Направления практического использования координационных соединений 3d-переходных, платиновых и редкоземельных металлов



Скачать 66.14 Kb.
Дата24.04.2016
Размер66.14 Kb.
Направления практического использования координационных

соединений 3d-переходных, платиновых и редкоземельных металлов

Результаты фундаментальных исследований использованы сотрудники кафедры и лаборатории для синтеза новых соединений с полезными физико-химическими свойствами, а также реализованы в конкретных разработках при решении некоторых научно-технических проблем народного хозяйства. В частности:

1. Получено новое тройное монокристаллическое соединение тетрасульфоплюмбата таллия, которое может найти применение в качестве полупроводникового материала, а также разработан способ его получения. Разработана установка для газового анализа (она получила название "газовая бюретка"), например, для измерения и записи выделяющегося или поглощающегося газа, отличающаяся от известных простотой эксплуатации, высокой точностью определения объема, а также тем, что в ней не используется в качестве уравновешивающей жидкости ртуть - токсичное вещество. Приоритет сотрудников кафедры в указанных разработках подтвержден авторскими свидетельствами СССР.

2. Разработаны новые малотоксичные противоопухолевые препараты на основе комплексных соединений микроэлементов с аминокислотами и композиций аминокислот с микроэлементами.

Современные противоопухолевые средства малоэффективны, высокотоксичны и оказывают множество побочных эффектов, в частности, угнетают кроветворение, нарушают функции почек, печени, сердечно-сосудистой, центральной нервной систем и др. Поэтому поиск новых стратегий лечения рака и разработка новых малотоксичных антибластомных средств с высокой избирательностью противоопухолевого действия является актуальной научно-практической задачей.

Наиболее перспективным представляется использование в онкологии композиций аминокислот с микроэлементами, которые обычно транспортируются в клетки в виде аминокислотных комплексов. Они отличаются толерантностью, нетоксичностью, легкой усвояемостью и обладают сильным системным воздействием на организм. В литературе отсутствовали сведения о противоопухолевой активности таких систем. Сотрудниками НИЛ КС совместно с Казанским медицинским университетом изучены фармакотоксические свойства новых аминокислотных комплексов лития, а также некоторых композиций аминокислот с микроэлементами, литием и кальцием. Выявлены малотоксичные соединения и композиции с противоопухолевой активностью, коррегирующим влиянием на эритропоэз и лейкопоэз, противоязвенной, антидепрессивной, противоаритмической, антианемической и радиопротекторной активностью.

Новизна препаратов и перспективность их применения в медицине подтверждена 6 патентами РФ.

3. Разработаны модифицированные электроды для вольтамперометрического определения ионов металлов и биологически активных веществ

Особенности экстракции и комплексообразования Cr(III), Rh(III), Pd(II), Cd(II), Pt(II) и Pb(II) с N-тиофосфорилированными тиоамидами использованы для разработки модифицированного угольно-пастового электрода (УПЭ). Фосфорорганические тиоамиды общей формулы RC(S)NHP(S)(OC3H7-i)2, где R = CH3, C2H5, C6H5, извлекают ионы металлов из водных сред в расплавы легкоплавких органических веществ (нафталина, п-дихлор-бензола, дифенила и дибензила). Используя п-дихлорбензол, хром и родий можно сконцентрировать в 30 раз, а свинец, кадмий, палладий и платину – в 50 раз. Присутствие в пробах 5-кратного избытка ионов Ni(II), Fe(III), Sn(II), Co(II,III), In(III) не оказывает мешающего влияния на величину аналитического сигнала. УПЭ позволяет определять ионы металлов с пределами обнаружения 310-10 (Cr), 510-10 (Pb), 810-10 (Cd), 2.510-10 (Pt), 110-9 (Pd), 210-9 (Rh), 510-10 (Ir) моль/л.

Разработаны способы определения биологически активных органических соединений методами инверсионной вольтамперометрии с использованием модифицированных краун-эфирами (ДБ18К6, дибром-ДБ18К6) или хелатом кобальта(II) с 2,2’-дипиридилом УПЭ. Повышение селективности и чувствительности достигается концентрированием органических молекул на электроде в виде комплексов “гость-хозяин” или разнолигандных комплексов Co(II). Проведено определение пестицидов по токам их окисления на УПЭ с пределом обнаружения 410-9 (карбатион), 1.210-9 (карбофос), 5.510-9 (фазалон) моль/л.

