E, мВ 420
400
380
360
340
320
1 ^А
4 6 8 рН
Рис. 1. Зависимость потенциала Ag-ceлeктивнoгo электрода (Е) от рН: системы Amp-Ag(I) (1), Axn-Ag(I) (2), Cpx-Ag(I) (3). Для систем 1-3 мольное соотношение L : Ag = 3 : 1.
форме катиона (H2L+) в мольном соотношении 1 : 3 на фоне 0.1 М KNO3, титровали раствором NaOH, измеряя одновременно рН и потенциал Ag-селек-тивного электрода (E) относительно электрода сравнения, соединенного с титруемым раствором электролитическим ключом, заполненным раствором 1 М KNO3.
Растворы для титрования готовили непосредственно перед экспериментом. В мерную колбу на 500 мл вносили 0.5 г антибиотика, 50 мл 1 М KNO3 для создания ионной силы 0.1 и 14 мл 0.1 М HNO3 (1 г-экв) для перевода антибиотика в протониро-ванную форму. Растворяли антибиотик и доводили раствор до метки водой. 100 мл полученного таким образом раствора помещали в термостатиру-емую ячейку при 20°С, добавляли 5 мл раствора AgNO3 и титровали раствором NaOH.
Для измерения рН и E применяли иономеры Microtechna M120 (Чехия). Электрод для измерения рН - стеклянный Crytur 01-21 (Чехия), калиброванный по буферным растворам Na2B4O7 (pH 9.20 при 20°С) и KH3(C2O4)2 (pH 1.68 при 20°С). Электрод сравнения - насыщенный каломельный Radelkis 0P-0830P (Венгрия). Точность измерения рН ±0.01, E ±1 мВ. Ag-селективный электрод Crytur 47-27 (Чехия) калибровали по серии растворов AgNO3, полученных последовательным разбавлением исходного раствора. Электродная функция линейна в диапазоне p[Ag] от 2 до 5 и описывается уравнением E = 605.1 + 57.6 lg [Ag], которое получено экстраполяцией экспериментальных данных в программе Origin 7.0 [26].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На рис. 1. представлены экспериментальные зависимости E от рН, полученные в процессе титрования. Во всех случаях падение E, свидетельствующее об уменьшении равновесной концентрации ионов Ag+ и связывании их в комплексы, происходит в нейтральной и щелочной средах, когда в растворе увеличивается равновесная концентрация анионов L-.
Для определения состава и устойчивости образующихся комплексов был проведен математический анализ результатов титрования нелинейным методом наименьших квадратов [27] с использованием специализированной программы New DALSFEK, которая позволяет учитывать несколько откликов (в данном случае pH и p[Ag]) [28]. Критерием адекватности математической модели равновесий является минимизация суммы квадратов отклонений (SS). В модели были учтены следующие равновесия:
H+ + OH" ^ H2O, lgв(H2O);
(1)
H+ + L"
1в в( ИЬ); (2)
Ag+ + ОН- — AgOH, ^ р( AgOH); (3) Ag+ + L — AgL, ^ в (4)
Ag+ + 2L ^ AgL-, ^в2. (5)
^ в( И2О) = 13.89, учитывая, что при 20°С р^ = = 14.16 [29], а коэффициенты активности одновалентных ионов в 0.1 М KNO3 составляют 0.735 [30].
