Комплексы палладия и меди в реакциях окисления тиолов пероксидом водорода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.01, кандидат химических наук Степанова, Мария Анатольевна

• Степанова, Мария Анатольевна
• кандидат химических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат химических наук Степанова, Мария Анатольевна

Основные обозначения.

Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Тиолы и тиоаминокислоты как лиганды.

1.2 Тиолатные координационные соединения палладия и меди.

1.2.1 Соединения палладия.

1.2.2 Соединения меди.

1.3 Гидролиз координационных соединений ¿/-элементов.

1.4 Переходные элементы в качестве катализаторов окисления тиоаминокислот.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексы палладия и меди в реакциях окисления тиолов пероксидом водорода»

Селективное окисление тиоловых групп (-8Н) аминокислот, входящих в состав белков, под действием эндогенных окислителей (Н2Ог, N0 и др.) с образованием только дисульфидных связей (-8-8-) в настоящее время может быть отнесено к ключевым аспектам редокс-регуляции клеточных функций, т.к. такое окисление связывается с сигнальными процессами, протекающими в организме [1]. Известно, что и в обычных условиях тиоловые группы тиоаминокислот окисляются с формированием -8-8-связей достаточно легко, однако такой процесс протекает крайне медленно для того, чтобы быть сигнальным [2-4], поэтому в организме эти процессы катализируются металлсодержащими ферментами. Координационные соединения ¿/-элементов способны ускорять процессы окисления и в совокупности с биологически активными молекулами могут выступать в качестве моделей активных центров ферментов. В качестве таких соединений можно использовать би- и олигоядерные комплексы элементов с молекулами, среди которых следует выделить биологически важные тиолы и тиоаминокислоты, такие как цистеин, 2-аминоэтантиол, цистеинсодержащий трипептид - глутатион и их дисульфидные формы, а также метионин, в сумме составляющие 90% пула серы в организме [5, 6]. Т.о. процесс создания каталитических систем на основе комплексных соединений ¿/-элементов можно отнести к актуальным задачам не только теоретической, но и прикладной координационной химии, поскольку он тесно связан с синтезом, установлением строения и роли координационных соединений в катализе.

Для исследования относительной каталитической эффективности комплексных соединений в настоящей работе были использованы две модельные реакции окисления цистеин-содержащих тиолов: окисление глутатиона и окисление ацетилцистеина пероксидом водорода. Выбор этих тиолов был обусловлен тем, что:

1) они являются составной частью белков и содержатся в большом количестве в организме в свободном виде [2, 7];

2) и в глутатионе, и в ацетилцистеине присутствуют сразу 3 биологически важные группы - тиоловая, аминная и карбоксильная;

3) процесс окисления тиолов легко контролируется методом ВЭЖХ, т.к. как сами тиолы, так и их дисульфидные формы хорошо растворимы в воде;

4) полученные результаты могут быть распространены на другие биологически значимые тиоаминокислоты [8];

5) оба участвуют в большом круге биологических процессов, таких, как окисление кровяных телец, пост-трансляционная окислительно-восстановительная модификация белков, и многих других процессов, определяющих так называемый «тиол-дисульфидный статус» организма [7];

6) в настоящее время полученные результаты представляют интерес для производства лекарственных препаратов подобных, выпускаемым в настоящее время, препаратам: Глутоксим, Моликсан и некоторым другим.

Пероксид водорода является одним из естественных эндогенных окислителей. Ему в настоящее время отводится роль вторичного посредника в трансдукции разнообразных сигналов [3]. Мишенями пероксида водорода являются, прежде всего, тиоловые - БН-группы белковых молекул, принадлежащие к боковым цепям остатков цистеина [2, 9].

Цель работы заключалась в исследовании реакций каталитического окисления тиолов пероксидом водорода, в присутствии координационных соединений палладия и совместно меди и палладия, а также в установлении роли строения координационных соединений Рс1 и Си в формировании каталитических систем, способных к селективному окислению тиоловых групп тиоаминокислот только до их дисульфидных форм.

Конкретные задачи исследования включали:

- разработку методик синтеза тиолатмостиковых комплексов палладия с биологически активными тиолами и методик получения монокристаллов комплексов, пригодных для рентгеноструктурного анализа (РСА);

- исследование гомогенных каталитических процессов окисления тиолов пероксидом водорода в присутствии ультрамалых количеств координационных соединений меди(П), палладия(П) и совместно меди(П) и палладия(П) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ); сопоставление их относительной каталитической эффективности;

- выявление влияния природы азотсодержащих лигандов исходных моноядерных комплексов палладия и рН среды на тип и ядерность соединений, образующихся при взаимодействии с тиолами.

Заключение диссертации по теме «Неорганическая химия», Степанова, Мария Анатольевна

Основные выводы

1. Разработаны методики синтеза и рентгеноструктурно охарактеризован ряд моноядерных, биядерных и полиядерных комплексов палладия с тиомочевиной, аллилтиомочевиной, дистеамином, тиогликолевой кислотой, 2-аминоэтансульфиновой кислотой. Показано, что рН реакционной среды оказывает значительное влияние на тип и ядерность образующихся комплексов палладия.

