Координационная химия, 2019, T. 45, № 9, стр. 515-526

Влияние природы галогензамещенных уксусных кислот на тип образующихся комплексов с морфолином. Кристаллическая структура первого тетракарбоксилата палладия с монокарбоновой кислотой – тетракис(трифторацетато)палладата(II) морфолиния, (O(CH2CH2)2NH2)2[Pd(CF3COO)4]

И. А. Ефименко 1*, А. В. Чураков 1, О. С. Ерофеева 1, Н. А. Иванова 1, Л. И. Демина 2

1 Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Москва, Россия

2 Институт физической и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Москва, Россия

* E-mail: ines@igic.ras.ru

Поступила в редакцию 26.02.2019
После доработки 26.03.2019
Принята к публикации 10.04.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Изучено влияние природы галогензамещенных карбоновых кислот RCOOH, где R – ClCH2, Cl2CH, Cl3C, F3C, на процессы комплексообразования галогенкарбоксилатов палладия с морфолином C4H9NO. Показано, что в реакциях с ClCH2COOH и Cl2CHCOOH образуются биядерные комплексы [(C4H9NO)2Pd2(μ-OOCR)2(OOCR)2] с координированным палладием морфолином, тогда как в реакциях с Cl3CCOOH и F3CCOOH получены первые тетрагалогенкарбоксилатные комплексы палладия с протонированным морфолином в качестве катиона – (C4H10NO)2[Pd(RCOO)4]. Показано, что основным фактором, определяющим состав образующихся комплексов, является соотношение кислотно–основных свойств морфолина и галогенкарбоновых кислот. Для образования тетраацидогалогенкарбоксилатов палладия с морфолином величина разницы рКа морфолина и кислоты должна быть не ниже 7.63. Методом РСА (охарактеризован первый тетрагалогенкарбоксилатный комплекс палладия с монокарбоновой кислотой (C4H10NO)2[Pd(OOCCF3)4 ∙ 2H2O] (I), а также комплексы транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCH2Cl)2 ∙ 2H2O] (II), транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCНСl2)2] (III) и транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCF3)2 ∙ 2H2O] (IV) (CIF files CCDC № 1008564, 1894300, 1008566 и 1894299 соответственно).

Ключевые слова: монохлорацетаты, трифторацетаты, трихлорацетаты палладия с протонированной или координированной молекулой морфолина, критерии отбора кислот и оснований, структуры

DOI: 10.1134/S0132344X19090032

Противоопухолевые свойства цисплатина (цис-Pt(NH3)2Cl2) были открыты более 50 лет назад [1]. До настоящего времени в онкологии нашли применение только три соединения Pt(II) – цисплатин и два его карбоксилатных аналога – карбоплатин и оксалиплатин, обладающие наряду с высокой противоопухолевой активностью и широким спектром побочных эффектов. Вместе с тем было отмечено, что переход от соединений с хлорид-ионами (цисплатин) к соединениям с карбоксилатными ионами (карбоплатин и оксалиплатин) сопровождается понижением их токсичности [210]. В последующие годы осуществлялся поиск соединений с противоопухолевой активностью и среди других соединений металлов платиновой группы. Однако ни одно из исследованных соединений не обладало противоопухолевой активностью, сравнимой с активностью соединений платины(II), используемых в онкологии [1120]. В результате исследования физико-химических и фармакологических свойств большого числа представителей различных классов соединений палладия мы выделили класс соединений палладия (AmHn)k[PdCl4] с протонированными аминами (Am) [21]. В наиболее широко изученной группе соединений указанного выше класса – катионно-анионных комплексов палладия с протонированными производными морфолина – были выявлены моноядерные соединения с катионами (морфолинием (C4H10NO)2[PdCl4] и метилморфолинием (C5H14NO)2[PdCl4]), противоопухолевая активность которых оказалась равной или превосходящей активность цисплатина при значительно меньшей их токсичности [2225]. В плане развития исследований в этой области представляет несомненный интерес синтез карбоксилатных аналогов указанных выше хлоридных комплексов. Для исследования условий образования катион-анионных карбоксилатных комплексов палладия с протонированной молекулой морфолина, рКа которого 8.33, был использован ряд галогензамещенных уксусных кислот RCOOH (R = ClCH2, Cl2CH, Cl3C, F3C), рКа которых лежит в интервале 2.87–0.0.

