Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В ИФХЭ РАН открыли новый подтип нековалентного взаимодействия для соединений технеция и рения
В лаборатории химии технеция ИФХЭ РАН и лаборатории анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН синтезировали и изучили перренат и пертехнетат гистидиния — соединения тетраоксидоаниона рения или технеция с гистидиновой аминокислотой. Для технеция это второе известное соединение с такой аминокислотой. Выяснилось, что в обоих случаях образовывается трехзарядный молекулярный ион. Для соединения рения обнаружен новый подтип анион-анионного взаимодействия между карбоксилатной группой гистидиния и атомом рения в составе перренат-аниона.
Результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале королевского химического общества CrystEngComm. Рентгеноструктурный анализ синтезированных соединений продемонстрировал сложную систему водородных связей, которые могут поддерживать стабильность молекул. В экспериментах с рением и технецием использовался один и тот же изомер гистидина, присутствующий в человеческом организме. Однако полученные структуры для рения и технеция различаются не только количеством независимых фрагментов, но и взаимодействиями в них.
Если в пертехнетате образуется больше водородных связей типа N–H···O, то в перренате наблюдается большее разнообразие нековалентных взаимодействий (взаимодействие пары «углерод-водород» с электронным облаком ароматического кольца, анион-анионные взаимодействия). В перренате гистидиния обнаружен новый тип анионного взаимодействия C–O···Re. Атом кислорода из карбоксилатной группы взаимодействует с атомом рения. Расстояние между ними составляет 2,97 Å. Это что достаточно мало; обычно расстояние между атомами при таких взаимодействиях составляют не менее 3,10 Å.
«В этой работе мы впервые описали анион-анионное взаимодействие атома рения с атомом кислорода из карбоксилатной группы, — отметил один из авторов работы, младший научный сотрудник лаборатории анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН Антон Новиков. – Оно может представлять интерес для изучения процессов самоорганизации структур и процессов самосборки. Подобное взаимодействие было найдено в некоторых соединениях марганца и рения, но не обнаружено для технеция. Возможно, все еще впереди, потому что для технеция синтезировано и описано не многим более 1000 структур, в то время как для марганца и рения их более на порядки больше. Но может быть, для технеция такие взаимодействия не свойственны. Для выяснения природы этого факта требуются дальнейшие исследования».
Молекула гистидина обычно существует в цвиттер-ионой форме. Это значит, что в целом она является электронейтральной, но в ее структуре присутствуют функциональные группы, несущие как отрицательный, так и положительный заряды. В ходе изучаемых реакций к имидазольному кольцу гистидина присоединился протон, и гистидин стал положительно заряженным ионом — катионом гистидиния с пространственно-разделенными зарядами: два положительных заряда на амино-группах и один отрицательный на карбоксилатной.
«Для электронейтральной молекулы с тремя заряженными участками мы предложили название «дриттер-ион», от немецкого слова drei – три, — пояснил Антон Новиков, — так же, как молекула с двумя заряженными участками называется цвиттер — ион, от слова zwei – два». Анализ нековалентных взаимодействий в перренатах, пертехнетатах и их аналогах с гистидинием, проведенный методом поверхности Хиршфельда показал, что наиболее важный вклад в организацию упаковки (связывание молекул в структуру) вносит взаимодействие O···H/H···O для катионов и анионов, то есть водородные связи.
Принято считать, что рений и технеций имеют похожие химические свойства, геометрия перренатов и пертехнетатов одинаковая, и свойства радиоактивного технеция можно изучать, экстраполируя результаты экспериментов с не требующим специальных условий рением. Ряд научных работ, однако, свидетельствуют, что эти два элемента из 7 группы побочной подгруппы таблицы Менделеева все-таки ведут себя по-разному. Данная работа показывает, что соединения технеция и рения с гистидинием неизоструктурны, что еще раз подчеркивает значение слабых нековалентных связей и важность изучения соединений технеция на ряду с соединениями рения.
