Содержание к диссертации
Введение
1. Введение 4
2. Литературный обзор.
2.1. Кинетика и механизм реакций аквотации комплексов шитины(П) дихлородиаминового типа 7
2.2. Кинетика реакций нуклеофильного замещения в комплексах платины(П) ди- и триаминового типа 17
3. Экспериментальная часть.
3.1. Характеристика исходных веществ, метод, аппаратура, методика эксперимента, статистическая обработка экспериментальных данных 30
3.2. Исследование кинетики реакций аквотации изомерных комплексов платины(П) дихлородиаминового типа.
3.2.1. Исследование кинетики аквотации цис-ди-хлородиаминов платины(П) 34
3.2.2. Исследование кинетики аквотации транс-дихлородиаминов платины(П) 49
3.3. Исследование состояния изомерных комплексов платины(П) дихлородиаминового типа в растворах хлорида натрия.
3.3.1. Изучение изменения электропроводности растворов хлорида натрия в присутствии комплексов платины(П) диаминового типа 66
3.3.2. Изучение изменения активности хлорид-ионов в растворах хлорида натрия при введении комплексов платины(П) диаминового типа 74
3.4. Исследование кинетики реакций нуклеофильного замещения галогенид-ионов на цитидин и инозин в комплексах платины(П) триамминового типа 83
3.5. Исследование кинетики реакций нуклеофильного замещения галогенид-ионов на цитидин и инозин в комплексах платшш(П) диамминового типа 101
4. Обсуждение результатов 112
Выводы 139
- Кинетика реакций нуклеофильного замещения в комплексах платины(П) ди- и триаминового типа
- Исследование кинетики реакций аквотации изомерных комплексов платины(П) дихлородиаминового типа.
- Изучение изменения электропроводности растворов хлорида натрия в присутствии комплексов платины(П) диаминового типа
- Исследование кинетики реакций нуклеофильного замещения галогенид-ионов на цитидин и инозин в комплексах платины(П) триамминового типа
Кинетика реакций нуклеофильного замещения в комплексах платины(П) ди- и триаминового типа
Кинетика реакций нуклеофильного замещения в комплексах пла-тины(П) в растворе подчиняется закону скорости J35J: Скорость = kL [М] + ka [M][L] (2.6) где [MJ и [LJ - концентрации комплекса и входящего лиганда; К - константа скорости первого порядка, соответствующая гидролитическому (сольволитическому) пути реакции; кг- константа скорости второго порядка, зависящая от природы входящего лиганда. В условиях псевдопервого порядка при избытке входящего лиганда уравнение скорости принимает вид: Скорость = кнайл. [Ь] (2.7) где наблюдаемая константа скорости ((Ho#i. зависит от концентрации входящего лиганда и связана с индивидуальными константами скорости уравнением: кнА= к,+ k [L] (2.8) График К на$л. _Ц должен быть линейным и отсекать на оси ординат отрезок, равный Ki для маршрута реакции с участием растворителя. Наклон графика, равный к » характеризует путь прямого нуклеофильного замещения. Дня обоих путей замещения в низкоспиновых 4-координационных d -комплексах типичным является ассоциативный механизм [зб.Ц В ассоциативном механизме скорость реакции существенно зависит от природы входящей и уходящей групп, от природы внутри-сферных лигандов, находящихся в транс-и цис-положении к уходящей группе, стерических эффектов. лабильность связи центральный атом - уходящая группа в соответствии с принципом трансвлияния определяется природой трансрасположенного лиганда. Теоретические представления о природе трансвлияния в кинетическом аспекте отражены в работах Кардуэлла, Чатта и Оргела и подробно изложены в монографии Ю.Н.Кукушкина и Р.И.Бобоходжаева [45]. Согласно этим работам, сущность трансвлияния заключается не только в ослаблении связи лиганда, расположенного против транс-активной группы, но и в уменьшении энергии активации при образовании активированного комплекса с координационным числом 5. Трансвлияние стабилизирует переходное состояние. Лиганды, обладающие сильным трансвлиянием, характеризуются способностью оттягивать электронную плотность от атома металла на свои незаполненные 7Г-разрыхляющие или несвязывающие орбитали и тем самым уменьшать заряд, который накапливается в результате присоединения нуклеофила. Транс-активность лиганда определяется его способностью образовывать так называемую дативную 7Ґ-связь.
