Научная статья на тему 'Протолитические и комплексообразующие свойства 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина'

Протолитические и комплексообразующие свойства 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
176
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
4-ДИАМИНО-6-(КАРБАМОИЛМЕТИЛСУЛЬФИНИЛМЕТИЛ)-1 / 5-ТРИАЗИН / ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД / ПАВ / АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ГЕТЕРОЦИКЛЫ / АМИДНАЯ И СУЛЬФОКСИДНЫЕ ГРУППЫ / ПРОТОНИРОВАННЫЕ ФОРМЫ / МЕТОДЫ PH-МЕТРИИ / СПЕКТРОФОТОМЕТРИИ И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАВНОВЕСИЙ В РАСТВОРАХ / МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕХАНИКИ / КИСЛОТНО-ОСНόВНЫЕ СВОЙСТВА / КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ / 4-DIAMINO-6-(CARBAMOYLMETHYLSULPHINYL)-1 / 2 / 3 / 5-TRIAZINE / DIMETHYLSULPHOXIDE / SURFACTANT / NITROGEN-CONTAINING HETEROCYCLES / AMIDE AND SULPHOXIDE GROUPS / PROTONATED FORMS / POTENTIOMETRY / SPECTROPHOTOMETRY / MATHEMATICAL SIMULATION / METHOD OF MOLECULAR MECHANICS / ACID-BASE PROPERTIES / COMPLEX FORMATION

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Сальников Юрий Иванович, Боос Галина Арведовна, Фаттахов Саитарей Галяувич, Шулаева Марина Михайловна, Чмутова Галина Алексеевна

Исследованы растворы нового препарата - 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина, обладающего антитуберкулезной активностью, методами pH-метрии, спектрофотометрии, математического моделирования равновесий (программа CPESSP) и молекулярной механики [программный пакет ChemOffice (Ultra Version 12.0)]. Охарактеризованы протолитические свойства 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина. Выявлена тенденция вещества к самоассоциации при увеличении его концентрации в растворе. Определен состав и вычислены константы устойчивости комплексов соединения с медью(II). На основании анализа УФ-спектров поглощения получены первичные (качественные) данные о комплексообразующей способности 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина в отношении никеля(

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Сальников Юрий Иванович, Боос Галина Арведовна, Фаттахов Саитарей Галяувич, Шулаева Марина Михайловна, Чмутова Галина Алексеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

II) в водно-диметилсульфоксидном растворе и меди(II) в водном солянокислом растворе.A new compound with anti-tuberculosis activity was studied in a solution using potentiometric titration, spectrophotometry, mathematical simulation (CPESSP program), and the method of molecular mechanics [software package ChemOffice Ultra Version 12.0]. Acid-base properties of 2,4-diamino-6-(carbamoylmethylsulphinyl)-1,3,5-triazine were characterized. At the increase of concentration, the compound showed a tendency toward self-association. Composition and stability constants for the complexes with copper(II) were determined. Based on the analysis of ultraviolet absorption spectra, the primary (qualitative) data about the complexing ability with nickel(II) in a water-DMSO solution and with copper(II) in an aqueous hydrochloric acid solution were obtained.

Текст научной работы на тему «Протолитические и комплексообразующие свойства 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина»

Том 153, кн. 3

Естественные науки

2011

УДК 541.452:541.49:547.872/.874:546.56'74

ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ И КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА 2,4-ДИАМИНО-6-(КАРБАМОИЛМЕТИЛСУЛЬФИНИЛМЕТИЛ)-1,3,5-ТРИАЗИНА

Ю.И. Сальников, Г.А. Боос, С.Г. Фаттахов, М.М. Шулаева, Г.А. Чмутова, А.Р. Хусаинова, В.В. Неклюдов

Аннотация

Исследованы растворы нового препарата - 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсуль-финилметил)-1,3,5-триазина, обладающего антитуберкулезной активностью, методами рН-метрии, спектрофотометрии, математического моделирования равновесий (программа CPESSP) и молекулярной механики [программный пакет ChemOffice (Ultra Version 12.0)].