«Кристаллизация перрената и пертехнетата с одним и тем же катионом в разных пространственных группах, по нашим наблюдениям, связана не с кислотностью раствора (соединения получали из кислот и солей соответствующих металлов), а с большей диффузионной способностью 5-d орбитали рения по сравнению с 4-d-орбиталью технеция. Все дело в распределении электронной плотности в молекуле.
Как обнаружено в нашей работе, в соединении рения образовались дополнительные слабые карбоксилат-перренатные связи, которые вызвали изменение пространственной группы. На атоме рения образуется частично положительный заряд или, как это принято говорить, σ-дырка, в то время как к нему ориентируется избыточная электронная плотность атома кислорода. — объяснил Антон Новиков. — Этот результат указывает на важность образования слабых связей для структуры образующихся соединений, даже с идентичной брутто-формулой, и открывает возможность разделения близких элементов (таких как Tc и Re)».
Для развития современной химии большое значение имеют особые физические и химические свойства молекул, такие как люминесценция, растворимость в различных растворителях, температура и тип фазового перехода. Эти свойства соединений определяются водородными и слабыми нековалентными меж- и внутримолекулярными взаимодействиями.
Анализ нековалентных взаимодействий в соединениях металлов и биоорганических молекулах позволяет получить новую информацию о процессах молекулярного распознавания, рецепторно-информационных цепях, влиянии кофакторов и помогает интерпретировать процессы межмолекулярного переноса энергии. Слабые нековалентные взаимодействия имеют большое значение в биологии; они вовлечены в механизм связывания активного центра с субстратом и регуляции сродства к кислороду. Они влияют на трехмерную форму ДНК.
Соли тетраоксидоанионов элементов седьмой группы побочной подруппы – перренаты и пертехнетаты – одни из наиболее интересных классов соединений, представляющих широкие возможности для анализа нековалентных взаимодействий. В таких соединениях на один атом металла приходятся четыре атома кислорода, расположенные в вершинах тетраэдра. Одиночный отрицательный заряд формально распределяется между ними поровну. Таким образом образуются слабые, но многочисленные водородные связи. Перренаты и пертехнетаты используются в ядерной медицине, как для диагностики, так и для лечения онкологических заболеваний.
Гистидин – одна из незаменимых аминокислот, которая участвует в клеточном метаболизме и входит в состав активных центров множества ферментов. В организме из гистидина образуется гистамин. Гистидин входит в состав гемоглобина. Он необходим для синтеза в организме карнозина и ансерина – веществ, способствующих восстановлению мышц. Гистидин входит в состав некоторых витаминных комплексов и медицинских препаратов. В случае эффективного связывания гистидина с отрицательными анионами ReO4– или TcO4–, такие соединения могут быть перспективными поставщиками рения и технеция в клетки органов и тканей. Исследование новых соединений гистидина имеет большое значение для токсикологии и фармацевтики. Исследование поддержано РНФ.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи получили прямые доказательства поедания косатками представителей собственного вида. Оторванные спинные плавники со следами больших зубов указали на охоту плотоядных китообразных на слабую соседнюю популяцию. Угроза смертельных нападений заставила рыбоядные группы косаток создавать неразлучные семейные кланы.
Исследователи смоделировали последствия распыления в марсианской атмосфере аэрозолей для создания искусственного парникового эффекта. Выяснилось, что это может привести к парадоксальному результату: вместо ожидаемого более комфортного климата будущая колония на «нагретой» Красной планете окажется посреди такого же лютого холода и притом окружена обезвоженным грунтом.
За право называть себя родиной легендарных скрипок Страдивари долгие годы спорили несколько европейских стран. Исследователи из Швейцарии, Франции, Словении заявляли, что именно их леса послужили материалом для инструментов с неповторимым звучанием. Теперь история получила новый поворот. Международная команда изучила годичные кольца почти на 300 скрипках итальянского мастера и выяснила, в каком конкретно места Страдивари брал материал для своих лучших творений.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно