Термодинамические функции реакций образования координационных соединений железа(III) и железа(II) в водных растворах бензимидазола Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Хулоса

ТАЪСИРИ ИХ-70А ДАР РАВАНД^ОИ МУБОДИЛАВЙ

ДАР ХДЙВОНХОИ ТА^РИБАВЙ И.Ф. Рахимов, Д.К. Холов, К.Х. Гайдаров, А.А.Саидов

Омузиши таъсири пайвастаи ИХ-70А ба мубодилаи сафедагй, чарбумонанд ва ба фаъолнокии ферментх,ои махсус барои бофтах,ои чигар ва гадуди зери меъда нишон дод, ки он синтези бофтах,ои сафедагиро дар чигар пурк;увват гардонида, микдори умумии сафедах,о ва албуминро дар зардоби хун зиёд мегардонад. Энзимх,ои гадуди зери меъдаро фаъол гардонида, микдори таркиби фосфори чарбумонандро зиёд карда, хдмзамон ба фаъолияти асосии организм таъсири манфй намерасонад.

Summary

THE INFLUENCE OF ИХ-70А ON THE METABOLISM OF EXPERIMENTAL ANIMALS I.F. Rahimov, D.K. Holov, K.Kh. Khaidarov, A.A. Saidov

The study of preparation ИХ-70А on proteine and lipid metabolism, sctivity of the enzymes specificated for liver and pancreas tissues showed that the preparation stimulates the proteine synthesis in liver, increasing the amount of proteine, albumin and lipoid phosphorus in the serum, activied the enzymes of pancreas, and have no influence on body functions.

РАЗНЫЕ

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ РЕАКЦИЙ ОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА (III) И ЖЕЛЕЗА (II) В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ БЕНЗИМИДАЗОЛА У.Р. Раджабов, З.Н.Юсупов, Х.Д.Назарова Кафедра фармацевтической и токсикологической химии

Актуальность. Исследование реакций комплексообразования биометаллов с биолигандами является важным как с практической, так и с теоретической точки зрения. К последним относятся реакции взаимодействия железа с бензимидазолом. В современном мире день за днём увеличивается число болезней, связанных с понижением функции иммунной системы организма человека. Для расширения сферы применения, улучшения и эффективности лекарственных веществ надо создавать препараты с меньшей токсичностью и высокой активностью, т.е. обеспечить стойкое эпидемическое благополучие населения, которое является приоритетной задачей здравоохранения. Одним из путей её решения является разработка и внедрение иммуностимуляторов, повышающих резистентность организма. Производные азолов и особенно бензимидазол и другие, наряду с сосудорасширяющими, спазмолитическими и гипотензивными свойствами, проявляют также антимикробную, антигрибковую и антигельментную активность.

Цель исследования: установление состава и определение термодинамических характеристик соединений, образующихся в водно-перхлоратных растворах бензимидазола.

Методы исследования. Работа выполнена методом окислительного потенциала [1,2,5,6,] в интервале температур 288 ч 318К и ионных силах 0,1 - 1,0моль/л. Данный метод позволил нам при совместном анализе экспериментально полученных

зависимостей ц от активности ионов водорода, концентрации бензимидазола и ионов железа установить число и тип соединений, образующихся в системе, содержащей одновременно окисленную и восстановленную формы иона комплексообразователя. Состав и константы устойчивости уточнены также с помощью окислительной функции [3-6]. По рассчитанным значениям констант образования комплексов методом температурного коэффициента при ионных силах 0,1ч1,0 моль/л. были определены значения изменения стандартной энтальпии (ДЗ0).

Результаты и их обсуждение. Исследования процессов комплексообразования ионов железа(Ш) и железа(П) в водных растворах бензимидазола в интервале температур 288ч318К позволили получить достоверные сведения о составе и устойчивости следующих координационных соединений: FeHBm3+; FeHBmОН2+;

2+

FeHBm(ОН)2+; Fe2(HBm)2(ОН)42+; FeHBm2+; FeHBm22+; FeшFeп(HBm)2(OЩ

После определения угловых коэффициентов приведённых зависимостей (по зависимостям ^в1к - 1/Т-103) (рис. 1- 4) для установленных соединений были вычислены изменения энтальпии и свободной энергии (изобарного потенциала). По известным значениям изменений энтальпии и свободной энергии были рассчитаны изменения энтропии. Вычисленные значения термодинамических функций реакций образования координационных соединений (ТФРОКС) приведены в таблицах 1-4.

