Ионные равновесия в растворах пенициллинов, цефалоспоринов и их металлокомплексов

Выводы Путем применения комплекса экспериментальных и расчетных методов впервые выполнено целостное, систематическое исследование ионных равновесий в растворах типичных пенициллинов и цефалоспоринов. Определены концентрационные константы кислотной диссоциации антибиотиков в растворах KNO3 и KCl концентрацией от 0.1 до 1.0 моль/л. Показано, что концентрация KCl, как правило, оказывает более сильное влияние на значения констант. Для процессов диссоциации протонированных аминных и аминотиазольных групп антибиотиков обнаружена «обратная» зависимость констант от ионной силы, характерная для аминокислот. Показана применимость современных методов компьютерного моделирования для прогнозирования конформации и размеров молекул и ионов бета-лактамных антибиотиков, расчета приблизительных значений констант кислотной диссоциации, предсказания способа координации антибиотиков в металлокомплексах. Результаты компьютерного моделирования использованы для расчета термодинамических значений констант кислотной диссоциации. Из результатов собственных исследований и анализа литературных данных следует, что для пенициллинов и цефалоспоринов характерно образование, как правило, монолигандных среднеустойчивых комплексов с преимущественно ковалентным типом связей металл-лиганд. Катионы, обладающие сильным поляризующим действием («мягкие» кислоты Льюиса), такие как Cu2+ и Hg2+, связывая антибиотик в комплекс, вызывают дестабилизацию молекулы и гидролиз, сопровождающийся разрывом циклов в пенам- и цефем-группах. Показано, что возможность связывания бета-лактамного антибиотика в устойчивый водорастворимый комплекс в значительной мере определяется наличием в его молекуле аминогруппы. Карбоксильные, амидные и аминотиазольные группы при этом играют лишь вспомогательную роль. Показано, что антибиотики аминокислотного типа могут образовывать смешаннолигандные комплексы, присоединяясь в качестве дополнительного лиганда к более устойчивому металлокомплексу. Это позволяет предполагать возможность координации антибиотиков биологически активными металлокомплексами в живых организмах, что может изменять свойства как антибиотиков, так и координирующих их комплексов. Проведенные исследования могут служить теоретической основой для создания принципиально новых металлокомплексных антибиотиков. Наиболее перспективны в этом отношении комплексы алюминия(III), которые хорошо растворимы и достаточно устойчивы для того, чтобы существовать в условиях организма человека. При этом алюминий(III) относительно мало токсичен и не вызывает разрушение молекул бета-лактамных антибиотиков. Исследование реакций образования металлокомплексов имеет важное значение для развития аналитической химии бета-лактамных антибиотиков, так как является теоретической основой создания новых методик их качественного и количественного определения. Представленная к защите работа является первым, выполненным в России, исследованием металлокомплексов бета-лактамных антибиотиков, и является основой для развития нового для российской науки направления – бионеорганической химии бета-лактамных антибиотиков. Это направление имеет интересные и широкие перспективы развития, так как синтезируются и внедряются в практику новые группы бета-лактамных антибиотиков: клавамы, пенемы, карбапенемы, оксапенемы, оксацефемы и карбацефемы. Публикации автора по теме диссертации Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук Алексеев В.Г., Волкова И.А. Кислотно-основные свойства некоторых пенициллинов // Журнал общей химии. 2003. Т. 73. № 10. С.1709 – 1711. Алексеев В.Г., Демская Е.В., Додонова М.С. Термодинамические константы кислотно-основных равновесий в растворах пенициллинов // Журнал общей химии. 2005. Т. 75. № 6. С. 1049 – 1054. Алексеев В.Г., Демская Е.В., Милашс Е.А., Иголкин В.В. Кислотно-основные свойства амоксициллина // Журнал общей химии. 2005. Т. 75. № 7. С. 1211 – 1214. Алексеев В.Г., Даландуцкая В.С., Маркелова С.В., Авилкина А.А. Кислотно-основные свойства цефалотина, цефазолина и цефалексина // Журнал общей химии. 2005. Т. 75. № 8. С. 1349 – 1352. Алексеев В.