В работах Б.И.Пещевицкого с сотрудниками J46-49J показано, что количественной характеристикой трансвлияния могут служить главным образом кинетические исследования реакций замещения. Этот вывод подтвержден сопоставлением кинетических и термодинамических данных ступенчатого замещения по транс-координате как в соединениях платины(П) 146-48], так и в соединениях платины (17) [49]. Интерес исследователей к изучению кинетики реакций замещения хлорид-ионов в комплексах платины(П) на нейтральные молекулы гетероциклических и алифатических аминов связан с открытием противоопухолевой активности цис-дихлородиаммшоплатины(Д) (Д7Щ). М.Тоуб с сотрудниками в одной из последних работ [бо] изу-чали кинетику реакций замещения хлорид-ионов на амины (пиперидин, морфолин, циклогексиламин, бутиламин и различные хлор- и бром-замещенные пиридины) в комплексе [Pt(L)Cu3j 9 где L» -лиганд, обладающий сильным трансвлиянием - фосфины, фосфиты и арсины. Полученные результаты, рассмотренные с привлечением аналогичных данных для этого комплекса с серусодержащими лигандами - диметилсульфоксид [7IJ и диметилсульфид (ДОС) L5IJ, показали, что лабильность исследованных комплексов сильно зависит от природы донорного атома лиганда ( Р, к S или S ) и существенно в меньшей степени от природы заместителей. Из сравнения транс-ла-билизирующих свойств ДОС и ДОСО следует, что ДОС является менее эффективным стабилизатором переходного состояния, вследствие его более слабой ТС -акцепторной способности [бі]. Неэлектролитные комплексы платины(П) цис- _РІ і Со І с фосфор- и серусодержащими лигандами ( P(C6H$)t ДОСО, SfC H ) и др.) не обладают противоопухолевыми свойствами. Возможно, что это связано с увеличением лабильности хлорид-иона на транс-координате Cf P"t L , благодаря чему возрастает способность комплекса к не специфическим реакциям в межклеточной жидкости, как в случае транс- [Pt(NH3)A Са] [їв]. Особый интерес для объяснения механизма противоопухолевого действия представляет изучение кинетики замещения в комплексах платины(П) с биологически активными лигандами - пуриновими и пиримидиновыми основаниями, аминокислотами и аминоспиртами. Процесс замещения в комплексах платины (И) с аминокислотами и аминоспиртами отличается от обычного нуклеофильного замещения и приводит к образованию циклических соединений,[52-5б]. В работах Л.М.Волштеина с сотрудниками [52-54] исследована реакционная способность аминокислот по отношению к ряду комплексов платиныШ).
Выделены и изучено строение комплексов с моно- и бидентатно связанными аминокислотами. На примере реакций замыкания аминокислотных циклов где А - анионы d -амшоизовалериановой кислоты (валина) и/ -фенил- Р -алашша, X -Ct 8/ , показано, что трансвлияние определяет не только кинетику замещения лигандов, но и кинетику циклизации. Замыкание первого цикла протекает значительно быстрее, чек второго, что объясняется большим трансвлиянием хлорид-и бромид-ионов по сравнению с трансвлиянием циклически связанного аниона аминокислоты на координате Первичные аминоспирты, такие как моноэтаноламин ( СГШ ) и трисоксиметиламинометан ("трис" = ) также мо- гут. координироваться моно- и бидентатно в сфере платины(П) Гб5, 56J. Взаимодействие транс- [Ptct/TZ CL J И транс-[pt(VpWcJ СЕЛ со щелочью, аммиаком и органическими аминами (пиридин, метиламин, диметилгидразин и др.) приводит к циклизации аминоспиртов. И в этих реакциях проявляется закономерность трансвлияния: скорость замыкания первого цикла больше скорости замыкания второго цикла за счет большего трансвлияния хлорид-иона на координате СЕ-ги-Си по сравнению с трансвлиянием циклически связанного аминоспирта на координате С" Pt " О R- Лабильность уходящей группы в реакциях замещения определяется и природой цис-расположенного лиганда. Кинетическое проявление цис-влияния обнаружено А.А.Гринбер-гом и Ю.Н.Кукушкиным в реакциях замещения хлорид-иона на аммиак и пиридин в хлороплатините калия и в соли Косса [l5,57,58j. В дальнейшем цисвлияние аммиака и пиридина на координату С Рі Сс в солях моноаминового типа подтверждено в работах [б9-6з]. Цисвлияние алициклических аминов (А) в реакциях замещения хлорид-иона на циклопропиламин С А ) проявляется в том, что константа К2 (М с ) уменьшается в 2 раза при переходе от циклобутил- к циклооксиламину [?о]. О сложности связи между трансвлиянием и цисвлиянием свидетельствуют результаты работ [б4,6б], в которых на примере диме-тилсульфоксида показано, что сильно трансвлиякщий лиганд может оказывать и большое цисвлияние. Хлорид-ионы на координате «ЩС0-— Ріг — СС обмениваются практически мгновенно, т.е. со скоростью "нулевого обмена". Скорость обмена хлора на координате С? -Р выше, чем в других комплексных ионах типа [Р L СУ » где L " аммиак, пиридин, этилен (в 10-100 раз). Цисвлияние диметилсульфоксида в реакциях катионного комп лекса [Pt La СЕ J , где L- ЛМСО, NH3, с различными нейт ральными и заряявиными нуклеофилышми лигандами ННЪ, НН ОН , N2Hq» N3 , Е Г І t) f 5CN Toy б с сотрудниками [бб] изучали спек- трофотометрически при 25С. В реакциях [Ріп(0МС0]С?J и [Pi/7 ( NH3) Си] с нейтральными лигандами величина к2 (М с" 1) уменьшается в 2-3 раза, а в реакциях- с ионными нуклеофилами - в 30-60 раз. Эти результаты показывают, что Ш00 обладает заметным цис-лабилизирующим действием по сравнению с аммиаком.
Исследование кинетики реакций аквотации изомерных комплексов платины(П) дихлородиаминового типа.
В общем случав изменение электропроводности системы во времени отражает все эти стадии. Оценить константу скорости аквотации комплекса по первой ступени С кр можно, если вести измерения в отсутствии хлорид-ионов и ограничить расчет константы скорости начальным участком кинетической кривой ( 30$ превращения). В этих условиях можно пренебречь обратимостью и последовательностью гидролитических процессов и приближенно рассматривать аквотацию как необратимую реакцию псевдопервого порядка Для цис-неэлектролитов, аквотация которых значительно медленнее, чем аквотация транс-изомеров, эти допущения оправданы. В этом случае справедливо следующее выражение для константы скорости kj : где / eo - предельная молярная электропроводность в момент времени X - , равная сумме подвижностей хлорид-иона и аквокатиона при бесконечном разведении (в ом смчшл ); М 0 и Мх - молярные электропроводности исследуемого раствора в начальный момент времени Х0 (время первого измерения) и ко времени X . Вследствие кислотной диссоциации аквокомплекса величина рН растворов несколько уменьшается во времени (уравнение 3,2.3). При расчете Mr учитывали изменение электропроводности за счет образущихся ионов водорода и уменьшения концентрации аквокатио-на (Щ+) в процессе диссоциации: Тогда удельная электропроводность раствора ( 3т) к моменту времени X равна: . Контроль прохождения реакции до степени превращения 30$ осуществляли по концентрации хлорид-ионов, рассчитываемой по уравнению: Значения Л н+ и /1#- при различных температурах вычисляли с учетом температурных коэффициентов по справочным данным [эо]. Подвижность аквокатиона [Pt А, Сенг0У принимали равной под вижности триамминового катиона . При этом исхо- дили из того, что природа нейтрального лиганда в незначительной степени влияет на молярную электропроводность триамина. Так, для ряда [PtfinXNQjCf , где X - NH3,CH3NH2, Ру (пиридин), величина предельной молярной электропроводности при 25С лежит в пределах (110-97) ом 1см2мол""1 [9l]. Такие же результаты получены нами для пурин- и пиримидинсодержащих триамминов [PtfNH3)2LC]C ( L - инозин, цитидин): I06-II0 ом см мол"1. Предельную электропроводность (Л ) для [РҐМН3)3 Ctj СІ при 25С определяли по линейной зависимости молярной электропроводности растворов комплекса от \ С в интервале концентраций (2.КГ3 - І.ІСГ4) мол/л: А = (104,4 + 1,8) ом""1 смолол"1. Отсюда: AQQ+ = 104,4 - 76,4 = 28,0 (ом см лол ). При температу- о А ре опыта, отличной от 25 С, значение Ав + находили с учетом температурного коэффициента электропроводности ионов в водных растворах -.2,5$. [87J.
В табл. 3.2.1 даны использованные в кинетических расчетах значения предельных электропроводностей ионов водорода, хлора и аквокатиона в интервале температур 15-50С. Исследована кинетика аквотации шести неэлектролитных комплексов платины(П) цис-строения: [. Ч зіа а] » Методика проведения кондуктометрических измерений и сделанные предположения относительно определения константы скорости первой ступени аквотации (реакция 3.2.6) при изучении транс-ди-хлородиаминов те же, что и для цис-изомеров. Различие заключается в способе расчета константы скорости по экспериментальным данным. Реакции аквотации- транс-дихлородиаминов платшш(П) протекают с большей скоростью, чем цис-изомеров, и для них достаточно быстро достигается равновесное состояние системы [l9J, В этом случае имеет место влияние хлорид-ионов на скорость аквотации. Константа скорости аквотации транс-при 25С в І.ІСГ3 М растворе хлорида натрия ( К±= 1,6.10-5 с""1) уменьшается более чем на порядок по сравнению с величиной константы скорости в воде ( hi = 2,4.ІСГ4 с" 1) (рис. 3.2.3). Поэтому расчет констант скорости аквотации транс-изомеров _РА2Сг] проводили по кинетическому уравнению, справедливому для обратимых реакции, когда прямая реакция имеет первый порядок, а обратная - второй В случае аквотации транс-дихлородиаминов платины(П) [Bj = = [С J » [С] = [PiA2 ССНг0] . Концентрацию вытесненных хлорид-ионов рассчитывали по уравнению (3.2.Н). Равновесную концентрацию хлорид-ионов рассчитывали из равновесного значения удельной электропроводности системы. О достижении равновесного состояния судили по постоянству величины удельной электропроводности раствора в пределах +2% в течение 20-30 мин. . На рис. 3.2.4 даны зависимости удельной электропроводности от времени для реакций аквотации транс-изомеров при 25С. При сравнении, зависимостей Э = j(X) для цис- и транс-изомеров (рис. 3.2.1 и 3.2.4) видно, что линейность начального участка кинетической кривой для цис-изомера соблюдается в течение 100 мин., а для транс-изомера - 25-30 мин. Влияние концентрации комплекса на скорость аквотации показано на примере транс- [РЬ(ННг0Н)гСЕг1 на рис. 3.2.5. Применимость уравнения (3.2.18) для расчета константы ско рости аквотации транс-дихлородиаминов платины(П) иллюстрируют анаморфозы кинетических зависимостей для изученных комплексов (рис. 3.2.6). В табл. 3.2.6-3.2.9 и в приложении I приведены экспериментальные данные по кинетике аквотации и рассчитанные по уравнению (3.2.18) константы скорости аквотации исследованных транс-изомеров. Температурные зависимости.констант скоростей аквотации транс-изомеров линейны (рис. 3.2.7). Значения констант скоростей и активационные параметры изученных реакций.аквотации транс-дихлородиаминов платины(П) сведены в табл. 3.2.10.