В настоящей работе описан синтез ряда комплексов палладия с анионами галогензамещенных уксусных кислот – комплексов палладия с морфолином и выявлены факторы, определяющие тип полученных комплексов. В зависимости от рКа галогенкарбоновой кислоты образуются либо биядерные аминокомплексы [(C4H9NO)2Pd2(μ-OOCR)2(OOCR)2] (R = ClCH2, Cl2CH) с координированной палладием молекулой морфолина, либо моноядерные комплексы (C4H10NO)2-[Pd(RCOO)4] (R = Cl3C–, F3C–) c протонированной молекулой морфолина в качестве противоиона. Следует заметить, что в литературе описан только один тетракарбоксилат платиновых металлов – тетрапивалат платины K2[Pt((CH3)3CCO2)4], полученный с низким выходом в довольно специфических условиях [26].

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Для синтеза комплексов палладия с указанными выше кислотами в качестве исходного соединения использовали Pd3(μ-MeCO2)6, полученный по разработанной нами методике [27]. Кристаллический Pd3(μ-ClCH2CO2)6 синтезировали по методике [28]. Для синтеза моно-, ди- и тригалогенацетатов палладия использовали кислоты ClCH2COOH, Cl2CHCOOH и Cl3CCOOH (Sigma-Aldrich), F3COOH (“х. ч.”, Химмед), а также морфолин C4H9NO (Fluka). Все органические растворители – бензол, хлористый метилен, диэтиловый эфир, гексан – (AKROS).

Синтез [(C4H9NO)2Pd2(μ-OOCCH2Cl)2(OOCCH2Cl)2] (I). К 90%-ному раствору ClCH2COOН (1.8 г в 2 мл воды) добавляли 0.150 г (0.6 ммоль) Pd3(CH3COO)6. Реакционную смесь перемешивали при 55°С до полного растворения исходных соединений (в течение 30 мин), к профильтрованному раствору приливали 0.180 мл (2 ммоль) морфолина. Синтез вели при комнатной температуре в течение 4 ч до образования осадка. Полученный осадок светло-коричневого цвета отфильтровывали, промывали водой, высушивали при 100°С до постоянной массы. Выход 25% в расчете на введенный палладий.

Найдено, %: С 25.87; H 4.28; N 3.03.
Для C16H26N2O10Cl4Pd2
вычислено, %: С 25.32; H 3.43; N 3.69.

ИК-спектр (ν, см–1): 1643, 1589, 1350 νas(COO), 1350, 1408 νs(COO), 3093 ν(NHкоoрд).

При ведении синтеза в 20%-ной кислоте образуется тот же продукт.

Синтез транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCH2Cl)2] (II). 0.147 г (0.5 ммоль) Pd3(OOCCH2Cl)6 растворяли в 20 мл бензола и приливали 0.087 мл (1 ммоль) морфолина. Синтез вели при постоянном перемешивании при комнатной температуре в течение 24 ч, затем реакционную смесь упаривали на роторном испарителе до ~5 мл. При добавлении 20 мл гексана образовывался осадок светло-желтого цвета, который отфильтровывали, промывали гексаном (3 × 10 мл), высушивали в вакууме при 93 Па до постоянной массы. Выход 72% в расчете на введенный палладий. Из маточного раствора вырастили монокристалл транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCH2Cl)2 ∙ 2Н2О] (IIа).

Найдено, %: С 31.21; H 5.44; N 5.95.
Для C12H22N2O6Cl2Pd (II)
вычислено, %: С 30.82; H 4.74; N 5.99.

ИК-спектр (ν, см−1): 1642 νas(COO), 1349 νs(COO), 3203 ν(NHкоoрд).

Синтез [(C4H9NO)2Pd2(μ-OOCCHCl2)2(OOCCHCl2)2] (III). 0.331 г (0.5 ммоль) Pd3(CH3COO)6 растворяли в 20 мл Cl2CHСООН при постоянном перемешивании в течение часа при 30°С. В профильтрованный раствор добавляли 0.253 г (3 ммоль) морфолина и перемешивали в течение 6 ч при 35–40°С до образования осадка. Полученный осадок светло-коричневого цвета отфильтровывали, промывали водой (3 × 5 мл), выдерживали над KOH, сушили при 80°С до постоянной массы и перекристаллизовывали из CH2Cl2. При ведении синтеза в 20%-нoй Cl2CHСООН получали продукт, аналогичный полученному при ведении синтеза в 100%-ной Cl2CHСООН. Выход 45% в расчете на введенный палладий.

Найдено, %: C 21.33; H 2.52; N 3.03; Pd 23.57.
Для C16H22N2O10Cl8Pd2
вычислено, %: C 21.38; H 2.47; N 3.13; Pd 23.68.

ИК-спектр (ν, см–1): 1669, 1610 νas(COO); 1349, 1401 νs(COO); 3133 ν(NHкоорд.).