Охарактеризованы протолитические свойства 2,4-диамино-6-(карбамоилметил-сульфинилметил)-1,3,5-триазина. Выявлена тенденция вещества к самоассоциации при увеличении его концентрации в растворе. Определен состав и вычислены константы устойчивости комплексов соединения с медью(11). На основании анализа УФ-спектров поглощения получены первичные (качественные) данные о комплексообразующей способности 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина в отношении никеля(11) в водно-диметилсульфоксидном растворе и меди(11) в водном солянокислом растворе.

Ключевые слова: 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазин, диметилсульфоксид, ПАВ, азотсодержащие гетероциклы, амидная и сульфоксидные группы, протонированные формы, методы рН-метрии, спектрофотометрии и математического моделирования равновесий в растворах, метод молекулярной механики, кислотно-основные свойства, комплексообразование.

Введение

2,4-Диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазин - новый препарат [1], обладающий более высокой по сравнению с тубофеном [2] противотуберкулезной активностью (высокой видоспецифичностью и низкой токсичностью). Помимо диаминотриазина в состав препарата входят сульфоксид-ная и амидная группы. В литературе имеются сведения о свойствах соединений, содержащих по отдельности перечисленные функциональные группы. Что касается 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина, то его поведение в растворах не исследовали. Не изучены и кислотно-основные свойства соединения, не обсуждена его склонность участвовать в реакциях ком-плексообразования. Известно, тем не менее, что многие из противомикробных препаратов, в том числе и противотуберкулезные, являются прекрасными ли-гандами, увеличивающими в ряде случаев лечебный эффект самих препаратов.

В настоящей работе получены сведения о состоянии в растворе и протолити-ческих свойствах 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триа-

зина, оценено возможное взаимодеиствие соединения с типичными комплексо-образователями - медью(11) и никелем(11).

Экспериментальная часть

Исследование выполнено методами рН-метрического титрования и спек-трофотометрии. Значения рН растворов измеряли на рН-метре - рН-673 М. В качестве индикаторного электрода использовали стеклянный (ЭЛС - 43-07), электродом сравнения служил насыщенный хлорсеребряный. Стеклянный электрод калибровали для каждой концентрации водно-органического растворителя [3]. Электронные спектры поглощения (ЭСП) растворов зарегистрированы относительно растворителя на спектрофотометре Lambda 35 101N6112101 (Perkin-Elmer UV WinLab) и SPEKOL 11 в кварцевых кюветах (толщина поглощающего слоя 1 см).

2,4-Диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазин синтезировали согласно [1]. Диметилсульфоксид (ДМСО) очищали перегонкой [4]. Неионо-генное ПАВ Тритон Х-100 п-(трет-октил)фениловый эфир полиэтиленгликоля [C8Hi7-C6H4(OC2H4)9-i0OH] фирмы Ferak имело содержание основного вещества 98%.

Растворы 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина приготовлены по точной навеске. Соединение практически не растворимо в воде. Исследования выполнены в водно-диметилсульфоксидных растворах с содержанием ДМСО 20 и 40 об.%, а также в водных растворах в присутствии Тритона X-100. Ионную силу растворов создавали за счет их компонентов, поскольку введение фонового электролита понижает растворимость соединений и может влиять на процессы ассоциации в растворе. Рабочие растворы бескарбонатного гидроксида натрия, хлороводородной кислоты, нитратов меди(11) и никеля(11) приготовлены из реактивов марки «х.ч.». Концентрацию растворов устанавливали методами объемного анализа.

В ходе эксперимента растворы 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинил-метил)-1,3,5-триазина титровали pH-метрически растворами кислоты и щелочи в отсутствие и в присутствии меди(11). Титруемые растворы и титранты не отличались по концентрации органического растворителя. В случае ПАВ и тит-рант, и титруемый раствор содержали Тритон Х-100 в одинаковых концентрациях. Титрование с непрерывным вводом титранта проводили в термостати-руемой стеклянной ячейке (298 К). Титруемые растворы перемешивали магнитной мешалкой.

В приготовленных для титрования водно-диметилсульфоксидных растворах воспроизводимые значения потенциалов стеклянного электрода устанавливались

в течение 15-20 мин. В процессе титрования это время сокращалось до 3-7 мин. Однако в области, близкой к точке эквивалентности, время установления потенциала существенно увеличивалось. В этих случаях значения рН измеряли через 10 мин после добавления очередного количества титранта.

