Молекулярные комплексы цинк(II)- и железо(III)порфиринов с пиридином, н-пропиламином, метиловым эфиром глицина тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Якубов Сергей Петрович

Молекулярные комплексы цинк(П)- и железо(Ш)порфиринов с пиридином, н-пропиламином, метиловым эфиром глицина

02.00.04 - физическая химия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук

Иваново - 2006

Работа выполнена в Институте химии растворов РАН

Научный р\ководитель доктор химических наук, профессор Вьюгин Анатолий Иванович

Официальные оппоненты доктор химических наук, старший научный сотрудник Агафонов Александр Викторович кандидат химических наук, доцент Черников Виктор Владимирович

Ведущая организация Институт общей и неорганической химии им Н С Курнакова РАН

Защита состоится <<_'/» ■■/>^//¿¿■2006 г в часов на заседании диссертационного совета Д 002 106 01 при Институте химии растворов РАН по адресу 153045, г Иваново, ул Академическая, д 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии растворов РАН по адресу 153045, г Иваново, ул Академическая, д 1

Автореферат разослан апреля 2006 г

Ученый секретарь *

диссертационного совета с/юж — Ломова Т Н

XQD&k

3-125)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Металлопорфирины (МР) известны, а первую очередь, как простетические группы белков и некоторых ферментов, витамина В и железопорфирины входят в состав гемоглобинов, миоглобннов, цитохромов Известно большое количество жизненно важных биохимических процессов, в которых главенствующая роль отводится именно металлопорфирннам В последнее десятилетие интерес к физико-химическим свойствам порфиринов группы крови существенно возрос, что связано с новыми фактами биохимической активности и возможностью практического использования металлопорфиринов группы крови в медицинских целях Как было установлено в 1999г иинк(П)протопорфирин (ZnPP) образуется в организме в процессе метаболизма и биосинтеза гемина (Zinc Protoporphyrin А Metabolite with а Mission Robert F Labbc, Hendrik J Vreman and David К Stevenson // Clinical Chemistry 45 2060-2072, 1999) При анемиях цинк становится альтернативой иону железа, ведя к возрастающему образованию ZnPP, при этом соотношение ZnPP/heme в эритроцитах отражает содержание железа в костном мозге На основании определения содержания ZnPP в крови в настоящее время разрабатываются клинические методики В ряде работ установлено, что, ZnPP может регулировать гемовый катаболизм при взаимодействии с гемоксигеназой- ферментом определяющим разложение молекул гема на билирубин и СО (Nephrology Dialysis Transplantation, Vol II, Issue 3 492-497, 1996 by Oxford University Press) Таким образом, ZnPP имеет потенциальное терапевтическое применение как препарат, регулирующий функцию гемооксигеназы для предупреждения гипербилирубинемии (Archives of Disease in Childhood Fetal and Neonatal Edition 2002,87 F49-F51) Металлопорфирины группы крови обладают и противомалярийная активностью, не уступают широко применяемым лекарственным препаратам артемизину и хлорхинину (Wu, L, Wang, R, (1998) Direct Effect of Zinc Protoporphynn-IX on Calcium Homeostasis of Vasculai Smooth Muscle Cells Presented at INABIS '98 - 5th Internet World Congress on Biomedical Sciences at McMaster University, Canada, Dec 7-16th Invited Symposium) Добавки порфиринов группы крови, особенно ZnPP, к лекарственным препаратам, например, эритромицину, усиливают действие эюго антибиотика в 7-10 раз В основе биохимической активности металлопорфиринов лежит их способность участвовать в процессах молекулярного комплексообразования с различными по природе молекулами Металлопорфирины, являясь макроциклическими молекулами, имеющими несколько центров специфической сольватации, находясь в биоструктурах, кроме процессов аксиальной координации могут участвовать в универсальных и других специфических взаимодействиях с молекулами растворителя (воды, электролитов крови и тд) или фрагментами псевдосольватного окружения Исследование этих многоцентровых межмолекулярных взаимодействий в процессах молекулярного комплексообразования является одной из фундаментальных задач физической химии металлопорфиринов и представляет несомненный научный и практический интерес, так как позволяет глубже проникнуть в суть биохимических процессов, тонко управлять технологическими процессами, достигая требуемой селективности

Цель работы Исследование процессов молекулярного комплексообразования метаплокомгшексов (Zn2+, Fe3+) тетрафенилпорфирина и порфиринов группы крови с электронодонорными лигандами (L) (пиридином, н-пропиламином, метиловым эфиром глицина) в среде бензола и хлороформа В связи с этим в задачу исследования входило 1) методом калориметрического титрования получение термодинамических характеристик процессов молекулярного комплексообразования цинк(Н)порфирииов группы крови и цинк(П)тетрафенилпорфирина с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина в среде бензола 2) оценка влияния структуры порфиринового макроцикла, электронодонорного лиганда и специфических л-л-взаимодействий металлопорфиринов с молекулами растворителя (бензола) на термодинамическую устойчивость молекулярных комплексов

макроциклов с электронодонорными лиганлами 3) создание термоаналитической установки и разработка пакета компьютерных программ, позволяющих на основании результатов термохимического исследования кристаллосольватов металлопорфиринов определять их состав, энергетическую и термическую устойчивость 4) провести термохимическое исследование кристаллосольватов железо(Ш)порфиринов группы крови с бензолом, при наличии устойчивых комплексов - определить их физико-химические характеристики 5)методом калориметрического титрования изучить термодинамику процессов координации пиридина железо(Ш)порфиринов группы крови в бензоле и хлороформе 6) с привлечением результатов термохимического исследования особенностей сольватационного взаимодействия железо(Ш)порфиринов - бензол, оценить влияние бензола на термодинамические характеристики процесса координации пиридина железо(Ш)порфиринами в среде бензола

Научная новизна. Впервые были проведены исследования процессов молекулярного комплексообразования металлопорфиринов группы крови с н-пропиламином метиловым эфиром глицина, пиридина

Проанализировано влияние на термодинамическую устойчивость образующихся комплексов природы порфиринового макрокольца и сольватирующей среды Установлено, что в составе железо(Ш)протопорфиринов винильные группы во 2 4-положениях макрокольца проявляют - С - электронный эффект замещения

Впервые обнаружено, что в молекулярном комплексе цинк(Т1)гематопорфирина (7.пНР) с метиловым эфиром глицина наряду с образованием донорно-акцепторной связи Zn2+ <-N (метилового эфира глицина) реализуется аттрактивное взаимодействие между атомами кислорода сложноэфирной группы 7пНР и СН-атомами метоксиэтильной группы координированного лиганда, что приводит к значительному увеличению устойчивости молекулярного комплекса

Установлено, что наличие специфических сольватационных взаимодействий металлопорфиринов с молекулами растворителя в ряде случаев может оказывать более существенное влияние на термодинамическую устойчивость молекулярных комплексов, чем модификация структуры макроцикла Данный факт является важным, так как демонстрирует новую возможность повышения селективности процессов молекулярного комплексообразования, протекающих с участием металлопорфиринов, не связанную с химической модификацией макрогетероциклов

Полученные термодинамические характеристики пополнят информационную базу данных, а установленные закономерности и зависимости позволят лучше понять природу и особенности донорно-акцепторного взаимодействия металлопорфирин - лиганд Сделанные выводы и выявленные закономерности позволяют расширить представления о молекулярном распознавании

Практическая значимость работы

Выявленные высокая термодинамическая устойчивость молекулярных комплексов цинк(П)порфиринов группы крови с метиловым эфиром глицина демонстрирует принципиальную возможность усиления действия лекарственного препарата - 1лицина при условии добавления в препарат цинк(Н)протопорфирина По сведениям (Celebuski J Е, Chorghade M S, Lee ECU Tetrahedron Leiters 1994 V35 P3837) ZnPP используется в смеси с эритромицином, усиливая действие антибиотика в несколько раз Поэтому можно предположить, что, являясь по своей природе эндогенным веществом ZnPP не будет оказывать негативного влияния на человека, а наоборот введение 7пРР будет уменьшать гемовый катаболизм (Sil S, Bose Т, Roy D and Chakraborti A S 2004 Protoporphyrin IX-induced structural and functional changes in human red blood cells, haemoglobrn and myoglobin, J Biosci 29 281-291 Ncphrology Dialysis Transplantation, Vol 11, Issue 3 492-497, Copyright <D 1996 by Oxford University Press) тем самым, способствуя лучшей оксигенации структур моз!а Глицин, также является лекарственным препаратом и широко применяется в медицине Поэтому можно предположить, что «комплекс» глицин- цинк(И)протопорфирин будет

потенцировать и пролонгировать действие мицина, так как с одной стороны, ZnPP способствует лучшей оксигенации структур мозга, с другой за счет комплексообразования будет уменьшена скорость выведения глицина из организма

Полученные в работе данные по многоцентровым взаимодействиям металлопорфиринов с лигандами и сведения о влиянии я-я-комплексообразования металлопорфиринов с ароматическими молекулами на процессы аксиальной координации будут полезны при создании на основе металлопорфиринов искусственных рецепторов

Разработанный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для электронной регистрации сигналов дериватографа 1000D (Венгрия), а также пакет компьютерных программ, позволяющих проводить количественную обработку полученных результатов совместно с дериватографом 1000 D является современной универсальной установкой, позволяющей проводить различные исследования

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы, содержащиеся в диссертации докладывались на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука - XXI веку» (Иваново 2001 г), XXII научная сессия Российского семинара по химии порфиринов и их аналогов «Координационная химия металлопорфиринов с элементами VIII группы» (Иваново 2001г), V Школе-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений (Звенигород 2002г), Международной научной конференции "Физико-химический анализ жидкофазных систем" (Саратов 2003 г), XXIV научной сессии Российского семинара по химии порфиринов и их аналогов (Иваново 2003 г), XIII Российской студенческой конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург 2003 i ), IX Международной конференции по химии порфиринов и их аналогов (Суздаль 2003 i ), III Конференции молодых ученых ИХР РАН, Всероссийский семинар «Крестовские чтения» (Иваново 2004 г), Ивановском инновационном салоне "Инновации-2004" (Иваново 2004 г), Областной конференции молодых ученых "Молодая наука - развитию Ивановской области" (Иваново 2005г), European conference on calonmetry and thermal analysis for environment (Zakopane, Poland 2005r)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 11 тезисов докладов Структура работы: диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, основных итогов работы, литературы и приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 Литературный обзор состоит из трех частей Первая часть посвящена биохимической активности природных металлопорфиринов, содержит информацию о результатах последних исследований в области био- и координационной химии металлопорфиринов Основная часть посвящена проблемам молекулярного комплексообразования с участием металлопорфиринов Приводится обширный материал, характеризующий различные аспекты специфического взаимодействия металлопорфиринов с нейтральными лигандами (донорно-акцепторное, тс-тг- и аттрактивные взаимодействия) Особое внимание уделяется вопросам, связанным с изучением влияния среды на процессы молекулярного комплексообразования и изучением процессов молекулярного распознавания с участием металлопорфиринов На основании проведенного анализа литературных данных обоснованы задачи и цели исследования, выбор метода исследования и объектов

Глава 2 Экспериментальная часть В данном разделе диссертационной работы приводится описание автоматического дифференциального калориметра титрования и термоаналитической установки, приведены основные метрологические характеристики приборов, изложены методики поверки и аттестации Для калориметра титрования аттестацию проводили по реперным системам - TRIS-HC1 -вода, ZnTPhP-Py- бензол теплотам смешения жидкостей (бензол - четыреххлористый углерод, изо-пропанол-вода, бутилацетат- вода) Термоаналитическую установку аттестовывали по реперным веществам

KN03, NH„N03, NH4CI, NaN03, K2Cr207, КЮ3, LiCl, KI, KBr, NaBr, KCI, и K2C03, BaCI2 2H2O, бшшстиллированная вода, пиридин, ДМФА, бензол, гсксан, ацетон, этанол и хлороформ Подробно описаны методики проведения эксперимента, примененному математическому аппарату для обработки экспериментальных данных, расчета погрешностей

Электронные спектры поглощения металлопорфириновых растворов регистрировали до и после калориметрического титрования на спектральном приборе Specord М40

