Научная статья на тему 'СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМИНОКИСЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ VIVO'

СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМИНОКИСЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ VIVO Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
42
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АМИНОКИСЛОТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ОКСОВАНАДИЯ / ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ МНОГОКРАТНОГО НАРУШЕННОГО ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ / ATR-FTIR / AMINO ACID VIVO COMPLEXES / VAS / S(C=O) / S(С-O) / V(V=O)

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Гизатов Р.Р., Носенко К.Н., Берестова Т.В., Хамитов Э.М.

Методами ИК спектроскопии и квантовохимическим моделированием изучена структура геометрических изомеров хелатных бис- и разнолигандных аминокислотных комплексов vivO [VIVO( bL 1bL 2)], (где bL - бидентантный лиганд, bL = gly, S-ala, R,S-val) с квадратно-пирамидальной структурой. Показано, что цис- и транс-изомеры хелатных комплексов оксованадия имеют отличия в средневолновой области ИК спектра для характеристических полос поглощения v as,s(C=O), v as,s(С-O) и v (V=O).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Гизатов Р.Р., Носенко К.Н., Берестова Т.В., Хамитов Э.М.

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

STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF AMINO ACID VIVO COMPLEXES

It is known that vanadium is the ultra microelement. The compounds of vanadium play an important role in biological systems. In particular, the participation of vanadium in oxidation processes and its insulin-like action in organisms were described. It is also known that vanadium causes inhibition of enzymes (phosphatase, ribonuclease) responsible for the metabolism of phosphates in human body. Amino acid VIVO complexes are of interest as biologically active compounds (BAC) used for increase bioavailability and reduce vanadium toxicity. The authors of the article studied geometric isomers of chelate bis- and mixed ligands of amino acid complexes VIVO [VIVO( bL 1bL 2)] ( bL - bidentate ligand, bL = gly, S -ala, R,S- val) by the methods of multi-bounce attenuated total reflection Fourier-transform spectroscopy (ATR-FTIR) and quantum-chemical modeling (DFT study). It was shown that the complexes [VIVO( bL 1bL 2)] have a square-pyramidal structure. It was found that the cis - and trans -isomers of amino acid VIVO complexes have differences in the mid region of IR spectrum. Thus, the characteristic absorption bands v as,s(C=O), v as,s(С-O), and v (V=O) for cis - and trans -isomers are different. According to quantum-chemical calculations (M06/6-311+G(d) method), the asymmetric and symmetric stretching vibrations νas,s(C=O) of trans -isomers were located in the shorter-wave region of IR spectrum compared to cis -isomers. In addition, stretching vibrations ν (V=O) and v as,s(С-O) of geometric isomers were also different.

Текст научной работы на тему «СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМИНОКИСЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ VIVO»

УДК 544.122.2

СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АМИНОКИСЛОТНЫХ КОМПЛЕКСОВ У™0 © Р. Р. Гизатов1, К. Н. Носенко1, Т. В. Берестова1*, Э. М. Хамитов2

Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, 450076ул. Заки Валиди, 32.

Тел./факс: +7 (347) 229 96 97.

2Уфимский институт химии УФИЦ РАН Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71.

*Етай: berestovatv@gmail.com

Методами ИК спектроскопии и квантовохимическим моделированием изучена структура геометрических изомеров хелатных бис- и разнолигандных аминокислотных комплексов У1УО [У1УО(Ь£[Ь£2)], (где ЬЬ - бидентантный лиганд, ЬЬ = gly, Б-а1а, К,Б^а1) с квадратно-пирамидальной структурой. Показано, что цис- и транс-изомеры хелатных комплексов оксо-ванадия имеют отличия в средневолновой области ИК спектра для характеристических полос поглощения vгls,s(C=O), vгls,s(С-O) и v(V=O).

Ключевые слова: аминокислотные комплексы оксованадия, ИК-спектроскопия многократного нарушенного полного внутреннего отражения.