Синтез транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCHCl2)2] (IV). 0.202 г (0.6 ммоль) транс-(C4H9ON)2PdCl2 и 0.271 г (1.2 ммоль) AgOOCCHCl2 в 30 мл бензола перемешивали в течение 3 ч, затем образовавшийся AgCl отфильтровывали и раствор упаривали досуха на роторном испарителе. Образовавшийся осадок растворяли в 20 мл диэтилового эфира и упаривали досуха. Продукт перекристаллизовывали из бензола. Сушили при 80°С до постоянного веса. Выход 40% в расчете на введенный палладий.

Найдено, %: C 27.78; H 4.07; N 6.10; Pd 18.75.
Для C12H20N2O6Cl4Pd
вычислено, %: C 26.87; H 3.74; N 5.23; Pd 19.84.

ИК-спектр (ν, см–1): 1663, 1649 νas(COO); 1349, 1327 νs(COO), 3211, 3185 ν(NHкоорд).

Синтез (C4H10NO)2[Pd(OOCCCl3)4] (V). 0.200 г (0.3 ммоль) Pd3(CH3COO)6 растворяли в 75%-ном водном растворе Cl3CCOOH (4.57 г в 1.5 мл воды) при перемешивании в течение часа при 30°С. В профильтрованный раствор добавляли 0.154 г (1.8 ммоль) морфолина и перемешивали в течение 6 ч при 35–40°С. Образовавшийся мелкий осадок светло-коричневого цвета отфильтровывали, промывали водой (4 × 5 мл), выдерживали над KOH, сушили при 80°С до постоянной массы. Выход 66% в расчете на введенный палладий.

Найдено, %: C 20.78; H 2.07; N 3.10; Pd 10.95.
Для C16H20O10N2Cl12Pd
вычислено, %: C 20.62; H 2.17; N 3.01; Pd 11.42.

ИК-спектр (ν, см–1): 1687, 1647 νas(COO); 1335, 1330 νs(COO); 3149, 3057 ν$\left( {{\text{NH}}_{{\text{2}}}^{ + }} \right);$ 1587 $\delta \left( {{\text{NH}}_{{\text{2}}}^{ + }} \right).$

Синтез транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCCl3)2] (VI). Реакционную смесь 0.260 г (0.75 ммоль) транс-(C4H9ON)2PdCl2 и 0.402 г (1.5 ммоль) AgOOCCHCl3 в 30 мл бензола перемешивали в течение 3 ч, затем отфильтровывали от AgCl и раствор упаривали досуха на роторном испарителе. Образовавшийся осадок растворяли в 20 мл диэтилового эфира и упаривали досуха. Продукт перекристаллизовывали из бензола. Сушили при 80°С до постоянной массы. Выход 32% в расчете на введенный палладий.

Найдено, %: С 24.48; H 3.76; N 4.29; Pd 18.15.
Для C12H18O6N2Cl6Pd
вычислено, %: C 23.81; H 3.00; N 4.63; Pd 17.58.

ИК-спектр (ν, см–1): 1672 νas(COO); 1309 νs(COO); 3133 ν(NHкоорд).

Синтез (C4H10NO)2[Pd(OOCCF3)4] (VII). 0.448 г (2 ммоль) Pd3(CH3COO)6 растворяли в 20 мл F3CCOOН при 55°С. Реакционную смесь отфильтровывали от металлического Pd и к полученному раствору приливали 0.35 мл (4 ммоль) морфолина (в расчете на 1 атом Рd). Синтез вели в течение 1 ч при комнатной температуре при перемешивании. Реакционную смесь упаривали на роторном испарителе до ~5 мл, к ней приливали 15 мл диэтилового эфира и упаривали на роторном испарителе. Процедуру повторяли 3 раза до образования светло-желтого осадка, который отфильтровывали, промывали диэтиловым эфиром, высушивали под вакуумом до постоянной массы. Выход 58% в расчете на введенный палладий. При синтезе в разбавленной (20%-ной) CF3COOН образуется также VII. Из маточного раствора вырастили монокристалл (C4H10NO)2[Pd(OOCCF3)4] для РСА.

Найдено, %: С 27.05; H 2.09; N 4.40.
Для C16H20N2O10F12Pd
вычислено, %: С 26.22; H 2.73; N 3.81.

ИК-спектр (ν, см–1): 1691, 1667 νas(COO), 1411 νs(COO), 3112, 3035 $\nu \left( {{\text{NH}}_{{\text{2}}}^{ + }} \right),$ 1557 $\delta \left( {{\text{NH}}_{{\text{2}}}^{ + }} \right).$

Синтез транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCF3)2] (VIII) 0.177 г (1 ммоль) PdCl2 и 0.44 г (2 ммоль) AgCF3COO помещали в круглодонную колбу и приливали 20 мл толуола. Синтез вели в темноте при комнатной температуре 24 ч. Затем реакционную смесь профильтровывали. К полученному раствору приливали 0.180 мл (2 ммоль) морфолина. Синтез вели 2 ч. Образовавшийся светло-серый осадок отфильтровывали, промывали гексаном (3 × 10 мл), высушивали в вакууме до постоянной массы. Выход 45% в расчете на введенный палладий. Маточный раствор, полученный после отделения осадка, упаривали на роторном испарителе до образования масла, которое растворяли в 15 мл CH2Cl2. Из образовавшейся в этом растворе кристаллической массы выбрали монокристалл транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCF3)2 · 2Н2О] (VIIIа), пригодный для РСА.

