Синтез, исследование строения и NO-донорной активности нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

0030Б0 1Э1

На правах рукописи

РУДНЕВА Татьяна Николаевна

СИНТЕЗ, ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И Ш-ДОНОРНОЙ АКТИВНОСТИ НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С 2-МЕРКАПТОИМИДАЗОЛАМИ

02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 4 ш 2007

Черноголовка - 2007

003060191

Работа выполнена в Институте проблем химической физики Российской Академии Наук

Научный руководитель:

д.х.н., профессор, академик РАН Алдошин Сергей Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор |

Ванин Анатолий Федорович

доктор химических наук,;

профессор, член-корреспондент РАН Бачурин Сергей Олегович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Самарский государственный

университет»

Защита состоится 28 мая 2007 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 002.082.02 при Институте проблем химической физики РАН по адресу: 142432, Московская область, г. Черноголовка, проспект Ак. Семенова H.H., д.1, корпус общего назначения Института проблем химической физики (КОН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПХФ РАН г. Черноголовка, просп. Ак. Семенова H.H., д.1.

Автореферат разослан Jlf апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного со доктор химических наук !

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ Открытие монооксида азота как важнейшего регулятора многих физиологических процессов в организмах млекопитающих и человека явилось одним из значительных достижений современной мировой науки и привлекло большое внимание исследователей в области химии, биологии и медицины Многие эффекты воздействия NO в организме удалось выявить благодаря созданию и исследованию экзогенных доноров N0 - соединений, способных в ходе метаболитических процессов генерировать оксид азота Это хорошо известные нитроглицерин, нитропруссид натрия, молсидомин, нитрозоцистеин и др В настоящее время ведется активный поиск новых доноров N0 с целью создания лекарственных препаратов нового поколения для лечения социально-значимых заболеваний (онкологических, сердечно-сосудистых, нейродегеративных) с улучшенным спектром активности и уменьшенными побочными эффектами по сравнению с уже используемыми клиническими препаратами

На сегодняшний день огромное количество работ так или иначе касаются темы изучения оксида азота Половина из них посвящена синтезу нитрозильных металлокомплексов, как наиболее перспективных NO-доноров В связи с этим особое внимание уделяется синтезу нитрозильных комплексов железа с серосодержащими лигандами, поскольку эти соединения образуются in vivo в организмах многих живых существ, начиная с бактерий и заканчивая высшими растениями и млекопитающими

Анализ литературных данных показал, что большинство исследователей считают, что в живых клетках нитрозильные комплексы с серосодержащими лигандами существуют в двух формах моноядерной и биядерной, находящихся в динамическом равновесии, которое зависит от концентрации тиолов Однако, в отличие от моноядерных комплексов, так называемых динитрозильных комплексов железа (ДНЮК), легко идентифицируемых с помощью ЭПР- спектров по характерному сигналу с g = 2,03, строение биядерных комплексов ш vivo дискутируется, и единого мнения об этом до сих пор не существует Некоторые исследователи полагают, что в биядерных комплексах атомы серы связывают атомы железа так же как в «эфирах красной соли Руссена» Есть и другое мнение, согласно которому биядерные комплексы представляют собой димерные ассоциаты моноядерных нитрозильных комплексов Однако, литературных данных по синтезу и исследованию именно нитрозильных железо-серных комплексов немного Это обусловлено, в первую очередь, трудностями выделения и очистки, а также неустойчивостью нитрозильных комплексов in vitro Поэтому получение и исследование нитрозильных комплексов железа с серосодержащими лигандами представляет трудную и, несомненно, важную фундаментальную задачу установления строения, корреляции «структура - свойство» и изучения свойств спектральных и структурных аналогов нитрозильных аддуктов негемового железа с тиолсодержащими лигандами Это послужит отправным пунктом для решения прикладных задач - получения новых доноров оксида азота для биохимических и медицинских исследований.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ исследование строения, физико-химических свойств и >ТО-донорной активности новых нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами, являющихся структурными аналогами природных меркаптогистидинов

Исследования были сосредоточены на решении следующих задач

разработка методик синтеза новых нейтральных биядерных нитрозильных комплексов железа с лигандами структурного ряда 2-меркаптоимидазола, изучение молекулярной и кристаллической структуры методами рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской и ИК-спектроскопии и др , исследование магнитных свойств синтезированных соединений, ^ исследование кинетики образования N0 и нитрозильного гемоглобина при разложении нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами

НАУЧНАЯ НОВИЗНА результатов, выносимых на защиту, состоит в следующем

впервые была получена структура анионного тиосульфатного нитрозильного комплекса с натриевым катионом (ТНКЖ) и доказано, что этот комплексный анион не сохраняет своей структуры в протонных средах при растворении ТНКЖ в протонных растворителях он распадается на два моноядерных динитрозильных тиосульфатных комплекса железа (ДНКЖтио), который далее начинает донировать оксид азота, ^ впервые были получены в кристаллическом состоянии три новых комплекса состава [Ре2(5К)2(НО)4], где II - лиганды структурного ряда 2-меркаптогистидина,

впервые была получена структура этих новых нитрозильных комплексов методом РСА

^ впервые были проведены магнитные измерения нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами Было впервые показано, что железо находится в высокоспиновой (^-конфигурации- два из трех неспаренных электронов иона металла полностью спарены с неспаренными электронами двух координированных групп N0, а оставшийся неспаренный электрон в каждом из фрагментов {Ре(ЫО)2} связан антиферромагнитным взаимодействием с неспаренным электроном аналогичного фрагмента димерной молекулы

^ впервые исследованы бимолекулярные реакции гемоглобина с синтезированными комплексами железа в водных растворах и рассчитаны константы скорости этих реакций,

впервые с помощью микросенсора агтЖ)-700 и масс-спектроскопии показано, что нитрозильные комплексы железа донируют оксид азота гидролитически в протонных растворителях

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Нитрозильные комплексы железа с тиолсодержащими азагетероциклическими лигандами обладают рядом преимуществ перед другими ИО-донорами, большинство из которых органические нитраты и нитриты, требующие участия ферментов для донирования N0, что делает их неудобными для биологических и биохимических исследований и заставляет исследователей искать новые доноры N0 Нитрозильные комплексы железа донируют оксид азота при физиологических значениях рН без какой-либо активации (фото-, термо- или редокс-), их можно выделить в чистом кристаллическом состоянии, и при разложении этих комплексов не образуется никаких токсичных или канцерогенных веществ Эти комплексы являются моделями активных центров железо-серных белков, найденных во всех живых организмах от бактерий до млекопитающих Использование в качестве лигандов природных гетероциклов дает возможность дополнить комплексы новыми свойствами либо усилить действие оксида азота Все это дает основание утверждать, что на основе нитрозильных комплексов железа можно создать лекарственные препараты для терапии социально-значимых заболеваний (сердечно-сосудистых, онкологических,

нейродегеративных и т д) Нитрозильные комплексы железа с природными тиолами могут выступать как модельные объекты для фундаментальных исследований природы связи металл - N0 в белках, а также процессов депонирования оксида азота в клетках, его метаболизма и механизмов доставки N0 до клеток-мишеней

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА Автором диссертационной работы были разработаны методики синтеза нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами По разработанным методикам получены три новых нитрозильных комплекса с лигандами 2-меркаптоимидазолами, монокристаллы этих комплексов, а также монокристаллы комплекса ТНКЖ Автором была разработана методика электрохимического измерения оксида азота, выделяющегося из нитрозильных комплексов железа в 1%-ных водных растворах ДМСО Рентгеноструктурные эксперименты проводили к ф -м н. Шилов Г В и к ф -м н Чехлов А Н (ИПХФ РАН) Расшифровка структур была проведена под руководством д х н Головиной Н И. (ИПХФ РАН) Мессбауэровские спектры регистрировались к ф -м н Ованесяном Н С (ИПХФ РАН) Спектры оптического поглощения снимались к х н Кондратьевой Т А (ИПХФ РАН) ИК-спектры были зарегистрированы к ф -м н Шульгой Ю М (аналитический центр ИПХФ РАН), масс-спектры газовой фазы, собранной над образцами кристаллических нитрозильных комплексов, выполнял Мартыненко В М (аналитический центр ИПХФ РАН), масс-спектры водно-метанольных растворов ТНКЖ были выполнены к ф -м н Сулеменковым И В (ФИНЭП ХФ РАН) Магнитные измерения проводил д ф -м н Моргунов Р Б (ИПХФ РАН) Спектры поглощения нитрозильного гемоглобина снимались д х н Сырцовой Л А (ИПХФ РАН) Элементный анализ синтезированных в работе соединений был выполнен Астаховой А С (аналитический центр ИПХФ РАН)

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные результаты работы докладывались на IV и V Всероссийских конференциях молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (г. Саратов, 2003, 2005), XVI симпозиуме по химической физике (г Туапсе, 2004), XXII Международной Чугаевской конференции по координационной химии (г Кишинев, Молдова,

2005), III Международном конгрессе «Биотехнология состояние и перспективы развития» (г Москва, 2005), IV Национальной кристаллохимической конференции (г Черноголовка, Моек обл , 2006), конференции «Научные школы Черноголовки - молодежи» (г Черноголовка, Моек обл, 2006), X международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применение» (г Ижевск, 2006), XXIV Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых по химической кинетике (г. Клязьма, Моек обл, 2006), III Международной конференции «Высокоспиновые молекулы и молекулярные магнетики» (г Иваново, 2006), 1— Европейском химическом конгрессе (г Будапешт, Венгрия,

2006) Материалы работы представлялись на ежегодном конкурсе молодых ученых им С М Батурина (ИПХФ РАН), где заняли третье призовое место в 2006 году и второе в 2007

ПУБЛИКАЦИИ По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ 6 статей в отечественных и зарубежных журналах и 12 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включая 12 таблиц и 46 рисунков (в том числе 5 таблиц и 16 рисунков в приложении) Текст диссертации состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, завершается выводами, списком литературы (221 источник) и приложением

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и практическая значимость работы, сформулированы цель и задачи работы, приведены основные новые научные результаты

Глава 1 диссертационной работы представляет собой обзор литературы В первой части этой главы приводится краткое описание физиологического значения и биохимии оксида азота и его форм, методы определения NO in vivo и in vitro, а также роль оксида азота в неопластическом процессе

Во второй части приведены и охарактеризованы основные классы известных на сегодня эндогенных и экзогенных доноров оксида азота

Третья часть диссертации посвящена рассмотрению места нитрозильных железо-серных комплексов в биохимии живых организмов, описаны методы синтеза этих комплексов, их строение и свойства

В четвертой части проанализирована информация о координационной способности, биологических свойствах и роли гетероциклических тиолов ряда имидазола в синтезе нитрозильных комплексов железа

Глава 2 состоит из двух частей и содержит описание реактивов, методик синтеза нитрозильных комплексов железа с производными 2-меркаптоимидазола и описание физико-химических методов исследования полученных образцов комплексов

1 Реактивы Для получения газообразного оксида азота и комплексов использовали FeS04 7Н20 (Aldnch), Na2S203 5Н20 (Aldrich), NaN02 (Aldrich), HCl марки «x ч » (ГОСТ 3118-77), имидазол-2-тиол (Aldnch), 1-метилимидазол-2-тиол (Aldrich), имидазолидин-2-тион (Aldnch) Для работы использовали H2SO4 марки «х ч » (ГОСТ 4204-77), KJ (Aldrich), СН2С12 (Aldrich), а также диэтиловый эфир, ацетон, метанол, этанол и дихлорметан, абсолютизированные по методу [1] Все операции по приготовлению, смешиванию растворов и выделению комплексов проводили в атмосфере чистого азота Для приготовления растворов использовали деаэрированную дистиллированную воду

2 Методы синтеза сера-нитрозильных комплексов железа Натрий цг-дитиосульфатотетранитозилдиферрат тетрагидрат

Na2[Fej((i-S203)j(N0)4]'4H20 (I) получился в результате реакции сульфата железа (II) с тиосульфатом натрия в присутствии газообразного монооксида азота при комнатной температуре Реакцию вели в токе монооксида азота, полученного по методике [2] и хранящегося в газометре После того как в растворе образовались блестящие черные кристаллы, реакционную смесь выдерживали еще 15-20 ч при 6-8°С, затем кристаллический осадок отфильтровывался и сушился на воздухе в течение суток

Выход I составил 34,34%

ц-1Ч-С-8-бис(имидазол-2-тиолат)тетранитрозилдижелезо [Fe2(C3H3N2S)2(NO)4] (II), ц-1Ч-С-8-бис(1-метил-имндазол-2-

тиолат)тетранитрозилдижелезо [Fe2(SC4H5N2)2(NO)4] (III) и ц-N-C-S-бис(имидазолидин-2-тиолат)тетранитрозилдижелезо [Fe2(C3H5N2S)2(NO)4] (IV) были получены по схожим методикам Щелочной раствор тиола добавлялся к водному раствору смеси комплекса I и пятигидратного тиосульфата натрия Мгновенно выпадающий аморфный осадок отфильтровывался через 20-30 минут Далее полученный порошок перекристаллизовывался из смесей различных органических растворителей и высушивался на воздухе. Монокристаллы всех трех комплексов представляют собой черные блестящие тонкие игольчатые пластинки Выход II %6,2Ъ(%), III 63,50(%), IV 18,46 (%)

Результаты элементного анализа представлены в таблице 1

Таблица 1. Данные элементного анализа комплексов I-IV(%)

№ С Н N Fe S Na

Эксп /теор Эксп /теор Эксп /теор Эксп /теор Эксп /теор Эксп /теор

I - 1 43/ 1 39 9 30 / 9 76 19 94/19 51 22 50 / 22 30 8 80 / 8 0

II 16 71 /16 74 1 70/1 39 22 20 / 26 00 26 15/26 05 13 16/1408 -

III 20 83 / 20 96 131/218 24 73 / 24 45 24 15 / 24 45 14 16/13 97 -

IV 1650/1653 2 68/2 77 25 07 / 25 70 25 42/25 61 14 01 /14 71 -

3 Физико-химические методы анализа, использованные в работе

• Рентгеноструктурный анализ. Экспериментальные массивы отражений трех соединений I-III получены с монокристаллов на четырехкружном дифрактометре КМ-4 («KUMA-Diffraction», Польша) методом со/26 - сканирования, Ж0 = 0,71070 Ä Кристаллические структуры решены прямым методом (SHELX-97 [3]) и уточнены в полноматричным МНК в анизотропном приближении неводородных атомов Поглощение при уточнении структур не учитывалось

Атомы водорода молекул воды в структуре комплекса I уточнялись в изотропном приближении, также уточнялись заселенности позиций атомов 0(6) и 0(7) молекул воды Заселенности позиций этих атомов оказались меньше целой заселенности позиций (<1) Эти величины составили 0,91 и 0,92 Факт неполной заселенности позиций молекул воды в кристалле подтверждается измерениями параметров элементарной ячейки кристаллов из разных синтезов Различия в параметрах выходят за рамки точности измерений