2. Установлено, что биядерные тиолатмостиковые комплексы палладия [Рёг^-ае^СрЬеп^К^Юз^'НгО легко образуются при гидролизе исходного аминатного комплекса [Рс1(рЬеп)С12], который в зависимости от типа тиола (сульфид или дисульфид) может вести себя и как окислитель и как восстановитель. В случае алифатических аминатных или аммиачного комплексов палладия (таких как: г/мс-[Рё(МНз)2С12], [Рс1(1:теп)С12]) происходит более глубокий процесс деструкции и окисления тиолатного лиганда.

3. Методом ВЭЖХ проведена оценка и сравнение относительных

7 9 каталитических эффективностей ультрамалых количеств (10" -10" моль/л) 15 катализаторов в реакциях окисления глутатиона и ацетилцистеина пероксидом водорода. Показано, что все они обладают большей активностью, чем у г/мс-[Р1(МН3)2С12], принятой за условный ноль. Однако селективное окисление достигается только в случае 6 каталитических систем: г/г/с-[Ра(ЫН3)2С12], [Рё(рЬеп)С12], [Рс1(сНру)С12]; г/мс-[Ра(ЫН3)2С12] + СиС12, [Ра(рЬеп)С12] + [Си(рЬеп)С12], [Рё(сНру)С12] + [Си(сНру)С12].

4. Показано, что добавление соединений меди к комплексам палладия приводит к повышению эффективности каталитического действия последних.

5. Предложены вероятные маршруты реакций окисления тиолов Рс1- и Рс1-Си-катализаторами. На основании полученных экспериментальных

-1 Обданных и квантовохимических расчетов высказана гипотеза, согласно которой процессы устойчивого селективного каталитического окисления -8Н групп тиоаминокислот только до их дисульфидных форм -8-8- протекают как внутримолекулярные радикальные реакции, осуществляющиеся на биядерных каталитических центрах РсЬ(ц-ОН)2. входящих в состав олигоядерных координационных ансамблей.

-107

1.5 Заключение

В целом, обобщая литературные данные, можно сделать заключение о том, что изучение процессов каталитического окисления тиолов с использованием координационных соединений ¿/-элементов привлекает пристальное внимание химиков уже давно. В тоже время обзорные биохимические работы [1, 2, 9] однозначно показывают, что интерес к процессам каталитического окисления аминотиолов в последние три года заметно возрос благодаря открытию биологической значимости глутатиона, который на сегодняшний день биохимики считают самым мощным природным антиоксидантом, лучшим средством клеточной защиты и одним из гарантов здоровья индивида [9]. Однако, в химической литературе процессы каталитического окисления тиолов до настоящего времени, рассматривались только со стороны промотирования их эквимолярными (1:1) и избыточными (1:4) [8] концентрациями соединений ¿/-элементов. Кроме того, в качестве катализаторов использовались главным образом простые соли и моноядерные комплексы металлов, содержащие только простейшие ацидолиганды. Исключение составляет один г/мс-[Р1(МН3)2С12].

Такой подход позволял дать разумное представление о наиболее вероятном механизме протекания процесса в том случае, когда удавалось определить строение координационного соединения ¿/-элемента, участвующего в процессе каталитического окисления: кат

2Я8Н-2е + Ох -- Я88К + 2Н+ где Ох - эндогенные окислители, так называемые «активные формы кислорода» (АФК: Н202, N0 и др.) [29, 119, 120].

Таким образом представление о том, как в принципе могут взаимодействовать между собой металлический центр и тиол в общих чертах было достигнуто уже к началу 70-х годов. В дальнейшем быстрое развитие техники РСА к началу настоящего столетия, привело к пониманию многих процессов, происходящих на макроуровне, однако, не дало возможности подойти к понимаю процессов протекающих на микроуровне, в области действия малых и ультрамалых концентраций или, говоря другими словами, в области действия истинного катализа.

Исследованию систем, содержащих микроколичества комплексов

П О

-элементов (концентрация катализатора 10" -10" моль/л, молярное отношение тиоаминокислота или пептид/координационное соединение ¿/-элемента 1:1000), после первой работы Мэтьюса и Волкера [112] конца XIX, начала XX веков, практически внимания не уделялось, несмотря на четкое понимание их значимости [12].

Вполне очевидно, что при подходе к каталитическому окислению серосодержащих пептидов в присутствии микроколичеств комплексов ¿/-элементов строго установить истинное строение комплекса ¿/-элемента в настоящее время еще трудно. Проблемой в этом случае становится проблема перехода твердая фаза комплекса ¿/-элемента - сильно разбавленный раствор комплекса ¿/-элемента. В сильно разбавленных водных растворах гидролитические превращения комплекса ¿/-элемента начинают играть заметную роль. С теоретической точки зрения проблема носит фундаментальный характер, так как получение прямой информации о строении гидролизованного комплекса, также как и о его возможных интермедиатах (например, с помощью таких методов как РСА или ЯМР) в этом случае невозможно. Непрямые методы исследования строения (например, масс- или ЕХАРБ-спектрометрия), вследствие слишком низкой концентрации комплекса и приборных особенностей, неизбежно сопряжены с большими осложнениями и неоднозначной интерпретацией. Поэтому наиболее информатированными методами, дающими общее представление о протекающих в этом случае процессах, по-прежнему остаются традиционные модельные подходы, базирующиеся, в частности, на квантовохимических расчетах, потенциально способных определить энергетически наиболее вероятные механизмы процессов окисления тиолов.