Изучение изменения электропроводности растворов хлорида натрия в присутствии комплексов платины(П) диаминового типа
В разделе 3.2.1 было показано, что скорость гидролиза (акво- тации) цис- в воде и в 1.10"" М растворе хлори- да натрия практически одинакова. Рассчитанные по уравнению (3.2. 7) константы скорости гидролиза (аквотации) при 25С равны 6,2.10-5 с "1 и 6,8.10-5 с-1 соответственно. В (2-5).10-3 М растворах хлорида натрия скорость гидролиза уменьшается вследствие наложения обратной реакции. Дальнейшее увеличение концентрации растворов от 5.10 М до 0,15 М привело к неожиданному результату - добавка цис- [PtfNHaflHja С6г] вызывала понижение электропроводности, исходного раствора хлористого натрия. На рис. 3.3.1 приведены кривые изменения удельной электро- проводности (Д3) во времени (с поправкой на электропроводность ионов Н+ ) при 25С І.ІСГ3 М раствора цис- [Pt (НН&0Н)гСС&] в воде и растворах хлорида натрия различной концентрации. Величина Д "X - 2 - Жср , где 2в - удельная электропроводность исследуемого раствора и дв р - электропроводность фона, т.е. раствора хлористого натрия или воды. Аналогичный вид кривых A =j(t) наблюдали и для цис-изомеров [рш3(мго«)сег] . Исследовали влияние температуры, природы катиона и аниона электролитного фона, природы амина в неэлектролитных комплексах платины(П), геометрической конфигурации комплекса и его концентрации на величину понижения электропроводности растворов хлористого натрия. Влияние концентрации циспцихлородиамина и природы амина на изменение электропроводности 0,15 М раствора хлористого натрия при 25С показано на рис. 3.3.2. Комплексы, содержащие аммиак и этилендиамин, вызывают меньшее понижение электропроводности растворов хлорида натрия по сравнению с гидроксшгаминсодержащими. Повышение температуры до 37С способствует эффекту понижения электропроводности (рис. 3.3.3). Для эквимолярных растворов исследованных цис-изомеров в 0,15 М растворе хлористого натрия относительное понижение электропроводности достигает 10-12$ при 37С, тогда как при 25С эта величина составляет 5-7$. Таким образом, наблюдаемый процесс эндотермнчен.
Относительное расположение кривых A7C f (Т), отражающее влияние природы лигавда, при повышении температуры до 37С не меняется. Понижение электропроводности растворов хлорида натрия при добавлении изученных цис-неэлектролитов платины(П) не со- провождалось увеличением рН. Это говорит о том, что наблюдаемое явление не связано с вытеснением амина ионами хлора и образованием комплексного иона LPt А СС3 ] . Процесс замещения не обнаруживается и при спектрофотометри-ческом исследовании растворов хлористого натрия с добавками цис-дихлородиаминов платины(П). Спектры поглощения 3,10"" мол/л цис- в 5.КГ2 и 0,15 М растворах хлорида натрия не менялись во времени. Решающее влияние на поведение дихлородиаминов платины(П) в 0,15 М растворе хлорида натрия оказывает геометрическое строение комплекса: эффект характерен только для цис-изомеров, для трансизомеров эффекта понижения электропроводности не наблюдали. При 25С и 37С добавление транс-изомеров [?1Шз(ННг0Н)С , к разбавленному 5Л0 М раствору хлористого натрия приводит к росту удельной . электропроводности во времени, вследствие гидролиза комплексов. В растворах хлорида натрия с концентрацией больше 5.ТО""2 мол/л величина удельной электропроводности при растворении в них трансизомеров не менялась (рис. 3.3.4). Не вызывает изменения удельной электропроводности растворов хлорида натрия в интервале концентраций 5.10 - 0,15 М растворение координационно насыщенного комплекса платинн(ІУ) [P(NH3)2 Gj Нет эффекта понижения электропроводности электролита с общим анионом для цис-бромидных неэлектролитов платины(П): даже при длительном выдерживании ЗЛО М растворов цис-[PtfNH3)aBr ] в І.