В структуре II атомы водорода уточнялись в изотропном приближении Положение атомов водорода в структуре III было рассчитано геометрически, их координаты и тепловые параметры не уточнялись

Параметры элементарной ячейки кристалла и трехмерных набор интенсивностей отражений для комплекса IV получены на рентгеновском автоматическом дифрактометре Enraf-Nonius CAD4 с использованием монохроматического излучения МоКа (к = 0 71070 Ä) Интенсивности всех отражений потом скорректировали на поглощение полуэмпирическим методом [4] максимальный, минимальный трансмиссионные факторы = 0 868, 0 577 Структура была решена прямым методом и уточнена полноматричным методом наименьших квадратов (МНК) в анизотропном приближении с использованием комплекса программ SHELXS-97 [3] Все неводородные атомы были уточнены с учетом анизотропных тепловых параметров Все водородные атомы были объективно локализованы в разностном синтезе Фурье, а положение водородных атомов при атомах углерода были рассчитаны геометрически с уточнением изотропных тепловых параметров, положение атома водорода при атоме азота уточнялось независимо

Основные кристаллографические данные и характеристики экспериментов для комплексов I-IV представлены в таблице 2

• ИК-спектры регистрировали Фурье-спектрометром Perkin-Elmer Spectrum ВХ-И Образцы для исследования готовили в виде таблеток (исследуемое вещество - 1 мг, КВг - 200 мг)

• Мессбауэровские спектры поглощения снимали на установке WissEl, работающей в режиме постоянного ускорения Источником служил Со57 в матрице Rh Измерения спектров при низких температурах проводили с помощью проточного гелиевого криостата CF-506 (Oxford Instruments) с регулируемой температурой Обрабатывали мессбауэровские спектры методом наименьших квадратов в предположении формы Лоренца индивидуальных спектральных компонент

Таблица 2. Основные кристаллографические данные и характеристики рентгенографического _эксперимента для комплексов 1-1У__

I II III IV

Температура, К 200 200 200 293

Сингония Моноклинная Моноклинная Моноклинная Триклинная

Пространственная группа P2(l)/c P2(l)/n C2/c Pl

Молекулярный вес 574 430 458 434

а, к 1122(4) 7,473(1) 14 455(3) 6 422(2)

Ъ,к 10 44(4) 12 928(3) 9 848(2) 7 618(2)

с, А 7 62(2) 8,173Ä 13 108(3) 8 194(2)

а," 90 90 90 100 93(2)

ß,° 92 9(2) 105,37(3) 116 36(3) 100 93(2)

90 90 90 90 08(3)

v,As 892(5) 761 4(3) 1671 9(6) 386 2(2)

z 2 2 4 1

d, г/см3 2 11(2) 1 85 1 820 1 866

ц, mm"' 4 400 4 39 2 017 2 177

N, (I>2c(I)) 1254 1215 765 1357

Ri 0>2c(I)) 0 091 0 040 0 0408 0 0321

wRi 0 116 0 130 0 0884 0 0503

• Масс-спектры газов, выделяемых исследуемым образцом, регистрировали с помощью масс-спектрометра МИ 1201В Ионизацию газа в ионном источнике спектрометра осуществляли пучком электронов с энергией 70 эВ Для получения газовой фазы навеску дейтерированных ОНТ массой около 80 мг поместили в кварцевую ампулу пиролизера, соединенную с системой напуска масс-спектрометра через вентиль тонкой регулировки Кварцевую ампулу с образцом откачивали в течение часа до давления около 2 10"5 Па, чтобы удалить из образца поверхностные и слабосвязанные примеси После откачки ампулу изолировали от вакуумной системы и оставляли при комнатной температуре (~20°С) приблизительно на сутки Затем открывали вентиль тонкой регулировки и проводили масс-спектрометрический анализ собравшегося в ампуле газа После проведения анализа вентиль тонкой регулировки закрывали, нагревали образец до 65°С и выдерживали его при этой температуре 1 час Собранный в ходе этой выдержки газ анализировали, сохраняя температуру образца неизменной После анализа кварцевую ампулу снова откачивали до высокого вакуума, закрывали вентиль и нагревали образец до следующей температуры (120°С) Измерения проводили в интервале 1 < m/z < 120, где т - атомная масса, z - заряд иона

Масс-спектры образцов ТНКЖ в водных растворах получены с помощью времяпролетного масс-спектрометра высокого разрешения с ортогональным вводом ионов Для экстракции ионов из приготовленных образцов использовался электроспрейный источник ионов без принудительной подачи раствора В качестве газа завесы и буферного газа использовался азот при комнатной температуре

• Магнитная восприимчивость комплексов была измерена с помощью SQUID-магнетометра фирмы «Quantum Design» в интервале температур 2 - 300 К в магнитном поле 5 кЭ Зависимости магнитной восприимчивости от магнитного поля замечено не было В расчетах парамагнитной восприимчивости комплекса учитывался диамагнитный вклад равный -230 10"6 см3/моль Эффективный

магнитный момент вычислялся по формуле ¡¿,фф = /г}^2 /Г)'/2, где X -

уыр1 )

молярная парамагнитная восприимчивость

• Электрохимическое определение NO. Для измерения концентрации N0, генерируемого сера-нитрозильными комплексами железа I-IV в растворах использовали сенсорный электрод "amiNO-700" системы "inNO Nitric Oxide Measuring System" (Innovative Instruments, Inc., Tampa, FL, USA) Концентрацию NO фиксировали в течение -200 секунд (с шагом 0 2 сек ) в 1% водном растворе диметилсульфоксида (ДМСО) с концентрацией донора NO (0 1 мкМ) Для калибровки электрохимического сенсора использовали 100 мкМ стандартный водный раствор NaN02, который добавляли в смесь, содержащую 20 мг KJ (Aldnch), 2 мл 1М H2S04 (марки «хч», ГОСТ 4204-77) и 18 мл воды Все эксперименты проводили при температуре 25°С рН растворов измеряли с помощью мембранного рН-метра "HI 8314" (HANNA instruments, Germany)

Для сравнения в этих же условиях были изучены другие NO-доноры "красная соль Руссена" Na2[Fe2S2(NO)4] 8Н20 (V), нитропруссид натрия Na2[Fe(CN)5NO] Н20 (VI) и диэтилентриамин-Ж>-ат (VII) (C4Hi3N502)

• Реакции нитрозильных комплексов железа с гемоглобином (НЬ) в водных растворах ДМСО / вода. Однородный оксигемоглобин выделялся из свежей человеческой крови донора, который затем использовался для получения раствора НЬ, пропусканием через колонку с Sephadex G-25 Этот раствор замораживали в виде шаров в жидком азоте Перед использованием НЬ размораживался в сосуде объемом 5 мл под током очищенного азота Рабочие растворы (буфер, ДМСО) также сначала очищали и деаэрировали

Для регистрации спектров поглощения использовался спектрофотометр Specord М-40 (Cari Zeiss, Йена, Германия), снабженный кюветами с термореле Спектры записывались при 25°С Для оценки концентрации HbNO, была выполнена обработка спектров поглощения методом наименьших квадратов Вычисления производились в диапазоне длин волн 450-650 нм

Для изучения кинетики образования NO, генерируемого комплексами I-IV, регистрировалось изменение спектров поглощения систем реакции, содержащих гемоглобин и комплекс Поскольку все сера-нитрозильные комплексы железа поглощают в видимой области, регистрировались дифференциальные спектры поглощения для экспериментальной системы с гемоглобином и для системы сравнения с анаэробным буфером (оба раствора содержали соответствующий комплекс той же самой концентрации) Спектры регистрировались, начиная с 1 5 минуты после начала реакции, а затем с 3-минутными интервалами Соблюдалось уменьшение поглощения при 556 нм (максимум поглощения НЬ) и его увеличения при 545 и 575 нм Изменение спектра прекращалось через 15-40 минут

Для сравнения в этих же условиях были изучены "красная соль Руссена" Ка2[Ре282(МО)4] 8Н20 (V), нитропруссид натрия Ыа2[Ре(СЫ)5ЫО] Н20 (VI) и диэтилентриамин->Ю-ат (VII) (С^п^Ог)

Глава 3 посвящена синтезу, исследованию физико-химических свойств и N0-донорной способности тиосульфатного нитрозильного комплекса железа как исходного соединения для синтеза нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами

Кристаллический комплекс №2[Те2(82С)3)2(№1))4] 4Н20 (I) был получен по схеме (1)

2Ре80^+^аг8г0г + АКО Ма2{Ре1(Б20,)2(И0)Л}+ +2№г2504 (1)

Согласно данным РСА монокристалла I (рис 1), в биядерном центросимметричном анионе [Ре2(8203)2(>Ю)4]2' атом железа связан с двумя атомами азота двух групп N0 и другим атомом железа двумя ц-атомами серы Мостиковые атомы серы связаны с группировками БОз Расстояние между тетраэдрически координированными атомами железа составляет 2 705(7)А, что указывает на существование сильного обменного взаимодействия между ними Комплекс диамагнитен В структуре обнаружены две независимых молекулы воды, т е на биядерный комплекс приходятся четыре молекулы воды В целом, от кристалла к кристаллу состав воды переменный Комплекс I в твердофазном состоянии при комнатной температуре более устойчив, чем "красная соль Русина" за счет образования мостиковыми атомами серы трехцентровых связей, что приводит к перераспределению электронной плотности в тиосульфатном анионном комплексе по сравнению с сульфидными [Ре282(1МО)4]2"

Мессбауэровский спектр соединения I при Т=80 К имеет вид одиночного

дублета, что свидетельствует о единственном состоянии ионов железа в структуре, т е ближайшая

координационная сфера атомов Бе в анионном комплексе состоит из идентичных атомов Значения параметров мессбауэровского спектра "Бе для I - изомерного сдвига (5ре) и квадрупольного расщепления (ДЕ<з) — близки к таковым для ранее исследованных солей с дианионом [Ре2(ц2-8203)2(К0)4]2" (табл 2) и нейтральных комплексов с 2-меркаптопиридином и 2-

меркаптопиримидином Уменьшение почти вдвое зарядовой ¿'-плотности на атоме железа по сравнению с дианионом "красной соли" Руссена [Ре282(ЫО)4]2" (5=0 091(1) мм/с,

с^С

П«.| и ПЫ

Рис. 1 Структура На2[Ре2(Ц2-820з)2(Ш)4] 4Н20

AEq=0 510(2) мм/с) связано с электроакцепторными свойствами групп SO3 В исследуемом комплексе I связь S(l)-S(2) 2125(8) Á заметно удлинена в сравнении с удвоенным ковалентным радиусом серы По-видимому, связь ослаблена из-за локализации электронной плотности на кратных связях S-O и в окружении иона железа В тиосульфатном комплексе наблюдается увеличение длины связи Fe-S (2 257(8) Á и 2 259(7) Á) и укорочение связей N-0 (1 160(16) Á и 1 151(16) Á) по сравнению с таковыми в сульфидных комплексах, где соответствующие величины равны 2 23-2 24 Á и 1 175-1 179° Это может свидетельствовать, в рамках определенного формализма, о том, что заряд на N0-группах в комплексе I становится более положительным, чем в сульфидных комплексах Можно формально считать заряд на NO-группах нейтральным, и тогда атом железа в комплексном анионе [Fe2(n2-S203)2(N0)4]2" находится в состоянии Fe+1 (d7) Однако комплекс I, как и сульфидные комплексы, диамагнитен вследствие образования связи Fe-Fe 2 705(7) Á

Таблица 2. Параметры мессбауэровских спектров 57Fe биядерных нитрозильных комплексов железа

Соединение Координационный узел T, К ÖFe» мм/с AEQ, мм/с

Na2[Fe2(S203)2(N0)4] 4Н20 (I) Fe{S2(NO)2} 80 0 168(1) 1288

(Me4N)2[Fe2(S203)2(N0)4] (Et4N)2[Fe2(S203)2(N0)4] Fe{S2(NO)2} Fe{S2(NO)2} OO 00 r- t-~ 0 163(1) 0 160(1) 1241(1) 1 277(1)

(n-Pr4N)2[Fe2(S203)2(N0)4] Fe{S2(NO)2} 78 0 138(1) 1 144(2)

(n-Bu4N)2[Fe2(S203)2(N0)4] Fe{S2(NO)2} 78 0 157(1) 1 118(2)

Fe2(SC5H4N)2(NO)4] Fe2(SC5H4N)2(NO)4] Fe{SS(NO)2} Fe{SS(NO)2} 85 85 0 177(1) 0 169(1) 1 262(2) 1 264(1)

Анализ масс-спектров газовой фазы над кристаллическим образцом комплекса I показал, что наиболее интенсивным пиком в спектре газовой фазы над образцом комплекса I при комнатной температуре (рис 2 (1)) является пик с m/z=18 Этот пик связан с выделением в газовую фазу кристаллизационной воды Вторым по интенсивности является пик с m/z=30, обусловленный выделением молекул N0 при вакуумировании нитрозильного комплекса Имеется также небольшая примесь молекул СО и С02 (m/z = 28 и 44), видимо, захваченных образцом из воздуха Образование молекул N2 и N20, скорее всего, не происходит, поскольку пик с m/z = 14(N+) в спектре имеет очень малую интенсивность, а интенсивности пиков с m/z = 12(С+) и 16(0+) достаточны, чтобы объяснить фрагментацию оксидов углерода

Если образец, газовыделение из которого прекратилось при комнатной температуре, нагреть до 65°С, процесс газовыделения начинается снова При этом помимо молекул воды, остающихся основной компонентой газовой среды в спектре (рис 2 (2)), идентифицируются ионы NO+ (пик с m/z = 30) SO+ и S02+ (пики с m/z = 48 и 64) Это означает, что при описанных условиях образец не только продолжает терять воду, но и в условиях динамического вакуума

начинается незначительное разложение основного вещества Однако ИК-спектр образца после такого нагрева в вакууме практически не меняется Это означает, что процесс разложения коснулся небольшой доли молекул - возможно, на поверхности кристаллов Нагрев комплекса до более высокой температуры (98°С) приводит к большему выделению азот- и серосодержащих молекул в газовую фазу над образцом (рис 2 (3)) Таким образом, разложение комплекса I с образованием азот- и серосодержащих продуктов при Т<65°С является весьма незначительным и лежит за пределами чувствительности всех методов, кроме масс-спектрометрического

Данные масс- и РЖ-спектроскопии комплекса I еще раз подтверждают, что присутствие групп Б03 в анионе [Рег^гОзЭг^О)^2" делает его более устойчивым (скорее всего вследствие стерических факторов) к превращению в тетраядерный комплекс [Т^з^О)?]* Комплекс I относительно устойчив при хранении на свету в отсутствии влаги При хранении комплекса в условиях повышенной влажности наблюдается его заметное разложение, сопровождаемое изменением окраски и кристалличности и появлением характерного запаха