Химический анализ на содержание углерода, азота, водорода выполнен с помощью CHNS-0 Analyzer Flash TF 1112 Series'

Следующий раздел экспериментальной части диссертационной работы посвящен описанию очистки и оценки степени чистоты исследуемых веществ В качестве объектов исследования были выбраны цинк(Н)тетрафенилпорфирин (I),

хлориджелезо(1П)тетрафенилпорфирин (II) цинк(И)гематопорфирин (X т м е (III), цинк(Н)дейтеропорфирин IX д м е (IV), цинк(Н)протопорфирин IX д м е (V), хлориджелезо(Ш)гематопорфирин IX т м е (VI), хлориджелезо(Ш)дейтеропорфирин IX д м е (VI), хлориджелезо(И1)протопорфирин IX д м е (VII) ацетагжелезо(Ш) протопорфирин IX д м е (VIII), пиридин, н-пропиламин, метиловый эфир глицина2 Исследования проводили в бензоле и хлороформе, стабилизированном амиленом

I. ZnTPhP M=Zn

II. CIFeTPhP M=CIFe

сн. сн,

соосн,

ZnHP M-Zn R-CH(OCHV)CHj ZnDP M=Zn R-H ZnPP M=ZnR-CH-CH2 ClFeHP M=ClFe R=CH(OCH,)CH, ClFeDP M=CIFe R-H ClFePP M=ClFe R-CH-CH2

VIII AcFePP M=AcFe R=CH=CH2

Глава 3 Обсуждение результатов 3 1 Координационная способность металлопорфиринов группы крови по отношению к электронодонорным лигандам Влияние структурных и сольватационных эффектов

3 1 1 Молекулярные комплексы цинк(П)порфиринов с нейтральными лигандами

В данной работе использован комплексный подход, успешно зарекомендовавший себя ранее при изучении координационной способности синтетических металлопорфиринов по отношению к электронодонорным лигандам Подход основан на совместном использовании методов калориметрического титрования и термогравиметрического анализа кристаплосольватов Методом калориметрии титрования изучаются трехкомпонентные системы, содержащие МР, Ь и растворитель Это позволяет определить изменение энтальпии, энтропии процессов взаимодействия МР с Ь в растворе, а также состав образующегося комплекса и его термодинамическую устойчивость (Кс) Ранее методом термогравиметрического анализа были исследованы двухкомпонентныс системы цинк(Н)порфирин - бензол (Антина А Е, Лебедева Н Ш, Вьюгин А И, Стройкова И К // ЖФХ 1998 Т 72 № 4 С 721 ) Полученная информация об особенностях сольватационных взаимодействий цинк(Н)порфиринов с бензолом, энергетической и термической устойчивости соответствующих л-я-комплексов, их составе необходима для оценки влияния структурных и сольватационных факторов на термодинамические параметры исследуемых

1 Элементный анализ выделенных молекулярных комплексов металлопорфиринов был выполнен в ГОУ ВПО «ИГХТУ» ИЦ «Качество»

2 Автор выражает благодарность д х н Мамардашвнли Н Ж за предоставление указанного молекулярного

лиганаа

процессов

Все изученные ZnP образуют устойчивые молекулярные комплексы с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина ^пР пЬ) В случае систем, содержащих ZnPP и 2пНР, образуются комплексы 1 2 с последовательным присоединением аксиальных лигандов, о чем свидетельствует вид кривых калориметрического титрования

ХпОР и 2пТРИР взаимодействуют с н-пропиламином и метиловым эфиром с образованием комплексов состава 1 1 Проведенный контроль по ЭСП растворов МР в бензоле, взятым до и после проведения калориметрического эксперимента, позволяет заключить, что взаимодействие с электронодонорными лигандом протекает по центральному атому металла Наибольшее изменение претерпевает первая полоса поглощения и полоса Соре, наиболее чувствительные к состоянию ароматической л-системы макроцикла и центральною иона металла Например, полоса Соре гпТРЬР и ХпОР, образующих с н-пропиламином комплексы состава 1 1, претерпевает батохромный сдвиг на 15 17 нм, в то время как ЭСП ZnЯP и 2пРР, координирующих по две молекулы и-пропиламина, претерпевают меньшие изменения, полоса Соре смещается на 10-14 нм Полученные результаты вполне соответствуют современным представлениям 1еории ЭСП металлопорфиринами Координация первого лиганда приводит к вытягиванию центрального иона металла из плоскости макрокольца, таким образом, причина батохромного смещения заключается в уменьшении электронного ст-эффекта координации и эффекта заряда, т е двух электронных эффектов координации, вызывающих коротковолновый сдвиг в ЭСП первой полосы Присоединение второго лиганда сопровождается втягиванием атома металла в центр полости порфирина, упрочнением а-связи и ростом электростатического воздействия на агомы азота порфирина, те растет >ффект заряда (Березин БД, Ьниколопян НС Порфирины структура, свойства, синтез / К А Аскаров, Б Д Березин, Р И Евстигнеева М Наука 1985,) Отсутствие симбатности спектральных изменений (Л/.) и термодинамических характеристик (табл 1) свидетельствует о том, что оценка координационной способности МР по отношению к электронодонорным молекулам, основанная на сдвиге полос поглощения, не всегда справедлива

Таблица 1 Термодинамические характеристики (Л//1 - в кДж моль"1, Д5° - в Дж (моль К)"') процессов взаимодействия цинк(П)порфиринов с электронодонорными лигандами

Лиганд МР Состав Кс "д//1 /З-К^Кг

н-Пропиламин /,пОР 1 1 9 4 10" -8 61 66

2пНР 1 1 1 2 3 3 103 3 6 105 -49 63 -9 94 -99 35 1 2 107

гпРР 1 1 1 2 5 810' 7 710' -33 21 -4 57 -39 59 4 5 107

гптрьр 1 1 2 410" -18 03 23

Ме гиловый эфир глицина 7.пОР 1 1 1 104 -16 23 22

2пНР 1 1 1 2 5 1 104 4 6 102 -26 89 -20 88 47 69 2 3 107

гпрр 1 1 1 2 9 5 10! 2 8 103 -1236 -16 30 35 11 2 6 107

гптрьр 1 1 7 4 102 -9 12 24

Х±8%, "Дй° ±2%, "'\?±\2%

Термодинамическая устойчивость молекулярных комплексов цинк(Н)порфиринов как с и-пропиламином, так и с метиловым эфиром глицина увеличивается в следующем ряду МР

ZnTPhP < ZnDP < ZnHP < ZnPP

(1)

Наблюдаемые различия в термодинамической устойчивости образующихся комплексов, в первую очередь, могут быть обусловлены влиянием природы периферийных заместителей на перераспределение электронной плотности в порфириновом макрокольце и на атомах азота реакционного центра Способность центрального иона метал па в составе МР к координации электронодонорных лигандов, в основном, определяется величиной остаточного положительного заряда на ионе металла, который, в свою очередь, зависит от электронодонорной способности атомов азота реакционного центра те от основности порфиринового макрокольца Так, в составе тетрафенилпорфирина CV,Hs- заместители проявляют +1-эффект, увеличивая тем самым электронную плотность на атомах азота реакционного центра и уменьшая остаточный положительный заряд на ионе цинка Большая координационная способность природных цинк(П)порфиринов по сравнению с ZnTPhP (табл 1) обусловлена как несимметричным периферийным замещением в составе молекул природных метаплопорфиринов, так и наличием кислородсодержащих периферийных 6,7-заместителей, проявляющих -F-элсктронный эффект, приводящий к уменьшению электронной плотности на атомах азота реакционного центра и, как следствие, увеличению координационной способности иона цинка

Порфирины протогруппы отличаются природой 2,4-заместителей Как было показано ранее (Антина А Е, Лебедева Н Ш, Вьюгин А И, Стройкова И К //ЖФХ 1998 Т 72 № 4 С 721 ), для гематопорфирина электронный эффект сложного заместителя -СН(ОСН3)СНз будет определяться суммой электронных эффектов СНзО- и СНзСН= групп, при этом -I (СН3О-) > +1 (СН3СН=) СН30- группа, обладая +С и -I- эффектами, в составе данного заместителя может проявлять только -I-эффект, что обусловлено наличием изолятора сопряжения в виде СНа группы, исключающей возможность сопряжения р, - электронов атома кислорода с ж-системой макроцикла порфирина Наличие водорода, обладающего нулевым электронным эффектом, в 2,4-положениях пиррольных фрагментов приводит к увеличению электронной плотности в макрокольце ZnDP по сравнению с ZnHP Винильная группа -СН=СН2, как известно, способна быть проводником +1 и +С- электронных эффектов Судя по литературным данным в составе ZnPP винильная группа является проводником +С -электронною эффекта Таким образом, анализ электронных эффектов периферийных функциональных заместителей позволяет заключить, что координационная способность цинк(И)порфиринов должна увеличиваться в следующем ряду

ZnTPhP<ZnPP<ZnDP<ZnHP (2)

Ряды (1) и (2) не совпадают, что может быть обусловлено только влиянием сольватирующего растворителя - бензола Хорошо известно, что МР с ароматическими растворителями способны образовывать я-я-комплексы, в которых специфически сольватирующие молекулы растворителя преимущественно расположены над и под транс-лежащими пиррольными фрагментами порфиринового макрокольца, но в ряде случаев могут быть смещены и стерически блокировать реакционный центр метаплопорфирина В предыдущих работах было установлено, что из всех изученных метаплопорфиринов энергетически и термически устойчивые комплексы с бензолом (ZnP mS, m=l или 2) образуют ZnTPhP, ZnDP и ZnHP, в то время как ZnPP образует с бензолом очень слабый комплекс Следовательно, процесс взаимодействия ZnPP с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина в бензоле протекает по схеме (3)

| 2

У.пР.оы + 2Loh* Kr- >ZnP Lu,h* Lsoiv* -К<- >ZnP■ 1L„<, (3) В случае систем содержащих ZnTPhP, ZnDP и ZnHP, по схеме (4) или (5)

(ZnP mS)ioh + nL-,»h. Кс .(ZnP nl,)>„h + mS„h (4)

(ZnP mS)soh +nL<oiv+^-^(ZnP ■ nL -kS)soh + (m-k)Sioh (5) Для уточнения состава образующихся в результате титрования молекулярных

комплексов па основе /пТРЬР 7пОР и Zn}iP было проведено термогравимстрическое исследование кристаллических образцов, выделенных после проведения калориметрического исследования В качестве примера на рис 1 приведены дериватограммы, отражающие процессы термодеструкции молекулярных комплексов ZnP с бензолом и н-пропиламином В таблице 2, представлены физико-химические характеристики молекулярных комплексов 7пР с лигандами

Таблица 2. Физико-химические характеристики молекулярных комплексов ЪпР с лигандами

гпР Растворитель

Бензол н-пропиламин

Состав Тд°С ДнспН , Состав т, °с АиспН ,

гпРЬ кДж моль' гпРЬ кДж моль'

¿пНР 1 2 60 39 1 2 70 58

1 1 122 96 1 1 113 199

гпор 1 1 72 62 1 2 1 1 67 81 53 171

гпРР 1 1 49 38 1 1 82 168

гптрьр 1 2 60 150 1 1 114 113

Погрешность ЛИ1„Н составляет ±(3-8) кДж моль

Рис 1 Дериватограммы кристаллосольватов а) гпТРЬР б) 7.пРР

Обозначения кривых ТО - термогравиметрия, ПТС- дифференциальная термогравиметрия

Следует отметить, что физико-химические характеристики молекулярных комплексов цинк(Н)порфиринов с бензолом, определенные в данной работе в пределах погрешности совпадают с данными, полученными ранее Характеристики молекулярных комплексов 2пР с н-пропиламином получены впервые Как видно из представленных данных (табл 2)

энергетическая устойчивость молекулярных комплексов 7 пР с н-пропиламином увеличивается в ряду

гптрир<7прр<гпвр<гпнр (6)