3
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ СЕРЕБРА® С АМПИЦИЛЛИНОМ 213
Таблица 1. Константы протонировання анионов антибиотиков, аминокислот серина (Ser), глицина (Gly), аланина (Ala) и дипептидов глицилглицина (GlyGly)
Равновесие lg P( HL) Условия определения Литература
H+ + Amp- -—► HAmp 7.28 20°C, I = 0.1 (KNO3) [23]
H+ + Axn- HAxn 7.66 20°C, I = 0.1 (KNO3) [24]
H+ + Cpx- ^ HCpx 7.52 20°C, I = 0.1 (KNO3) [25]
H+ + Ser- ^ HSer 9.24 20°C, I = 0.01 (KCl) [32]
H+ + Gly- HGly 9.78 25°C, I = 0 [32]
H+ + Ala- ^ HAla 9.87 25°C, I = 0 [32]
H+ + GlyGly- ^ HGlyGly 8.09 25°C, I = 0.1 (NaClO4) [32]
Таблица 2. Константы образования комплексов Ag(I) с анионами антибиотиков, аминокислот и дипептидов
L lg Pi lg P2 Условия определения SS
Amp- 3.37 ± 0.02 6.24 ± 0.05 20°C, I = 0.1 (KNO3) 0.36
Axn- 3.26 ± 0.04 6.0 ± 0.1 20°C, I = 0.1 (KNO3) 0.73
Cpx- 3.72 ± 0.03 7.36 ± 0.04 20°C, I = 0.1 (KNO3) 0.86
Ser- [32] 3.40 6.67 25 °C, I = 0.6
Gly- [32] 3.51 6.89 25 °C, I = 0
Ala- [32] 3.64 7.18 25 °C, I = 0
GlyGly- [32] 2.72 4.98 25 °C, I = 0
Таблица 3. Константы образования (lgв(ML)) [22] комплексов (¿-элементов с анионами антибиотиков. 20°C, I = 0.1 (KNO3)
M L
Amp- Axn- Cpx-
Mn2+ 2.78 ± 0.04 2.09 ± 0.05 0.75 ± 0.06
Co2+ 3.68 ± 0.04 2.79 ± 0.03 1.83 ± 0.02
Ni2+ 4.25 ± 0.03 3.56 ± 0.05 2.38 ± 0.02
Zn2+ 3.45 ± 0.03 3.19 ± 0.02 1.86 ± 0.02
Cd2+ 3.10 ± 0.05 3.03 ± 0.02 1.58 ± 0.03
Значения констант протонировання анионов антибиотиков lg в( HL) представлены в табл. 1. Также учитывали возможность гидролиза ионов Ag+, lg р( AgOH) = 3.0 [31].
Результаты расчета lg в и lg в2 и соответствующие значения SS представлены в табл. 2. Исключение из модели комплексов AgL2, так же как и введение AgL3 и Ag(OH)L, во всех случаях приводит к росту SS, т.е. к ухудшению соответствия модели экспериментальным данным. Таким образом, в нейтральной и щелочной средах Amp-, Axn- и Cpx-взаимодействуют с Ag(I) с образованием моно- и би-лигандных комплексов, сосуществующих в растворе. На рис. 2 приведено распределение равновесных
концентраций частиц в зависимости от рН в системе Ag(I)-Amp-. Диаграммы распределения для систем Ag(I)-Axn- и Ag(I)-Cpx- имеют аналогичный вид.
Известно, что анионы аминокислот и дипептидов в комплексах с Ag(I) координируются через аминогруппу как монодентатные лиганды, а устойчивость образующихся комплексов пропорциональна основности аминогрупп [33]. Основность аминогрупп Amp-, Axn- и Cpx- существенно ниже, чем аминокислот (табл. 1), но исследованные комплексы Ag(I) с антибиотиками и соответствующие комплексы аминокислот равны по устойчивости (табл. 2). Тот же порядок имеют константы устойчивости комплексов антибиотиков и с двухвалентными катионами ^-элементов
PH
Рис. 2. Распределение равновесных концентраций частиц в зависимости от рН для системы Amp-Ag(I): Ag+ (1), HAmp± (2), Amp- (3), AgAmp (4), Ag(Amp)" (5).
(табл. 3), в которых анионы антибиотиков би- или тридентатны [14, 18]. Поэтому можно предполагать, что Amp-, Axn- и Cpx- координируются ионом Ag+ как бидентатные лиганды, и это является дополнительным фактором, стабилизирующим комплексы. Поскольку координация карбоксильных и амидных групп для Ag(I) нехарактерна [34], наиболее вероятным вариантом представляется координация Amp-, Axn- и Cpx- через атом азота аминогруппы и атом серы.
Возможность существования подобной структуры была ранее установлена для комплексов Cu(II) с ампициллином [14].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Солдатенков Ä.T., Колядина Н.М., Шендрик И.В. Основы органической химии лекарственных веществ. М.: Мир, 2003. 191 с.