Достижения последних лет в области биохимии и медицинской химии, связанные с тиол-дисульфидным статусом в живом организме, поставили перед теоретической и прикладной координационной химией фундаментальную проблему установления взаимосвязи между строением каталитического центра и процессами селективного окисления тиольных групп (-8Н) серосодержащих белков только до их дисульфидных форм (-Б-Б-) в том случае, когда металлокомплексный катализатор вводится в физиологически приемлемых условиях (1, °С; рН) и концентрациях в виде акво-, гидроксо- или аквогидроксо-би- или более высокоолигомеризованных комплексов ¿/-элементов в ультрамалых количествах.

Тем самым, обзор современной литературы однозначно свидетельствует об актуальности и значимости цели и основных задач настоящей работы.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Материалы и используемое оборудование

В работе использовались реактивы:

ЗАО «Вектон»: AgN03 (хч), КС1 (хч), НС1конц. (хч), HN03koh„ (хч); NaOH (хч), H2S04kohu. (хч), ледяная СН3СООН (хч), КМп04 (хч), СиС12 2Н20 (хч), CH3COONH4 (хч), 2,2'-дипиридил (хч), 1,10-фенантролин гидрат (чда); CF3COOH (чда), безводный CH3COONa (чда), тиомочевина (чда), аллилтиомочевина (чда); 50% раствор NH2(CH2)2NH2 (ч), 100%-ный раствор (CH3)2N(CH2)2N(CH3)2 (ч), тиогликолевая кислота (ч); (NH4)2S04 (осч); Н202 (осч), не стабилизированный (титр устанавливали методом перманганатометрии перед экспериментом);

PdCl2 (хч, содержание Pd 59.1%) «Реахим»;

CF3COOAg (синтезировали из Ag20 и CF3COOH по методике [121]; цис-[Pt(NH3С1)2] (> 99.9% for catalysis) «Aldrich»;

N-ацетил-Ь-цистеин (> 99.0%, for biochemistry), цистеамин гидрохлорид (> 97.0%), D-цистеин (> 98.0%, for biochemistry) «Merck»; цистамин дигидрохлорид (> 98.0%, for biochemistry) «Fluka»;

L-глутатион восстановленный (> 98.5%, for biochemistry), глутатион окисленный (> 99.0%, HPLC) «Sigma»; деионизованная вода (проводимость 1.8-2.0 мкСм/см при 25°С); дистиллированная вода (проводимость 2.8 мкСм/см при 25°С); растворители классом не ниже ч.д.а.

Для приготовления растворов и проведения анализов применяли реактивы и растворители без дополнительной очистки.

Лабораторное оборудование для проведения эксперимента:

- полумикро весы аналитические VIBRA AF-R220CE;

- жидкостной циркуляционный термостат LOIP LT-105a;

- термостат колонки ВЭЖХ Shimadzy СТО-2А;

- ультразвуковая водяная ванна УЗВ - 7/100 ТН-РЭЛТЕК.

2.2 Методы исследования

ЭСП растворов комплексов записывали на спектрофотометре СФ-56 в интервале 200-1100 нм в кварцевых кюветах с 1 = 1 см.

ИК спектроскопия. ИК спектры образцов, таблетированных с КВг, регистрировали в области 5000 400 см"1 на ИК-Фурье-спектрометре Инфраспек ФСМ-1202.

Рентгеноструктурный анализ монокристаллов комплексов проводился на автоматическом дифрактометре Bruker Smart APEX II CCD (Mo Кд-излучения, X = 0.71073 Â, графитовый монохроматор (исследования выполнены в СПбГУ на кафедре кристаллографии к.г.-м.н. Гуржием В.В.). Структуры решены прямым методом и уточнены в анизотропно-изотропном приближении для неводородных атомов и изотропном приближении для атомов водорода - полноматричным МНК с использованием программного комплекса SHELXL-97 [122].

Масс-спектрометрическне исследования (ESI-MS) проводились на масс-спектрометре высокого разрешения LTQ Orbitrap (Thermo, США). Ионизация образцов проводилась методом распыления в электрическом поле («электроспрей»). Регистрацию масс-спектров проводили на орбитальной ловушке Orbitrap с разрешением 30 000. Скорость потока 0.2 мл/мин, давление в игле небулайзера - 60 Psi, скорость осушающего газа - 12 л/мин, температура в источнике 250°С, напряжение на капилляре 3.5 кВ, противоэлектроде 120 В, режим положительные и отрицательные ионы, исследуемый диапазон масс 50-2000. Измерения выполнены вед. научн. сотр., д.х.н. Мильманом Б.Л., ВНИИМ.

Потенциометрические исследования проводились на профессиональном ионометре-кондуктометре Sartorius РР-50.