КГ2 М и ІДО"" М растворах бромида натрия изменения электропроводности не наблюдали. Исследовали влияние природы катиона ( Ни, К , Li+ , Cs ) и аниона ( СЕ , N03 ) электролитного фона на изменение электро- Растворение этого комплекса в 5,10 6Ми 1.10 х М растворах хлорида калия вызывает понижение электропроводности электролита, причем относительное понижение электропроводности, хлорида калия и хлорида натрия практически одинаково (табл. 3.3.1). Исследовали изменение электропроводности растворов хлорида лития и хлорида цезия во времени при добавлении цис- [Р1:(\!Нг0Н)гС4] Из рис. 3.3.5 видно, что наблюдаемое для растворов хлоридов щелочных металлов понижение электропроводности возрастает в ряду Li Nlfl, К Cs . В этой же последовательности возрастает способность катионов к гидратации. Полученные результаты кондуктометрических измерений позволили предположить, что причиной наблюдаемого эффекта понижения растворов хлорида натрия при добавлении цис-дихлородиаминов пла-тины(П) может быть ассоциативное взаимодействие иондипольного типа между полярными молекулами цис-изомеров и хлорид-ионами. Транс-изомеры не обладают дипольним моментом и не вступают в ассоциативное взаимодействие. 3.3.2. Изучение изменения активности хлорид-ионов в растворах хлорида натрия при введении комплексов платины(П) диаминового типа С целью подтверждения ассоциативного взаимодействия между полярными молекулами цис-изомеров и хлорид-ионами физико-химическим методом определяли изменение активности хлорид-ионов в растворах хлористого натрия при введении изомерных диаминов платиш(П) при 25С и 37С . с помощью потенциометра Р-363-2 с точностью +0,2 мВ. Предварительно калибровали индикаторный Aq I AqCE электрод по стандар-тным растворам хлористого натрия в интервале концентраций (5.10 2.КГ1) мол/л. Наклон калибровочной прямой Е = -у (fy ce l соответствовал теоретическому значению:.59 мВ при 25С и 61 мВ при 370. Дзлее проводили измерения э.д.с. растворов с перемен-ными концентрациями комплексов (1-5).10 мол/л и хлорида натрия (5.ТО""3 - 0,15) мол/л.
Перед началом измерений растворы выдерживали при температуре опыта в ячейке с индикаторным электродом в течение 30-60 мин. .с целью установления равновесия. Изменение э.д.с. цепи, определяли с помощью трехбхлорсеребря-ных электродов параллельно. В расчет принимали средние значения потенциалов. После опыта вновь проверяли электродную функцию хлорсеребряных электродов по стандартным растворам хлорида натрия. Величину относительного изменения активности ионов хлора рассчитывали, исходя из выражений для потенциалов хлорсеребряно-го. электрода в растворе хлорида натрия - Е± ив растворе хлорида натрия после введения точной навески исследуемого комплекса - Еа . При точности измерения потенциала +0,2 мВ относительная ошибка в определении величины ЛЯ/ді составляет +0,3$. о Введение цис-дихлородиаминов в.5.10 М раствор хлорида о натрия приводило к уменьшению э.д.с. (на 3,7 мВ для 3.10" М раствора лис- [PifNHa0H)aC4] при 25С) из-за увеличения концентрации хлорид-ионов при гидролизе комплекса. В растворах хлорида натрия концентраций 1.10 л мол/л, где гидролиз практически подавлен, наблюдали увеличение э.д.с, что свидетельствует об уменьшении активности ионов хлора. Наблюдаемое увеличение э.д.с. не связано с уменьшением концентрации ионов хлора в соответствии с реакцией: [РЫ С?;, ] + СГ —- [PtA СЄІТ + А . В этом случае, при концентрации цис- [?"Ь(ННъ)г CEJ 5.КГ3 мол/л в 0,15 М растворе хлорида натрия и 25С активность ионов хлора уменьшается на 8,7$ (см. табл. 3.3.3) и концентрация аммиака должна была бы быть равной: [NH3] = 5.I0"3 . 0,087 = 0,44.10-3 мол/л. Из значения константы диссоциации NH OH , равной при 25С 1,79.10 [эо], находим: [0Н ] = 0,88.10-4 и рОН = 4,06. Тогда величина рН исследуемого нами раствора должна быть равной: рН = 14 - 4,06 = 9,94. Экспериментальные значения рН исследованных растворов комплексов в хлориде натрия лежали в пределах 5,5 - 4,8 и практически не изменялись за время измерений. В табл. 3.3.2 приведены экспериментальные данные по изменению потенциала хлорсеребряного электрода в 0,15 М растворе хлорида натрия при введении исследованных комплексов. Величины относительного изменения активности ионов хлора в 0,15 М растворе хлорида натрия при растворении в нем цис-дихлородиаминов плати-ны(П) содержатся в табл. 3.3.3.
Исследование кинетики реакций нуклеофильного замещения галогенид-ионов на цитидин и инозин в комплексах платины(П) триамминового типа
Цитидин и инозин - нуклеозиды пиримидиновых и пуринових оснований, обладают слабо выраженными основными свойствами: значения рКа цитидина и инозина равны 9,8 и 8,7 соответственно [9б] . Координация цитидина с платиной осуществляется через атом азота N3 ( Аа Ну Л5Н6 ), а инозина через М7 ( ASH8 ДСГН2 ) [97] и [86J . Протекание необратимых реакций (3.4.1) доказано выделением тетраминов Триаммины состава [Pt(NH3)2LX]X выбраны в качестве объектов исследования по следующим причинам: І) в реакциях ДЦД с основаниями ДНК возможно образование триамминовых комплексов подобного типа; 2) реакции нуклеофильного замещения ионов X в триамминах не осложнены последовательными процессами и протекают практически необратимо; 3) сравнение кинетических характеристик реакций замещения с участием изомерных триамшшов позволяет сопоставить трансвлияние аммиака и пуринових и пиримидиновых оснований. Выбор лигандов обусловлен тем, что ДЩ в большей степени связывается такими нуклеозидами ДНК, как цитидин и гуанин, а инозин относится к антиметаболитам гуанина. Имелось в виду установить, как влияют на кинетические параметры и механизм реакции нуклеофилъного замещения природа входящего и содержащегося в триаммине нуклеозида, природа галогенид-иона и геометрическое строение комплекса. Предполагалось на основании полученных данных охарактеризовать особенности кинетики реакции нуклеофилъного замещения с участием пуриновых и пиримидиновых оснований и их содержащих комплексов. Кинетику реакций замещения исследовали кондуктометрическим методом при 50С в условиях псевдопервого порядка по входящему лиганду при различных концентрациях лиганда, галогенид-иона и комплекса. Методика эксперимента аналогична описанной ранее в разделе 3.1. За начало реакции принимали время смешения приготовленных при температуре опыта равных объемов растворов реагентов. Путем измерения удельной электропроводности растворов ли-гандов в интервале концентраций 2.10 - 2Л0 мол/л установлено, что изменение электропроводности раствора при изменении концентрации лиганда находится ниже уровня случайных ошибок определения удельной электропроводности растворов исследованных комплексов. Из представленных на рис. 3.4.1 зависимостей удельной электропроводности от времени для реакций замещения цис- транс-[Рі (1\!Н3)г J/10 Zt]Ct с цитидином и инозином видно , что скорость замещения существенно зависит от геометрического строения триам-мина и природы входящего.лиганда.
При проведении реакции в избытке атакующего лиганда наблюдаемая константа скорости к на5л. для реакций (3.4.1) определяется уравнением первого порядка & ос оСГ - где Ж0 и «& - удельные электропроводности системы в момент времени Х0 и X ( Х0- время первого измерения), вычисленные с учетом поправки на электропроводность ионов водорода. В тех случаях, когда образующийся тетрамин был выделен, величину Э оо определяли непосредственным измерением удельной электропроводности раствора тетрамина соответствующей концентрации при температуре опыта. Для расчета Ъв оо невыделенных тетраминов использовали подвижность комплексного катиона , найден- ную по экспериментальной зависимости A-f (№) при 25С для [Pi(NH3)2Ct/cf Jw ]C4H РавнУю 40»2 ом см ол .при 25С. Эта величина близка к имеющимся в литературе данным о подвижностях тетраминовых катионов двухвалентной платины с гетероциклическими лигандами: 41,8 ом см мол"1 для катиона [P"fcft(Pu)2J (эв) и 41,2 ом""1 смолол""1 для катиона LPt(Py) ] [99]. Рассчитанные с учетом температурных коэффициентов величины подвижностей нуклеозидсодержащего катиона при 37С и 50С равны 52,3 и 65,2 ом"1свпмол соответственно. —Я Значения удельной электропроводности 1.10 М раствора цис-LPtfNHj JflO jCS f измеренные и рассчитанные с использованием величины подвижности комплексного катиона [Р (МНз)С З/?о] , сов- На этом основании влияние природы нуклеозида на электропроводность образующихся в исследованных нами реакциях замещения тет-раминов можно считать незначительным. Наблюдаемую константу скорости изученных реакций замещения с цитидином определяли по наклону линейной зависимости . Для реакций с инозином, как видно из приведенной на рис, 3.4,2 кинетической кривой, наблюдается отклонение от линейной зависимости за счет протекания дополнительных процессов, связанных с гидролизом комплексов и накоплением продуктов гидролиза - галогенид-ионов и аквокомплексов. В этих условиях может проявляться обратимость реакции гидролиза и образование гидроксокомплексов, что и вызывает уменьшение величины кнаІЇл. со временем. Увеличение концентрации ионов С в 3 раза (рис. 3.4.2) приводит к подавлению гидролиза и соблюдению уравнения (3.4.2).
