СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ СМЕШАННОЛИГАНДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ БИОМЕТАЛЛОВ С МЕТИОНИНОМ И ПИРИДОКСИНОМ (В6), МЕТИОНИНОМ И НИКОТИНАМИДОМ (РР)

SYNTHESIS AND PROPERTY INVESTIGATION OF MIXED-LIGAND COMPOUNDS OF BIOMETALS WITH METHIONINE AND PYRIDOXIN (В₆), METHIONINE AND NICOTINAMIDE (PP)

Sainake Boobekova

сandidate of Chemistry, аssociate professor of department of inorganic chemistry and chemical technology, J. Balasagyn Kyrgyz National University,

Kyrgyzstan, Bishkek

Nazira Kubaeva

master Faculty of Chemistry and Chemical Technology J. Balasagyn Kyrgyz National University,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

В качестве смешанных лигандов были использованы аминокислота метионин и витамины: В₆ (пиридоксин), РР (никотинамид), а из биометаллов взяли соли Cu(II), Zn(II), Co(II), Ni (II). Эти металлы входят в состав природных ферментов и обеспечивают их активность. Полученные соединения моделируют и имитируют активные центры ферментов и могут вести себя как активированные и модифицированные аминокислоты и витамины.

ABSTRACT

As compound ligands, amino acid – methionine and vitamins В₆ (pyridoxin), РР (nicotinamide) are used, and out of biometals salts Cu(II), Zn(II), Co(II),Ni (II) are taken. These metals are a part of natural enzymes and ensure their activity. Obtained compounds modeling and simulating the active sites of enzymes can proceed as activated and modified amino acids and vitamins.

Ключевые слова: метионин; пиридоксином (В₆); никотинамид (РР); аминокислоты; ИК-спектры.

Keywords: methionine; pyridoxin (В₆); nicotinamide (РР); amino acids; IR-spectrum.

Среди многочисленных обьектов бионеорганической химии заслуживает большого внимания соединение металлов, в координационных сферах которых сосредоточены одновременно витамины и аминокислоты. Эти комплексы являются простейшими моделями активных центров металлоферментов, и на их основе возможно создание новых эффективных средств воздействия на обмен веществ в живых организмах, а также познание жизненно важных процессов, происходящих на молекулярном уровне.

Смешаннолигандные соединения биометаллов с аминокислотами и витаминами представляют собой класс биологически активных соединений. В их координационных сферах, образованных ионами металлов, сосредотачиваются и поляризуются витамины и аминокислоты, что приводит к синхронному изменению распределения валентных электронов в молекулах. В результате изменяются химические и биологические свойства аминокислот и витаминов без нарушения их целостности [4].

В качестве координирующих и поляризующих выступают металлы, которые входят в состав природных ферментов и обеспечивают их активность. Таким путем получаются соединения, моделирующие и имитирующие активные центры ферментов и ведущие себя как активированные и модифицированные аминокислоты и витамины. Они катализируют различные биохимические процессы, усиливают защитные функции организма, увеличивают сопротивляемость к болезням и оказывают положительное влияние на функции отдельных органов. Кроме того, они восполняют концентрации микроэлементов, которые выводятся из организма в экстремальных условиях [1]. Поэтому на основе смешаннолигандных соединений металлов возможно создание эффективных лекарственных веществ, биостимуляторов и других средств воздействия на живой организм.

Учитывая вышесказанное, мы поставили перед собой цель: синтезировать новые координационные соединения переходных металлов с представителем аминокислот метионином, а также с представителями витаминов группы В: витамином В₆ и витамином В₅(РР); изучить их физико-химические свойства.

Для исследования комплексообразования использовали: метионин, пиридоксин (витамин В₆), амид никотиновой кислоты (никотинамид-РР) все марки «ч», также Ва(ОН)₂ марки «хч», МеSO₄∙nH₂O марки «ч», где Ме – Cu(II), Zn(II), Co(II), Ni (II).

Ионы металлов полученных соединений определяли комплексонометрическим методом [5], а азот – методом Къельдаля [2].

ИК-спектры поглощения соединений записывали в области 600- до 4200 см^-1 на спектрофотометре UR-10 в виде таблеток с KBr и пленки.

Синтез смешаннолигандных соединений биометаллов с метионином и пиридоксином(В₆)

Синтез новых соединений проводили препаративным методом: в агатовой ступке тщательно растирали 0,01 моль гидроксида бария, затем понемногу добавляли 0,01 моль витамина В₆ (основание) и 0,01 моль метионина. Все переносили в стакан и добавляли 15 мл воды, затем раствор сернокислой соли (0,01 моль в 10 мл воды) МеSO₄, где Ме – Cu(II), Zn(II), Co(II), Ni (II). Перемешивали на магнитной мешалке 30 мин. Затем фильтровали на центрифуге. Раствор перенесли в большой стакан и осаждали ацетоном. Сначала большим, затем малым количеством ацетона сушили смолу (в течение 2 часов). Потом промывали эфиром и сушили в эксикаторе. Схема реакции:

Полученные соединения состава МеМеtВ₆ растворимы в воде, не растворимы в спирте, ацетоне, эфире, хлороформе.

Синтез смешаннолигандных соединений биометаллов с метионином и никотинамидом

Его проводили так же, как с пиридоксином (В₆). Схема этой реакции следующая:

Полученные соединения устойчивы на воздухе, растворимы в воде, нерастворимы в спирте, ацетоне, эфире.

Результаты элементного анализа синтезированных соединений и некоторые их физико-химические свойства приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Некоторые физико-химические свойства синтезированных соединений

ИК-спектры новых соединений приведены на рисунках 1, 2, 3.

Наличие полос 3400 см^-1 в Меt и CuMet свидетельствует о межмолекулярной Н-связи, в то время как в соединениях CuMet∙2Н₂О и CuMet₂ водородная связь осуществляется внутри молекулы, что приводит к уменьшению частот валентного колебания до 3220 и 3380 см^-1 соответственно.

Ион Cu⁺² с мeтионином образует хелатную связь, которая осуществляется через кислород карбоксильной группы – СООН и –NH₂. Поэтому в исследуемых соединениях валентные колебания ионов – (СО₂^-) в CuMet₂ и CuMet∙2Н₂О и сложном соединении с никотинамидом – смещены по отношению к валентным колебаниям в метионине. Если в Met ν(СО₂^-)=1450 см^-1, то в CuMet₂ ν(СО₂^¯)_acc=1575 cм^-1, ν(СО₂^¯)_cим=1420^-1; в CuMet∙2Н₂О ν(СО₂^¯)_acc=1599 cм^-1, ν(СО₂^¯)_cим=1380 см^-1 (возможно, влияние Н₂О), а в CuMetВ₆ ν(СО₂^¯)_acc=1640 cм^-1, ν(СО₂^¯)_cим=1420 см^-1.

Участие группы NH₂ в связи с Cu⁺² приводит к тому, что валентные колебания ν(NH)=2730 см^-1 группы NH₂ в Met в соединениях CuMet₂ либо смещаются до значений ν(NH)=2700 см^-1 в CuMet₂, либо отсутствуют, как в CuMet∙2Н₂О и CuMetВ₆. Это наблюдается и в полосах поглощения, расположенных в дальней ИК-области. Так, колебания группы NH₂, соответствующей 470 см^-1, и группы NH-422 см^-1 в метионине, появляется полоса поглощения 462 см^-1 в CuMet₂ и 447 см^-1 в CuMet∙2Н₂О, а в сложном соединении вообще отсутствует.

В ИК-спектре комплексов имеются полосы валентных и деформационных колебаний NH₃⁺- группы 3000–2970 и 1533 см^-1, а также полосы, относящиеся к ионизированной карбоксильной группе (1600–1414 см^-1). Из вышесказанного следует, что S-метионин хорошо совмещается в координационных сферах с аминокислотами и витаминами.

В ИК-спектрах соединений меди с метионином и пиридоксином выделяются полосы поглощения в области 2660–3400 см^-1 и 1530–1300 см^-1, относящиеся к иону пиридиния. Кроме того, в спектре имеются полосы при 1310–1365 см^-1, характерные для фенолятов. Эти полосы отсутствуют в спектре свободного пиридоксина. Указанные факты в данном случае свидетельствуют о координации пиридоксина в биполярной форме с образованием связи через фенольный кислород. Расщепление полосы валентного колебания С-О-связи (1020 см^-1) указывает на участие 4-оксиметильной группы в координации биполярного пиридоксина.

Очень сложный спектр поглощения для Меt наблюдается в дальней ИК-области. Большинство полос поглощения не удается идентифицировать. Однако характер спектров поглощения комплексных соединений метионина в этой области существенно отличается друг от друга, что свидетельствует об индивидуальности каждого из этих соединений.

Список литературы:

1. Букин В.Р. Избранные труды. Биохимия витаминов. – М.: Наука, 1982. – С. 276, С. 280–286.
2. Климова В.А. Основные микрометоды анализа органических соединений. – М.: Химия, 1967 г.
3. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. – М.: Мир, 1966. – 411 с.
4. Химическая энциклопедия. – Т. 3. – 1976. – С. 202–203.
5. Шварценбах., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия, 1970. – 255 с.