который совпадает с рядом (2), построенным при анализе электронных эффектов периферийных заместителей порфиринового макроцикла Данный факт является дополнительным подтверждением, того, что причиной увеличения координационной способности ХпР по отношению к н-пропиламину в бензоле в ряду П) являются специфические сольватационные взаимодействии 7.пР с бензолом

Рассмотрим результаты термогравиметрического исследования в трехкомпонентной системе гпТРЬР- бензол- н-пропиламин (Рис 1 а) Кривая дифференциального термического анализа кристаллосольвата 7пТРКР - бензол - н-пропиламин имеет характеристичные пики, отражающие процесс испарения специфически сольватирующих макроцикл молекул растворителя Причем, температуры начала удаления молекул растворителя из кристаллосольвата в пределах погрешности совпадают с соответствующими температурами разрушения аксиального и специфического л-л-комплекса (рис 1а) Метод термогравиметрического анализа кристаллосольватов дает очень наглядную картину поэтапного разрушения сольватных структур, но к сожалению при использовании смешанных растворителей рассчитать мольное соотношение 7.п\'РЬР бензол н-пропиламин на границах этапов не возможно Наличие отдельного этапа, начинающегося при 60°С позволяют утверждать, что аксиальная координация н-пропиламина не приводит к полному разрушению л-л-комплекса /пТРЬР 2СбНб, но при этом нельзя исключать, что при координации н-пропиламина удаляется только одна специфически сольватирующая 7пТР11Р молекула бензола Тем более принимая во внимание многочисленные рентгеноструктурные исследования л-л-комплексов 2пТРЬР с ароматическими молекулами растворителей, в которых установлено, что малые ароматические молекул расположены копланарно плоскости макроцикла и частично стерически блокируют центральный ион металла Следует также отметить, что для большинства л-л-комплексов природных металлопорфиринов характерна другая локализация малых ароматических молекул - над транс-лежащими пиррольными фрагментами, при )том реакционный центр порфирина остается открытым Наиболее вероятной причиной, обуславливающей необычное расположение малых ароматических молекул в л-л-комплексах 7пТРЬР является наличие фенильных колец в макроцикле расположенных под углом 20-40° к плоскости макрокольца и стерически препятствующих ориентации малых ароматических молекул над пиррольными фрагментами макроцикла Для уточнения состава был проведен элементный анализ (табл 3) молекулярного комплекса гпТРЬР хС6Н6 уРА, который был получен нагреванием кристаллосольвата гпТРЬР с бензолом и н-пропиламином до температуры 55-58°С Химический анализ на содержание углерода, азота, водорода показывает наибольшее соответствие с формулой комплекса 2пТРЬР С6Н6 РА Таким образом, можно сделать вывод, что координация н-пропиламина на ¿пТРЬР 2СбНб приводит к частичному разрушению специфического л-л-комплекса с бензола и образованию комплекса гпТРИР С(,Н(, РА

Для цинк(И)дейтеропорфиринсодержащей системы по термограмме оценить наличие в составе молекулярного комплекса гпОР н-пропиламина и бензола невозможно, так как температуры деструкции л-л-комплекса '¿пОР О.Нг, и аксиальных комплексов 7пПР с н-пропиламином близки (табл 2) Поэтому в трехкомпонентной системе /,пОР- бензол- н-пропиламин пик на кривой ОТО при температуре 62°С может соответствовать как испарению молекул бензола, так и н-пропиламина Химический анализ на содержание углерода, азота, водорода показывает наибольшее соответствие с формулой комплекса гпЭР С<;Н6 РА (табл 3) Таким образом, в трехкомпонентной системе 7пПР - н-пропиламин -бензол, в отличие от двухкомпонентной системы 7пПР - н-пропиламин координация второй молекулы н-пропиламина не реализуется. Полученные данные согласуются с результатами

калориметрического исследования процессов молекулярною комплексообразования 7пПР с н-пропиламином в бензоле (табл 1)

Наиболее сложная десольватационная картина наблюдается для цинк(Н)гематопорфирина, который из всех изученных природных порфиринов характеризуется наибольшей комплексообразующей способностью по отношению и к н-пропиламину и бензолу (табл 2) На термограммах кристаллосольвашв 7пНР - н-пропиламин - бензол при температурах выше 60°С фиксируются три пика Полученные результаты наряду с данными элементного анализа позволяют констатировать об образовании в данной системе специфического комплекса 7.пНР С6Нб 2РА

Результаты термогравиметрического исследования кристаллосольватов 7пРР с бензолом и н-пропиламином весьма схожи с данными, полученными для системы 2пРР - н-пропиламин (рис 16), чю обусловлено низкой комплексообразующей способностью 7пРР по отношению к бензолу (табл 2)

Т о полученные данные свидетельствуют, что в системах, содержащих /.пТРЬР, /пОР и 7.пНР, процесс координации электронодонорных ли!андов протекает по схеме (5), а в случае гпРР по схеме (3)

Таблица 3 Данные элементного анализа комплексов ZnP с L

Формула Вычислено Найдено

С% Н% N % С% Н% N %

ZnTPhP С6Н6 РЛ 78 08 531 8 59 78 20 5 20 8 46

ZnHP С6Н6 2РА 65 67 7 49 9 19 65 38 7 48 9 35

ZnDP С6Нб РА 66 62 6 40 9 47 66 17 6 23 9 80

ZnPP РЛ 65 68 6 35 9 82 65 42 6 34 ' 9 77

Природа координируемого лиганда существенно влияет на термодинамические характеристики исследуемых процессов (табл 1) Для систем, содержащих ZnDP и ZnTPhP, замена н-пропиламина на метиловый эфир глицина приводит к уменьшению более чем на порядок термодинамической устойчивости образующихся комплексов, наряду с этим процесс координации метилового эфира глицина протекает более экзотермично, чем н-пропиламина Очевидно, наличие в составе молекулы метилового эфира глицина атомов кислорода приводит к уменьшению электронодонорной способности атома азота за счет суммарного -F-эффекта, поэтому термодинамическая устойчивость комплексов цинк(П)порфиринов с метиловым эфиром глицина ниже, чем с н-пропиламином Для ZnPP замена н-пропиламина на метиловый эфир глицина также приводит к уменьшению термодинамической устойчивости комплекса, при этом энтальпийная составляющая взаимодействия изменяется не существенно Иная термодинамическая картина наблюдается для системы, содержащей ZnlIP, который с метиловым эфиром глицина образует более термодинамически стабильный комплекс, чем с и-пропиламином Молекула ZnHP содержит четыре эфирные группы, в го время как остальные порфирины протогруппы представлены димегиловыми эфирами Особенности строения порфириновой молекулы ZnHP позволяют предположить, что неожиданно высокая термодинамическая устойчивость молекулярного комплекса ZnHP с метиловым эфиром глицина обусловлена образованием аттрактивных водородных связей между 2,4-заместителями порфиринового макрокольца и эфирной группой координированного глицина Для наглядности мы минимизировали геометрическую структуру молекулярных комплексов ZnHP с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина (рис 2)3 Параметры рассчитывались как относительные величины, исходя из строения молекул Структуру молекул от ими ¡пропали меюдом ММ по программе HYPER CHFMISTRY, версия 5 02, силовое поле ММ+ Оптимизацию геометрии заканчивали при градиенте 0 01 ккал/моль Расстояния между атомами

3 Автор выражает благодарность к х н Здановичу С А за помощь в расчетах

кислорода сложноэфирной группы 7пНР и СН-атомами метоксиэтильной группы составляют от 2 4 до 2 8 А, что соответствует геометрическим требованиям образования водородной связи

Рис 2 Структура молекулярного комплекса /.пНР-метиловый эфир глицина

Таким образом, проведенное исследование показало, что устойчивость молекулярных комплексов МР с Ь зависит от природы взаимодействующих веществ, наличия аттрактивных взаимодействий и сольватационных эффектов Влияние специфических сольватационных взаимодействий МР с молекулами растворителя в ряде случаев может оказывать более существенное влияние на образование молекулярных комплексов, чем модификация структуры макроцикла

3 I 2 Молекулярные комплексы железо(Ш)порфиринов с нейтральными лигандами

Следующей важной частью работы являлось исследование координационных свойств железо(Ш)порфиринов к пиридину в среде органических растворителей (бензол, хлороформ) Мы полагаем, что в данном случае неводные системы можно рассматривать как физиологические, так как в биосистемах железопорфирины в гемсодержащих белках в большей степени окружены аминокислотными остатками белка, чем молекулами воды Как было показано выше, на примере ZnP протогруппы, специфическая сольватация макроцикла ароматическими молекулами существенно влияет на процессы аксиальной координации молекулярных лигандов В связи с отсутствием сведений о характере межмолекулярного взаимодействия желеэо(Ш)порфиринов протогруппы с бензолом было проведено термогравиметрическое исследование кристаллосольватов исследуемых природных железопорфиринов с бензолом (табл 4)

Таблица 4. Физико-химические характеристики комплексов железо(Ш)протопорфиринов с бензолом

Тд, А„„Н',

СИСТЕМА Состав К кДж/моль

С1РеОР - С<Л 1 2 356 13,0

1 1 373 49,9

С1РсРР - СвНб 1 2 377 90,1

1 1 391 108,4

ОИеНР - С6Н6 1 2 1 1 385 402 95,3 124,7

* Л..Ч '!' определены с погрешностью ±(0,8-1,5) кДж/моль

В качестве примера на рис 3 представлена лериватограмма кристаллосольвата С1РеРР с бензолом Процесс удаления молекул бензола из соответствующих кристаллосольватов протекает в несколько этапов Величина ДИШН молекул растворите']я на первом этапе практически не отличается от величины А„СПН из чистою растворителя, что свидетельствует о разрушении сольвагных структур, сформированных ¡а счет универсальных взаимодействий Напротив, отдельные пики, наблюдаемые при более высоких температурах характеризуются величиной АисиН существенно отличающейся от ЛИСГ1Н чистого растворителя и свидетельствуют о разрушении специфического молекулярного комплекса Следует отметить, что определяемая величина Д„СПН содержит два вклада энергетические затраты, связанные с разрывом связей железо(Ш)норфирин - бензол и рабогу на расширение при переходе вещества а газообразное состояние, последний вклад составляет 2-3 кДж/моль и им можно пренебречь Таким образом, величины изменения энтальпии при испарении молекул бензола из соответствующих кристаллосольватов в первом приближении отражают энергетическую прочность связи железо(Ш)порфирин - бензол

и.мВ 16 " 1 4 ■

и 1 ■ 0.806" 04" 020

О 25 50 75 100 125 150 175 200

Рис 3 Дериватограмма кристаллосольвата СШеРР -СбН<, (обозначения кривых см рис 1)

Четкий стехиометрический состав, высокая термическая и энергетическая устойчивость позволяют сделать вывод, о том, что образующиеся комплексы по своей природе не являются комплексами внедрения Как видно из представленных данных (табл 4) энергетическая составляющая межмолекулярного взаимодействия РеР с молекулами бензола увеличивается в следующем ряду желею(111)порфиринов

С1РеОР < ОИеРР < ОТсНР (7)

В соответствии с современными научными представлениями прочность образующихся я-л-комплексов является результирующей а-я-стягивания и л-л-оггалкивания между ароматическими молекулами Исследуемые железо(Ш)порфирины отличаются только природой заместителей в 2,4-положениях порфиринового макрокольца, поэтому обнаруженное уменьшение энер! етических характеристик специфического взаимодейС1вия железо(Ш)порфиринов с я-донорными молекулами бензола может быть связано только с электронными эффектами периферийных заместителей Так введение кислородсодержащего заместителя -СН(ОСН3)СНз из-за наличия изолятора сопряжения -СН-группы, способного проявлять по отношению к макроциклу только -1-электронный )ффект замещения,

уменьшает ст-электронную плотность в порфириновом макрокольце и способствует комплексообразованию с л-донорными молекулами бензола