Найдено, %: С 27.49; H 4.36; N 5.40.
Для C12H18N2O6F6Pd (VIII)
вычислено, %: С 28.45; H 3.56; N 5.53.

ИК-спектр (ν, см–1): 1659 νas(COO), 1431 νs(COO), 3183 ν(NHкоoрд).

Анализ на С, H, N выполняли на анализаторе фирмы Carlo Erba Instruments CHNS OEA 1108. Содержание палладия в образцах определяли весовым методом. ИК-спектры кристаллических образцов и растворов регистрировали в интервале 4000–550 см–1 методом НПВО на ИК-Фурье спектрометре NEXUS фирмы NICOLET (однолучевой, сканирующий, светоделитель – CsI, детектор – TGS-CsI, фотометрическая точность 0.1%, разрешение 2 см–1 с использованием приставки MIRacle фирмы PIKE Technologies с алмазным кристаллом. Кристаллические образцы наносили непосредственно на алмазный кристалл без дополнительной пробоподготовки.

РСА. Сбор экспериментальных данных для соединений IIа, IV, VII и VIIIа проведен на автоматическом дифрактометре Bruker SMART APEX II (MoKα-излучения (λ = 0.71073 Å, графитовый монохроматор) в режиме ω-сканирования. Поглощение введено по измерениям интенсивностей эквивалентных отражений [29]. Структуры расшифрованы прямым методом и уточнены полноматричным анизотропным МНК по F 2 для всех неводородных атомов (SHELXTL) [30]. Кристалл IIа – псевдомероэдрический двойник с матрицей двойникования 1 0 1 0 1 0 0 0 –1 и соотношением компонент 0.965(1)/0.035(1). В структурах VII и VIIIа трифторметильные группы ротационно неупорядочены с соотношением заселенностей 0.62/0.38 и 0.40/0.38/0.22 (для VII) и 0.48/0.34/0.19 (для VIIIа). В структурах IIа, VII и VIIIа атомы водорода, связанные с углеродом, были помещены в рассчитанные позиции и уточнены с использованием схемы “наездника”, в то время как “активные” атомы водорода (аммонийные и водные) были найдены объективно и их позиционные параметры были уточнены. Для соединения IV все атомы водорода были помещены в рассчитанные позиции и уточнены с использованием схемы “наездника”.

Кристаллографические данные, детали эксперимента и уточнения структур приведены в табл. 1. Структуры IIа, IV, VII и VIIIа депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1008564, 1894300, 1008566 и 1894299 соответственно) [31]. РСА выполнены в ЦКП ИОНХ РАН.

Таблица 1.  

Кристаллографические данные и параметры уточнения для соединений IIа, IV, VII, VIIIa

Параметр Значение
IIа IV VII VIIIа
Брутто-формула C12H26N2O8Cl2Pd C12H20N2O6Cl4Pd C16H20N2O10F12Pd C12H22N2O8F6Pd
М 503.65 536.50 734.74 542.72
Размер кристалла, мм 0.20 × 0.20 × 0.04 0.35 × 0.20 × 0.15 0.22 × 0.20 × 0.08 0.40 × 0.40 × 0.35
Сингония Моноклинная Моноклинная Моноклинная Ромбическая
Пр. гр. P21/c P21/n P21/с Pbca
Температура, К 160 150 173 230
Параметры ячейки:        
a, Å 9.8233(15) 12.2919(4) 9.3775(9) 6.1596(4)
b, Å 16.363(3) 33.5948(9) 14.7100(14) 16.8732(11)
c, Å 6.1975(10) 19.4777(6) 19.0247(18) 18.9401(12)
β, град 107.809(2) 106.257(1) 96.794(1) 90
V, Å3 948.4(3) 7721.6(4) 2605.9(4) 1968.5(2)
Z 2 16 4 4
ρ(выч.), г/см3 1.764 1.846 1.873 1.831
μ(MoKα), мм–1 1.301 1.545 0.850 1.040
F(000) 512 4288 1456 1088
Область θ, град 1.24–26.99 1.63–29.00 2.16–27.00 2.41–27.99
Всего отражений 7011 93 262 19 790 16 547
Независимых
отражений (Rint)
2057 (0.0264) 20442 (0.0286) 5666 (0.0320) 2368 (0.0241)
Число уточняемых параметров 128 901 463 154
R1 по I > 2σ(I) 0.0245 0.0515 0.0438 0.0442
wR2 (все данные) 0.0626 0.1247 0.1141 0.1066
GOOF по F 2 1.092 1.096 1.04 1.082
Δρmin/Δρmax, e3 –0.664/0.528 –2.472/4.858 –0.826/1.216 –0.783/0.978