Атомно-абсорбционный анализ конечной концентрации катализатора в исследуемых системах осуществляли с помощью зеемановского атомно-абсорбционного спектрометра с электротермической атомизацией МГА-915 с графитовой кюветой Массмана с пирографитовым покрытием (НПФ АП «Люмэкс»).

Гравиметрический анализ полученных соединений на содержание палладия и меди в синтезированных комплексах проводился по следующей методике. Навеску анализируемого вещества (70-100 мг) помещали в кварцевый тигель, предварительно доведенный до постоянной массы, и прокаливали на воздухе при ~600°С в течении часа. После охлаждения тигель нагревали в токе водорода при температуре ~800°С в течении двух часов до образования металла. Затем тигель охлаждали, не прекращая подачу водорода, и выдерживали перед взвешиванием в эксикаторе в течение 20 минут.

Элементный анализ на содержание углерода, азота и серы проводили с помощью CHNS-анализатора LECO CHNS(0)-932.

Элементный анализ на хлор. Анализ синтезированных комплексов на содержание хлора проводился по следующей методике. Навеску образца массой (50-100 мг) растирали в агатовой ступке с 0.5-1.0 г Na2C03 и помещали в платиновый тигель, предварительно доведенный до постоянной массы. Тигель прокаливали на воздухе при 700-800°С в течении 1.0-1.5 часов. Полученный спек растворяли в разбавленной азотной кислоте и проводили потенциометрическое титрование раствором нитрата серебра с использованием серебряного электрода относительно насыщенного хлор-серебряного электрода [123].

Высокоэффективная жидкостная хроматография. За протеканием реакции окисления тиолов следили, используя метод ВЭЖХ. Хроматограф Shimadzy LC-10AS, колонка - Kromasil 100-5С18, размер: 4.6 х 250 мм, детектирование при 220 нм, детектор Jasco UV-975, подвижная фаза - раствор 2 % ацетонитрила, 0.1 % трифторуксусной кислоты в 0.05М сульфате аммония, скорость подачи: 1.00 - 2.00 мл/мин, объем анализируемого образца - 20 мкл.

Ультраэффективная жидкостная хроматография (УЭФХ). Ряд хроматографических исследований был выполнен на ультраэффективном жидкостным хроматографе со спектрофотометрическим (диодно-матричным) детектором Acquity (Waters, США), колонка - ВЕН С18, размер: 2.1 х 100 мм, детектирование при 220 нм, подвижная фаза ацетонитрил с 0.05% трифторуксусной кислоты, скорость подачи: 0.2 мл/мин, объем анализируемого образца - 2 мкл. Исследования выполнены к.х.н. Журкевич И.К.

Квантовохимические расчеты. Расчеты электронной и геометрической структуры соединений каталитических циклов были выполнены с использованием программного комплекса Jaguar 7.6 [124] методом DFT B3LYP в 6-31G** базисе для атомов непереходных элементов. Для атома палладия использовали эффективный псевдопотенциал остова HW [125] с соответствующим валентным базисом. Расчеты выполнены на кафедре неорганической химии СПбГТИ(ТУ) доц. Паниной Н.С. и на каф. квантовой химии СПбГУ вед. научн. сотр. Паниным А.И.

ТСХ проводили на пластинках «Silufol-254UF». Комплексные соединения обнаруживали в ультрафиолетовом свете в виде темных пятен. Элюент: изобутиловый спирт : метанол : тетрахлорметан : вода - 7 : 5 : 2.5 : 1.7 по объему.

2.3 Методика каталитического окисления глутатиона и ацетилцистеина

Приготовление каталитических систем

Глутатионовая система. К навеске 0.030 г (0.1 ммоль) глутатиона, растворенной в 4 мл воды, при постоянном перемешивании добавляли 2 мл водного раствора 0.008 г (0.2 ммоль) гидроксида натрия и 1 мл (0.1 • 10"3 ммоль) раствора или взвеси исследуемого образца катализатора, что соответствует соотношению катализатор:GSH, равному 1:1000. Объем полученного раствора доводили до 20 мл ацетатным буферным раствором так, чтобы рН раствора составлял 6.20±0.01 и не менялся в ходе протекания процесса окисления глутатиона (буферная емкость раствора значительно превышает количества выделяющихся ионов водорода). Реакционную смесь термостатировали при 25.0±0.5 °С в течение 10 минут, а затем в полученный раствор вносили аликвоту окислителя - 0.1 ммоль пероксида водорода. Отсчет времени реакции начинали сразу после внесения пероксида водорода.

Ацетилцистеиновая система. Окисление ацетилцистеина проводили аналогичным образом. К 0.0160 г (0.1 ммоль) ацетилцистеина, растворенным в 4 мл воды, при постоянном перемешивании добавляли 2 мл водного раствора 0.008 г (0.2 ммоль) гидроксида натрия и 1 мл (0.1 10" ммоль) раствора или взвеси исследуемого образца катализатора. Объем полученного раствора доводили до 20 мл ацетатным буферным раствором так, чтобы pH раствора составлял 6.20±0.01. Реакционную смесь термостатировали при 25.0±0.5 °С в течение 10 минут, а затем в полученный раствор вносили аликвоту пероксида водорода (0.1 ммоль). Временем начала реакции считали момент внесения пероксида водорода.

Все реакции проводили в аэробных условиях. Во всех исследованных системах использовали деионизованную воду. Полноту протекания реакций контролировали методом ВЭЖХ. За условный ноль в модельных системах принимали эффективность окисления глутатиона и ацетилцистеина комплексом ^MC-[Pt(NH3)2Cl2]. Концентрацию комплексов, обладающих каталитической эффективностью подбирали таким образом, чтобы она

7 9 находилась в интервале 10" -10" моль/л.

2.3.1 Приготовление растворов комплексов палладия

В качестве катализаторов использовали следующие комплексы палладия: */Mc-[Pd(NH3)2Cl2], [Pd(dipy)Cl2], [Pd(phen)Cl2], [Pd(en)Cl2], [Pd(tmen)Cl2].

В мерную колбу на 1 л, отградуированную при 25°С, загружали 0.1 ммоль комплекса палладия и доводили деионизованной водой до отметки. Для образования однородного коллоидного раствора (взвеси), откуда отбирали аликвоту (1 мл) катализатора, колбу со смесью помещали в ультразвуковую ванну на 20 мин.

2.3.2 Приготовление растворов комплексов меди

В работе для исследования были выбраны следующие соединения меди: [Си(сПру)С12], [Си(сИру)2С1]С1- 5Н20, [Си(<Кру)3]С12-6Н20, [Си(рЬеп)С12], [Си(рЬеп)2С1]С1-5Н20, [Си(рЬеп)3]С12-7Н20 и СиС12-2Н20.

В мерную колбу на 1 л, отградуированную при 25°С, загружали 0.1 ммоль соли меди и доводили деионизованной водой до отметки. После полного растворения соединения отбирали аликвоту водного раствора катализатора (1 мл).

2.3.3 Растворы, содержащие совместно комплексы палладия и меди

В эксперименте в качестве катализаторов использовали соединения палладия с добавлением солей меди. Для этого в мерную колбу на 1 л, отградуированную при 25°С, загружали 0.09 ммоль сухой соли палладия, добавляли -500 мл деионизованной воды и полученную смесь диспергировали в течение 5 минут в ультразвуковой ванне, затем в колбу приливали 10 мл водного раствора 0.01 ммоль соли меди и доводили деионизованной водой до отметки. Полученную суспензию помещали в ультразвуковую ванну на 20 минут и отбирали аликвоту (1 мл) катализатора.

В ходе работы были испробованы разные соотношения Р(1 и Си, но в качестве оптимального выбрали соотношение Рс1:Си, равное 9:1.

2.4 Масс-спектрометрические исследования окисления глутатиона коплексами [Рс1(еп)С12] и [Рб(рЬеп)С12]

Для проведения масс-спектрометрических и хроматографических (методом УЭФХ) исследований комплексов [Рс1(еп)С12] и [Рс1(рЬеп)С12] приготавливали 2 типа растворов с Н202 и без Н202.

Растворы с пероксидом водорода

В колбу на 250 мл, примерно на половину заполненную водой, загружали 0.0072 г (0.03 ммоль) [Pd(en)Cl2]. К полученной суспензии после диспергирования в течение 5 минут в ультразвуковой ванне добавляли 20 мл водного раствора, содержащего 0.9324 г (3.00 ммоль) GSH с 0.1200 г (3.00 ммоль) NaOH, и доводили водой до отметки. Конечную смесь термостатировали при 40°С до полного растворения исходных веществ и вносили 3.00 ммоль Н202 (раствор 1).

В колбу на 250 мл загружали 0.0054 г (0.015 ммоль) [Pd(phen)Cl2] и -100 мл воды. К полученной взвеси после диспергирования в ультразвуковой ванне в течение 5 минут добавляли 0.4640 г (1.5 ммоль) GSH с 0.0600 г (1.5 ммоль) NaOH, растворенные в 20 мл воды, и доводили водой до отметки. Полученную смесь термостатировали при 40°С до полного растворения исходных веществ и приливали 1.50 ммоль Н202 (раствор 2).

Растворы без пероксида водорода

Растворы приготавливали аналогичным способом, но без добавления аликвоты окислителя. В колбу на 250 мл загружали 0.0072 г (0.03 ммоль) [Pd(en)Cl2] и диспергировали в ультразвуковой ванне в -100 мл воды в течение 5 минут. К полученной суспензии приливали 20 мл водного раствора, содержащего 0.9324 г (3.00 ммоль) GSH с 0.1200 г (3.00 ммоль) NaOH, и доводили водой до отметки. Конечную смесь термостатировали при 40°С до полного растворения исходных веществ (раствор 3).

Для приготовления раствора 4 в колбу на 250 мл загружали 0.0054 г (0.015 ммоль) [Pd(phen)Cl2] и добавляли -100 мл воды. В полученную после диспергирования в ультразвуковой ванне в течение 5 минут суспензию вносили 20 мл водного раствора 0.4640 г (1.5 ммоль) GSH с 0.0600 г (1.5 ммоль) NaOH, и доводили до отметки водой. Полученную смесь термостатировали при 40°С до полного растворения исходных веществ (раствор 4).

В приготовлении растворов использовали только деионизованную воду. Полученные растворы выжерживали 7 дней при температуре ~5°С, затем проводили исследование. Соотношение комплекстлутатион во всех системах составляло 1:100.

2.5 Синтез комплексов палладия 2.5.1 Исходные хлоридные моноядерные комплексы палладия

В качестве исходных комплексов для исследования их взаимодействий с тиолами в работе использовали: К2РёСЦ (2.1), цис-[Рс1(№1з)2С12] (2.И), [Рё(еп)С12] (2.Ш), [Рё(1теп)С12] (2.1У), [Рё(Шру)С12] (2.У), [Рс1(рЬеп)С12] (2.У1). Соединения 2.1 - 2.Ш были синтезированы по методикам, описанным в справочнике [126], 2.ГУ - 2.VII по методикам, аналогичным тем, которые приведены в работе [127], но вместо К2Р1С14 использовали КгРсЮЦ и вместо сИру в случае IV и VI использовал 1:теп и рЬеп соответственно.

К2Рс1С14 (2.1).

Найдено, %: С143.1, Рс1 32.8, N - не обнаружен.

Вычислено для К2С14Рс1, %: С1 43.4, Рс1 32.6.

Комплекс хорошо растворим в воде, метаноле и этаноле. цис-[Рс1(МН3)2С12] (2.11).

Найдено, %: N 13.0, С1 31.5, Рё 50.5.

Вычислено для Н6К2С12Рс1, %: N 13.3, С1 32.6, Рс1 50.3.

ИК спектр (КВг), утах, см-1: 1247 , 1607, 3311.

Комплекс практически не растворим в стандартных растворителях: метаноле, этаноле, бензоле, тетрахлорметане, 1,2-дихлорэтане; малорастворим в воде.

Каждую свежую приготовленную порцию 2.П исследовали методом восходящей ТСХ. Анализ показал наличие небольшого количества транс-изомера. (На хроматограмме присутствуют 3 пятна с 0 (остатки исходного образца), 0.3 цис-изомер), 0.8 (транс-изомер). Интенсивность пятна со значением Rf 0.3 значительно превосходит интенсивность пятна со значением Rf 0.8. [Pd(en)Cl2] (2.III).

Найдено, %: С 10.2, N 12.0, С1 28.6, Pd 45.3.

Вычислено для C2H8N2Cl2Pd, %: С 10.1, N 11.8, С1 29.9, Pd 44.8.

Ж спектр (KBr), vmax, см"1: 554, 738,1056, 1098,1455,1468, 1558, 3208, 3259.

Комплекс практически не растворим в метаноле, этаноле, бензоле, диэтиловом эфире, тетрахлорметане, 1,2-дихлорэтане; малорастворим в воде.

Pd(tmen)Cl2] (2.IV).

Найдено, %: С 24.8, N 9.6, С1 23.3, Pd 36.9.

Вычислено для C6H16N2Cl2Pd, %: С 24.6, N 9.5, С1 24.2, Pd 36.3.

Ж спектр (KBr), vmax, см-1: 508, 772, 808, 956, 1008, 1044, 1126, 1280, 1401, 1468, 2911.

Комплекс 2.IV впервые охарактеризован методом РСА. Монокристаллы комплекса были выделены из маточного раствора после отфильтровывания основной части продукта 2.IV в виде желтого порошка, для этого раствор выдерживали на воздухе при комнатной температуре, и со временем из него выпадали мелкие оранжевые кристаллы в виде ромбов, пригодные для РСА.

Комплекс малорастворим в метаноле, этаноле, бензоле, тетрахлорметане, 1,2-дихлорэтане, воде.

Pd(dipy)Cl2] (2.V).

Найдено, %: С 36.2, N 8.3, С1 20.6, Pd 32.1.

Вычислено для C10H8N2Cl2Pd, %: С 36.0, N 8.4, С1 21.3, Pd 31.9.

ИК спектр (KBr), vmax, см-1: 409, 718, 760, 1039, 1072, 1111, 1166, 1311, 1450, 1469, 1499, 1602,3051.

Комплекс практически не растворим в метаноле, этаноле, бензоле, диэтиловом эфире, тетрахлорметане, 1,2-дихлорэтане, ацетоне; малорастворим в воде.

Ра(ркеп)С12] (2.У1).

Найдено, %: С 41.5, N 8.1, С1 19.1, Рс129.7.

Вычислено для С12Н8М2С12Рс1, %: С 40.3, N 7.8, С1 19.8, Рс129.8.

ИК спектр (КБг), утах, см-1: 437, 709, 724, 782, 842, 1111, 1154, 1223, 1408, 1426, 1514, 1584, 1605,3063.

Комплекс малорастворим в воде и практически не растворим в метаноле, этаноле, бензоле, диэтиловом эфире, тетрахлорметане, ацетоне, 1,2-дихлорэтане.

2.5.2 Тиолсодержащие комплексы палладия 2.5.2.1 Моноядерные

Рс1(ркеп) (Ш)2](Ы03)2 (2. VII). К суспензии 0.15 г (0.42 ммоль) [Р(1(рЬеп)С12] в 20 мл воды добавляли 0.14 г (0.84 ммоль) AgNOз. После нагревания реакционной смеси на водяной бане в течение 30 минут и удаления выпавшего осадка А§С1 к полученному желтому раствору добавляли 0.03 мг (0.42 ммоль) тиомочевины в 5 мл метилового спирта. Из маточного раствора при медленном упаривании на воздухе выпадали пригодные для РСА оранжевые кристаллы [Р{1(рЬеп)(Ш)2](М03)2 [128] в виде ~1 мм игл. Комплекс хорошо растворим в воде. Выход -60% в пересчете на Рс1.

Найдено, %: С 28.8, N 21.5, Рс1 19.5, Б 12.3.

Вычислено для С14Н16Н8ОбРа82, %: С 29.9, N 19.9, Р<118.9, в 11.4.

ИК спектр (КБг), V™*, см-1: 485, 716, 820, 851, 1331, 1367, 1426, 1516, 1647,3063,3131,3307.

Кристаллографические данные РСА комплекса приведены в таблице 1 и депонированы в Кембриджском банке структурных данных (Cambridge Crystallographic data centre): CCDC № 800840.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Степанова, Мария Анатольевна, 2012 год

1. Быстрова М.Ф., Буданова Е.Н. Перекись водорода и пероксиредоксины в редокс-регуляции внутриклеточной сигнализации // Биол. мембраны. 2007. Т. 24. № 2. С. 115-125.

2. Октябрьский О.Н., Смирнова Г.В. Редокс-регуляция клеточных функций // Биохимия. 2007. Т. 72. № 2. С. 158 174.

3. Fedoroff N. Redox regulatory mechanisms in cellular stress responses. // Annal. Bot. 2006. V. 98. P. 289 300.

4. Filomeni G., Rotilio G., Ciriolo M.R. Cell signaling and the glutathione redox system. // Biochem. Pharmacol. 2002. V. 64. P. 1057 1064.

5. Торчинский Ю.М. Сульфгидрильные и дисульфидные группы белков. // М.: Наука. 1971.228 с.

6. Торчинский Ю.М. Сера в белках. // М.: Наука. 1977. 302 с.

7. Соколовский В.В. Тиолдисульфидная система в реакции организма на факторы окружающей среды. // С-Пб.: Наука. 2008. 121 с.

8. Проблемы современной бионеорганической химии // Сб. статей. Новосибирск: Наука. 1986.312 с.

9. Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н. Глутатион у бактерий. // Биохимия. 2005. Т. 70. Вып. 11. С. 1459- 1473.

10. Беляев А.Н., Симанова С.А. Кислородмостиковые карбоксилатные комплексы кобальта, родия и иридия. // Коорд. химия. 2002. Т. 28. № 3. С. 1 10.

11. Оаэ С. Химия органических соединений серы. // М.: Химия. 1975. 512 с.

12. Басоло Ф., Пирсон Р. Механизмы неорганических реакций / Пер. с англ. Под ред. Ермакова А.Н. // М.: Мир. 1971. 592 с.

13. Singhal A., Jain V.K., Mishra R., Varghese В. Organochalcogenido-bridged dimeric 2-methylallylpalladium complexes: synthesis, structure and their transformation into palladium chalcogenides. // J. Mater. Chem. 2000. V. 10. № 5. P. 1121 -1124.

14. Alyea E.C., Kannan S., Ferguson G. cis-|j,-Chloro-ja-p-toluenethiolato-bischloro(triethylphosphine)palladium., // Acta Crystallogr. Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 2000. V. 56. P. e493 e494.

15. Miyashita Y., Arai S., Yamada Y., Fujisawa K., Okamoto K. anti-Bis(^i-2-ammonioethanethiolato-K2S:S)bisdichloropalladium(II). dihydrate. // Acta Crystallogr. SectC: Cryst.Struct.Commun. 2001. V. 57. P. 1393 1394.

16. Redon R., Cramer R., Bernes S., Morales D., Torrens H. Allyl-palladium compounds with fluorinated benzenethiolate ligands. X-ray crystal structure of (r|3-C3H5)Pd(|>-SC6H4F4)2Pd(Ti3-C3H5). // Polyhedron. 2001. V. 20. № 26 27. P. 3119 - 3125.

17. Tovilla J.A., Vilar R., White A.J.P. A di-palladium urea complex as a molecular receptor for anions. // Chem. Commun. 2005. № 38. P. 4839 4841.

18. Stash A.I., Perepelkova T.I., Noskov Yu.G., Buslaeva T.M., Romm I.P. Synthesis and structure of a new Pd(II) thiolate complex Pd2([¿-SC3H7)2(NH3)2. // Koord. Khim.(Russ. Coord.Chem.) 2001. V. 27. № 8. P. 624 628.

19. Shimizu D., Takeda N., Tokitoh N. Unusual carbon-sulfur bond cleavage in the reaction of a new type of bulky hexathioether with a zerovalent palla-dium complex. // Chem.Commun. 2006. № 2. P. 177 179.