Анализ спектров поглощения растворов (3,3x10"4 М) комплекса I при рН=6 5-7 5 показал, что соединение в протонном растворителе не сохраняет исходную биядерную структуру Об этом свидетельствует отсутствие максимумов полос поглощения при 321 и 360 нм, характерных для биядерных сера-нитрозильных

комплексов железа и наблюдаемых в апротонном растворителе (рис 3) В протонных растворителях

наблюдается темновое разложение биядерного комплекса,

сопровождающееся появлением характерных пиков моноядерного динитрозильного комплекса железа

1 э 28 1 0 44 48 64 3

1 2 1 1

1

—.—I—.—|—.—1—I—|—1—|—1—

10 20 X 40 50 60 70

ГТЙ

Рис. 2 Масс-спектры газов, выделяющихся из исследуемого образца комплекса I в вакууме при комнатной температуре (1) и при нагреве до 65°С (2) и 98°С (3)

X, нм

Рис. 3 Спектры комплекса I в ДМСО (а) и водном растворе при рН 7 (Ь)

при 343 (е=3,889 1 03М-1 см-1), 455 (s=l,180 103М-' см-1) и 501 (е=1,014 103М-' см'1) нм

Масс-спектрометрия водно-метанольного (9 1) раствора комплекса I концентрацией 1 10"4 M (рис 4) в совокупности с данными электрохимического анализа (см Главу 5) подтверждает образование моноядерного динитрозильного тиосульфатного комплекса железа (ДНКЖтио) и генерацию последним молекул N0 при растворении комплекса I в протонных растворителях-

[Fe2(jU-S203)2{NO),]2" + 2S20f 2[Fe(S20,)2(Л'0)2]3~ -> продукты (2) Генерация N0 комплексом I начинается сразу же после растворения и продолжается в течение часа Добавление к комплексу I избытка тиосульфатного аниона также приводит к образованию ДНКЖтио Но генерация N0 и образование мононитрозильного интермедиата и частицы [Fe(S2C>3)]' из ДНКЖТИ0 начинается только спустя 40 минут после растворения комплекса I

Отн интенсивность

1,0

0,5 -

[Fe^CgCNOy [Fe(S203)(N0)]" [Fe(S203)]-

0,0 'i ■!•'-. 100

0,4 н

0,2 -

150

200

0,0 0,3 0,2 0,1 0,0

100

150

200

100

250 m/Z

[S3OJ 1 b. lil ■• i . 1 1......Н„ 1 в ,1

250

m/z

-

- [H<s2o3)r

: \ С 1

~uJ 1, '..1, ■■ 1.......ijli, . , ■il- ■' ,

m/z

150 200 250

Рис. 4 Масс-спектры водного раствора комплекса I через 4 (А), 24 (В) и 64 (С) минуты после приготовления водно-метанольного раствора

Глава 4 состоит из двух частей и содержит описание синтеза и физико-химических свойств нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами

1 Синтез и исследование молекулярного и кристаллического строения нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазольными лигандами

Наличие в растворе устойчивого ДНКЖТИ0 дает возможность провести реакции обмена тиосульфатных лигандов на гетероциклические с образованием биядерных структур по схеме.

[^(эд)2(Ш)2]2-+2зд2-^гшхгОмтгТ^г^^титл (з)

-4 5203

Если использовать в качестве тиолов производные имидазол-2-тиола, то по схеме (3) образуются нейтральные биядерные парамагнитные нитрозильные комплексы, в которых атомы железа связаны друг с другом через структурный фрагмент ц-Ы-С-З (рис 5) При этом следует соблюдать рН реакционной среды его значение не должно превышать рКа тиолов, иначе происходит образование гидроксида железа (III)

В настоящей работе были синтезированы три биядерных парамагнитных тетранитрозильных комплексов железа с имидазол-2-тиолом (II), 1-метилимидазол-2-тиолом (III) и имидазолидин-2-тионом (IV) По данным мессбауэровской спектроскопии, полученные по схеме (3) порошки содержали помимо фаз с параметрами, соответствующими комплексу, железосодержащую примесную фазу Примесные фазы октаэдрического Ре+ с аналогичными и близкими значениями мессбауэровских параметров были обнаружены и ранее при синтезе биядерных нитрозильных железо-серных комплексов с другими азагетероциклическими лигандами [5] При этом содержание примесной фазы не превышает, как правило, 10% Исключением является комплекс IV, где содержание примесной фазы в среднем составляет около 50% Для выделения монокристаллов нитрозильных комплексов П-ГУ проводилась перекристаллизация полученных при синтезе порошков из смесей органических растворителей

Для производных меркаптоимидазола, согласно литературным данным, возможна монодентатная, бидентатная и мостиковая координация атома металла Помимо способа координации представлялось особенно важным выяснить в какой форме (тиольной или тионной) лиганды координируют атом металла, учитывая, что один из используемых в синтезе лигандов (имидазолидин-2-тион) в твердофазном состоянии существует как тион, тогда как другие два - в форме тиолов

По данным РСА все три комплекса имеют центросимметричную биядерную структуру (рис 5 (а)), в которой оба атома железа соединены ковалентно с атомом серы одного лиганда и донорно-акцепторной связью с атомом азота другого лиганда через фрагмент ц-Б-С-И

Расстояния Ре Бе составляют 4,102 А, 4,010 А и 4 030 А, соответственно в комплексах II, III и IV. Длины связей С-Б в обсуждаемых комплексах 1,740(4) А, 1,729А и 1,741 А превышают справочное значение длины двойной связи С=Ь (1 684 А) в среднем на 0,06 А, что делает возможным предположение об одинарной связи С-Б во всех обсуждаемых комплексах, несмотря на то, что в синтезе комплекса III участвует лиганд в тионной таутомерной форме

Рис 5 Молекулярная структура (а) и фрагмент кристаллической (б) структуры комплексов II, III и IV

Значения длины связи C(l)-N(3) 1 314(4) Ä в комплексе II существенно меньше, чем для C(l)-N(4) 1 344(5) Ä, C(31)-N(31) 1 385(5) Ä и C(2)-N(4) 1 360(5) Ä Длина кратной связи С-С лиганда составляет величину 1 365(5) Ä, что соответствует сумме радиусов атомов углерода, характерной для промежуточного между двойным и одинарным типами связи Анализ остальных связей в гетероцикле также указывает на сильную делокализацию л-электронов внутри кольца Однако, распределение длин связей и углов в тиоимидазольном кольце наиболее близко к тиольной форме лиганда В комплексе III наблюдается аналогичная картина несколько сокращенные длины связей N(3)-C(l) 1 333(7)Ä, С(2)-С(3) 1 347(8)Ä, по сравнению с другими в этом цикле N(4)-C(l) 1.356(6)Ä, N(3)-C(3) 1 394(6)Ä, N(4)-C(2) 1.367(7)Ä Вследствие неароматичности кольца в имидазолидин-2-тионе в комплексе IV немного другое распределение длин связей в лигандном цикле, указывающее на распределение тг-электронной плотности только между атомами N(1), С(2) и N(3)

Анализ длин связей в структурном фрагменте {Fe(NO)2} показал, что длины связей N(l)-0(1) и N(2)-0(2) в комплексе II близки к таковым для комплекса III, но значительно короче аналогичных связей в комплексе IV с имидазолидин-2-тионом И наоборот, длины связей Fe(l)-N(l) и Fe(l)-N(2) в комплексе II схожи с длинами таких же связей комплекса IV, но отличаются от тех, что в комплексе

Таблица 3. Значения основных длин связей, углов и параметров мессбауэровской 57Ре

(при 290К) и ИК-спектроскопии сера-нитрозильных комплексов железа П-ГУ состава ,_| _ Ре^ЬЩС)^

N L N-O, А Fe-N, А Fe-N-O," Fe-N„, А Fe Fe, A Fe-S, A Sf/, mm/C AEq , мм/с Vno, CM1 Av.vo, см1

II г\ «Y s" 1 148(4) 1 158(5) 1 690(3) 1 674(3) 165,5 (4) 170 5(4) 2 010(3) 4 102 2 299(1) 0 196(1) 1 109(2) 1781 1748 1716 65

III Т СН, s" 1 149(6) 1 164(6) 1 696(5) 1 667(5) 164 3(5) 170 2(4) 2 013(4) 4 010 2 283(2) 0 180(1) 0 928(2) 1782 1748 1716 66

IV гл hn^N s~ 1 165(3) 1 170(3) 1 687(3) 1 673(3) 167 2(3) 170 7(3) 1 982(2) 4 030 2 312(1) 0 155(4) 1 015(1) 1786 1724 62

*8te - изомерный сдвиг относительно a-Fe "AEq - квадрупольное расщепление

ИГ связь Fe(l)-N(l) в комплексе III длиннее, а связь Fe(l)-N(2) короче При этом величины валентных углов Fe(l)N(l)0(l) и Fe(l)N(2)0(2) практически одинаковы для всех трех комплексов Такое отличие в NO-группах можно объяснить разницей в распределении частичных зарядов на нитрозильных группах чем ближе угол Fe-N-O к линейному и короче связь Fe-N, тем более положителен заряд на NO-фрагменте [6].

В ИК - спектрах комплекса IV, в отличие от II и III, для которых характерны три полосы поглощения N0, в соединении IV обнаружены две полосы поглощения NO групп (табл 3) Расщепление полос может быть связано с неэквивалентностью NO-групп в Fe-N-О фрагментах Частоты валентных колебаний N0 групп комплексов II-IV находятся в области более высоких значений, что, в рамках определенного формализма [6] и в совокупности с полученными данными РСА, свидетельствует о смещении электронной плотности с NO групп на Fe Таким образом, заряд на N0 становится более положительным, и электрофильная активность Fe(NO)2 фрагментов комплексов увеличивается В целом значения валентных колебаний нитрозильных групп комплексов ц-N-C-S типа более высоки, чем ц.2-8-комплексов Наблюдаемое в IV существенное уменьшение длины связи железа с атомом азота гетероцикла и межатомного расстояния Fe Fe (на О 072Á по сравнению с таковым в II) (табл 3) позволяют предположить, что комплекс с имидазолидин-2-илом будет более устойчивым, чем комплексы II и III в протонных средах

Данные Мессбауэровской спектроскопии хорошо согласуются с данными РСА Мессбауэровские спектры комплексов имеют вид одиночного дублета, что говорит о структурной эквивалентности атомов железа В ряду от II к III и IV наблюдается уменьшение значения изомерного сдвига 5 е (табл 3), которое происходит из-за увеличения плотности s-электронов на ядрах железа и, вследствие этого, укорочения связи Fe-S Однако, в комплексе IV мы наблюдаем некоторое увеличение длины связи Fe-S Этот факт, по-видимому, связан с тем, что отрицательный заряд на S" имидазолидин-2-ила отличается от таковых на

имидазол-иле комплекса II и 1-метил-имидазол-2-иле комплекса III, содержащих, в отличие от IV, ароматический цикл

При этом значения изомерных сдвигов этих трех комплексов почти вдвое больше по сравнению со сдвигами для комплексов со структурой Цг-Б, что говорит о более длинной связи Ре-Б

Кристаллические структуры (рис 5 (б)) исследованных комплексов во многом схожи Как видно из рисунков, все они образованы слоями, параллельными плоскости Ьс В комплексах II и IV между молекулами одного слоя существуют межмолекулярные контакты атома серы и фрагмента Н-М в кольце лиганда Эти контакты составляют 2 721 А и 2,606 А, соответственно. В структуре комплекса III водород при атоме азота замещен на метальную группу Но и здесь существует контакт атома серы и С-Н метальной группы 2,815 А Во всех трех структурах молекулы разных слоев ориентированы друг к другу N0-группами Расстояние между слоями порядка зА По всей видимости, слои связаны между собой электростатическими силами 2 Магнитные свойства нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазольными лигандами

Исходя из ^-конфигурации атома железа и учитывая, что расстояние Ре. Ре

превышает 4 А, можно было ожидать, что комплексы П-1У будут парамагнитны Действительно, они, в отличие от диамагнитных |х2-8-замещенных тиосульфатных и тиолатных комплексов, дают ЭПР-сигнал

Зависимости магнитной

восприимчивости х(Т) для комплексов Н-ГУ имеют характерный для димеров явно выраженный максимум при температурах 63, 85 и 83 К, соответственно При низких температурах наблюдается небольшое повышение магнитной

восприимчивости, вызванное

наличием в образцах парамагнитных частиц другого сорта Кривые Щфф(Т) при высоких температурах стремятся к значению ~2,5 Д что близко к теоретическому значению 2,45/? (при 8=2 ё(2(8+1)81/2=2 45)) для двух слабовзаимодействующих неспаренных электронов с 8=1/2 Для примера на рис 6 приведены зависимости магнитной

восприимчивости и эффективного

100 150 200

т.к

Рис.6 Зависимость магнитной

восприимчивости х (•) и эффективного магнитного момента Цэфф (о) от температуры Т в постоянном магнитном поле 1 кЭ для комплекса IV Сплошные кривые -аппроксимация экспериментальной

зависимости суммой вкладов димеров и мономеров Эффективный магнитный момент нормирован на величину магнетона Бора Горизонтальные линии показывают значения эффективного магнитного момента, соответствующие парамагнитной системе с одним и двумя спинами Уг в элементарной

магнитного момента от температуры для комплекса IV Зависимости % и (хэфф от Т для комплексов II и III имеют аналогичный вид

Конфигурация железа Зс17 (степень окисления +1) в тетраэдрической координации имеет спин 5=3/2, образованный тремя неспаренными электронами, локализованными на ёл-орбиталях Суммарный спин парамагнитного центра образован отдельным ионом Ре(с17) (Б=3/2) и двумя связанными с ним N0-группами (8=1/2) За счет сильных обменных взаимодействий л*-ИО электронов с с1л-электронами Ре, суммарный спин парамагнитного центра 8,=1/2, что находится в соответствии с теоретическими расчетами Энемарка и Фелтама [7]

Немонотонную зависимость магнитной восприимчивости образцов комплексов от температуры можно объяснить суммированием вкладов в полный магнитный момент «примесных» парамагнитных частиц со спином 3/2 и димеров с парой спинов 'Л Доля «мономерной примеси» не превышает 2% Вклад примеси в полный магнитный момент и зависимость ее восприимчивости описывается законом Кюри-Вейса Димеры содержат пары спинов железа, которые способны взаимодействовать друг с другом При понижении температуры полный спин димеров уменьшается из-за обменного взаимодействия антиферромагнитного типа между ними Этим объясняется спад магнитной восприимчивости при температурах ниже 75 К С дальнейшим понижением температуры все большее число димеров имеют спаренные спины, находясь при этом в основном состоянии со спином комплекса, равным нулю, характерным для тетраэдрического окружения [8] При этом возрастает вклад парамагнитной примеси, приводя к нарастанию М при Т < 10 К

