Термодинамика процессов комплексообразования ионов кальция с аминокислотами в водном растворе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ
|
Курочкин, Владимир Юрьевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Иваново
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2011
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.04
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
КУРОЧКИН ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ
ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ КОМИЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ С АМИНОКИСЛОТАМИ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ
02.00.04 - физическая химия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Иваново - 2011
2 4 ОсЗ Ш
4855981
Работа выполнена на кафедре аналитической химии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет»
Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент
Черников Виктор Владимирович
Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор
Козловский Евгений Викторович
доктор химических наук, профессор Щербаков Владимир Васильевич
Ведущая организация: Тверской государственный университет
Защита состоится </Шу> февраля 2011 г. в ¡0 час. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.06 при Ивановском государственном химико-технологическом университете по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.
Тел. (49321 32-54-33 факс (4932) 32-54-33 e-mail: dissovet@isuct.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «ИГХТУ» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.
Автореферат разослан «/3 » января 2011г.
Ученый секретарь совета Егорова Е.В.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность Аминокислоты играют важную роль в процессах метаболизма в живых организмах. Особый интерес представляет исследование свойств а-аминокислот, которые участвуют в построении молекул белка и выполняют ряд уникальных функций в процессах жизнедеятельности. В основе биохимической активности аминокислот лежит их способность участвовать в процессах комплексообразования с различными катионами металлов, в том числе и кальция(П), обладающего высокой биологической активностью. Кальций является основным строительным материалом для роста и развития костной ткани организма. Исследование взаимодействия иона кальция с аминокислотами представляет несомненный научный и практический интерес, так как позволяет глубже проникнуть в суть биологических процессов. Зная величины термодинамических характеристик в системах аминокислота - С а2" можно проводить строгие термодинамические расчеты с участием этих соединений в реальных системах.
В качестве объектов исследования был выбран ряд различных по строению а-аминокислот: Ь-лейцин, Ь-серин, Ь-глутамин, Ь-аспарагин, Ь-гистидин, БЬ-фенилаланин, БЬ-триптофан, Ь-глутаминовая кислота, в состав которых входили различные функциональные группировки. Представляет интерес выяснить, как влияет природа заместителя на характер комплексообразования иона кальция с аминокислотами, на термодинамику данного процесса.
Следует отметить, что имеющиеся в литературе данные по устойчивости комплексов перечисленного ряда аминокислот с ионом кальция весьма ограничены и противоречивы. Данные по энтальпиям и энтропиям реакций взаимодействия иона Са2+ с выбранными аминокислотами отсутствуют, хотя важность этих величин бесспорна.
Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (госконтракт №02.740.11.0253) и Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2009-2010 годы (проекты №2.1.1/5593 и №2.1.1/5594).
Цель работы Установить влияние различных функциональных группировок, входящих в состав аминокислот, и размера молекул на термодинамические характеристики процессов комплексообразования Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-глутамина, Ь-аспарагина, Ь-глутаминовой кислоты, Ь-гистидина, БЬ-фенилаланина, БЬ-триптофана с ионом кальция в водном растворе. Выявить особенности координации аминокислот с ионом кальция в составе комплекса.
Поставлены следующие задачи:
- потенциометрическим методом определить константы устойчивости иона кальция с Ь-лейцином, Ь-серином, Ь-глутамином, Ь-аспарагином, Ь-глутаминовой кислотой, Ь-гистидином, БЬ-фенилаланином, БЬ-триптофаном при нескольких значениях ионной силы (I = 0,5; 1,0; 1,5; КЫОэ) и Т=298 К;
калориметрическим методом определить энтальпии реакций комплексообразования исследуемого ряда аминокислот с ионом Са2+ при I = 0,5 (КЖ>3) и Т-298 К;
выявить основные закономерности в термодинамических характеристиках процессов комплексообразования иона кальция с аминокислотами;
сопоставить термодинамические характеристики реакций комплексообразования иона кальция с некоторыми биолигандами, при переходе от простых, по своей структуре, карбоновых кислот к более сложным молекулам - аминокислотам и комплексонам.
Научная новизна работы
Впервые определены величины констант устойчивости комплексов кальция(П) с цвиттер-ионной формой Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-аспарагина, Ь-глутамина, ОЬ-фенилаланина, БЬ-триптофана и анионной формой БЬ-фенилаланина. Существенно дополнены данные по величинам констант устойчивости образования комплексов состава СаЬ1, и комплексов кальция(Н) с цвиттер-ионной формой Ь-гистидина и моноанионной формой Ь-глутаминовой кислоты.
В работе впервые получены основные термодинамические характеристики комплексообразования иона кальция с рядом аминокислот при 1 = 0,5 (КЫ03) и Т = .298 К.
Установлено, что дополнительные функциональные группы, входящие в состав лиганда, повышают устойчивость протонированных комплексов СаНЬ2, в то время как увеличение размера молекул лиганда приводит к обратному действию. В меньшей степени подобные зависимости прослеживаются для комплексов состава СаЬ, что связано со стерическими особенностями координации.
Практическое значение
Полученные в настоящей работе данные могут быть использованы в качестве справочного материала и включены в базу термодинамических данных.
С помощью полученных данных работы становится возможным проведение математического моделирования равновесий в многокомпонентных системах с участием кальция(П) и аминокислот, а также прогнозирование поведения систем в широком интервале значений ионной силы, концентраций и рН.
Результаты, представленные в настоящей работе, востребованы в таких областях как медицина и фармакология, поскольку с их помощью становится возможным разработать методики для целенаправленного синтеза новых комплексных соединений, составляющих основу лекарственных препаратов. Личный вклад автора Экспериментальная часть работы, обработка результатов исследования выполнена автором лично. Постановка целей и задач
1 СаЬ - СаЬеи*. СаБег*. СэАбп*, СаС1п\ СаС1и, СаРЬе', СаН|я\ СаТгр*
: Саш. - СаНЬеи1'\ СаЩег2', СаНАот2', СаНСТп2*, СаНС1и*, СаНРЬе2', СаННй2*, СаНТгр2, (протонированный комплекс)
исследования, выбор экспериментальных методик, обсуждение полученных результатов, оформление материалов для публикации научных статей и тезисов докладов выполнено под руководством Черникова В.В.
Апробация работы Отдельные разделы диссертации докладывались на XXIV Международной Чугаевской конференции по координационной химии (г. Санкт-Петербург. 2009.); XVII Международной конференции по химической термодинамике в России RCCT 2009 (г. Казань. 2009.), III и IV Региональной конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (г. Иваново. 2008, 2009 гг.). Публикации По теме диссертационной работы опубликовано 2 статьи в журналах перечня ВАК и тезисы 4 докладов на научных конференциях. Объём работы Диссертационная работа изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 15 рисунков, 42 таблиц, состоит из следующих разделов: введения, главы, посвященной обзору литературы, глав, включающих экспериментальный материал и его обсуждение, основных итогов работы, списка цитируемой литературы, содержащего 120 наименований работ отечественных и зарубежных авторов, и приложения.
Основное содержание работы
В первой главе дана краткая характеристика и биологическая значимость объектов исследования - иона кальция, L-лейцина, L-серина, L-аспарагина, L-глутамина, L-глутаминовой кислоты, DL-гистидина, L-фенилаланина, DL-триптофана. В табл. 1 приведены структурные формулы вышеназванных аминокислот.
Таблица 1
Структурные формулы исследуемых аминокислот
Название Структура Название Структура
Лейцин НчС „ ^ ННз сн-сн2-сн HjC'' х соо" Глутаминовая кислота ^ ни!, НООС-(св2)2-СН х соо"
Серин ^ NH* но-сн2-сн х соо" Гистидин уСОО' сн2~сн N -i NH*3 i > и
Аспарагин ^.мн'э HjN-C-CH2-CH А соо" Фенил аланин /СОО' и
Глутамин HjN-C -(СН2)2-СН ¿ ^ соо Триптофан ^СОО" yCHv- СН ОгТ
Приведены литературные данные по константам протолитических равновесий в растворах указанных аминокислот. На основании критического анализа литературных данных выбраны наиболее вероятные значения констант кислотно-основного взаимодействия аминокислот в водных растворах.
Проведен анализ данных, представленных в литературе, по термохимии кислотно-основного взаимодействия исследуемого ряда аминокислот. Выбраны наиболее надежные значения величин тепловых эффектов протолитических равновесий исследуемых аминокислот (за исключением Ь-лейцина) при I = 0,5 и Т = 298 К. Значения энтальпий и констант диссоциации исследуемых аминокислот при данных условиях потребуются в дальнейших расчетах величин АНСа1. и АНСаш.-
Дан критический анализ работ по комплексообразованию иона кальция с исследуемыми аминокислотами в водном растворе. Отмечено, что взаимодействие иона кальция с лейцином, аспарагином и глутамином рассмотрено только в единичных работах, с фенилаланином ранее не исследовалось, с серином и глутаминовой кислотой рассмотрено в нескольких работах, однако данные работ существенно расходятся, что требует дополнительных исследований.
В ходе анализа литературных данных по константам устойчивости образования комплексов кальция(П) с рассматриваемыми аминокислотами было отмечено, что во всех работах потенциометрические исследования проводили с индикаторным стеклянным электродом. В зарубежных обзорных статьях, касающихся взаимодействия аминокислот с различными ионами металлов, неоднократно подчеркивается тот факт, что рН-метрическое определение малоустойчивых комплексов нецелесообразно, вследствие малой чувствительности данного метода в подобных системах. Использование кальций-ионоселективного электрода в потенциометрических исследованиях позволило получить, на наш взгляд, более корректные данные во всех рассматриваемых системах.
