Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1 Жирные кислоты, меченые иодом-123 7
1.2 ЖК, меченые высоковалентным технецием и рением 11
1.3 ЖК, меченые низковалентным технецием и рением 26
Глава 2. Экспериментальные процедуры и оборудование
2.1 ИК-спектроскопия 44
2.2 Элементный анализ
2.2.1 Анализ CHN 44
2.2.2 Анализ ICP
2.3 ЯМР-спектроскопия 45
2.4 Высокоэффективная жидкостная хроматография 46
2.5 Рентгеноструктурный анализ 46
Глава 3. Синтез, идентификация и свойства исходных соединений
Глава 4. Пентакарбонил(этилизоцианоацетат)технеция и рения перхлораты и пентакарбонил(метилизоцианоундеканоат)технеция и рения перхлораты
4.1 Пентакарбонил(этилизоцианоацетаты) технеция и рения перхлораты
4.2 Пентакарбонил(метилизоцианоундеканоаты) технеция и рения перхлораты
Глава 5. Устойчивость пентакарбонилизоцианидных комплексов технеция и рения
5.1 Кинетика термического декарбонилирования 94
5.2 Устойчивость к действию гистидина 100
Глава 6. Пентакарбонильные комплексы 99mTc с -изоцианокарбоновыми кислотами
Заключение 110
Выводы 112
Список литературы
- ЖК, меченые высоковалентным технецием и рением
- Анализ CHN
- Пентакарбонил(метилизоцианоундеканоаты) технеция и рения перхлораты
- Устойчивость к действию гистидина
Введение к работе
Актуальность темы. Введение радиоактивной метки в молекулы жирных кислот представляет собой привлекательный путь к созданию новых биоконъюгатов, которые могут иметь широкое применение в радиофармацевтике. Жирные кислоты являются основным биологическим топливом для миокарда, поэтому введение радиоактивной метки в их молекулы позволяет визуализировать метаболитические процессы в миокарде. На сегодняшний день хорошо известны радиологические препараты, содержащие изотоп 123I, прежде всего IPPA, BMIPP и DMIPP (рис.1).
Рисунок 1. Жирные кислоты, содержащие п-иодфенильный фрагмент в
-положении.
Главный недостаток этого изотопа сложный и дорогой способ получения (циклотроны различных энергий). Таким образом, актуальной проблемой стал поиск более удобных и дешёвых изотопов.
В настоящее время более 75% диагностических процедур в ядерной медицине проводятся с помощью изотопа 99тТс (Ті/2 = 6.04 ч). 99тТс обладает исключительными ядерно-физическими характеристиками для визуализации:
оптимальный для любого исследования в течение рабочего дня период полураспада,
испускание с высоким выходом -квантов с энергией 143 кэВ,
отсутствие испускаемых -частиц (за исключением Оже-электронов низкой энергии).
Широкое применение 99тТс объясняется простотой получения этого изотопа. 99тТс получают генераторным и, в меньшей степени, экстракционным методами. Однако атом технеция, в отличие от атома йода нельзя ввести в молекулу ЖК простым замещением атома водорода в органической молекуле. К ней предварительно следует присоединить координационный узел, образующий прочный комплекс с технецием.
На сегодняшний день известно большое количество биоконъюгатов высоковалентного (в степенях окисления +3, +5) технеция с жирными кислотами [1-3]. Высоковалентный технеций требует громоздкого координационного узла, что вместе с большим зарядом на центральном атоме негативно сказывается на накоплении таких комплексов в целевых органах и тканях.
Таким образом, с целью повышения накопления технециевых препаратов в миокарде следует минимизировать размеры координационного узла в целом, а также по возможности уменьшить заряд на центральном атоме металла. Для решения этой проблемы в последнее время активно изучается трикарбонилтриаквакомплекс одновалентного технеция в качестве прекурсора для введения технециевой метки в биомолекулы. Однако и в денном случае конъюгация трикарбонильного фрагмента требует довольно крупный по размеру тридентатный хелатный узел либо комбинацию би-и монодентатных координационных групп. Одним из возможных путей минимизации размера координационного узла является использование высших карбонилов технеция в качестве прекурсоров. Данный подход обусловлен тем фактом, что гексакарбонильный комплекс одновалентного технеция, к нашему удивлению, оказался довольно устойчивым в растворе по отношению к термическому декарбонилированию [4]. Замена одной карбонильной группы на ее -донорный и -акцепторный аналог, изоцианидную группу, так же приводит к образованию устойчивого пентакарбонилизоцианидного комплекса [5].
