Глава 1. Литературный обзор
1.1. Физико-химические свойства hedp
1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота (HEDP) обладает уникальными физико-химическими свойствами. Она водорастворима, химически устойчива при высоком значении рН, с трудом гидролизуется [2]. HEDP является четырехосновной кислотой и содержит наряду с кислотными центрами (P-OH) основный атом, в качестве которого выступает кислород от гидроксогруппы (C-OH) (рис. 1). 1-Гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота взаимодействует с кислотами, щелочами, а также окисляется хлором лучше, чем другие соли фосфорорганических кислот. Молекула HEDP содержит в своем составе семь электронодонорных атомов кислорода, которые могут образовывать координационные связи с ионами металлов даже в сильнокислой среде. Химический сдвиг HEDP 31Р составляет 19.8 м.д. относительно ортофосфорной кислоты, при этом наблюдается только один сигнал, что свидетельствует об эквивалентности ядер фосфора в молекуле [3].
HEDP – удивительно мощный хелатирующий агент в умеренно кислых растворах для ионов актинидов или лантанидов. Фосфоновые группы могут координироваться с ионами актинидов или лантаноидов без полного депротонирования. Поэтому НEDP нашла применение для усиления селективности разделения f - элементов от других ионов металлов. Она также имеет широкое применение в различных областях техники [2].
Также можно сделать вывод о металлохелатирующих функциях ионов HEDP, вследствие того, что комплекс HEDP Li-Al LDH поглощает ионы Nd3+ и Sr2+ из водных растворов [4].
В кристаллическом состояний изучен моногидрат HEDP ∙ H2O методами рентгеновской дифракции [5] и нейтронографии [6]. HEDP ∙ H2O относится к моноклинной пространственной группе симметрии. Примечательно, что в молекуле моногидрата HEDP водородная связь образуется между соседними молекулами лиганда и между молекулами лиганда и воды, однако водородных связей между молекулами воды не возникает [6]. Об обширных водородных связях свидетельствует и высокая температура дегидратации (выше 70°C), о чем свидетельствуют данные порошкового рентгеноструктурного анализа [7].
Рис.1. Структурная формула HEDP
Дифосфонаты стали широко распространены в их применении для лечения заболеваний, связанных с костями, и рака, так как они замедляют процесс разрушения костей остеокластами, препятствуя их апоптозу (апоптоз – форма клеточной смерти). В последние годы проявился интерес в применении дифосфонатов в качестве потенциальных радиофармацевтических препаратов для эффективного обезболивания метастатического рака кости [8]. 1-Гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота (HEDP), применяется в медицине в виде препаратов ксидифон и этидронат.
Благодаря полученным данным [9] по рН максимального накопления различных форм HEDP (табл. 1) сделан вывод о том, что диссоциация иона водорода энергетически благоприятнее в случае образования дианиона, чем при образовании моноаниона, что связано со стабилизацией димерных анионов межчастичными водородными связями. Об этом свидетельствует и анализ соответствующих ступенчатых констант диссоциации для моно- и дианионов.
Табл. 1. Кислотно-основные свойства и калиевые комплексы HEDP в водных растворах [9].
№ |
Равновесие |
n |
рНmax накопл. |
lgK, δ ≤ 0.12 |
1 |
|
1 |
2.3 |
-1.65 |
2 |
|
2 |
5.2 |
-4.67 |
3 |
|
3 |
9.2 |
-12.20 |
4 |
|
4 |
>12 |
-23.70 |
5 |
|
1 |
1.8 |
-2.90 |
6 |
|
1,5 |
2.6 |
-5.54 |
7 |
|
2 |
4.8 |
-9.23 |
8 |
|
2.5 |
6.8 |
-16.77 |
9 |
|
3 |
8.9 |
-24.79 |
10 |
|
3 |
8.9 |
-11.23 |
11 |
|
4 |
>11 |
-20.89 |