Во второй главе приводится характеристика использованных реактивов, описывается потенциометрическая и калориметрическая установки, методики проведения потенциометрических и калориметрических исследований, а также проверка работы калориметрической установки по стандартным веществам.
Для определения констант устойчивости аминокислот с ионом кальция использовали метод потенциометрического титрования. Измерения ЭДС цепи
AgCl | КС1 | исследуемый раствор || мембрана | СаС121 А£С1, Ag проводили с помощью прибора «Мультитест ИПЛ-311» с индикаторным кальций - ионоселективным электродом и хлоридсеребряным электродом сравнения. Точность измерения потенциала составляла ±0,1мВ. Температуру в потенциометрической ячейке поддерживали с точностью 25±0,1°С.
Термохимические исследования проводили в калориметре с изотермической оболочкой и автоматической записью кривой калориметрического опыта. Калибровку калориметра проводили
электрическим током. Температура изотермической оболочки поддерживалась с точностью 0,005К.
В третьей главе представлена обработка экспериментальных данных потенциометрических исследований и приведено обсуждение полученных результатов. В качестве примера приведена методика расчета констант устойчивости реакций образования Ь-лсйцина с ионом кальция.
1. Комплексообразование иона кальция с Ь-лейцином Константы устойчивости реакций образования Ь-лейцина с ионом Са2+ были определены методом потенциометрического титрования смеси раствора Ь-лейцина и нитрата кальция раствором гидроксида калия при трех значениях ионной силы (0,5, 1,0, 1,5 К>Юз) иТ = 298 К. Соотношение кальций(Н) - Ь-лейцин составляло 1:1,1:2 и 1:4.
Экспериментальные данные обрабатывались по программе «РНМЕТО» с
учётом следующих процессов:
Н+ + Leu = HLeu* (1.1)
2Н+ + Leu = H2Leu+ (1.2)
H+ + 0H" = H20 (1.3)
Са2+ + NO,' = Ca(N03)+ (1.4)
Са2+ + Leu" = CaLeu+ (1.5)
Ca2+ + HLeu* = CaHLeu2+ (1.6)
Ca2+ + H2Leu+ = CaH2Leu3+ (1.7)
2Ca2+ + Leu = Ca2Leu3+ (1.8)
Ca2t + 2Leu = CaLeu2 (1.9)
Ca2+ + H20 = Ca(OH)+ + H+ (1.10)
Значения констант кислотно-основного взаимодействия аминокислоты, гидролиза кальция, а также констант устойчивости нитратного комплекса кальция были взяты из литературных данных. Расчет констант устойчивости комплексов кальция(Н) с Е-лейцином проводили по нескольким стехиометрическим схемам:
• образование в системе только одного комплекса - СаЕеит;
• образование одновременно двух комплексов состава СаЪеи' и СаНЬси2 ;
• образование нескольких комплексных частиц разного состава — СаЬеи\ СаШ,еи2+, СаЕеи2; СаЕеи+, CaHLeu2+, Са2Ьеи3+; CaLeu+, СаНЬси2+, СаН2Ьеи3+ и другие вариации.
В результате расчётов было установлено, что при выбранных соотношениях кальций(П) - L-лeйцин экспериментальные данные описываются наилучшим образом, если предположить образование в системе только двух комплексных частиц, состава CaLeu+, СаНЬеи2+. Учет возможности протекания процессов (1.7 - 1.10) не привел к улучшению описания системы. Таким образом, можно предположить, что частицы состава Са2Ееи3+, CaLeu2, СаН^еи3+, СаОН+ не образуются в системе или их содержание мало.
Численные значения логарифмов констант устойчивости комплексов СаЬеи+ и СаНЬеи2+ при ионных силах I = 0,5; 1,0; 1,5 (К>ТОз) приведены в табл. 2. Величины логарифмов констант устойчивости найденных комплексов представлены как средневзвешенные из 4-5 параллельных опытов. Погрешности рассчитаны как среднее квадратичное отклонение от среднего арифметического.
Величины концентрационных констант устойчивости образования комплексов кальция(П) с Ь-лейцином были экстраполированы к нулевой ионной силе по уравнению с одним индивидуальным параметром.
По программе Ш^и был выполнен расчет равновесных составов для системы Са2+ - Ь-лейцин (1:2) при 1=0,5 и Т=298 К. В данных условиях выход СаНЬеи2+ достигает максимального значения и составляет 25%; выход СаЬеи+ монотонно возрастает (рН>6,5) и достигает 58% при рН=10,5; выход Са1чЮ/ монотонно уменьшается с 18% (рН=3) до 9% (рН=10,5). При рН > 10,5 выпадали осадки. Вероятно, в осадок выпадали смешаннолигандные комплексы кальция.
Таблица 2
Логарифмы констант устойчивости Ь-лейцина с ионом кальция при различных значениях ионной силы и Т =298,15 К
Ионная сила Соотношение Са2+: Ьеи" 1вк
СаЬеи+ СаНЬеи2+
0.5 1:1 2.21 ±0,07 1.39 ±0,04
1:2 2.17 ±0,03 1.38 ±0,03
1:4 2.15 ±0,03 1.37 ±0,03
Средневзвешенное 2.17 ±0,04 1.38 ±0,04
1.0 1:1 2.20 ± 0,06 1.41 ±0,04
1:2 2.16 ±0,03 1.40 ± 0,03
1:4 2.15 ±0,03 1.40 ±0,03
Средневзвешенное 2.16 ±0,04 1.40 ±0,04
1.5 1:1 2.21 ±0,06 1.44 ±0.04
1:2 2.16 ±0,03 1.42 ±0,03
1:4 2.15 ±0,03 1.41 ±0,03
Средневзвешенное 2.16 ±0,04 1.42 ±0,04
0.0 2.47 ±0.05 1.36 ±0,05
По аналогичной схеме проведения эксперимента и метода расчета были определены константы устойчивости реакций образования комплексов кальция(Н) с другими исследуемыми аминокислотами. Для систем, содержащих Ь-серин, Ь-глутамин, Ь-аспарагин, Ь-гистидин, БЬ-фенилаланин, БЬ-триптофан и ион Са2+, было также показано существование только двух комплексных частиц состава СаЬ и СаНЬ. Результаты потенциометрических исследований, для вышеназванных систем, приведены в табл. 3.
Таблица 3
Логарифмы констант устойчивости ряда аминокислот с ионом кальция при различных значениях ионной силы иТ = 298,15 К
Процесс Ионная сила (КМ03)
П 0,0 0,5 1,0 1,5
Са2+ + Бег" = СаБег+ 2,57±0,05 2,30±0,04 2,30±0,04 2,32±0,04
Са2' + Шег* = СаНБег2' 1,65±0,05 1,67±0,04 1,69±0,04 1,71 ±0,04
Са2+ + Абп" = СаА5п+ 2,58±0,05 2,31±0,04 2,32±0,04 2,36±0,04
Са2+ + НАбп* = СаНАзп2+ 1,65±0,05 1,67±0,04 1,69±0,04 1,71±0,04
Са2+ + С1п" = Са01п+ 2,43±0,05 2,17±0,04 2,18±0,04 2,23±0,04
Са2+ + нап* = СаНС1п2+ 1,47±0,05 1,49±0,04 1,51±0,04 1,53±0,04
Са2+ + РИе = СаРИет 2,37±0,05 2,08±0,04 2,09±0,04 2,10±0,04
Са2+ + НРИе* = СаНРЬе2+ 1,15±0,05 1,21 ±0,04 1,25±0,04 1,30±0,04
Са2+ + Тгр~ = СаТгр+ 2,52±0,05 2,20±0,04 2,20±0,04 2,21±0,04 •
Са2' + НТгр' = СаНТгр2+ 1,21 ±0,05 1,25±0,04 1,29±0,04 1,34±0,04
Са2+ + С1и2' = Сааи 3,51±0,05 2,32±0,04 2,32±0,04 2,33±0,04
Са2+ + НИи = СаНС1и+ 2,31 ±0,05 1,72±0,04 1,73±0,04 1,74±0,04
Са2++Шз=СаШз+ 2,55±0,05 2,26±0,04 2.26±0,04 2,27±0,04
Са2+ + ННк* = СаШИэ2' 1,29±0,05 1,36±0,04 1,44±0,04 1,50±0,04
В четвертой главе приводится обработка и анализ калориметрических данных по кислотно-основному взаимодействию Ь-лейцина в водном растворе при 1=0,5 (КЫОз) и Т=298 К, а также по реакциям комплексообразования исследуемого ряда аминокислот с ионом кальция в аналогичных условиях.
2. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в водных растворах Ь-лейцина
Расчет равновесного состава в растворах Ь-лейцина показал, что тепловые эффекты ступенчатой диссоциации аминокислоты можно измерить независимо друг от друга. Для определения тепловых эффектов реакции протонирования и нейтрализации аминокислоты измеряли теплоты взаимодействия растворов НМ03 (1,948 моль/кг раствора) и КОН (1,072 моль/кг раствора) с 0,02 М раствором Ь-лейцина. Исследования проводили при 298 К и 1=0,5 (ККЮз) в областях рН 3,8^2,3 для определения теплот протонирования НЬеи*, рН 8,8-^10,1 для определения теплот нейтрализации НЬеи*. Для внесения необходимых поправок определяли теплоты разведения растворов Н>Ю3 и КОН в растворе фонового электролита в аналогичных условиях.