Цель работы состояла в разработке методики введения пентакарбонильного фрагмента Тс и Re в биомолекулу (жирной кислоты) с помощью минимального по размеру координационного узла, изоцианидной группы, а также исследовании устойчивости полученных биоконъюгатов.
Научная новизна. В рамках работы впервые была исследована возможность введения высших карбонилов технеция(І) и рения(І) в биомолекулу (на примере жирных кислот).
Также впервые методом рентгеноструктурного анализа установлены молекулярная и кристаллическая структуры полученных комплесов, а также исследована их устойчивость к термическому декарбонилированию и химическому разложению.
Практическая ценность. Полученные комплексы с жирными кислотами потенциально могут иметь высокое накопление в миокарде. Это позволяет использовать комплексы с 99тТс для визуализации метаболизма миокарда методом ОФЭКТ. Аналогичные комплексы с 186>188Re могут использоваться для создания туморотропных (имеющих сродство к опухолям) препаратов. В таких препаратах жирная кислота будет выполнять роль линкера, связывающего атом Re и туморотропный пептид.
Методика эксперимента и используемое оборудование. Идентификацию всех выделенных соединений осуществляли на основании данных следующих физико-химических методов. Инфракрасные спектры в области 4000-400 см–1 были записаны на спектрометре Shimadzu FTIR-8400S в таблетках KBr или в жидкостных кюветах сделанных из СаБг.
ЯМР спектры на ядрах технеция-99 записывались на приборе Varian Gemini 200 и Bruker-AM 500 при комнатной температуре.
ЯМР-спектры *Н и 13С комплексов технеция были измерены на ЯМР-спектрометре высокого разрешения Bruker СХР-300 (Germany). Органические вещества и комплексы рения анализировались на приборе Bruker Avance III 400.
Элементный анализ CHN органических веществ и комплексов технеция и рения проводили на приборе PerkinElmer Series II CHNS/O Analyzer 2400. В серии проводилось по 2 параллельных эксперимента.
Для комплексов технеция и рения также проводили анализ ICP на приборе Varian 725-ES ICP Optical Emission Spectrometer.
Высокоэффективную жидкостную хроматографию для комплексов горячего технеция проводили на хроматографе Waters 1525. Разделение проводилось на колонке Atlantis dCig 5 м (4.6x150 мм). Элюирование проводилось в градиентной системе 0.1 % водный раствор СРзСООН (А) - CH3CN (В). Комплексы горячего технеция определяли с помощью -детектора Raytest Nal, а комплексы холодного технеция — с помощью UV детектора Waters 2487.
Рентгеноструктурный анализ проводили на монокристальных дифрактометрах Agilent Technologies SuperNova Atlas с использованием монохромного МоКа излучения. Параметры элементарных ячеек уточнялись по методу наименьших квадратов. Структуры решались прямым методом с помощью программы SHELXL-97, входящей в программный пакет OLEX2 [CrysAlisPro, Agilent Technologies, Version 1.171.36.20 (release 27-06-2012)].
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа была выполнена в радиевом институте им. В.Г. Хлопина. Грант РФФИ № 12-03-00039-а «Синтез и химические свойства биоконъюгато высших карбонилов технеция(I) и рения(I) с изонитрильными и другими производными жирны кислот как моделей кардиотропных радиофармпрепаратов».
Положения и результаты, выносимые на защиту:
-
Пентакарбонилперхлораты технеция и рения как прекурсоры для синтеза других пентакарбонильных комплексов
-
Введение пентакарбонильного фрагмента Tc и Re в молекулы жирных кислот
-
Термическая устойчивость пентакарбонилизоцианидных комплексов Tc и Re
-
Устойчивость пентакарбонилизоцианидных комплексов Tc и Re к щелочному гидролизу
Апробация работы. Результаты работы были представлены на следующих конференциях: VII Российская конференция по радиохимии «Радиохимия 2012» (Димитровград, 15-19 октября 2012); Научная конференция «Развитие идей В.И. Вернадского в современной российской науке» (Санкт-Петербург, 17-19 октября 2013); First Russian-Nordic Symposium on Radiochemistry (Москва, 21-24 октября 2013); Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2014» (Москва, 7-11 апреля 2014).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи в российских и международных журналах и 5 тезисов докладов.