Хорошо известно, что, знак электронного эффекта заместителя или электроотрицательность того или иного элемента зависит от характера партнера, с которым он связан В общем случае, винильная группа наряду с +1-эффектом может проявлять как +С, так и -С-электронный эффект замещения Например, в составе НгРР и NiPP винильная группа является проводником -С-эффскта, в то время как в составе ZnPP характеризуется положительным эффектом сопряжения При этом, в общем случае, положительный эффект сопряжения будет препятствовать л-я-комплексообразованию с бензолом, а -С-эффект, наоборот, способствовать Положение CIFePP в указанном выше ряду (7) позволяет сделать вывод о том, что в составе CIFePP заместители во 2 и 4-положениях проявляют -С-эффект Таким образом, полученные данные наглядно демонстрируют, что не всегда можно оценивать влияние центрального иона металла порфирина на способность макрогетероциклов участвовать в образовании я-я-комплексов только с позиции наличия остаточного заряда Особенно это заметно при сравнении физико-химических характеристик л-я-комплексов бензола с железо(Ш)- и цинк(Н)порфиринами (табл 2 и 4) Для порфиринов группы крови замена Zn2+ на Fe1+ способствует формированию более прочных комплексов с бензолом, в то время как аналогичная замена в молекуле тетрафенилпорфирина приводит к противоположному эффекту

Большая комплексообразующая способность CIFePP (+1, -С) по отношению к бензолу по сравнению с ClFeDP (1=0, С=0) позволяет сделать вывод о доминирующей роли эффекта сопряжения, уменьшающего ароматичность макроцикла CIFePP по сравнению с ClFeDP и как следствие уменьшение я-я-отталкивания между ароматическими системами порфирина и бензола Интересно отметить, что для синтетического симметричнозамещенного хлорид железо(Ш)тетрафенилпорфирина взаимодействие с бензолом приводит к образованию специфического комплекса состава 1 I (АиспН=43,4±2,8 кДж/моль, Траз=335 К), в отличие от природных хлорид железо(Ш)порфиринов склонных к образованию с бензолом комплексов состава 1 2 Возможной причиной этого является +1-электронный эффект фенильных групп в составе желеэо(Ш)тетрафенилпорфирина Кроме того, очевидно не последнюю роль играет распределение электронной плотности на атомах макроцикла, которое существенно различается для синтетических и природных порфиринов (Nakashtma S , Ohya-Nishiguchi Н , Hirota N // Inorg Chem 1990 V 29 P 5207 и Murakami Y , Kikuchi J-I, Hisaeda Y // Chem Rev 1996 V 96 P 721) Поэтому, наиболее вероятна различная локализация ароматических молекул бензола в составе комплексов природных и синтетических порфиринов

Результаты калориметрического исследования координационных свойств железо(Ш)порфиринов по отношению к пиридину в среде бензола и хлороформа представлены в таблице 5

В связи с тем, что исследуемые железо(Ш)порфирины протогруппы с пиридином образуют комплекс состава 1 2, то для сравнительного анализа координационных свойств указанных FeP мы будем оперировать полной термодинамической (р), являющейся произведением ступенчатых констант (Kt) Анализируя данные табл 5 можно отметить, что сродство FeP к пиридину в бензоле и хлороформе увеличивается в рядах (8) и (9), соответственно

ClFeDP < CIFePP <ClFeHP (8)

ClFeHP < ClFeDP < CIFePP (9)

В научной литературе широко распространено мнение, что главным фактором, определяющим эффективность координации электронодонорных лигандов металлопорфиринами, является обратная зависимость между ишенением способности к связыванию порфирина металлом и электронодонорного лиганда металлом, т е определяется электронодонорной способностью порфиринового лиганда Из собственных и литературных

данных известно, что в газовой фазе или слабосольватирукмцих растворителях основность лигандов порфиринов уменьшается в ряду

НгРР > Н2РР > Н2НР (10).

Следовательно, теоретически ряд усиления координационных свойств природных РеР по отношению к пиридину должен выглядеть следующим образом ОТеОР < С1РеРР ОТеНР (11)

Таблица 5. Термодинамические характеристики процессов комплексообразования

РеР сл СНС1,

X Р "-ДН0, кДж моль 1 "■ДБ0, кДж моль 'Г' X р "-ЛН", кДж моль' '"ДБ0, кДж моль '•к-'

С1РеОР 86 1,20 103 2,78 28 769 1,54 105 2,36 47

14 6,35 1 200 3,20 33

С1РеНР 357 5,89 10" 2,01 42 1982 5,75 10" 0,94 60

165 2,70 33 29 2,37 39

С1РеРР 235 1,57-10" 1,93 39 709 2,13 105 1,87 48

67 2,52 27 301 3,86 16

АсИеРР 86 2,06-103 2,57 29 670 7,17 10" 6,64 32

24 2,31 19 107 9,46 7

ЛРеТРЬР"" 40 4,52 16 255 1,96 39

^сРеТРИР"" 33 5,90 9 164 3,35 31

'Кс±1%, "Дй" ±2%, '"^'+12% ""н Ш Лебедева, Е В Актина, А И Вьюгин, В Зеленкевич Коорд химия 27,3 (2001) 184-189

Полученный теоретический ряд совпадает с зависимостью координационной способности РеР по отношению к пиридину в бензоле (8) и не совпадает с полученной в протонодонорном растворителе (9) Следует отметить, что природа сольватационных взаимодействий изучаемых металлопорфиринов с использованными растворителями различна Так, наблюдаемое уменьшение энтальпийной составляющей взаимодействия СШеНР с пиридином в хлороформе вызвано специфической сольватацией молекулами СНСЬ кислородсодержащих периферийных 2,4-заместителсй Образованная водородная связь очевидно нивелирует отрицательный индукционный эффект -СН(ОСН3)СН,-группы Иной механизм влияния ароматических молекул бензола, не способных к специфическому взаимодействию с функциональными периферийными заместителями порфиринового макрокольца, но как показано выше, образующих с изучаемыми метаплопорфиринами я-я-комплексы (табл 4)

Интересно отметить, что в случае цинк(П)порфиринов я-я-взаимодействие с молекулами бензола коренным образом изменило термодинамическую картину, в то время как для железо(Ш)порфиринов подобного обнаружено не было Вероятно, это связано с тем, что способность к специфическим взаимодействиям с бензолом существенно отличается при переходе от одного цинк(Н)порфирина протогруппы к другому (табл 2), в то время как все изученные природные железо(Ш)порфирины формируют устойчивые я-я-комплексы с бензолом, состава 1 2 с температурой деструкции выше 100°С (табл 4) При )гом, однако, процесс координации пиридина РеОР по сравнению с С1РеРР и С1РеНР протекает более экзотермично Возможной причиной установленного факта вероятно, является увеличение я-электронной плотности в порфириновом макрокольце, вызванное взаимодействием с я-докорными молекулами бензола, что в свою очередь приводит к возрастанию макроциклического эффекта экранирования и является причиной менее экзотермичного протекания процесса координации пиридина СШеРР и ПРеНР, по сравнению с С1РсПР. для

которого способность к специфическому взаимодействию с бензолом выражена менее существенно, о чем свидетельствует энергетические характеристики (табл 4)

Наличие противоиона в составе железо(Ш)порфиринов протогруппы очень влияет на термодинамические характеристики процесса координации пиридина (табл 5) Это особенно заметно при сравнении результатов настоящего исследования (табл 5) с аналогичными характеристиками, полученными ранее для процесса координации пиридина цинк(Н)порфиринами (Лебедева H III, Михайловский KB, Вьюгин А И Термодинамика образования молекулярных комплексов синтетических металлопор-фиринов с пиридином в бензоле и хлороформе при 298 15 К //Коорд химия 2001 Т27, №10 С 795-800) Для которых процесс присоединения первой молекулы пиридина характеризуется большей экзотермичностью протекания, чем процесс координации второй молекулы Ру Для железо(Ш)порфиринов, в которых центральный атом металла смещен из плоскости макрокольца на 0,45Â по направлению к противоиону (Tang S С J Amer Chem Soc 1976, 98, 2414), очевидно координация первой молекулы Ру сопровождается энергетическими затратами на втягивание атома железа в плоскость макроцикла Однако, это объяснение нельзя считать достаточным для наблюдаемых величин ДН процесса координации железо(Ш)порфиринами первого лиганда (табл 5) При анализе термодинамических характеристик, полученных для процессов протекающих с участием железопорфиринов очевидно не следует забывать о том, что железопорфирины могут находиться в высоко и низкоспиновом состоянии Причем спиновое состояние может изменяться при координации электронодонорных лигандов Расчетные термодинамические параметры (АН) равновесного перехода из низкоспинового в высокоспинове состояние для железо(Ш)порфиринов по данным разных авторов составляют от 18 8 до 25 кДж/моль Так, по данным измерений магнитной восприимчивости (Degani H A J Amer Chem Soc 1971, 25, 4281 и Pasternack R F , Gillies BS, Stahlbush JR J Amer Chem Soc, 1978, 100, 2613) железо(Ш)порфирины протогруппы являются высокоспиновыми, в составе комплексов с пиридином железо(Ш)порфирины являются низкоспиновыми (Аскаров К А , Березин Б Д, Евстигнеева Р П и др Порфирины структура, свойства, синтез M • Наука, 1985 С 333)

Как показывают данные таблицы 5, в случае природных железо(П1)порфиринов на термодинамические параметры процесса аксиальной координации существенное влияние оказывает природа противоиона (СГ) и (Ас") Схожий характер этой зависимости для железо(Ш)протопорфирина и железо(Ш)тетрафенилпорфирина позволят предположить что и причины, способствующие процессу координации пиридина железо(Ш)протопорфирином при замене ацетат иона на хлорид в бензоле, аналогичны установленным нами ранее для железо(Ш)тетрафенилпорфирина (Е В Антона, H Ш Лебедева, А И Вьюгин Корд химия 27,10 (2001)784-789) А именно небольшой размер и большая проникающая способность СГ иона по сравнению с СНзСОО' будет препятствовать образованию устойчивого комплекса металлопорфирина с бенюлом При использовании в качестве среды -хлороформа наибольшую координационную способность к пиридину проявляет AcFePP по сравнению с ClFePP, вероятно в случае AcFePP усиление координационных свойств обусловлено образованием водородных связей между ацетат ионом и молекулами хлороформа, что безусловно способствует вытеснению противоиона во внешнюю координационную сферу иона Fe3+

Таким образом проведенное исследование позволило установить, что эффективность связывания железопорфиринами протогруппы электронодонорных лигандов определяется природой порфиринового макроцикла и сольватационными взаимодействиями периферийных заместителей и сопряженной ароматической я-системы порфиринового макрокольца с растворителем Полученные данные могут быть использованы при обсуждении и оценке влияния неполярного и полярного окружения гема на его координационные свойства и эффективность связывания гема с белком Наличие полученной в работе надежной информации о взаимосвязи структуры металлопорфирина и его комплексообразующей способности создает хорошую базу для использования

полученных результатов в практических целях, например, при создании селективных сорбентов, при гемосорбции, выборе аналитических реагентов

Основные итоги работы

1 На базе дериватографа 1000D (MOM, Венгрия) создана термоаналитическая установка Разработан пакет компьютерных программ, предназначенных для количественной обработки дериватограмм (кривых Т, TG, DTG, DTA)

2 Впервые методом калориметрического титрования получены термодинамические характеристики процессов взаимодействия цинк(Н)порфиринов с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина

Установлено, что

• термодинамическая устойчивость молекулярных комплексов цинк(И)порфиринов как с н-пропиламином, так и с метиловым эфиром глицина увеличивается в следующем ряду металлопорфиринов ZnTPhP ZnDP < ZnHP < ZnPP Положение цинк(И)порфирина в указанном ряду определяется как влиянием периферийных заместителей макрокольца, так и специфическими сольватационными взаимодействиями металлопорфирина с бензолом,

• замена н-пропиламина на метиловый эфир глицина приводит к уменьшению устойчивости молекулярных комплексов металлопорфиринов (ZnTPhP, ZnDP, ZnPP), что обусловлено меньшей электронодонорной способностью атома метилового эфира глицина по сравнению с н-пропиламином,

• в случае систем, содержащих 7пНР, замена н-пропиламина на метиловый эфир глицина приводит к значительному увеличению устойчивости молекулярного комплекса, что обусловлено наряду с донорно-акцепторным взаимодействием Zn2+ ч-N (метилового эфира глицина) наличием аттрактивных связей между атомами кислорода сложноэфирной группы ZnHP и СН-атомами метоксиэтильной группы координированного лиганда