С целью исключения влияния дополнительных процессов наблюдаемую константу скорости реакций с инозином определяли по наклону начального участка кинетической кривой. В соответствии с условиями псевдопервого порядка, величина кнабл. не зависит от концентрации комплекса: для реакции цис- с инозином при 50С и концентрации инозина І.КГ2 мол/л квдй,.= (10,7 + 0,4).10-5 с""1 при Скошш# = = І.І0-3 мол/л и кнвйі" CIIVO ± 0,5).10-5 с"1 при СК0ШШ = - 5.10 мол/л. Влияние ионной силы на экспериментальную констан- ту скорости замещения лежит ниже уровня ошибки ее определения. Для реакции цис- (Скомпл. = 5 10 мол/л, СЭпа = 1.10 2 мол/л, t = 50С) кна! /\= 12,8.10-6 с"1 и 12,5.ІСГ5 с "1 при ионной силе ( KN03 ) 5.КГ4 и І.ІСГ2 соот- ветственно; На примере реакции цис- с инозином были сопоставлены значения КцоГ/i. » полученные кондуктометрическим и потенциометрическим методами. Аликвотные части реакционной смеси (Скомпл#= 2.10"" мол/л, Qfoo = 2.I0"2 мол/л), помещенной в термостат при 50С, разбавляли равным объемом ледяной воды и оттитровывали во льду 0,01 М раствором нитрата серебра с использованием серебряного электрода в качестве индикаторного (рис. 3.4.3). Константу скорости определяли по уравнению (3.4.3) где Со - исходная концентрация комплекса; X - время отбора проб от начала реакции. Полученное значение кнай.= (24,0 + 0,4).10-5 с" 1 совпадает с определенной кондуктометрическим методом величиной к на$л. = = (21,0 + 0,7).10 о"1. В исследованных системах изучали влияние концентрации входящего лиганда и галогенид-иона на величину наблюдаемой константы скорости. Экспериментальные данные по кинетике исследованных реакций приведены в табл. 3.4.2 и 3.4.2. Величину киа5л. п#и 3 личных концентрациях входящего лиганда находили из 3-4-х независимых опытов. Относительная погрешность в определении кнаіїї. ПРИ доверительной вероятности 0,95 составляла +5$. Значения knaSh. для исследованных реакций приведены в табл. 3.4.3. Влияние концентрации входящего лиганда на наблюдаемую константу скорости замещения при 50С иллюстрирует рис. 3.4.4. Исследование влияния концентрации галогенид иона на величи ну наблюдаемой константы скорости проводили на примере реакций замещения хлорид-иона в цис- на цитидин и инозин. Полученные при 50С зависимости кна5/і. f [СВ ] представлены на рис. 3.4.5. Анализ экспериментальных данных (рис. 3.4.4 и 3.4.5; табл. 3.4.3 и 3.4.4) позволяет сделать следующие заключения. 1. Вхождение цитидина в один и тот же комплекс происходит быстрее, чем вхождение инозина. 2. Замена хлорид-ионов на бромид-ионы в исследованных три-амминах приводит к некоторому ускорению реакций нуклеофильного замещения. 3. На величину наблюдаемой константы скорости оказывает влияние природа координированного нуклеозида: наличие в триаммине более объемной молекулы пурина (инозина) приводит к ускорению замещения. 4. Геометрическая структура комплекса влияет на скорость замещения: замещение хлорид-иона в цис- [Pt(HHi)g.!Jno № \Ct на цитидин и инозин вдет значительно быстрее чем в транс-изомере. 5. Зависимость КнА от концентрации цитидина близка к линейной (рис.3.4.4а), что характерно для плоских квадратных комплексов платины(П). Для инозина эта зависимость имеет более сложный вид (рис. 3.4.46).