Объём и структура работы. Диссертационная работа объёмом 122 страницы машинописного текста состоит из введения, 6 глав, содержащих 46 рисунков, 27 схем и 21 таблицу, списка сокращений и списка литературы, включающего 56 наименований.
ЖК, меченые высоковалентным технецием и рением
К широкому распространению 99mTc в ядерной медицине привели два важных обстоятельства: дальнейшее усовершенствование генератора, из которого 99mTc мог элюироваться изотоническим раствором NaCl, и увеличение ассортиментов наборов реагентов (kits) к генератору 99Mо/99mTc.
С помощью 99mTc можно вводить метку в самые разные органические молекулы, от простых до сложных, включая белковые. В последнее десятилетие учёными разных стран изучается возможность введения технециевой метки в жирные кислоты. Сложность состоит в том, что атом технеция не может просто замещать атом водорода, как это было в случае с иодом. 99mTc появляется из генератора в виде пертехнетат-аниона; затем проводятся операции восстановления (до степеней окисления (V), (III), (I)) и комплексообразования. Технеций требует координационного узла, который необходимо синтезировать перед присоединением в концевое положение молекулы ЖК. Всё это затрудняет введение метки.
Рений (элемент №75), находящийся в одной подгруппе с технецием, и обладающий сходными химическими свойствами, также используется в радиофармацевтике. Поэтому параллельно разрабатываются аналогичные рениевые комплексы. Изотопы 186Re и 188Re за счёт -распада обладают терапевтическими свойствами. Так, препараты радиоактивного рения используются в онкологии при создании туморотропных (имеющих сродство к опухолям) препаратов [7,8]. Для введения атома рения в молекулу туморотропного препарата часто используются линкеры — органические цепочки, связывающие комплекс рения с биомолекулой. Это нужно для ослабления возмущающего влияния комплекса на биомолекулу. В роли линкера могут использоваться те же жирные кислоты.
Исторически первыми соединениями технеция, которые использовались для введения в молекулу ЖК, стали комплексы технеция в высоких степенях окисления (чаще всего (V)). В роли хелатирующих атомов выступают кислород, сера, азот и фосфор. Пятивалентный технеций получается восстановлением пертехнетата двухвалентным оловом с образованием TcO3+. Аналогично, при взаимодействии [TcNCl4] в ацетонитриле с водными растворами тиоцианатов образуется форма TcN2+. Хелатирующие атомы могут быть связаны друг с другом «в обход» атома технеция, образуя громоздкий координационный узел. Он, в свою очередь, оказывает возмущающее влияние на молекулу жирной кислоты. Размеры координационного узла и его возмущающее влияние негативно сказываются на накоплении комплексов высоковалентного технеция в миокарде. Присоединение биомолекулы обычно производится через карбоксильную или аминогруппу, которые могут быть активированы с помощью стандартных средств органической химии. Комбинация лигандов, имеющих различную дентатность (4+1, 3+1, 3+2 и т.д.) позволяет сделать тонкую настройку координационного окружения подшиваемого комплекса и подсоединить его в различные места биомолекулы (рис. 1.2.1) [9-11].
Шиллер и др. изучали 4+1 комплексы рения с тетрадентатным лигандом NS3 (трис-(2-меркаптоэтил)амин). Монодентатный лиганд соединения фосфора (III) или изоцианидная группа линкера. Последний выступает в качестве связующего звена для сцепления целевых конкретных биомолекул, таких как пептиды, антитела и олигонуклеотиды (рис. 1.2.1). Это общая схема радиофармпрепаратов на основе технеция и рения [12-15].