Г., Ларин С.В., Шигина О.Ю., Щербакова Е.Е. Взаимодействие ампициллина с ионами цинка и кадмия в водном растворе // Журнал общей химии. 2006. Т. 76. № 2. C. 334 – 337. Алексеев В.Г., Щербакова Е.Е., Якубович Ю.Я., Воробьев Н.В., Ларин С.В., Шигина О.Ю. Взаимодействие ампициллина с ионами марганца(II), кобальта(II) и никеля(II) // Журнал общей химии. 2006. Т. 76. № 2. C. 338 – 341. Алексеев В.Г., Милашс Е.А., Ларин С.В., Шигина О.Ю. Комплексообразование ампициллина с катионами цинка и кадмия в растворах нитрата калия // Координационная химия. 2006. Т. 32. № 7. С. 492 – 496. Алексеев В.Г., Воробьев Н.В., Якубович Ю.Я. Кислотно-основные равновесия в растворах цефотаксима и цефтриаксона // Журнал физической химии. 2006. Т. 80. № 9. С. 1615 – 1619. Алексеев В.Г., Никифорова А.А., Маркелова С.В. Взаимодействие цефалексина с ионами марганца(II), кобальта(II), никеля(II), цинка(II) и кадмия(II) // Журнал общей химии. 2006. Т. 76. № 9. С. 1531 – 1533. Алексеев В.Г., Демская Л.В. Комплексообразование серебра(I) с ампициллином, амоксициллином и цефалексином // Координационная химия. 2007. Т.33. № 3. С. 211 – 215. Алексеев В.Г., Лямцева О.И., Самуйлова И.С. Комплексообразование амоксициллина с катионами марганца(II), кобальта(II), никеля(II), цинка(II) и кадмия(II) // Журнал неорганической химии. 2007. Т.52. № 3. С. 433 – 435. Алексеев В.Г., Замыслов В.Г. Комплексообразование алюминия(III) с ампициллином, амоксициллином и цефалексином // Координационная химия. 2007. Т.33. № 4. С. 264 – 267. Алексеев В.Г. Комплексообразование неодима(III) с ампициллином, амоксициллином и цефалексином // Журнал неорганической химии. 2007. Т.52. № 5. С.763 – 767. Алексеев В.Г., Самуйлова И.С. Комплексообразование в системах никель(II)–глицин–β-лактамные антибиотики // Координационная химия. 2007. Т.33. № 12. С. 930 – 933. Алексеев В.Г., Самуйлова И.С. Комплексообразование в системах кобальт(II)–глицин–β-лактамные антибиотики//Журнал неорганической химии. 2008. Т. 53. № 2. С. 370 – 372. Алексеев В.Г. Кислотно-основные свойства пенициллинов и цефалоспоринов // Химико-фармацевтический журнал. В печати. Рег. № 79/08. Статьи в других научных журналах Алексеев В.Г. Взаимодействие катионов металлов с пенициллинами и цефалоспоринами // Вестник ТвГУ. 2005. № 8. (Серия «Химия». Вып.2). С. 41 – 48. Демская Е.В., Алексеев В.Г. Анализ лекарственных форм ампициллина, амоксициллина и цефалексина методом рН-метрического титрования // Вестник ТвГУ. 2005. № 8. (Серия «Химия». Вып.2). С. 177 – 179. Алексеев В.Г., Федорова-Левковская И.А. Определение пенициллинов методом потенциометрического титрования раствором нитрата ртути(II) // Вестник ТвГУ. 2006. № 8. (Серия «Химия». Вып.3). С. 108 – 111. Зайцева К.В., Алексеев В.Г. Спектрофотометрическое определение ампициллина, амоксициллина и цефалексина в лекарственных формах // Вестник ТвГУ. 2006. № 8. (Серия «Химия». Вып.3). С. 112 – 115. Тезисы докладов на конференциях и симпозиумах Алексеев В.Г., Жамкова О.Н., Лапшин С.В., Ларин С.В., Шигина О.Ю., Щербакова Е.Е. Взаимодействие ионов d-элементов с антибиотиками // Тез. докл. XXI Междунар. Чугаевской конф. по координационной химии. Киев, 2003. С.186. Алексеев В.Г., Демская Е.В., Маркелова С.В., Авилкина А.А., Милашс Е.А., Иголкин В.В., Даландуцкая В.С., Верхоглядова М.Е. Ионные равновесия в растворах пенициллинов и цефалоспоринов // Тез. докл. IV Всеросс. конф. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов, 2003. С.7. Алексеев В.Г., Жамкова О.Н., Лапшин С.В., Ларин С.В., Шигина О.Ю., Щербакова Е.Е., Якубович Ю.Я., Воробьев Н.В. Металлокомплексы ампициллина // Тез. докл. IV Всеросс. конф. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов, 2003. С.8. Алексеев В.Г., Демская Е.В. Кислотно-основные равновесия в водных растворах пенициллинов и цефалоспоринов // Тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Казань, 2003. С.72. Демская Е.В., Алексеев В.Г., Милашс Е.А., Иголкин В.В. Кислотно-основные равновесия в растворах амоксициллина. // Сб. тезисов докладов VII молодежной научной школы-конференции по органической химии. Екатеринбург, 2004. С. 120. Алексеев В.Г., Демская Е.