• С привлечением результатов термохимического исследования кристаллосольватов цинк(Н)порфиринов с бензолом и/или н-пропиламином и данных элементного анализа доказано, что взаимодействие ZnTPhP, ZnHP и ZnDP с н-пропиламином в бензоле приводит к образованию молекулярных комплексов, содержащих как аксиально координированный лиганд, так и л-л-связанные молекулы бензола,

• Впервые были выделены молекулярные комплексы железо(Ш)порфиринов протогруппы с бензолом, определены их физико-химические характеристики

Показано, что

• Введение электроноакцепторных заместителей в молекулу металлопорфирина способствует увеличению комплексообразующей способности макроцикла по отношению к л-донорным молекулам бензола,

• В составе молекулы ClFePP винильные группы во 2,4 -положениях макрокольца проявляют +1 и -С -электронные эффекты замещения,

• Для порфиринов группы крови замена Zn2+ на Fe3+ способствует формированию более прочных комплексов с бензолом, в то время как аналогичная замена в молекуле тетрафенилпорфирина приводит к противоположному эффекту Данный факт обусловлен различным распределением электронной плотности в синтетических симметричнозамещенных и природных порфиринах

• Впервые методом калориметрического титрования получены термодинамические характеристики (Кс, ДН, AS) процессов координации пиридина железо(Ш)порфиринами в среде бензола и хлороформа

Установлено, что

• Сродство железо(Ш)порфиринов к пирвдину в бензоле, увеличивается в ряду ОРеЭР < С1РеРР < С1РеНР, что обусловлено влиянием электронных эффектов периферийных заместителей макрокольца

• Сродство железо(Ш)порфиринов к пиридину в хлороформе увеличивается в ряду СШеНР < СШеИР < С1РеРР Положение СШеНР в указанном ряду обусловлено специфической сольватацией молекулами СНС13 кислородсодержащих 2,4-заместителсй С!РеПР, что в свою очередь уменьшает их электроноакцепторные свойства, приводит к увеличению прочности связей атомов азота реакционного центра порфирина с Ре3+, тем самым уменьшая координационные свойства последнего

Таким образом, на примере исследованных металлопорфирин содержащих систем установлено, что влияние специфических сольватационных взаимодействий металлопорфиринов с молекулами растворителя в ряде случаев может оказывать более существенное влияние на термодинамическую устойчивость молекулярных комплексов, чем модификация структуры макроцикла

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1 Лебедева H Ш , Павлычева H А , Вьюгин А И , Давыдова О И , Якубов С П Координационная способность цинк(11)порфиринов по отношению к электронодонорным лигандам Влияние структурных и сольватационных эффектов //Известия АН Серия хим. 2004 №2 С 317-321

2 Лебедева H Ш , Якубов С П , Кинчин А H , Вьюгин А И 11рограммно-аппаратный комплекс для измерения сигналов дериватографа 1000D и компьютерная обработка данных термогравиметрического анализа //Ж.Ф X 2005 Т 79, № 5 С 958-963

3 Lebedeva N Sh , Yakubov S P , Vyugin A I, Parfcnyuk E V Molecular complexes of natural iron(III)porphyrins with neutral ligands //Thermochim Acta 2003 V 402, N 1 P. 19-24

4 Якубов С П , Михайловский К В , Буданов В В , Лебедева H Ш , Вьюгин А И Термодинамика образования молекулярных комплексов метаплопроизводных тетрафенилтетрабензопорфина с пиридином //Междунар конф студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука - XXI веку» Иваново 12-20 апреля 2001 г Тез докл С 115

5 Якубов С П , Лебедева H Ш , Павлычева H А Термодинамические характеристики образования молекулярных комплексов пиридина с цинк(11)порфиринами //XXII научная сессия Рос семинара по химии порфиринов и их аналогов «Коорд.химия металлопорфиринов с элементами VIII группы» Иваново 19 июня 2001 г Tej докл С 16

6 Якубов С П , Павлычева H А , Лебедева H Ш Влияние природы периферийных функциональных заместителей цинк(П)порфиринов группы крови на их координационные свойства по отношению к метиловому эфиру глицина //V школа-конф молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений Звенигород Московская обл 2002 16-22 сентября Тез докл С 95

7 Якубов С П , Лебедева H Ш , Вьюгин А И Применение метода термогравиметрического анализа для уточнения механизма влияния этанола на агрегатное состояние гемина в водно-спиртовых растворах //Межд науч конф "Физико-химический анализ жидкофазных систем" Саратов 30 июня-4 июля 2003 г Тез докл С 97

8 Лебедева Н Ш Якубов С П , Вьюгин А И Влияние сольватирующей среды на координационные свойства жепезо(Ш)порфиринов группы крови //XXIV науч сессия Рос семинара по химии порфиринов и их аналогов Иваново 8 апреля 2003 г Тез до к л С 20

9 Якубов С П , Лебедева Н Ш , Вьюгин Н А Термогравиметрическое исследование кристаллосольватов железо(Ш)порфиринов группы крови с бензолом //XIII Рос студенч конф «Проблемы теор и экспер химии» Екатеринбург 22-25 апреля 2003 г Тез докл С 209

10 Павлычева Н А , Лебедева Н Ш, Якубов С П , Вьюгин А И Роль аттрактивных взаимодействий в стабилизации аксиальных комплексов природных цинк(И)порфиринов с эфирами аминокислот //IX Междунар конф по химии порфиринов и их аналоюв Суздаль 8-12 сентября 2003 г Тез докл С 276

11 Якубов С П , Лебедева Н III Вьюгин А И Термоаналитическая установка для исследования физико-химических свойств молекулярных комплексов конформационно-жестких макроциклов с лигандами /ЛII Конф молодых ученых ИХР РАН, Всерос семинар «Крестовские чтения» Иваново 17-19 ноября 2004 г Тез докл С 33

12 Лебедева II Ш , Павлычева Н А, Петрова О В , Якубов С П , Мапькова Е А Разработка и модернизация оборудования для термохимического исследования растворов и кристаллических веществ //Ивановский инновационный салон "Инновации-2004" Иваново 15-17 декабря 2004 г Каталог конф С 143-144

13 Якубов С П , Лебедева Н Ш , Вьюгин А И Разработка и модернизация оборудования для термохимических исследований //Областная конференция молодых ученых "Молодая наука - развитию Ивановской области" 21-22 апреля 2005 г г Иваново Тез докл С 155-157

14 S Р Yakubov, V Р Andreev, Lebedeva N Sh Studying of blood croup metalloporphyrin interaction with heterocyclic hgands with the purpose of creation of the capable to inhibit erythroidal a differentiation of cells of line 562 medical products // European conference on calorimetry and thermal analysis for environment 6-11 September 2005 Zakopane, Poland P 82

Автор выражает особую признательность Лебедевой Наталье Шамильевне за помощь оказанную при проведении экспериментов и обсуждении полученных данных

Подписано в печать 27 04 2006 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая

Уел печ л 1,03Уч-изд л 1,29 Тираж 80 экз Заказ 269

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ»

153000, г Иваново, пр Ф Энгельса, 7

IQöQk

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫМ ОБЗОР

1.1. Донорно-акцепторное взаимодействие металлопорфиринов с лигандами. Биохимический аспект

1.2. Аксиальная координация

1.3. л-л-Комплексы металлопорфиринов

1.4. Аттрактивные взаимодействия

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. Методы исследования

2.1. Калориметрический метод

2.2. Термогравиметрический анализ

2.3. Объекты исследования

2.4. Методики подготовки образцов для исследований

ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Координационная способность металлопорфиринов группы крови по отношению к электронодонорным лигандам. Влияние структурных и сольватационных эффектов

3.1.1 Молекулярные комплексы цинк(П)порфиринов с нейтральными лигандами

3.1.2. Молекулярные комплексы железо(Ш)порфиринов с нейтральными лигандами

ОСНОВНЫЕ V [ТОГИ РАБОТЫ

Актуальность темы. Металлопорфирины (МР) известны, в первую очередь, как простетические группы белков и некоторых ферментов, витамина В]2> железопорфирины входят в состав гемоглобинов, миоглобинов, цитохромов. Известно большое количество жизненно важных биохимических процессов, в которых главенствующая роль отводится именно металлопорфиринам. В последнее десятилетие интерес к физико-химическим свойствам порфиринов группы крови существенно возрос, что связано с новыми фактами биохимической активности и возможностью практического использования металлопорфиринов группы крови в медицинских целях. Как было установлено в 1999г цинк(Н)протопорфирин (ZnPP) образуется в организме в процессе метаболизма и биосинтеза гемина (Zinc Protoporphyrin: A Metabolite with a Mission Robert F. Labbé, Hendrik J. Vreman and David K. Stevenson // Clinical Chemistry 45: 2060-2072, 1999). При анемиях цинк становится альтернативой иону железа, ведя к возрастающему образованию ZnPP, при этом соотношение ZnPP/heme в эритроцитах отражает содержание железа в костном мозге. На основании определения содержания ZnPP в крови в настоящее время разрабатываются клинические методики. В ряде работ установлено, что, ZnPP может регулировать гемовый катаболизм при взаимодействии с гемоксигеназой- ферментом определяющим разложение молекул гема на билирубин и СО. Таким образом, ZnPP имеет потенциальное терапевтическое применение как препарат, регулирующий функцию гемооксигеназы для предупреждения гипербилирубинемии. Металлопорфирины группы крови обладают и противомалярийная активностью, не уступают широко применяемым лекарственным препаратам артемизину и хлорхинину. Добавки порфиринов группы крови, особенно ZnPP, к лекарственным препаратам, например, эритромицину, усиливают действие этого антибиотика в 7-10 раз. В основе биохимической активности металлопорфиринов лежит их способность участвовать в процессах молекулярного комплексообразования с различными по природе молекулами. Металлопорфирины, являясь макроциклическими молекулами, имеющими несколько центров специфической сольватации, находясь в биоструктурах, кроме процессов аксиальной координации могут участвовать в универсальных и других специфических взаимодействиях с молекулами растворителя (воды, электролитов крови и т.д.) или фрагментами псевдосольватного окружения. Исследование этих многоцентровых межмолекулярных взаимодействий в процессах молекулярного комплексообразования является одной из фундаментальных задач физической химии металлопорфиринов и представляет несомненный научный и практический интерес, так как позволяет глубже проникнуть в суть биохимических процессов, тонко управлять технологическими процессами, достигая требуемой селективности.

Цель работы: Исследование процессов молекулярного комплексообразования металлокомплексов {Хп , Ре ) тетрафенилпорфирина и порфиринов группы крови с электронодонорными лигандами (пиридином, н-пропиламином, метиловым эфиром глицина) в среде бензола и хлороформа. В связи с этим в задачу исследования входило: 1) методом калориметрического титрования получение термодинамических характеристик процессов молекулярного комплексообразования цинк(Н)порфиринов группы крови и цинк(Н)тетрафенилпорфирина с н-пропиламином и метиловым эфиром глицина в среде бензола 2) оценка влияния структуры порфиринового макроцикла, электронодонорного лиганда и специфических л-л-взаимодействий металлопорфиринов с молекулами растворителя (бензола) на термодинамическую устойчивость молекулярных комплексов макроциклов с электронодонорными лигандами 3) создание термоаналитической установки и разработка пакета компьютерных программ, позволяющих на основании результатов термохимического исследования кристаллосольватов металлопорфиринов определять их состав, энергетическую и термическую устойчивость 4) провести термохимическое исследование кристаллосольватов железо(Ш)порфиринов группы крови с бензолом, при наличии устойчивых комплексов - определить их физико-химические характеристики 5) методом калориметрического титрования изучить термодинамику процессов координации пиридина железо(Ш)порфиринов группы крови в бензоле и хлороформе 6) с привлечением результатов термохимического исследования особенностей сольватационного взаимодействия железо(Ш)порфиринов - бензол, оценить влияние бензола на термодинамические характеристики процесса координации пиридина железо(Ш)порфиринами в среде бензола.