Вальтер и др. синтезировали десять ЖК с 99mТс-меткой и их нерадиоактивные рениевые аналоги (рис. 1.2.3). Все комплексы имеют общий вид "4+1"; металл координируется тетрадентатным лигандом NS3 и монодентатным изоцианидным лигандом. Методика синтеза монодентаного лиганда приведена на схеме 1.2.2. Наилучшие результаты были получены для комплекса, содержащего ЖК из 11 атомов углерода и одного атома серы. Исследование биораспределения этого комплекса на крысах Wistar показало, что через 5 мин отношение сердце/кровь 8.6, а сердце/печень 0.25 [16]. Рисунок 1.2.3. Общий вид ЖК, меченых технецием или рением [16].
Ямамура и др. выбрали моноамин-моноамид дитиольный (МАМА) и триамидотиольный (MAG) лиганды в качестве хелатов из-за простоты синтеза, а также стабильности и минимального размера их комплексов с 99mТс. Каждый лиганд был прикреплен в -положении гексановой кислоты (МАМА-HA и MAG-HA, соответственно) (схема 1.2.3). Для комплекса с МАМА-HA максимальное накопление в сердце (0.15% ID/г), лёгких (0.15% ID/г), крови (0.30% ID/г) и печени (10.59% ID/г) достигалось через 5 минут после введения [17-19].
Анализ CHN
ИК спектры записывали на приборе Shimadzu FTIR-8700 в диапазоне от 400 до 4000 см"1. Образцы готовили в виде растворов в воде, СН2С12, ацетонитриле, этиленгликоле. Для записи спектров использовали кюветы из КВг и CaF2. Перед использованием растворители очищали по стандартным процедурам [43].
Следует отметить, что ИК-спектроскопия в области валентных колебаний изонитрильной и карбонильных групп (2200-1800 см"1) являлась основным методом исследования при синтезе ю-изоцианокарбоновых кислот, их комплексов с технецием, а также при кинетических экспериментах. Поскольку для ИК-спектроскопии соблюдается закон Бугера-Ламберта-Бера, по интенсивности ИК-полос можно определить концнтрацию изучаемого комплекса и изучить кинетику его химических превращений.
Элементный анализ проводили на приборе PerkinElmer Series II CHNS/O Analyzer 2400. Брались навески массой 3-4 г в оловянной фольге. В серии проводилось по 2 параллельных эксперимента.
Анализ технеция и рения проводили на приборе Varian 725-ES ICP Optical Emission Spectrometer. Поскольку большинство карбонильных комплексов Тс и Re не растворяются в воде, их предварительно окисляли перекисью водорода с образованием пертехнетат- и перренат-ионов. Окисленные таким образом образцы растворяли в 1 М водном растворе азотной кислоты. Концентрация металлов в растворах варьировалась от 0.2 до 100 мг/л.
Ядро Тс-99 является весьма удобным для записи спектров ЯМР [44]. Чувствительность резонанса по отношению к протонам составляет 0.275. Ядро 99Tc обладает заметным квадрупольным моментом Q = 0.19(5).10-28 m2, однако уширение линии ЯМР 99Tc в растворах, вызванное взаимодействием квадрупольного момента ядра с градиентом электрического поля (квадрупольная релаксация), ослабляется за счет большой величины спина (механического момента) ядра I = 9/2. Высокая чувствительность и малая ширина линий ЯМР 99Tc делают этот метод весьма перспективным для исследования координационной химии технециевых комплексов в растворах, особенно комплексов низковалентного технеция. Связано это с тем, что атом технеция в таких комплексах находится в октаэдрическом окружении, т.е. градиент электрического поля либо отсутствует (для идеального октаэдра), либо мал и, следовательно, уширение линии сигнала ЯМР 99Tc невелико. Химические сдвиги растворённых технециевых комплексов определяли относительно внешнего стандарта раствора KTcO4. ЯМР спектры на протонах и ядрах технеция-99 записывались на приборе Varian Gemini 2000 и Bruker-AM 500 при комнатной температуре. Концентрация технеция в исследуемых растворах обычно составляла от 1 до 5 ммоль/л (растворитель дихлорметан).
Также были сняты ЯМР-спектры на ядрах 1Н и 13С. Растворителем во всех этих случаях служил CD3OD.