Предложен новый способ ковалентной иммобилизации ДНК на нитроцеллюлозной мембране, сохраняющей активность биомолекул в течение месяца. Установлены оптимальные условия определения Pb(II) и Cd(II) в результате предварительного концентрирования на биочувствительной части сенсора в виде комплексов Pb(II) и Cd(II) с иммобилизованной ДНК с последующим десорбированием в виде их комплексонатов. Токи восстановления позволяют определять кадмий и свинец с пределом обнаружения 110-9 (Cd) и 310-10 (Pb) л/моль. По предложенным методикам определено содержание Pb(II) и Cd(II) в сыворотках крови, в молоке, в образцах воды до и после очистки.

Обнаружена каталитическая активность по отношению к выделению водорода на электроде Pt(II) и Pt(IV) в присутствии иммобилизованной ДНК. Доказана природа аналитического сигнала, определены факторы, влияющие на его величину. Выбраны условия определения противоопухолевых препаратов на основе Pt(II) и Pt(IV). Пределы обнаружения составляют 610 10 моль/л (оксоплатин) и 510-9 (цисплатин) в присутствии марганца, железа, меди и цинка. Амперометрический сенсор на основе иммобилизованной ДНК использован для определения концентрации ДНК (антител к ДНК) и диагностики аутоиммунных заболеваний. Показана возможность селективного, быстрого и высокочувствительного определения компонентов биоспецифического взаимодействия. Предел обнаружения антител составляет 0.075 мкг/мл, ДНК – 10 мкг/мл.

Большинство указанных методик защищены патентами РФ.

4. Предложен способ регенерации костной ткани в эксперименте

Разработан препарат, инициирующий рост костной ткани, не имеющий аналогов в мировой медицинской практике и защищенный патентом РФ. Препарат представляет собой совокупность гетероядерных координационных соединений (одно из которых находится в нерастворимом виде) в водной среде. Ингрединенты комплексов являются самостоятельными лекарственными средствами, используемыми для иных целей. Кинетическая лабильность комплексных форм позволяет считать достигаемый эффект результатом синергетического действия компонентов. Для самого токсичного из ингредиентов LD50 = 1.5 г/кг тела. Поскольку в 1 мл препарата содержится всего 5 мг сухой субстанции, то одноразовая инъекция (1-10 мл) не может даже отдаленно приводить к интоксикации организма. Кроме того, столь малое содержание веществ в препарате позволяет считать его именно инициатором роста, а не заменителем костной ткани.

Испытания на животных, а также приблизительно на 50 добровольцах показали, что срастание костных обломков ускоряется в 5-8 раз. Эффективные результаты достигнуты у пожилых (80-90 лет) больных. Препарат существенно расширяет возможности использования аппарата Елизарова, является незаменимым средством при лечении сложных и незарастающих переломов, позволяет быстро наращивать костную ткань в нужном месте в необходимом количестве.

5. Изучаются металлокомплексы в эпоксиполимерах как предшественники получения нанокомпозитов.

В последние годы на стыке науки о полимерах, коллоидной химии и физико-химии ультрадисперсного состояния возникло новое направление - химия и физика полимер-неорганических нанокомпозитов. Эпоксидиановые полимеры (ЭП) занимают передовые позиции среди других полимеров по совокупности свойств, однако в плане создания металлонаполненных композитов и металлокомплексных полимеров эпоксидные олигомеры являются малоизученными.

Совместно с Казанским государственным техническим университетом им. А.Н.Туполева начаты исследования процессов комплексообразования в системах эпоксидный олигомер (ЭО)-амин-ион металла методами ЯМ релаксации, ЭПР, мессбауэровской и электронной спектроскопии. В экспериментах использовали ряд эпоксидиановых олигомеров (ДГЭБА, ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20), некоторые глицидиловые эфиры кислот фосфора (ГЭФ = триглицидилфосфат, диглицидилметилфосфонат, моноглицидилдиметилфосфат), различные амины (полиэтиленполиамин, диэтилентриамин, о-фенилендиамин, 4,4’- диаминодифенилметан и другие) и ряд переходных металлов в виде солей и комплексов с низкомолекулярными лигандами различной природы (дикетоны, амины, оксалаты и т.д.). Сделаны выводы о составе и строении металлокомплексов в олигомерных и сшитых системах, их роли в процессе отверждения. Изучена термическая устойчивость полученных материалов, обсуждена роль природы катиона металла, строения молекул эпоксиолигомера, ГЭФ и амина. Определены условия получения гомогенных полимер-иммобилизованных дисперсий выбранных металлов путем термической обработки синтезированных металлокомплексных эпоксидных полимеров.