Научная новизна. Впервые были проведены исследования процессов молекулярного комплексообразования металлопорфиринов группы крови с н-пропиламином, метиловым эфиром глицина, пиридина.

Проанализировано влияние на термодинамическую устойчивость образующихся комплексов природы порфиринового макрокольца и сольватирующей среды. Установлено, что в составе железо(Ш)протопорфиринов винильные группы во 2.4-положениях макрокольца проявляют -С -электронный эффект замещения.

Впервые обнаружено, что в молекулярном комплексе ЕпНР с метиловым эфиром глицина наряду с образованием донорно-акцепторной связи Ъп <г-N (метилового эфира глицина) реализуется аттрактивное взаимодействие между атомами кислорода сложноэфирной группы ZnHP и СН-атомами метоксиэтильной группы координированного лиганда, что приводит к значительному увеличению устойчивости молекулярного комплекса.

Установлено, что наличие специфических сольватационных взаимодействий металлопорфиринов с молекулами растворителя в ряде случаев может оказывать более существенное влияние на термодинамическую устойчивость молекулярных комплексов, чем модификация структуры макроцикла. Данный факт является важным, так как демонстрирует новую возможность повышения селективности процессов молекулярного комплексообразования, протекающих с участием металлопорфиринов, не связанную с химической модификацией макрогетероциклов.

Полученные термодинамические характеристики пополнят информационную базу данных, а установленные закономерности и зависимости позволят лучше понять природу и особенности донорно-акцепторного взаимодействия металлопорфирин - лиганд. Сделанные выводы и выявленные закономерности позволяют расширить представления о молекулярном распознавании. Практическая значимость работы.

Выявленные высокая термодинамическая устойчивость молекулярных комплексов цинк(Н)порфиринов группы крови с метиловым эфиром глицина демонстрирует принципиальную возможность усиления действия лекарственного препарата - глицина при условии добавления в препарат цинк(Н)протопорфирина. По сведениям (Celebuski J. Е., Chorghade M. S., Lee E. С. // Tetrahedron Letters. 1994. V.35. P.3837) ZnPP используется в смеси с эритромицином, усиливая действие антибиотика в несколько раз. Поэтому можно предположить, что, являясь по своей природе эндогенным веществом ZnPP не будет оказывать негативного влияния на человека, а наоборот введение ZnPP будет уменьшать гемовый катаболизм (Sil S, Bose Т, Roy D and Chakraborti A S 2004 Protoporphyrin IX-induced structural and functional changes in human red blood cells, haemoglobin and myoglobin; J. Biosci. 29 281-291 Nephrology Dialysis Transplantation, Vol 11, Issue 3 492-497, Copyright © 1996 by Oxford University Press) тем самым, способствуя лучшей оксигенации структур мозга. Глицин, также является лекарственным препаратом и широко применяется в медицине. Поэтому можно предположить, что «комплекс» глицин-цинк(Н)протопорфирин будет потенцировать и пролонгировать действие глицина, так как с одной стороны, ZnPP способствует лучшей оксигенации структур мозга, с другой за счет комплексообразования будет уменьшена скорость выведения глицина из организма.

Полученные в работе данные по многоцентровым взаимодействиям металлопорфиринов с лигандами и сведения о влиянии тг-ти-комплексообразования металлопорфиринов с ароматическими молекулами на процессы аксиальной координации будут полезны при создании на основе металлопорфиринов искусственных рецепторов.

Разработанный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для электронной регистрации сигналов дериватографа ЮОСЮ (Венгрия), а также пакет компьютерных программ, позволяющих проводить количественную обработку полученных результатов совместно с дериватографом 1000 Б является современной универсальной установкой, позволяющей проводить различные исследования.

1. Ю.К.Василенко. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1978. 381 с.

2. T.Sato, N.Tanaka, H.Moriyama, O.Matsumoto, A.Takenaka, S.Neya, ^ N.Funasaki. Bull.Chem.Soc.Jpn., 65 (1992) 739-745

3. S.V.Evans, G.D.Brayer. J.Mol.Biol., 213 (1990) 885

4. Dixon D.W., Steullet V.//J. Inorg. Biochem. 1998.V.69. P. 25

5. Н.А.Улахович. Комплексы металлов в живых организмах. 1997. Биология

6. Ф.Хартли, К.Бергес, Р.Олкок. Равновесия в растворах. М.: Мир, 1983. 360 с.ф 7. L.M.Proniewicz, J.R.Kincaid. Coord.Chem.Rev., 161(1997) 81 -127

7. Диксон М., Уэбб Э.., Ферменты, пер с англ., Т.2, М 1982, с.692-713

8. F.Cui. Bioorg.&Med.Chem. 3 (1995) 471-477 д^ 10. M.Ushiyma,Y.Katayama, Т.Yamamura.Chem.Let. 1995 395-396

9. K.Tajima, S.Oka, T.Edo ta al. J.Chem.Soc.Chem.Commun. 1995 1507-1508

10. J.E.Erman, L.B.Vitello. J.Am.Chem.Soc. 114 (1992) 6592-6593

11. S.Ozawa et al. J.Chem.Soc.Chem.Commun. 1994 935-936

12. G.B.Y.Massord, M.A.Khan, G.B.Richter-Addo. J.Am.Chem.Soc. 117 (1995) 7850-7851Ф 15. D.M.Davies, N.D.Gillitt. J.Chem.Soc.Dalton Trans. 1995 3323-3328

13. R.E.Rodrigues, F.S.Woo, D.A.Huckabu, H.C.Kelly. Inorg.Chem. 29 (1990) 1434-1438

14. P.K.Tsang, D.T.Sawyer. Inorg.Chem. 29 (1990) 2848-2855 V/> 18. Б.Д.Березин. Координационные соединения порфиринов и фталоцианина.М.: Наука, 1978.280 с.

15. Б.Д.Березин, О.И.Койфман. Успехи химии. 1980. 49, 12. 2389-2417

16. К.Н.Соловьев, Л.Н.Гладков, А.С.Старухин и др. Спектроскопия порфиринов: колебательные состояния. Минск: Наука и техника. 1985.т 415 с.10321, Гурьянова Е.Н., Гольдштейн И.П., Ромм И.П. Донорно-акцепторная связь.М.:Химия. 1973, 102.

17. Березин Б.Д., Ениколопян Н.С. Порфирины: структура, свойства, синтез. / К.А.Аскаров, Б.Д.Березин, Р.П.Евстигнеева. М.: Наука. 1985, 23-^ 23. Bergmann E.D. Molecular associations in biology. / Ed. B. Pullman. Acad.Press, N.-York. 1968, 40.

18. Сидоров A.H. Биофизика. 1974, 19, 45.

19. Gasco M.R. Farmacia. 1976, 31, 308.

20. Лебедева Н.Ш., Навлычева H.A., Вьюгин. А.И. Нараметр основности слабых органических оснований, разработанный на основетермодинамических харак-теристик взаимодействия оснований с^ цинк(11)тетра-фенилпорфирином //Ж.Ор.Х. 2004. Т.40, вын. 1776-178

21. Н.Ш.Лебедева, К.В.Михайловский, А.И.Вьюгин, О.И.Давыдова. ЖФХ. I 76,6(2002) 1145-1147

22. N.S.Lebedeva, A.I.Vyugin, N.A.Pavlycheva, E.V.Parfenyuk, O.I.Davydova. Thermochim.Acta. 390 (2002) 179-186

23. Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин, Н.А.Павлычева. ЖФХ 76,7 (2002) 1334-1336

24. Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин, Н.А.Павлычева. ЖФХ 76,10 (2002) 1735-1738

25. Н.Ш.Лебедева, Н.А.Павлычева, А.И.Вьюгин. ЖФХ 77,3 (2003) 426-429

26. Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин, К.В.Михайловский. ЖОХ 73,6 (2003) 1022- 1027

27. Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин, Н.А.Павлычева. ЖФХ 78,1 (2004) 5-8

28. I.Kumadaki, A.Ando, M.Omote. J. Fluorine Chem. 19 (2001) 67-81 / 35. J.W.Owens, C.J.O'Connor. Coord. Chem. Rev. 84 (1988) 1-45by

29. D.Kessel, Biochem. Pharmacol. 33 (1984) 1389

30. R.K.Pandey, F.-Y.Shiau, T.J.Dougherty, K.M.Smith, Tetrahedron 47 (1991) 9571

31. M.Rotenberg, R.Margalit. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) Biomembranes 905, 1 (1987) 173-180104

32. Y.Nonomura, S.Igarashi, N.Yoshioka, H.Inoue. Chem. Phys. 220 (1997) 155- 166

33. L.A.Poveda, V.R.Ferro, J.M.Garsia de la Vega, R.H.Gonzalez-Jonte. Phys. Chem. Chem. Phys. 2 (2000) 4147-4156

34. S.E.Brantley, B.Gerlach, M.M.Olstead, K.M.Smith. Tetrahedron Lett. 38, 6 (1997)937-940

35. K.M.Shea, L.Jaquinod, R.G.Khouiy, K.M.Smith. Tetrahedron 56 (2000) 3139- 3144

36. Н.Ш.Лебедева Термодинамика образования молекулярных комплексов порфиринов и металлопорфиринов с пиридином и бензолом.Дисс.канд.хим.наук. Иваново 1997

37. W.Zielenkiewicz, N.Sh.Lebedeva, M.Kaminski, E.V.Antina, A.I.Vyugin. J.Thermal Anal.Calorim. 58 (1999) 741-748

38. Е.В.Антина, Н.Ш.Лебедева, М.Б.Березин, А.И.Вьюгин, Г.А.Крестов. ЖФХ 70,9 (1996) 1625-1627

39. S.J.Colle, G.C.Curthoys, E.A.Magnusson J.Am.Chem.Soc. 1971. 93,9. 2153- 2158

40. S.J.Colle, G.C.Curthoys, E.A.Magnusson. J.Am.Chem.Soc. 1970. 92, 10. 2991- 2995

41. E.W.Baker, M.S.Brookhart, A.H.Corwin. J.Am.Chem.Soc. 1964. 86,5. 4587- 4590

42. P.R.Ciaccio, J.V.Ellis, M.E.Munson et al. J.Inorg.Chem. 1976. 38 1885-1889

43. А.И.Врублевский, Ю.В.Глазков, Т.Ф.Качура. Ж.прикл.спектроскопии. 1984.41,4.620-626

44. Chen В. М. L., Tulinsky А. Redetermination of the structure of porphyrine. // J. Am. Chem. Soc. - 1972. - v. 94, № 12. - P. 4144 - 4149

45. О.И.Койфман, Т.А.Королева, Б.Д.Березин. Корд.химия 1978. 4, 9. 1339- 1342

46. Е.В.Антина, Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин, И.К.Стройкова. ЖФХ. 72,4 (1998)721-724105

47. К.Джонсон равнение Гамета М.: Мир. 1977. 240

48. Mechanism of inhibition of VIP-induced LES relaxation by heme oxygenase inhibitor zinc protopoфhyrin IX Satish Rattan, Ya-Ping Fan, and SushantaChakder. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol Vol. 276, Issue 1, G138-r^ G145,J1999

49. J Bacteriol. 2001 October; 183(19): 5599-5608. doi: 10.1128/JB. 183.19.5599- 5608.2001.

50. Zinc Protopoфhyrin: A Metabolite with a Mission Robert F. Labbe, Hendrik J. Vreman and David K. Stevenson Clinical Chemistry 45: 2060-2072, 1999

51. K.Begum, H.-S.Kim, V.Kumar, I.Stojiljkovic, Y.Wataya. Parasitol Res 90 (2003)221-224

52. Пономаренко СП. // Регулятори росту рослин у землеробств1. 36ipHHK л наукових прац за ред. А.О. Шевченка. УДНДПП. KHiB.: Агроресурси,1998.143 с.