Комплексы технеция анализировались на ЯМР-спектрометре высокого разрешения Bruker CXP-300 (Germany). Рабочие частоты 300.13 МГц для 1Н и 75.468 для 13С. Органические вещества и комплексы рения анализировались на приборе Bruker Avance III 400. Рабочие частоты 400.13 МГц для 1H и 100.61 МГц для 13C. 4. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)
Комплексы горячего технеция анализировали с помощью ВЭЖХ на хроматографе Waters 1525. Разделение проводилось на колонке Atlantis dCi8 5 м (4.6x150 мм). В качестве стандартов использовали соответствующие комплексы холодного технеция и рения. Элюирование проводилось в градиентной системе 0.1% водный раствор CF3COOH (А) - CH3CN (В): 0-5 мин 100% А 6-9 мин 0-34% В 9-11.6 мин 35-50% В 11.7-15 мин 51-70% В 16-20 мин 71-100% В 20-25 мин 100% В - 100% А 26-30 мин 100% А Комплексы горячего технеция определяли с помощью -детектора Raytest Nal, а комплексы холодного технеция — с помощью UV детектора Waters 2487.
Рентгеноструктурный анализ проводили на монокристальных дифрактометрах Agilent Technologies SuperNova Atlas с использованием монохромного МоКа излучения. Параметры элементарных ячеек уточнялись по методу наименьших квадратов. Структуры решались прямым методом с помощью программы SHELXL-97, входящей в программный пакет OLEX2 [45].
Пентакарбонил(метилизоцианоундеканоаты) технеция и рения перхлораты
Таким образом, муравьиная кислота является не только карбонилирующим агентом, но и восстановителем технеция. После окончания синтеза автоклав охлаждали до комнатной температуры (оставляли на ночь), и избыточное давление стравливали через кварцевую трубку, нагретую до 800 С, для исключения проникновения паров карбонилиодида технеция в атмосферу. После прохождения через трубку отходящий газ пропускали через барботер с водой для поглощения летучей семиокиси технеция, если таковая образуется. Автоклав разбирали, охранный сосуд с реакционной пробиркой извлекали и переносили в вытяжной бокс. Далее извлекали реакционную пробирку, в которой пентакарбонилиодид находился в виде бледно-желтого крупнокристаллического осадка. Жидкость отделяли с помощью пипетки. Осадок промывали 5%-ным водным раствором аммиака до слабощелочной реакции и затем водой до нейтральной реакции. После чего осадок сушили в эксикаторе над серной кислотой в течение недели. Поскольку часть [TсI(CO)5] распределяется по стенкам реактора, итоговый выход составил 50% [46].
Синтез пентакарбонилхлорида рения. Синтез проводился в автоклаве по аналогии с синтезом пентакарбонилиодида технеция. В качестве исходных веществ брали K2ReCl6 (3.81 г, 8 ммоль), HCOOH (51 мл, 26 М) и HCl (4 мл, 11.5 М). Автоклав герметизировали и нагревали до 210 С в течение 2-3 часов. Итоговый выход [ReCl(CO)5] составил 60% (1.738 г, 4.8 ммоль).
Попытка прямого синтеза пентакарбонилизоцианоацетата технеция. Стратегия синтеза предусматривала замещение атома иода на изоцианидный лиганд, однако провести реакцию в одну стадию не удалось. Исходный пентакарбонилиодид технеция (16 мг, 0.044 ммоль) растворяли в 4 мл дихлорметана. К раствору прибавляли 1.2-кратный избыток лиганда CNCH2COOEt (6 мг, 0.053 ммоль). Получившийся раствор перемешивали на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение 1 часа. ИК-спектр показал, что в смеси присутствуют только исходные [TсI(CO)] и CNCH2COOEt.
Таким образом, было установлено, что пентакарбонилгалогениды Тс и Re не реагируют с изоцианидными лигандами. То есть изонитрильный комплекс пентакарбонила технеция (рения) не может быть получен в прямой реакции пентакарбонилгалогенида с изоцианокарбоновой кислотой. Требуется обходной путь: сначала заместить галоген на хорошую уходящую группу (СЮ4 SbF6 и т. п.) с помощью соответствующей соли серебра (реакцию проводить в инертном растворителе), и лишь затем присоединять изонитрильный лиганд (схема 3.2). Поэтому синтез пентакарбонилизоцианидов технеция и рения из соответствующих пентакарбонилгалогенидов проводился в две стадии [48].