В. Определение ампициллина, амоксициллина и цефалексина в лекарственных формах методом кислотно-основного титрования // Тез. докл. Всеросс. конф. «Аналитика России 2004». М., 2004. С. 188. Алексеев В.Г., Левковская И.А., Кирчегина А.С. Меркурометрическое определение бета-лактамных антибиотиков в лекарственных формах // Всеросс. конф. «Аналитика России 2004». Тез. докладов. М., 2004. С. 188. Алексеев В.Г., Демская Е.В., Даландуцкая В.С. Термодинамические константы кислотно-основных равновесий в растворах бета-лактамных антибиотиков // Тез. докл. XV Междунар. конф. по химической термодинамике в России. М., 2005. Т.2. С.40. Демская Е.В., Даландуцкая В.С., Алексеев В.Г. Кислотно-основные свойства бета-лактамных антибиотиков // Тез. докл. VIII Молодежной науч. школы-конф. по орг. химии. Казань, 2005. С. 387. Алексеев В.Г. Кислотно-основные равновесия в растворах бета-лактамных антибиотиков // Тез. докл. Всеросс. симпозиума «Эффекты среды и процессы комплексообразования в растворах». Красноярск, 2006. С. 9 – 10. Алексеев В.Г. Металлокомплексы ампициллина, амоксициллина и цефалексина // Тез. докл. Всеросс. симпозиума «Эффекты среды и процессы комплексообразования в растворах». Красноярск, 2006. С. 10 – 11. Alekseev V.G., Samuilova I.S. Mixed ligand metal complexes of beta-lactam antibiotics // Abstr. of X international conference on the problems of solvation and complex formation in solutions. Suzdal, 2007. Vol.1. P. 249. Алексеев В.Г. Протолитические равновесия и реакции комплексо-образования в растворах бета-лактамных антибиотиков // Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. М., 2007. С.93.

Похожие:

	"Ионные уравнения" Основные понятия темы: реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные уравнения реакций, полные и сокращённые...		Урок по теме: «Реакции электролитов в водных растворах» Цели урока: опираясь на ранее полученные знания учащихся, сформировать понятие о реакциях ионного обмена идущих до конца; закрепить...
	Тема: Условия равновесия тел Для равновесия тела необходимо, чтобы векторная сумма действующих на него сил была равна нулю первое условие равновесия тела		Программа экзамена кандидатского минимума по специальности 08. 00.... Вопросы существования и единственность равновесия. Понятие об устойчивости и неустойчивости равновесия. Паутинообразная модель и...
	«Внешние воздействия на слух и орган равновесия» Цели: Образовательная: обобщить знания по теме: «Условия нормального функционирования зрительного анализатора», изучение новой темы:...		Реферат по теме «Центральный Банк и его роль в установлении макроэкономического равновесия» Функции Банка России в установлении макроэкономического равновесия
	«Условия равновесия тела, имеющего закрепленную ось вращения» Цель занятия: организовать деятельность учащихся по осмыслению условия равновесия тела, имеющего закрепленную ось вращения при действии...		Работа на конкурс Северный Кавказ природная жемчужина России. Проблемы... Северный Кавказ – природная жемчужина России. Проблемы экологического равновесия
	Исследование пространственного строения олигопептидов и лекарственных...		Комплексообразование холестеринсодержащих полимеров в водных растворах Назмиева Г. Н., Вахонина Т. А., Шарипова С. М., Иванова Н. В., Низамеев И. Р., Валитов М. И., Смирнов Н. Н., Якиманский А. В., Балакина...
	Урок 8 класс «Ионные уравнения реакций» Самостоятельная работа обучающихся с планшетом, компьютером, учебником (частично- поисковый)		Урока: Обобщить и систематизировать знания по теме «Электролиты.... Методическая разработка интегрированного урока повторения и закрепления по химии в 8 классе
	Тема: «Ионные уравнения» ...		Влияние реабсорбции излучения и тушения синглетных возбуждений доноров... Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования
	Азеотропия в бинарных растворах В настоящее время эти данные в основном получают экспериментальным путем. При наличии значительного банка данных по фазовому равновесию,...		Урок по химии в 8 классе по теме «Ионные уравнения реакций» Формировать системный подход и способность предсказывать результат реакций на основе полученных знаний