Нитридные комплексы расширяют понимание координационной химии технеция
Сотрудники лабораторий химии технеция и анализа радиоактивных материалов Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук вместе с коллегами из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова синтезировали четыре новые нитридные комплексные соединения технеция и провели их всесторонний анализ.
Нитридное ядро (Tc≡N, атомы технеция и азота, объединённые тремя ковалентными связями) — важный структурный фрагмент в химии технеция, входящий в состав ряда перспективных радиофармпрепаратов. В качестве лигандов были выбраны N-гетероциклические соединения: пиридазин (Prd), пиразин (Pyr) и бензотиазол (Bta), которые часто используются как в медицинской химии, так и при переработке ядерных отходов. Проведённое исследование существенно расширяет понимание координационной химии технеция.
Исходным материалом для синтеза был пертехнетат, в котором технеций имеет степень окисления +7. Восстановление технеция проходило через образование промежуточных соединений, с технецием в степени окисления +6.
«Структуры четырех синтезированных соединений сильно отличаются, — рассказал один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории анализа радиоактивных материалов Антон Новиков. — Изомерия гетероцикла во много определяет строение комплексного соединения».
Структурные формулы нитридов технеция
При синтезе комплексного соединения с лигандом — пиразином, — было получено два структурно близких продукта, но с разной степенью окисления металлоцентра (+5 и +6).
Уникальным является комплексное соединение с лигандом-бензотиазолом. «Подобных соединений ранее синтезировано не было, — отметил Антон Новиков. — В его структуре два атома технеция связаны азотным мостиком. Это значит, что один и тот же атом азота связан с одним атомом технеция тремя ковалентными связями, а с другим — координационной связью. При этом все связи достаточно короткие».
Синтезировать кристаллический продукт с пиримидином (Pyrm) в аналогичных условиях не удалось.
Cравнение новых синтезированных нитридных комплексов с ранее описанными оксокомплексами аналогичного строения (с ядром Tc=O) показало, что нитридные соединения более поляризуемы и более реакционно активны, чем оксокомплексы. Нитридные комплексы менее термостабильны. Анализ методом Хиршфельда показал, что основной вклад в упаковку кристаллов вносят водородные связи и контакты типа H···H.
Полученные результаты имеют большое практическое значение. Изотоп Tc-99m (медицинский технеций) чаще других радиоактивных элементов используется для радиодиагностики. Чтобы радиоактивная метка — технеций попал в нужный орган (например, в сердце или мозг), его нужно «упаковать» в специальную молекулу-носитель. От её свойств, например, водорастворимости или жирорастворимости будет зависеть, сможет технеций путешествовать с током крови или проникать через клеточную стенку. Понимание химического поведения технеция: структур его соединений, распределения в них электронной плотности и типов химических связей, а также механизмов олигомеризации и роли нековалентных взаимодействий — во взаимодействии с различными лигандами необходимо для эффективного и безопасного применения существующих радиофармпрепаратов и разработки новых.
Выявленные различия в стабильности и условиях формирования комплексов технеция также важны для совершенствования технологий переработки ядерных материалов.
Текст: Ольга Макарова / ИФХЭ РАН.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.