20. Valacchi G., Davis P. A. Oxidants in Biology: A Question of Balance. // Springer. 2008. 324 p.

21. Jordan P. A. Extracellular Disulfide Exchange and the Regulation of Cellular Function/ P. A. Jordan, J.M. Gibbins // Antioxidants & Redox signaling. 2006. Y.8, № 3&4. P. 312 324.

22. Пратт Дж. Основы катализа металлоферментами. // Методы и достижения бионеорганической химии (Ред. К. МакОлифф). М.: Мир. 1978. 259 с.

23. Pneumatikakis G. Interactions of cysteinato-0-methylesterpalladium(II)-|x-dichloro-cysteinato-O-methylesterpalladium(II) with nucleosides and AMP. // Inorg. Chim. Acta. 1983. V. 80. P. 89-94.

24. Petrova G.P., Petrusevich Yu.M., Evseevicheva A.N. Molecular Clusters in Water Protein Solutions in The Presence of Heavy Metal Ions // General Physiology and Biophysics. 1998. V.17. № 2. P. 97-104.

25. Петрова Г.П., Петрусевич Ю.М., Евсеевичева A.H. Роль тяжелых металлов в образовании белковых кластеров в водных растворах. // Вестник МГУ. Сер. Физ. Астр. 1998. №4. С. 71 76.

26. McAullffe С.А., Murray S.G. Metal complexes of sulphur-containing amino acids // Inorg.Chim.Acta. Reviews. 1972. V. 6. P. 103 -121.

27. Гасанов Х.И., Мирзаи Д.И., Фатуллаева С.С., Иванова Н.А., Ефименко И.А. Синтез и исследование комплексов платины(Н) с D-пеницилламином // Коорд. хим. 1998. Т. 24. № 6. С. 435-437.

28. Ефименко И.А., Гасанов Х.И., Горбунова Ю.Е., Курбакова А.П., Михайлов Ю.Н. Новый гексаядерный комплекс Pd(II) с /?-мсркаптоэтиламипом некластерного типа Pd6(NH2CH2CH2S)8.Cl4 «Н20 (п = 5, 10) // Докл. Акад. Наук. Сер. хим. 1992. Т. 326. № 4. С. 654-657.

29. Степанова М.А. Реакции цис-диаминатных комплексов палладия (II) с 2-аминоэтантиолом // Тезисы докладов на V Всероссийской конференции студентов и аспирантов. Изд.: ВВМ. Санкт-Петербург. 2011. С. 165-166.

30. Гринштейн Дж., Виниц М. Химия аминокислот и пептидов. -М.: Мир. 1961. 826 с.

31. Capdevila M., Clegg W., Gonzalez-Duarte P., Harris В., Mira I., Sola J., Taylor I.C. Dipalladium and diplatinum bis(n-alkanethiolato) complexes with a planar M2S2 ring // J.Chem.Soc. Dalton Trans. 1992. № 19. P. 2817-2826.

32. Karet G.B., Kostic N.M. Rapid, catalytic hydrolysis of methionine-containing dipeptides by a dinuclear palladium(II) complex having thiolate bridging ligands. // Inorg.Chem. 1998. V. 37. №5. P. 1021 1027.

33. McAullffe C.A., Perry D.W. Transition metal complexes of the zwitterionic amino acid DL-methylsulfoniummethioninate and of the amido acid derived from it by facile amine deprotonation//Inorg. Chim. Acta. 1974. V. 10. P. 215-220.

34. McAullffe C.A., Quagllano J.V., Vallarino L.M. Metal Complexes of the Amino Acid DL-Methionine. // Inorg. Chem. 1966. V. 5. № 11. P. 1996 2003.

35. Дятчина O.B., Семеняк JI.B., Скурлатов Ю.И. Окисление глутатиона кислородом и пероксидом водорода в присутствии ионов меди. // Химическая физика. 1992. Т.11. №9. С. 1255 -1259.

36. Dokken К.М., Parsons J.G., McClure J., Gardea-Torresdey J.L. Synthesis and structural analysis of copper(II) cysteine complexes // Inorg. Chimica Acta. 2009. V. 362. № 2. P. 395 -401.

37. Mauthner I. Beitrage zur Fluorescenz der Cysteine. // Z. Biol. 1901. 42. P. 176 186.

38. Neuburg C., Mayer P. Harze. Uuklassifizirte neutrale Verbindungen. // Z. Physiol. Chem. 1905. 44. P. 502 509.

39. Ray P., Sem D.N. Complexes of Copper(II) and cysteine. // J. Indian Chem. Soc. 1948. 25. P. 473 482.

40. Pirie N.W. The cuprous derivatives of some sulphydryl compounds. //J. Biochem. 1931. V. 25. P. 614-628.

41. Ray P., Bhaduri A. Formation of metal sulphides from cystine complexes// J. Indian Chem. Soc. 1950. V. 27. P. 297-304.

42. Kahler H., Lloyd B.J., Eden M. Electron Microscopic and Other Studies on a Copper-Cystine Complex. // J. Phys. Chem. 1952. V. 56. № 6. P. 768 770.

43. Livingstone S.E., Nolan J.D. Metal chelates of biologically important compounds. I. Complexes of DL-ethionine and S-methyl-L-cysteine. // Inorg. Chem. 1968. V. 7. № 7. P. 1447 1452.62.