Взаимодействие треонина с хлоридами биометаллов в водной среде при 25°C

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 546.212:546.47                                

Среди биологически активных веществ значительное место занимают аминокислоты и их производные, нуклеиновые кислоты. Интерес к комплексным соединениям, содержащим природные аминокислоты и их производные в качестве лигандов, сохраняется на протяжении десятилетий. Структура аминокислот предопределяет возможность образования разнообразных комплексных соединений с металлическими ионами, варьирующихся в зависимости от наличия карбоксильной, аминогруппы и дополнительных донорных групп [1–4]. Также была исследована тройная система хлорид гольмия – глицин – вода [5].

Аминокислоты представляют собой гетерофункциональные соединения, включающие карбоксильную группу и аминогруппу в их молекуле. Они проявляют кристаллические свойства и растворимы в воде, однако оказываются малорастворимыми в органических растворителях и подвержены плавлению при повышенных температурах, при этом распадаясь. Интересно, что многие из них обладают сладким вкусом.

Цель исследования : разработать экономически эффективные методики синтеза комплексных соединений металлов с аминокислотой треонин. Это включает в себя выбор оптимальных реакционных условий, реагентов и методов анализа продуктов реакции.

Синтезировать комплексы биометаллов, таких как кобальт, никель и марганец с использованием аминокислоты треонин в качестве лиганда. Это позволит изучить, какие металлы образуют стабильные комплексы с данной аминокислотой.

Материалы и методы исследования

Для обеспечения достоверности полученных результатов проводились комплексные анализы данных при использовании наиболее современных и актуальных научноисследовательских методов, и инструментов.

Все эксперименты выполнялись с повторяемостью не менее 5 раз, чтобы обеспечить надежность данных. Состав и строение образованных кристаллов были анализированы ИК спектроскопией и микроскопом.

Результаты и обсуждение

Состав полученных комплексных соединений идентифицирован ИК спектроскопией после чего были выделены спектры поглощения комплексных соединений (Рисунок 1).

Колебательные частоты ИК спектроскопии комплексных соединений хлорида кобальта с треонином СоСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 , хлорида никеля с треонином NiСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 и хлорида марганца с треонином MnСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 даны в Таблице.

Микроскопическое строение кристаллов комплексного соединения хлорида кобальта с треонином СоСl 2 ×2C 5 H 11 O 2 N представлено на Рисунке 2. В ИК-спектре нового комплексных соединений СоСl 2 ×2C 5 H 11 O 2 N, NiСl 2 ×2C 5 H 11 O 2 N и MnСl 2 ×2C 5 H 11 O 2 N в длинноволновой области проявляющиеся пики 3212, 3220, 2931 см^-1 соответствуют валентному колебанию аминогруппы, что свидетельствует о комплексообразовании, в котором принимает участие аминогруппа.

Рисунок 1. ИК-спектры поглощения комплексных соединений: а) хлорида кобальта с треонином СоСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 ; б) хлорида никеля с треонином NiСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 ; в) хлорида марганца с треонином MnСl 2 ×C 4 H 9 NO 3

Рисунок 2. Строение кристаллов: a) аминокислоты треонин; b) комплексного соединения хлорида кобальта с валином СоСl 2 ×2C 5 H 11 O 2 N

Наблюдается сдвиг полосы поглощения валентного колебания карбоксильной группы (νasСОО-) на 60 см-1, т. е. смещена в низкочастотную область от 1620 см-1 до 1585 и 1617 см-1, что подтверждает возможность комплексообразования через атом кислорода карбоксильной группы.

Таблица

ОСНОВНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ЧАСТОТЫ (см^-1) в ИК-спектрах треонина и новых комплексных соединений СоСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 , NiСl 2 ×C 4 H 9 NO 3 и MnСl 2 ×C 4 H 9 NO 3

Отнесение	C 4 H 9 NO 3	СоСl 2 ×C 4 H 9 NO 3
v as (NH 2 )	—	3212,93
v s (NH 2 )	2974,51	2359,79
v as (COO-)	1620,11	1612,93
v s (COO-)	1413,29	1419,03
δ as (NH 2 )	—	1078,64
δ s (NH 2 )	1028,37	1035,55
Отнесение	C 4 H 9 NO 3	NiСl 2 ×C 4 H 9 NO 3
v as (NH 2 )	—	3220,11
v s (NH 2 )	2974,51	2359,79
v as (COO-)	1620,11	1617,24
v s (COO-)	1413,29	1420,47
δ as (NH 2 )	—	1080,07
δ s (NH 2 )	1028,37	1036,99
Отнесение	C 4 H 9 NO 3	MnСl 2 ×C 4 H 9 NO 3
v as (NH 2 )	—	2931,42
v s (NH 2 )	2974,51	2595,34
v as (COO-)	1620,11	1585,64
v s (COO-)	1413,29	1394,64
δ as (NH 2 )	—	1028,3
δ s (NH 2 )	1028,37	715,26

Выводы

ИК-спектры синтезированных комплексных соединений металлов с треонином свидетельствуют о том, что химическая связь между металлом и лигандом осуществляется через атомы кислорода карбоксильной и азота аминной групп.

Определены оптимальные условия синтеза координационных соединений кобальта, никеля и марганца с аминокислотой треонин, обеспечивающие формирование однородных продуктов с выходом от 86% до 92% что важно для обеспечения высокой эффективности синтеза.