Эндотермический эффект образования координационных соединений Fe (III) и Fe (II) свидетельствует о том, что для разрушения старых связей тратится больше энергии, чем выделяется при образовании новых. Поскольку бензимидазол выступает в качестве

монодентатного лиганда, но значительно крупнее молекул воды, то в процессе ко мплексо о б разования в гидратных об о лоч ках о н может вызывать перемещение более одной молекулы воды.

Рис.1. Зависимость констант образования комплексных соединений (^в) от температуры (1/Т403) в системе: Fe(Ш)-Fe(П)-HBm-Na(H)CЮ4-H2O, J=0,1 моль/л

Кривые относятся к: 1 - FeHBm2+; 2 -

3+

Fe(HBm)22+;

3 - FeшFeп(HBm)2(ОН)4+; 4 - FeHBm 5 - FeHBmОН2+; 6 - FeHBm(ОН)2+;

7 - Fe2(HBm)2(ОН)42+; 8 - FeOH2+; 9 -Fe(OH)2+; 10 - Fe(OH)3

На осно вании изложенного выше факта можно сказать, что в реализациях реакции образования координационных соединений положительные изменения энтропии связаны как со смещением молекулы воды из внутренней координационной сферы, так и с освобождением нескольких молекул воды из гидратных оболочек металлов комплексообразователей и лиганда.

Рис.2. Зависимость констант образования комплексных соединений (^в) от температуры (1/Т^103) в системе: Ге(Ш)-Ге(П)-НВт^а(Н)СЮ4-Н20, J=0,25 моль/л

Кривые относятся к: 1 - FeHBm2+; 2 - Fe(HBm)22+;

3 - FeIIIFeII(HBm)2(ОН)4+; 4 - FeHBm3+; 5 - FeHBmОН2+; 6 2 FeHBm(ОН)2+;

7 - Fe2(HBm)2(ОН)42+; 8 - FeOH2+; 9 -Fe(OH)0+; 10 - 12е(ОН),.

Рис.3. Зависимость констант образования комплексных соединений (^в) от температуры (1/Т-103) в системе: Ре(Ш)-Ре(П)-HBm-Na(H)Cl04-H20. J=0,5 моль/л

Кривые относятся к: 1 - FeHBm2+; 2 -Fe(HBm)22+;

3 - FeIIIFeII(HBm)2(ОН)4+; 4 - FeHBm3+; 5 -FeHBmОН2+; 6 - FeHBm(ОН)2+;

7 - Fe2(HBm)2(ОН)42+; 8 - FeOH2+; 9 -Fe(OЩ+; 10 - Fe(OЩ

Рис.4. Зависимость констант образования комплексных соединений (^в) от температуры (1/Т-103) в системе: Ге(Ш)-Ге(Н)-1/тю3 HBm-Na(H)Cl04-H20. J=1,0 моль/л

Кривые относятся к: 1 - FeHBm2+; 2 -Fe(HBm)22+;

3 - FeII;FeII(HBm)2(ОН)4+; 4 - FeHBm3+; 5 -FeHBmОН2+; 6 - FeHBm(ОН)2+;

7 - Fe2(HBm)2(ОН)42+; 8 - FeOH2+; 9 -Fe(OЩ+; 10 - Fe(OЩ

Таблица 1

ТФРОКС в системе: при различных температурах и ионной силе 0,1 моль/л

КОМПЛЕКС Т.Ф 288К 298К 308К 318К

FeHBm3+ ДНи(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 60,9 271,8 -17,37 60,9 269,5 -19,4 60,9 269,5 -22,11 60,9 268,2 -24,35

FeOH2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) -3,481 64,5 -22,06 -3,481 58,2 -20,83 -3,481 58,2 -21,41 -3,481 56,06 -21,31

FeHBmОН2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 112,6 400,6 -2,757 112,6 400,9 -6,847 112,6 400,1 -10,61 112,6 401,1 -14,92

FeHBm(ОН)2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) -287,19 -922,5 -21,5 -123,1 -366,1 -13,98 -59,83 -151 -13,33 -59,83 -157,1 -9,863

Fe2(HBm)2(ОН)42+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^°(кДж/моль) 12,76 128,8 -24,32 47,86 265,9 -28,69 263,2 948,5 -28,90 382,9 1342 -43,89

FeHBm2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 1,044 71,59 -19,58 1,044 71,66 -20,31 1,044 72,7 -21,35 1,044 73,93 -22,47

FeHBm22+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 1,044 158,7 -44,66 1,044 160,1 -46,67 1,044 161,2 -48,59 1,044 163,3 -50,89