Введение

Ванадий является ультрамикроэлементом и играет важную роль в биологических системах [1], в частности участвует в окислительных процессах и оказывает инсулиноподобное действие в организме [2-3]. Установлено, что все соединения ванадия независимо от степени окисления способны к проявлению гипогликимического эффекта [4]. Подобное действие ванадия объясняется различными механизмами, к наиболее важным из которых относятся ингибирование фасфотирозинпротеинфосфа-таз, стимулирование активности ферментов гликолиза, ингибирование №/К+-АТФазы и др., хотя подробный механизм инсулиноподобного действия ванадия остается малоизученным [5-7]. Кроме того, ванадий содержится в таких ферментах как ва-надийзависимые галопероксидазы и нитрогеназы [8-9]. Также известно, что в организме человека ванадий вызывает ингибирование ферментов (фос-фотазы, рибонуклеазы), ответственных за метаболизм фосфатов [10].

Аминокислотные комплексы У1УО представляет собой интерес в качестве биологически активных соединений для применения их в виде биологически активных веществ с целью повышения биодоступности и снижения токсичности ванадия.

В литературе описано получение бис- и разнолигандных комплексов У1УО с некоторыми аминокислотами и дипептидами [11-13], однако их структура остается малоизученной. Также в литературе имеются сведения о комплексах У1УО образующих мостиковые и биядерные соединения [1415] сложного состава.

В данной работе представлены результаты по изучению структуры бис- и разнолигандных изоме-аминокислотных комплексов

можно в результате различной координации лиган-

ров хелатных аминокислотных комплек [У1у0(%%)] (где bL - бидентантный лиганд, b gly, S-ala, .,S-val) (1-6), образование которых воз-

дов к иону оксованадия (У1у0).

Экспериментальная часть

L

Для синтеза бис- и разнолигандных комплексов [Viy0(bLibL2)] (где bL - бидентантный лиганд, bL = gly, S-ala, .,S-val) 1-6 использовали аминокислоты глицин, S-аланин, ..S-валин, («х.ч.», «АВИЛОН-КОМПАНИХИМ», Россия), раствор V0S04 готовили из V0S04-3H20 («ч.д.а.», «АВИЛОН-КОМПАНИХИМ», Россия). Для приготовления всех растворов использовали дистиллированную воду. Для депротонирования аминокислот использовали свежеприготовленный 0.1М раствор Na0H.

ИК спектры порошка комплексов [Viy0(bL1bL2)] 1-6 записывали на ИК Фурье-спектрометре FTIR-8400S (Shimadzu) в диапазоне 800-4000 см-1. Приставка многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) включала в себя элемент МНПВО (с кристаллом НПВО многократного отражения из Ge и углом падения в 45°, разрешение - 4 см-1, количество сканирований - 20). Теоретическое моделирование комплексов Viy0 с а-аминокислотами проводили с использованием метода теории функционала плотности. Был использован функционал M06 [16] в сочетании с поляризационным базисным набором тройного валентного расщепления, дополненного набором sp-диффузных функций - 6-311+G(d) с учетом диэлектрической континуальной среды, создаваемой молекулами воды. Квантовохимические расчеты выполнены на суперкомпьютере УфИХ УФИЦ РАН с использованием программы Gaussian 09. Визуализацию строения комплексов и колебательных спектров осуществляли с помощью программы ChemCraft 1.8 [17].

Синтез бис-комплексов состава [У1у0(*^2)1 (bL= gly, S-ala, R,S-val). Синтез проводили на основе методик [18-19]. В колбе 100 мл на магнитной мешалке к растворам предварительно депротони-

рованных с помощью №ОИ (0.1М) аминокислот: глицина (я1уИ) 0.5 г (6.6 ммоль); £-аланина (£-а1аИ) 0.4 г (4.5 ммоль); (Я,5)-валина ((Я,5)-уа1И) 0.4 г (3.4 ммоль) добавляли по каплям раствор VOSO4 (2.3 ммоль, 0.5 г) в дистиллированной воде (10 мл). Перемешивали в течение 24-48 ч при комнатной температуре до выпадения осадка. Полученный твердый осадок дважды промывали на фильтре смесью воды и ЕЮН и сушили в эксикаторе. Получали мелкокристаллические порошки темно-зеленого цвета комплексов в виде смеси геометрических

изомеров [VIVO(JI)2] 2-3a,b.

