Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку некоторые соединения металлов с лигандами мо-хут образовываться не столь обычным путем, какой мы рассматривали до сих пор, каждое титрование следует повторить минимум два раза для того, чтобы изучить два разных соотношения металла с лигандом. Если получаются одни и те же значения log Ki и ?, то любыми конкурентными равновесиями можно пренебречь.
Типичными случаями отклонения от нормы являются: а) образование хелатных соединений цвиттерионами аминокислот и получение в результате насыщенного положительно заряженно-то комплекса («протонированный комплекс») и б) комплексы, в которых металл образует связи не только с лигандами, но и с гидроксил-ионом («гидратированные комплексы») [Perrin, Sharma, 1967]. В таких случаях следует прибегать к более тщательным расчетам с помощью компьютера [Leggett, 1983].
Интерпретация результатов титрования растворов, в которых одновременно присутствуют один металл и два различных лиганда, не представляется сложной [Perrin, Sayce, Sharma, 1967; Perrin, Sharma, 1968, 1969]. Если два лиганда А и В •обладают одинаковым сродством к металлу М, то вероятность образования смешанного комплекса AMB в два раза выше, чем простого комплекса типа АМА. Аналогично, если в растворе присутствуют три подобных лиганда (А, В и С), вероятность образования комплекса MABC выше в 6 раз [Watters, De Witt, 1960].
Константы устойчивости для некоторых веществ, имеющих биологическое значение, приведены в табл. 11.1. Значения констант устойчивости Других комплексных соединений см. Sillen, Martell (1964, 1971) и Perrin (1979).
Константу устойчивости соединения невозможно предсказать точно до завершения его синтеза и выполнения соответствующих измерений, однако можно предсказать приблизительные значения первой, руководствуясь следующим положением: в любом ряду соединений чем прочнее лиганд связан с ионами водорода (что определяется значениями рК), тем прочнее он будет связывать металл. Если константы ионизации еще не описаны в литературе, их можно рассчитать приблизительно ¦{Perrin, Dempsey, Serjeant, 1981]. Однако следует подчеркнуть, что это правило подходит только для серии близких по строению веществ и перестает действовать в тех случаях, когда по->158 являются стерические помехи вследствие введения объемных; заместителей (см. ниже).
При сравнении соединений, принадлежащих к различным сериям органических соединений, следует учитывать, что наиболее общим фактором, влияющим на соотношение рКа: log Ki,. является сопряжение в хелатном цикле. В таких случаях очень важно правильно установить положение двойных связей в цикле, так как факторы, уменьшающие кратность связей, обычно уменьшают и устойчивость [Calvin, Wilson, 1945]. Например, в комплексе меди с ацетилацетоном хелатный цикл содержит две целочисленные двойные связи и поэтому связи с металлом более прочны, чем в комплексе меди с салицилальдегидом, в котором из-за сопряжения с бензольным кольцом есть «полуторные» связи.
Помочь предсказывать константы устойчивости сможет развитие теории поля лигандов. В основу этого подхода положен постулат теории кристаллического поля, смысл которого заключается в том, что пять d-орбиталей тяжелых металлов, в норме-вырожденные, дифференцируются, попадая в электростатическое поле лигандов. В частности, энергия d-орбиталей, направленных в сторону лигандов, возрастает, а направленных в противоположную — снижается. Донорные электроны лигандов отталкивают d-электроны металла; это отталкивание уменьшается за счет перемещения d-электронов на d-орбитали, наиболее удаленные от лигандов. Для ароматических лигандов и некоторых металлов (особенно железа, никеля и кобальта) необходимо сделать поправку на наличие я-связей. С учетом этой поправки теория кристаллического поля в сочетании с теорией молекулярных орбиталей образует так называемую теорию поля лигандов [Basolo, Pearson, 1967].
Ранжирование при фиксированных значениях pH. Если члены данного ряда хелатообразующих агентов имеют почти одинаковые константы ионизации, то по относительным величинам констант устойчивости можно определить их способность к связыванию с различными катионами металлов при любом данном значении pH. Однако для хелатообразующих агентов с сильно различающимися константами ионизации константы устойчивости не могут служить критерием оценки сродства к катионам металлов. Это объясняется способностью таких веществ ионизироваться в разной степени при данном значении pH. Вещества, обладающие меньшим сродством к металлам (на что указывает более низкая константа устойчивости), за счет различий в значениях рКа могут образовываться значительно больше анионов, чем другие агенты. В этом случае вещество, обладающее меньшим сродством к металлу, может присоединять большее количество катионов металла, чем вещества, у которых это сродство больше. Это объясняется тем, что для хелатообразования необходимо не только наличие сродства между лигандом и металлом, но также и быстрое образование
159" T а б л и ц а 11.2. Распределение катионов между некоторыми лигаидами
