Структурнохимические исследования комплексов переходных металлов с биологически активными органическими лигандами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ УДОБРЕНИИ

На правах рукописи УДК 548.736.5-737

САБИРОВ ВАХОБЖОН ХУСАНОВИЧ

СТРУКТУРНОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ ЛИГАНДАМИ

(o2.oo.oi - неорганическая хиыия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени **' доктора химических наук

ТАНКЕНТ - 1994

Работа выполнена в Институте общей и неорганической химии к Институте элементоорганических соединений Российской АкйЛеМии Наук, Ташкентском фармацевтическом институте и Ташкентском областном госпедйнсгитуте

Научные консультанты:

член-Корреспондент РАН, профессор М.А. Порай-К^шиЦ, член-корреспондент РАН, профессор К).Т. СтрУЧкой

Официальные оппоненты: Член-корр.ЦАН РК , проф. Иманакунов Б.И. Проф., д.х.н. М.Т. ТошеВ) д.х.и. В.Г. Юсупов

Ведущая организация: Институт химии АН Республики Узбекистой

Защита состоится "23" сентября 1994 Ь. в "-10 " часов на заседании специализированного соёета Д 015.60.21 при Институте удобрений АН Республики Узбекистан. Адрес: 700047, Ташкент, ул. Ахунбабаева, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке АН Республики Узбекистан (г. Ташкент, ул. Муминова, 18).

А V

Автореферат разослан "-/" августа 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор химических наук, профессор

Е>,Г. Осичкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Комплексы переходных металлов с органическими соединениями представляют интерес во многих отношениях. Во-первых, они являются важнейшими объектами бионеорганической химии, и их физико-химические исследования позволяют понять [оль ионов металлов - жизненно важных микроэлементов в биологических процессах. Ьо-вторых, результат!) этих исследований могут бить использованы при разработка целенаправленного синтеза новых лекарственных препаратов и биостимуляторов роста и развития для нужд сельского хозяйства. В составе комплекса существенно снижается токсичность иона металла и в то же время повышается биологическая активность органического лиганда.

Немаловажное значение для получения биологически активных комплексов имеет установления корреляции между биохимическими и структурнохимическими характеристиками комплексов, т.е. корреляций биоактивность - строение. Хотя современное экспериментальные методы и не допускают детального определения пространственного строения соединений непосредственно в биологическои среде, однако комбинация различных Физико-химических методов и изучение структур серий модельных соединений позволяет делать далеко идущие выводи относительно указанных корреляций.

Структурные исследования комплексов переходных металлов с бполигзьдами важны также для определения закономерностей кристаллохимии биоактивных координационных соединений. Цель рабчти состояла в'изучении кристаллической структуры комплексов переходных металлов с некоторыми биологически активными органическими молекулами такими, как витамины В, и В6 , но.уропи-ческие средства - пирацетам и г-аминомасляная кислота, производные- бепчопнои кислоты, а также некоторыми амидами, важными в биохимическом очношении. Основной задачей настоящей работы является определение зависимости способа координации лигандов от условий синтеза комплексов, типа ацидолиганда и рН среды, а также установление влияния координации на геометрические параметры органического лиганда. Координация с металлом влияет не только на геометрические параметры органического лиганда, но^и Ни распределение* заряда в нем. По этой причине, в отдельных сл'у-Чд.1к (дли пираШ'Т.чма и для двух его комплексов) нами проведыпГ ьь.лт.ьо::имнчм- кн.• расчеты распределения зарядов в изолированней

молекуле и в ее комплексе. Объективность полученных рентгеност-руктурных данных позволяет установить корреляцию между колебательным спектром органического лиганда и типом его координации, а для отдельных органических лигандов также возможные таутомер-ные превращения. Установление корреляции ИК спектр - структура особо важно для комплексов амбидентатных лигандов (например, для пиридоксина и пирацетама). .

Научная.новизна и практическая ценность. В настоящей работе определены кристаллические структуры зо соединений (из них 18 получены диссертантом впервые|. Описаны способы получения, детальны^ структурные и ИК спектральные данные, установлено влияние 'координации металла на геометрию лиганда, В отдельных случаях проведан конформационный анализ лиганда и рассчитано распределение заряда в некоординированном лиганде и комплексе.

Структурные исследования комплексов пиридоксина (витамина В,) позволили определить способы координации пиридоксина и возможные таутомерны* превращения и изменения в конформации пиридоксина при координации с металлом. Проведенные структурные исследования важны и тем, что комплексы переходных металлов с пи-ридоксином перспективны как лекарственные препараты. Согласно биохимическим исследованиям медные и железные комплексы пиридоксина проявляют повышенные лечебные свойства и низкую токсичность, а клинические испытания этих препаратов в гинекологии и акушерстве, дерматологии и нефрологии да'ли положительные результаты. Медные комплексы пиридоксина также'эффективны при лечении легочного туберкулеза: так, з мг комплекса пиридоксина с медьк заменяет 50-1 оо мг чистого пиридоксина. На основании полученные данных -предложено модельное представление о повышении биологической активности пиридоксина при комплексообразовании.

Проведенные рентгеноструктурные исследования комплексов переходных металлов с пирацетамом позволили выяснить способ координации пирацетама в зависимости от типа ацидолиганда, влияние координации металом на конформации, таутомерию, а также на колебательный спектр пирацетам-лиганда.

I

Кроме структурного исследования комплексов хлорида и нитрата меди(2+) с г-аминомасляной кислотой НАМИ), методом, силового поля (ММХ) проведен конформационный анализ для изолированной и гидратированной молекулы ГАМК, что позволило показать' влияния 'гидратации на конформации лиганда. Проведенные расчеты важны как для прогнозирования способа координации ГАМК металлами, так и

Моделирования взаимодействия ГАМК с ГАМК-ергическими рецепторами.

Комплексы кобальта)2+) и;марганца(2+) с новокаинамидом Позволили установить, что в кислих растворах новокаинамид находится1 Ь двупротонированной Форме, непосредственная связь металл-лиганд отсутствует, и тем самым предполагается, что комплексообразова-ние не оказывает влияния на его лекарственные свойства.

Структурные исследования комплексов хлоридов кобальта!2+) и ■ цинка!2+) с тиамином (витамином В,) показали, что определенным выбором типа соли металла и рН'среды можно получить комплексы различного состава. На основании анализа укороченных межмолекулярных расстояний в исследованных кристаллических структурах га-логенидов тиамина и его -комплексов показано образование в кристаллах вторичных слабых взаимодействий направленных определенным образом.

Комплекс цинка|2+> с диметилсульфоксидом (ДМСО) является биостимулятором роста растений, что возможно связано с большой Мембранной активностью комплекса из-за присутствия ДМСО-лиганда.

Йтилендиаминовые комплексы меди(2+) и цинка(2+) являются биостимуляторами роста и развития растений (хлопчатника). Образование пятичленных этилендиаминовых циклов (бис-хелаты в медном и трис-хелаты в цинковом комплексах), по-видимому, препятствует связыванию ионов металла в почве в карбоната и придает комплексам большую водорастворимость.

Комплекс меди<2+) с ы-Фенилантраниловой кислотой -представляет модель связывания меди, содержащейся' в активных центрах некоторых Ферментов, нестероидными противовоспалительными соединениями, на чем основано их фармакологическое действие.

Структурное исследование ванадиевого*'1+) комплекса карбамида показало,, что карбамид-лиганд координирует ион металла, как и другие амиды, через атом кислорода. Степень окисления ванадия установлена ЭПР исследованием комплекса.

Апробация работы. Основные результаты работы .доложены на VII Всесоюзном совещании по применению физических и матем.атических методпи координационной химии (Кишинев, 1 пяо ). IV Всесоюзном совещании по органической кристаллохимии (Звенигород, 198»), Международной конференции по координационной химии (Гера, ГДР, • щчо), XIт и XIV Европейских кристаллографических конференциях (Москва, |чяа и Энсх^де (Голландия), 'я я г ), конференциях по неорганической кристаллохимии (Бухара. 19Я7;. 'Львов ЮЭ2),

- Г> -

ежегодных научных конференциях Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН пээг, 1993) и на конференции американских кристаллографов 1Я»4 г. в Атланте |США). Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 статьи и тезисы ю докладов.

Объем и_структура__ диссертации. Диссертация изложена на з "9 страницах машинописного текста ( из которых 2 3 страниц вынесены в Приложение), состоит из 9 глав, перечня основных результатов исследования, 8л таблиц, зо рисунков и списка литературы, включающего .402 наименования. Положения, выносимые на защиту:

- рентгеноструктурное исследование :ю соединений позволило объективно и однозначно установить их строение, способы координации изучаемых лигандов, влияние координации с металлом на длины связей в лигандах и'на их конформацию;

- ИК спектральное исследование структурно исследованных комплексов позволило установить корреляций между колебательным спектром лигандов и способом их координации, а также установить таутомер-«не превращения в них;

- для некоторых полифункциональных лигандов прсьедечы конформа-ционные расчеты, которые позволили пропюзироЕэт-. невозможность их бидентатной координации;

- квантовохимическне расчеты ка;< свободного, так и координированного лиганда позволили оценить влияние координации на распределение заряда в них;

- на основании пруктурнохимических исследований отдельных кгн-плексов. установлена роль ацидолигандов в комплексообразосаччи, что позволяет проведение целенаправленного синтеза биоактивных комплексов.

- полученные результаты позволили сделать определенные модельные предположения о роли координации металлом в повышении биоакгип-ности органических лигандов.

HjX

У/

/ ПННЗгСТ)

HO

ON02

«3 /

[Си(пн)2ма,)г] (В

■он о о

- V-

на. се

-Hä j>> "он

.он H •• '. + •iß

он

но-

се

[CuaiH)J[CuCty2HßW

Tcfc « /т.

НО

он

[Си(ЛН)(ЛН-Н>]Щ- 2,5Hrß (fy)

к

[ Fe С e^-jV (ПН- HHUZ0)]2 (VII) [ОаМо(пн-ну (VI)

I

0 cm

"Г1 \

• I ' * 4 m¡L

Рио. 1. Структурные Формулы соединений, изученных в настоящей работе

/ , ">'» "f T1-

\ ЦД "OI»«! Af

«H» V-l

V= l

се;Гчгл A -

(.m*

Ы

__et \ i

[znce¿nM)]K(m mo k^t

— Il

N\ [m¿m\jjW^] n=Co(wj о

T HA

XVi: A-A^A'^ac; tl=2, tn~3

(с'н^ ^: A* ~ ^ ^ ' Ñ+Нз

' Г1=Па(х]х)

HÛCH^H^/Sx NA . Br-HgO H0CH^f l »h

Шг H¿0 íTx) т/f НВгНцО (XX/)

Рис. 1. (продолжение)

HOCH сн-s I

"4L.n -CoC^

- 9 -

г_ ПОСОСИ,

oy^i

_щ

[CcC^fHT/г] (XX/')

ОСИз

[Ol +.101 .re (xxTv)

Í0CH3

OCH,

H£<K H3СО

SO

o ик^.

• [Cocej Z,SHjP

a (xxy>

o

■■но

Ht?

(К/

[ZrtSO^OSb&I* [CuíE^W^™*-^ (XXV,,) £ (XXVI)

am о

NHj, I

СМгг

W¿ (xxvJii)

А №

И

/L^^-О- —Ca—О

о—duJ-O' *

-R

Ж Г HÍ

О*

WH,

R-40V-NH-

L -ОСНЫ(Щ)х

-п

SC H Fr

Z

0

л- Щ \ ■ Br ■ 0C( Щ1 HBr- Hfl ( XX«

Pl'.C. 1 .(1!РРГ,0.!И0НГЛ )

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

_Глэва_1 представляет литературный обзор. В ней обсуждаются биологические свойства переходных металлов и их комплексов, современное состояние Физико-химических исследований (в основном рентгеноструктурных и спектральных) пиридоксина (витамина Б,), тиамина (витамина В,), ноотропных соединений пирацетама и г-ами-номасляной кислоты и их комплексов с переходными металлами, а также некоторых карбоксилатных лигандов. Основной задачей' этой главы является показать, что комплексообразоБание металлов с биологическими лигандами является ключевым моментом в усвоении организмом ионов металлов и что подобные комплексы перспективны при создании новых лекарств с модифицированными лечебными свойствами, а также биостимуляторов роста растений , что важно соответственно для медицины и сельского хозяйства.

Глава 2 посвящена соединениям пиридоксина (ПН) - его гидробромиду (I) и комплексам п-Уи (рис.1 )г Известно, что в зависимости от рН среды ПН существует в различных прототропных формах-протонированной (ПН+Н)*(а), нейтральной (ПН) (б.), цвиттер-ионной (ПН) (в) или депротонированной анионной (ПН-НГ(г1:

СНй0Н ,СН20Н

гот -

сн,ои CH¡pH

Нцрн

ww

НОГ CH¡t0H Hr^N

es)

un/jun

= „ж

рКа = 8.9 6

А

(г)

В структуре i (рис. 2) (как и в изоструктурном ПН.нсц ПН находится в катионной форме (ПН+Н)* и независимая часть элементарной ячейки состоит из катиона (ПН+Н)* и аниона вг". В катионе реализуется внутримолекулярная водородная¡связь о(з)-н...о(А'), замыкающая 6-членный цикл. Анион Пг" является акцептором трех Н-связей (доноры -0(4'), 0(5') и NO) трех разных катионов), что создает трехмерный катион-анионный каркас в кргс^алле.