Экспериментальные данные обработаны по программе СРЕ88Р [5]. Достоверность выбранных моделей охарактеризована факторами ^ и Я [6, 7]. При математическом моделировании протолитических равновесий или реакций комп-лексообразования по данным метода рН-метрии в рамках программы СРЕ88Р [5] в качестве моделируемого отклика используют значение функции образования Бьеррума п [8] в зависимости от рН растворов. В спектрофотометрическом методе таким откликом является молярный коэффициент поглощения.

Результаты и обсуждение

Вид кривых рН-метрического титрования представлен на рис. 1.

рн11 10 9 8 7 6 5 4 3 2

1 .

л

I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I 1 I

14 12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

УНОЬ

ЫаОН'

2

мл

мл

Рис. 1. Кривые рН-метрического титрования 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинил-метил)-1,3,5-триазина в водно-ДМСО (20 об.% ДМСО) растворах в отсутствие (кривая 1) и в присутствии меди(11) (кривая 2). Концентрации реагентов, моль/л: СЬ = 2.05-10-3, Сшон = 4-10-3, Сна = 8-10-3, Сси2+ = 9.7-10-4. (Ветвь 3 кривой 2 - СНс1 = 1.6-10"2)

Табл. 1

Протолитические равновесия в водно-ДМСО (20 об.% ДМСО) растворе вещества Ь. Ст = 2.05-10-3 моль/л

Равновесие 1в к атах рНтах

1. 2Ь V Н+ + [(Ь2)НЧ)Г -5.37 ± 0.10 0.32 7.64

2. Ь + Н+ V (НЬ)+ 2.55 ± 0.03 0.52 2.35

3. Ь + 3Н+ V (Н3Ь)3+ 6.72 ± 0.10 0.21 2.28

Выявленные в результате моделирования экспериментальных данных прото-литические равновесия в растворах вещества Ь при содержании ДМСО 20 об.% приведены в табл. 1, долевое распределение форм - на рис. 2. Здесь а™х - максимальная доля накопления образующейся формы кислоты при рНтах.

1.0 а 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

Ь' /

■ 1

"V

1

2

v ч

2 3 4 5 6 7 8

рн

Рис. 2. Долевое распределение в зависимости от рН протонированных (3, 4), депрото-нированной (2) и нейтральной (1) форм соединения Ь (СЬ = 2.05-10-3 моль/л) в 20%-ном ДМСО-водном растворе: 1 - Ь, 2 - [^Н-О]", 3 - (НЬ)+, 4 - (НзЬ)3+

Рис. 3. Геометрия молекулы 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триа-зина

Как видно, нейтральная форма доминирует в интервале рН 3.5-7.0. Оптимизированная с использованием программного пакета [9] геометрия 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина (в амидной форме) приведена на рис. 3. Конфигурация соединения такова, что боковая цепь изогнута и ориентируется над плоскостью гетероцикла. Такая «свернутая» конфигурация стабилизируется за счет внутримолекулярных водородных связей между аминогруппами диаминотриазинового фрагмента и амидной группой соединения.

В области рН > 6 существует депротонированная димерная частица (равновесие 1). В кислой среде образуются две частицы: монопротонированная и три-протонированная (равновесия 2 и 3), дипротонированная форма не обнаружена. В плане сопоставления отметим, что для диаминотриазина из литературы известна только монопротонированная форма, значение рКа 3.91 которой в водном растворе [10] выше аналогичной величины для исследуемого соединения (табл. 1).

Как и в случае меламина, протонирование атома азота гетероцикла в рассматриваемом соединении вероятнее, чем протонирование аминогруппы [11]. Действительно, согласно расчету монокатион наиболее устойчив в той форме, в которой протонирован атом азота гетероцикла в положении 5. При этом «свернутая» конфигурация соединения сохраняется (рис. 4).

3

Рис. 4. Монопротонированная форма молекулы 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфи-нилметил)-1,3,5-триазина

Рис. 5. Трипротонированная форма молекулы 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфи-нилметил)-1,3,5-триазина

В случае трипротонированной формы наиболее устойчивой является та, в которой протоны находятся в положениях 1 и 5 у атомов азота в гетероцикле и у атома азота аминогруппы в положении 2. В результате трехкратного прото-нирования структура становится «развернутой» (рис. 5).