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Ранее мы исследовали возможность получения тетраацетатпалладата морфолония при взаимодействии Pd3(CH3COO)6 с морфолином в 90%-ной уксусной кислоте. Однако продуктом реакции оказался аминокомплекс палладия транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCН3)2] [32]. Такой результат – следствие фрагментации исходного трехъядерного ацетата палладия в концентрированной кислоте в присутствии образовавшегося в реакции ацетата морфолиния. Полученные нами результаты изучения спектров ЭСП вышеназванной реакционной смеси в видимой и УФ-области согласуются с полученными ранее результатами [33]. Подробное исследование процессов взаимодействия Pd3(CH3COO)6 с CH3COONa и CH3COOLi в уксусной кислоте [33] показали, что результатом первой стадии деполимеризации ацетата палладия являются биядерные тетраацидокомплексы Na2[Pd2(CH3COO)6] и Li2[Pd2(CH3COO)6], затем конвертирующиеся в мономеры Na2[Pd(CH3COO)4] и Li2[Pd(CH3COO)4]. Однако в случае образования катионно-анионных комплексов, когда катионами являются протонированные азотсодержащие лиганды (AmH)2[(Pd(RCOO)4], формирование конечных продуктов усложняется возможностью депротонирования ониевых катионов, координацией двух молекул Am палладием и формированием транс-диаминокомплексов транс-[(Am)2Pd(OOCR)2]. Таким образом, осуществляемая перегруппировка Андерсона [34] является реакцией замещения внутрисферных ацидолигандов молекулами, образовавшимися в реакции аминами. При этом автор [34] отмечает, что скорость превращений в перегруппировке Андерсона определяется, с одной стороны, основностью протонируемого лиганда, с другой – природой кислотного остатка, принимающего отщепившийся от ониевого лиганда протон. В [32], мы изучали возможность синтеза комплексов морфолиния с анионом [Pd(CH3COO)4]2–. Показано, что образуются только моноядерные транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCН3)2]. Оказалось, что в системе Pd–морфолин (рКа = 8.33)–уксусная кислота (рКа = 4.56), где ΔрКа = 3.77, невозможно протонирование морфолина уксусной кислотой и образование тетраацидоаниона.

В настоящей работе для исследования факторов, определяющих возможность образования тетраацидопалладатов морфолиния, выбрали ряд галогензамещенных уксусных кислот RCOOH, в котором значения рКа кислот лежат в интервале 2.45 (R = ClCH2)–0.0 (R = F3C) [33]. Это значительно ниже, чем рКа уксусной кислоты, что может обеспечить увеличение разницы рКа морфолина и кислоты (Δ). Взаимодействие комплексов галогензамещенных карбоксилатов палладия с морфолином практически осуществлялось в две стадии. Первая – образование в растворах галогенкарбоксилатов палладия при замещении ацетатной группы в Pd3(CH3COO)6 на соответствующие галогенацетаты без выделения образовавшихся Pd3(RCOO)6 в твердую фазу. Синтез твердых комплексов Pd3(ClCH2COO)6, Pd3(Cl3CCOO)6, Pd3(F3CCOO)6 в соответствии с аналогичной реакцией описан нами в [28] так же, как и полученный в этой работе Pd3(Cl2CНCOO)6, также являющийся трехъядерным комплексом в соответствии с аналитическими и данными ИК-cпектроскопии. Вторая стадия реакции – взаимодействие галогенкарбоксилатов палладия с морфолином – осуществлялась в водных растворах кислот RCOOH (R = ClCH2 и Cl3C) или концентрированных кислот (R = Cl2CН и F3C) при соотношении Pd : морфолин 1 : 2 в расчете на образование комплексов (AmH)2[Pd(RCOO)4]. Исследования показали, что в случае взаимодействия морфолина с моно- и дихлорацетатами палладия образуются биядерные аминокомплексы I и III, содержащие как мостиковые, так и концевые карбоксилатные группы и координированный палладием морфолин. Строение I и III установлено на основании аналитических данных и данных ИК-спектроскопии.