Экспериментальная зависимость х(Т) с приемлемой точностью аппроксимируется суммой двух выражений, первое из которых представляет собой выражение Блини-Бауэрса [9] для магнитной восприимчивости димера с двумя спинами !4, а второе учитывает наличие парамагнитных частиц со спином 3/2 (соотношение Кюри-Вейса)

1^.УГ1 + 1 Г^Г (4)

л 3кТ 3 кТ )} " Т-в

где N - число магнитных центров в рассматриваемом образце, /ли - магнетон Бора, g - ^-фактор, к - постоянная Больцмана, Т - температура, У - обменный интеграл, р -доля парамагнитных частиц со спином 3/2 в образце, С - постоянная Кюри, 0- постоянная Вейса

Таким образом, если исходить из высокоспиновой «^-конфигурации железа, то при 2-300 К два из трех неспаренных электронов иона металла полностью спарены с неспаренными электронами двух координированных групп N0, а оставшийся неспаренный электрон в каждом из фрагментов {Ре(КО)2} связан антиферромагнитным взаимодействием с неспаренным электроном аналогичного фрагмента димерной молекулы

Кривые зависимости магнитной восприимчивости от температуры для моноядерных комплексов с гетероциклическими тиольными лигандами [10] имеют нормальный вид, резко возрастая при 2 К, что говорит о присутствии в образце одного сорта частиц, и подтверждая ранее высказанные предположения

Глава 5 состоит из трех частей В ней описываются данные, полученные в ходе изучения NO-донорной активности нитрозильных комплексов железа

1 Масс-спектры газовой фазы при разложении поликристаллов нитрозильных

комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами В отличие от комплекса I, соединения II, III и IV оказались достаточно устойчивыми в вакууме при комнатной температуре Давление собранных в ходе выдержки образцов в вакууме газов практически не превышало уровень остаточных газов в масс-спектрометре Основным компонентом выделенного газа комплексом II являются молекулы N0 (ион с m/z =30) Кроме этого пика на масс-спектре можно видеть также пики с m/z =14 ([N]+), 18 ([Н20]+), 28 ([СО]+ и/или [N2]+) и 44 ([CS]+ и/или [С02]+) Происхождение ионов [N]+ в спектрах комплексов не вызывает сомнения — азот входит в состав нитрозильной группы; появление слабоинтенсивных полос [Н20]+ можно объяснить наличием адсорбционной воды Молекулы СО, С02 и N2, в принципе, могут захватываться при контакте образца с воздухом Однако, захваченные и, следовательно, слабосвязанные молекулы должны были бы выделиться в газовую фазу при вакуумировании Но они не проявились в спектре газов, полученных при выдержке образца в вакууме без нагрева Можно думать, что пики с m/z = 24 и 44 обусловлены фрагментами имидазола C3H3N2S ([N2]+) и ([CS]+) Подтверждением точки зрения о возможном переходе в газовую фазу лиганда или продуктов его распада является также присутствие в спектре пиков с m/z = 45 ([HCS]+) и 46 ([H2CS]+) Однако других фрагментов лиганда в спектре этого образца не обнаруживается

Нагрев до 70°С не приводит к заметной газификации образца комплекса III, который оказался более устойчивым, чем комплекс II При нагреве от 20 до 70°С в спектре комплекса IV наблюдается появление интенсивных полос с m/z = 30, 28, 18, 14, 44, отвечающие молекулярным ионам [NO]+, [СО]+, [Н20]+, [N]+, [CS]+, соответственно, среди которых наиболее интенсивный пик молекулярного иона [NO]+

Нагрев с 70 до 120°С интенсифицировал газификацию всех образцов, кроме образца комплекса IV, который, по-видимому, уже частично разложился ранее при температурах 20-70°С

Для комплекса II состав газовой фазы не меняется, но давление выделившегося газа существенно возрастает. Для образца комплекса III в этом температурном интервале наблюдается спектр газовой фазы с наибольшим числом пиков Помимо молекул NO и Н20 в газовой фазе присутствуют в заметном количестве молекулы тиольного лиганда или продукты его разложения

Таким образом, методом масс-спектроскопии установлено, что комплексы являются устойчивыми при вакуумировании при температуре 20°С. Основными компонентами газовой фазы при нагреве свыше 20°С являлись NO (с максимальным значением интенсивностей пиков), Н20 и молекулярные ионы, отвечающие фрагментам их тиольных лигандов

2 Реакции нитрозильных комплексов железа с гемоглобином в растворах ДМСО / вода

Известно, что гемоглобин (НЬ) взаимодействует с NO с образованием нитрозильного гемоглобина (HbNO) Спектр поглощения гемоглобина с характерной полосой в видимой области 1тах = 556 нм (е =12 5 мМ"1 cm"1) преобразуется в спектр нитрозильного гемоглобина с Хщм = 545 нм, (б = 12 6 мМ' 1 cm'1) и Хтах = 575 нм (е=13 0 мМ"1 cm'l) (значения s отнесены на один гем человеческого гемоглобина) Характеристический спектр образования HbNO в ходе реакций комплекса IV с гемоглобином представлен на рисунке 7 На рисунке 8 представлены данные кинетики взаимодействия комплекса IV с НЬ

/

/

Рис. 7 Изменение дифференциальных спектров поглощения во время взаимодействия комплекса IV (2 1(И М) с НЬ (105 М) Растворитель - 0 05 М фосфатный буфер (рН 7 0), содержащий 3 3 % ДМСО в экспериментальной кювете, в кювете сравнения ДМСО и буферный раствор Температура 25°С

Время мин/ты

Рис 8 Кинетика образования HbNO при

взаимодеиствии комплексом IV Сплошной теоретическая

ПО"5 М) с 25 С и рН=7 0

НЬ при

линией показана

моноэкспоненциальная

кривая, точками эксперимента

результаты

Все кинетические закономерности хорошо описываются в рамках формализма реакций псевдопервого порядка Были построены теоретические моноэкспоненциальные кривые, используя функцию

у = а(1-е-") (5)

где к - эффективная константа скорости первого порядка, а - конечная концентрация №N0

Эффективные константы скорости первого порядка (к) для изученных реакций показаны в таблице 4 Скорость взаимодействия гемоглобина с N0 близка к скорости диффузии (константа скорости для реакции второго порядка -1 02 108 М"1 б"1 [11]) Исходя из значений к, которые были получены для 1-У (Таблица 4), можно предположить, что скорость образования НЬЫО в экспериментах определяется стадией генерации N0 из комплексов ¡-V Следовательно, образование №N0 может быть описано двумя последовательными реакциями Первая реакция — разложение комплексов ¡-V с

Таблица 4 Эффективные константы скорости первого порядка (к) взаимодействия _комплексов 1-У с НЬ* _

Комплекс к, с"Ч-10'

I №2[Ее(8203)2(>га)2] 4Н2<Э 4 5 ± 0 45

II [Ре2(СзН3К28)2(МО)4] 7 4 ± 0 74

III [Ре2(8С4Н5:М2)2(Ш)4] 8 85 ± 0 9

IV [Ре2(8С3Н5:М2)2(Ш)4] 57 0 ± 0 57

V №2[Ре282(Ж>)4] 8Н20 0 061 ± 0 006

""Концентрация комплексов 1-У 2 10"4 М, концентрация НЬ - (6-7 5) 106М

выделением N0 и константой скорости к] (необратимая реакция первого порядка), вторая реакция - образование №N0 с эффективной константой скорости реакции псевдопервого порядка к2 Для используемых концентраций гемоглобина ((67 5) 10"6 М) к2 равны 612-765 б"1 Эти значения к2 превышают в 105 раз константы скорости для образования НЫчЮ, полученного в экспериментах (Таблица 4) Для последовательных реакций, накопление конечного продукта, в данном случае НЬЖ), описывается уравнением.

[Я6Ж| = [ЯМгсЦ - кгек" !(кг - Л,)+V*2' /(*2 - А,)] (б)

Для к2, значительно превышающего к) (как в нашем случае), второй частью уравнения (6) можно пренебречь из-за малого значения Т о, накопление конечного продукта происходит с константой скорости первого процесса, к1, согласно уравнению

[НЬМО] = [//¿Л'01 (I )

Таким образом, №N0 образуется со скоростью, равной скорости генерации N0 в растворе. Конечная концентрация №N0 в экспериментах определялась начальной концентрацией гемоглобина, потому что константа связывания гемоглобина с N0 3 Ю10 М"1 [11] Ошибка измерения констант составляет 10 %

Для "красной соли Русина" (V) изменение спектров поглощения гемоглобина, указывающие на образование №N0, происходило медленнее Эффективная константа скорости первого порядка для реакции взаимодействия ее с гемоглобином 6 1 10'5± 6 10"6 с"1

Для нитропруссида натрия (VI) спектр поглощения гемоглобина начал изменяться только через 50 минут, реакция шла очень медленно в течение следующих 4 5 часов, и концентрация НЫМО лишь незначительно увеличивалась

Изменение спектра поглощения при реакции гемоглобина с диэтилентриамин-ЫО-атом (VII) начиналось спустя 1,5 часа, реакция шла более 10 часов Эффективная константа скорости первого порядка составляла 8 10"5 с"1

Согласно расчетам [7], электронную конфигурацию железо-нитрозильного фрагмента в комплексах, 1-1У можно представить как {Ре(№))2}7+2 Степень окисления железа 1+ (ё7- конфигурация), поэтому нельзя ожидать, что

дезоксигемоглобин будет действовать как восстановитель в исследуемых реакциях (известно, что дезоксигемоглобин ответственен за одноэлектронное восстановление иона нитрита, которое приводит к образованию НЬ-ИО) К тому же, как показали эксперименты, образования метмиоглобина - продукта восстановления дезоксигемоглобина - в исследуемых системах не наблюдалось Поскольку скорость взаимодействия гемоглобина с N0 близка к диффузионной (1 02 108 М"1 б'1), полученные экспериментальные значения константы скорости к (таблица 4) свидетельствуют о том, что скорость взаимодействия комплексов железа 1-1У с гемоглобином ограничена скоростью разложения комплексов это может быть обусловлено как природой лигандов, так и типом структуры (цг-Б или (¿-N-0-8) используемого донора

.................. | I . |Vi

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Время сек

Рис. 9 Кривые зависимости концентрации генерируемого N0 комплексами 1-У и VII в 1% водных растворах ДМСО (рН=5,5) в аэробных условиях при температуре 25°С Исходная концентрация комплексов 1 10"4 М

Рис. 10 Кривые зависимости концентрации генерируемого N0 комплексами 1-У и VII в 1% водных растворах ДМСО (рН=5,5) в анаэробных условиях при температуре 25°С Исходная концентрация комплексов 1 10"4М

3 NO-донирование нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами в растворах ДМСО / вода

На рисунках 9 и 10 приведены временные зависимости концентрации NO, генерируемого исследуемыми комплексами I-IV и соединениями V, VII в аэробных (рис 9) и анаэробных (рис 10) условиях при 25°С в отсутствии гемоглобина В экспериментах не проводилось какой-либо активации комплексов, поэтому на рисунках отсутствует кривая зависимости для нитропруссида натрия VII, который нуждается в фотоактивации для выделения NO В отличие от этого соединения все сера-нитрозильные комплексы железа генерируют оксид азота с первых секунд после растворения в протонном растворителе При этом все комплексы по количеству выделяемого NO можно поставить в ряд (для комплекса I наблюдается максимальное значение генерируемого NO)

I-> II— III—» IV-» V-> VII

вне зависимости от содержания кислорода в системе (таблица 5) Концентрация N0 при регистрации электродами апиМЭ определяется разностью скорости образования и скорости деградации N0 в растворе Согласно полученным данным в анаэробных условиях в течение первых 200 секунд от начала реакции из 1 моль комплекса выделяется в 0,2-1,6 моль N0 (для соединения VII это значение составляет 0,07 моль) вместо ожидаемых 4 и 2 моль, соответственно Можно предположить, что при разложении исследуемых комплексов в растворах образуются относительно долгоживущие нитрозильные интермедиаты, как, например, наблюдалось для комплекса I (см Главу 3) Строение и времена жизни таких интермедиатов планируется исследовать в дальнейшем Соединение VII, как и все диазениумдиолаты является донором N0 пролонгированного действия и способен генерировать оксид азота в течение 20 и более часов в зависимости от рН среды

В присутствии кислорода количество выделяемого N0 из 1 моль комплекса увеличивается почти вдвое (таблица 5) При этом на кривых зависимости Смо от времени комплексов 1-ГУ (рис 9) в аэробных условиях заметны максимумы, что говорит о сложной кинетике протекающих процессов Можно предположить, что эти кривые описывают изменение концентрации продукта, участвующего в двух последовательных реакциях

А—^—>Р—-—>В,

где А - комплекс, Р - N0, В - продукты взаимодействия оксида азота с кислородом

Таблица 5. Количество N0, выделяемого комплексами 1-\'П в 1% водных растворах _ДМСО при 25°С и рН=5 5_

Количество NO, рА(нМ)*

I II III IV V VI VII

Аэробные условия, ca¡ =1 36 1q-'moij/ 650000 540000 450000 300000 40000 150000

(719) (601) (504) (343) (47) (8)

Анаэробные 350000 300000 100000 55000 150000 9000

условия, (324) (268) (147) (121) (37) (13)

• концентрация комплекса 0,4 10"5 моль/л

Как упоминалось выше, НОНОаты считаются на сегодня лучшими соединениями из всех классов, существующих экзогенных доноров NO, поскольку они безактивационно генерируют N0 при гидролизе Исследуемые в настоящей работе нитрозильные комплексы железа I-IV, также выделяют оксид азота при растворении в протонных растворителях без дополнительной фото-, термо- или ферментативной активации Если сравнить времена взаимодействия гемоглобина с соединением VII и, например, комплексом IV, то можно увидеть, что комплекс IV начинает генерировать NO с первых минут с момента растворения и продолжает в течение полутора часов, в то время как соединение VII через полтора часа только активизируется Комплексы I-III взаимодействуют с гемоглобином еще быстрее

выводы

1 Синтезированы монокристаллы и исследовано строение методами РСА, ИК- и мессбауэровской спектроскопии тетранитрозильных биядерных комплексов железа с тиосульфатными лигандами - исходного соединения для получения комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами Методами масс-спектрального анализа и спектрами поглощения в видимой области доказано существование моноядерного динитрозильного комплекса железа (ДНКЖТИ0) в водных растворах

2 Реакциями обмена тиосульфатных лигандов в ДНКЖТИ0 на азагетероциклические тиолилы ряда 2-меркаптоимидазола получены и выделены в кристаллическом состоянии 3 новых комплекса состава |Те2(811)2(Ж))4] сЯ-аналогами природных меркаптогистидинов