FeшFe11(HBm)2(OH)4+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 8,703 124,6 -27,18 8,703 125,5 -28,69 8,703 125,5 -29,96 8,703 126,2 -31,42

Таблица2

ТФРОКС в системе: при различных температурах и ионной силе 0,25 моль/л

КОМПЛЕКС Т.Ф 288К 298К 308К 318К

FeHBm3+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 45,59 219,6 -17,64 45,59 219,9 -19,97 45,59 220,8 -22,41 45,59 221,8 -24,96

FeOH2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) -17,41 16,15 -22,06 -17,41 17,22 -22,54 -17,41 17,20 -22,7 -17,41 18,78 -23,38

FeHBmОН2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 112,6 400,6 -2,757 112,6 399,9 -6,561 112,6 400 -10,61 112,6 402 -15,22

FeHBm(ОН)2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) -95,73 -266,3 -21,5 -95,73 -266,7 -13,98 -95,73 -268,7 -13,33 -95,73 -270,4 -9,863

Fe2(HBm)2(ОН)42+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 47,86 257,9 -26,41 47,86 285,3 -29,10 175,5 664,8 -29,25 414,8 1445 -44,57

FeHBm2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 15,66 124,1 -20,07 15,66 121,3 -20,48 15,66 121,3 -21,70 15,66 120,9 -22,77

FeHBm22+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 17,41 218,9 -45,66 17,41 215,9 -46,96 17,41 216 -49,12 17,41 216 -51,20

FeшFe11(HBm)2(OH)4+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) ^0(кДж/моль) 3,481 111,1 -28,51 3,481 109,9 -29,27 3,481 109,9 -30,37 3,481 111,7 -32,03

Таблица 3

ТФРОКС в системе: при различных температурах и ионной силе 0,5 моль/л

КОМПЛЕКС Т.Ф 288К 298К 308К 318К

FeHBm3+ ДН°(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 44,67 218,3 -18,20 44,67 218,8 -20,54 44,67 217,8 -22,41 44,67 218,9 -24,96

FeOHi+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) -191,5 -583,6 -23,38 -38,29 -55,36 -21,79 -47,86 -84,56 -21,82 -47,86 255,5 -23,87

FeHBmОНi+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 134 474,9 -2,757 47,86 185,7 -7,474 109,4 382 -8,256 191,5 651,5 -15,71

FeHBm(ОН)2+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) -1,9 -64,38 -20,46 -119,7 -353,7 -14,26 -114,9 -325,3 -14,68 -143,6 -421,7 -9,498

Fe2(HBm)2(ОН)4i+ ДН°(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 47,86 259,1 -26,74 47,86 260,2 -29,67 159,5 618 -30,78 382,9 1347 -44,57

FeHBmi+ ДН°(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 12,18 113,5 -20,51 12,18 110,6 -20,77 12,18 110,6 -21,88 12,18 111,5 -23,26

FeHBm2i+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 5,22 178 -46,04 5,22 177,9 -47,81 5,22 177,9 -49,59 5,22 178,8 -51,63

FeшFe11(HBm)2(OH)4+ ДН0(кДж/моль) ДS0(Дж/моль•К) -ДG0(кДж/моль) 6,962 126 -29,61 6,962 122,9 -29,67 6,962 122,9 -30,9 6,962 124,9 -32,3

Таблица 4

ТФРОКС в системе: при различных температурах и ионной силе 1,0 моль/л

КОМПЛЕКС Т.Ф 288К 298К 308К 318К

ГеНБш3+ ДИи(кД ж/моль) 53,18 53,18 53,18 53,18

ДS0(Дж/моль•К) 251,7 250,3 249,3 251,5

-ДО°(кДж/моль) -19,30 -21,40 -23,59 -26,79

ГеОН2+ ДН0(кД ж/моль) -59,8 -59,8 13,6 47,8

ДS°(Дж/моль•К) -124,7 -126,1 115,8 226,7

-ДО°(кДж/моль) -23,9 -22,2 -21,9 -24,2

ГеНБшОН2+ ДН°(кД ж/моль) 23,9 23,9 27,6 23,9

ДS°(Дж/моль•К) 97,6 23,7 438,5 804,1

-ДО°(кДж/моль) -4,2 -7,1 -7,4 -16,4

ГеНБш(ОН)2+ ДН°(кД ж/моль) -95,7 -95,7 -95,7 -95,7

ДS°(Дж/моль•К) -267,3 -266,7 -268,7 -270,4

-ДО°(кДж/моль) -18,7 -16,2 -12,9 -9,74

Ге2(НБш)2(ОН)42+ ДН°(кД ж/моль) 13,6 13,6 234 382,9

ДS°(Дж/моль•К) 148,9 148,9 860,7 1349

-ДО°(кДж/моль) -29,2 -30,6 -31,1 -46,1

ГеНБш2+ ДН°(кД ж/моль) 22,6 22,6 22,6 22,6

ДS°(Дж/моль•К) 150,4 146,6 146,6 146,2

-ДО°(кДж/моль) -20,6 -21,1 -22,5 -23,8

ГеНБш22+ ДН°(кД ж/моль) 13,9 13,9 13,9 13,9

ДS°(Дж/моль•К) 209,4 209,1 209 207,3

-ДО°(кДж/моль) -46,4 -48,4 -50,5 -51,9

Ге111Ге11(НБш)2(ОН)4+ ДН°(кД ж/моль) 8,7 8,7 8,7 8,7

ДS°(Дж/моль•К) 136,7 130,5 130,5 132,5

-ДО°(кДж/моль) -30,6 -30,1 -31,4 -33,4

Заключение. Результаты расчёта термодинамических функций показали, что температура не оказывает заметного влияния на изменение величины ДН0 для монобензимидазолных комплексов железа (III) и железа (II), дибензимидазолного комплекса железа (II), а также гетеровалентного комплекса при всех ионных силах, что можно связать с близостью значений теплоёмкостей компонентов реакций комплексообразования. Кроме того, это по-видимому, связано с тем, что бензимидазол является нейтральным лигандом и при образовании координационных соединений заряд комплексов не меняется.

Отрицательные значения DG0 с повышением температуры увеличиваются в случае образования комплексных соединений железа (III) и железа (II). Это говорит о том, что с ростом температуры вероятность самопроизвольного образования координационных соединений железа (II) и железа (III) с бензимидазолом увеличивается. Положительное значение ДS<) при образовании координационных соединений как железа II), так и железа (III) связано с тем, что в ходе реакции комплексообразования вытесняется большое количество молекул воды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Захарьевский М.С. Оксредметрия. - Л: Химия. 1967

2. Никольский Б.П., Пальчевский В.В., Пендин А.А., Якубов Х.М. Оксредметрия.-Л: Химия. 1975

3. Раджабов У.Р., Назарова Х.Д., Юсупов З.Н. Оксредметрическое исследование системы Fe(III)-Fe(II)-бензимидазол-вода//Материалы научно-теоретической конференции профессорского-преподавательского состава и студентов «День науки» Душанбе, 2001 - С.57

4. Раджабов У.Р., Назарова Х.Д., Юсупов З.Н. Гомо- и гетеровалентные координационные соединения, образующиеся в системе железо (II) и железо (Ш)-бензимидазол-вода//Сб. научных статей 51-ой годичной научно практической конференции с международным участием «Вода и здоровье человека» - Душанбе, 2003. - С. 267

5. Юсупов З.Н. Применение оксредметрии в изучении гетеровалентного и гетероядерного комплексообразования.// Координационные соединения и аспекты их применения. -Душанбе: ТГНУ. 1999. -С.65

6. Якубов.Х.М. Применение оксредметрии к изучению комплексообразования. -Душанбе, Дониш, 1966

Хулоса

ФУНКСИЯХОИ ТЕРМОДИНАМИКИИ РЕАКСИЯХОИ ХОСИЛШАВИИ ПАЙВАСТАГИХОИ КООРДИНАТСИОНИИ ОХАН (III) ВА ОХАН (II) ДАР МАХ,ЛУЛХ,ОИ ОБИИ БЕНЗИМИДАЗОЛ У.Р. Рачабов, З.Н. Юсупов, Х.Д.Назарова

Бо усули потенсиали оксидкунанда ва функсияи оксидкунанада алокди устувор ва функсияхои термодинамикии реаксияи хосилшавии пайвастагихои мачмуии охан бо бензимидазол муайян карда шудааст.

Summary

TERMODINAMIC FUNCTIONS OF FORM REACTIONS OF COORDINATIONAL COMBINATIONS OF FERRUM (III) AND FERRUM (II) IN WATER SOLUTIONS OF BENZIMIDAZOL U.R. Rajabov, Z.N. Yusupov, H.D. Nazarova

By the method of oxydating potential and oxydating function the constants of stedity were calculated, and termodinamic functions of form reactions of complex ferrum and benzimidazol were determined.