и противомикробная активность координационных соединений меди(2+) с азинами / Н.М.Самусь, Таркоджиель Иианперем, Т.А.Бурденко, В.В.Гылка, В.И.Цапков // Деп. в МолдНЙИНТЙ. - 1990. - te I2II - M9I.

3. Координационные соединения 3d -элементов с гидразонами,

полученными из некоторых изатинов, ароматических окси-альдегидов и пара-толилгкдразина / В.И.Цапков, Таркоджиель Мианперем, Е.К.Осадчая, Н.М.Самусь // Деп. в МолдНШНТИ. -№ 1210 - M9I.

4. Синтез и противомикробная активность координационных соединений некоторых d -элементов с г-оксибензилнетиленгидраво-. ном 5-нитро-2-фуральдегида / Н.М.Самусь, Таркодтаель Мианперем, В.И.Цапков, Т.А.Бурденко, Н.Я.Бурлаку, П.И.Бульмага, П.Н.Кетруш // Деп. в МолдНКИНТИ. - 1991 - M9I.

5. Синтез, физико-химические и медико-биологические свойства координационных соединений 3d -элементов с основаниями Ииф-фа, полученными на основе гидразина и некоторых сульфаниламидов / В.И.Цапков, Н.М.Самусь, В.В.Стан, Терксджиель Мианперем, Наузат Аль-Набгали // Теэ. докл. на научн. конф. проф.-прел. состава и сотр. МолдГУ по итогам научно-иссл. работы за ХП пятилетку. Кишинев, 1991. - Т. I. - С. 150.