3 Методами РСА, РЖ- и Мессбауэровской спектроскопии изучено их строение и физико-химические свойства Атомы железа находятся в тетраэдрической координации и связаны друг с другом посредством мостика гетероциклического лиганда N-0-8 Лиганды в исследованных комплексах координируют атом металла в форме тиола

4 Исследование магнитных свойств синтезированных комплексов с 2-меркаптоимидазолами показало, что соединения парамагнитны Железо находится в высокоспиновой <17-конфигурации два из трех неспаренных электронов иона металла полностью спарены с неспаренными электронами двух координированных групп N0, а оставшийся неспаренный электрон в каждом из фрагментов {Ре(Ж))2} связан антиферромагнитным взаимодействием с неспаренным электроном аналогичного фрагмента димерной молекулы

5 Анализ масс-спектров газовой фазы синтезированных комплексов железа показал, что соединения устойчивы при вакуумировании (Т = 20°С) При температурах выше 20°С они разлагаются с образованием N0, а также Н20 и молекулярных ионов, отвечающих фрагментам их тиольных лигандов

6 Исследованы бимолекулярные реакции гемоглобина с синтезированными комплексами железа в водных растворах и рассчитаны константы скорости этих реакций в сравнении с известными экзогенными донорами N0 нитропруссидом натрия, «красной солью» Руссена и органическим НОНОатом Установлено, что эффективные константы скорости реакций первого порядка составляют (4,5-57) 103 с'1, что на два порядка выше (а в случае НОНОата - на три), чем у Ж)-доноров сравнения

7 Методом электрохимического анализа водных растворов нитрозильных комплексов установлено, что синтезированные соединения генерируют N0 в протонных средах без дополнительной активации, подобно органическим НОНОатам Количество образовавшегося N0 и скорость его генерации значительно (на порядок) превышает таковые для диазениумдиолата

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Вайсбергер А, Проскауэр Э, Риддик Дж, Тупс Э, «Органические растворители Физические свойства и методы очистки», под ред Я М Варшавского, М Мир, 1958

2 Карякин Ю В , Ангелов И И Чистые химические вещества, М Химия, 1974 с 23-24

3 Sheldrick G М SHELX-97, release 97-2 Program for Crystal Structure Refiniment Univ of Gottingen, Germany, 1997

4 North ACT, Phillips D С , Mathews F S , "A semi-empirical method of absorption correction", ActaCryst A, V 24, 1968, p 351-359

5 Алдошин С M, Санина Н А , Ракова О А , Шилов Г В , Куликов А В , Шульга Ю М, Ованесян Н С, «Новый класс нейтральных парамагнитных биядерных нитрозильных серосодержащих комплексов железа», Изв АН, Сер Хим, 2003, с 1614-1620

6 Fontecave М, Pierre J -L "The basic chemistry of nitric oxide and its possible biological reactions", Bull Soc Chem Fr , V 131, 1994, p 620-631

7 Enemark J H , Feltham R D , "Principles of structure, bonding, and reactivity for metal nitrosyl complexes", Coord Chem Rev , V 13, 1974, p 339-406

8 Цукерблат Б С, Белинский М И, Магнетохимия и радиоспектроскопия обменных кластеров, Кишинев, Изд-во «Штиинца», 1983, с 29

9 Bleaney В , Bowers К D , "Anomalous Paramagnetism of Copper Acetate", Proc Roy Soc Ser A, V 214, 1952, p 451-465

10 Tsai F -T, Chiou S -J, Tsai M -C , Tsai M -L , Huang H -W, Chiang M -H , Liaw W -F , "Dmitrosyl iron complexes (DNICs) [L2Fe(NO)2]" (L=thiolate) interconversion among {Fe(NO)2}9 DNICs, {Fe(NO)2}'° DNICs and [2Fe-2S] clusters, and critical role of the thiolate ligands m regulating NO release of DNICs", Inorg Chem , V 44,2005, p 5872-5881

11 McMahon T J, Stamler J S , Concerted nitric oxide/oxygen delivery by hemoglobin, m L Packer (Ed), Methods In Enzymology, Academic Press, 301 (1999) Part С, p 99-114

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1 Васильева С В , Мошковская Е Ю , Санина Н А, Руднева Т Н , Куликов А В , Алдошин С М «Формирование динитрозильного комплекса железа - необходимый этап в реализации генетической активности Na2[Fe2(S203)2(N0)4]», ДАН, Т 402, №5,2005, с 705710,

2 Санина Н А , Алдошин С М, Руднева Т Н, Головина Н И, Шилов Г В , Шульга Ю М, Мартыненко В М, Ованесян Н С, «Синтез, структура и твердофазные превращения нитрозильного комплекса железа Na2[Fe2(S203)2(N0)4] 4НгО», Коорд Хим, Т31, 2005, №5, с 323-328,

3 Sanina N А, Aldoshm S М, Rudneva Т N, Golovina NI, Shilov G V, Shulga Yu M , Ovanesyan N S , Ikorskiy V N, Ovcharenko V I "Bi-nuclear nitrosyl iron complex with 2-mercapto-imidazolyl synthesis, structure and magnetic properties", J Mol Struct, V 752, 2005, p 110-114,

4 Sanina N A , Rudneva T N, Aldoshm S M, Shilov G V , Kortchagm D V , Shulga Yu M, Martynenko V M, Ovanesyan N S "Influence of СНз group of ц-N-C-S ligand on the properties of [Fe2(C4H5N2S)2(NO)4] complex", Inorg Chim Acta, V 359, 2006, p 570-576,

5 Sanina N A , Syrtsova L A , Shkondina NI, Rudneva T N, Malkova E S , Bazanov T A, Kotel'nikov A I, Aldoshm S M , "Reactions of sulfur-mtrosyl iron complexes of "g=2 03" family with hemoglobin (Hb) kinetics of Hb-NO formation in aqueous solutions", Nitric Oxide Biol &Chem , V 16,2007, p 181-188,

6 Санина H A , Руднева T H , Алдошин С M, Чехлов А Н , Моргунов Р Б , Курганова Е В , Ованесян Н С «Синтез, строение и NO-донорная активность парамагнитного комплекса [Fe2(SC3H5N2)2(NO)4] как модели нитрозильных [2Fe-2S] белков», Изв АН Сер Хим, 2007, №1, с 28-34

Тезисы докладов*

1 Руднева Т Н, Санина Н А «Нитрозильные комплексы железа с 5'-замещенными 2 меркаптоимидазолами синтез и спектроскопия», тезисы IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов, 23-25 июня 2003, с 163,

2 Руднева Т Н, Санина Н А , Кондратьева Т А «Кинетика разложения Na2[Fe2(S203)2(NO)4] в растворах», тезисы XVI симпозиума по химической физике, Туапсе, 20 сентября-1 октября 2004, с 194,

3 Руднева Т Н, Санина Н А , Алдошин С М «Особенности синтеза и свойств биядерных нитрозильных комплексов железа с имидазол-2-тиолами - доноров монооксида азота», тезисы XXII Международной Чугаевской конференции по координационной химии, Кишинев (Молдова), 20-24 июня 2005, с 477,

4 Корчагин Д В, Руднева Т Н «Синтез, строение и свойсва биядерного нитрозильного комплекса железа с 1-метил-2-меркаптоимидазолом», тезисы V Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов, 24-26 июня 2005, с 10,

5 Малкова Е С, Шкондина Н И , Сырцова JIА , Санина Н А , Руднева Т Н, Алдошин С М «Использование миоглобина и гемоглобина для поиска эффективных лекарственных препаратов», тезисы III Международного конгресса «Биотехнология состояние и перспективы развития», Москва, 14-18 марта 2005, с 135,

6 Курганова Е В , Моргунов Р Б , Санина Н А Руднева Т Н «Спиновая динамика в биядерном комплексе железа», тезисы XXIV Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых по химической кинетики, Клязьма, 14-17 марта, 2006, с 42,

7 Руднева Т Н, Санина Н А «Нитрозильные комплексы железа с 2-меркаптоимидазолами исследование строения и свойств новых доноров NO», тезисы конференции «Научные школы Черноголовки - молодежи», Черноголовка, 2 июня 2006, с 46,

8 Курганова Е В , Моргунов Р Б , Руднева Т Н , Санина Н А «ЭПР в нитрозильных комплексах железа», тезисы III Международной конференции «Высокоспиновые молекулы и молекулярные магнетики», Иваново (13-16 июня), 2006, с 40,

9 Кирман М В, Ованесян Н С, Руднева Т Н , Санина Н А , Шилов Г В «Мессбауэровские и магнитные исследования биядерных железо-серных нитрозильных комплексов», тезисы X международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ей применение», Ижевск (18-24 июня), 2006, с 56,

10 Руднева Т Н, Санина Н А , Чехлов А Н, Алдошин С М «Синтез, строение и свойства биядерного нитрозильного комплекса железа с имидазолидин-2-тионом», тезисы IV Национальной кристаллохимической конференции, Черноголовка, 26-30 июня 2006, с 303,

11 Rudneva Т N, Sanina N А, Gritsenko V V, Aldoshin S М "Nitrosyl iron complexes with derivatives of 2-mercaptobenzimidazole Synthesis, structure and spectroscopy", abstracts of 1st European Chemical Congress, Budapest, Hungary, 27-31 august 2006, p 370,

12 Борисова Л M, Кубасова И Ю , Киселева М П , Смирнова 3 С , Санина Н А , Алдошин С М, Руднева Т Н «Противоопухолевая активность тетранитрозильного комплекса железа с имидазол-2-илом», тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты», Москва, 24-26 марта 2007, опубликованные в Российском биотерапевтическом журнале, Т 6, №1, 2007, с 42

Заказ Х8 93/04/07 Подписано в печать 12.04 2007 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,75 ООО "Цифровичок", тел. (495)797-75-76; (495)778-22-20 www.cfr.ru; е-таН:т/о@ф.ги

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физиологическое значение и биохимия оксида азота и его форм

1.1.1. Методы определения NO in vivo и in vitro

1Л .2. Роль оксида азота в неопластическом процессе

1.2. Эндогенные и экзогенные доноры оксида азота

1.3. Комплексы железа в биологических системах

1.3.1. Железо-серные комплексы

1.3.2. Нитрозильные железо-серные комплексы - аналоги биорезервуаров N0. Методы синтеза, строение и свойства

1.4 Функциональные лиганды в синтезе нитрозильных железо-серных комплексов 54 1.4.1 Координационная способность и биологические свойства гетероциклических тиолов ряда имидазола

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Синтез нитрозильных комплексов железа

2.2. Физико-химические методы исследования

2.2.1. Рентгеноструктурный анализ

2.2.2. ИК-спектроскопия

2.2.3. Мессбауэровская спектроскопия

2.2.4. Масс-спектроскопия

2.2.5. Магнитные измерения

2.2.6. Электрохимическое определение N0 при разложении нитрозильных железо-серных комплексов

2.2.7. Реакции сера-нитрозильных комплексов железа с гемоглобином в водных растворах ДМСО / вода

Глава 3. СИНТЕЗ, ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ЫО-ДОНОРНОЙ СПОСОБНОСТИ ТИОСУЛЬФАТНОГО НИТРОЗИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ЖЕЛЕЗА КАК ИСХОДНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ СИНТЕЗА НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С 2-МЕРКАПТОИМИДАЗОЛАМИ

Глава 4. СИНТЕЗ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С 2-МЕРКАПТОИМИДАЗОЛАМИ

4.1. Синтез и исследование молекулярного и кристаллического

Глава 5. Ш-ДОНОРНАЯ АКТИВНОСТЬ НИТРОЗИЛЬНЫХ

КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА С 2-МЕРКАПТОИМИДАЗОЛАМИ строения нитрозильных комплексов железа с производными 2-меркаптоимидазола

4.2. Магнитные свойства нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами

5.1. Масс-спектры газовой фазы при разложении поликристаллов нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами

5.2. Реакции сера-нитрозильных комплексов железа с гемоглобином в растворах ДМСО / вода

5.3. ИО-донирование нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами в растворах ДМСО / вода

Открытие монооксида азота как важнейшего регулятора многих физиологических процессов в организмах млекопитающих и человека явилось одним из значительных достижений современной мировой науки и привлекло большое внимание исследователей в области химии, биологии и медицины. Многие эффекты воздействия N0 в организме удалось выявить благодаря созданию и исследованию экзогенных доноров N0 - соединений, способных в ходе метаболитических процессов генерировать оксид азота. Это хорошо известные нитроглицерин, нитропруссид натрия, молсидомин, нитрозоцистеин и др. В настоящее время ведется активный поиск новых доноров N0 с целью создания лекарственных препаратов нового поколения для лечения социально-значимых заболеваний (онкологических, сердечно-сосудистых, нейродегеративных) с улучшенным спектром активности и уменьшенными побочными эффектами по сравнению с уже используемыми клиническими препаратами.

На сегодняшний день огромное количество работ так или иначе касаются темы изучения оксида азота. Половина из них посвящена синтезу нитрозильных металлокомплексов. И это количество ежегодно увеличивается вдвое. В связи с этим особое внимание уделяется синтезу нитрозильных комплексов железа с серосодержащими лигандами, поскольку эти соединения образуются irt vivo в организмах многих живых существ, начиная с бактерий и заканчивая высшими растениями и млекопитающими.

Анализ литературных данных показал, что большинство исследователей считают, что в живых клетках нитрозильные комплексы с серосодержащими лигандами существуют в двух формах: моноядерной и биядерной, находящихся в динамическом равновесии, которое зависит от концентрации тиолов. Однако, в отличие от моноядерных комплексов, так называемых динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ), легко идентифицируемых с помощью ЭПР-спектров по характерному сигналу с g = 2,03, строение биядерных комплексов in vivo дискутируется, и единого мнения об этом до сих пор не существует. Некоторые исследователи полагают, что в биядерных комплексах атомы серы связывают атомы железа так же как в «эфирах красной соли Руссена». Есть и другое мнение, согласно которому биядерные комплексы представляют собой димерные ассоциаты моноядерных нитрозильных комплексов. Однако, литературных данных по синтезу и исследованию именно нитрозильных железо-серных комплексов немного. Это обусловлено, в первую очередь, трудностями выделения и очистки, а также неустойчивостью нитрозильных комплексов in vitro. Поэтому получение и исследование нитрозильных комплексов железа с серосодержащими лигандами представляет трудную и, несомненно, важную фундаментальную задачу установления строения и изучения свойств спектральных и структурных аналогов нитрозильных аддуктов негемового железа с тиолсодержащими лигандами. Установление корреляции «структура - свойство» в подобных системах необходимо также для решения прикладных задач - получения новых доноров оксида азота для биохимических и медицинских исследований.