ИК-спектры I и III содержат полосы валентных колебаний координированных NH-групп морфолина при 3093 см–1 (для I) и 3133 см–1 (для III). Одна группа полос асимметричных колебаний карбоксилатных групп в I и III находится при 1589 и 1610 см–1, а симметричных – при 1408 и 1401 см–1 соответственно. Расщепление Δ между νas и νs полосами в I и III составляет 181 и 209 см–1 и, согласно [35], соответствует мостиковому положению этих групп в I и III. Вместе с тем полосы асимметричных колебаний у другой группы лежат в области 1643 см–1 (I) и 1669 (III) см–1, симметричных – при 1350 см–1 (I) и 1349 (III) см–1. Расщепление Δ между этими полосами составляет 293 см–1 (I) и 320 см–1 (III), что соответствует монодентатной координации этих карбоксильных групп. Для подтверждения положения полос концевых групп в I и III синтезировали моноядерные комплексы II и IV с концевыми карбоксилатными группами.

Комплекс II получали в бензоле взаимодействием Pd3(OOCCH2Cl)6 с морфолином. Комплекс IV удалось получить только при взаимодействии синтезированного нами (C4H9NO)2PdCl2] с дихлорацетатом серебра. Увеличение соотношения Pd : морфолин с 1 : 2 до 1 : 4 в синтезе III не приводит к разрыву мостиковых карбоксилатных групп и образованию моноядерного комплекса, идентичного IV. Если при синтезе III выдерживать реакционную смесь при комнатной температуре в течение полугода в присутствии оставшегося в реакционной смеси морфолина после формирования III, происходит мономеризация III с образованием моноядерного комплекса, идентичного IV.

Полосы, отвечающие νas и νs колебаний концевых карбоксилатных групп II лежат при 1642 и 1349 см–1 соответственно. Расщепление между νas и νs комплекса II, составляющее 293 см–1 свидетельствует о концевом положении этих карбоксилатных групп в II, что совпадает с аналогичными характеристиками I. В ИК-спектре IV обнаружены по две полосы νas(СОО) и νs(СОО), а именно 1662, 1649 и 1349, 1327 см–1. Величина расщепления между νas и νs в комплексе IV равная 293 и 222 см–1, характерна для концевых карбоксилатных групп. В ИК-спектрах IV обнаружено также две частоты колебаний NH-групп (при 3211 и 3185 см–1), что согласуется с данными о более сложном взаимодействии карбоксилатных групп с протонами молекул координированного морфолина. Полученные данные ИК-спектроскопии для IIa и IV подтверждены результатами исследования этих комплексов методом РСА. В рассмотрение рентгеноструктурных данных морфолинатных комплексов палладия с монохлоруксусной (IIa) и дихлоруксусной (IV) кислотами включены также данные морфолинатного комплекса палладия с трифторуксусной кислотой (VIIIa), аналогичного по строению IIa.

Соединения IIa, IV и VIIIa представляют собой молекулярные комплексы состава Pd[–O–C(=O)–R]2[←NH(CH2CH2)2O]2 (R = CH2Cl, CHCl2, CF3) (рис. 1–3). Во всех трех случаях центральный атом палладия имеет традиционную квадратную координацию с транс-расположением морфолиновых лигандов. Комплексы IIa и VIIIa расположены в кристаллографических центрах инверсии; а четыре независимые молекулы в структуре IV занимают общие положения. Межлигандные транс-углы у атома палладия лежат в пределах 173.2(1)°–180°, а цис-углы варьируют в интервале 88.9(1)°–91.1(1)°. Смещения атомов Pd из экваториальной плоскости лигандов N2O2 не превышают 0.04 Å. В целом молекулярная геометрия этих двух соединений близка к найденной нами ранее для “родительского” соединения транс-[(C4H9NO)2Pd(OOCCН3)2] ∙ 2Н2O (IX) [28] (табл. 2). Интересно отметить, что с ростом электроотрицательности заместителя R в ряду близкородственных комплексов IX → IIa → IV → VIIIa наблюдается тенденция к увеличению расстояний Pd ← N и уменьшению C–O(Pd), в то время как систематического изменения длин связей Pd–O не наблюдается. В молекулах IIa, VIIIa и IX атомы кислорода карбонильных групп расположены по разные стороны базовой плоскости лигандов N2O2 из-за наличия центра инверсии, в то время как во всех четырех молекулах в структуре IV эти атомы кислорода лежат по одну сторону от данной плоскости. Это может быть следствием отсутствия в IV сольватных молекул воды, что имеет место в IIa и VIIIa.

Рис. 1.

Молекулярное строение комплекса IIа.

Рис. 2.

Строение одной из четырех кристаллографически независимых молекул в соединении IV.

Рис. 3.

Молекулярное строение комплекса VIIIа.

Таблица 2.  