Было проведено четыре синтеза — модельных и основных — по одной методике. Модельные проводились с продажным реактивом — этиловым эфиром -изоцианоэтановой кислоты. Основные синтезы проводились с ранее синтезированным метиловым эфиром 11-изоцианоундекановой кислоты. В рамках данной работы впервые был синтезирован пентакарбонилперхлорат технеция. Как говорилось выше, пентакарбонилперхлорат рения уже был синтезирован ранее [48], однако он не был должным образом охарактеризован: не были исследованы его стабильность и реакционная способность. В данной работе мы этот пробел восполнили.
Пентакарбонилперхлорат технеция. Исходный пентакарбонилиодид технеция (207 мг, 0.57 ммоль) растворяли в 3 мл дихлорметана (рис. 3.7 IR CH2Cl2, см–1: 2148.6 w, 2054.0 s, 2003.9 m). К раствору прибавляли 2-кратный избыток AgClO4 (230 мг, 1.3 ммоль). Смесь перемешивали на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение 1 часа. При этом выпал осадок AgI. Получившийся раствор пентакарбонилперхлората технеция профильтровывали через бумажный фильтр. Фильтрат выпаривали в течение ночи в эксикаторе над безводным CaCl2. Желтоватые кристаллы продукта вручную отделили от аморфного жёлто-красного остатка. CCDC 919949. IR (CH2Cl2, cм–1): 2167.8 w, 2073.3 s, 2017.4 m. 99Tc NMR (CH2Cl2, ppm): –1353 ( 320 Hz).
ИК-спектры реакционной смеси в карбонильной диапазоне содержит три полосы, характерные для пентакарбонильного фрагмента и отличаются от исходного [TсI(CO)5]. Кроме того, эти полосы аналогичны тем, о которых сообщали Виммер и Сноу для [Mn(ClO4)(CO)5] (CH2Cl2, см–1: 2169 w, 2085 vs, 2034 ms) [48]. [Tc(ClO4)(CO)5] сравнительно устойчив в дихлорметане: за сутки лишь 20% комплекса переходят в [ТсCl(CO)5] (согласно данным ИК-
Пентакарбонилперхлорат рения. Исходный пентакарбонилхлорид рения (308 мг, 0.85 ммоль) растворяли в 3 мл дихлорметана (рис. 3.9 IR CH2Cl2, см–1: 2046.3 w, 1984.6 s). К раствору прибавляли 2-кратный избыток AgClO4 (370 мг, 1.8 ммоль). Получившуюся смесь перемешивали на магнитной мешалке при комнатной температуре. За ходом реакции следили с помощью ИК-спектроскопии; для полного завершения понадобилось 2.5 часа. Таким образом, для завершения реакции потребовалось больше времени (по сравнению с аналогичным технециевым комплексом). При этом выпал осадок AgI. Получившийся раствор пентакарбонилперхлората рения профильтровывали и высушивали в эксикаторе над безводным CaCl2. Продукт представляет собой бесцветные кристаллы.
Любопытно, что когда [ReCl(CO)5] обрабатывали AgClO4 в ацетонитриле, реакции не наблюдалось в течение 24 часов. Возможно, координация молекулы ацетонитрила катионом серебра делает его менее реакционноспособным для связывания галогена. Рисунок 3.9. ИК-спектр [ReCl(CO)5] в СH2Cl2. CCDC 922245. Элементный анализ: рассчитано C 14.10%; Re 43.71%; найдено: C 15.49%; Re 43.06%. IR (CH2Cl2, cм–1): 2165.9 w, 2059.8 s, 2005.8 m (рис. 3.10).