В настоящей работе проводится синтез и физико-химическое исследование новых устойчивых биядерных нитрозильных комплексов железа - структурных и спектральных аналогов нитрозильных аддуктов активных участков нитрозильных железо-серных белков - как потенциальных доноров N0. Получение таких комплексов основано на использовании в синтезе азагетероциклических серосодержащих лигандов с тиоамидным структурным фрагментом ц-N-C-S, обладающих высокой координационной способностью. Наличие определенных биологических свойств этих лигандов может способствовать созданию нового класса доноров, имеющих в своем составе одновременно две биохимически функциональные группы: NO-группу и RS-группу.

Цель диссертационной работы - исследование строения, физико-химических свойств и NO-донорной активности новых нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами, являющихся структурными аналогами природных меркаптогистидинов.

Основными задачами в исследовании являются:

1) разработка методик синтеза новых нейтральных биядерных нитрозильных комплексов железа с лигандами структурного ряда 2-меркаптоимидазола;

2) изучение молекулярной и кристаллической структуры методами рентгеноструктурного анализа, Мессбауэровской и ИК-спектроскопии и др.;

3) исследование магнитных свойств синтезированных соединений;

4) исследование кинетики образования N0 и нитрозильного гемоглобина при разложении нитрозильных комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. В Главе 1 представлен литературный обзор, в котором особое внимание уделено биологическим свойствами оксида азота, существующим на сегодняшний день аналитическим методам определения N0 in vivo и in vitro; приведена классификация и сравнительный анализ различных синтетических NO-доноров; проведен анализ литературы, касающейся методов синтеза и структурных аспектов известных сера-нитрозильных комплексов железа, а также рассмотрены координационная способность и биологические свойства тиоимидазолов, используемых в качестве лигандов в представленной работе.

107 ВЫВОДЫ

1. Синтезированы монокристаллы и исследовано строение методами РСА, ИК- и мессбауэровской спектроскопии тетранитрозильных биядерных комплексов железа с тиосульфатными лигандами - исходного соединения для получения комплексов железа с 2-меркаптоимидазолами. Методами масс-спектрального анализа и спектрами поглощения в видимой области доказано существование моноядерного динитрозильного комплекса железа (ДНКЖТИ0) в водных растворах.

2. Реакциями обмена тиосульфатных лигандов в ДНКЖТИ0 на азагетероциклические тиолилы ряда 2-меркаптоимидазола получены и выделены в кристаллическом состоянии 3 новых комплекса состава [Ре2(811)2(Ж))4] с К - аналогами природных меркаптогистидинов.

3. Методами РСА, ИК- и мессбауэровской спектроскопии изучено их строение и физико-химические свойства. Атомы железа находятся в тетраэдрической координации и связаны друг с другом посредством мостика гетероциклического лиганда N-0-8. Лиганды в исследованных комплексах координируют атом металла в форме тиола.

4. Исследование магнитных свойств синтезированных комплексов с 2-меркаптоимидазолами показало, что соединения парамагнитны. Железо п находится в высокоспиновой с! -конфигурации: два из трех неспаренных электронов иона металла полностью спарены с неспаренными электронами двух координированных групп N0, а оставшийся неспаренный электрон в каждом из фрагментов {Ре^О^} связан антиферромагнитным взаимодействием с неспаренным электроном аналогичного фрагмента димерной молекулы.

5. Анализ масс-спектров газовой фазы синтезированных комплексов железа показал, что соединения устойчивы при вакуумировании (Т = 20°С). При температурах выше 20°С они разлагаются с образованием N0, а также Н20 и молекулярных ионов, отвечающих фрагментам их тиольных лигандов.

6. Исследованы бимолекулярные реакции гемоглобина с синтезированными комплексами железа в водных растворах и рассчитаны константы скорости этих реакций в сравнении с известными экзогенными донорами N0: нитропруссидом натрия, «красной солью Руссена» и органическим НОНОатом. Установлено, что эффективные константы скорости реакций первого порядка составляют (4,5-57)-103 с"1, что на два порядка выше (а в случае НОНОата - на три), чем у >Ю-доноров сравнения.

7. Методом электрохимического анализа водных растворов нитрозильных комплексов установлено, что синтезированные соединения генерируют N0 в протонных средах без дополнительной активации, подобно органическим НОНОатам. Количество образовавшегося N0 и скорость его генерации значительно (на порядок) превышает таковые для диазениумдиолата.

1. Ноздрачев А.Д., Марьянович А.Т., Поляков Е.Л., Сибаров Д.А., Хавинсон В.Х. Нобелевские премии по физиологии или медицине за 100 лет. 2-е изд. - СПб.: «Гуманистика», 2004, с. 594-600.

2. Малкоч А.В., Майданник В.Г., Курбанова Э.Г. «Физиологическая роль оксида азота в организме», Нефрология и диализ, Т.2, №1-2 (2000), с. 28-36

3. Fontecave М., Pierre J.-L. "The basic chemistry of nitric oxide and its possible biological reactions", Bull. Soc. Chim. Fr., V.131,1994, p.620-631.

4. Szacilowski K., Chmura A., Stasicka Z. "Interplay between iron complexes, nitric oxide and sulfur ligands: structure, (photo)reactivity and biological importance", Coord.Chem.Rev. V. 249, 2005, p.2408-2436.

5. Снайдер C.X., Бредт Д.С. «Биологическая роль окиси азота», В мире науки. 1992, №7, с. 16-24.

6. Schmidt Н, Walter U. "NO at work", Cell, V.78, 1994, p. 919-925.

7. Ванин А.Ф. «Оксид азота регулятор клеточного метаболизма» Соросовский образовательный журнал Т.7,2001, №11, с.7-12.

8. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Косицын Н.С., Охотин В.Е. Проблема оксида азота в биологии и медицине и принцип цикличности. М.: Изд-во «УРСС», 2003.

9. Murad F., "Discovery of some of the biological effects of nitric oxide and its role in cell signaling", Bioscience reports, V.24, No. 4/5, 2005, p.453-474.

10. Crawford N.M., "Machanisms for nitric oxide synthesis in plants", J. Experimental Botany, V.57, 2006, No.3, p.471-478.

11. Kostka P., "Free radicals (nitric oxide)", Anal. Chem., V.67, 1995, p.411R-416R

12. Abu-Soud H.M., Ichimori K., Nakazawa H., Stuehr D.J., "Regulation of Inducible Nitric Oxide Synthase by Self-Generated NO", Biochemistry, V.40, 2001, p.6876-6881

13. Nathan C., Xie Q. "Nitric oxide synthases: roles, tolls and controls" Cell. Vol.79, 1994, p.915-918

14. Nussler A.K., Di Silvio M., Billiar T.R. et al. "Stimulation of the nitric oxide synthase pathway in human hepatocytes by cytokines and endotoxin" J.Exp.Med. Vol.176,1992, p. 261-264.

15. Liu L., Xu-Welliver M. Kanugula S., Pegg A. E. "Inactivation and degradation of 06-alkylguanine-DNA alkyltransferase after reaction with nitric oxide" Cancer Reseach. V.62, 2002, p. 3037-3043.

16. Сосунов A.A. «Оксид азота как межклеточный посредник», Соросовский образовательный журнал, Т. 6, №12 (2000) с.27-34.

17. Реутов В.П. «Цикл окиси азота в организме млекопитающих», Успехи биол. химии, Т.35,1995, №10, с. 189-228

18. Brüne В., Zhou J., von Knethen A., "Nitroic oxide, oxidative stress, and apoptosis", Kidney International, V.63,2003, p.S22-S24

19. Граник В.Г., Григорьев Н.Б., «Эндогенные доноры оксида азота (химический аспект)», Изв. АН., Сер. хим., 2002, №8, с. 1268-1313

20. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). М.: Изд-во «Вузовская книга», 2004. Гл. II.

21. Kleschyov A.L., Strand S., Schmitt S., Gottfried D., Skatchkov M., Sjakste N., Daiber A., Umansky V., Munzel Т., "Dinitrosyl-iron triggers apoptisis in Jurkat cells despite overexpression of Bcl-2", Free Rad. Biol. & Med., V.40, 2006, p.1340-1348

22. Xie K., Huang S., "Contribution of nitric oxide-mediated apoptosis to cancer metastasis inefficiency", Free Rad.Biol. & Med., V.34,2003, No.8, p.969-986.

23. Ueno Т., Suzuki Y., Fujii S., Vanin A.F., Yoshimura Т., "In vivo nitric oxide transfer of physiological NO carrier, dinitrosyl dithiolato iron complex, to target complex", Biochem. Pharmacol., V.63,2002, p.485-493.

24. Siri O., Tabard A., Pullumbi P., Guilard R., "Iron complexes acting as nitric oxide carriers", Inorg. Chim. Acta, V. 350,2003, p.633-640

25. Rosen G.M., Tsai P., Pou S., "Mechanism of Free-Radical Generation by Nitric Oxide Synthase", Chem. Rev. V.102,2002, p. 1191-1200

26. Butler A.R., Ridd J.H., "Formation of nitric oxide from nitrous acid in ischemictissue and skin", Nitric oxide: Biol. & Chem., V.10,2004, p.20-24

27. Farmer P.J., Sulc F., "Coordination chemistry of the UNO ligand with hemes and synthetic coordination complexes", J. Inorg. Biochem. V.99, 2005, p.166-184

28. Macyk W., Franke A., Stochel G., "Metal compounds and small molecules activation case studies", Coord. Chem.Rev. V.249,2005, p.2437-2457.

29. Lorkovic I.M., Ford P.C., "Kinetics and mechanism of nitric oxide disproportionation upon reaction with ruthenium (II) porphyrin carbonyls: evidence for dinitrosyl intermediates", Inorg. Chem., V.38,1999, p.1467-1473

30. Ignarro L.J., "Biosynthesis and metabolism of endothelium derived nitric oxide", Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., V.30,1990, p.535-560.

31. Butler A.R., Rhodes P., "Chemical, analytical and biological role of S-nitrosothiols", Anal. Chem., V.249,1997, p. 1-9

32. Ванин А.Ф., «Динитрозильные комплексы железа и S-нитрозотиолы две возможные формы стабилизации и транспорта оксида азота в биосистемах», Биохимия Т. 63,1998, №7 с.924-938

33. Butler A.R., Elkins-Daukes S., Rarkin D., Williams D.L.H., "Direct NO group transfer from S-nitrosothiols to iron centers", Chem. Commun., 2001, p. 17321733

34. Vanin A.F., "Endothelium-derived relaxing factor is a nitrosyl iron complex with thiol ligands", FEBS Lett., V.289,1991, p.1-3

35. Ванин А.Ф., «Взаимопревращение двух возможных форм эндотелиального фактора релаксации сосудов S-нитрозоцистеина и динитрозильного комплекса железа с цистеином», Биофизика, Т.38,1993, с.751-761

36. Foster H.W., Cowan J.A., "Chemistry of nitric oxide with protein-bound iron sulfur centers. Insights on physiological reactivity", J. Am. Chem. Soc. V. 121,1999, р.4093-4100

37. Ueno Т., Yoshimura Т., "The Physiological Activity and In Vivo Distribution of Dinitrosyl Dithiolato Iron Complex", Jpn. J. Pharmacol. V.82,2000, p. 95-101

38. Rassaf Т., Preik M., Kleinbongard P., Lauer Т., Heiss C., Strauer B.-E., Feelisch M., Kelm M., "Evidence for in vivo transport of bioactive nitric oxide in human plasma", J. Clin. Invest., V. 109,2002, No.9, p. 1241-1248.

39. Abraham M.H., Gola J.M.R., Cometto-Muniz J.E., Cain W.S., "The salvation properties of nitric oxide", J. Chem. Soc., Perkin Trans; No.2,2000, p.2067-2070

40. Ford P.C., Laverman L.E., Lorkovich J.M. "Reaction mechanisms of nitric oxide with biologically relevant metal centers", Adv. Inorg. Chem., V. 54, 2003, p.203-257

41. Goldstein S., Czapski G., "Kinetics of Nitric Oxide Autoxidation in Aqueous Solution in the Absence and Presence of Various Reductants. The Nature of the Oxidizing Intermediates", J. Am. Chem. Soc. V.l 17,1995, p. 12078-12084

42. Ford P.C., Bourassa J., Miranda K., Lee В., Lorcovic I., Boggs S., Kudo S., Laverman L., "Photochemistry of metal nitrosyl complexes. Delivery of nitric oxide to biological targets", Coord. Chem. Rev., 171,1998, p. 185-202

43. Mulsch A., Vanin A.F., Mordvintcev P., Hauschildt S., Busse R., "NO accounts completely for the oxygenated nitrogen species generated by enzymic L-arginine oxygenation", Biochem. J., V.288,1992, p.597-603.

44. Vanin A.F., Stukan R.A., Manukhina E.B., "Physical properties of dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands in relation with their vasodilator activity", Biochim. Biophys. Acta, V.1295,1996, p.5-12

45. Ванин А.Ф. «Оксид азота и его обнаружение в биосистемах методом электронного парамагнитного резонанса», Успехи физ. Наук, Т. 170, 2000, №4, с.455-458

46. Lai C.-S., Komarov A.M., "Spin trapping of nitric oxide produced in vivo in septic-shock mice", FEBS Lett., V.345,1994, p. 120-124

47. Komarov A.M., Lai C.-S., "Detection of nitric oxide production in mice by spin-trapping electron paramagnetic resonance spectroscopy", Biochim. Biophys. Acta,1. V.1272,1995, p.29-36

48. Konorev A.E., Joseph J., Kalyanaraman B., "S-Nitrosoglutathione induces formation of nitrosylmyoglobin in isolated hearts during cardioplegic ischemia — an electron spin resonance study", FEBS Lett., V.378,1996, p.l 11-114

49. Roy B., d'Hardemare A.M., Fontecave M., "New Thionitrites: Synthesis, Stability, and Nitric Oxide Generation", J. Org. Chem., V.59, 1994, p.7019-7026

50. Taha Z.H., "Nitric oxide measurements in biological samples", Talanta, V.61, 2003, p.3-10

51. Balcioglu A., Watkins C.J., Mäher T.J., "Use of a hemoglobin-trapping approach in the determination of NO in in vitro and in vivo systems", Neurochem. Res., V.23,1998, p.815-820

52. Tsikas D., "Simultaneous derivatization and quantification of the nitric oxide metabolites nitrite and nitrate in biological fluids by gas chromatography / mass spectrometry", Anal. Chem., V.72,2000, p.4064-4072

53. Miranda K.M., Espey M.G., Wink D.A., "A rapid, simple sperctrophotometric method for simultaneous detection of nitrate and nitrite", Nitric Oxide: Biol. & Chem., V.5, 2001, No.l,p.62-71

54. Saville B., "A scheme for the colorimetric determination of microgram amounts of thiols", Analyst, V.83,1958, p.670-672

55. Tsikas D., Sandmann J., Frölich J., "Measurement of S-nitrosoalbumin by gas chromatography mass spectroscopy. Part IIP', J. Chromatogr. B, V.772, 2002, p. 335-346

56. Koikov L.N., Alekseeva N.V., Lisitza E.A., Krichevsky E.S., Grigoriev N.B., Danilov A.V., Severina I.S., Pyatakova N.V., Granik V.G., "Oximes, amidoximes and hydroxamic acids as nitric oxide donors", Mend. Communs., V.8, 1998, No. 4, p.165-168

57. Artz J.D., Thatcher G.R.J., "NO release from NO donors and nitro vasodilators: comparisons between oxyhemoglobin and Potentiometrie assays", Chem. Res. Toxicol., V. 11, 1998, No. 12, p. 1393-1397.