2. Cressman W.A., Sugita E.T, Doluisio J.T., Nieber-gall P.J. // J. Pharm. Pharmacol. 1966. V. 18. < 12. P. 801.
3. Cressman W.A., Sugita E.T., Doluisio J.T., Nieber-gall P.J. // J. Pharm. Sci. 1969. V. 58. < 12. P. 1471.
4. Fazakerley G.V., Jackson G.E. // J. Pharm. Sci. 1977. V. 66. < 4. P. 533.
5. Lozano M.J., Borras J. // J. Inorg. Biochem. 1987. V. 31. < 3. P. 187.
6. Kapetanovic V., Suznjevic D., Veselinovic D. // Elec-troanalysis. 1990. V. 2. < 6. P. 481.
7. Gutierrez Navarro P., Martinez de las Parras P.J., Marquez Garcia A. // J. Pharm. Sci. 1991. V. 80. < 9. P. 904.
8. Beard S.J., Ciccognani D.T., Hughes M.N., Poole R.K. // FEMS Microbiol. Lett. 1992. V. 75. < 2-3. P. 207.
9. Shoukry M. // Talanta. 1992. V. 39. < 12. P. 1625.
10. Shoukry M. // Ann. Chim. (Rome). 1993. V. 83. P.142.
11. Lyle S.J., Yassin Sh. S. // Anal. Chim. Acta. 1993. V. 274. < 2. P. 225.
12. Mukherjee G.N, Ghosh T.K. // J. Indian Chem. Soc. 1994. V. 71. < 4. P.169.
13. Mukherjee G.N., Ghosh T.K. // J. Inorg. Biochem. 1995. V. 59. < 4. P. 827.
14. Mukherjee G.N, Ghosh T.K. // Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.). 1996. V. 108. < 4. P. 371.
15. Mukherjee G.N, Ghosh T.K. // J. Indian Chem. Soc. 1997. V. 74. < 7. P. 538.
16. IqbalM.S., AhmadA.R., Sabir M, AsadS.M. // J. Pharm. Pharmacol. 1999. V. 51. < 4. P. 371.
17. Abo El-Maali N, Osman A.H., Aly A.A.M., Al-Hazmi G.A.A. // Bioelectrochem. 2005. V. 65. < 2. P. 95.
18. Zayed M.A., Abdallah S.M. // Spectrochim. Acta. A. 2005. V. 61. < 9. P. 2231.
19. Алексеев В.Г., Ларин C.B., Шигина О.Ю., Щербакова Е.Е. // Журн. общ. химии. 2006. Т. 76. < 2. С. 334.
20. Алексеев В.Г., Щербакова Е.Е, Якубович Ю.Я. и др. // Журн. общ. химии. 2006. Т. 76. < 2. С. 338.
21. Алексеев В.Г., Милашс Е.А., Ларин C.B., Шигина О.Ю. // Коорд. химия. 2006. Т. 32. < 7. С. 492.
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ СЕРЕБРА(Г) С АМПИЦИЛЛИНОМ
215
22. Алексеев В.Г. // Тез. докл. Всерос. симпозиума "Эффекты среды и процессы комплексообразова-ния в растворах". Красноярск, 2006. С. 10.
23. Алексеев В.Г, Демская Е В, Додонова М.С. // Журн. общ. химии. 2005. Т. 75. № 6. С. 1049.
24. Алексеев В.Г, Демская Е.В, Милашс Е.А., Игол-кин В В. // Журн. общ. химии. 2005. Т. 75. № 7. С. 1211.
25. Алексеев В.Г, Даландуцкая В С, Маркелова С.В, Авилкина А.А. // Журн. общ. химии. 2005. Т. 75. № 8. С. 1349.
26. Origin 7.0. Northampton (MA, USA): Originlab Corp., 2002.
27. Хартли Ф, Бергес К, Олкок Р. Равновесия в растворах. М.: Мир, 1983. 360 с.
28. New DALSFEK. KCM soft, 2000. http://sinisha.chat.ru
29. Marshall W.L, Frank E.U. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1981. V. 10. № 2. P. 295.
30. Hamer W.J, Wu Y.C. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1972. V. 1. № 4. P. 1047.
31. Назаренко B.A, Антонович В.П, Невская E.M. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. М.: Атомиздат, 1979. 191 с.
32. Яцимирский КБ, Крисс E.E., Гвяздовская ВЛ. Константы устойчивости комплексов металлов с биолигандами. Киев: Наук. думка, 1979. 228 с.
33. Неорганическая биохимия. Т. 1 / Под ред. Эйхгор-на Г. М.: Мир, 1978. С. 155.
34. Коттон Ф, Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Ч. 3. М.: Мир, 1969. С. 479.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.