Устойчивость к действию гистидина
Таким образом, ИК-спектры реакционных смесей в диапазоне валентных колебаний карбонильных групп содержат сильную полосу при 2065-2080 см"1, характерную для [M(CO)sCN]+ — изоэлектронного аналога гексакарбонила одновалентного технеция. Медленным выпариванием реакционной смеси получали белые кристаллические (эфиры С2) и коричневые масляные (эфиры Си) осадки. Комплексы с метиловым эфиром 11-изоцианоундекановой кислоты дополнительно обрабатывали диэтиловым эфиром, чтобы удалить избыток лиганда. Спектры имеют сходную структуру и содержат полосы пентакарбонильного, изоцианидного и сложноэфирного фрагментов, которые соответствует ожидаемому составу продуктов реакции. Расчёты, проведенные Мальцевым Д.А. (СПбГУ, кафедра квантовой химии), показали [51], что пик в области 2260 см"1 относится к валентным колебаниям координированной изоцианидной группы. После координации этилизоцианоацетата к технецию или рению частота (CN) смещается в область высоких частот примерно на 100 см"1. Это значительный сдвиг предполагает сильное связывание изоцианидных лигандов с металлоцентром. Интересно отметить, что полоса в области. 2165 см"1 в спектрах пентакарбонильных комплексов технеция и рения с С2-лигандом обусловлена смешанным колебанием групп СО и CN. Сильные полосы 2079.12 и 2069.54 в спектре пентакарбонильных комплексов технеция и рения соответствуют колебаниям экваториальных и аксиальных карбонильных групп. Спектры 1Я ЯМР пентакарбонилизоцианидных комплексов рения в CD3OD содержат сигналы изоцианидных лигандов (С2 и Си). На спектрах 13С ЯМР наблюдаются сигналы четырех экваториальных карбонильных групп в 176.8 (4С, СО) и 176.9 (4С, СО) и одной осевой карбонильной группы на 177.8 (1С, СО) и 178.0 (1С, СО), соответственно. Координация изоцианидного фрагмента однозначно следует из сдвига сигнала изоцианидного атома углерода при переходе от свободного лиганда к координированному. Так, для С2 сигнал от изоцианидного атома углерода сдвигается от 160 м.д. (С2-лиганд) до 125 м.д. (С2-комплекс). Аналогично, для Си сигнал от изоцианидного атома углерода сдвигается от 155 м.д. (Сц-лиганд) до 120 м.д. (Сі і-комплекс). Глава 5. Устойчивость пентакарбонилизоцианидных комплексов технеция и рения
Одним из основных путей распада высших карбонильных комплексов технеция и рения является отрыв СО-групп. Простым и эффективным методом, позволяющим следить за этим процессом, является ИК-спектроскопия. Поскольку каждой карбонильной форме (гекса-, пента-, тетра- или трикарбонилам) соответствует свой характеристический спектр, ИК-спектроскопия позволяет следить за взаимным превращением карбонильных комплекесов. Кроме того, пропорцианальность интенсивности ИК полос карбонильных групп концентрации карбонильного комплекса в растворе дает возможнось количественной оценки этих превращений.
Поскольку пентакарбонилизоцианидные комплексы технеция и рения планировалось использовать в качестве кардиотропных и туморотропных препаратов, необходимо было исследовать их устойчивость в условиях живого организма (в плазме крови). Существуют два возможных канала разложения карбонильных комплексов в живых организмах. Первый возможный канал — термическое декарбонилирование (температура организма 37 С). Второй — химическое декарбонилирование при действии веществ, содержащихся в плазме крови. Рассмотрим подробнее каждый из этих путей.
Кинетические эксперименты по термическому декарбонилированию проводили в диапазоне температур 35.9 — 50.4 С. (по 4 температурных точки для пентакарбонил(этилизоцианоацетата)перхлората технеция). В две пробирки отбирались по 25 мг данного вещества. В обе прибавлялось по 8.5 г этиленгликоля. Данный растворитель был выбран по следующим причинам: также как и вода, полярен и слабо координируется к технецию позволяет снимать ИК-спектры в области валентных колебаний карбонильных групп. [Tc(CO)5CNCH2COOEt]C104 и этиленгликоль перемешивались до полного растворения. Далее две порции раствора герметично запечатывались и выдерживались в течение требуемого времени при выбранной температуре. Температуру в выбранном диапазоне поддерживали с помощью термостата Julabo (Германия) с точностью ±0.1 С. Через определённые промежутки времени из реакционного раствора отбирались пробы для снятия ИК-спектров в области поглощения групп СО (2200-1800 см–1). Наложенные друг на друга ИК-спектры (для температуры 41.1 С) приведены на рис. 7.1. За время нагревания полосы изоцианидных и карбонильных групп уменьшилась в несколько раз. Вследствие образования сложной смеси продуктов декарбонилирования получить чёткие изобестические точки не удалось.