58. Spriestersbach R., Grimminger F., Weissmann N., Walmrath D., Seeger W., "Online measurement of nitric oxide generation in buffer-perfused rabbit lungs", J. Appl. Physiol., V.78, 1995, No.4, p.1502-1508

59. Kikuchi K., Hagano Т., Hayakawa H., Yasunobu H., Hirobe M. "Detection of nitric oxide production from a perfused organ by a luminol-hydrogen peroxide system", Anal. Chem., V.65, 1993, p.1794-1799

60. Mitscherling C., Lauenstein J. R., Veselov A.A., Vasyutinskii O.S., Gericke K.-H., "Isotope-selective detection of nitric oxide from mammals and plants", Abstract book of 1st European Chemical Congress, Budapest, 2006, p.141

61. Kim W.-S., Ye X., Rubakhin S.S., Sweedler J.V., "Measuring nitric oxide in single neurons by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence: use of ascorbate oxidase in diaminofluorescein measurements", Anal. Chem., V.76, 2006, p.1859-1865

62. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М.:Изд-во «Техносфера», 2005. с.158-210

63. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Вяселев М.Р. «Основы современного электрохимического анализа», М.: Мир, 2003. с.496-508, 551-555

64. Malinski Т., Taha Z., "Nitric oxide release from a single cell measured in situ by a porphyrinic-based microsensor", Nature, V.358, 1992, p.676-678;

65. Broderick M.P., Taha Z., "Nitric oxide detection using a popular electrochemical sensor", 4th IBRO World Congress of Neuroscience, Kyoto, Japan, 1995.

66. Zhang X., Broderick M., "Amperometric detection of nitric oxide", Mod. Asp. Immunobiol., V.l, 2000, No. 4, p. 160-165

67. Zhang X., Cardoso L., Broderick M., Fein H., Lin J., "An integrated nitric oxide sensor based on carbon fiber coated with selective membranes", Electroanalysis, V.12,2000, No.l4,p.l 113-1117

68. Zhang X., Kislyak Y., Lin J., Dickson A., Cardosa L., Broderick M., Fein H., "Nanometer size electrode for nitric oxide and S-nitrosothiols measurement", Electrochem. Commun., V.4,2002, p. 11-16

69. Zhang X., Lin J., Cardoso L., Broderick M., Darley-Usmar V., "A novel microchip nitric oxide sensor with sub-nM detection limit", Electroanalysis, V.14,2002, No. 10, p.697-703.

70. Xian Y., Zhang W., Xue J., Ying X., Jin L., Jin. J., "Measurement of nitric oxide released in the rat heart with an amperometric microsensor", Analyst, V.125, 2000, p.1435-1439

71. Fan C., Chen X., Li G., Zhu J., Zhu D., Scheer H., "Direct electrochemical characterization of the interaction between haemoglobin and nitric oxide", Phys. Chem. Chem. Phys., V.2,2000, p.4409-4413

72. Dalbasti T., Cagli S., kilinc E., Oktar N., Ozsoz M., "Online electrochemical monitoring of nitric oxide during photodynamic therapy", Nitric Oxide: Biol. & Chem., V.7,2002, p.301-305

73. Groppe M., Thanos S., Schuhmann W., Heiduschka P., "Measurement of nitric oxide production by the lesioned rat retina with a sensitive nitric oxide electrode", Anal. Bioanal. Chem., V.376,2003, P.797-807

74. Carvalho F., Martins-Silva J., Saldanha C., "Amperometric measurements of nitric oxide in erythrocytes", Biosensors & Bioelectronics, V.20, 2004, p.505-508

75. Kitamura Y., Uzawa T., Oka K., Komai Y., Ogawa H., Takizawa N., Kobayashi H., Tanishita K., "Microcoaxial electrode for in vivo nitric oxide measurement", Anal. Chem., V.72,2000, p.2957-2962

76. Kitamura Y., Ogawa H., Oka K., "Real-time measurement of nitric oxide using a bio-imaging and an electrochemical technique", Talanta, V.61,2003, p.717-724

77. Diab N., Oni J., Schute A., Radtke I., Blochl A., Schuhmann W., "Pyrrole functionalized metalloporphyrins as electrocatalysts for the oxidation of nitric oxide", Talanta, V.61,2003, p.43-51

78. Katrlik J., Zalesakova P., "Nitric oxide determination by amperometric carbon fiber microelectrode", Bioelectrochemistry, V.56, 2002, p.73-76

79. Malinski T., Taha Z., Grunfeld S., Burewicz A., Tomboulian P., "Measurementsof nitric oxide in biological materials using a porphyrinic microsensor", Anal. Chim. Acta, V. 279,1993, p.135-140

80. Isik S., Berdondini L., Oni J., Blochl A., Koudelka-Hep M., Schuhmann W., "Cell-compatible array of three-dimensional tip electrodes for the detection of nitric oxide release", Biosensors & Bioelectronics, V.20,2005, p.1566-1572

81. Wang Y., Li Q., Hu S., "A multiwall carbon nanotubes film-modified carbon fiber ultramicroelectrode for the determination of nitric oxide radical in liver mitochondria", Bioelectrochemistry, V.65,2005, p.135-142.

82. Xian Y., Sun W., Xue J., Luo M., Jin L., "Iridium oxide and palladium modified nitric oxide microsensor", Anal. Chim. Acta, V.381,1999, p. 191-196

83. Do J.-S., Wu K.-J., "Anodic oxidation of nitric oxide on Au/Nafion®: kinetics and nass transfer", J. App. Electrochem., V.31,2001, p.437-443

84. Hou Y., Chen Y., Amro N.A., Wadu-Mesthrige K., Andreana P.R., Liu G.-Y., wang P.G., "Nanomolar scale nitric oxide generation from self-assembled monolayer modified gold electrodes", Chem. Commun., 2000, p. 1831-1832

85. Zen J.-M., Kumar A.S., Wang H.-F., "A dual electrochemical sensor for nitrite and nitric oxide", Analyst, V.125,2000, p.2169-2172

86. Проскуряков С.Я., Конопляников А.Г., Иванников А.И., Скворцов В.Г., Цыб А.Ф., «Оксид азота в неопластическом процессе», Вопросы Онкологии, Т. 47, №3,2001, с.257-269

87. Rao С.V., "Nitric oxide signaling in colon cancer chemoprevention", Mutation Research, V.555,2004, p. 107-119

88. Oikawa S., Kamanishi S., "Site-specific DNA damage at GGG sequence by oxidative stress may accelerate telomere shortening", FEBS Lets., V.453, 1999, p.365-368

89. Маеда X., Акаике Т., «Оксид азота и кислородные радикалы при инфекции, воспалении и раке», Биохимия, Т.63,1998, с.1007-1019

90. Hofseth L.J., Hussain S.P., Wogan G.N., Harris C.C., "Nitric oxide in cancer and chemoprevention", Free Rad. Biol. Med., V.34,2003, No.8, p.955-968

91. Calmels S., Hainaut P., Oshima H., "Nitric oxide induced conformation modification of wild-type p53 tumor suppressor protein", Cancer Res., V.57, 1997, p.3365-3369

92. Коновалова Н.П., Волкова JI.M., Якущенко О.И. Дедерер Л.Ю., Горбачева Л.Б., «Влияние донора оксида азота на терапевтическую эффективность цитостатиков и синтез ДНК», Рос. Биотерапевтический журнал, №2, 2003, с.52-55.

93. Коновалова Н.П., Гончарова С.А., Волкова Л.М. Раевская Т.А., Еременко Л.Т., Королев A.M. «Донор оксида азота повышает эффективность цитостатической терапии и задерживает развитие лекарственной резистентности», Вопросы Онкологии, Т.49, №1,2003, с.71-75

94. Кондакова И.В., Какурнна Г.В., Чойнзонов E.JI., «Влияние доноров оксида азота на противоопухолевый эффект доксорубицина», Бюллетень СО РАМН, №2(116), 2005, с.92-95

95. Matsunaga Т., Kotamraju S., Kalivendi S.V., Dhanasekaran A., Joseph J., Kalyanaraman В., "Ceramide-induced intracellular oxidant formation, iron signaling, and apoptosis in endothelial cells", J. Biol. Chem., V.279, 2004, No.27, p.28614-28624

96. Васильева C.B., Мошковская Е.Ю., Санина H.A., Алдошин С.М., Ванин А.Ф., «Трансдукция генетического сигнала нитрозильными комплексами железа в Escherichia со//», Биохимия, Т.69,2004, с. 1088-1095

97. Hurst R.D., Chowdhury R., Clark J.B, "Investigation into mechanism of action of a novel nitric oxide generator on cellular respiration", J. Neurochem., V.67, 1996, p.1200-1207

98. Janczyk A., Wolnicka-Glubisz A., Chmura A., Elas M., Matuszak Z., Stochel G., Urbanska K., "NO-dependent phototoxicity of Roussin's black salt against cancer cells", Nitric Oxide, V.10,2004, p.42-50

99. Wanstall J.C., Jeffery Т.К., Gambino A., Lovren F., Triggle C.R., "Vascular smooth muscle relaxation mediated by nitric oxide donors: a comparison with acetylcholine, nitric oxide and nitroxyl ion", British J. Pharmacol., V.134, 2001,p463-472

100. Wang P.G., Xian M„ Tang X., Wu X., Wen Z., Cai T., Janczuk A.J., "Nitric oxide donors: chemical activities and biological applications", Chem. Rev., V. 102, 2002, p.1091-1134

101. Feelisch M., «The use of nitric oxide donors in pharmacological studies», Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol., V.358., 1998., p.l 13-122

102. Fitzhugh A.L., Keefer L.K., "Diazeniumdiolates: pro- and antioxidant applications of the "NONOates", Free Rad. Biol. & Med., V.28, 2000, No. 10, p.1463-1469

103. Butler A.R., Megson I.L., "Non-heme iron nitrosyls in biology", Chem. Rev., V.102,2002, p.l 155-1165

104. Oszajca J., Stochel G., Wasielewska E., Stasicka Z., Gryglewski R.J., Jakubowski A., Cieslik K., "Cyanonitrosylmetallates as potential NO-donors", Inorg. Biochem., V.69,1998, p.121-127

105. Wanat A., van Eldik R., Stochel G., "Kinetics and mechanism of the reduction of pentacyanonitroferrate(III) by L-ascorbic acid in acidic aqueous solution", J. Chem. Soc., Dalton Trans, 1998, p.2497-2501

106. Ford P.C., Laverman L.E., "Reaction mechanisms relevant to formation of iron and ruthenium nitric oxide complexes", Coord. Chem. Rev., 249, 2005, p.391-403

107. Holanda A.K.M., Pontes D.L., Diogenes I. C.N., Moreira I.S., Lopes L.G.F.,i I

108. NO release from /rara-Ru(NH3)4L(NO). complexes upon reduction (L=l-methylimidazole or benzoimidazole)", Transition Metal Chemistry, V.29, 2004, p.430-436

109. Sauaia M.G., Galvao de Lima R., Tedesco A.C., Santana da Silva R., "Nitric oxide production by light irradiation of aqueous solution of nitrosyl ruthenium complexes", Inorg. Chem., V.44,2005, p.9946-9951

110. Улахович H.A., «Комплексы металлов в живых организмах», Соросовский образовательных журнал, 1997, №8, с.27-32

111. Abu-Soud Н.М., Khassawneh M.Y., Sohn J.-T., Murray P., Haxhiu M.A., Hazen S.L., "Peroxidases Inhibit Nitric Oxide (NO) Dependent Bronchodilation: Development of a Model Describing NO-Peroxidase Interactions", Biochemistry, V.40, 2001, p.l 1866-11875

112. Cooper C.E. "Nitric oxide and iron proteins", Biochim. Biophys. Acta. V.1411, 1999, p.290-309

113. Brown G.C. "Nitric oxide and mitochondrial respiration", Biochim. Biophys. Acta. V.1411,1999, p.351-369

114. Bastian N.R., Yim C.-Y., Hibbs J.B., Samlowski W.E., "Induction of iron-derived EPR signals in murine cancers by nitric oxide. Evidence for multiple intracellular targets", J.Biol.Chem., V.269, 1994, p. 5127-5131

115. База данных PROMISE на http://metallo.scripps.edu/PROMISE/MAIN. html Версия 2.0

116. Bian S., Cowan J.A., "Protein-bound iron-sulfur centers. Form, function, andassembly", Coord. Chem. Rev., V. 190-192,1999, p. 1049-1066

117. Yang W., Rogers P.A., Ding H., "Repair of nitric oxide-modified ferredoxin 2Fe-2S. cluster by cysteine desulfurase (IscS)", J. Biol. Chem., V. 277, 2002, No.15, p.12868-12873

118. Fontecave M., "Iron-sulfur clusters: ever-expanding roles", Nature Chem. Biol., V.2,2006, No. 4, p.171-174

119. Rees D.C., Howard J.B., "The Interface Between the Biological and Inorganic Worlds: Iron-Sulfur Metalloclusters", Science, V.300,2003, p.929-931

120. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д., «Биологическая химия», М.: «Высшая школа», 2000, с. 65

121. Montfort W.R., Weichsel A., Andersen J.F., "Nitrophorins and related antihemostatic lipocalins from Rhodnius prolixus and other blood-sucking arthropods", Biochim. Biophys. Acta, V.1482,2000, p.l 10-118

122. Gerczei Т., Fazekas A., Keseru G.M., "Theoretical study on the nitric oxide binding to nitrophorin 1, an NO-carrier protein from a blood-sucking insect", J. Mol. Strust. (Theochem.), V. 503,2000, p.51-58

123. McClean R.E., Campbell M.L., Vorce M.D., "Assocoation reaction of manganese, iron and ruthenium with nitric oxide", J. Phys. Chem. A, V.103,1999, p.2659-2663

124. Enemark J.H., Feltham R.D., "Stereochemical control of valence. II. Behavior of the (MNO}n metal mononitrosyl. group in ligand fields", J. Am. Chem. Soc. V.96,1974, p.5002-5004

125. Enemark J.H., Feltham R.D., "Principles of structure, bonding, and reactivity for metal nitrosyl complexes", Coord. Chem. Rev., V.13,1974, p.339-406

126. Hoffmann R., Chen M.M.L., Elian E., Rossi M., Mingos D.M.P., "Pentacoordinate nitrosyls", Inorg. Chem., V. 13,1974, p.2666-2675

127. Hoffmann R., Chen M.M.L., Thorn D.L., "Qualitative discussion of alternative coordination modes of diatomic ligands in transition metal complexes", Inorg. Chem., V.16,1977, p.503-511

128. Roussin F.Z. "Recherches ur lesnitrosulures doubles de fer (nouvelle classe de sels)", Ann. Chim. Phys., V.52,1858, p.285-303

129. Pavel 0., "Ueber nitrososulfide und nitrosocyanide", Ber. Dtcsh. Chem. Ges. V.15, 1882, p.2600-2615

130. Hoffmann K.A., Wiede O.F., "Weitere mitteilungen über nitrosoverbindungen des eisens", Z. Anorg. Allg. Chem., V.9,1895, p.295-303

131. Severina I.S., Bussygina O.G., Pyatakova N.V., Malenkova I.V., Vanin A.F., "Activation of soluble guanylate cyclase by NO donors—S-nitrosothiols, and dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands", Nitric Oxide, V.8, 2003, p. 155-163

132. Butler A.R., Glidewell C., Li M.-H., "Nitrosyl complexes of iron-sulfur clusters", Adv. Inorg. Chem., V.32, 1988, p.335-393

133. Costanzo S., Menage S., Parello R., Bonomo R.P., Fontecave M., "Reexamination of the formation ofdinitrosyl-iron complexes during reaction of S-nitrosothiols with Fe(II)", Inorg. Chim. Acta, V.318, 2001, p. 1-7

134. Conrado C.L., Bourassa J.L., Egler C., Wecksler S., Ford P.C., "Photochemical investigation of Roussin's red salt esters: Fe2(|J-SR)2(NO)4.", Inorg. Chem., V.42,2003, p.2288-2293

135. Lancaster J.R., Hibbs J.B., "EPR demonstration of iron-nitrosyl complex formation by cytotoxic activated macrophages", Proc. Natl. Acad. Sei. USA, V.87, 1990, p.1223-1227

136. Санина H.A., Алдошин C.M., «Функциональные модели нитрозильных Fe-SJ-белков», Изв. АН. Сер. Хим., №11,2004, с.2326-2345

137. Strasdeit H., Krebs B., Henkel G., "Synthese und struktur von Fe(SPh)2(NO)2., dem "monomeren" des Roussinschen phenylesters", Z. Naturforsch, 4 IB, 1986,1357-1362.

138. Chiang C.-Y., Miller M.L., Reibenspies J.H., Darensbourd M.Y., "Bismercaptoethanediazacyclooctane as a N2S2 chelating agent and Cys-X-Cys mimic for Fe(NO) and Fe(NO)2", J. Am. Chem. Soc., V.126, 2004, p. 1086710874

139. Lee C.-M., Hsieh C.-H., Dutta A., Lee G.-H., Liaw W.-F., "Oxygen binding to sulfur in nitrosylated iron-thiolate complexes: relevance to the Fe-containing nitrile hydratases", J. Am. Chem. Soc., V.125,2003, p.l 1492-11493

140. Rakova O.A., Sanina N.A., Aldoshin S.M., Goncharova N.V., Shilov G.V.,

141. Shulga Y.M., Ovanesyan N.S., "Synthesis and characterization of potential NO donors: novel iron-sulfur nitrosyls containing the p-N-C-S skeleton", Inorg. Chem. Commun. V.6,2003, p. 145-148

142. Sanina N.A., Rudneva T.N., Aldoshin S.M., Shilov G.V., Kortchagin D.V., Shulga Yu.M., Martynenko V.M., Ovanesyan N.S. "Influence of CH3 group of p-N-C-S ligand on the properties of Fe2(C4H5N2S)2(NO)4. complex", Inorg. Chim. Acta, V.359,2006, p.570-576

143. Санина H.A., Алдошин C.M., «Синтез, строение и свойства моделей нитрозильных 2Fe-2S., [Fe-2S] протеинов и перспективы применения их вбиологии и медицине», Рос. Хим. Ж., T.XLVIII, 2004, №4, с. 12-19

144. Bourassa J.L., Lee В., Bernard S., Schoonover J., Ford P.C., "Flash Photolysis Studies of Roussin's Black Salt anion: Fe4S3(NO)7*", Inorg. Chem., V.38, 1999, p.2947-2952.

145. Bourassa J.L., Ford P.C., "Flash and continuous photolysis studies of Roussin's red salt dianion Fe2S2(NO)42- in solution", Coord. Chem. Rev. 200-202, 2000, p.887-900

146. Jaworska M., Stasicka Z., "Structure and UV-vis spectroscopy of roussin black salt Fe4S3(NO)7.'", J. Mol. Struct., V.785,2006, p.68-75

147. Chmura A., Szacilowski K., Waksmundzka-Gora A., Stasicka Z., "Photochemistry of the Fe4S3(NO)7." complex in the presence of S-nucleophiles: a spectroscopic study", Nitric Oxide: biology & chemistry, V.14,2006, p.247-260

148. Chmura A., Szacilowski K., Stasicka Z., "The role of photo induced electron transfer processes in photodegradation of the Fe4S3(NO)7.' cluster", Nitric Oxide: biology & chemistiy, V.15,2006, p.370-379

149. Gammack R., Joannou C.L., Xiao-Yuan C., Martinaz C.T., Maraj S.R., Hughes M.N., "Nitrite and nitrosyl compounds in food preservation", Biochim. Biophys. Acta, V.1411,1999, p.475-488

150. Bryar T.R., Eaton D.R., "Electronic configuration and structure of paramagnetic iron dinitrosyl complexes", Can. J. Chem., V.70, 1992, p. 19171921

151. Vanin A.F., Serezhenkov V.A., Mikoyan V.D., Genkin M. V., "The 2.03 Signal as an Indicator of Dinitrosyl-Iron Complexes with Thiol-Containing Ligands Nitric Oxide: Biol.&Chem.", V.2,1998, No.4, p.224-234

152. Voevodskaya N.V., Serezhenkov V.A., Cooper C.E., Kubrina L.N., Vanin A.F., "Exogenous ferrous iron is required for the nitric oxide-catalysed destruction of the iron-sulphur centre in adrenodoxin", Biochem. J., V.368,2002, p.633-639

153. Ракова O.A., Санина H.A., Шилов Г.В. Шульга Ю.М., Мартыненко В.М., Ованесян Н.С., Алдошин С.М., «Синтез, структура и некоторые свойства комплекса Fe2(p-SC5H4N)2(NO)4. нового потенциального NO-донора»,

154. Коорд. Хим., Т.28,2002, №5, с.341-346

155. Jaworska М., Stasicka Z., "Structure and UV-Vis spectroscopy of the ironлsulfur dinuclear nitrosyl complexes Fe2S2(NO)4. and [Fe2(SR)2(NO)4]", New J. Chem., V.29,2005, p.604-612

156. Li M., Bonnet D., Bill E., Neese F., Weyermuller Т., Wieghardt K., "Tuning the electronic structure of octahedral iron complexes FeL(X). (L = l-alkyl-4,7-bis(4-tert-butyl-2-mercaptobenzyl)-l,4,7-triazacyclononane, X = CI, CH30, CN,

157. NO). The s = = ! spin equilibrium of FeLPr(NO).", Inorg. Chem., V.41, 2002, p.3444-3456

158. Griffith D., Zangrando E., Alessio E., Marmion C., "A novel ruthenium nitrosyl complex which also contains a free NO-donor moiety", Inorg. Chim. Acta, V.357,2004, p.3770-3774

159. Санина H.A., Ракова O.A., Алдошин C.M., Чуев И.И., Атовмян Е.Г., Ованесян Н.С., «Синтез, рентгеноструктурное и спектроскопическое изучение соединений состава Q4N.2[Fe2(S203)2(N0)4] (Q=Me, Et, n-Pr, n-Bu)», Коорд. химия. 2001. T.27. №3. C.179-183

160. Алдошин C.M., Санина H.A., Ракова О.А., Шилов Г.В., Куликов А.В., Шульга Ю.М., Ованесян Н.С., «Новый класс нейтральных парамагнитных биядерных нитрозильных серосодержащих комплексов железа», Изв. АН, Сер. Хим., 2003, с.1614-1620

161. Lizarrada М.Е., Navarro R., Urriolabeitia E.P., "Synthesis and characterization of dinuclear complexes of Pdn-containg the (|i-N-C-S)2 skeleton", J. Organometall. Chem., V.542,1997, p.51-60

162. Накамото К. ИК-спектры и спектры-КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир. 1991

163. Пожарский А.Ф., «Гетероциклические соединения в биологии имедицине», Соросовский образовательный журнал, 1996, №6, с.25-32

164. Bandyopadhyay U., Biswas К., Banerjec R.K., "Extrathyroidal actions of antithyroid thionamides", Toxicol. Lett., V.128, 2002, p.l 17-127

165. Marjanovic В., Simic M.G., Jovanovic S.V., "Heterocyclic thiols as antioxidants: why ovothiol С is a better antioxidant than ergothionine", Free Rad. Biol. & Med., V.18,1995, No.4, p.679-685

166. Holler T.P., Hopkins P.B., "Ovothiols as biological antioxidants. The thiol groups of ovothiol and glutathione are chemically distinct", J. Am. Chem. Soc., V.110, 1988, p.4837-4838

167. Holler T.P., Hopkins P.B., "Ovothiols as free-radical scavengers and the mechanism of ovothiol-promoted NAD(P)H-02 oxidoreductase activity", Biochemistry, V.29,1990, p. 1953-1961

168. Bailly F., Zoete V., Vamecq J., Catteau J.-P., Bernier J.-L., "Antioxidant action of ovothiol-derived 4-mercaptoimidazoles: glutathione peroxidase activity and protection against peroxynitrite-induced damage", FEBS Letters, V.486, 2000, p. 19-22

169. Vogt R.N., Spies H.S.C., Steenkamp D.J., "The biosynthesis of ovothiol A (N1-methyl-4-mercaptohistidine)", Eur. J. Biochem., V.268, 2001, p.5229-5241

170. Spaltenstein A., Holler T.P., Hopkins P.B., "A new synthesis of 5- and 5-imidazolethiols", J. Org. Chem., V.52, 1987, p.2977-2979

171. Turner E., Hager L.J., Shapiro B.M., "Ovothiol replaces glutathione peroxidase as a hydrogen peroxide scavenger in sea urchin eggs", Science, V.242, 1988, p.T95-T97

172. Raper E.S., "Complexes of heterocyclic thionates. Part I. Complexes of monodentate and chelating ligands", Coord. Chem. Rev., V.61, 1985, p.l 15-184

173. Raper E.S., "Complexes of heterocyclic thionates. Part II. Complexes of bridging ligands", Coord. Chem. Rev., V.165,1997, p.475-567.

174. Akrivos P.D., "Recent studies in the coordination chemistry of heterocyclic thiones and thionates", Coord. Chem. Rev., V.213,2001, p.181-210

175. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э., "Органическиерастворители. Физические свойства и методы очистки", под ред. Я.М. Варшавского, Москва, 1958

176. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества, М.: Химия, 1974 с. 23-24

177. Климова В.А. «Основные микрометоды анализа органических соединений», М.: Мир, 1975, с.21-105

178. Sheldrick G. М. SHELX-97, release 97-2. Program for Crystal Structure Refiniment. Univ. of Gottingen, Germany, 1997

179. North A.C.T., Phillips D.C., Mathews F.S., "A semi-empirical method of absorption correction", Acta Ciyst. A, V.24,1968, p. 351-359

180. Antonini E., Brunori M., "Hemoglobin and myoglobin in the reactions with ligands", in: A. Neuberger, E.L. Tatum (Eds.) North-Holland research monographs. Frontiers of biology. Vol. 21, North-Holland Publishing company, Amsterdam-London, 1971, p. 2-3

181. Санина H.A., Филипенко O.C., Алдошин C.M., Ованесян Н.С., «Влияние катиона на свойства нитрозильных биялерных комплексов железа. Синтез и кристаллическое строение PAN.2[Fe2(S)2(NO)4]», Изв. АН, Сер. Хим., 2000, №6, 0.1115-1118

182. Ракова О.А., Санина Н.А., Шульга Ю.М., Мартыненко В.М., Ованесян Н.С., Алдошин С.М., «Выделение оксида азота (I) при УФ-облучении биядерных серусодержащих нитрозильных комплексов железа», Докл. АН, Т. 383, №3,2002, с.350-353гч it

183. Silvestri A., Ruisi G., Girasolo М.-А., "The dynamics of Fe nuclei in Fe -DNA and Fen(l-methyl-2-mercaptoimidazole)2.-DNA condensates", J. Inorg. Biochem., V.92, 2002, p. 171-176

184. Sanina N.A., Aldoshin S.M., Zhukova O.S., Konovalova N.P., "Models of nitrosyl Fe-S. protein as new class of potential active antitumor compounds", Abstract book of 1st European Chemical Congress, Budapest, 2006, p.370

185. Цукерблат B.C., Белинский М.И., Магнетохимия и радиоспектроскопия обменных кластеров, Кишинев, Изд-во «Штиинца», 1983, с. 29

186. Bleaney В., Bowers K.D., "Anomalous Paramagnetism of Copper Acetate", Proc. Roy. Soc. (London). Ser. A, V. 214, 1952, p.451-465

187. McMahon T.J., Stamler J.S., Concerted nitric oxide/oxygen delivery by hemoglobin, in: L. Packer (Ed.), Methods In Enzymology, Academic Press, 301 (1999) Part C,p. 99-114

188. Doyle M.P., Pickering R.A., DeWeert T.M., Hoekstra J.W., Pater D., "Kinetics and mechanism of the oxidation of human deoxyhemoglobin by nitrites", J. Biol. Chem., V.256, 1981, p.12393-12398

189. Cassoly R., Gibson Q.H., "Conformation, co-operativity and ligand binding human hemoglobin", J.Mol.Biol., V.91, 1975, p.301 -313

190. Jaworska M., Stasicka Z., "Structure and UV-Vis spectroscopy of nitrosylthiolatoferrate mononuclear complexes", J. Organometall. Chem., V.689, 2004, p. 1702-1713

191. Lewin M., Fisher K., Dance I., "New FeS clusters with NO: associative formation of Fe5S4(NO)8.- and [Fe7S6(NO)io]' and larger clusters", Chem. Commun., 2000, 947-948

192. Davies K.M., Wink D.A., Saavedra J.E., Keefer L.K., "Chemistry of the diazeniumdiolates. 2. Kinetics and mechanism of dissociation to nitric oxide in aqueous solution", J. Am. Chem. Soc., V.123,2001, p.5473-5481

193. Dutton A.S., Fukuto J.M., Houk K.N., "The mechanism of NO formation from decomposition of dialkylamino diazeniumdiolates: density functional theory and CBS-QB3 predictions", Inorg. Chem., V.43,2004, p.1039-1045