В структуре 11 имеются два симметрически независимых и химически неэквивалентных атома меди, cud) и с.'П), находящиеся в центрах симметрии (1/2 о г/2) и (1/2 о о>. Оба атома имеит плоскоквадратную координацию: Сч(2) четырьмя атомами хлора, а сиП ) двумя хелатнкми молекулами ПН ч -оез атомы оси п 0( -I' >,

(хоу) . Г'триховне линии - Н-связи.

Рис. 4. Сгрошпга комплекса JJ.

Штриховые линии - допэлнительныэ координации и Н-связи.

- iZ -

дополняемую до тетрагонально-бипирамидальной более слабыми взаимодействиями Cu(l)...CU2) И Cu<2). ..0(3) (рис. 3). Молекулы кристаллизационнои воды находятся в общем положении и участвует в трехмерной системе системе Н-связей.

Структура iIт построена из дискретных молекул [сц(ПН)г(no3)г1 (?ис. п , объединенных в бесконечную трехмерную сетку Н-связями. Атом Си находится в центре симметрии и имеет квадратно-бипирамидальную координацию. Экваториальные положения занимают хелатные ПН-лиганды (координирование так же, как в II),' а апикальные - монодентатные no3-группы, причем образуемые последними связи Си-о удлинены до 2, мзн1 А из-за эффекта Яна-Теллера. ■

ПН-лиганды в и н in существуют в цвиттер-ионной форме 1в): атом N(1) протонирован, а "фенольная" окси-группа депрото-нирована. Ковалентная связь си-0(3) значительно короче, чем донорно-акцепторная с и - о'н') (в п 1,875(9) и 1,9но(я) А), в III 1,916(3) и I,ii7:i(3) К, соответственно), в -членный металло-цикл в II и ill имеет конформацию искаженной ванны.

.Комплекс IV имеет полимерное строение и содержит два кристаллографически и химически неэквивалентные ПН-лиганда (А и В) (рис. 5). Лиганд А имеет ту же структурную функцию, что и в структурах II и in, и является цвиттер-ионом (б), Лиганд b хела-тирует базисный атом си атомами о(3) и 0(Г)> а атомом N(1) координирует второй атом Си, связанный с* перЕым винтовой осью I з/4у-з/4 ]. Таким образом, этот лиганд, являющийся однозарядным анионом за счет диссоциации фенольного протона (форма г), играет роль тридентатно хелатно-мостикового 0( :i) ,0(-1' ),N-донора, т.е. в координации участвует и атом N(1) пиридинового ядра ПН. .Вдоль направления указанной оси (и ей эквивалентных) прохрдят полимерные цепи, в спиральных каналах между которыми расположены анионы ко3" и три независимые молекулы кристаллизационной воды, объединенные разветвленной системой водородных связей (рис. ft). Атом Си имеет тригонально-бипирамидальную -координацию. Кова-лентные связи Си-о(ЗА) и Cu-щзв) аксиальные и заметно короче (на о,1 и -о,з А) донорно-акцепторных экваториальных связей' сщ— о(4'а) и си«—о(4'в). Атом Си фактиче ки копланарен экваториальным атомам о(4'А), o(4'is) и n(liu", однако .угол 0(4 'B)cuN( 1 в)' между экваториальными лигандами увеличен, до 153,5(2)°. Это искажение, которое можно формально рассматривать как тетрагонально-пирамидальное, вызвано стерическим влиянием

Рис. 4. Строение комплекса Ш.

^'с. Б. ^гтюнт полимерно?. структуры IV.

Ме-группы ГЩ-лиганда В', попадающей "внутрь" угла Он'мгимпю.

Кристаллы v построены из дискретных центросимметричных би-ядерных димерных молекул, включающих два диоксованадиевых Фрагмента, объединенных двумя хелатно-мостиковши анионами (ПН-НГ (рис. о). При получении комплекса v произошло окисление v(4 + > до V(5 + ), очевидно, кислородом воздуха.

(ПН-Н)'-лиганд хелатирует атом v атомами ос?) и с»с Г ) с образованием шестичленного металлоцикла. Одновременно атом он') координирует второй атом V* биядерной молекулы комплекс;;, т.е. является (i2-мостиковым. Расстояние v...v" з , 2 г> а < 1 ) Л и тупой угол vo(4')V 109,fi(2 )° указывают, что связь v-v отсутствует, а атом v имеет 14-электронную внешную оболочку. Хотя, если учитывать участие неподеленной электронной пары каждого из ильных атомов О, т.е. взаимодействие о = v, оболочка атома v получается 18-электроннойЭПР-спектральное исследование комплекса v в кристаллическом состоянии показало его диамагнетизм.

В комплексе v реализуется ранее неизвестна-7 таутомерная форма (ПН-Нг-аниона, причем атом Nil) протонирован и не участвует в координации металлом. П то же время депротонированы не только фенольная, но и гораздо менее кислая t-окснметильная группа:

Такое распределение атомов Н доказывается как' их прямой локализацией в разностном синтезе электронной плотности, так и фактически плоско-тригональной координацией атома ом ' > выведенного из плоскости атомов v, v* и он ') лишь на о, is Д (сумма валентных углов при 0(4') 357.7°).

Молекулы объединены в слои, паралельные плоскости мши, Н-связями N(1 )-н. . .0(2) и о( г>')-Н.. .0( 2 ), которые обусловливают также неэквивалентность связей v=-u< i ) и v=orj> по длине (l.GOfiM) и 1, г> в о н ) Д) и в ПК спектре (р = я5о и hmi'cm'1 ).

Кристаллическая структура vi построена и1; дискретных нейтральных комплексных молекул i ог мо« ПН-Н)г I и 'грех кзисталлизацн-онных молекул воды. В комплексной молекуле ПН-лнганды выполняют одинаковую структурную функнию, хелатируя атсц Мч че.ч ^ "т^мы

снго

н

Рис. В. Строение молекулы у.

Рис. 7. Строение[Мо02(ПН-Н)2]. Атомы Н не юкаэаны.

- гг, -

кислорода фенольной и соседней 4-оксиметилыюй групп. Координационный полиэдр центрального атома - типичный для диоксокомплек-сов Mo(vi) нерегулярный октаэдр (рис. 7). Длины связей чо=от и мо=0(2) Обычные и составляют 1,716(4) и 1,699(4) А. Длины связей Мо-О(ЗА) и Мо-о(зR) в транс-положениях относительно связей мо=0 составляют 2,218 и 2,229 А, против 1,942(3) и 1,972(4) А для цис-расположенных связей, что вызвано транс-влиянием кратных связей Мо=0. Группировка моо2 имеет цис-конфигурацию (угол

0(1)Мо0(2) 104,7(2)°).

В комплексе VI фенольные группы ПН-лигандов депротониро-ваны: связи с(3)-о(3) укорочены до i,,ii А по сраьнению со связью с-он 1,37 А в кристаллической структуре ПН. Угол ci2)n(t)c(6) в пиридиновом гетероцикле (сред. 12 1°) характерен для ПН с прото-нированным азотом (против 119,3° в нейтральном ПН). Исходя из состава, валентного состояния атома мо и локализации части атомов Н в ПН-лнгандах установлено, что гидроксильнне группы 4-оксиметильных гручп депротонированы, т.е. в комплексе vt наблюдается такая же анионная форма ПН (форма д), которая ранее была обнаружена в комплексе V.

Кристаллическая структура vn состоит из димерннх комплексов [ FeCl2-|i2-(ПН-Н) (Н20) 12, расположенных в частных позициях в центрах инверсии (рис. 8). в комплексе vit ПН-лнганд находится в анионной Форме < д). Координированные Фенольная и 1-оксиметнль-ная группы депротонированы, а гетероатом'азота NM) пиридинового цикла протонирован, что доказано объективно локализацией атома н( n ). Атом кислорода ом') является р2 -мостиковым. Атомы i> имеют искаженную октаэдрическую координацию за счет двух мостиковых атомов кислорода г>(4'), двух ионов сг, одной молекулы воды и атома кислорода 0(3).

Атом 0(4') в VIT (как и в комплексе V) имеет сторого плоское окружение, что является геометрическим доказательством де-протонирования но(4')-группы. Депротонирование 1-оксиметильной группы не влияет на длину связи с(4')-0(4'), что может быть объяснено отсутствием сопряжения между атомом о< i •> и пиридиновым циклом. Длина связи с(>1 ■ ) -о(-1') 1,417(3) в VII сравнима с наблюдаемыми в кристаллическом ПН (1,391(5) А а также в комплексах v и vi (1,4 4 п(7 ) и 1,417(7) А соответственно).

Проведенные нами исследования позволяют сделать некоторые 'обобщения о способе координации ПН-лиганда. Прежде всего, во всех изученных комплексах атом металла координирован атомами

0(3) и 0(4') ПН-лиганда с образованием fi-членного хелатного ме-таллоцикла. Такая координация реализуется и в случае нейтрального (фактически цвиттор-ионного) лиганда ПН, и случае аниона IIIH-H)", и в случае м2-мостиковой Функции одного из атомов кислорода (0(3) или 0(4')), независимо от того, участвует или нет в координации атом N(1). Следовательно, 0(з ) ,о(4' 1-координа-ция энергетически наиболее выгодна и устойчива (очевидно, в силу хелатного эффекта) и должна осуществляться и в растворе, причем п широком интервале рн,

Во всех комплексах Ру-цикл ПН плоский. Угол смг, составляющий в некоординированном ПН П9,3° (где атом N(1) не протониро-ван), при протонировании атома N(11 увеличивается до 123-12:.° (в комплексах ir-vit), а при координации его с металлом - до 120°

(в TV),

Конформация-пн-лиганда существенно меняется при координации. В катионе (ПН+Ю* (т.е. в т), как и в нейтральной молекуле ПН, обе оксимеч-илыше группы копланарнн Ру-циклу. Копформация 1-оксиметилыюй группы определяется внутрикатионьой (в ПН внутримолекулярной! Н-связью гц з )-н. , ,о( 4 '), а конФормация г>-оксиметильной группы межмолекулярными Н-связпми. В комплексах ПН конформация 4-оксиметильной группы определяется координацией с металлом и во всех случаях этом кислорода oii') выведен иэ плоскости Ру-цикла (примерно до Л), а г.-оксиметильная

группа в зависимости от геометрии уежмолекулярной Н-связи либо копланарна Py-циклу, либо выходит из плоскости последнего.

Очевидно, изменение при комплексообразовании информации обоих сн2он-групг должно влиять на ход реакций с их участием. В комплексах разворот этих групп от плоскости гетероцикла делает их более доступными для взаимодействия с субстратом, считая, что депротонирование 4-оксиметильной группы является ключевым моментом в превращении ПН в пиридоксаль, можно предположить, что роль иона металла заключается именно в инициирС'Ваний этого процесса.

В ПК спектрах валентное колебание г-о оксиметильной группы имеет характерную интенсивную полосу поглощения в области 1 ?по-lono см*1. Частота колебания i> с г-о) фенольноп группы находится в пределах I zho-i 1 r.ci см"1. В молекуле ПН имеются две оксиметильпые группы, частоты валентных колебаний r-о которых совпадают (к этому колебанию отнесена интенсивная полоса спектра при хк'к см"1 ). К валентному колебанию г-о фенолыюй группы отнесена полоса средней интенсивности при rjr.r. см"1 .

При переходе к ик спектрам комплексов II-VII некоторые характерные полосы поглощения ПН-лиганда претерпывают характерные изменения при координации ПН металлом. Отметим эти особенности ик спектра ПН: а) депротонирование Фенольной группы приводит к исчезновению в спектре комплекса полосы поглощения деформационного колебания мои) фенольной группы, наблюдаемой в спектре некоординированного ПН при 12.10 см"' и смещению частоты 1МГ-0) фенольной группы в область высоких частот до 1310 см"' ; б] координация 1-оксиметильной группы приводит к расщеплению полосы поглощения и {с,-01 оксиметильных групп со сдвигом низкочастотной компоненты примерно на 1н см"'; в) протонирование гетероатома азота 1 ) пиридинового цикла приводит к появлению интенсивной узкой полосы при 1520-15зп см'", характерная для иона пиридиния; г) координация гетероатома азота приводит к сдвигу полосы пиридинового цикла при 96« см"1 в низкочастотную область на зо см"1; д) депротонирование координированной 1-окси-метильной группы в ИК--спектре комплекса определенным образом не проявляется.