Избранные длины связей (Å) в структурах IIа, IV, VII, VIIIa

Cвязь IX (R = CH3) IIа (R = CH2Cl) IV (R = CHCl2) VIIIа (R = CF3) VII
Pd–N 2.047(4) 2.048(2) 2.047(3)–2.074(3) 2.057(3)  
Pd–O 2.017(3) 2.0303(16) 2.018(3)–2.027(2) 2.016(3) 1.989(3)– 2.009(3)
C–O 1.272(5) 1.267(3) 1.260(5)–1.283(4) 1.260(5) 1.263(5)–1.274(5)
C=O 1.238(6) 1.243(3) 1.215(4)–1.224(5) 1.220(5) 1.210(5)–1.223(5)

В структурах IIa и VIIIa все аминные атомы водорода морфолиновых лигандов вовлечены в водородные связи (ВС) с гидратными молекулами воды (рис. 4). В IV эти атомы водорода образуют BC как с атомами хлора ОH∙∙∙Cl (3.583–3.961Å), так и с атомами кислорода карбоксилатных лигандов соседних молекул OH∙∙∙O (2.834–2.919 Å). В результате в этих соединениях наблюдается образование сложных 3D-связанных сеток BC.

Рис. 4.

Водородосвязанные слои в кристаллах IIа (а) и VIIIа (б).

Как показали исследования, образование моноядерных карбоксилатных комплексов морфолиния (AmH)2[(Pd(RCOO)4] возможно только в реакциях с трихлоуксусной (рКа = 0.66) или трифторуксусной (рКа = 0.0) кислотами. В ИК-спектрах V и VII наблюдается по две полосы, отвечающих колебаниям νas(COO) при 1687 и 1645 и νs(COO) при 1335 и 1300 см–1 (Δ = 352 и 345 для V) и, соответственно, при 1691 и 1667 и 1411 см—1 (Δ = 280 и 256 для VII), а также две полосы, соответствующиx колебаниям νаs$\left( {{\text{NH}}_{{\text{2}}}^{ + }} \right)$-групп при 3149 и 3057 см–1 (для V); 3112 и 3035 см–1 (для VII). Появление двух полос колебаний карбоксилатных групп в спектрах V и VII свидетельствуют о неравноценности двух пар карбоксилатных групп в анионе [(Pd(RCOO)4]2–, поскольку только одна транс-расположенная пара может быть связана посредством ВС O∙∙∙НN с двумя катионами морфолиния. Полученные данные свидетельствуют об идентичности строения V и VII. Для подтверждения отнесения частот концевых карбоксилатных групп в V и VII синтезировали моноядерные аминатные комплексы VI и VIII, в ИК-спектрах которых наблюдается только по одной полосе колебаний νаs(СОО) и νs(СОО) соответственно, при 1672 и 1309 см–1 (для VI) и 1659 и 1431 см–1 (для VIII).

Исследование структуры первого комплекса палладия, содержащего тетраацидоанион [Pd(O2CCF3)4]2– (VII), показало, что палладий, являющийся центром аниона [Pd(O2CCF3)4]2– имеет почти правильную квадратную геометрию с цис-углами в пределах 88.3(1)°–91.6(1)° (рис. 5). Два атома кислорода карбонильных групп расположены по одну сторону базовой плоскости лигандов О4, два других – по другую. Только две карбоксилатные ветви аниона [Pd(O2CCF3)4]2– образуют BC с катионами морфолиния. Вероятно, следствием этого является возникновение в структуре VII двух пар связей Pd–O, C–O(Pd) и C=O в карбоксилатных лигандах, что подтверждает данные ИК-спектроскопии. При этом в VII связи Pd–O короче, а C–O(Pd) длиннее, чем в VIIIa (табл. 2). Морфолиниевые катионы в VII имеют геометрию кресла, оба их аминных атома водорода вовлечены в BC не только с карбонильными атомами кислорода анионов, но и с атомами кислорода соседних морфолиниевых катионов (рис. 6).

Рис. 5.

Строение аниона в структуре VII.

Рис. 6.

Водородосвязанные слои в кристалле VII.

Насколько нам известно, VII – первый пример соединения, в анионе которого атом Pd координирует четыре кислотных остатка монокарбоновой трифторуксусной кислоты.

Таким образом, данное исследование показало, что комплексы палладия с тетракарбоксилатными анионами (C4H9NO)2[Pd(OOCR)4] с морфолинием можно получить с галогенкарбоновыми кислотами RCOOH (R = CF3COO и CCl3COO), если значение ΔрКа будет больше 7.63. При меньшем значении ΔpKa, как это имеет место при взаимодействии с кислотами RCOOH (R = ClCH2COO и Cl2CHCOO), образуются биядерные комплексы [(C4H9NO)2Pd2(μ-OOCR)2(OOCR)2] с координированными палладием молекулами морфолина.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Rosenberg B. // Plat. Met. Rev. 1971. V. 15. № 2. P. 42.