6. Сотрудниками кафедры разработан релаксометр ЯМР типа "миниспинэхо" (ряд технических решений защищен патентами РФ). Выпущено несколько приборов различных модификаций на предприятиях гг. Чебоксары и Казани. Одновременно проводилось и научно-методическое обеспечение применения их в следующих областях науки и техники:

– Аналитической и экологической химии. Определение ионов металлов и ингредиентов в растворах различных технологических процессов и сточных водах.

– Химии полимеров. Определение степеней отвердения, полимери-зации, реологических и комплексообразующих свойств водорастворимых полимеров, состава нефтей, нефтепродуктов.

– Медицины. Определение реологических, биохимических параметров крови и препаратов.

- Пищевой промышленности. Определение некоторых параметров молока и молочных продуктов; муки и мучных изделий.

7. Впервые разработаны гомогенные каталитические системы на основе комплексов молибдена с аминокислотами для реакции гидратации линейных α-олефинов. Оптимизированы условия проявления высокой каталитической активности β-дикетонатов диоксомолибдена в реакции эпоксидирования циклогексена гидроперекисью этилбензола. Предложены методики Ям релаксационного и потенциометрического определения содержания молибдена в катализаторах. Способы синтеза защищены авторскими свидетельствами СССР.

Полученные результаты и разработанные методические приемы использованы в УНИОР ПО "Нижнекамскнефтехим" при установлении состояния гомогенных катализаторов и его регулирования в ходе реакции.

8. Ряд синтезированных комплексов использован в качестве вуалирующих растворов для цветных обращаемых галогенсеребряных кинофотопленок, усилителей каталитического окисления красителей цветных компонент в кинофотоматериалах, для изготовления галогенсеребряной фотографической эмульсии и др. (всего 7 авторских свидетельств СССР).
* * * * *

На кафедре прекрасно помнят, любят и чтят память обо всех сотрудниках и преподавателях, когда-либо работавших в стенах Казанского университета. С огромной благодарностью за неоценимую помощь в организации учебного процесса и научной работы на кафедре неорганической химии вспоминают лекционных ассистентов и старших лаборантов Николая Васильевича Ситникова, Марию Федоровну Михайлову, Веру Петровну Мочалову, Веру Ивановну Барунову, Венеру Тазеевну Голункову, Наилю Ясавиевну Салихову, Евгению Николаевну Мавлееву, к.х.н. Римму Ильясовну Валиуллину, Л.Ганичеву, С.Новожилову. Трудно переоценить вклад и ныне активно работающих старших лаборантов Галины Николаевны Казаковой, к.х.н. Зои Сергеевны Титовой, Ирины Геннадьевны Григорьевой, Рякиби Султановны Ахмеровой, Разили Каримовны Габдрахмановой, к.х.н. Ольги Викторовны Кукушкиной.



В последние десятилетия некоторым сотрудникам кафедры неорганической химии были посвящены Юбилейные мероприятия. В июне 1984 г. в Казани состоялась выездная сессия Научного совета АН СССР по неорганической химии, посвященная 140-летию открытия в России элемента рутения. Как известно, он стал пятьдесят седьмым элементом, известным химикам, а автор этого научного открытия профессор химии Казанского университета Карл-Эрнст Клаус снискал себе всемирную славу. Это событие имело тогда огромное научное и историческое значение, особенно для русской химии, поскольку этот металл платиновой группы вообще единственный химический элемент, открытый в России. На приуроченной к этой дате выставке в музее Казанской химической школы среди множества редчайших экспонатов был представлен и первый образец солей рутения, полученный Клаусом. На сессии с обзорными докладами выступили известные ученые – А.И.Коновалов (Казань), Н.М.Синицын (Москва), В.А.Пальм (Тарту) и др. Через 10 лет (1994) сотрудниками кафедры были организованы Юбилейные Клаусовские чтения, посвященные уже 150-летию открытия рутения, в которых приняли участие гости из Москвы (материалы опубликованы в журналах "Координационная химия" и "Platinum Metals Reviews"). В 1996 г. кафедра совместно с ИОФХ им. А.Е.Арбузова торжественно отметила 100-летие со дня рождения известного ученого, основоположника отечественной термографии Л.Г.Берга (этому событию была посвящена Всероссийская конференция по термическому анализу и калориметрии). Ярким, запоминающимся событием стало проведение в октябре 1999 г. Поволжской региональной конференции памяти А.А.Попеля, предложившего магнитно-релаксационный метод анализа и исследования неорганических веществ. С докладами выступили ученики и последователи Андрея Алексеевича, которому в те дни исполнилось бы 80 лет. На конференции была организована стендовая сессия, издан сборник материалов.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница