Ученые лабораторий химии технеция и анализа радиоактивных материалов ИФХЭ РАН с коллегами из МГУ синтезировали четыре новые нитридные комплексные соединения технеция и провели их всесторонний анализ. Нитридное ядро (Tc≡N, атомы технеция и азота, объединенные 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. Проведенное 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».
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 ее 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.
Материал подготовлен: Ольга Макарова/пресс-служба ИФХЭ РАН
Источник: Минобрнауки России