В растворах мицеллярных концентраций неионного ПАВ Тритона Х-100 (СТх 5-10-3 и 10-2 моль/л) соединения Ь (СЬ 2.0-10-3 моль/л) в целом реализуются те же формы (1-3), что и в 20%-ном ДМСО-водном растворе при том же содержании соединения. Вычисленные в присутствии ПАВ константы равновесий являются «кажущимися», поскольку микрогетерогенность среды во внимание не принималась. Значения рК кажущихся констант автоматически включают в себя суммарный эффект взаимодействия реагентов [12].

По сравнению с водно-ДМСО раствором существенно увеличивается (приблизительно на три порядка) константа образования трипротонированной формы. Такое же влияние Тритона Х-100 имеет место, например, в случае необразующих мицелл 2,6-бис(диметиламинометил)-4-метилфенола [13], К,К-диметил-№-2-гидроксибензил)этилендиамина [14]. Протонированные формы могут стабилизироваться за счет образования ими водородных связей с эфирными атомами кислорода полиэфирной цепи неионного ПАВ. Тритон Х-100 содействует также образованию димерной анионной формы [(Ь2)Н_2)]2- (равновесие 4 в табл. 2).

При более высокой, чем в рассмотренных случаях, концентрации исследуемое вещество проявляет склонность к ассоциации: выявлены тетрамерные и октамерная формы - нейтральные и ионизированные (рис. 6).

кн2

'2

Табл. 2

Протолитические равновесия вещества Ь (СЬ = 2.0-10-3 моль/л) в растворе Тритона Х-100 (Стх = 10-2 моль/л)

Равновесие 1й к атах рНтах

1. 2Ь V Н+ + [(Ь2)Н-0Г -6.32 ± 0.47 0.65 9.97

2. Ь + Н+ V (НЬ)+ 2.76 ± 0.24 0.12 3.42

3. Ь + 3Н+ V (Н3Ь)3+ 10.02 ± 0.07 0.49 3.31

4. 2Ь V 2Н+ + [(Ь2)Н-2)]2- -16.94 ± 0.88 0.14 9.97

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1

/

v /

10

рН

Рис. 6. Долевое распределение в 40%-ном ДМСО-водном растворе в зависимости от рН нейтральных и ионизированных форм соединения Ь (СЬ = 1.231-10-2 моль/л): 1 - Ь, 2 -(Ь)4, 3 - [Н(Ь)4]+, 4 - [(Ь8)Н_1]-

0.40.30.20.10.0

240 250 260 270 280 290 300 310 А, нм

4

2

8

Рис. 7. Спектр поглощения водно-диметилсульфоксидного (40 об.% ДМСО) раствора 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина. СЬ = 2-10"4 моль/л. Хиа^с 267 нм, А267 0.500, емакс 2.50-103 л-молъ"1-см"1

2,4-Диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазин в среде водного диметилсульфоксида поглощает в УФ-части спектра (рис. 7). Эта полоса по положению и интенсивности близка полосе поглощения 2,4-диаминотриа-зина в водном растворе: Хмакс 257.5 нм, е 3.64-10 л-моль- -см- [10].

При добавлении меди(11) к водно-диметилсульфоксидному раствору соединения раствор приобретает голубовато-зеленоватую окраску. В спектре имеются две полосы поглощения (спектр 2 на рис. 8 и 9). Первая при 285 нм смещена в область длинных волн по сравнению с полосой поглощения самого соединения. Ее можно рассматривать как полосу переноса заряда.

A 43210200 400 600 800 1000 1200

Рис. 8. Спектры поглощения водно-ДМСО (40 об.% ДМСО) растворов соединения L в отсутствие (1) и в присутствии меди(11) (2). Концентрации, моль/л, CL: 1 - 2-10-4, 2 -10-2. ССи2+ = 5.04-10-3. Хмакс, нм: 1 - 267, 2 - 285; емакс, л-моль_1-см_1: 1 - 2.5-103; 2 - 750

A 0.200.150.100.050.00300 400 500 600 700 800 900 100011001200

X, нм

Рис. 9. Вторая полоса спектра поглощения водно-ДМСО (40 об.% ДМСО) раствора 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина в присутствии меди(11). Хмакс 790-805; А797 0.111; е797 22.0 л-моль-1-см-1

Вторая полоса малой интенсивности и более растянутая, вероятнее всего, вызвана J-J-переходами в комплексе. В этой области длин волн поглощают сами диметилсульфоксидные комплексы меди(11). Так, в 40%-ном ДМСО-вод-ном растворе максимальная доля накопления комплекса [Си(ДМСО)2]2+ равна 0.30 (lg в 1.21, Хмакс 830 нм, в 40 л-моль-1-см-1, в - константа устойчивости комплекса) [15].