^uc-[VIVO(S-

Выход транс- [ (£-а1а)2] + а1а)2] (2а+2Ь) - 17%. ИК (порошок), см-1. транс-[^О(£-а1а)2] (2а): 1622 Уа^(С=О), 1410-1338 ^^^(С—О) + 5(СН), 972 у^=О); цис-[^О^-а^Ь] (2Ь): 1616 Уа8,8(С=О), 1410-1338 Уа8,8(С-О) + 5(СН), 982 v(V=O).

Выход транс- VIVO + цис-

[^О(Я,5Ча1)2] (3а+3Ь) - 26%. ИК (порошок), см-1. транс-[^уО(Я,Б-уа1)2] (3а): 1623 уа8,8(С=О), 14151327 уа88(С-О) + 5(СН), 985 v(V=O); цис-[^уО(Я,Б-уа1)2] (3ь): 1616 уш,,(С=О), 1415-1327 уш,,(С-О) + 5(СН), 985 v(V=O).

Синтез разнолигандных комплексов состава [^О^/^)]. Синтез проводили на основе методик [18-19]. В колбе 100 мл на магнитной мешалке к растворам предварительно депротониро-ванных с помощью раствора №ОН (0.1М) аминокислот: глицина 0.295 г (3.9 ммоль) и £-аланина 0.35 г (3.9 ммоль); Д£-валина 0.4 г (3.4 ммоль) и аланина 0.3 г (3.4 ммоль); глицина 0.185 г (2.5 ммоль) и Д£-валина 0.3 г (2,5 ммоль) добавляли раствор VOSO4 С^О4-3Н2О, 2.8 ммоль, 0.6 г в 10 мл дистиллированной воды). Перемешивали в течение 24-48 ч при комнатной температуре до появления взвеси. Полученный осадок фильтровали и сушили. Получали мелкокристаллические порошки

Ох

2

Rl(R2)'

,О 1. VOSO4 2. EtOH

-HO

NH 2

R(R2) = H, CH, CH(CH3)2

светло-зеленого, темно-зеленого и серо-зеленого цвета комплексов VIVO(bL/L2)] 4-6a,b.

Выход транс-W O(gly)(Z-ala)]

+

цис-

[VIVO(gly)(S-ala)] (3a+3b) - 32%. ИК (порошок), см-1. mpaHc-[VIVO(gly)(S-ala)] (3a): 3452-2719 (NH2, Vas,s); 1622 VaS)S(C=O); 1576-1551 (NH2, 5aS); 14031356 vas,s(C-O) + 5(СН); 967 v(V=O); цис-[VIVO(gly)(S-ala)] (3b): 3452-2719 (NH2, VaS, s); 1618 vass(C=O); 1576-1555 (NH2, 5as); 1403-1356 vass(C-O)+S(CH); 976 v(V=O).

Выход mpaHc-[VIVO(gly)(R,S-val)] + цис-[VIVO(gly)(R,S-val)] (4a+4b) - 27%. ИК (порошок), см-1. mpaHc-[VIVO(gly)(R,S-val)] (4a): 3469 (NH2, v^ s); 1625 VaS,s(C=O); 1497 (NH2, 5aS); 1410-1305 VaS,s(C-O) + 5(СН); 966 v(V=O); цuс-[VIVO(gly)(R,S-val)] (4b): 3469 (NH2, Vas,s); 1622 VaS,s(C=O); 1497 (NH2, Sas); 1410-1305 Vas,s(C-O) + 5(СН); 975 v(V=O).

Выход транс- VIVO + цис-

[VIVO(R,S-val)(S-ala)] (5a+5b) - 35%. ИК (порошок), см-1. mpaHc-[VIVO(R,S-val)(S-ala)] (5a): 3332 (NH2, Vas, s); 1625 Vas,s(C=O); 1514 (NH2, Sas); 1396-1307 vass(C-O) + 5(СН); 968 v(V=O); цис-[VIVO(R,S-val)(S-ala)] (5b): 3477 (NH* Vas,s); 1625 Vas,s(C=O); 1504 (NH2, Sas); 1396-1307 vass(C-O) + 5(СН); 974 v(V=O).