  2. Lippert B. Cisplatin: Chemistry and Biochemistry of Leading Anticancer Drag. Weinheim: Wiley–VCH, 1995.

  3. Fulford A. // Plat. Met. Rev. 1966. V. 40. № 4. P. 161.

  4. Giachetti S., Perpoint B., Zidani R. et al. // J. Clin. Oncol. 2000. V. 18. P. 136.

  5. Weiss R.V., Poster D.S. // Cancer Treat. Rev. 1982. V. 9. P. 37.

  6. Groth S., Nielsen H., Sorensen J. et al. // Cancer Chemother. Pharm. 1986. V. 17. P. 191.

  7. Petrov V.I., Fisenko V.P., Arzamatsev E.V. et al. // Guide on Experimental (Pre-Clinical) Study of New Substances for Pharmacology. Moscow, 2000. P. 398.

  8. Brienza S., Vignoud J., Itznaki M. et al. // Proc. Am. Soc. Clin. Oncol. 1995. V. 14. P. 209.

  9. Dress M., Dengler W.M., Hendrics H.R. et al. // Eur. J. Cancer. A. 1995. V. 31. P. 356.

  10. Levi F., Perpoint B., Garuit C. et al. // Eur. J. Cancer. A. 1993. V. 29. P. 1608.

  11. Tusekbozic L., Furlani A., Scarcia V., Balzarini E. // J. Inorg. Biochem. 1998. V. 72. № 3–4. P. 201.

  12. Wimmer F.L., Wimmer S., Castan P., Cros S. et al. // Anticancer Res. 1989. V. 9. P. 791.

  13. Fiallo M.M., Garnier-Suillerot A. // Inorg. Chem. 1987. V. 137. P. 119.

  14. Quroga A.G., Perez J.M., Montero E.J. et al. // J. Inorg. Biochem. 1999. V. 75. № 4. P. 293.

  15. Иванова Н.А., Курбакова А.П., Ерофеев В.В. и др // Журн. неорган. химии. 1991. Т. 36. № 11. С. 2821.

  16. Bouquillon S., D’Hardemare A.M., Averbuch-Pouchot M.T. et al. // Acta Crystallogr. C. 1999. V. 55. P. 2028.

  17. Pointtillart F., Train C., Villain F. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. P. 1327.

  18. Ammar R.A.A. // Fluide Phase Equilibria. 2009. V. 285. P. 116.

  19. Plutin A.M., Mocelo R., Alvarez A. et al. // J. Inorg. Biochem. V. 2014. V. 134. P. 76.

  20. Barrac V., Roch F.V., Morel L. et al. // Inorg. Chem. Acta. 2016. 446. P. 54.

  21. Захарова И.А. (Ефименко) // Исследования по неорганической химии и химической технологии. М.: Наука, 1988. С. 171.

  22. Ефименко И.А., Шишилов О.Н. // Журн. неорган. химии. 2012. Т. 57. № 14. С. 1695.

  23. Ефименко И.А., Чураков А.В., Иванова Н.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 11. С. 1476.

  24. Грехова А.К., Горбачева Л.Б., Иванова Н.А., Ефименко И.А. // Журн. биомед. химии. 2013. Т. 59. № 1. С. 107.

  25. Efimenko I.A., Shishilov O.N., Ivanova N.A., Erofeeva O.S. // Precious Met. 2012. V. 33. P. 240.

  26. Cherkashina N.V., Kozitcyna N.Yu., Aleksandrova G.G. et al. // Mend. Commun. 2002. V. 12. № 2. P. 49.

  27. Ефименко И.А., Анкудинова П.В., Кузьмина Л.Г. и др. // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 7. С. 935.

  28. Шишилов О.Н., Стромнова Т.А., Чураков А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2006. Т. 51. № 4. С. 626.

  29. Sheldrick G.M. SADABS. Program for Scaling and Correction of Area Detector Data. Göttingen (Germany): Univ. of Göttingen, 1997.

  30. Sheldrick G.M. // Acta Crystallogr. A. 2008. V. 64. № 1. P. 112.31.

  31. Allen F.H. // Acta Crystallogr. B. 2002. V. 58. № 1. P. 380.

  32. Ефименко И.А. Подобедов Р.Е., Чураков А.В. и др. // Коорд. химия. 2011. Т. 37. № 8. С. 625 (Efimenko I.A., Podobedov R.T., Churakov A.V. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2011. V. 37 № 8. P. 625. https://doi.org/10.1134/ S1070328411080021).

  33. Pandey R.N., Henry P.M. // Canad. J. Chem. 1974. V. 52. P. 1241.

  34. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. М.: Высш. школа. 1955. 455 с.

  35. Накамото К. ИК спектры и спектры КР неорганических координационных соединений. М.: Мир. 1991. 411 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.