Для определения состава и устойчивости комплексов, образующихся в системе медь(11) - соединение L, измерены оптические плотности в двух сериях растворов с постоянными концентрациями комплексообразователя (5.04-10-3 и 6.98-10-3 моль/л соответственно) и варьируемыми концентрациями лиганда (соединения L). Растворы достаточно устойчивы: их оптическая плотность и pH практически не изменяются со временем (более 2 ч). Рассмотрены зависимости светопоглощения при длинах волн X 340-360 нм от концентрации вещества, поскольку первая полоса интенсивнее. Само соединение в этом диапазоне длин волн не поглощает. Экспериментальные данные представлены на рис. 10.

ikL

2

2

'2 90-

о

"ё 80-

о

й 70-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

60-

50

40-

30-

20

10

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Рис. 10. Зависимость £344 - СЬ/ССи2+. ССи2+ = 5.04-10-3 моль/л, X 344 нм

Табл. 3

Константы реакций комплексообразования меди(11) с 2,4-диамино-6-(карба-моилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазином в водно-диметилсульфоксидном растворе (40 об.% ДМСО)

Равновесие амакс. 1в к £

5. Си2+ + Ь V [СиЬ]2+ 0.184 6.52 ± 0.14 2.4

6. Си2+ + 2Ь V [СиЬ2]2+ 0.999 15.12 ± 0.28 91.1

На кривой зависимости е344 - СЬ/ССи2+ (рис. 10) нет участка, отвечающего насыщению. Создать более высокую концентрацию вещества в растворе не представилось возможным из-за его ограниченной растворимости.

Исследуемое соединение образует с медью(11) комплексы состава 1 : 1 и 1 : 2 (табл. 3). Комплексы существуют в области рН ~ 3.5-4.5 и разрушаются щелочью (рис. 1, кривая 2).

В условиях эксперимента доля накопления первого комплекса невелика по сравнению с таковой для второго. Константы равновесий реакций 5 и 6 являются одновременно и константами устойчивости образующихся комплексов. При этом соотношение последовательных констант устойчивости ^ к! (6.52) < ^ к2 (8.60), отличающееся от обычного ^ к! > ^ к2, может говорить о повышенной прочности комплекса состава 1 : 2.

Было предположено, что в координации участвуют сульфоксидная и амид-ная группы, последняя координируется посредством атома кислорода (первый вариант) (рис. 11).

Оптимизированная геометрия комплексов состава 1 : 1 и 1 : 2 приведена на рис. 11. Явно прослеживается тенденция каждого диаминотриазинового фрагмента располагаться над «своим» псевдоароматическим шестичленным хелат-ным циклом, включающим медь(11). Такое взаимное «стопкообразное» расположение составных частей соединения может быть причиной дополнительной стабилизации комплекса состава 1 : 2.

а) б)

Рис. 11. Пространственная структура комплексов меди(11) с 2,4-диамино-6-(карбамоил-метилсульфинилметил)-1,3,5-триазином состава 1 : 1 (а) и 1 : 2 (б)

Рис. 12. Второй вариант геометрии комплекса [СиЬ]2+ (менее благоприятный)

Что касается бидентатной координации соединения Ь через атомы азота ге-тероцикла и кислорода сульфоксидной группы (второй вариант), то она менее благоприятна ААЕ = 149.6 кДж/моль (рис. 12). При этом возрастает напряжение в структуре молекулы за счет уменьшения длины связи ион металла - до-норный атом лиганда (атом азота ароматического гетероцикла). Так, рассчитанная длина связи медь(11) - атом азота равна 0.135 нм, а связи медь(11) - атом кислорода сульфоксидной группы - 0.181 нм. В то же время для структуры, представленной на рис. 11, а, длины обеих связей медь(11) - атомы кислорода одинаковы (0.182 нм).

Получены первичные (качественные) данные о комплексообразующей способности 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триазина относительно никеля(11) в водно-диметилсульфоксидном (40 об.% ДМСО) растворе (рис. 13). На это указывает увеличение интенсивности полосы поглощения соединения при 267 нм в присутствии никеля(11), а именно: приращение оптической плотности составило ДА 0.087 для См2+ = 1.1-10 моль/л и ЛЛ2 0.173 при Сн2+ = 2.1-10 моль/л (СЬ = 4.5-10 моль/л).

Рис. 14. Спектры поглощения солянокислого раствора соединения Ь в отсутствие (спектр 1) и в присутствии меди(11) (спектр 2). Концентрации, моль/л: СЬ = 4.48-10-4, СНа = 4-10-2, Сси2+ = 4.264-10 4. 1 - ^ 211-214 нм, А^ 3.716, 8213 8.295-103; ^ 250260 нм, А258 0.786, 8258 1.75-103; 2 - Хмакс 220 нм, А220 4.076, ^ 250-256 нм, А252 1.399. рН: 1 - 1.45, 2 - 1.44

Н Н н

Рис. 15. Пространственная структура комплекса состава 1 : 1 меди(11) с трипротониро-ванной формой лиганда (Н3Ь)3+, предположительно, образующегося в солянокислом растворе (рН 1.45)

Оптимизация геометрии показала, что у комплексов меди(11) и никеля(11) одинакового состава имеются локальные минимумы общей «пространственной энергии» при близком геометрическом строении.

Растворимость 2,4-диамино-6-(карбамоилметилсульфинилметил)-1,3,5-триа-зина в хлороводородной кислоте (CL = 4.5-10-4, CHCl = 4-10-2 моль/л), предположительно, обусловлена переходом «свернутой» конфигурации соединения в «развернутую» в результате образования трипротонированной формы. Можно отметить, что значение pH такого раствора исследуемого вещества в соляной кислоте соответствует величине pH желудочного сока.

На рис. 14 приведены спектры поглощения солянокислых растворов соединения в отсутствие и в присутствии меди(11).

При введении меди(11) положение полосы поглощения и «плеча» мало изменяется, но существенно возрастает их интенсивность.

Однако вопрос о комплексообразовании исследуемого вещества с медью(11) в солянокислых растворах (pH 1.45) требует специального рассмотрения, поскольку спектральные характеристики в УФ-области самого соединения и хло-ридных комплексов меди(11) близки [16]. Тем не менее можно полагать, что в комплексообразовании будет участвовать «развернутая» трипротонированная форма лиганда, координируемая медью(11) через атомы кислорода амидной и сульфоксидной групп (рис. 15).

Summary

Yu.I. Salnikov, G.A. Boos, S.G. Fattakhov, M.M. Shulaeva, G.A. Chmutova, A.R. Khusai-nova, V. V. Neklyudov. Acid-Base Properties and Complex Formation of 2,4-Diamino-6-(Carbamoylmethylsulphinyl)-1,3,5-Triazines.

A new compound with anti-tuberculosis activity was studied in a solution using potenti-ometric titration, spectrophotometry, mathematical simulation (CPESSP program), and the method of molecular mechanics [software package ChemOffice Ultra Version 12.0].

Acid-base properties of 2,4-diamino-6-(carbamoylmethylsulphinyl)-1,3,5-triazine were characterized. At the increase of concentration, the compound showed a tendency toward self-association. Composition and stability constants for the complexes with copper(II) were determined. Based on the analysis of ultraviolet absorption spectra, the primary (qualitative) data about the complexing ability with nickel(II) in a water-DMSO solution and with copper(II) in an aqueous hydrochloric acid solution were obtained.

Key words: 2,4-diamino-6-(carbamoylmethylsulphinyl)-1,3,5-triazine, dimethylsulphoxide, surfactant, nitrogen-containing heterocycles, amide and sulphoxide groups, protonated forms, potentiometry, spectrophotometry, mathematical simulation, method of molecular mechanics, acid-base properties, complex formation.

Литература

1. Заявка № 2010125483/04(036192) Российская Федерация. Триазины, обладающие противотуберкулезной активностью / С.Г. Фаттахов, Р.Ш. Валиев, М.М. Шулаева, Л.Ф. Сайфина, Р.В. Честнова, Д.Н. Мингалеев, М.Я. Тремасов, Р.Х. Равилов, В.С. Резник. - заявл. 21.06.10.

2. Пат. № 2281939 Российская Федерация. Соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты с гидразидом изоникотиновой кислоты (тубофен), обладающая противотуберкулезным действием, и способ ее получения / С.Г. Фаттахов, Д.Н. Мингалеев, М.А. Са-фин, В.С. Резник, И.Н. Залялов, М.Я. Тремасов, А.И. Коновалов, А.А. Визель. -№ 2005108467/04, заявл. 25.03.05, опубл. 20.08.06, Бюл. № 23.

3. Александров В.В. Кислотность неводных растворов. - Харьков: Вища шк., 1981. -152 с.

4. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. - М.: Мир, 1976. - 541 с.

5. Сальников Ю.И., Глебов А.Н., Девятов Ф.В. Полиядерные комплексы в растворах. -Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1989. - 287 с.

6. Хартли Ф., БергесК., ОлкокР. Равновесия в растворах. - М.: Мир, 1983. - 360 с.

7. Доерфель К. Статистика в аналитической химии. - М.: Мир, 1969. - 247 с.

8. Бьеррум Я. Образование аминов металлов в водном растворе. Теория обратимых ступенчатых реакций. - М.: Изд-во иностр. лит., 1967. - 308 с.

9. Cambridgesoft - ChemBioOffice Ultra, Version 12.0. - 2010. - URL: http://cambridgesoft.com/software/chembiooffice, свободный.

10. Roth B., Strelitz J.Z. The Protonation of 2,4-Diaminopyrimidines. I. Dissociation Constants and Substituent Effects // J. Org. Chem. - 1969. - V. 34, No 4. - P. 821-836.

11. Сальников Ю.И., Боос Г.А., Рыжкина И.С., Фаттахов С.Г., Чмутова Г.А., Зарипо-ва Г.Р. Мелафен, меламин и бис(гидроксиметил)фосфиновая кислота. Кислотно-основные свойства и поведение в присутствии ионов некоторых металлов // Журн. общ. химии. - 2009. - Т. 79, Вып. 6. - С. 902-907.

12. Мчедлов-Петросян Н.О., Рубцов М.И., Лукацкая Л.Л., Черная Т.А., Переверзев А.Ю. Ионные равновесия индикаторов в мицеллярных средах // Докл. АН СССР. - 1988. -Т. 299. - С. 921-925.

13. Сальников Ю.И., Боос Г.А., Рыжкина И. С., Лукашенко С.С., Манжукова Д.Н. Про-толитические свойства некоторых бис(диметиламинометил)фенолов в присутствии поверхностно-активных веществ // Коллоид. журн. - 2006. - Т. 65, № 5. - С. 664-669.

14. Сальников Ю.И., Боос Г.А., Рыжкина И.С., Ганиева Э.Р. Взаимодействие N,N-№-метил-№-(2-гидроксибензил) этилендиамина с медью(11) в присутствии поверхностно-активных веществ // Журн. общей химии. - 2005. - Т. 75, Вып. 3. - С. 379-382.

15. Сальников Ю.И., Боос Г.А., Гибадуллина Х.В. Сольватация меди(11) и ЭДТА в некоторых водно-органических средах // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 1991. -Т. 17, № 5. - С. 20-24.

16. Bjerrum J., Skibsted L.H. A Contribution to Our Knowledge of Weak Chloro Complex Formation by Copper(II) in Aqueous Chloride Solutions // Acta Chem. Scand. A. - 1977. -V. 31, No 8. - P. 673-677.

Поступила в редакцию 27.06.11

Сальников Юрий Иванович - доктор химических наук, профессор кафедры неорганической химии Казанского (Приволжского) федерального университета.

E-mail: [email protected]

Боос Галина Арведовна - кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии Казанского (Приволжского) федерального университета.

E-mail: [email protected]

Фаттахов Саитарей Галяувич - кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории химико-биологических исследования ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

E-mail: [email protected]

Шулаева Марина Михайловна - кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории химико-биологических исследований ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

E-mail: [email protected]

Чмутова Галина Алексеевна - доктор химических наук, профессор кафедры органической химии Казанского (Приволжского) федерального университета.

E-mail: [email protected]

Хусаинова Альбина Рустемовна - студент кафедры неорганической химии Казанского (Приволжского) федерального университета.

Неклюдов Вадим Вячеславович - студент кафедры неорганической химии Казанского (Приволжского) федерального университета.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.