Результаты и их обсуждение

Соединения VIVO 1-6 получали по общей методике синтеза хелатных аминокислотных комплексных соединений (схема). Однако синтез 1-6 оказался затруднительным из-за тенденции соединений оксованадия к образованию мостиковых структур, димеризации, образованию комплексов с монодентантной координацией и т.д. [20]. Кроме того, при работе с соединениями ванадия необходим тщательный контроль рН, от величины которого зависит состав и структура образующихся соединений [20].

Схема

O

1 XV

^ / \

O NH2 R(R)

O

1-6a

R^/N^ ^NH2 ZR1(R2)

O

O

OO

1-6b

Синтез аминокислотных комплексов VIVO.

транс-

Рис.1. Структура изомеров [У1УО((,К,£)-уа1)2] (3а,Ь) по данным квантовохимического моделирования.

транс-

Рис. 2. Структура изомеров [У1УО^1у)(£-а1а)] по данным квантовохимического моделирования.

Невысокий выход продуктов 1-6я,Ь затруднял их выделение и идентификацию. Так, бис-глицинат оксованадия [У1УО^1у)2] (1) так и не удалось выделить из раствора.

По данным квантовохимического моделирования (табл.) было установлено, что структура хе-латных комплексов 1-6я,Ь соответствует квадратно-пирамидальной конфигурации (рис. 1-2) [21].

В частности, транс-изомер 3а представляет собой соединение с искаженной квадратно-пирамидальной конфигурацией в отличие от цис-изомера, основание которого имеет четче выраженную симметрию С2 (рис. 1). Более стабильными оказались транс-изомеры, однако небольшая разница в энергиях (4-9 кДж/моль) может объяснить наличие в реакционной массе одновременно двух изомеров комплексов 1-6я и 1-6Ь.

Для расчетов 3, 5 и 6я,ь выбрана энергетически наиболее выгодная конформационная модель а-е [22]. Для комплексов 2 и 4я,Ь возможна лишь конформация а-(а), которая задается жесткой квадратно-пирамидальной структурой и абсолютной

конфигурацией £-аланина (рис. 2). В этом случае возможно образование только конформеров с аксиальным расположением фрагмента £-а1а относительно квадратно-пирамидального основания комплексов 2 и 4я,Ь.

Выбранный метод позволял корректно описывать структуру комплексов 1-6я,ь и сделать их отнесение в ИК спектрах, хотя теоретические величины имели завышенные значения по сравнению с экспериментальными. В частности, для валентных колебаний транс-изомера [У1УО((Я,5)-уа1)2] (3а) теоретические частоты vas,s(C=O) и v(V=O) составляли 1685, 1694 и 1029 см-1, в то время как экспериментальные максимумы этих полос поглощения имели значения 1623 и 985 см-1 соответственно (табл.). Этот результат свидетельствует о необходимости учета в ходе расчета характеристических полос поглощения аминокислотных комплексов природы иона металла, лигандного окружения и типа кристаллической решетки, что достаточно трудно сделать в рамках ограничений выбранной модели.

Таблица

Характеристические полосы поглощения комплексов 1-6a,b в средневолновой области ИК спектра

Комплекс Полосы поглощения функциональных групп, см (интенсивность)

Vas, s(C=O) | Vas,s(C-O) + 8(СН) 1 v(v=o)

[VIVO(gly)2] 1a [VIVO(gly)2] 1b [VIVO(S-ala)2] 2a теор. теор. эксп. теор. эксп. 1682(2010) 1688 (389) 1673 (1720) 1679(768) 1622 с. 1684 (1920) 1690 (398) 1616 с. 1374 (339) 1306(1162) 1382 (372) 1319 (473) 1310 (612) 1410-1338 ср. 1393 (106) 1377 (269) 1349 (303) 1278 (776) 1410-1338 ср. 1029(649) 1037 (588) 972 с. 1029(582) 982 с.

[VIVO(S-ala)2] 2b [VIVO((Ä,S)-val)2] 3a

[VIVO((Ä,S)-val)2] 3b

[VIVO(S-ala)(gly)] 4a [VIVO(S-ala)(gly)] 4b [VIVO((Ä,S)-val)(gly)] 5a

[VIVO((Ä,S)-val)(gly)] 5b

[VIVO((Ä,S)-val) (S-ala)j 6a

[VIVO((Ä,S)-val) (S-ala)] 6b

теор.

теор.

теор.

эксп. теор. эксп. теор. эксп. теор. эксп.

теор.

теор.

теор.

1672 (1365) 1684(1064)

1623 с. 1685 (1493) 1694 (835)

1616с.

1678 (1431) 1689 (930)

1622с.

1679 (2076) 1684 (336)

1614с. 1671 (1656) 1678 (780) 1622с.

1676 (1859) 1682 (495)

1614с.

1675(1351) 1696 (1023)

1622с.

1687 (1901) 1693(405)

1616с.

1673(1594) 1679(810)

1400 (164) 1372 (121) 1363 (305) 1303 (310) 1294(462) 1415-1327 ср.

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

1348 (276) 1314 (111) 1307 (454) 1289 (139) 1244 (350)

1415-1327 ср. 1369 (159) 1351 (190) 1328 (205) 1319 (216) 1293 (146) 1256 (326) 1404-1356 ср. 1379 (202) 1358 (350) 1315 (405) 1302 (539) 1404-1356 ср. 1383 (227) 1359 (357) 1324 (250) 1314 (268) 1303 (450)

1410-1305 ср. 1383 (337) 1316 (148) 1301 (1054) 1410-1305 ср. 1381 (171) 1380 (93) 1373 (119) 1324 (273) 1312 (493) 1255 (280) 1396-1307 ср. 1395 (177) 1380 (110) 1347 (172) 1309 (271) 1280 (416) 1262 (280) 1396-1307 ср. 1396 (87) 1363 (288) 1354 (138) 1344 (202) 1323 (208) 1286 (386)

1037 (597)

985 с. 1029(627)

985 с. 1034 (582)

967 с.

1025 (235) 1028 (139) 1040(303)

976 с.

1026 (49) 1037 (349) 1046(216)

966 с.

1027(684) 975 с.

1035(607)

968 с. 1022(362)

974 с. 1037(481)

Идентификация изомеров 2-6а,Ь сделана в соответствии с квантовохимическими расчетами. Показано, что vas,s(C=O) транс-изомеров 2-6а были расположены в более коротковолновой области по сравнению с цис-изомерами 2-6Ь, а vas,s(C-O) сдвигались в более длинноволновую область [23-25]. Кроме того, к характеристическим полосам поглощения можно отнести и v(V=O), которые также отличаются для геометрических изомеров. На основании полученных данных было сделано отнесение изомеров 2-6а,Ь в экспериментальных ИК спектрах.

Таким образом, изучены особенности структурной организации бис- и разнолигандных изомеров хелатных аминокислотных комплексов [У^О^/^)] 1-6а,Ь и определены их характеристические частоты в спектрах ИК МНПВО.

ЛИТЕРАТУРА

1. Crans D. C., Smee J. J., Gaidamauskas E., Yang L. The Chemistry and Biochemistry of Vanadium and the Biological Activities Exerted by Vanadium Compounds // Chem. Rev. 2004. Vol. 104. P. 849-902.

2. Shechter Y., Karlish S. J. Insulin-like stimulation of glucose oxidation in rat adipocytes by vanadyl(IV) ions // J. Nature. 1980. Vol. 284. P. 556-558.

3. Dubuak G. R., Kleinzeller A. The Insulin-mimetic effects of vanadate in isolated rat adipocytes //J. Biol. Chem. 1980. Vol. 255. P. 5306-5312.

4. Голубев М. А., Городецкий В. К., Аниськина А. П., Точилкин А. И. Сравнительная характеристика ванадийсодержащих соединений, обладающих инсулиноподобным действием // Вопр. мед. химии. 2000. Т. 46. №2. С. 155-161.

5. Беляева Н. Ф., Городецкий В. К., Точилкин А. И., Голубев М. А., Семенова Н. В. Ковельман И. Р. Ванадийсодержа-щие соединения - новый класс терапевтических средств для лечения сахарного диабета // Вопр. мед. химии. 2000. Т. 46. №4. С. 344-360.

