电导研究氯化钙和氨苄青霉素配体之间的复杂地层水和甲醇溶剂在不同的温度下

文摘

金属阳离子之间的络合反应(Ca2 +)和配体(氨苄青霉素)研究了在水和纯甲醇溶剂为293.15,298.15,303.15和308.15 k通过电导法。因此,我们将对化学计量学研究溶剂性质的影响,各系统之间的选择性配体和离子的络合和热力学参数。画摩尔电导的关系和比例的金属配体的浓度,得到不同的直线表示的形成1:1,2:1 (M: L)和化学计量复合物。配合物的稳定常数通过拟合得到的摩尔电导率曲线使用一个计算机程序。本研究侧重于研究热力学络合配体之间的反应,氨苄青霉素,Ca2 +金属阳离子在水和纯甲醇溶剂。

关键字

络合,形成常数,吉布斯自由能,氨苄青霉素,自由焓和熵的络合。

介绍

互动参与的研究不同阳离子的络合配体的溶剂混合物对更好的理解机制很重要的生物运输、分子识别等分析应用程序。

最近,有很多研究复杂的形成。有许多物理化学技术,可用于研究这些络合反应,例如,分光光度法、极谱法、核磁共振光谱法、量热法、电位法和电导测定法(1]。然而所有这些技术,电导技术是研究配合物的络合的最有用的。这是因为电导技术高度敏感和便宜的,用一个简单的实验设计安排这样的调查(2]。因此,它比其他方法提供了更多的好处

过渡金属离子有很强的作用,无机化学和氧化还原酶系统,可以提供生物系统的基础模型活跃的网站(3]。β-lactam抗生素的化学感兴趣的是因为他们的多才多艺在医学和生物学中的应用。氨苄西林是青霉素β内酰胺抗生素用于治疗由敏感细菌引起的感染,通常革兰氏阳性微生物。(4]。氨苄西林和阿莫西林的药理学和临床效率广泛研究了许多工人(5]。

在本研究中,我们将讨论之间的络合反应,氨苄青霉素,作为配体与二价阳离子在水和甲醇在不同的温度下(293.15,298.15,303.15和308.15 k)。这项研究已经被应用在不同的温度下进行电导的方法。因此,我们将研究溶剂性质的化学计量的影响配合物配体和离子在不同的系统之间形成。

实验

材料和方法

纯度最高的可用性和使用的所有化学品都从默克公司购买。

配体

氨苄青霉素钠盐的分子结构:

电导滴定法

在一个典型的实验中,10米;氨苄青霉素的解决方案4 (1.0 x打败M)被放置在滴定细胞,恒温器在预设温度和溶液的电导测量达到热平衡后的解决方案。然后,一个已知数量的CaCl₂解决方案(1.0 x三米)逐步地增加了使用校准微量吸液管。溶液的电导测量每次添加后,直到所需的cation-to-ligand摩尔比。电导率值记录使用导电性桥汉娜,H1 8819 n细胞常数等于1。恒温器的热导计进行Kottermann 4130超恒温器类型。温度调整为293.15,298.15,303.15和308.15 K。

结果和讨论

摩尔电导(Λm)值计算使用方程(1):

K_年代和K_溶剂溶液的电导率和溶剂,分别;K_细胞是细胞常数C的摩尔浓度是CaCl吗₂解决方案。

通过摩尔电导的关系(/ \ m)和金属配体的摩尔比率[m] / [L]浓度不同的直线得到大幅减免指示的形成1:1和2:1 (m: L)化学复合物,无花果。(1- - - - - -4)。

是显而易见的从无花果。(1- - - - - -4),在所有情况下研究,除了CaCl₂解决配体(氨苄青霉素)解决方案导致的摩尔电导连续下降的解决方案,说明复杂的低流动性相比,阳离子溶剂化的。在所有情况下,摩尔conductance-mole比图的斜率变化急剧的配位阳离子摩尔比率表明化学复合物的形成,表明形成相对稳定的1:1和2:1 (M: L)配体之间的复杂和使用的阳离子的解决方案。

Ca的1:1绑定^{2 +}阳离子与氨苄青霉素配体可以表达的平衡:

和相应的形成常数(K_fCa)^{2 +}氨苄青霉素复合物通过方程计算的:

在[ML^{2 +}],[M^{2 +}]、[L]和f代表复杂的平衡摩尔浓度,阳离子自由,自由配体和物种的活度系数表示,分别。

稀释条件下使用,无电荷的配体的活度系数,可以合理地假设为统一(6,7]。电解质的使用Debey-Huckel限制的法律8)导致的结论是,&,Eq。2中的活度系数消掉了。

因此,复杂的形成常数的摩尔电导可以表示为(9- - - - - -11]:

在这里,ΛM CaCl的摩尔电导₂解决方案的配体之前,ΛML的摩尔电导复杂,Λobs溶液的摩尔电导滴定时,CL配体浓度分析,厘米^{2 +},分析CaCl浓度₂解决方案。复杂的形成常数,K_f复杂的摩尔电导、ΛML通过计算机拟合方程式。(3)和(4)的摩尔电导-摩尔比数据使用非线性最小平方(12]。

的稳定常数产生的1:1和2:1 (M: L)复合物从计算机拟合方程式确定。3和4摩尔conductance-mole比率数据。一个样本的电脑适合摩尔比数据所示无花果。(1- - - - - -4)和所有K_f值了表1。

每个化学计量的吉布斯自由能的形成复杂的计算:

计算ΔG_f值是在表(2)。

络合的焓变化(ΔH_f从情节的日志)计算K_f对1 / T(斜率= -ΔH / 2.303 R) (无花果。5)使用范霍夫eqn。6: -

其中R是气体常数和T是绝对温度。

熵变ΔS是复合物calculatd [13- - - - - -85年)通过使用Gibbs-Helmholtz方程(6)

的计算值(ΔH_f)和(ΔS_f)CaCl₂氨苄青霉素化学计量提出了配合物表(3)

为了获得更好的理解热力学的络合反应,它是有用的考虑向左反应,这些反应熵的贡献。络合反应的焓和熵确定通过测量形成常数作为温度的函数。焓变和熵的络合反应表明,在大多数情况下,反应的控制虽然在所有情况下,一个负值ΔH向左反应变化也是比较获得_f络合的值(表3)清楚地表明,有机配体的位阻的重要因素的络合反应焓的变化过程。另一方面,在大多数情况下,熵的变化在络合反应是相当有利的。熵的变化在复杂的形成实际上是受多种因素影响,包括改变反应物的灵活性的络合反应和溶解的程度之间的差异——反溶剂非复杂的和复杂的物种。配体的络合反应的Ca^{2 +}大积极ΔS阳离子_f获得了。这一观点似乎是由于强烈的配体通过溶剂溶解都甲醇(13- - - - - -32];在复杂的过程中与配体形成,这些溶剂分子中解放出来,使良好的熵的变化。有趣的是要注意,ΔS之间的比较_f,ΔH_f和ΔG_f值报告表2&3显示,通常ΔH下降_f价值是伴随着ΔS的增加_f在这样一种方式ΔG自由能变化_f仍将或多或少不变。等焓熵补偿效应观察早些时候的络合配体的反应与客人阳离子和无机物种(33- - - - - -85年]。

自一个离子电导主要取决于其流动性,很合理的治疗过程发生变化的温度根据方程(8):

一个频率因子,R是气体常数和Ea的阿伦尼乌斯活化能转移过程。因此,情节的日志(Λo)和1 / T, Ea值可以评估(50- - - - - -85年)所示无花果(5&6)(1:1)M L CaCl化学复合物₂在水和甲醇和氨苄青霉素,给高活化能值由于溶解行为。

结论

本研究侧重于研究热力学络合配体之间的反应,氨苄青霉素,Ca^{2 +}金属阳离子。复杂地层的稳定常数之间的配体和金属阳离子通过应用电导方法,研究了在不同的温度下。根据结果,Ca的络合反应的稳定常数^{2 +}氨苄青霉素显示了随着温度降低。

在这个热力学研究,ΔG负号_f表明,配体能够形成稳定的复合物和自发过程将继续,而熵的积极的迹象表明,ΔS_f络合反应的驱动力在这个复杂的形成。这些事实意味着ΔG_f总是消极和ΔS_f总是正的。

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