Тепловые эффекты реакций протонирования частицы НЬеи1 рассчитывали по формуле:
Арго^ньеи = {ЬтисНн ~ С2-1)
где Ат1ХНц - тепловой эффект смешения раствора НК03 с раствором Ь-лейцина, имеющего исходное значение рН = 3,8 в присутствии фонового электролита; Д¿цНн - тепловой эффект разведения раствора НЫОз в фоновом
электролите при том же значении ионной силы; аН21еи+ - полнота протекания реакции протонирования частицы НЬеи\
Расчет показал, что вводимая азотная кислота вступает в реакцию образования частицы Н2Ьеи+ примерно на 65%.
Тепловой эффект реакции протонирования Ь-лейцина по второй ступени рассчитывали по тепловым эффектам реакций (2.2), (2.3): НЬеи* + ОН" = Ьеи" + Н20 (2.2)
Н20 = Н+ + ОН (2.3)
^пеиг^НЬеи ~ (АтисНон ~ &ЛцНон)/аН1.еи
-(Д фН + кпещНшеи) где &ггйХНон ~ тепловой эффект смешения раствора КОН с раствором Ь-лейцина, имеющего исходное значение рН = 8,8 в присутствии фонового электролита; Д¿цНон - тепловой эффект разведения раствора КОН в фоновом электролите; атеи - полнота протекания реакции нейтрализации НЬеи*; Дnelít^н¿eu^ - тепловые эффекты реакции (2.2), (2.3) соответственно.
Тепловые эффекты реакции кислотно-основного взаимодействия I,-лейцина по I и II ступеням при I = 0,5 (КЫ03) и 298 К составили: ДртогИНШ1 = -2,54±0,06 кДж/моль, Д рГ0Аеи = -43,73±0,04 кДж/моль.
3. Термодинамика реакций комплексообразования иона кальция с
Ь-лейцином
Тепловые эффекты реакций комплексообразования иона кальция с Ь-лейцином были определены калориметрическим методом при 1=0,5 (КЖ>3) и Т = 298 К. Соотношение кальций(И) - Ь-лейцин составляло 1:2. Условия проведения калориметрических опытов были выбраны в соответствии с расчетом равновесных составов для системы Са2+ - Ь-лейцин (1:2) при 1=0,5 и Т=298 К. Область исследования выбирали таким образом, чтобы вклад побочных процессов был минимальным, а выход основной реакции -максимальным.
Измеряли тепловой эффект смешения 0,02 моль/л раствора Ь-лейцина, нейтрализованного до рНнач = 4,02 (для определения теплового эффекта образования комплекса СаНЬеи2+) и рН„ач = 10,11 (для определения теплового эффекта образования комплекса СаЬеи4), с раствором Са(>Ю3)2 (концентрации 0,4709 моль/кг) при 1=0,5 (КШ3) и Т=298 К. Также измеряли теплоты разведения нитрата кальция в растворах фонового электролита в аналогичных условиях. При определении тепловых эффектов реакций комплексообразования иона кальция с Ь-лейцином учитывались следующие процессы:
Н+ + Ьеи=НЬеи± (3.1)
2Н+ + Ьеи = Н2Ьеи+ (3.2)
Н+ + 0Н" = Н20 (3.3)
Са2+ + ТТО3 = Са(ЫОз)' (3.4)
Са2+ + Leu = CaLeu+ (3.5)
Ca2+ + HLeu1 = CaHLeu2+ (3.6)
Экспериментальный тепловой эффект в расчете на 1 моль кальция можно представить уравнением:
bmtxH = MCaL+ +кСаН12+-AHCaHL2+ + (ДШ,Н - a ■ &HCaN0+) + 2 а,- • ArHt (3.7)
где AmixH - тепловой эффект смешения иона кальция с раствором одноосновной аминокислоты в присутствии фонового электролита; ДdilH -тепловой эффект разведения раствора иона кальция в фоновом электролите при том же значении ионной силы; <xCaL+, °^caHL2+ ~ полнота протекания реакции образования комплексов состава CaL+ и CaHL2+; ДHCaL+, ДЯСаШ2+ - тепловые эффекты реакции образования комплексов состава CaL+ и CaHL2+; £ ai' Arh\ -вклад побочных процессов (3.1), (3.2) и (3.3) в измеряемый тепловой эффект.
Тепловые эффекты образования комплексов CaLeu+ и CaHLeu2+ рассчитывали по программе HEAT. При расчете теплового эффекта реакции образования протонированного комплекса учитывали протекание реакций (3.1 - 3.4, 3.6). В данной области исследования образование комплекса CaLeu+ не происходит. Термодинамические величины реакций (3.1 - 3.4) были взяты как наиболее вероятные из литературных данных. Расчет ионного состава показал, что в условиях калориметрического опыта ионы кальция вступают в реакцию образования комплекса CaHLeu2+ на 25%.
Расчет теплового эффекта реакции образования комплекса CaLeu+ проводили с учетом протекания реакций (3.1 - 3.6). Как показал расчет, вклад в экспериментальный тепловой эффект реакции образования комплекса CaLeu+ процессов (3.2, 3.3) незначительный, процесса (3.1) составляет порядка 4,5%, процесса (3.4) - 4%, процесса (3.6) - 10%. Расчет ионного состава показал, что в условиях калориметрического опыта ионы кальция вступают в реакцию образования комплекса CaLeu+ на 50%. Значения тепловых эффектов образования комплексов CaLeu+ и CaHLeu2+ при I = 0.5 (KN03) получены впервые и приведены в табл. 4, 5.
Аналогичным образом были определены энтальпии реакций комплексообразования L-серина, L-глутамина, L-аспарагина, L-глутаминовой кислоты, L-гистидина, DL-фенилаланина, DL-триптофана с ионом Са2+ при I = 0.5 (KN03). Термодинамические характеристики (AG, АН, AS) образования найденных комплексных частиц рассчитаны впервые и приведены в табл. 4, 5.
Таблица 4
Термодинамические характеристики образования комплексов состава СаЬ при I = 0,5 (ЮЧОз) и Т=298,15 К
Процесс lgK &rG° Дж/моль &rH Дж/моль Д rS Дж/моль-К
1 2 3 4 5
Са2+ + Leu = Caleu+ 2,17±0,04 -12390±230 625±300 43,7±1,3
Са2+ + Ser = CaSer+ 2,30±0,04 -13130±230 500±300 45,7±1,3
и
1 2 3 4 5
Са2+ + АзгГ = СаАяп1 2,31±0,04 -13185±230 770±300 44,5±1,3
Са"+ + 01п" = СаС1гГ 2,17±0,04 -11810±230 990±300 42,9±1,3
Са2+ + РЬе = СаРЬе+ 2,08±0,04 -11870±230 1270±300 44,1±1,3
Са2+ + Тгр" = СаТгр+ 2,20±0,04 -12560±230 1030±300 45,6±1,3
Са1' + С1и2 = СаИи 2,32±0,04 -12670±230 1310±300 46,9±1,3
Са24" + Шз" = СаШэ* 2,26±0,04 -12900±230 1050±300 46,8±1,3
Таблица 5
Термодинамические характеристики образования комплексов состава СаНЬ при 1 = 0,5 (КГЧОз) и Т=298Д5 К
Процесс № ДГС° Дж/моль ДГН Дж/моль Дг5 Дж/моль-К
Са2+ -)- НЬеи1 = СаНЬеи2+ 1,38±0,04 -7870±230 450±300 27,9±1,3
Са2+ + Н8ег+ = СаШег" 1,67±0,04 -9530±230 300±300 33,0±1,3
Са2+ + НАяп* = СаНАзп2+ 1,67±0,04 -9530±230 520±300 33,7±1,3
Са2+ + НСЫ* = СаНС1п2+ 1,49±0,04 -8505±230 680±300 30,8±1,3
Са2+ + НРЬе* =- СаНРЬе2+ 1,21±0,04 -6910±230 680±300 25,5±1,3
Са2+ + НТгр* = СаНТгр2+ 1,25±0,04 -7135±230 710±300 26,3±1,3
Са2+ + НС1и" = СаНИи* 1,72±0,04 -10390±230 900±300 37,9±1,3
Са2+ + НЬИб" = СаНШв2' 1,36±0,04 -7760±230 630±300 28,1±1,3
Основные закономерности комплексообразования иона кальция с рядом аминокислот и некоторыми другими лигандами в водном растворе
Результаты работы показали, что величина константы устойчивости протонированных комплексов кальция(П) с выбранными аминокислотами изменяется в пределах 0,5 логарифмической единицы (табл. 5). Поскольку аминогруппа в данном комплексе протонирована и не участвует в координации с ионом кальция, то основное взаимодействие происходит по карбоксильной группе, расположенной у а-атома углерода аминокислоты. В данных реакциях комплексообразования лиганд проявляет, по-видимому, монодентатность.
Устойчивость протонированных комплексов состава СаНЬ уменьшается в ряду:
19^СаНС1и+ > 19КСаЧЗег2* = 1дКСаНЛзп2+ > 19КСаИС1п2+ > ^9КСаШси1+ > 19ксанни;2+ > ¡-9КСаНТгрг+ > 1дКсаНРНе2+
Присутствие различных по своему характеру функциональных групп в боковой цепи аминокислоты обуславливает изменение эффективного заряда на атоме кислорода карбоксильной группы, что приводит к перераспределению электронной плотности на данном атоме и изменению устойчивости образующегося комплекса. На термодинамику процессов также оказывает влияние размер самих молекул аминокислот, пространственное расположение дополнительных функциональных групп, их удаленность от карбоксильной группы при а-атоме углерода и способность к координации с ионом кальция.
Наибольшей устойчивостью обладает протонированный комплекс состава СаН01и'. Присутствие карбоксильной группы в боковой цепи глутаминовой кислоты определяет дополнительную стабилизацию комплекса. Стоит отметить достаточно высокую устойчивость протонированного комплекса состава СаНЗсг21 , что можно объяснить, преимущественно, малыми размерами лиганда.
Из приведенного выше ряда устойчивости протонированных комплексов кальция(Н) с аминокислотами видно, что присутствие дополнительных функциональных групп у глутаминовой кислоты, серина, аспарагина, глутамина приводит к увеличению устойчивости комплекса относительно соответствующего комплекса кальция(И) с лейцином, который не имеет дополнительных донорных групп в своем составе. Протонированные комплексы гистидина, триптофана и фенилаланина с ионом Са2+ менее устойчивы по сравнению с комплексом СаНЬеи2+ что, вероятно, связано с достаточно большими размерами самих лигандов. Интересно отметить, что при близком строении молекул Ь-аспарагина и Ь-глутамина, величина константы устойчивости комплексов кальция(П) с данными аминокислотами уменьшается соответственно. Это говорит о том, что влияние дополнительных функциональных групп, находящихся в боковой цепи лиганда, уменьшается с увеличением расстояния от этой группы до карбоксилат иона, расположенного у а-атома углерода аминокислоты, по которому осуществляется основное взаимодействие с центральным ионом.
Переходя к анализу процессов комплексообразования иона кальция с анионной формой аминокислоты можно видеть несколько иные зависимости, чем для протонированных комплексов. Термодинамические характеристики образования комплексов состава СаЬ изменяются незначительно для всех исследуемых систем. Это означает, что дополнительная функциональная группа и размер молекул аминокислоты оказывают меньшее влияние на термодинамику процессов образования комплексов состава СаЬ нежели комплексов состава СаНЬ, что может быть связано со стерическими особенностями координации.
Присутствие аминогруппы, у а-атома углерода аминокислоты, способной к координации с центральным ионом, позволяет предположить, что лиганд будет проявлять бидентатность в данных реакциях. Как видно из табл. 4, 5, устойчивость комплексов состава СаЬ несколько выше, чем у протонированных комплексов, что может быть объяснено дополнительным влиянием атома азота аминогруппы с центральным ионом за счет ближнего электростатического взаимодействия. Энтальпии образования комплексных частиц состава СаЬ и СаНЬ изменяются незначительно. Это говорит о том, что аминогруппа не вносит заметного вклада в энтальпию процесса комплексообразования.
Положительные величины изменения энтальпий реакций комплексообразования иона кальция с аминокислотами свидетельствует о том, что образование связей между центральным ионом и лигандом является энтальпийно невыгодным процессом. В данном случае изменение энтальпии
13
реакции не компенсирует затраты тепла на частичную десольватацию центрального иона и лиганда. Устойчивость комплексных частиц состава СаЬ и СаНЬ преимущественно обусловлена энтропийным фактором.
В ходе анализа литературных данных по взаимодействию иона кальция с аминокислотами отмечено, что образование двойных и полиядерных комплексов кальция(П) с аминокислотами не было выявлено ни в одной работе. Исследования, проведенные в нашей лаборатории, также не подтвердили существование данных частиц в рассматриваемых системах.
В работе дана сравнительная характеристика термодинамических величин реакций комплексообразования карбоновых кислот, комплексонов и аминокислот с ионом кальция. Сравнивая термодинамические величины образования комплексов капьция(Н) с исследуемыми одноосновными аминокислотами и рядом одноосновных карбоновых кислот было отмечено, что константа устойчивости образования комплекса иона кальция с аминокислотами выше на порядок, а энтальпия процесса более отрицательна. Этот факт можно объяснить тем, что аминогруппа, находящаяся у а-атома углерода аминокислоты, оказывает определенное влияние на координацию иона кальция в процессе комплексообразования, что приводит к повышению устойчивости образующегося комплекса. Подобная зависимость наблюдается и при сравнении термодинамических характеристик образования комплексов кальция(П) с двухосновными карбоновыми кислотами и Ь-глутаминовой кислотой.
Анализ систем по взаимодействию иона кальция с различными комплексонами показал, что с уменьшением дентатности комплексонов в реакциях комплексообразования с ионом кальция, устойчивость комплексов заметно падает. Отмечено, что при переходе от ЭДТА к её гомологам (3-метил ДТА, 5-метил ДТА), устойчивость соответствующих комплексов кальция(Н) резко уменьшается. В противоположность этому, при неизменном пространственном расположении карбоксильной и аминогруппы у а-атома углерода в молекуле аминокислоты, влияние длины боковой цепи и дополнительной функциональной группы на устойчивость комплексов состава СаЬ остается незначительным. Это дает основание сделать предположение, что при увеличении расстояния между карбоксильной и аминогруппой в молекуле аминокислоты (в ряду а-, Р-, у-, 5-форм), устойчивость комплексов кальция(П) с аминокислотами будет уменьшаться.
Основные итоги работы и выводы
1. Методом потенциометрического титрования определены константы устойчивости комплексов кальция(Н) с Ь-лейцином, Ь-серином, Ь-аспарагином, Ь-глутамином, Ь-глутаминовой кислотой, ОЬ-гистидином, Ь-фенилаланином, ОЬ-триптофаном при трех значениях ионной силы (I = 0,5 1,0 1,5), создаваемой нитратом калия, и Т = 298 К. Рассчитаны термодинамические константы устойчивости образующихся комплексов при нулевой ионной силе.
2. Обнаружено, что во всех исследуемых системах образуются комплексные частицы состава СаЬ и СаНЬ. Впервые получены данные об
14
устойчивости комплексов калыдия(П) с цвитер-ионной формой Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-аспарагина, Ь-глутамина, Ь-фенилаланина, ЭЬ-триптофана и анионной формой ОЬ-триптофана.
3. Установлено, что наличие дополнительной функциональной группы приводит к увеличению прочности комплекса состава СаНЬ, а увеличение длины цепи лиганда и расстояния между дополнительной группой к карбоксилат ионом, расположенного у а-атома углерода, - к уменьшению оказываемого влияния и дестабилизации протонированного комплекса. В меньшей степени подобные зависимости прослеживаются для комплексов состава СаЬ, что связано со стерическими особенностями координации.
4. Калориметрическим методом впервые определены энтальпии реакций комплексообразования исследуемого ряда аминокислот с ионом Са2" при I = 0,5 (КЖ>3) и Т=298 К в водных растворах. Процессы образования комплексных частиц состава СаЬ и СаНЬ во всех случаях эндотермичны. Величины энтальпий образования данных комплексов не превышают 1,4 кДж/моль.
5. Впервые получены основные термодинамические характеристики комплексообразования иона кальция с анионными и цвитерр-ионными формами исследуемых аминокислот при 1=0,5 (КГЮз) и Т = 298 К.
6. Показано, что концентрация солевого фона в растворе оказывает незначительное влияние на устойчивость комплексов иона кальция с аминокислотами.
7. Анализ термодинамических величин реакций образования комплексов кальция(П) с карбоновыми кислотами и аминокислотами показал, что аминогруппа аминокислоты повышает устойчивость комплексов состава СаЬ, что, предположительно, связано с ближним электростатическим взаимодействием атома азота аминогруппы с центральным ионом.
Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих
работах:
1. Курочкин, В.Ю. Комплексообразование Ь-аспарагина, Ь-глутамина с ионом кальция в водном растворе / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, А.И. Лыткин // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. -2010, -Т.53, №.11, -С. 6-9.
2. Курочкин, В.Ю. Комплексообразование Ь-гистидина, БЬ-фенилаланина с ионом кальция в водном растворе / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, А.И. Лыткин // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. -2010, -Т.53, №.11, -С. 69-72.
3. Курочкин, В.Ю. Определение термодинамических констант комплексообразования ряда аминокислот с ионом кальция в водном растворе потенциометрическим методом / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, А.И. Лыткин // XXIV Международная Чугаевская конференция по координационной химии и Молодежная конференция-школа «Физико-химические методы в химии координационных соединений», г. Санкт-Петербург. 2009, -С.308.
4. Курочкин, В.Ю. Влияние структуры а-аминокислоты (Ь-серин, Ь-лейцин, Ь-аспарагин, Ь-глутамин) на величину константы устойчивости с ионом кальция в водном растворе / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, А.И. Лыткин // XVII
)h
Международная конференция по химической термодинамике в России RCCT 2009. г. Казань. 2009, Т.2. -С.440.
5. Курочкин, В.Ю. Исследование процессов комплексообразования L-аспарагина, L-глутамина с ионами кальция в водном растворе потенциометрическим методом / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, Н.В. Чернявская, А.И. Лыткин // III Региональная конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). Иваново. 2008,-С. 100.
6. Курочкин, В.Ю. Потенциометрическое исследование комплексообразования L-серина, L-триптофана с ионом кальция в водном растворе / В.Ю. Курочкин, В.В. Черников, А.И. Лыткин // IV Региональная конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). Иваново. 2009, - С.93.
Автор выражает глубокую признательность д.х.н. Лыткину Александру Ивановичу за ценные научные консультации и всестороннюю помощь при выполнении работы на всех ее этапах.