6. Алеева Г. Н., Киясов А. П., Бутыкин И. М., Хафизьянова Р. Х. Сравнительная оценка клеточных механизмов реали-

зации антидиабетического действия нового органического соединения оксованадия (IV) и ванадил сульфата // Экспе-рим. и клинич. фармакология. 2004. Т. 67. №3. С. 42-44.

7. Thompson K. H., Chiles J., Yuen V. G., Tse J., McNeill J. H., 0rvig C. Comparison of antihyperglycemic effect amongst vanadium, molybdenum and other metal maltol complexes // J. Inorganic Biochem. 2004. Vol. 98. P. 683-690.

8. Vilter H., Sigel A., Sigel H. Metal Ions in Biological Systems. New York, 1995. Vol. 31. Р. 325-362.

9. Eady R. R., Tracey A. S., Crans D. C. Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry and Therapeutic Applications. // J. ACS Symp. Ser. 1998. Vol. 711. Р. 363-405.

10. Tracey A. S., Crans D. S. Vanadium Compounds: Chemistry, Biochemistry, and Therapeutic Applications // J. ACS Symp. Ser. 1998. Vol. 711. P. 287-324.

11. Bora P., Yadav H. S. Synthesis and characterization of oxova-nadium(IV) complexes having diacetyl as precursor molecule // J. Chem. Tech. 2012. Vol. 4. P. 1428-1432.

12. Yanagihara N., Yumoto Y., Arai K., Kawabe K., Kojima Y. Thermal decomposition of oxovanadium(IV) complexes with N,N'-etylenebis(amino acids) // Polyhedron. Vol. 19. 2000. P. 1311-1316.

13. Pessoa J. C., Gajda T., Gillard R. D., Kiss T., Luz S. M., Mou-ra. J. J. G., Tomaz I., Telo J. P., Torok I. 0xovanadium(IV) complexes of the dipeptides glycyl-L-aspartic acid, L-aspartylglycine and related ligands; a spectroscopic and poten-tiometric study // J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1998. Р. 35873600.

14. Rasmussen S. B., Rasmussen R. M., Fehrmann R., Nielsen K. Crystal Structure and Spectroscopic Characterization of Kg(V0)20(S04)6 // J. Inorg. Chem. 2003. Vol. 42. P. 71237128.

15. Ahmed M. A. K., Fjellvag H., Kjekshus A., Klewe B., Anorg Z. New oxovanadium(IV) complexes with mixed ligands -Synthesis, thermal stability, and crystal structure of (V0)2(acac)2(^-0Et)2 and (V0Hthd)2(^-0Et)2 // J. Allg. Chem. 2004. Vol. 630. P. 2311-2318.

16. Zhao Y., Truhlar D. G. A new local density functional for main-group thermochemistry, transition metal bonding, ther-mochemical kinetics, and noncovalent interactions // J. Chem. Phys. 2006. Vol. 125. P. 1-18.

17. Chemcraft version 1.8. URL: http://www.chemcraftprog.com

18. Шагиева Л. С., Берестова Т. В. Характеристические частоты поглощения в ИК-спектрах бис- и разнолигандных комплексов [NibL:bL2] (bL1, bL2 - gly, L-ala, DL-val) // Вестник Баш. ун-та. 2016. Т. 21. С. 41-46.

19. Берестова Т. В., Амантаева Г. Ю., Мифтахова Г. В., Кузина Л. Г., Массалимов И. А. ИК-характеристики стереоизоме-ров транс- бис- и разнолигандных комплексов Oj(II) с DL-треонином //Вестник ТвГУ. Сер. хим.2015. №2. С. 118-124.

20. Baran E. J. 0xovanadium(IV) and oxovanadium(V) complexes relevant to biological systems // J. Inorg. Biochem. 2000. Vol. 80. P. 1-10.

21. Pettersen R. C. The Crystal and Molecular Structure of Va-nadyl deoxophylloerythroetioporphyrin- l,2-diehloroethane Solvate: an Analogue of Chlorophyll // J. Acta Cryst. 1969. Vol. 25. P. 2527-2539.

22. Markovic M., Judas N., Sabolovic J. Combined Experimental and Computational Study of cis-trans Isomerism in Bis(l-valinato)copper(II) // Inorg. Chem. 2011. 50. 8. P. 3632-3644.

23. Berestova T. V., Kuzina L. G., Amineva N. A., Faizrakhmanov I. S., Massalimov I. A., Mustafin A. G. ATR-FTIR Spectroscopic Investigation of the Cis- and Trans-Bis-(a-Amino Acids) Copper(II) Complexes // J. Mol. Struct. 2017. 1137. P. 260266.

24. Nakamoto K. Infra-red and Raman spectra of Inorganic and Coordination Compounds, part B: Applications in Coordination, 0rganometallic, and Bioinorganic Chemistry // J. Chem. Educ. 2000. 77. 9. P. 1122.

25. Берестова Т. В., Михалевич А. П., Кузина Л. Г., Аминева Н. А., Фаттахов А. Х., Мустафин А. Г. Характеристические валентные колебания и геометрические параметры структурных изомеров плоско-квадратных бис-аминокислотных комплексов Cu(II), Pt(II), Pd(II) // Вестник Баш. ун-та. 2017. Т. 22. №1. С. 53-58.

26. T. Berestova, L. Kuzina, N. Amineva, S. Khursan, A. Mustafin. ATR-FTIR spectroscopy and quantum chemical modeling in the identification of structural isomers of d-metal chelate complexes// B00K 0F ABSTRACTS 27th International Chugaev Conference on Coordination Chemistry and 4th Young Conference School "Physicochemical Methods in the Chemistry of Coordination Compounds" October 2-6, 2017, Nizhny Novgorod, Р. 329.

Поступила в редакцию 09.04.2018 г.

STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF AMINO ACID VIVO COMPLEXES

© R. R. Gizatov1, K. N. Nosenko1, T. V. Berestova1*, E. M. Khamitov2

1Bashkir State University 32 Zaki Validi Street, 450076 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

2Ufa Institute of Chemistry, Ufa Federal Research Center of RAS 71 Oktyabrya Avenue, 450054 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

Phone: +7 (347) 229 96 97.

*Email: berestovatv@gmail.com

It is known that vanadium is the ultra microelement. The compounds of vanadium play an important role in biological systems. In particular, the participation of vanadium in oxidation processes and its insulin-like action in organisms were described. It is also known that vanadium causes inhibition of enzymes (phosphatase, ribonuclease) responsible for the metabolism of phosphates in human body. Amino acid VIVO complexes are of interest as biologically active compounds (BAC) used for increase bioavailability and reduce vanadium toxicity. The authors of the article studied geometric isomers of chelate bis- and mixed ligands of amino acid complexes VIVO [V^O^Z^)] (bL - bidentate ligand, bL = gly, S-ala, R,S-val) by the methods of multi-bounce attenuated total reflection Fouriertransform spectroscopy (ATR-FTIR) and quantum-chemical modeling (DFT study). It was shown that the complexes [VIVO(bLibL2)] have a square-pyramidal structure. It was found that the cis- and trans-isomers of amino acid VIVO complexes have differences in the mid region of IR spectrum. Thus, the characteristic absorption bands vass(C=O), vass(C-O), and v(V=O) for cis- and trans-isomers are different. According to quantum-chemical calculations (M06/6-31I+G(d) method), the asymmetric and symmetric stretching vibrations vas,s(C=O) of trans-isomers were located in the shorter-wave region of IR spectrum compared to cis-isomers. In addition, stretching vibrations v(V=O) and vass(C-O) of geometric isomers were also different.

Keywords: ATR-FTIR, amino acid VIVO complexes, vass(C=O), vass(C-O), v(V=O).

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at bulletin_bsu@mail.ru if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Crans D. C., Smee J. J., Gaidamauskas E., Yang L. Chem. Rev. 2004. Vol. 104. Pp. 849-902.