53. Fukuhara К., Hakura А., Sera N., Tokiwa Н., Miyata N. 1- and 3-nitro-6- azabenzoa.pyrenes and their N-oxides: highly mutagenic nitrated azaarenes.// Chem. Res. Toxicol.-1992.-Vol.5.-№2.-P. 149-153

54. Arata H., Shimizu M., Takamiya K. Purification and properties of trimethylamine N-oxide reductase from aerobic photosynthetic bacterium106Roseobacter denitrificans. // J. Biochem. (Tokyo).-1992.-VoL 112.-№4.-P.470-475

55. Takekawa K., Kitamura S., Sugihara K., Ohta S. Non-enzymatic reduction of aliphatic tertiary amine N-oxides mediated by the haem moiety of cytochrome,4* P450.//Xenobiotica-2001.-Vol.31.-№1.-P. 11-23.

56. Takekawa K., Sugihara K., Kitamura S., Tatsumi K. Nonenzymatic reduction of brucine N-oxide by the heme group of cytochrome P450. // Biochem. Mol.Biol. Int.-1997.-Vol.42.-№5.-P.977-981.

57. I.A.Smimova, C.Hagerhall, A.A.Konstantinov, L.Hederstedt. FEBS Lett. 359, 1 (1995)23-26

58. Furbacher P.N., Girvin M.E., Cramer W.A. On the question of interheme * electron transfer in the chloroplast cytochrome Ьб in situ. // Biochemistry-1989.-Vol.28.-№23.-P.8990-8998.

59. Досон P., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: "^^ Мир, 1991.-С.253,256

60. C.L.Hill, M.M.Williamson. Inorg. Chem. 24 (1985) 3024-3030

61. S.Ogawa, T.Iida, T.Goto, N.Mano, J.Goto, T.Nambara. Org. Biomol. Chem. 2 (2004) 1013-1018

62. И.П.Гольштейн, Гурьянова Е.Н., Ромм И.П. Ромм ЖОХ , 39, 754. 1969

63. В.П.Андреев, Я.П.Нижник, Г.Тунина, Б.З.Белашев. Химия гетероциклических соединений. 5 (2002) 634-641

64. V.V.Prezhdo, E.V.Vashchenko, O.V.Prezhdo, A.Pushko. J. Mol. Struct. 510 (1999)69-83

65. S.N.Ivashevskaja, L.A.Aleshina, V.P.Andreev, Y.P.Nizhnik, V.P.Chemyshev, A H.Schenk. Acta Cryst. 58 (2002) 300-301(>•

66. R.G.Garvey, J.H.Nelson, R.O.Ragsdale Coordin. Chem. Rev. 3(1968) 375-407

67. S.N.Ivashevskaja, L.A.Aleshina, V.P.Andreev, Y.P.Nizhnik, V.P.Chemyshev. Acta Cryst. 58 (2002) 721-723

68. В.П.Андреев, А.В.Рыжаков. ХГС (1994) 1087

69. A.V.Ryzhakov, V.P.Andreev, L.L.Rodina.Heterocycles. 60,2 (2003) 419-435 108

70. K.Harano, R.Kondo, M.Murase, T.Matsuoka, T.Nisano Chem, Pharm. Bull. 34, 3(1986)966-974

71. Нижник Яков Петрович Молекулярные комплексы гетероароматических п-оксидов с V-акцепторами Дисс.канд.хим.наук. Санкт-Петербургд * 2005

72. Kosower Е.М. J. Атег. Chem. Soc. 1952, 80, 3253.

73. Березин Б.Д. Координационные соединения норфиринов и фталоцианина. М.: Наука. 1976,210

74. R.J.Abraham, F.Eivazi, H.Pearson, K.M.Smith. J.Soc.Chem.Communs. 1976. 17.699-701

75. T.D.Brennan, W.R.Scheidt, J.A.Shelnutt. J.Am.Chem.Soc. 1988. 110, 12. • 3919-3924

76. W.R.Scheidt, M.E.Kastner, K.HatanoInorg.Chem. 1978.17, 3. 706-710

77. W.R.Scheidt, C.A.Reed. Inorg.Chem. 1978. 17. 710-716 ^' 94. J.F.Kimer, C.A.Reed, W.R.Scheidt J.Am.Chem.Soc. 1977. 99., 1093-1101

78. I.N.Brown, I.M.Trefonas. Org.Prep.Proc. 1970. 2. 317-320

79. M.D.Glick, G.H.Coher, J.L.Hoard. J.Am.Chem.Soc. 1967.89,9. 1996-1998

80. D.L.Cullen, E.F.Meyer. Acta Cryst. 1976. 32. 2253-5569

82. H.A.O.Hill, C.D.Barry, B.E.Mann, R.I.Sadler, R.L.P.Williams.

83. Am.Chem.Soc. 1973. 95, 14. 4545-4551

84. G.D.Barry, H.A.O.Hill, P.I.Sadler, R.S.P.Williams. Proc.Roy.Soc. London. 1973.A334. 1599.493-504vx 101. F.A.Walker. J.Magn.Reson. 1974. 15, 2. 201-218

85. G.P.Fulton, G.N.La Mar. J.Am.Chem.Soc. 1976. 98, 8. 2119-2124

86. G.P.Fulton, G.N.La Mar. J.Am.Chem.Soc. 1976. 198, 8. 2124-2128

87. H.A.O.Hill, P.LSadler, R.S.P.Williams. Ann.N.Y.Acad.Sci. 1973. 206. 247-267

88. H.A.O.Hill, A.LMacfarlane, R.J.P.Williams. J.Chem.Soc. 1969 A 1704-1707

89. H.Yokoi, M.Iwazumi Bull.Chem.Soc.Jap. 1980. 53, 6. 1489-1492 109107.0.А.Чамаева, А.Н.Китайгородский. Известия АН СССР. Сер.химич. 1988.8. 1922-1925

90. A.T.Kabbani, G.N.LaMar. J.Madn.Reson. 1981. 43,1. 90-100

91. Metal complexes with tetrapyrrole ligands I. Ed.^ J.W.Buchler. 1987. 24-70

92. Hunter A., Sanders J.K.M. // J. Am. Chem. Soc. 1990, V.I 12. P.5525

93. Gasco M. R., Farmacia .V. 31, P. 308. 1976.

94. Fulton G.P., La Mar G.N.// J.Amer. Chem. Soc. 1976. V.98. P.2124.

95. S. A. Shelnutt // J. Amer. Chem. Soc. 1982 V. 105. P. 774.

96. Чамаева О. A., Китайгородский A. H. // Изд-во AH СССР-19898. .№6. C.1263.

97. Margues H. M., Budield M. P., Pratt J. M. // J. Chem. Soc. Dalton trans. 1993. P. 1633.

98. Cotton A., Dikarev E.V., Petrukhina A., Stiriba S. E. // Polyhedron. 2000. V.I9. P. 1829.

99. Yajima Т., Okajima M., Odani A., Yamauchi O. // Inorg. Chim. Acta. 2002. V.339. P.445.

100. Munakata M., Wu L.P., Ning G.L. // Coordination Chemistry Rev. 2000. V.198. P. 171.

101. ВутМ.Р., StouseC.E.//J.Chem. Soc. 1991, ИЗ. P. 2501.

102. Adam W., Szendrey L. // J. Amer. Chem. Soc.1974. V. 96. P. 7137.

103. Караваева E. Б., Березин Б. Д., Потапова Т. И. // Журнал прикладной спектроскопии. 1980. Т. 32. В. З.С. 512.

104. Растворы неэлектролитов в жидкостях // Под ред. Г. А. Крестова. М.: Наука. 1989-137с.

105. Е.В.Антина, А.И.Вьюгин, Н.Ш.Лебедева. ЖФХ 69,3 (1995) 472-475

106. Н.Ш.Лебедева, Е.В.Антина, А.И.Вьюгин. ЖФХ. 73,6 (1999) 1051-1054 по

107. Н.Ш.Лебедева, Е.В.Антина, А.И.Вьюгин, В.Зеленкевич. ЖФХ. 74,6 (2000) 1130-1132

108. Е.В.Антина, А.И.Вьюгин, Н.Ш.Лебедева. Химия и хим.технол. 41,6 (1998) 29-33^ 129. Е.В.Антина, Н.Ш.Лебедева, А.И.Вьюгин. Корд.химия.27,10 (2001)784-789

109. Н.Ш.Лебедева, Е.В.Антина, А.И.Вьюгин, В.Зеленкевич. Коорд.химия.27,3 (2001)184-189

110. H.Imai, S.Nakagawa, E.Kyuno J.Am.Chem.Soc. 114 (1992) 6719-6723

111. P.E.Jr.Ellis, J.E.Linard, T.Szymanski, R.D.Jones, J.R.Burge, F.Basolo. J.Am.Chem.Soc., 102 (1980)1889

112. J.P.Collman, J.I.Brauman, J.P.Fitzgerald, P.D.Hampton, Y.Haruta, ^ J.W.Sparapany, J.A.Ibers. J.Am.Chem.Soc, 110 (1988) 3477

113. H.Imai, E.Kyuno. Inorg.Chem., 29 (1990) 2416

114. R.P.Bonar-Law, J.K.M.Sanders. J.Chem.Soc.,Chem.Commun. (1991) 574 ^ 136.1.Tabushi, Y.Kuroda, T.Mizutani. Tetrahedron 40 (1984) 545

115. M.Nishio, M.Hirota. Tetrahedron 45 (1989) 7201

116. T.Takano J.Mol.Biol., 110 (1977) 569-584

117. G.Fermi. M.F.Perutz, B.Shaanen, R.Fourme. J.Mol.Biol. 175 (1984) 159-174

118. W.R.Scheidt, D.M.Chipman J.Am.Chem.Soc. 108 (1986)1163-1168

119. B.Shannan Nature 296 (1982) 683; B.Shannan J.Mol.Biol., 171 (1983) 31

120. S.E.V.Philips, B.P.Schoenbom Nature 292 (1981) 81

121. T.Kitagawa. M.R.Ondris, D.L.Rousseau, M.Ikeda-Saito, T.Yonetani Nature 298(1982)869A 144. C.K.Chang, B.Ward, R.Young, M.P.Kondylis. J.Macromol.Sci.Chem., 25(1988) 1307

122. H.Imai, S.Sekizawa, E.Kyuno. Inorg.Chim.Acta., 125 (1986)151

123. G.E.WuenschelI, G.Tetreau, D.Lavalette, C.A.Reed. J.Am.Chem.Soc, 114 (1992)3346

124. M.P.Byfield, M.S.A.Hamza, J.M.Pratt. J.Chem.SocDalton Trans., (1993) * 1641-1645I l l

125. K.G.Welinder. Curr.Opin.Struct.Biol., 2 (1992) 388

126. E.Mikros, F.Gaudemer, A.Gaudemer. Inorg.Chem., 30 (1991) 1806

127. E.Mikros, A.Gaudemer, R.Pastemack. Inorg.Chim.Acta, 153 (1988) 199

128. G.D.Fasman (Editor) Handbook of Biochemistry and Molecular Biolgy, 3'^ '' edn., CRC Press, Cleveland, OH, 1976, vol. 1

129. J.P.Greenstein, M.Winitz. Chemistry of the Amino-acids, Wiley, New York, 1961, vol.1

130. Part 7, H.M.Marques, M.p.Byfield, J.M.Pratt, preceding paper

131. C.Verchere-Beaur, E.Mikros, M.Perree-Fauvet, A.Gaudemer. J.Inorg.Biochem., 40(1990)127-139

132. E.Mikros, F.Gaudemer, A.Gaudemer. Inorg.Chem. (submitted for publ.)

133. A.Gergely, I.Sovatio, U.Nagipal, R.Kiraly. Inorg.Chim.Acta., 6 (1972) 435

134. G.Brookes, L.D.Pettit. J.Chem.Soc.,Dalton Trans., (1977) 1918

135. B.E.Fischer, H.Aigel. J.Am.Chem.Soc, 102 (1980) 2998

136. S.H.Kim, R.B.Martin. J.Am.Chem.Soc. 106 (1984) 1707 160.0.Odani, S.Deguchi, O.Yamauchi. Inorg.Chem.28 (1986) 62

137. Антина E.B., Лебедева Н.Ш., Вьюгин А.И. // Координационная химия. 2001. Т.27. №10. 748.

138. Лебедева Н.Ш., Антина Е.В., Вьюгин А.И. //Ж.Ф.Х. 1999. Т.73, №6. 1051-1054.