Подписано в печать 14.01.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,03. Тираж 80 экз. Заказ 2399
ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет
Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1.1. Общая характеристика и биологическая значимость объектов д исследования
1.2. Анализ литературных данных по кислотно-основному ^ ^ взаимодействию ряда аминокислот в водном растворе
1.2.1. Протолитические равновесия лейцина в водном растворе
1.2.2. Протолитические равновесия серина в водном растворе
1.2.3. Протолитические равновесия аспарагина в водном растворе
1.2.4. Протолитические равновесия глутамина в водном растворе
1.2.5. Протолитические равновесия глутаминовой кислоты ? ^ в водном растворе
1.2.6. Протолитические равновесия гистидина в водном растворе
1.2.7. Протолитические равновесия фенилаланина в водном растворе
1.2.8. Протолитические равновесия триптофана в водном растворе
1.3. Термодинамика протолитических равновесий ряда аминокислот
1.3.1. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия 9д в растворах лейцина
1.3.2. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия ^д в растворах серина
1.3.3. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах аспарагина
1.3.4. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах глутамина
1.3.5. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах глутаминовой кислоты
1.3.6. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах гистидина
1.3.7. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах фенилаланина
1.3.8. Термодинамика кислотно-основного взаимодействия в растворах триптофана
1.5. Термохимия комплексообразования Са~ в растворах исследуемых ^ аминокислот
ГЛАВА 2. Реактивы и методы исследования
2.1. Реактивы
2.2. Схема потенциометрической установки и методика измерений
2.3. Методика и техника выполнения калориметрических исследований
2.3.1. Проведение и расчет калориметрического опыта
2.3.2. Проверка работы калориметра по стандартному веществу
ГЛАВА 3. Устойчивость кальция(И) с аминокислотами
3.1. Комплексообразование иона кальция с Ь-лейцином, Ь-серином, Ь- ^ аспарагином, Ь-глутамином, БЬ-фенилаланином, БЬ-триптофаном
3.2. Комплексообразование иона кальция с Ь-гистидином
3.3. Комплексообразование иона кальция с Ь-глутаминовой кислотой
ГЛАВА 4. Термодинамикареакций комплексообразования иона кальция с аминокислотами
4.1. Термодинамика реакций кислотно-основного взаимодействия в растворах Ь-лейцина
4.2. Термодинамика реакций комплексообразования ряда одноосновных аминокислот (Ь-лейцин, Ь-серин, Ь-аспарагин, Ь-глутамин, DL- 79 фенилаланин, БЬ-триптофан) с ионом кальция
4.3. Термодинамика реакций комплексообразования Ь-гистидина с ионом кальция
4.4. Термодинамика реакций комплексообразования Ь-глутаминовой кислоты с ионом кальция
ГЛАВА 5. Основные закономерности, комплексообразования иона кальция с аминокислотами и некоторыми другими лигандами в водном растворе
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
Среди химических элементов, которые входят в состав организма человека, кальций занимает пятое место. Основная часть кальция содержится в скелете и зубах (99%), остальная часть — в крови и в клетках мягкой тканей. Кальций принимает активное участие в развитии многих живых организмах и растений. Процессы обмена кальция идут постоянно на протяжении всей жизни. Смещение этого процесса в ту или иную сторону может привести к необратимым последствиям.
Все белки представляют собой полимеры, цепи которых собраны из фрагментов аминокислот. Белковая молекула образуется; в результате последовательного соединения аминокислот. С участием белков проходят основные процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма: дыхание, пищеварение, мышечное сокращение, передача нервных импульсов и т.д. В биологических объектах на: настоящее время обнаружено около 300 разных аминокислот, но в состав большинства пептидов; и белков входят в основном; 20 аминокислот, и поэтому они имеют особое значение для жизни.
В общем виде аминокислоты, участвующие в образовании белков, могут быть представлены формулой: Н2М-СН(Я) СООН.' Вследствие того, что во всех (за- исключением глицина) природных аминокислотах альфа -углеродный атом ассиметрический, у большинства этих соединений имеется хотя бы один хиральный центр. Поэтому они существуют в виде двух оптических изомеров-(Ь и Б — энантиомеры). Ь — конфигурация природных аминокислот обеспечивает высокую стереоспецифичность белковых молекул, которые вступают во взаимодействие только с соединениями, имеющими строго определенную пространственную конфигурацию;
Реакции комплексообразования ионов металлов с аминокислотами играют важную роль в поддержании метало - лигандного баланса в живых организмах. Исследование термодинамических, характеристик аминокислот, их способность вступать, в реакции комплексообразования с ионами
Актуальность
Аминокислоты играют важную роль в процессах метаболизма в живых организмах. Особый интерес представляет исследование свойств а-аминокислот, которые участвуют в построении молекул белка и выполняют ряд уникальных функций в процессах жизнедеятельности. В основе биохимической активности аминокислот лежит их способность участвовать в процессах комплексообразования с различными катионами металлов, в том числе и кальция(И), обладающего высокой биологической активностью. Кальций является основным строительным материалом для роста и развития костной ткани организма. Исследование взаимодействия иона кальция с аминокислотами представляет несомненный научный и практический интерес, так как позволяет глубже проникнуть в суть биологических процессов. Зная величины термодинамических характеристик в системах аминокислота — Са2+ можно проводить строгие термодинамические расчеты с участием этих соединений в реальных системах.
В качестве объектов исследования был выбран ряд различных по строению а-аминокислот: Ь-лейцин, Ь-серин, Ь-глутамин, Ь-аспарагин, Ь-гистидин, БЬ-фенилаланин, БЬ-триптофан, Ь-глутаминовая кислота, в состав которых входили различные функциональные группировки. Представляет интерес выяснить, как влияет природа заместителя на характер комплексообразования иона кальция с аминокислотами, на термодинамику данного процесса.
Следует отметить, что имеющиеся в литературе данные по устойчивости комплексов перечисленного ряда аминокислот с ионом кальция весьма ограничены и противоречивы. Данные по энтальпиям и энтропиям реакций взаимодействия иона Са2+ с выбранными аминокислотами отсутствуют, хотя важность этих величин бесспорна.
Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (госконтракт №02.740.11.0253) и Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2009-2010 годы (проекты №2.1.1/5593 и №2.1.1/5594).
Цель работы
Установить влияние различных функциональных группировок, входящих в состав аминокислот, и размера молекул на термодинамические характеристики процессов комплексообразования Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-глутамина, Ь-аспарагина, Ь-глутаминовой кислоты, Ь-гистидина, ЭЬ-фенилаланина, БЬ-триптофана с ионом кальция в водном растворе. Выявить особенности координации аминокислот с ионом кальция в составе комплекса.
Поставлены следующие задачи:
- потенциометрическим методом определить константы устойчивости иона кальция с Ь-лейцином, Ь-серином, Ь-глутамином, Ь-аспарагином, Ь-глутаминовой кислотой, Ь-гистидином, ОЬ-фенилаланином, ЭЬ-триптофаном при нескольких значениях ионной силы (I = 0,5; 1,0; 1,5; КЫОз) и Т=298 К; калориметрическим методом определить энтальпии реакций комплексообразования исследуемого ряда аминокислот с ионом Са~ при I = 0,5 (КЫОз) и Т=298 К; выявить основные закономерности в термодинамических характеристиках процессов комплексообразования иона кальция с аминокислотами; сопоставить термодинамические характеристики реакций комплексообразования иона кальция с некоторыми биолигандами, при переходе от простых, по своей структуре, карбоновых кислот к более сложным молекулам - аминокислотам и комплексонам.
Научная новизна работы
Впервые определены величины констант устойчивости комплексов кальция(П) с цвиттер-ионной формой Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-аспарагина, Ь-глутамина, ОЬ-фенилаланина, ЭЬ-триптофана и анионной формой ОЬ-фенилаланина. Существенно дополнены данные по величинам констант устойчивости образования комплексов состава СаЬ 1 , и комплексов кальция(Н) с цвиттер-ионной формой Ь-гистидина и моноанионной формой Ь-глутаминовой кислоты.
В работе впервые получены основные термодинамические характеристики комплексообразования иона кальция с рядом аминокислот при I = 0,5 (КЖ>3) и Т = 298 К.
Установлено, что дополнительные функциональные группы, входящие в состав лиганда, повышают устойчивость протонированных комплексов СаНЬ , в то время как увеличение размера молекул лиганда приводит к обратному действию. В меньшей степени подобные зависимости прослеживаются для комплексов состава СаЬ, что связано со стерическими особенностями координации.
Практическое значение
Полученные в настоящей работе данные могут быть использованы в качестве справочного материала и включены в базу термодинамических данных.
С помощью полученных данных работы' становится возможным проведение математического. моделирования равновесий в многокомпонентных системах с участием кальция(П) и аминокислот, а также прогнозирование поведения систем в широком интервале значений ионной силы, концентраций и рН.
Результаты, представленные в настоящей-работе, востребованы в таких областях как медицина и фармакология, поскольку с их помощью становится
1 СаЬ - СаЬеи\ СаБег+, СаАэп*, СаС1п+, Са01и, СаРЬе+, СаШБ+, СаТгр+
2 СаНЬ - СаНЬеи2+, СаНЗег2*, СаНАэп2*, СаНС1п2(", СаН01и+, СаНРЬе2+, СаНтв24", СаНТгр2+ (протежированный комплекс) возможным разработать методики для целенаправленного синтеза новых комплексных соединений, составляющих основу лекарственных препаратов.
Личный вклад автора
Экспериментальная часть работы, обработка результатов исследования выполнена автором лично. Постановка целей и задач исследования, выбор экспериментальных методик, обсуждение полученных результатов, оформление материалов для публикации научных статей и тезисов докладов выполнено под руководством Черникова В.В.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 2 статьи в журналах перечня ВАК и тезисы 4 докладов на научных конференциях.
Апробация работы
Отдельные разделы диссертации докладывались на XXIV Международной Чугаевской конференции по координационной химии (г. Санкт-Петербург. 2009.); XVII Международной конференции по химической термодинамике в России RCCT 2009 (г. Казань. 2009.), III и IV Региональной конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (г. Иваново. 2008, 2009 гг.).
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
1. Методом потенциометричеекого титрования определены константы устойчивости комплексов кальция(Н) с Ь-лейцином, Ь-серином, Ь-аспарагином, Ь-глутамином, Ь-глутаминовой кислотой, ОЬ-гистидином, Ь-фенилаланином, БЬ-триптофаном при трех значениях ионной силы (I = 0,5 1,0 1,5), создаваемой нитратом калия, и Т = 298 К. Рассчитаны термодинамические константы устойчивости образующихся комплексов при нулевой ионной силе.
2. Обнаружено, что во всех исследуемых системах образуются комплексные частицы состава СаЬ и СаНЬ. Впервые получены данные об устойчивости комплексов кальция(П) с цвитер-ионной формой Ь-лейцина, Ь-серина, Ь-аспарагина, Ь-глутамина, Ь-фенилаланина, ЭЬ-триптофана и анионной формой БЬ-триптофана.
3. Установлено, что наличие дополнительной функциональной группы приводит к увеличению прочности комплекса состава СаНЬ, а увеличение длины цепи лиганда и расстояния между дополнительной группой и карбоксилат ионом, расположенного у а-атома углерода, — к уменьшению оказываемого влияния и дестабилизации протонированного комплекса. В меньшей степени подобные зависимости прослеживаются для комплексов состава СаЬ, что связано со стерическими особенностями координации.
4. Калориметрическим методом впервые определены энтальпии реакций комплексообразования исследуемого ряда аминокислот с ионом Са2+ при I = 0,5 (К>Юз) и Т=298 К в водных растворах. Процессы образования комплексных частиц состава СаЬ и СаНЬ во всех случаях эндотермичны. Величины энтальпий образования данных комплексов не превышают 1,4 кДж/моль.
5. Впервые получены основные термодинамические характеристики комплексообразования иона кальция с анионными и цвитерр-ионными формами исследуемых аминокислот при 1=0,5 (К]М03) и Т = 298 К.
6. Показано, что концентрация солевого фона в растворе оказывает незначительное влияние на устойчивость комплексов иона кальция с аминокислотами.
7. Анализ термодинамических величин реакций образования комплексов кальция(П) с карбоновыми кислотами и аминокислотами показал, что аминогруппа аминокислоты повышает устойчивость комплексов состава СаЬ, что, предположительно, связано с ближним электростатическим взаимодействием атома азота аминогруппы с центральным ионом.
1. Левицкий, Д.О. Биохимия мембран. Книга 7. Кальций и биологические мембраны. Д.О. Левицкий / Под ред. Болдырева. М.: Высшая школа. -1990, с.129.
2. Ершов Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов / Ю.А. Ершов М.: Высшая школа. -2003, с.560.
3. Ленский, А.С. Биофизическая и бионеорганическая химия / А. С. Ленский, И. Ю. Белавин, С. Ю. Быликин / Изд.: Медицинское информационное агентство. 2008 г., С.416.
4. Gummadi, S. What is the role of thermodynamics on protein stability / S. Gummadi // Biotechnology and Bioprocess Engineering. -2003, V.8, p.9-18.
5. Rey, F. Influence of the ionic strength on the ionization of amino acids / F. Rey, A. Varela, J. M. Antelo et al // J. Chem. Eng. Data. -1989, V.34, №1, p. 35-37.
6. Fiol, S. Protonation Constants of Amino Acids in Artificial Seawater at 25.degree.С / S. Fiol, I. Brandariz, R. Herrero et al // J. Chem. Eng. Data. -1995, V.40, Is. 1, p. 117-119.
7. Vilarino, T. Effect of ionic strength on the protonation of various aminoacids analysed by the mean spherical approximation / T. Vilarino, S. Fiol, M. Sastre de Vicente et al // J. Chem. Soc. Faraday Trans. -1997, V.93, p.413-417.
8. Sovago, I. Critical survey of the stability constants of complexes of aliphatic amino acids / I. Sovago, T. Kiss, A. Gergely. // Pure & Appl. Chem. -1993, V.65, Is.5, p.1029-1080.
9. Chidambaram, M.V. Studies in amine-amino acid mixed ligand chelates / M.V. Chidambaram, P.K. Bhattacharya // J. Inorg. Nucl. Chem. 1970, V.32, p.3271-3279.
10. Brookes, G. Complex formation and stereoselectivity in the ternary systems copper(II)-D/L-histidine-L-amino-acids / G. Brookes, L. D. Pettit // J. Chem. Soc. Dalton Trans. -1977, №19, p. 1918-1924.
11. Lim, M. С. Mixed-ligand complexes of palladium(II). Part 3. Diaqua(ethylene-diamine) palladium(Il) complexes of L-amino-acids / M. C. Lim // J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1978, №7, p. 726-728.'
12. Fischer, B. Ternary complexes in solution. Intramolecular hydrophobic ligand-ligand interactions in mixed ligand complexes containing an aliphatic amino acid/В. Fischer, H. Sigel//J. Am. Chem. Soc. -1980, V.102, Is.9, p.2998-3008.
13. Zelano, V. Ternary Cu(II) complex formation with L-dopa or dopamine and valine, leucine, phenylalanine and threonine in aqueous solution / V. Zelano, O. Zerbinati, G. Ostacoli // Ann. Chim. -1988, V.78. Is.3, p.273-278.
14. Панасюк, В.Д. Комплексообразование иттрия и редкоземельных элементов с серином / Панасюк В.Д., Голуб В.А. // Журн. неорг. химии.-1965, Т. 10, №12, с.2732-2736.
15. Т. Ро. I. Thermodynamics of ion association. XXIV. Formation of mixed complexes of copper with glycine, alanine, serine, and valine / Т. Ро. I, G. Nancollas // Inorg. Chem. -1972, V.l 1, p.2414-2425.
16. Кульба, Ф. Потенциометрическое исследование взаимодействия иона таллия(1) с а-аланином, глицином и серином / Ф.Я. Кульба, В.Г. Ушакова, Ю.Б. Яковлев//Журн. неорг. химии. -1974, Т. 19, №7, с. 1785-1789.
17. Heijne, G.J.M. Determination of stability constants of cadmium(II) with some amino-acids by use of an ion-selective electrode / G.J.M. Heijnea, W.E. van der
18. Lindena // Talanta -1975, V.22, №10-11, p. 923-925.
19. Pettit, L.D. Thermodynamics of formation of complexes of nickel(II) and copper(II) with L- and DL-serine and L- and DL-threonine / L.D. Pettit, J.L.M. Swash // J. Chem. Soc., Dalton Trans. -1976, Is.23, p. 2416-2419.
20. Lim, M.-C. Mixed-ligand complexes of palladium. 5. Diaqua(ethylenediamine)palladium(II) complexes of ethanolamine, L-serine, L-threonine, L-homoserine, and L-hydroxyproline / M.-C. Lim // Inorg. Chem. -1981, V.20, Is.5, p.1377-1379.
21. Nourmand M. Complex Formation Between Uranium(VI) Ion and some a
22. Aminoacids / M. Nourmand, N. Meissami // Polyhedron. -1982, V.l, Is.6,p.537-539. \
23. Maslowska, J. Potentiometric studies on complexes in Cr(III)- L-aspartic acid-DL-methionine or DL-ethionine systems / J. Maslowska, L. Chruscinski // Polyhedron. -1986, V.5, Is.5, p.l 131-1134.
24. Shoukry, M.M. Ternary complexes of zinc(II) with nitrilotriacetic acid and some selected thiol amino-acids and related molecules / M.M. Shoukry // Talanta -1989, Y.36, Is.l 1, p. 1151-1153.
25. Berthon, G. Critical evaluation of the stability constants of metal complexes of amino acids with polar side chains / G. Berthon // Pure & Appl. Chem. -1995, V.67, Is.7, p.l 117-1240.
26. Ritsma, J. Stereoselectivity in the complex formation of asparagine with cobalt (II) and nickel (II) / J. Ritsma, G. Wiegers, F. Jellinek // Rec. Trav. Chim. -1965, V.84, p.1577.
27. Tewari, R. Formation and stabilities of some rare earth metal ion chelates of 1-asparagine and 1-glutamine / R. Tewari, M. Srivastava // J. Inorg. Nucl. Chem. -1973, V.35, Is.8, p.3044-3045.
28. Gergely, A. Thermodynamic relations of parent and mixed complexes of asparagine and glutamine with copper(II) / A. Gergely, I. Nagypal, E. Farkas // J. Inorg. Nucl. Chem. -1975, V.37, Is.2, p.551-555.
29. Jawaid, M. Potentiometric studies on the complex formation between methylmercury(II) and some keto- and amino-carboxylic acids / M. Jawaid, F. Ingman//Talanta. -1981, V.28, Is.3, p. 137-143.
30. Kiss, T. Complexation of aluminium(III) with several bi- andtri-dentate amino acids / T. Kiss, I. Sovago, I. Toth et al // J. Chem. Soc., Dalton Trans. -1997, Is.l 1, p.1967-1972.
31. Zhang, F. Electrostatic ligand-ligand interactions in ternary copper(II) complexes with 3, 5-diiodo-l-tyrosine and polar amino acids / F. Zhang, T. Yajima, O. Yamauchi // Inorg. Chim. Acta. -1998, V.278, Is.2, p. 136-142.
32. Arena, G. Cu(II)-L-Glutamine and L-Asparagine binary complexes. A thermodynamic and spetroscopic study / G. Arena, C. Conato, A. Contino, F. Pulidori // Ann. Chim. (Rome). -1998, V.88, Is.l, p. 1 12.
33. Gharib, F. Complexation of Asparagine and Glutamine by Dioxovanadium / F. Gharib, M. Monajjemi, S. Katabi, F. Zoroufi // Zh. Neorg. Khim. -2001, V.46, Is.3, p.423-426.
34. Sakurai, T. Solution Equilibria of Ternary a-Amino Acid-Copper(II) Complexes with Electrostatic Ligand-Ligand Interactions / T. Sakurai, O. Yamauchi, A. Nakahara // Bull. Chem. Soc. Jpn. -1978, V.51, Is.l 1, p.3203-3208.
35. Sovago I., Varnagy K., Benyei A // Magyar Kem.Foly. -1986, V. 92, p.l 14.
36. Kozlowslci, H. The binding ability of famotidine, the antiulcerogenic agent. Ternary complexes with histidine and histamine with copper(II) / H. Kozlowski, A. Anouar, T. Kowalik-Jankowska et al // Inorg. Chim. Acta. -1993, V.207, Is.2, p.223-226.
37. Remelli, M. Binary and ternary copper(II) complexes of Nx- and N7i-methyl-L-histidine in aqueous solution / M. Remelli, C. Munerato, F. Pulidori // J. Chem. Soc., Dalton Trans. -1994, Is.14, p.2049-2056.
38. Pettit, L. Critical survey of formation constants of complexes of histidine, phenylalanine, tyrosine, L-DOPA and tryptophan / L. Pettit // Pure & Appl. Chem. -1984, V.56, Is.2, p.247-292.
39. Freeman, H. Potentiometric Study of Equilibria in Aqueous Solution between Copper (II) Ions, 1 (or d)-Histidine and 1-Threonine and Their Mixtures / H. Freeman, R. Martin // J. Biol. Chem. -1969, V.244, p. 4823-4830.
40. Ritsma, J. Stereoselectivity in the complex formation of histidine with cobalt (II) and nickel (II) / J. Ritsma, J. Van de Grampel, F. Jellinek // Rec. trav. Chim. -1969., V. 88., P.411.
41. Kruck, T. Equilibria of the Simultaneously Existing Multiple Species in the Copper(II) L-Histidine System / T. Kruck, B. Sarkar // Canad. J. Chem. -1973, V.51, Is.21, p.3549-3554.
42. Jameson, R. A 'H nuclear magnetic resonance study of the deprotonation of L-dopa and adrenaline / R. Jameson, G. Hunter, T. Kiss // J. Chem. Soc. ,Perkin Trans. II. -1980, Is.7, p. 1105-1110.
43. Dallavalle, F. Formation equilibria of ternary complexes of copper(II) with (S)-tryptophanhydroxamic acid and both D- and L-amino acids in aqueous solution / F. Dallavalle, G. Folesani, A. Sabatini et al // Polyhedron. -2001, V.20, Is. 1-2, p.103-109.
44. Manorik, P. Разнолигандные комплексы ионов биометаллов с L-триптофаном и аденозин-5'-фосфатами / P. Manorik, Е. Blizneukova, М. Fedorenko // Журн. неорг. химии. -1988, Т.ЗЗ, Вып.4, с.977-982.
45. Васильев, В.П. Термодинамические свойства растворов электролитов. М.: Высшая школа. -1982. с.264.
46. Rodante, F. Thermodynamics of acid proton dissociation of some a-amino acids: Effect of the hydroxy 1 substituent group on aliphatic and aromatic side-chains / F. Rodante, F. Fantauzzi // Thermochim. Acta. -1987, V.lll, p. 233238.
47. Васильев, В.П. A thermochemical study of acid-base interactions in aqueous solutions of DL-leucine / В.П. Васильев, О.Ю. Зеленин, Л.А. Кочергина // Russ. J. Phys. Chem. -2001, V.75, Is.l, p.165-169.
48. Letter, J. Thermodynamic study of the complexation reactions for a series of amino acids related to serine with copper(II) and nickel(II) / J. Letter, J. Bauman // J. Am. Chem. Soc. -1970, V.92, Is.3, p.437-442.
49. Kiss, T. Copper(II) Complexes of Ligands Containing Alcoholic Hydroxy Groups / T. Kiss, C. Simon, Z. Vachter // J. Coord. Chem. -1987, V.16, Is.3, p. 225-236.
50. Lin, H.-K. Calorimetric determination of the heats of formation of competitive ternary mixed-ligand complex compounds. copper(II)-N-acetylglycine-a-amino ac / H.-K. Lin, Z.-Z. Gu, X.-M. Chen et al. // Thermochim. Acta. -1988, V. 123, p.201-212.
51. Васильев, В.П. Термодинамика ступенчатой диссоциации L-серина / В.П.
52. Васильев, Л.А. Кочергина, С.Г. Ивенькова, О.Ю. Анферова // Межвуз. сб.106научн. тр. "Сольватационные процессы в растворах". ИХТИ: Иваново, 1980. С. 55.
53. Barnes, D. Stereoselectivity in enthalpy changes accompanying the formation of metal complexes of histidine and other amino-acids / D. Barnes, L. Pettit // J. Inorg. Nucl. Chem. -1971, V.33, Is.7, p.2177-2184.
54. Васильев, В.П. Термодинамика диссоциации L-аспарагина в водном растворе / Васильев В.П., Кочергина Л.А., Трошева С.Т., Бодемина Е.Е. // Межвузовский сборник научных трудов «Специфика сольватационных процессов в растворах» Иваново. -1991, с.83-87.
55. Гридчин, С.Н. Теплоты взаимодействия L-глутамина и L-глутаминовой кислоты с КОН и HN03 в водных растворах / С.Н. Гридчин, П.А. Ромадановский, Д.Ф. Пырэу // Журн.физ.химии. -2009, Т.83, №1, с. 156-160.
56. Nagypal, I. Thermodynamic study of the parent and mixed complexes of aspartic acid, glutamic acid and glycine with copper(II) /1. Nagypal, A. Gergely, E. Farkas // J. Inorg. Nucl. Chem. -1974, V.36, Is.3, p.699-706.
57. Meyer, J. Copper(II)-histidine complexes / J. Meyer, J. Bauman // J. Amer. Chem. Soc. -1970, V.92, Is.14, p.4210-4216.
58. Васильев, В.П. Термодинамические характеристики диссоциации L-гистидина в водном растворе / В.П. Васильев, JI.A. Кочергина, В.Ю. Гаравин //Журн. общей химии. -1985, Т.55, №1, с. 189-194.
59. Kiss, T. Microscopic dissociation processes of some tyrosine derivatives / T. Kiss, B. Toth // Talanta. -1982, V.29, Is.6, p. 539-544.
60. Rodante, F. Calorimetric study of some a-amino acids in water at 25°C / F. Rodante, M. Tocci // Thermochim. Acta. -1985, V.86, p. 109-112.
61. Rodante, F. Calorimetric study of the first and second proton dissociation processes of fluoro and hydroxyl derivatives of phenylalanine / F. Rodante, F. Fantauzzi, M. Di Girolamo // Thermochim. Acta. -1989, V.142, Is.2, p.203-209.
62. Кочергина, JI.A. Термодинамические параметры ступенчатой диссоциации L-фенилаланина в водном растворе / JI.A. Кочергина, А.В. Емельянов, О.Н. Крутова, Г.Г. Горболетова // Журн. физ. химии. -2007, Т.81, №10, с. 18291835.
63. Кочергина, JI.A. Термодинамические параметры ступенчатой диссоциации DL-триптофана в водном растворе / JI.A. Кочергина, О.А. Платонычева//Журн. Химия и хим. технология. -2004, Т.47, №10, с.37-40.
64. Rey, F. Equilibrium constants of metal amino acid complexes / F. Rey, J. Antelo, F. Arce et al // Polyhedron. -1990, V.9, Is.5, p.665-668.
65. E. Bottari, E. Serine as a ligand complex formation with calcium(II) / E. Bottari, R. Porto // Ann. Chim. (Rome). -1985, V.75, p.393-398.
66. Schubert, J. Complexes of Alkaline Earth Cations Including Radium with Amino Acids and Related Compounds / J. Schubert // J. Am. Chem. Soc. -1954, V.76, Is. 13, p.3442-3444.
67. Davies, C. The extent of dissociation of salts in water. Part XII. Calcium salts of some amino-acids and dipeptides / C. Davies, G. Waind // J. Chem. Soc. -1950, p.301-303.
68. Bottari, E. The behaviour of asparagine as a ligand for cations / E. Bottari, M. Festa//Ann. Chim. (Rome). -1996, V.86, p.133-142.
69. Nin, C. / C.Nin et al // Chin. Chem. Lett. -1997, V.8, p.641.
70. Khalil, M. Potentiometric Studies on the Formation Equilibria of Binary and Ternary Complexes of Some Metal Ions with Dipicolinic Acid and Amino Acids /M. Khalil, A. Attia//J. Chem. Eng. Data. -2000, V.45, Is.45 p.l 108-1 111.
71. Burger, K. Formation microequilibria of proton, calcium and magnesium complexes of the y-carboxyglutamate ion and related compounds / K. Burger, P. Sipos, M. Veber et al // Inorg. Chim. Acta. -1988, V.152, Is.4, p.233-239.
72. Gans, P. An improved computer program for the computation of formation constants from potentiometric data / P. Gans, A. Sabatini, A. Vacca // Inorg. Chim. Acta. -1976, V.18, p. 237-239.
73. Gowda, R. Interaction of acidic aminoacids with bivalent metal ions / R. Gowda, M. Venkatappa // J. Electrochem. Soc. India. -1981, V.30, Is.4, p. 336340.
74. Lumb R., Martell A. // J.Phys.Chem. -1953, V.57, p.690.
75. Robertis, A. De Salt effects on the protonation of 1-histidine and 1-aspartic acid: a complex formation model / A. De Robertis, C. De Stefano, A. Gianguzza // Thermochim. Acta. -1991, V.177, p.39-57.
76. Robertis, A. The determination of formation constants of weak complexes by potentiometric measurements: experimental procedures and calculation methods / A. De Robertis, C. De Stefano, S. Sammartano // Talanta. -1987, V.34, Is.ll, p.933-938.
77. Vlasova N., Davidenko N. // Zh.Neorg.Khim. -1983, V.28, p.1738.
78. Sayce, G. Computer calculation of equilibrium constants of species present in mixtures of metal ions and complexing agents / G. Sayce // Talanta. -1968, V.15, Is. 12, p. 1397-1411.
79. Raos, N. Estimation of stability constants of coordination compounds using models based on topological indices / N. Raos, Milicevic A. // Arh Hig Rada Toksikol. -2009, V.60, p.123-128.
80. Khan M., Satyanarayana S. // Indian J.Chem. -1983, V.22A, p.584.
81. Карякии Ю.В. Чистые химические вещества / Ю.В. Карякин -М.: Химия. 1974, с.217.
82. В.П. Васильев, Р.П. Морозова, JI.A. Кочергина Аналитическая химия. Лабораторный практикум: учебное пособие для вузов. М.: Издательство Дрофа, 2006, С.416.
83. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии М. «Химия», -1971, с.456.
84. Бородин, В.А. Обработка результатов потенциометрического исследования комплексообразования в растворах на ЭЦВМ / В.А. Бородин, Е.В. Козловский, В.П. Васильев // Журн. Неорг. Химии. -1986, Т.31, №1, с.10-16
85. Hook, R. Direct search solution of numerical and statistical problems / R. Hook, T.A. Jeeves //J. Assn. Сотр. Mach. -1961, V.8, №2, p. 212-229.
86. Химмельблант, Д. Прикладное нелинейное программирование. / Д. Химмельблант. -М.: Мир. 1975. 417с.
87. Круглов, В.О. Развитие метода Бринкли для различных прямых и обратных задач равновесной химии / В.О. Круглов, А.А. Бугаевский. -Новосибирск: Наука. -1980. с.36-47.
88. Бугаевский, А.А. Расчет равновесного состава и буферных свойств растворов на электронных вычислительных машинах / А.А. Бугаевский, Б.А. Дунай // Журн. Аналит. Химии. -1971, т.26, №2, с.205-209.
89. Иконников А.А., Васильев В.П. Определение действительного перепада температуры в термохимическом опыте при использовании калориметра с автоматической записью кривой «температура время» // Ж. физ. химии. -1970, Т.44, с. 1940.
90. Никулин Н.В., Назаров А.С. Радиоматериалы и радиокомпоненты. 2-е изд. М.: Высш. школа, 1981. 77 с.
91. Parker V/В/ Thermal properties of uni-univalent electrolytes. Washington: NSRDS-NBS, 1965. P.342.
92. Горелов, И.П. Синтез и комплексообразующие свойства комплексонов, производных дикарбоновых кислот / Горелов И.П., Самсонов А.П., Никольский В.М. и др. // Ж. общей химии. -1979, Т.49, №3, с.659
93. Kildey, M.V. The enthalpy of solution of SRM 1655 (KC1) in H20 // J.Reseach N.B.S. -1980. V.85, №6, p.467.
94. Васильев, В.П. Термодинамические характеристики реакции образования нитратного комплекса кальция в водном растворе / В.П. Васильев, А.К. Белоногова // Ж. неорг. химии. 1985, Т.ЗО, №11, с.2778-2781.
95. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская Е.М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. М.: Атомиздат, 1978. С.94.
96. Васильев, В.П. Калориметрическое определение теплоты ионизации воды в присутствии различных электролитов / В.П. Васильев, Л.Д. Шеханова // Ж. неорг. химии. -1974, Т. 19, №11, с. 2969-2972.
97. Бородин, В.А. Обработка результатов калориметрических измерений на ЭЦВМ при изучении сложных равновесий в растворах / В.А. Бородин, Е.В. Козловский, В.П. Васильев // Журн. неорг. химии. -1982. Т. 27. № 9. С.2169-2172.
98. Яцимирский К.Б. Введение в Бионеорганическую химию. К.: Издательство Науковая Думка. 1976. С. 144.
99. Болотин С. Н., Буков Н.Н., Волынкин В.А. и др. Координационная химия природных аминокислот. М.: Издательство ЛКИ, 2008. С.240.
100. Бычкова, С. А. Потенциометрическое исследование комплексообразования малеиновой кислоты с ионами щелочно-земельных металлов в водном растворе / С.А. Бычкова, А.В. Катровцева, Е.В. Козловский // Ж. Коорд. химия. -2008, -Т.34, №3, с. 178-180.
101. Hansen, Е. Selectrode — The universal ion-selective electrode V. Complex formation studies with the Cu(II) selectrode / E. Hansen, J. Ruzicka // Talanta. -1973, Y.20, Is.l 1, p.l 105-1115.,
102. Advani, A. Formation constants of bis- and tris-complexes of optically active bidentate ligands / A. Advani, H. Irving, L. Pettit // J. Chem. Soc. (A). -1970, p.2649-2651.
103. Anderegg, G. Critical evaluation of stability constants of metal complexes of compleones for biomedical and environmental applications / G. Anderegg // Pure Appl. Chem., 2005, V.77, Is.8, pp. 1445-1495.
104. Васильев, В.П. Взаимодействие иминодиянтарной кислоты с ионами щелочноземельных металлов в водных растворах / Васильев В.П., Зайцева Г.А., Тукумова Н.В. // Изв. ВУЗов Химия и хим. технология. -1997, Т.40, №1, с.11-13.
105. Anderegg, G. Critical survey of stability constants of NT A complexes / G. Anderegg // Pure & Appl.Chem., 1982, V.54, Is. 12, pp.2693,
106. Kuempl, J. Cyclic voltammetric study of the rate of ligand exchange between cadmium ion and calcium ethylenediaminetetraacetate / J. Kuempl, W. Schaap // Inorg.Chem. -1968, V.7, p.2435-2442.
107. Керейчук, A.C. Исследование комплексообразования иона кальция с анионами дикарбоновых кислот с помощью специфичного пленочного кальциевого электрода / А.С. Керейчук, Н.В. Мохнатова // Ж. Неорг. химия.-1976, Т.21, Вып.5, с.1195-1198.
108. Пример расчета результатов иотеициометрического титрования смеси раствора лейцина и нитрата кальция раствором гидроксида калия при1=0,5 (КГЮз) и Т = 298 К
109. РАСЧЕТ ПО ПРОГРАММЕ «РНМЕТ11»1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
110. СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ1. N 1§К Са ь н4. 9.440 0.000 1.000 1.0005. 11.760 0.000 1.000 2.0006. 2.160 1.000 1.000 0.0007. 10.550 1.000 1.000 1.0008. -13.000 1.000 0.000 -1.0009. -25.450 1.000 0.000 -2.00010. -13.720 .000 0.000 -1.000
111. ИЗМЕРЕНА К-ЦИЯ ЧАСТИЦЫ N 1, ЧИСЛО ИСКОМЫХ КОНСТАНТ 2 НОМЕРА ИСКОМЫХ КОНСТАНТ 6 71. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
112. Пример расчета равновесных концентраций в растворе L-лейцинкальций
113. РАСЧЕТ РАВНОВЕСНЫХ СОСТАВОВ ПО ПРОГРАММЕ1. RRSU>
114. ВЫХОД(%) ОТНОСИТЕЛЬНО ЧАСТИЦЫ 1 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ р3. ТОЧКИ 123456789 10 р[3] 2.66 2.76 2.87 3.02 3.21 3.53 3.63 3.76 3.97 4.241 | 63 62 61 61 60 59 59 59 59 58 7|00000000008 | 19 20 21 22 23 24 24 24 24 249 | 18 18 18 18 18 17 17 17 17 17
115. ТОЧКИ 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 р3. 5.91 7.35 7.67 7.86 7.99 8.09 8.41 8.61 8.76 8.891 | 58 58 58 57 57 57 55 53 52 507 | 0 1 2 2 3 4 7 11 14 188 | 25 24 24 24 23 23 21 20 18 179 | 17 17 17 17 17 17 16 16 15 15
116. ТОЧКИ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 р3. 8.99 9.11 9.21 9.31 9.58 9.62 9.86 9.97 10.03 10.091 | 49 47 46 44 40 39 36 35 35 347 | 21 25 28 31 41 42 48 51 52 538 | 16 14 13 12 8 7 5 4 4 39 | 14 14 13 13 12 12 11 10 10 10
117. ТОЧКИ 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40р3. 10.15 10.22 10.30 10.38 10.56 10.60 10.68 10.74 10.95 11.111 | 34 33 33 32 31 31 31 31 31 307 | 54 55 56 57 58 58 59 59 60 60 8|32221111109 | 10 10 10 9 9 9 9 9 9 9
118. Пример расчета тепловых эффектов образования комплекса CaLeu+ РАСЧЕТ ПО ПРОГРАММЕ «НЕАТ» ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4 ЧИСЛО ЧАСТИЦ БАЗИСА
119. ЧИСЛО УРАВНЕНИИ 4 ЧИСЛО ОПЫТОВ
120. N СТЕХ. КОЭФ-ТЫ, ИЗВЕСТНЫЕ ^К1. .0 1.0 1.0 .0 9.660 -43.725002. .0 1.0 2.0 .0 11.990 -46.261003. 1.0 1.0 .0 .0 2.1704. 1.0 1.0 1.0 .0 11.040 -43.275005. 1.0 .0 .0 1.0 -.230 -5.930006. .0 .0-1.0 .0 -13.710 56.90000