2. Shechter Y., Karlish S. J. J. Nature. 1980. Vol. 284. Pp. 556-558.

3. Dubuak G. R., Kleinzeller A.J. Biol. Chem. 1980. Vol. 255. Pp. 5306-5312.

4. Golubev M. A., Gorodetskii V. K., Anis'kina A. P., Tochilkin A. I. Vopr. med. khimii. 2000. Vol. 46. No. 2. Pp. 155-161.

5. Belyaeva N. F., Gorodetskii V. K., Tochilkin A. I., Golubev M. A., Semenova N. V. Kovel'man I. R. Vopr. med. khimii. 2000. Vol. 46. No. 4. Pp. 344-360.

6. Aleeva G. N., Kiyasov A. P., Butykin I. M., Khafiz'yanova R. Kh. Eksperim. i klinich. farmakologiya. 2004. Vol. 67. No. 3. Pp. 42-44.

7. Thompson K. H., Chiles J., Yuen V. G., Tse J., McNeill J. H., Orvig C. J. Inorganic Biochem. 2004. Vol. 98. Pp. 683-690.

8. Vilter H., Sigel A., Sigel H. Metal Ions in Biological Systems. New York, 1995. Vol. 31. Pp. 325-362.

9. Eady R. R., Tracey A. S., Crans D. C. J. ACS Symp. Ser. 1998. Vol. 711. Pp. 363-405.

10. Tracey A. S., Crans D. S. J. ACS Symp. Ser. 1998. Vol. 711. Pp. 287-324.

11. Bora P., Yadav H. S. J. Chem. Tech. 2012. Vol. 4. Pp. 1428-1432.

12. Yanagihara N., Yumoto Y., Arai K., Kawabe K., Kojima Y. Polyhedron. Vol. 19. 2000. Pp. 1311-1316.

13. Pessoa J. C., Gajda T., Gillard R. D., Kiss T., Luz S. M., Moura. J. J. G., Tomaz I., Telo J. P., Török I. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1998. Pp. 3587-3600.

14. Rasmussen S. B., Rasmussen R. M., Fehrmann R., Nielsen K. J. Inorg. Chem. 2003. Vol. 42. Pp. 7123-7128.

15. Ahmed M. A. K., Fjellvag H., Kjekshus A., Klewe B., Anorg Z. J. Allg. Chem. 2004. Vol. 630. Pp. 2311-2318.

16. Zhao Y., Truhlar D. G. J. Chem. Phys. 2006. Vol. 125. Pp. 1-18.

17. Chemcraft version 1.8. URL: http://www.chemcraftprog.com

18. Shagieva L. S., Berestova T. V. Vestnik Bash. un-ta. 2016. Vol. 21. Pp. 41-46.

19. Berestova T. V., Amantaeva G. Yu., Miftakhova G. V., Kuzina L. G., Massalimov I. A.Vestnik TvGU. Ser. khim.2015. No. 2. Pp. 118124.

20. Baran E. J. J. Inorg. Biochem. 2000. Vol. 80. Pp. 1-10.

21. Pettersen R. C. J. Acta Cryst. 1969. Vol. 25. Pp. 2527-2539.

22. Markovic M., Judas N., Sabolovic J. Inorg. Chem. 2011. 50. 8. Pp. 3632-3644.

23. Berestova T. V., Kuzina L. G., Amineva N. A., Faizrakhmanov I. S., Massalimov I. A., Mustafin A. G. J. Mol. Struct. 2017. 1137. Pp. 260-266.

24. Nakamoto K. J. Chem. Educ. 2000. 77. 9. Pp. 1122.

25. Berestova T. V., Mikhalevich A. P., Kuzina L. G., Amineva N. A., Fattakhov A. Kh., Mustafin A. G. Vestnik Bash. un-ta. 2017. Vol. 22. No. 1. Pp. 53-58.

26. T. Berestova, L. Kuzina, N. Amineva, S. Khursan, A. Mustafin. ATR-FTIR spectroscopy and quantum chemical modeling in the identification of structural isomers of d-metal chelate complexes// BOOK OF ABSTRACTS 27th International Chugaev Conference on Coordination Chemistry and 4th Young Conference School "Physicochemical Methods in the Chemistry of Coordination Compounds" October 2-6, 2017, Nizhny Novgorod, Pp. 329.

Received 09.04.2018.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.