Спектроскопия ЭПР в исследовании координационных соединений

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) широко применяется для изучения комплексных соединений поскольку позволяет по числу линий в спектре, их интенсивности и положению делать выводы о составе внутренней координационной сферы, ее строении, характеристиках связи металл-лиганд. Применение метода ЭПР к исследованию равновесных процессов в растворе позволяет одновременно определять как характеристики комплексов, образующихся в растворе, так и характеристики процесса комплексообразования. Несмотря на то, что эти спектры менее разрешены, чем спектры замороженных растворов, число оптимизируемых параметров меньше за счет изотропии g-фактора и констант сверхтонкого и дополнительного сверхтонкого взаимодействий, что облегчает математическую обработку спектров.

Вместе с тем анализ спектров ЭПР жидкофазных систем имеет ряд трудностей, поскольку спектры комплексных соединений, образующихся в водных растворах и содержащих парамагнитные ионы и различные лиганды обычно сильно перекрываются друг с другом, так как параметры спектров (ширина и положение сигналов) не сильно чувствительны к изменению координационного окружения. Эффективным подходом, позволяющим преодолеть указанные трудности является методика, основанная на прямом сопоставлении экспериментального спектра с теоретическим. Для многокомпонентных систем спектр ЭПР обычно представляют как сумму спектров отдельных частиц с учетом их вклада, но этот метод применим только в том случае если в системе отсутствует обмен или обмен является медленным (в шкале времени ЭПР). Поскольку a priori кинетические характеристики процесса комплексообразования не всегда известны, имеет смысл использовать подход, учитывающий влияние обмена на форму линии спектра ЭПР. Одним из таких подходов является квантовомеханический метод спиновой матрицы плотности (СМП), адаптированный в наших работах к системам с наличием реакций комплексообразования. Применение формализма СМП позволяет наряду с определением термодинамических и структурных характеристик комплексных соединений исследовать кинетику процесса комплексообразования.

  1. В.Т. Панюшкин, В.Д. Буиклиский, С.Н. Болотин Применение метода матрицы спиновой плотности в спектроскопии ЯМР и ЭПР. Краснодар, 1999
  2. Панюшкин В.Т., Болотин С.Н., Ващук А.В. Применение формализма спиновой матрицы плотности к описанию формы линии спектра ЭПР при комплексообразовании в растворе. // Журн. структур. химии. 1997. N 2. C. 383.
  3. Болотин С.Н., Ващук А.В., Панюшкин В.Т. Исследование комплексообразования хлорида меди с a-аминокислотами в водном растворе по данным спектров ЭПР. // Журн. общ. химии. 1996. Т. 66. N 8. С. 1360.
  4. Болотин С.Н., Панюшкин В.Т. Исследование методом ЭПР комплексообразования меди (II) с аминокислотами при различных рН // Журн. общ. химии, 1998. Т. 68. N 6. С. 1034.
  5. Шеставин А.И., Болотин С.Н., Буков Н.Н., Панюшкин В.Т. Комплексообразование галактуроновой кислоты с ионами меди(II) и неодима(III) в водном растворе // Журн. общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 9. С. 1438-1441.
  6. Болотин С.Н., Стаценко О.В., Николаенко И.А., Крюкова Н.П., Панюшкин В.Т. Моделирование спектров ЭПР систем: парамагнитный ион – аминокислота, взаимодействующих при различных значениях рН // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2001. N 4. С. 152
  7. Крюкова Н.П., Болотин С.Н., Панюшкин В.Т. Исследование комплексообразования в системе медь(II)—L-гистидин—D-орнитин методом спектроскопии ЭПР // Известия АН. Серия химическая. 2003. N 5. С. 1060-1063.
  8. Abramenko V.A., Bolotin S.N., Nikolaenko I.A. Effect of pH on copper(II) chelate with L-histidine according to ESR spectra data // J. Mol. Liq. 2001. V. 91. N 1-3. P. 219-222.
  9. Shestavin A.I., Bolotin S.N., Volynkin V.А., Panyushkin V.T. ESR and NMR study of galacturonic and galactaric acids complex formation in solution // Journal of Molecular Liqids. 2003. V. 107. N 1-2. P. 69-75.
  10. Стаценко О.В., Болотин С.Н., Панюшкин В.Т. Комплексообразование меди(II) c L- и DL-треонином по данным спектроскопии ЭПР // Журнал общей химии. 2004. Т. 74. Вып. 8. С. 1388-1391.
  11. Болотин С.Н., Панюшкин В.Т., Николаенко И.А., Скляр А.А. Комплексообразование меди(II) с L-гистидином в водном растворе по данным спектров ЭПР // Журнал неорганической химии. 2004. Т. 49. N. 11. С. 1838-1842.

350040, Краснодар, ул. Ставропольская 149, Кубанский государственный университет, к. 136 tel. 8(861)2199574