В главе з обсуждаются результаты структурных исследований комплексов ноотропных препаратов пирацетама пщуш-ху) и у-ами-номасляной кислоты ГАМК (XVI и XVII) с переходными металлами (рис. I ).

Кристаллы IX получены перекристаллизацией комплекса VIII из водно-ацетонового раствора, что во многом определило общность многих структурных особенностей обоих комплексов. Кристаллы VIII и 1\ имеют близкие значения параметров элементарной ячейки, но различную окраску: кристаллы VIII ярко-синие, а IX сине-зеленые.

Кристаллические структуры обоих кристаллов построены из ви-.тянуты:-: тетрагонально-бипнрамидальных молекул Iо.(ыо, )2 (ПМ)2 . П12о),|, расположенных в кристаллографических центрах симметрии (рис. 1. В экваториальных плоскостях тетрагональных бипирамид расположены атомы кислорода 0(1) ацетамидных групп двух ПИ-ли-гандои и дьух молекул воды, а *-лиганды занимают апикальные позиции бипирамиди. В комплексе VIII длины экваториальных связей 1'||-ч(1) и см-онг составляют 1,!ШЗ(1) и 1,9-11(1) Л соответственно, а длины аксиальных связей Сч-осш) равны 2,-121(1) Л.

Хотя в комплексе )\ расстояния пи-оц) (1,959(4) Л), См-Ы!* ((.''^кп) \) и г 11 - о ( з N) (2,579( 6) А) отличаются от найденных в-VI г I лишь в пределах я, тем не менее можно отметить, что в ¡у/их.

комплексах расстояния металл-лиганд подчиняется общему правилу антибатной корреляции между длинами экваториальных и аксиальных связей с типичным для си(2+) существенным превышением в viii и хх изменением длины аксиальной связи ла11С над изменением длины экваториальной связи io,ir> и 0,02 Д соответственно).

.В обоих комплексах координированный атом кислорода 0(1) ацетамидной группы и атом азота N(1) гетероцикла расположены относительно связи c(t;i-ci7) во взаимно трансоидной позиции. Торсионный угол т,=0(1 )С(7 )0(о )N(п, определяющий ориентацию ацетамидной группы относительно пирролидонового цикла, равен 173 (viii) и lt75° (IX). В некоординированом ПМ этот торсионный угол равен 20°' в триклинной модификации и 22,6° в моноклинной модификации, что соответствует цисоидному расположению атома кислорода 0(1) относительно гетероатома Nil).

Кристаллы х, XI и хи изоструктурны и построены из дискретных молекул (м(no3 )2 (ПМ)2 (н2о)г ] (м= /.п, сп, Ni) (рис. 101. Атомы металлов - комплексообразователей М находятся в кристаллографическом центре симметрии и имеют искаженное октаэдрическое окружение за счет атомов кислорода ацетамидных групп двух ПМ-ли-гандов, двух монодентатных NOj-анионов и двух молекул воды. Расстояния м-о(1), наблюдаемые в исследованных комплексах, обычные и сравнимы с суммой ионных радиусов соответствующих металлов и двукоординированного атома кислорода.

Для лактамного цикла характерна сильно уплощенная конфор-мация с небольшим выходом атома п п из плоскости остальных четырех атомов цикла. В двух первых структурах были получены большие значения температурного фактора атома cm, однако обнаружить его разупорядоченность не удалось. В комплексе хтг <в отличие от х и XI рентгеновский эксперимент был проведен при -120°t удалось зафиксировать две позиции этого атома (СМ) и см'П по разные стороны пирролидонового цикла.

Ацетамидная группа ПМ-лиганда плоская и расположена почти перпендикулярно плоскости лактамного цикла:- торсионный угол се=С(2)N(I )с(б)0(7 ) в комплексах принимает значения близкие к 90°. Значения торсионного угла t, соответствуют

цисоидному расположению атомов 0(1) и (1) относительно связи с(6)-с(7 ). В некоординированной молекуле ПМ значение этого угла почти в два раза больше, чем в хг, и составляет 22,и".

Координация металлом не оказывает существенного влияния на значения валентного vrjia ci в >ci 1 )N( 2 ) - он. во всех трех комп-

Рис. 10. Строение молекул X, И и 7П.

11. Координация атомов Зги ^раттлент полимерной шли комплексов 2пГ№нв структуре Щ.

лексах имеет близкие значения (116,вел в х, пг>,7(з) в xi, 116,1(4 1° в XII), а в некоординированном ПМ этот угол равен 115,0° .

Во всех трех структурах образуется внутримолекулярная водородная связь N(2)-Н... ои, которая, вероятно, главным образом определяет разворот всего ПМ-лиганда вокруг связи м-о(1) и служит фактором стабилизации комплекса в растворе.

В кристаллической структуре хти ПИ выступает в качестве рг-мостикового лиганда, координируя один атом 7м атомом О пирро-лидонового кольца, а другой атом 7.п - через атом о ацетамидной группы (рис. 11). Такая координация ИМ приводит к образованию в кристалле полимерных цепей [zriCH2nM|„ , ориентированных параллельно направлению [101]. Н-связи N(г >-н( 2)..,ci(1 ) u/2+x,i/2-

y,1/2 + 7.) (N...C1, 3,355( 5 ) А, 01...11 2,63(8) А, УГОЛ N-1I...C1

147(1)°) объединяют эти цепи в сетки, параллельные плоскости (ОЮ). .Указанные сетки сшиваются Н-связями N( 2 >-ш 1).. .el ( 2 )

(-1/2 + Х, 1/2-у, l/2 + z HN. . .П1 3,28Й(5)Д, С1...Н 2,'>7(8) А, УГОЛ N-11...01 157(11°).

Атом 7, п имеет искаженную тетраэдрическую координацию. Отклонение угла ciznci 119,3(1)° от тетраэдрического, очевидно, связано с взаимным кулоновским отталкиванием ионов СП. Пирроли-доновыи цикл имеет конформацию уплощенного конверта (атом С(II

ВЫХОДИТ ИЗ ПЛОСКОСТИ N( 1 )С(2 )С(3 I 5 ) (ПЛОСКОСТЬ А) на 0,2 А).

Плоскость ацетамидной группы С(о )С(7)м(2 )o(i) почти перпендикулярна плоскости пирролидинсвого кольца (торсионный -/гол С( 2 )N( 1 )с( 6)с:( 7 ) равен -97,6°). Атом 0(1) находится в трансокд-ной позиции относительно атоМа N(1) пирролидонового цикла (торсионный угол n'1)с(б)с(7 )о(1) равен 17н,2°.

' В целом получение структурные данные позволяют сделать заключение, что координация с металлом оказывает влияние на распределение электронной плотности на связях С=0 и С-\! с увеличением вклада диеноллтной формы ПМ: .

II.

N Н

\

Однопременная координация атомов кислорода

_обеих акидтгх

групп свидетельствует об их сдинаковбй донорн-ш способности.

Кристаллы комплексов XVI и XV изоструктурны и построены из транс-октаэдрических дискретных молекул I Н(ПИ )2 (Н2о |гс12:] с атомами металла М (Го, нпI, расположенными в кристаллографических центрах симметрии (рис. 12). Окружение атомов М состоит 'из двух атомов о пирролидиновых карбонилов ПИ-лигандов, двух атомов О молекул ИгО и двух анионов С1. В комплексе XIV разница в расстояниях Со-с1 (2,112(1) -и и Со-о(=С) и Со-ОНг (оба 2,'115(2) Л) примерно соответствует различию в ковалентных радиусах атомов <:1 и о. Валентные углы атома Со почти идеальные, наибольшее отклонение от !1о0 'наблюдается для валентного угла с1соо„ (н'л, 0( 1 )° ) .

В XV, в отличие от XIV расстояние Мп-о(2) (2,200(1) А) укорочено по сравнению с мп-о„ (2,298(1) Л), что, по-видимому, обусловлено дативным взаимодействием Нтг (Мп |->и' (о). Вероятно, ь комплексе \к это взаимодействие проявляется слабее, чем б XV из-за большей опектроотрицательности кобальта (1,'17) по сравнению с марганцем п,Я0).

Валентный угол МО|2)С(2) в XIV и XV имеет близкие значении: 1.10,Щ!) в XIV и в xv 1 3.') , 0° . ТорСИОННЫе углы МО( 2 )С( 2 )Ы( 1), равные я 11,7 (XIV) и -82,1" (х\'|, указывают, что ионы металла в этих комплексах расположены в плоскости, которая почти перпендикулярна плоскости анидного Фрагмента лактамного кольца.

КопФорм^иия ПМ в рассматриваемых комплексах такая же, что ь некоординированном ПИ, соответственно и торсионный угол N ( 1 )г 11.)I■ ( 7)01 | ) в ПМ-лмгэндах указывает на цисоидное расположение атома кислорода 0(11 и гетероатома N(1) азота относительно свнзи с( и 1-(•( 7 ),1 что также наблюдается в некоординированной моликулн ПМ.

Анализ ориентации донорно-акцепторной связи м~о ь исследовании:-: комплексах указывает на определенную закономерность ь ориентации ¡»той связи относительно анидной группы. В комплексах, где ПМ-лиганд координирован ионоМ металла через атом кислорода ац(.-т.1милжн1 группы (VIII-XI, XIII и XV) валентный угол МКМП-С(7) находится и уакон интервале 13-1-137°, а ионы металла расположены близко к плоскости амиднои группы (максимальным ¡-и->.ид атома металла из этой плоскости о, в I Л). Валентный ус..д 11*01 :)-■:< ; и о(2|-координированных комплексах ПМ С-:, \п и >. (VI ¡1'1.:.>дится в интсрьало 1 .'«1-1.1.1°, незначительно отлнчлыцоисн ,',7 Члби->1 . г, (и | I-координированных комплексах ГШ. П. и ото. ь

M" Co IXIVI.

Рис. 1?, Строение молекул Х1_У и ХУ.

- 2 г> -

структурах XII и xiv атомы металла расположены в плоскости, которая почти перпендикулярна средней плоскости амидного фрагмента пирролидинового цикла.'Полученные геометрические параметры (увеличение угла о=о-<м по сравнению с 120") указывают, что гибридизации атомов кислорода в амидных группах несколько отличаются от идеальной si,'.

Полученные структурные данные показывают, что во всех исследованных комплексах ПМ наблюдается усиление р,п-сопряжения неподеленной электронной пары (НЭП) атома азота NU) и. п-связи с=о координированной карбонильной группы. Эта связь в кооордини-рованной карбонильной группе примерно на о,о) А длинее, чем в Молекуле некоординированного пи. Увеличение сопряжения при координации атома кислорода амидной группы с металлом можно объяснить увеличением электроотрицательности атома кислорода карбонильных групп при координации металлом.

Торсионный угол т,=с(2)N(1)с(б)с<7) в исследованных комплексах ПИ меняется в интервале 97,fi-1i),7°. Эти значения г, указывают, что для координированного и некоординированного ПМ характерно расположение С(7 )Нг-группы, близкое к плоскости, перпендикулярной к средней плоскости лактамного цикла.

Значения торсионного угла г г существенно меняется от комплекса к комплексу. В комплексах нитрата меди (vui и IX), а так- , же в комплексе хлорида цинка (хтп ) угол t2 находится в интервале (v:i,2 - 178,2°, что соответствует трансоидному расположению координированного атома кислорода 0(1) и .гетероатома азота N( i) относительно связи с(о)-о(7). В комплексах нитратов цинка, кобальта и никеля, хотя ПМ также координирует ион металла через атом кислорода 0(J), тем не менее последний расположен цисоидно к атому азота N(1) относительно связи с(Н)-с<7). Торсионный угол г.2 в этих структурах (12,г.° в XI и 12,9° в XV) соответствует трансоидному расположению атома кислорода 0(1) к гетероатому азота N(1) относительно связи C(fi)-C(7).

Конформ-Шига "свободной" молекулы ПМ рассчитывали методом силового пол', (молекулярной механики) на персональной ЭВМ типа шм рг по программе ммх «в с полной оптимизацией геометрии молекулы. окончательный глобальный минимум потенциальной энергии получек, при значениях торсионных углов с(2 ¡n(i )с(п )с(7) ■ и N( 1 )о( с. )г■( 7 |П( i ) чз.о и юз,70 соответственно. В оптимизированной методами mnpo и ли геометрии ПМ значения торсионных углов с( 2 )■•( i им г,)(-(7) и 411 )С( с )Г( 7 >о( ! ) равны соответственно У7,з и

109, 0° .

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что ПМ, является амбидентатным лигандом и в зависимости от типа аии-долиганда координирует ион металла либо через атом кислорода лактамного цикла, либо через атом кислорода аце.паиилного фрагмента .

В первом, приближении можно считать, что донорная способность атомов кислорода ПМ-лиганда, из-за их вхождения в, оцина-ковые Функциональные группы, зависит от эффективного заряда на этих атомах, Расчеты зарядов в молекуле ПМ, проведены методами м\'гю, ли! и. РМХ, а в комплексах хгт и (хтгп рассчитаны РМХ (табл. I). -

Значительные отрицательные заряди на атомах кислорода Oli) и 0(2) объясняются перераспределением электронной плотности в анидных группах, вследствие р,л-сопряжения НЭП-атомов а.->ота с п-спязью соседних карбонильных групп, что может мпжет служить причиной нарушения идеальной крг-гибридизации, атомов кислорода. Следствием является отклонение, валентного, угла игл i м.М 7 ). от i2ii° до 150° и выход атома металла из плоскости амидной группы при координации. Угол при атоме кислорода между донорно-акципторной связью и связью 0-С варьирует от ¡20 до 1Г.о° и зависит, от природы последней связи и от характера координации атона металла.

Соотношения зарядов на атомах" О и N в молекула .ПМ в рамках каждого метода различны, но из-за большей электррртрицательностн этих атомов по сравнению с атомами С, наибольший, заряд локализован на атомах кислорода и азота. Положительные заряды на.ато";х углерода указывают, что метильные группы являются электрод,\до-норннми.

Согласно полученным результатам в рамках каждого метода заряды на атомах кислорода 0(1) и 0(2) в некоординированном ПМ имеют одинаковые или очень близкие значения. Небольшое различие наблюдается в значениях заряда, полученные методом ami. Очевидно, близкие значения зарядов на атомах кислорода 0(1) и 0(2) сгндптельствуют об эквивалентной донорной способности этих атомов. Бидентатнс-мостиковая 0(i i,0(2)-координация ПМ-лиганда в комплексе | Zur 1 - ( ПМ ) I (хит), по-видимому, Tai-же яг-ляется сл^д-стги'П! эквивалентности указанных атомов О. В комплексах нитратов металлов (VITT - Xiv), в отличии от комплексов хлоридов ко-г\1л\n (xiv» и марганца (xv), появляется стаг-ил::гируэд1!й «актор птч'тмле>ттарнне Н-спяги. В комплексах vi i г я ' \ Н-сгл."-1. (>■';

Таблица 1.

Распределение заряда в свободной молекуле ПН и в его комплексах с переходными металлами

АТОМ ! ПМ 1 XIV ! XI

! NN00 ! АЧ1 I РМХ ! РМХ

01 1 ) -о. , 3 17 -о, ,381 -1, ,175 -1, 174 -о, ,796

0( 2 ) -0, 3 15 -0 , 364 -1, ,179 -0, 909 -1 , ,187

n1 1 ) -о, , 4 58 -п, ,338 -о, ,285 -о. 243 -о, ,259

n ( 2 ) -о, ,337 -о, ,426 -0, ,365 -о, 384 -0, , 378

с( 2 ) 0, ,359 о , ,305 0, ,986 0, 937 0, ,972

0(3) ■ -о, ,021 -0, ,184 -0, ,049 -о, 147 , 108

ОМ) -0,031 -0, ,173 -0 ,032 -о, 157 -о, ,098

с( 6 ) 0, , 1(10 1 ,029 0 ,207 0, 119 -0,130

с| е ) 0, ,195 -0, ,028 0 ,186 0, 112 0,135

с< 7) 0, ,285 0, ,270 1. ,035 1,044 1 ,007

со -о, 092 0 , 105

о„ с] -о, -0, 505 508 -о, ,984

N 1 ,953

о( ш) -о ,747

о! 2м) -0, ,968

о| зы) -о, ,983

III1) 0, ,157 0, ,228 0,224 0, 250 0 ,241

11(2) 0, 1 59 0, ,244 0, ,223 0, 236 0, ,254

iii 31 1 0, 0 1 3 (><123 0 ,033 о , 100 0 ,067

11 ( 32 ) 0, 041 • 0, , 1 23 0 ,042 0, 079 0, ,070

11 ( 11 1 о, 025 0,099 о , ,018 0, 083 о, ,050

,11 ( 12 ) 0, ,023 0, ,099 0, ,016 0, 073 0, ,049

11( 51 ) 0, 018 0, ,095 0, ,009 о, 060 0, ,04 7

11(52 1 0, 080 0, ,092, 0, ,012 0, 053 0, ,048

11(01 1 0, 029 0, ,127 0, ,038 0, 064 0, ,064

и 1 пг) о, 03 1 0, ,120 0,020 0, 071 0,071

н„ (1 1 0, 391 , о, ,382

!!„ ( 2 ) 0,394 о , ,392

зуется между n(2)н2-группой ацетамидной группы и одним из некоординированных атомов О но3"-лиганда, а в комплексах х-хл между nh2-группой и аква-лигандом. В нитратных комплексах выигрыш в энергии в несколько ккал/моль стабилизирует комплексы с 0(1)-координации ПМ-лиганда. Положительные заряды на атомах углерода С(2) и С(7) указывают, что, действительно, эти атомы углерода являются центрами нуклеофилымй атаки молекулы ПМ.

До наших структурных исследований колебательные спектры ПМ и его комплексов в литературе интерпретировались'не однозначно. Интенсивные полосы поглощения в спектре ПМ при 1(нм и юаи см"' были отнесены к валентному колебанию С=0 группы пирролидинового цикла и колебаниям "амнд-т" г(С=О) ацетамидной группы, соответственно. Необходимо отметить, что колебания "амид-т" не являются характеристичными, и в них вклад помимо изменения длины связей С-0 и c-n, и изменения углов hnii.

В ИК спектрах Oi 1)-координированных комплексов ПМ ivni.ix, XI, XIII, xv) наблюдается сдвиг полосы поглощения при пни см"1, наблюдаемой в спеьтре некоординированного ПМ, до ififio см"', и вместо двух наблюдается одна или слегка расщепленная дублетная интенсивная полоса. Это позволяет предположить, что полоса поглощения при 1691 см"1 относится не к валентным колебаниям' к(с(2)=о(2)) пирролидиновой карбонильной группы, а к колебаниям "амид-l" ацетамидной группы, а другая полоса при 165Н см"1 - к колебаниям и(с2=ог) карбонильной группы 'пирролидинового цикла. Частоты преимущественно валентных колебаний n-c ацетамид-ного фрагмента, наблюдаемые в спектре ацетамида около мо5 см"1 в виде синглетных полос, в спектрах комплексов нитратов металлов перекрывался с частотой валентного колебания нитрат-аниона при 1390 см"1 .

В ИК спектрах 012(-координированных комплексов ПМ (хп и xiv) полоса поглощения при 1691 см"1 положение не меняет, а полоса при 1658 см"1, наблюдаемая в спектре некоординированного ПМ, смещается в низкочастотную область на 4о ом"'. Такая корреляция положений вышеуказанных полос поглощения со способом координации ПМ-лиганда показывает, что полоса при пни см"1 может быть отнесена к валентным колебаниям i>ir.: >) пирролидиновой карбонильной группы.

В ИК спектре комплекса х, где наблюдается бидентатно-мос-тиковая 0<1),0(2l-координация ПН, наблюдается одновременное смещение обоих полос поглощений на <ю и зо см"соответственно.

Следует отметить, что 0( 1 (-координация ПМ приводит к перераспределению интенсивностей некоторых полос, характерных для некоординированного ПИ. 'Так, в спектре комплекса xirr", а ' также изоструктурных комплексов хт и xv, достаточно интенсивные полосы поглощения при яон, гик, r>6<t, 722 и 1300 см"1, наблюдавшиеся в спектре некоординированного ПН, становяться менее выраженными .

Таким образом, анализ поведения полос поглощений при 1B9I и ¡05Я см"1 в спектре некоординированного ПИ при переходе, к спектрам комплексов с различными споссбами координации ПМ-лиганда иона металла показывает, что в противоположность выводам лругга автороп полоса при н;я) см"1 в спектре некоординироЕэнного пм должна быть отнесена к колебаниям "амид-т", а полоса при in5я сМ"' - к валентному колебанию ИС( 2) =0(2) пирролидиновой карбонильной группы.

ГАМК лпяляется основным биогенным ноотропным препаратом, которое содержится в центральной нервной системе (ЦНС) и принимает участие в обменных процессах мозга. С целью установления способа координации ГАМК с переходными металлами, особенно хе-лйтной о,м-координации, нами проведено рентгеноструктурное исследование двух медьных комплексов ГАМК (xvi и xvit, рис. 1), а также конформационнный анализ свободной ГАНК. i

Кристаллическая структура xvi построена из биядерных катионов (сиг (|)-оос(сн2 )3nii3 ]деiг )г*, двух анионов ci" и трех кристаллизационных молекул воды, одна из. которых разупорядочена по де'м равновероятно заселенным позициям (рис. 13). Атомы сч. связаны в биядерные катионы типа "фонарика" бидентатными мости-ковыми соо-группами четырех ГАМК-лигандов, апикалыше позиции при атомах с,, заняты анионами ci" .

Координация атомов си тетрагональна-пирамидальная, как это обычно наблюдается в биядерных карбоксилатных комплексах меди(2+). Кислородные" атсмы,-образующие основания координационных пирамид .¡.томов меди,' в обоих случаях имеют фактически копланарное расположение. При этом ocia атома си выведены из плоскостей оснований пирамид на 0,02 А в сторону апикальных ли-гандов .Г . Плоскости соседних карбоксилатных групп расположены фактически взаимно перпендикулярно: двугранные углы между этими плоскостями лргкэт в пределах «9-я2°. Расстояние гч...сч 2.г>г,н1) \ в структур'; xvi попадает в область зш чений, обычно наблюдаемых •• еи-necims кареоксипатннх комплексах медпт 1,-.в kotodhx

апикальные позиции "фонарика" заняты о- или N-донорными лиганда-ми (2,в-2,7 А). Атомы си расположены в плоскостях мостиковых coo-групп. Валентные углы СиОС находятся в интервале 121,2(4) -124,1(5)°, а ОСО В пределах 124,7(7) - 126,4(7)°.

В комплексе xvn все четыре ГАНК-лиганда имеют цвиттерион-ную Форму. Длины связей c(r)-N в ГАМК-лигандах (за исключением связи с атомом углерода с) 4) раэупорядоченной метиленовой группы) (1,48(1) и 1,49(1) А) хорошо совпадают со среднестатистическим значением длин связей c(sp3)-NH3* 1,488 А и длиной аналогичной связи в кристаллической ГАМК (1,4 97 А) и ее гидрохлориде (1,491 Л). Длина связи C(sp3)-NHj в аминометильных групйах при отсутствии протонирования действительно короче по сравнению с длиной связи c(sp3)-NH3* и равна в среднем 1,469 А.

В структуре три из четырех ГАМК-лигандов имеют трансоидно-трансоидную конформацию (значения торснонных углов относительно связи с(а)-СО) (<р, ) и c(p)-N (<р2 ) лежат в пределах lnc -16У°). Четвертый ГАМК лиганд имеет скошенно-трансоидную конформацию: торсионные углы и ?>г равны -70 и 1Н8°, соответственно.

Кристаллическая структура xvn, также как и xvi, построена из Оиядерных катионных комплексов-Фонариков (си21н-оос(снг 13nh3 ]4 (no3 )<нго)]>-3* (рис. 14), трех внешнесферных анионов no3" и кристаллизационной молекулы воды.

Оба атома меди имеют тетрагонально-пирамидальную координацию. РаССТОПНИе Cu(1)...Си(2) В равно XVII 2,587(2) Л.

В комплексе xvri расстояния до апикальных лигандов, несмотря на различие их донорной способности фактически одинаковы: c»...ono2" г, 165.Cs) иси...он2 2,171(8) Л). Выходы атомов Си( I ) и с» (-2) из плоскостей оснований пирамид равны о,1б(1) в сторону -аниона и 0,19(1) Л в сторону аква-лиганда. В комплексах-фонариках укорочение расстояния Си..-.Си сопровождается уменьшением валентных углов с-о-с. в мостиковых карбоксилатных лигандах. В комплексе xvn среднее значе»(Че валентных углов с-о-с составляет 123(1)°. В других аналогичных комплексах с увеличенным расстоянием си...си это значение составляет около )2(;°.

Для меди)2+) биядерные комплексы с различными апикальными лигандами нами в литературе не найдены. Обычно биядерные комплексы d-металлов с конформационно жестки',ш карбоксилатными липндэми имеют центросимметричное строение. !> случае комплекса хлорида меди с ГАМК-лигандами центросимметричность комплокса-фоклрика нарушается из-за конформационной гибкости эти:-: лпглщсь

Рис» 14. Строение биллерного катиона в структуре ХУЛ.

м. Со 1ХУИ. Ил (ХУШ1

Рис. 15. Строение аннона[МС6^] 11 дикагиона прокапнамвда в структурах ХУШ и XIX.

благодаря поворотам вокруг связей с(вр3 )-с(яр3), а в структуре хун также из-за различия в природе апикальных лигандов. Причиной такого различия в организации апикальных связей в комплексах XVI и XVII является, повидимому, то обстоятельство, что нитрато-группа является более слабым лигандом о-типа, чем хлор, и вода и менее охотно заменяет воду в апикальных позициях биядерного комплекса.

Торсионные углы относительно вокруг связей а« >-с(р) (р, ) и ср-су (<р2) в ГАМК-лигандах структуры XVII показывают, что в ней реализуются гош-трансоидная, трансоидно-трансоидная и трансоид-ная-гош конформация этих лигандов. Для определения возможных конформаций молекулы ГАМК нами проведен ее конформационный анализ в цвиттер-ионной форме Методами молекулярной механики и ммш. Оптимизация геометрии ГАМК этими методами приводят к одной и той же гош-гоШ конформации (методом молекулярной механики получено <р,=-51° и <рг-сб° , а методом »N00 - ч>,=-н8 и <|>г=ко°. Полученные значения торсионных углов показывают, что для свободной молекулы ГАМК в цвиттер-ионной Форме наиболее энергетически выгодна гош-гош конформация.

Потенциальная поверхность, полученная для ГАМК методом молекулярной механики, показывает, что могут существовать три конформации ГАМК в цвиттер-ионной форме: наиболее энергетически выгодная гош-гош-конформация (с вышеприведенными торсионными углами) и две энергетически менее выгодные гош-трансоидная (ф,=-52 и 1>г=-171.°) и трансоидно-трансоидная (<р,=180 и<рг-1яо°). Гош-гош-конформация на 2 г. ккал/моль энергетически выгоднее, чем гош-трансоидная, ' и ).а зо ккал/моль выгоднее, чем трансоидно-трансоидная : Трансоидно-гош-конформация цвиттер-ионной ГАМК (1Р,М80, ) методом молекулярной механики не обнаружена.

С целью выяснения влияния гидратации ГАМК на ее конформацию методом силового поля (ММХ) были вычислены конформаиионные энергии для цвиттер-ионной формы ГАМК в гош-.?ош и транс-транс кон-формациях. При этом учитывали образование межмолекулярннх водородных связей как между сольватными молекулами волн, так и между сольватными молекулами воды и соо~- и N113*-группами ГАМК. 'ограничение возможности компьютерной техники не позвонили учитывать нескольких гидратных слоев и по. этой причине, расчеты были приведены с 1 г. и 20 сольватными молекулами вода. В случге 1г, молекул П.. о гош-гош конформация оказалась энергетически выгоднее га 1,7 ккал/моль, чгм трансоидно-трансоидная , ГАМК. При 2с

сольватных молекулах воды трансоидно-трансоидная конформация оказалась на 2 ккал/моль энергетически выгоднее, чем гош-гош конформация. Следует ожидать, что учет нескольких слоев сольват-ных молекул воды должен увеличивать устойчивость транс-оидно-трансоидной конформации.

Наблюдаемые в гидрохлориде ГАМК и металлокомплексах ГАМК вытянутые трансоидно-грансоидная, гош-трансоидная и трансоидно-гош-конформации могут быть объяснены электростатистическин отталкиванием между протснированной аминогруппой и соон-группой в случае гидрохлорида ГАМК, и положительной частью комплекса, содержащей ионы металла, в случае металлокомплексов. При вытянутых конформациях кулоновское отталкивание слабее, чем в свернутой гош-гош-конФормации. В организме превращение ГАМК в у-лактам не наблюдается. Это, вероятно, связано с тем, что в биологической среде, близкой к водной, ГАМК предпочтительно находится в вытянутых конформациях.

Гилга I посвящена комплексам кобальта! и) и марганца! II) с новокаинэмидом ( [,.нс1, где i,= n-H2nc„H4C(0)NH(CH2 )2N(c2h5 )2 ) или гидрохлоридом прокаинамида) (xvin и XIX, рис. 1).

Кристаллические структуры xvin и XIX построены из комплексных анионов 1мо],12" (где м=Со и Мп) и двузарядных катионов (Нг1,)2* |n-H3N4'6ll4C(OINII(Cll2 )2Ы*Н(СгН5 |2 ]г* (рис. 15). Атомы со и мп в катионах [мс1<]г~ имеют слегка искаженное тетраэдри-ческое окружение. Расстояния co-ci (3,273 - 2,282(1) А) и Mn-ci (2,363(2 1-2,372(2) А) обычные для данных металлов.

Длина связи <':(i)-N(i) в структурах xvin и xix весьма близки и составляют 1,•)г>|fЧ ) Л (xvin) и 1,467(5) Л. Эти значейия совпадают со среднестатистическим значением длины связи car-NH3* в родственных соединениях, и в то же время больше среднестатистического значения длины связи с,г-ын2 с плоским (1,355 А) и с пирамидальным (1,39 1 Л) атомами азота. В структурах xvin и xix эндоциклический валентный угол с12)с(цс(б) в бензольном цикле, чувствительный к протонированию аминогруппы, равен 122,2(3) и 123,0(1)" соответственно, что указывет на акцепторные- свойства н3N*-заместителя, и значительно больше соответствующего угла в прокаине (118,1(1)°!, комплексах Codi) и Mn(ii) с новокаином (118,7(2) и iia,i(4)°), п-аминобен-зойной кислоте (НН,энУи 110,7(4 1°). Валентный угол С(3)С(4)С(5) в обеих структурах (ii:),2i:i) и 120,0(4)° в XVI11 и xix соответственно) близок к" значениям соответствующих углов в других производных бензойной}

КИСЛОТЫ (118,1(1! - ИУ,7(4)°).

Амидная группа катиона н21,2* имеет /.-конформацию с трацсо-идным расположением атомов о и н относительно связи n(2)-c(7), при этом торсионный угол o(i )С( 7 )N( 2 ПК N2 ) равен I7(i(l)°. Такая конформация характерна почти для всех монозамещенных амидов. Двугранный' угол мбжду плоскостью безольного цикла и плоскостью амидной группы в дикатиоце игьг* в обоих структурах составляет 33,5(1

Длины связей о(7)-NI2 j и С(7)=0(1) в амидной группе в структуре XVIII равны 1,334(1) и 1,233(1) Л, а в структуре xix 1,328(6) ц 1,2-11(5) А. Длины этих связей в амидах определяются обычным 'для амидов р,^-сопряжением НЭП атома азота с и-связью группы с=о и участием амино- и карбонильной групп в Н-связях кристалла.

Конформация дикатиона новокаинамида может быть описана торсионными.углами т,, т2 , т3 и г .4. Торсионные углы в цепочке

т, гг t3 i4 ^,0(10) C(4)-C(7)^N(2))C(8)^(-(!)))N(3)

т5 ^ч:(|2)

дикатиона новокаинамида, равные t, = 165,1, iг = iоя,2, i3=üi,a, т<=-170,5 и т5=65,к° соответствуют транс-гош-гош-транс-гош-конформации.

Ионное строение, изученных комплексов, позволяет предполагать, что в организме их биологическое действие складывается из действий отдельных ионов. Биохимические опыты показали, что, ■действительно, биологическая активность препаратов на основе комплексов новокаинамида с переходными металлами одинакова с де#ствт;м Свободного новокаинамида.

Глава s посвящена рентгеносуруктурннм исследованием соединений тиаминия (витамина в,) (xx-xxin, рис.1).

Кристаллическая структура хх содержит два кристаллографически независимых катиона тиаминия ть* (рис. Iii), два аниона пг" и две молекулы н2о, одна из которых разупорядочена по двум позициям. Длины связей и валентные углы в катионах тиаминия в структуре хх обычные. Длины связей с (j i л ) - n (1 я л) (1,30(1) 'А)' и . с(14B)-N(18П) (1,30(2) А) укорочены по с.авнению с обычной ординарной связью c(sj>3)-mi2 ( 1 ,469 А) и свидетельствуют о м,к-сопряжении НЭП атома азота аминогруппы с и-системой пиримидино-вого цикла. -

topchohhug углы 0( 2 3 )с( 10 )('( 1 >,) ..и>г! и

Рис. 17. Cipoeinfe дикатиона тизмгаия в структуре XXI.

n(3)c<io)c(15)c(14) (<pp) в структуре xx составляют -em и 75|i)° в Th*(А)-катионе и -6(1) и 81(1)" в Thin(-катионе. Эти значения торсионных углов <рг и <рр соответствуют так называемой F-конформации тиаминий-катионов.

В катионах тиаминия расстояние ж i а ).. л>(за> <з,ог А) фактически совпадает со средним геометрическим значением ван-дер-ваальсовых радиусов атомов s и О (з,ов Л), а расстояние s(lB)..,о(9в) (3,2R(i) А) на п,14 А больше этого значения. Согласно расчету методом ab initio положительный заряд в катионе тиаминия локализован в основном на атоме серы sil).. Поэтому взаимодействия s(l)...o(9) можно Формально отнести к электростатическим.

В структуре наблюдается межмолекулярный контакт R(lAi. ,.S(1B) (3,70 А), где расстояние ,s...s равно удвоенному значению ван-дер-ваальсова радиуса атома s (з, 6я A i, обусловленный специфическим обменным взаимодействием между атомами серы. Наличие такого контакта между атомами сери катионов тиаминия несколько неожиданно, т.к. как выше отмечалось, согласно квантовохимическим расчетам атом серы в катионе тиаминия имеет положительный заряд и из-за кулоновского отталкивания расстояние S...S должно было быть больше чем удвоенного значения ван-дер-ваальсова радиуса атома s.

Контакты s( 1А).. .т>г(1) (3,18 А) и я( Ш).. .пи 1) (3,r,i м можно отнести к укороченным, в первом контакте межатомное расстояние на 0,32 А, а во втором на о, ir, А короче, чем сумма ван-дер-ваальсовых уадиусов 3,80 А. Контакты сера...бром для обшх атомов s имеют пбчти одинаковую ориентацию относительно тиазоли-евого 'цикла. Ион пг" в обоих контактах находится фактически в плоскостях тиазолиевых циклов катионов А и В: выход иона Нг" из плоскости тиазолиевого цикла составляет о,оэ \ в случае катиона А и 0,20 А в случае катиона В. Контакты Br...s ориентированы относительно связей c-s тиазолиевого цш(ла под близкими углами: в первом случае угол с<г>л)-ж 1Л). ,пн 1) составляет и;7°, а во-втором угол с( 2П)-к ( ib 1.. .вн 1) равен 161°.

Нетрадиционными являются также короткие контакты N( 3\). . .пг( 1) (3,64 А) и N( зп).. .пи 1) (3,48 Л). Такие контакты наблюдаются и в других структурах галогенидов тиаминия, и, как правило, во всех структурах галогенид-ион располо? ;н почти над атомом азота к(з> тиазолиевого цикла. Угол ítj з >... пи i >■ в структуре хх составляет 92 и 9 1° для катионов A В тиамшшч.

угол niзл)...Пг(1)...n(зп) равен 130°. Такое взаимное расположение иона Вг" и атомов азота N(3) тиазолиевых циклов способствует взаимодействию с переносом заряда между атомом азота N(3) и ионом Пг" через электронодефицитную р2-орбиталь атома азота.

К слабым связям Н-типа относятся контакты С(2А)-Н(2А)... Dr (l) и <:( 2D)-if(2r»).. .Вг( 1 ). Возникновение взаимодействий ¡K2)...кг объясняется повышением кислотности атома Н(2).

Кристаллическая структура XXI состоит из протонированного дикатиона тиаминия (рис. 17), двух анионов Вг" и молекулы воды. Молекула Нг0 разупорядочена по двум позициям: одна на оси 2, а другая - в общем положении.

Тиаминий-дикатион в ххг имеет к-конформацию: торсионные угл1М>т =п(2 )N( з |п( ю)с( ir>) и ipP=N( з )с( Ю)С( 15|с( и ) в структуре XXI равны 1,1 и 81,0° соответственно.

Атом азота N(11 ) пиримидинового цикла протонирован (валентный угол о<12 )N((1 )п(ifi) равен 122(1)°) и участвует в Н-связи

N11 I )-1|( 1 1 ) . . .0(9) ( 1-х ,-y,3/2 + z).

Межмолекулярные контакты атома s(i) имеют определенную направленность. Угол о(2 )-s(i )...Rr(1) составляет 171°, а угол ni г. i-si i i., ..ч( i )' равен -n¡a°. Контакт s(i)..,s(i)' близок к перпендикулярности к плоскости тиазолиевого цикла: угол с(2)-Ж I ).. .к(i i' равен 82°. В контакте s(i)...Br(2) (3,47 А) межатомное растояние короче суммы ван-дер-ваальсовых радиусов (3,70 \). Межатомные расстояние в контэкте s(i)...s(i)* (3,93 А) и несколько больше, чем удвоенный ван-дер-ваальсов радиус атома s (3,70 Л), а расстояние s(i),..s(i)' (3,81 Л) Фактически равно последнему. 1

Слабое взаимодействие с( 2 ык 2 )... Пг( 2 ), также наблюдаемое в структуре ххг, как и других кристаллических структурах палоге-нидог, тиаминия, имеет особое значение, т.к. оно указывает на повышенную кислотность атома |1(2). По-видимому, укороченный контакт infi ),..гч-i 2 ) (2,ßi Al также указывет на кислотность атома Н ароматического цикла, В структуре ххг наблюдается также короткий контакт N13)..Пг(1) (3,г>5 А). Ион Вг" расположен над атомом азота N(3): угол с(2 )N(з )Вг(1 ) равен 9fi°.

Кристаллическая структура xxti построена из анионов icón,)2" и динатионовЧнт)1)г* (рис. 18). Атом Со имеет тетраг/д1-рическое окружение, угловые искажения в тетраэдре незначительны. Длины связей Со-о 1(2) и Оо-С1(4) в тетраэдре кобальта б(шше, чем двух других связей со-гц из-за участия сиг) и пни

- за -

2-

Рис. 18, Строений комплексного аниона [СоСЕ^] и дикатиона тпамшш и структура XXII.

Рис. 19. Строение комплекса ХХШ

(молекула воды не показана).

- за -

в Н-свягшх. Катион тиаминия имеет так называемую .ч-конформацию: торсионные углы фт и гр равны ;м и -174°.

Среди йежмолекулярных расстояний следует отметить два наблюдаемых также и в других галогенидннх солях тиаминия. Первое расстояние п(2)...они ( г , пз Л) указывает на слабое взаимодействие с(2)-Ш 2)...гп 11), обусловленное повышенной кислотностью атома Н(2). Второе расстояние s(l)...cl(l) (.1,70 Л) равное сумме ван-дер-ваальсовых радиусов указывает на вторичное слабое взаимодействие. При этом контакт si 1).. . п п ) расположен почти на ПрОДОЛЖеНИИ СВЯЗИ 0(2 1-R(1) под углом С( 2 i-si i ).. ,ci i 1 ) 164°.

В структуре \чп наблюдаются ещё два укороченных расстояния сера. . .галоген: s( и . . .гч ( з>' (з,г>4 А) и sin...01(1) (3,71) Л). Первый внеплоскостной контакт примерно на о,1 А короче суммы ван-дер-ваальсовых радиусов (з,вг> А) и образует угол 0(2)-R(i)...ci(3) !2.п°. во втором контакте межатомное расстояние на (),14 А превышает сумму ван-дер-ваальсовых радиусов, а угол с(2)-s ( 1 )...<•■ I ( 1 ) составляет г,1°. Расстояние N( з )... el (2 )' (3,46 А) на 0,1.', а больше суммы ван-дер-ваальсовнх радиусов, хотя, как и в дру1их родственных структурах, ион хлора расположен над атомом с.' ота (угол С( 2 )N( л ). . .01 (2 )' 97° ).

Кристаллическая структура IZnCi3Th|.0,тго (xxiri) построена из комплексных молекул 7,n(;i3Th (рис. ■ 19) и разупорядоченной • по двум позициям с заселенностями 0,2 молекулы воды.

Атом 7,ч имеет тетраэдрическую координацию за счет трех иснот> 01" и атома ачита will) пиримидинового цикла тиаминиевого лига1'1а. значение эндоциклического валентного угла при донорном атоме N.mi (110,3(1)°) такое же, как и в случае непротонирован-ного атома азота N(11). В случае протонирования валентный угол с(12 ) N С 11 )с(1 б ) увеличивается до 120°.

Торсионые углы гг=с(2>к(з )с(10)C(15) и

jip =N( з )г( lo )г( is )t'( и ) равны из и 12й° соответственно. Эти значения соответствуют s'-конформашш тиаминия, которая была также найдена в ко7"лексе ххтт.

В отлич.е от предыдущих структур короткие контакты S(1 ). . .н( 1 ), N(л )...с 1 не наблюдаются. Однако имеется короткий контакт sí i ). . .íj( 13 ) ( х ,-1+у, z ), равный 3,26 д, т.е. на о, i А короче, ''(и сумма ван-дер-ваальсовых радиусов. При этом атом азота N(13) пяхогитгя почти в плоскости тиазолиевого цикла (выход 0,27 \) И На ПРОДОЛЖЕНИИ СВЯЗИ O(ül-SU) угол о( г, isi i ¡N( 13) 141". Одно! Р'-меши1 с указанным контактом атом азота чпя) имеет кон-

такт с атомом водорода Н(2) на расстоянии г,57 А, которое на о,1 Л короче, чем сумма ван-дер-ваальсовых радиусов атомов.

Таким образом, проведенные рентгеноструктурные исследования кристаллических структур ТЬВг.НгО <ХХ), ThRr.НВг.11гО ' (XXI), . (cocí, ifHTh) (xxii) и [ZndjTh(.0,4н2о (ххпп показывают, что в кристаллах хх и ххт реализуется F-конформация катиона тиаминия, а кристаллах ххп и ххит - s-конформация. Эти результаты указывают, что в биологических растворах возможны переходы тиамина из одной конформации в другую.

В главе р описаны результаты рентгеноструктурных исследований гидрохлорида папаверина (xxtv, рис и и его комплекса с хлоридом кобальта (2+ ) (xxv, рис. п.

Кристаллы xxiv и XX» относятся к ионному типу: структура xxiv построена из катионов протонированного папаверина мм.)* и анионов el" (рисг 20), а структура xxv построена из тетраэдри-ческих анионов [CoCi,)2", расположенных в частном положении на оси 4, катионов нI/ в' общем положении и двух молекул Нг0, одна из которых, Нг0(1), расположена в общем положении, а другая, Н20(2) - в частном положении на оси 4 |рис. 21). Координационный тетраэдр атома Со вытянут вдоль оси Т. Расстояние co-ci (2,993(2) А) увеличено по сравнению с суммой ионных радиусов Со24 <0,74 Л1 И С1" (1,41 А).

В исследованных структурах оба цикла изохинолинового ядра плоские, двугранный угол между ними равен з,я<7) (xxtvi и 2,0(7)° (xxv), Двугранный угол между средними плоскостями бензольного и изохинолииового циклов составляют i он, г» (т) (xxivi и 99,6(7)" <xxV'>. В обеих исследованных структурах метокси-заместители в изохинолиновом и бензольном циклах имеют аити-ори-ентацию и незначительно выведены из плоскостей соответствующих циклов; значения торсионных углов с(цикл. 1-е(цикл.)-о(метокси)-с(метокси) находятся в пределах 2,3(7>-в,8(7)° в структуре xxiv и o,i(i)—з,6(1)° в структуре xxv. Длины связей Cispz)-0 составляют 1,3.1(1)-) ,37(1) Л среднее значение 1,357 А в пределах 2с согласуется со среднестатистическим значением длины связи С(крг )-О 1,370 А в арилалкильнкх эфирах.

Валентный угол с( 1 )N( 2)с( з), чувствительный к протонирова-нию гетероатома азота N(2), равен 123.я<7> в \чт\- и 122,гчв)° в xxv. В кристаллической структуре папаверина (,, где атом азота Ы12) не протонирован, этот угол составляет пн.о°. Эндоникличес-кие валентные углы при метоксизамеиенных атомах углерода в обеих

Рис. 21. Проекция структурах?/ на плоскость |ху). Штриховые линии - короткие невалентныэ контакты, окру женио поворотных осэ;1 4 показаны неголмостш,

структурах уменьшены по сравнению со 120й (для идеальной ч>2-гибридизации атомов <:) и составляют п г>, ж н )-п 7,7( 7 1° , что согласуется с донорными свойствми метокси-заместителей.

Таким образом проведенные исследования показали, что при выбранных нами условиях реакции координация лиганда 1, ионом Со(2+) не происходит. Причиной этого может быть то, что в молекуле I, атомы кислорода метоксильных групп, способные к образованию донорно-акцепторных связей с атомом кобальта, имеют основность примерно на четыре порядка ниже, чем основность атомов кислорода простых эфиров и спиртов.

Глава 7 появящена рентгеноструктурному исследованию некоторых компле!ссов биомета плов - биостимуляторов роста растении (XXVI-XXVIII, рис.1).

Известно, что диметилсульфоксид (ДМСО) обладает различными интересными биологическими свойствами, в частности, большой проникающей способностью через клеточные мембраны, и может служить транспортирующим агентом через клеточную мексрану как органических так и неорганических соединений. Исследованный комплекс XXVI является аналогом кобальтового комплекса ДМСО, проявляющего свойства стимулятора роста и развития хлопчатника.

Кристаллическая структура хх\ч содержит полимерные цепи I 7.11.40, (нго)3оя(п|3 )2 I |п , образованные благодаря (<;-мостиковои координации &о4-иона с двумя атомами /п, связанными трансляцией а (рис. 22). Атом 7.п имеет слегка искаженную октаэдрическую координацию с атомами кислорода трех молекул Н,0, одной молекулы ДМСО и двух мостиковых -лигандов. В аква-комплексах цинка длина связи гп-и обычно находится в пределах 2,П1Н,-2,о'.)7 Л. . В комплексе XXVI расстояния 2п-о(1)„ (2,ог,ц:м м и 7п-ог-')„ (2,1 оо(.ч > А) соответствуют указанному интервалу значений, а сеязь 7п-оь-(3) (2,180(3) А) несколько удлинена, что можно отнести к транс-влиянию донорного атома 0(5) ДМСО-лиганда.

В кристалле XXVI вышеуказанные полимерные цепи обы диныны попарно (через центры инверсии) за счет образования Н-связей и( 1 )„-11< 11 )„ . . ,0( .1 И 1 -х , 1-у , 1-й) И 0( 1 )„-»( 12 )„ . . .0( 3 )„ (~\ , 1-у,' 1-г). В свою очёредь эти сдвоенные цепи молекул образуют Н-'свя-занные слои, паралельные плоскости юю) посредством Н-связеи 0( 2 ).-Н(21 )„ . . .0( 3 )( 1-х, 1-у,2-й ) И 0( 3 )И-Н( 31)н . . .0( П (1-х.,|-у,2-к). Водородные СВЯЗИ 0( 3 |„ ( 32 ) . . .01 3 ) И ' ч ( V ) и -Н„ (22).. .0( ■!) (-1 (-х ,у, 15) являются внутрицепочечпыми. описанными слоями имеется короткий контакт типа п ',')-н I _.! 1. . .

- Al -

sa- _

Т'ис. Ка-он [Си(Еп)р$ " гнгоч (ГЛСТС-Н)- п структур Г.Л..;, TT показаны;.

0( 1 )„ ( 1/2+х,3/2-у, 1/2 + 7.) (Н(23 ).. .0( 1 )« 2,51(11 Л. С(2)...0(1)„ 3 ,444(9 ) А, с(2)н(23)0(1)» 163(1)°). По-видимому, сравнительно низкая температура плавления соединения xxvr (8«°о обусловлена слоистостью его кристаллической структуры.

Таким образом, проведенное структурное исследование показывает, что комплекс xxvi имеет полимерное строение благодаря иг-мостиковой координации аниона ко4". При этом аква-лиганды придают комплексу гидрофильность, а ДМСО-лиганд - липофильность. Большая проникающая способность ДМСО через мембрану связана с наличием в его молекуле двух метильных групп. В случае комплекса xxvi -из-за присутствия аква-лигандов мембранная активность должна быть намного ниже, чем в случае некоординированного ДМСО. Однако наличие в составе xxvi ДМСО-лиганда должно придать ему определенную мембранную активность, большую, чем у ионов tZnUI20>„ 1г+.

Кристаллы xxvit построены из комплексных катионов [Сч(Еп)г (н2о)2 I2* и анионов n-аминосалициловой кислоты (ПАСК-НГ (рис. 23). Атом Си в структуре находится в частном положении в центре симметрии (ООО) и имеет плоско-квадратную координацию: он окружен четырьмя атомами азота двух молекул этилендиамина. Координация атома си дополняется до искаженной трл«с-октаэдрической (или тетрагонально-бипирамидальной) двумя молекулами воды. Таким образом, в противоположность пергоначальным предположениям, анионы (ПАСК-НГ не координируются атомом си, а оказываются внешне-сферныли. Отсутствие координации атомов кислорода 0(1) и 0(2) карбоксилатной группы и атома N(3) аминогруппы аниона с атомом Си обусловлено координационной насыщенностью атома си. В 'исследованной структуре более предпочтительным оказалось вхождение во внутреннюю координационную сферу атома си молекул воды, а не анионов (ПАСК-НГ.

Этилендиаминовый хелатный металлопикл имеет несимметрично скошенную гош-конформацию с атомами с(1 ) и с(2), находящимися по разные стороны от плоскости CuN(i)Ni2> на расстояниях о,г>зо А и -о, 073 А соответственно, а Си(Кп)2-фрагмент комплексного катиона бх-кон$игурацию. Длины сявзей ru-шп и си-Ш2) Фактически одинаковы и составляют 2,о о з < 4) и 2.00114) А. Все длины связей в яелзтных металлоциклах весьма близки к нгЛденным в других с»IFn-комглексах.

Молекулы воды, занимающие две аксиальные верщины бипирами-ды, исгаяснноП из-за эффекта Яна-Теллера, находится на рлссгея-

н;шх i;, f;5u( л > А от атома cu и 2,653 А от плоскости фрагмента СиМ4 .

Геометрия аниона < ПАСК-Н)" обычная, с выравненными связями С 0 в карбоксильной группе, которая копланарна бензольному ядру-

Кристаллическая структура xxviii построена из комплексных катионов [ZniFn 1 з )2 +, двух анионов n-аминобензойной кислоты (ПАБК-НГ и сольватной молекулы воды (рис. 24).

Длины связей в En-чигандах обычные: средние расстояния N-c 1 . lfi и с-е 1,50 д. Валентные углы ncc (сред. 109,7°) близки к идеальным для si-3-гибридизации (109,6°) и к найденным в свободной молекуле этилендиамина методом газовой электронографии (110,2(7)°). Хелатные циклы имеют гош-конформацию, торсионные

углы м( 1 )С( 1 )c(2)n(2 ) 60(1), n ( 3 ) С ( 3 ) С (-1 ) n ( 1 ) 60(1) и N4 Г. )С( Г, )С( (! |t.'( 6 ) Г>7( 1 )° .

Базисный катион имеет а(ххх(-конфигурацию (катионы, связанные с базисными плоскостями симметрии п и а, очевидно, имеет конфигурацию Д(блг>), и оба энантиомера, естественно, присутствуют в кристалле в равных количествах). В каждом из металлоцик-лов атомы С отклоняются от плоскости, проведенной через атом 7.п и два атома к, в противоположных направлениях С(1) и С(2) от плоскости ;:ri4(iiN(2) на о, зв и -о,з8 А, С( 3 ) и С( 4 ) от плоскости 7,п\'| 3)N{ -I ) на 0,ЗЙ и -0,3-1 А, С ( 5 ) и С(6) от плоскости 7nN(я )N(и) на 0,21 и -о,45-А соответственно.

Независимые (ПАБК-Н)"-анионы различаются поворотом СОО-группы к плоскости бензольного кольца (на 1э,з и з,7°).

Таким образом, Ъ xxvii и xxvitt атомы металла пробно хелатированы г-л,-лигандами, что препятствует переходу в. нерастворимые соединения (в особенности, связыванию металлов в карбонатных почвах |. С другой стороны, участие Zn в биологических проце-са.ч также требует отрыва En-лигандов, но в'белковом окружении вполне возможно локальное понижение рН до уровня, при котором хеиатные кп-циклы неустойчивы.

Глава в посвящена рентгеноструктурному исследованию димер-ного комплекса меди(2+) с N-3-дифторметилтиофенилантраниловой кислотой (ххтх, рис. 1).

Кристаллическая структура комплекса ххгх построена из дискретных молекул ги21.4 . 2ДМФА ( L - анион n-( з-дифторметилтио№-нил 1энтраниловои кислоты), между которыми действуют только ван-Д1:р-1-.аал1.сови силы. Молекула находится в кристаллографической'

Рис, <¡4. Строение катиона ^¿пеп^ С атомы Н не показаны),

[2пЕп/

п структура ХХУШ

>С«1) (ст

\S-FCZ)

Рис, 26. Строение молекулы XXIX \РеО (показаны только симметрически независимые лиганды).

т\

ССЭДШ/

ощ 1т>

■Л® уу ошю о(з> ^[сй

ко

4+

Рис. 26. Строение катиона{УО[ОС(ШД]Л * тяруктуре XXX (атомы II не показаны). . .

центре симметрии (рис. 2П). Лтомн гм соединены четырьмя мостико-выми СОС-группами по типу "Фонарика", типичному для карбоксилат-инх комплексов меди(2+). Плоскости симметрически независимых СОО-мостиков строго взаимно перпендикулярны (двугранный угол !МК1)°). Координация атома си тетрагональна-пирамидальная. Атомы "( 1А I, о(2А), о(1г.) и 012111', образующие основание пирамиды, находятся фактически в одной плоскости, из которых атом с» выведен на п,1я Л в направлении апикального атома кислорода ДМФА-пиганда. Связь г'и-о(ДША) на о,20 А длинее, чем связи .Гч-о( карбоксил), средняя длина которых I, чп (м Д. Расстояние cu...cu' в молекуле xxix гг.оопл) А) находятся в интервале, обычном для "Фонариков" Си, ( rcoo ) t \? ( 2 , г,к-2, «7 Д). Как и в аналогичных комплексах меди(2-н с другими производными м-фенилантраниловой кислоты данная структура стабилизирована внутрилигандными н-связями N(1 I-1K N( 1 1 ) . . .(К ?, > .

В целом строение комплекса ххтх такое же, как и аналогичных комплексов с другими производными N-фенилантраниловой кислоты, т.е. изменение положения i::,:! и t в N-фенильном кольце) и природы i-ni3-, -< !•,, -niF? ) заместителей в этих производных, радикально меняя их оиоактивность. не отражается на общем типе строения в кристалле образуемых ими комплексов с Си. Однако по данным УФ-спектроскопин в растворе (т.е. в биологической среде) • лигчнд координирован по N.o-типу. В этом случае заместители в N-Фччильном цикле оказывается вблизи атома Си (а не в отдалении, к: к при 0,0-коорлинэцки в кристалле) и должны оказывать сущест-г.енн'1? влияние на устойчивость комплекса, а, следовательно, на бИОЛКТИВН'К'П-.

Глава о поспященч описании строения комплекса ванадила(т\'1 с карбамидом рис. п.

Первоначально комплексу XXX был приписан состав I vol5 |п>.I.и,о (I-гг(nhj ),, карбамид). В этом случае степень окисления атпма \" должна была быть +г>, что противоречило светло-синей окраска кристллов XXх. Кроме того, 'в ранее структурно исследовачт.'. комплексах пятивалентный V(5+) входит в rpynni рог ;<и \<'- . Ч.чп однозначного установления степени окисления ат!'Н-1 ь.ч.'-щпя nitn снят ЭПР спектр кристаллов комплекса. Значение gs'fj'vin о.-етгетствует iraiv вчнапия со степенью окисления1 и <: ягг.-дорнии •»пзчлки i^prm копряинзционгам окружением 0„. Для о,-,, ч■¡-•.тг\ i—iiiральиоста Heoixcг. wj считать, что исследо-

рчии- <• л u-i чм- vl'\ с ост', ит :•? ксмпл? некого катиона (vni ,1s*,

двух анионов Вг", одной молекулы нвг и одной молекулы воды.

В комплексном катионе (рис. 26) атом ванадия имеет искаженную октаэдрическую координацию за счет 5 атомов кислорода карба-мидных лигандов и атома о оксогруппы. Связь у-о(м, расположенная в гране-положении к двойной связи у=о(-6 ), длинее остальных цнс-связей у-о(1,) в среднем на 0,185 А. Длины цис-связей у-о(м в среднем составляют 2,оо А и близки к найденным в комплексе [ут.9]13. Молекулы ъ, как обычно для всех амидов, плоские, что обусловлено р,п-сопряжением неподеленных электронных пар атомов азота аминогрупп с двойной связью с=о.

Таким образом, проведенное структурное исследовании комплекса ххх показало, что, как и в других исследованных амидннх соединениях, карбамид-лиганд координирует атом металла через атом кислорода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведено рентгеноструктурное исследование зе комплексов биометаллов с биолигандами и некоторых биолигандов, из кото-рн* комплексов получены автором впервые,

г. Проведенные рентгеноструктурное и К!! спектральное исследования комплексов писилоксина (ПН) показали, что

a) в изученных комплекса;: для лиганда ПН характерна хелат-нач координация атомами кислорода Фенольной и соседней 1-оксиме-тилыий групп, а пиридиновый атом азота или протонирован или координирован ионом металла (в этом'случае ПН выступеет в роли тридентатно-мостикового лиганда);

■С) в зависимости от природы ацидолигандз можно получить комплексы ионного (комплекс г г), островного (комплекс пм или полимерного строения (IV);

б) координации с ионами высоковалентных металлов со степе- -нями окисления больше 2+ приводит к депротонироьаншо координированной 4-ног;нг- группы, что объясняется повышение!' кислотности протона при координации оксигруппы;

b) координация с металлом существенно цзцрнлрт конформашп" 4- и г,-оксимеч ильные группы вш едчны и.-3 плоскости пнртдмс-

jr.ro цикла, чт_1 как и лабилизация протона 4- оксимопш-нои группч ! "роятнэ способствует превращеп'ч> пноидок' и-р б пири-чоксальдюс-- химически акттнуи Форму вит гмина В£.

Проведенное рентгуоетруктурно? >,.сследо8т>У!'г- комплексен

рцоапета^а (ПМ) и квантохимические расчеты, проведенные для свободного и координированного пирацетама позволили:

а) установить, что способ координации ПМ зависит от типа ацидолиганда; в нитратах металлов координация ПМ-лиганда происходит через атом О ацетамидной группы, а в хлоридах - через атом О лактамного цикла;

б) установить усиление р,л-сопряжения в амидной группе при координации с металлом, что проявляется в удлинении связи е=о и укорочении связи C-N;

в) определить, что в свободном ПМ атомы кислорода карбонильных групп имееют одинаковые заряды, чем, по-видимому," и обусловлена амбидентатность ПМ-лиганда;

г) однозначно установить корреляцию между строением и ИК спектрами комплексов ПМ.

4. Рентгеноструктурное исследование двух медных комплексов у-аминомаслянои кислоты (ГАМК) показали, что ГАМК в этих комплексах выступает в роли бидентатно-мостиковых лиганда и имеет вытянутые конформации; конформационные расчеты показали, что для изолированной молекулы ГАМК энергетически выгодна сложенная гош-гош-конформация, а для гидратированной молекулы ГАМК энергетически выгодна вытянутая транс-транс-конформация.

г>. Рентеноструктурное исследование комплексов новокаинами-да и папаверина показало, что их состав (и строение) зависит от pH средм, и комплексы, полученные из кислых растворов, имеют ионное строение и состоят из анионов 1мс14г и протонированных катионов лигандов.

е.. Установлено, ^'то состав комплексов металлов с витаминЬц Ii, (тиамином'I зависит от ¡-,н раствора и в нейтральной образуется комплекс с координацией через атом азота пиримидинового 'цикла витамина В,, расположенный в пара-положении к аминогруппе, а в кислой среде этот атом азота протонируется, и образуется ионное соединение. В структурах наблюдаются специфические вторичные слабые межмолекулнрные взаимодействия, имеющие определенную направленность .

7. Комплекс цинка с лиметилсульФоксилом и смешаннолиганд-нне комплексы меди и цинка с этиЛендиамином являются биостимуля -торами роста, растении и полученные структурные данные позволили предположить, что в первом случае комплексообразование с дим'е-тнлсульфиксидом придает иону металла большую пронцкак.'цую способ-Hi e-ii Ч1.-рез кл^тичную мембрану, а в дьух других случаях, з-.г

- 'АО -

обеспечивают этилендиаминовые хелатние цикли.

я. Структурное исследование комплексов мединч-кс n- '»-ли-ФторметилтиоФенилантоаниловой кислотой ползало, что строение комплекса не зависит от положения и природы заместителей в м-фе-нильном кольце и относится к типу биядерного "Фонарика",

.9. В результате всесторонного анализа полученных структурных данных высказан ряд биохимически обоснованных соображений о причинах и возможных механизмах существенного изменения биологической роли как биометаллов - комплексообразователеи, так и биоактивных органических молекул - лигандов при комплексообразо-• вании.' Эти соображения имеют не только Фундаментальное биохимическое значение (например, для лучшего понимания действия металлсодержащих ферментов), но и определенный практический интерес для фармакологии и сельского хозяйства (например, для понимания особенностей биологической активности).

Основные рез^'льтаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Стручков Ю.Т., Александров Г.Г., Вацанов A.C., Сабиров В.Х. Строение некоторых биоактивных комплексов. //Физические и математические методы в координационной химии.vn Всесоюзное совещание: Тез. докл. - Кишинев, пмо. -С.зоо.

2. Сабиров В.Х., Азизов H.A., шабилалов A.A., Стручков Ю.Т., Александров Г.Г. Кристаллическая структура дигидрата бпе-(и-аминосалицато) -бисотилендиамин )меди( 2+ i. //Коорд. химия. -1982. -Т.8. N' 2. -С. 215-250.

3. Сабиров В.X., Бацанов A.C., Александров Г.Г., Стручков Ю.Т., Азизов H.A., Шабилалов A.A. Кристаллическая структура моногидрата бис-( м-анинобензоато l-трнс-//Коорд. химия.

-Т.8. Н 3. -С. 381-388.

1. Сабиров В.Х., Стручков Ю.Т., Бацанов A.C., Азизов М.А. Влияние комплексообразования с медью)Ii) на строения пиридокси-на. //Коорд. химия. -1982. -т.н. n42. -С . i Ci2 3«-1 П2Н .

5. Сабиров В.Х., Бацанов A.C., Стручков Ю.Т., Азизов М.А. Кристаллические структуры комплексов нитрата недшгГ)" с пиридоксином. //Коорд. ХИМИЯ. -1983. -Т. . № 12. -С. 17 (И - 17 О 7.

■ в. Шабилалов A.A., ЮнусходжаевА.Н., Сабиров В.Х. Синтез-и исследование кристаллического строения медипт) с пиридоксином. -М., 1983. -9 С. -Деп. В ВИНИТИ 25.01.83, № l(!li-h:i.

7. Сабиров В.Х. Бацанов A.C., Стручков Ю.Т., Азизов H.A..

- ül

Шабилалс* A.A., Пулатов A.C. Кристаллическая структура ди(ц-пиридоксинато)-бйс-диоксованадия(У): таутомерия и конформаЦия пиридоксина. //Коорд. ХИМИЯ.'-tЭ81. -Т.10. №2. -С.275-279.

8. Сабиров В.Х., Бацанов A.C., Стручков Ю.Т. Влияние координации с металлами на строение пиридоксина (витамина В,). //IV Всесоюзное совещание по органической кристаллохимии. Звенигород: Тез. докл. -Черноголовка, 1984. С.130..

п. ' Сабиров В.Х., Бацанов A.C., Стручков Ю.Т., Григорьева A.C., Крисс Е.Е., Конахович H.t., Фиалков Ю.А. ринтез и кристаллическая структура димерНого комплекса меди(и) с N-3-дифторметилтиофенилантраниловой кислотой. //Коорд. химия. -1984. -Т.10. N41. -С,1474-1480. С.44.

10. Сабиров В.Х., MycaéB З.М. кристаллические структуры комплексов меди(И) с пиридоксином и их некоторые спектральные характеристики. //IV Всесоюзное совещание по кристаллохимии неорганических и координационных соединений. Бухара: Тез. докл. -М. , 1ЯЯЯ. С. 11 7- 1 ! 8.

Vi. Sabirov V.Kh., Porai-Koshits H.A., Struchkov Yu.T. //11th European eryst.a 1 lographic meeting. -Enshede, 1992. -V.4. -Î'. 7 38.

12. ИГабилалов A.A., Юнусходжаев A.H., Сабиров B.X., Азизов M.А. Влияние координации с металлом на колебательные спектры i пиридоксина. //хт Всесоюз. совещ. "Применение колебательных спектров к исследованию неорганических и координационных соединений": Тез. док. -Красноярск, 1987. -С.156.

13. Сабиров В.Х., Юнусходжаев А.Н., Адылбекова Д.Ю. Колебательные спектры комплексов некоторых металлов высокой валентности с пиридоксинов в необычной таутомерией Форме. //XII Всесоюз. совещ. по применению колебательных спектров х исследованию неор-ганич. и коорд. соединений: Тез. докл. -Минск, 1989. -С. 282.

11. Sabirov V.Kh., ï.it.vinov I.A., Junuskhodjaev A.N. The cb.ir.Tcfpi'iiilir features of tautomeric form's and conformation of pyridoxine (J,';(amin 1Ц Î in complexes of transitional metals. //Twelth Kur реяп rryчtal 1oyraphiс meeting'. -Moscow, 1989. -V.2. -Р.ЗПР.;

1 :. ' Sabirov V.Kh.', .Turiuskhocl.jacv A.N. Some specifity of t, e reo iVcin i .'il ry оГ I be b i о 1 Ol« i e a 1 1 y arative transition m'-tal1 с t,m|'1 e-,es I. Г py r i >1" v i tie (Vitamin 0„ 1 . // XXVTII International Con Г.. r ,-tir» on Ponrd i Il at i on Chemistry. -Пега, ППР , 1990. -V.l.

ifi. Сабиров B.X., Литвинов И.А., Юнусходжаев А.Н. Синтез и строение комплекса молибденом(vi) с пиридоксином (витамином Вс i.

//КООрД. ХИМИЯ. -1991. -Т. 17. № 1. -С. •)■)-'!!>.

17. Сабиров В.Х., Ходжаев О.Ф., Литвинов И.А., Мусаев ü.M., Усманходжаева Я. Кристаллическая структура (vo|or(NHs )г ]5}Вг. OCINH, )2 .НВг.Н20. // Коорд. ХИМИЯ. -1991. -Т. 17. №3 . -С.325-329.

18. Сабиров В.Х., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т. Дегидрирование пиридоксина (витамина B„) в координационных соединениях переходных металлов. // vi Совещание по кристаллохимии неорганических и координационных соединений: Тез. докл. -Львов. 1992. -р. 56.

19. Сабиров В.Х., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т. Способы координации ноотропила с микроэлементами и влияние координации на его устойчивость. // VT Совещание по кристаллохимии неорганических и координационных соединений: Тез. докл. -Львов, г.192. -р. 57.

20. Сабиров В.Х., Порай-Кошиц М.А., Стручков К.Т., Юнусходжаев А.Н., Дусматов А.Ф. Кристаллическая структура динитратодиакво-бис-(пирацетам)меди1II). //Коорд. химия. -1992. -Т.18. 1ГЗ. -С.292-296.

21. Сабиров В.Х., Потехин К.А., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т., Юнусходжаев А.Н. .Синтез и кристаллическая структура комплекса хлорида цинка с пираиетамом. //Коорд.химия. -1992. - Т.18. МЗ. -С.307-311.

22. Сабиров В.Х.. Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т. Кристал-. лическая .структура дихлородиакво-бис-(пирацетам)кобальта!1 т): способы координгции и конформация пирацетама. //Коорд. химия. -1 992. -Т.18. №6. С.61-1-619.

23. Сабиров В.Х., Кузьмина Л.Г., Порай-Кошиц ».А., Стручков Ю.Т., Юнусходжаев А.Н, Кристаллическая структура комплекса хлорида кобальта!II) с дважды протонированным новокаинамидом. // Коорд. ХИМИЯ. -1992. -Т.18. №9. С.968-973.

2 1. Сабиров В.X., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т. Синтез и кристаллическая структура комплекса хлорида марганца! П). с лирацетамом. //Коорд. химия. -1993. -Т.19. N4. С.лк-12.

25. Сабиров В.Х., Порай-Кошиц И.А., Стручков Ю'.Т. Синтез и кристаллическая структура комплекса нитрата ци.чка с пнрацетамом. //Коорд. ХИМИЯ. -199.1. -Т. 19. 1/1. С.81-85.

2h. Сабиров Б.Х., Порай-Кошиц М.А. , Стручьч-f Ю.Т. Синтез у, кристаллическая структура динитратолиакво-бис-1 ."¡¡ггнетамжобаль-

Ta(TT), //Коорд. ХИМИЯ. -1993. -Т.19. №2. С.143-148.

27. Сабиров В.Х., Курбанбаев P.M., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т. Синтез и кристаллическая структура дини'тратоди-акво-бис-(пирацетам)никеля(II). //Коорд. химия. -1993. -Т.19. №8. С.037-641.

28. Сабиров В,X.Порай-Кошиц М.А,, Стручков Ю.Т. Кристаллическая структура нитрата диакво-бис-(пирацетам)меди. //Коорд. ХИМИЯ. - 1993. -Т. 19. N-H. С.642-646.

2!>. Sabirov Y.Kh., Porai-Koshi t.z M.A., Struchkov Yu.T. Strurtui'e of the Dimeric Complex of Tron(III) Chloride wit.ii I'yi-hioNine. //Act.,! Cryst.allogr. -1993. -V.C4. №10. -P . 1 6 11 - 11> 14 .

30. Сабиров B.X., Порай-Кошиц М.А., Стручков Ю.Т., Уиппе Пава Э., зайцев Б.Е., Акимов В.М., Петрищева Л.П. Рентгенострук-турное и спектральной исследования комплекса хлорида кобальта! п> с папаверином. //Коорд. химия. -199-1. -Т.20. 1Г5. -С.371-

31. Сабиров В.X., Кебец Н.М., Порай-Кошиц H.A., Стручков Ю.Т. Кристаллическая структура биядерного комплекса хлорида меди(П) с у-аминомасляной кислотой. //Коорд. химия. -1994 . Т.20. N П. -С.16Н- к;г..

:iZ . S;üm ins V'.Kli. Wi-aU Secondary I ti l.ti i-aet ion of Thianiine (Vitamin H6 I in С ry;i (als. //АСА Annual Мне Li 114. -ALIant.a, Georgia (USA), 1994. -Р.9Я.

Аннотация

"Утиш мегалларининг айрим Сиологик актив органик лигандлар билан

комплексларининг структура-кимёвий тадкидатлари" Собиров Ва^обжон Хусанович

Диссертацияда 30 кимёвий бирикма рентгеноетруктуравий ва Ш Спектроскик тадкикотлари утказидган булиб, шулардан 1В таси муал-лиф томонидан биринчи марта олинган.

Урганилган комплекс бирикмаларда металл сифатида мис(2+), рух(2+), марганец(2+), никель(2+), темир(3+), ванадий(4+),(5+) ва молибден(6+^ элементлари, органик лиганд сифатида эса пиридоксин (витшлин ВбО. тиамин(витамин В*), ноотропик моддалар пирацетам ва 4-аминобутан кислотаси ва бенаой кислотанинг айрим амидлари олинган. •

Си, V, Ре ва Мо комплексларида пиридоксин фенол ва унга фщ-НИ 4-оксиыетил группалари кислород атомлари оркали металл иэнла-рини координация ки.гади. Факат ыис нитрат комшшссларининг бири-дагина кислород атомлари билан бир каторда пиридин ^алкаеининг ааот атоми э(вм металл билан координация (^иади. Окисланиш даража-си »¡узри булган металл комплексларида координация кдпган 4-оксиыетил группа депротониэацин.булади. Пиридоксин лигандининг е'йил-ган конформацияси ва 4-оксиштил грулпасидаги ОН-групла протони-нинг осон ажрала олиши пиридоксиннинг комплекс таркибида пиридок-салга (витамин Венинг биологик актив формаЬига) утишини осонлаш-тиради.

Тиамин координацияси фа^ат галоген ионлари булмаган аритма-' лардан олинган комплексларда кузатилиб, тиазол циклининг группага гара-^олатдаги азот атоми орцали амалга ошади. Галоген ионлари миадори етарли катта булган эритмалардан олинган•комп-лекслар тетрагалогенметалл аниони ва тиаминий бикатионидан йборат булиб, тиамин лиганди металл билан координацияда катнашмайди.

Пирацетам металлар билан комплексларда кислота колдиги тури-га караб, металл ионини турли усулда координация килади: а) нитрат анионлари булганда ацетамид группа кислород атоми оркали ва-в) хлорид анионлари булганда аса пирролидон з^алкаси карбонил группаси кислород атоми оркали. Эркин пи; э.цетам молекуласи ва унинг икки комплекс бирикмаси ва шунингдек эркин 4-бутан кислотаси учун конформациялар ва варядлар та^симоти ¡{исобланган. '

- 5'5-

Atetract of the Doctor of Science Thesi3 "Structural-Chemical Investigations of the Transitional Metal . Complexes with Some Biologically Active Organic Ligarids" Vakhobzhon Kh. Sablrov

Thirty compounds have been studied by a single crystal X-ray structure analysis and IR spectrscopy. Among the studied compounds 18 complexes were first obtained by author of thesis.

Copper(2+), zinc(2+), cobalt.(2+), manganase(2+), nickel (2+), iron(ai-). vanadium(4+), (B+) . and niolibdenlum(6f) are selected as the complexing agents; pyridoxine (vitamin Be), thiamine (vitamin Bi), nootropic drugs pyracetam and 4-amlno-butanoic acid and some amids of benzoic acid are chosen as the organic ligands.

In the studied complexes of Cu, V, F and Mo chelate coordination with oxygen atoms of phenolic and adjacent 4-hydroxymethyl groups is typical for pyridoxine ligand. Only in one of two copper nitrate complexes metal ion la cocrdldinated to by nitrogen atom of the pyridine ring In addition to oxygens chelate coordination. Deprotonation of .coordinated 4-bydroxymethyl group is observed in complexes with high oxydation number of the metal Ions. The unfolded conformation with) labilizatlon of proton of 4-hydroxymethyl group makes hydro-xyiriethyl group more accesible for the attack of substrate and makes aasler the transition of pyridoxine into the pyridoxal-5-phcsphate (i.e. into biologically active farm of vitamin Be).

It was shown, that thiamine coordinate to metal ions via nitrogen atom located in p-positlon to NH2 group in pyrlmidine cycle only in the complexes obtained from solution with small contents of halogen ions. In contrary, in complexes obtained from solution with high contents halogen ions thiamin not coordinate to metal ions and crystal structure of complexes consists from tetrahalogencr.stal anions and thiamlnlum bications.

Depending on types of . the acidic ligands pyracetam coordinate to metal ions by two modes: (a) via oxygen atom of acetamiJe group in the precence of nitrate anions and ri) via oxygen ?tom of pyrrolidine cycle in the precence of chlorl anions. Conformation calculations were performed for free molscul^ of pyrp.cetam and 4-butanoic acid.