139. Лебедева Н.Ш., Трофимова Е.В., Навлычева Н.А., Вьюгин А.Н. // Ж. О. X. 2002.Т.38.В.8.С.1246.

140. Антина Е.В., Вьюгин А.И., Лебедева Н.Ш., Крестов ГА. // Ж.Ф.Х. 1995. Т.69.№З.С.472.165.0.K.Medhi, J.Silver. J.Chem.Soc, Dalton Trans., (1990) 263-270

141. M.Quing-jin, C.A.Tondreau, J.O.Edwards, D.A.Sweigart. J.Am.Chem.Soc. Dalton Trans., (1985) 2269

142. D.M.Collins, R.Countryman, J.L.Hoard. J.Am.Chem.Soc, 94 (1972) 2066 112

143. Y.Aoyma, M.Asakawa, A.Yamagishi, H.Toi, H.Ogoshi. J.Am.Chem.Soc. 112 (1990)3145

144. H.Ogoshi, H.Hatakeyama, K.Yamamura, Y.Kuroda. Chem.Lett (1990) 51

145. H.Ogoshi, H.Natakeyama, J.Kotani, A.Kawashima, Y.Kuroda. # LAm.Chem.Soc, 113(1991)8181

146. Y.Kuroda, H.Natakeyama, N.Inakoshi, H.Ogosi. Tetrahedron Lett., 34 (1993) 8285

147. T.Mizutani, T.Ema, T.Yoshida, Y.Kuroda, H.Ogoshi, Inorg.Chem., 32 (1993) 2072

148. Y.Kuroda, H.Natakeyama, H.Seshimo, H.Ogoshi. Supramol.Chem. 3 (1994) 267* 174.T.Mizutani, T.Ema, T.Toshita, Y.Kuroda, H.Ogoshi. J.Am.Chem.Soc,116(1994)4240

149. A.Hamilton, J.-M.Lehn, J.L.Sessler. J.Am.Chem.Soc. 108 (1986) 5158 •^ 176.J.S.Lindsey, P.C.Kearney, R.J.Duff, P.T.Tjivikua, J.Rebek. J.Am.Chem.Soc,110(1988)6575

150. A.Salehi, H.-Y.Mei, T.C.Bruice. Tetrahedron Lett. 32 (1991) 3453

151. A.Harriman, Y.Kubo, J.L.Sessler J.Am.Chem.Soc 114 (1992) 388

152. Y.Kuroda, H.Ogoshi. Synlett (1994) 319

153. K.M.Smith, Ed., Porphyrins and Metallopoфhyrins, Elsevier Scientific Publishing: New York, 1975

154. Y.Kuroda, Y.Kato, T.Higashioji, H.Ogoshi. Angew. Chem., Int.Ed.Engl., 32 (1993)723r^y 182. Y.Kuroda, Y.Kato, T.Higashioji, J.Hasegawa, S.Kawanami, M.Takahashi,N.Shiraishi, K.Tanabe, H.Ogoshi. J.Am.Chem.Soc, 117 (1995)10950-10958

155. T. Mizutani.: Nakashima, R. Chem. Lett. (1991) 1491

156. G.A.Jeffrey, W.Saenger. Hydrogen Bonding in Biological Structures; Springer- Verlag: New York, 1991

157. J.E.Leffler, E.Grunwald. Rates and Equilibria of Organic Reactions, Dover Publications, Inc.: New York, 1963113

158. J.Hine. Structural Effects on Equilibria in Organic Chemistry, John Wiley&Sons: New York, 1975

159. Y.Inoue, T.Hakushi. J.Chem.Soc, Perkin Trans. 2 (1985) 935

160. Y.Inoue, F.Amano, N.Okado, H.Inada, M.Ouchi, A.Tai, T.Hakushi, Y.Liu, 1..H.Tong. J.Chem.Soc, Perkin Trans. 2 (1990) 1239

161. Y.Inoue, T.Hakushi, Y.Liu, L.H.Tong, B.J.Chen, D.S.Jin. J.Am.Chem.Soc. 115 (1993)475

162. D.H.Macartney, C.A.Wadding. Inorg.Chem. 33 (1994) 5912

163. Y.Aoyama, M.Asakawa, Y.Matsui, H.Ogoshi. J.Am.Chem.Soc. 113 (1991) 6233 -,

164. K.M.Kadish, D.Schaeper. Chem.Soc, Chem.Commun. (1980) 1273

165. G.C.Vogel, J.R.Stahlbush. Inorg.Chem. 16 (1977) 950

166. S.J.Cole, G.C.Curthoys, E.A.Magnusson, J.N.Phillips. Inorg.Chem. 11 (1972) 1024

167. J.R.Miller, G.D.Gorough. J.Am/Chem/Soc/ 74 (1952)3977

168. F.A.Walker, M.J.Benson. J.Am.Chem.Soc 102 (1980) 5530

169. S.J.CoIe, G.C.Curthoys, E.A.Magnusson. J.Am.Chem.Soc 92 (1970) 2991

170. T.Mizutani, T.Ema, T.Yoshida, Y.Kuroda, H.Ogoshi. Inorg.Chem., 32 (1993) 2072-2077

171. Impellizzeri G., Maccarrone G., Rizzatelli E., ZVecchio G., Corradini R., Marchelli R., Angew.Chem., Int.Ed.Engl., 1991, 30, 1348

172. Mikros E., Gaudemer F., Gaudemer A., Inorg.Chem., 1991, 30, 1806 2Ol.GaIan A., Andreu DS., Echavarren A.M, Prados P., de Mendoza J.,J.Am.Chem.Soc, 1992, 114, 1511

173. Houssier C, Sauer K., J.Am.Chem.Soc, 1970, 92, 779

174. Philipson K.D., Esai S.C, Sauer K., J.Phys.Chem., 1971, 75, 1440 2O4.HsuM.C., Woody R.W., J.Am.Chem.Soc, 1971, 93, 3515

175. Rodley G.A., Choon O.C, Inorg.Chim.Acta, 1983,78,171 114

176. Лебедева Н.Ш,, Михайловский К.В., Вьюгин А.И. Дифференциальный автоматический калориметр титрования //Ж.Ф.Х. 2001. Т.75, № 6. СЛ140-1142

177. В. Хемингер ,Г. хене. Калориметрия. Теория и практика. М.:Химия . 1990. # 176.

178. Олейник Б. Н. Точная калориметрия. М.:Издательство стандартов. 1973. 206с.

179. Вайсберг А. Органические растворители. М.: Мир. 1976. 447с.

180. Белоусов В. П., Морачевский А. Г.. Панов М. Ю. Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Справочник.-Л.:Химия. 1981. 264с.

181. Лебедева Н.Ш., Михайловский К.В., Вьюгин А.И Термодинамика образования молекулярных комплексов синтетических металлопор-фиринов с пиридином в бензоле и хлороформе при 298.15 К //Коорд.химия 2001. Т.27, №10. 795-800

182. Румшинский Л. 3. Математическая обработка материалов. М.: Наука. 1971. 192с.

183. Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. Изд. 4-е, пер. и доп. М., «Химия», 1974. 408 с ,

184. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Изд-во иностр. Лит., 1958. 362 с.

185. Общий практикум по органической химии /Под.ред. А.Н.Коста. М.: Мир, 1965,С.678

186. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. - М.: Мир. - 1972. - 554 с.

187. Уэндланд У. Термические методы анализа. М.Мир. 1978. 526 1.^^ 218. Суворов А. В. Термодинамическая химия парообразного состояния. -Л.:Химия.-1970.-208 с.

188. Гусев В. Е., Полторацкий Г. М. Дериватографическое исследование сольватации нитрата третбутиламмония // В сб. Проблемы сольватации икомплексообразования. -Иваново. - 1978. - 81 - 86.

189. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений Л.: Энергоатомиздат, 1985, 248115

190. Аскаров К.А., Березин Б.Д., Евстигнеева Р.П. и др. Порфирины: структура, свойства, синтез. М.: Наука, 1985. 333.

191. Fleisher Е.В., Palmer J.M., Srivastava T.S., Chatterjee A. Thermodynamic and kinetic properties of an iron -poфhyrin system //J.Am.Chem.Soc. 1971. V.30.,! • P.3162-3167

192. Binstend R.A., Hush N.S. Hole localization and spin coupling in 7i-mono- and 7C-dications of ^l-oxopoфhyrin dimmers. //J.Phys.Chem. 1993., V.97, P.13172

193. Электронные спектры поглощения и сольватации некоторых комплексов порфиринов группы протопорфирина IX //Деп. В ВРШИТИ АН.СССР.19с. 1985, № 5611-85Деп.

194. Brenner М., Huber W. // Helv. Chim. Acta. 1953. V.36. P.I 109.

195. Izaat R.M., Bradshaw S.S., Pawlak K. // Chem. Rev. 1992. V.92. ^26. P.1261.

196. Лебедева Н.Ш., Выогин А.И., Навлычева H.A. Термодинамические ^{^ характеристики процесса взаимодействия цинк(11)тетрафенилпорфиринасо спиртами //Ж.Ф.Х. 2002. Т.76, № 7. СЛ134-1336

197. Barannikov В.Р., Vyugin A.I., Antina E.V.//Thermochem.acta. 1990.V.169. P. 103

198. Tang S.C. //J.Amer.Chem.Soc. 1976. V.98. №5. P.2414

199. Zielenkiewicz W., Lebedeva N. Sh., Antina E. V., Vyugin A. I., Kaminski M. // • J. Sol. Chem. 1998. V.27. .№ 10. P.879.

200. Лебедева H. Ш., Михайловский К. В., Вьюгин А. И., Давыдова О. И. // ЖФХ. 2002. Т.76. № 6. 1145.

201. Nardo J. V., Dawson J. Н. // Inorg. Chim. Acta. 1986. V.I23. P.9 ' 233.RengeI.//Chem.Phys.Lett. 1991. V.185. P.231

202. Stewart J.J.P. // J. Comput. Chem. 1989. Vol.10. P.221.

203. Stewart J.J.P. //J. Comput.-Aided Mol. Des. 1990. Vol.4. P.I.

204. Fletcher R. Methods of Optimization. N.Y.: John Wiley & Sons. 1980. P.45

205. P.Hobza, Z.Havlas. Bllue-Shifting Hydrogen Bonds. // Chem. Rev. 2000. • V.lOO.P.4253-4264.116

206. A,Fujii, G.N.Patwari, T.Ebata, N.Mikami. Vibrational spectroscopic evidence of unconventional hydrogen bonds. // International J. Mass Spectrom. 2002.V.220. P.289-312.

207. J.Komasa, K.Szalewicz, J.Leszcunski. Does the methyl group form a hydrogen bond? Ab initio post-Hartree-Fock study on ethane-hydrogen cyanide complex.// Chem. Phys. Lett. 1998. V.285. P.449-454.

208. Bracete A.M., Sono M., Kadkhodayan S. et al Inorg.Chem. 1994, 33, 5042.

209. Falk J.E. Poфhyrins and metallopoфhyrins, Elsevier: Amsterdam. 1964.

210. Shack J., Clark W.M.J.Biochem. 1947, 171, 143.

211. Hill O.H., Morallee K.G. J.Amer.Chem.Soc. 1972, 94, 731.

212. Kamaran M.K., Benson G.C. J.Chem. Termodyn, 1984, 18, 599.

213. Днепровский A. C, Темникова Т. И. Теоретические основы органической химии: Учебное пособие для вузов. - Л.: Химия, 1979. - 520 с.

214. Nakashima S., Ohya-Nishiguchi Н., Hirota N. // Inorg. Chem. 1990. V. 29. P. 5207.

215. Murakami Y., Kikuchi J-L, Hisaeda Y. // Chem. Rev. 1996. V. 96. P. 721.

216. Nakashima S., Ohya-Nishiguchi H., Hirota N. Inorg.Chem. 1990, 29, 5207

217. Tang S.C. J.Amer.Chem.Soc. 1976, 98, 2414.

218. Degani H.A. J.Amer.Chem.Soc. 1971, 25, 4281

219. Pastemack R.F., Gillies B.S., Stahlbush J.R. J.Amer. Chem.Soc, 1978, 100, 2613117