СОЛЬВАТАЦИЯ 1-МЕТИЛ-2-МЕРКАПТОИМИДАЗОЛА И ЕЕ СОЛЬВАТАЦИОННЫЙ ВКЛАД В КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ С ИОНОМ СЕРЕБРА (I) В ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ
Аннотация
Влияние растворителей на сольватацию биолигандов, содержащих N- и S-донорные атомы, представляет исключительный интерес для фармацевтики и медицины. Изучение термодинамики реакций сольватации и комплексообразования этих молекул актуально. В данной работе методом изотермической калориметрии при T=298,15 К были определены тепловые эффекты растворения 1-метил-2-меркаптоимидазола (1M2MИ) в воде и водно-этанольных растворителях переменного состава с содержанием 0,2, 0,4, 0,6 и 0,9 мольных долей этанола. Из термохимических данных были рассчитаны стандартные значения энтальпий растворения 1М2МИ в воде и в водном растворе этанола и энтальпии переноса 1М2МИ из воды в водно-этанольные растворители. Методом бомбовой калориметрии были определены теплоты сгорания 1М2МИ и рассчитана энтальпия образования 1М2МИ. Полученные энтальпийные характеристики 1M2MИ представляют научный интерес как индивидуальные термодинамические параметры 1M2MИ, а также важны для анализа влияния энтальпии растворения реагентов на изменение энтальпий реакций комплексообразования с участием 1M2MI. В качестве примера был проведен анализ соотношений энтальпийных характеристик реагентов и их влияния на энтальпию реакции образования его комплекса с серебром (I) [Ag 1M2MИ]+. Результаты исследования показывают, что соотношение энтальпийных сольватационных вкладов 1M2MI и Ag+ в изменение энтальпии комплексообразования [Ag 1M2MИ]+ отличается от соотношений их сольватационных вкладов в изменение энергии Гиббса комплексообразования. Изменения энтальпии переноса 1M2MI незначительны по сравнению с изменением энтальпии переноса иона серебра (I) и, вероятно, не оказывают существенного влияния на изменение энтальпии реакции при переносе из воды в водно-этанольные растворители.
Для цитирования:
Усачева Т.Р., Крутова О.Н., Куранова Н.Н., Батов Д.В., Сучкова К.Е., Сергеева В.С., Числов М.В., Сафармамадзода С.М. Сольватация 1-метил-2-меркаптоимидазола и ее сольватационный вклад в комплексообразование с ионом серебра (I) в водно-этанольных растворителях. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 8. С. 66-76. DOI: 10.6060/ivkkt.20266908.6944.
Литература
Krestov G.A. Thermodynamics of solvation: solution and dissolution, ions and solvents, structure and energetics. New York, U.S.A.: Ellis Horwood. 1991. 284 p.
Usacheva T.R., Gamov G.A., Kuranova N.N., Zavalishin M.N., Kabirov D.N., Alister D.A., Grazhdan K.V., Gushchina A.S., Isaeva V.A., Kashina O.V., Kuzmina I.A., Tukumova N.V., Sharnin V.A. Thermodynamics of intermolecular interaction reactions of biomolecules in water and water-organic solvents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 59-75 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6842j.
Kuz’mina I.A., Kovanova M.A. The effect of reagents solvation on change in the stability of coordination compounds of silver(I) ion with pyridine in mixed methanol–acetonitrile solvents. J. Mol. Liq. 2022. V. 349. P. 118112. DOI: 10.1016/j.molliq.2021.118112.
Kuranova N.N., Sharnin V.A. Calorimetric study of the thermodynamics of iron (III) complexation with nicotinic acid in aqueous ethanol. J. Thermal Anal. Calorim. 2022. V. 147. N 9. P. 5519-5524. DOI: 10.1007/s10973- 022-11300-z.
Kuz'mina I.A., Kovanova M.A., Udalova A.S. Solvation of dibenzo-18-crown-6 ether in water-aprotic solvents. J. Mol. Liq. 2022. V. 367. P. 120393. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.120393.
Thi Dieu Thuan Tran, Dinh Phien Tran, Tukumova N.V., Usacheva T.R. Stability of cobalt and nickel complexes of succinic and maleic ions studied by potentiometric titration, UV-Vis spectrophotometry and quantum chemical cal-culations. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 4. P. 6-16. DOI: 10.6060/ivkkt.20246704.6955.
Kuranova N.N., Usacheva T.R., Gushchina A.S., Kryukova O.V., Belova N.V., Pham Thi Lan. Thermodynamic and structural parameters of protolytic equilibria of 1-aza-18-crown-6 in water-ethanol and water-dimethylsulfoxide sol-vents. Ros. Khim. Zh. 2025. V. 69. N 4. P. 107-114 (in Rus-sian). DOI: 10.6060/rcj.2025694.17.
Usacheva T.R., Saturina E.V., Kuranova N.N., Kushnir R.A. Thermodynamics of β-alanine complexation with 18-crown-6 in water and in waterethanol solvents. Ros. Khim. Zh. 2025. V. 69. N 4. P. 99-106 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2025694.16.
Soni J., Sethiya A., Sahiba N., Agarwal D.K., Agarwal Sh. Contemporary progress in the synthetic strategies of imidazole and its biological activities. Curr. Org. Synth. 2019. V. 16. N 8. P. 1078-1104. DOI: 10.2174/1570179416666191007092548.
Dokla E.M.E. Abutaleb N.S., Milik S.N., Li D., El-Baz K., Shalaby M.-A.W., Al-Karaki R., Nasr M., Klein K.D., Abouzid K.A.M., Seleem M.N. Development of ben-zimidazole-based derivatives as antimicrobial agents and their synergistic effect with colistin against gram-negative bacteria. Eur. J. Med. Chem. 2020. V. 186. P. 111850. DOI: 10.1016/j.ejmech.2019.111850.
Pathare B., Bansode T. Review - Biological active benzimidazole derivatives. Res. Chem. 2021. V. 3. P. 100200. DOI: 10.1016/j.rechem.2021.100200.
Gujjarappa R., Kabi A.K., Sravani S., Garg A., Vodnala N., Tyagi U., Kaldhi D., Velayutham R., Singh V., Gup-ta S., Malakar C.C. Overview on biological activities of imidazole derivatives. In: Nanostructured Biomaterials: Basic Structures and Applications. Ed. by B.P. Swain. Singapore: Springer Singapore. 2022. P. 135-227. DOI: 10.1007/978-981-16-8399-2_6.
Kekeçmuhammed H., Tapera M., Aydoğdu E., Sarıpınar E., Karatas E.A., Uc E.M., Akyuz M., Tüzün B., Gulcin İ., Bora R.E., İlhan İ.Ö. Synthesis, biological activity evaluation and molecular docking of imidazole derivatives possessing hydrazone moiety. Chem. Biodivers. 2023. V. 20. N 6. P. e202200886. DOI: 10.1002/cbdv.202200886.
Paul P.A., Singh P., Kuznetsov M.L., Karmakar A., Guedes da Silva M.F.C., Koch B., Pombeiro A.J.L. Influ-ence of anchoring moieties on new benzimidazole-based Schiff base copper(II) complexes towards estrogen dependent breast cancer cells. Dalton Trans. 2021. V. 50. N 10. P. 3701-3716. DOI: 10.1039/d0dt03873c.
Ratanlal M., Mohankrishnan D., Jayaram V., Sahal D., Sharma G.V.M. SAR guided synthesis of potent, selective and artemisinin synergistic new imidazole derivatives with promising in vitro antiplasmodial and in vivo antimalarial activities. Chem. Select. 2024. V. 9. N 3. P. e202302636. DOI: 10.1002/slct.202302636.
Siwach A., Verma P.K. Synthesis and therapeutic potential of imidazole containing compounds. BMC Chemistry. 2021. V. 15. P. 12. DOI: 10.1186/s13065-020-00730-1.
McGinley J., McCann M., Ni K., Tallon T., Kavanagh K., Devereux M., Ma X., McKee V. Imidazole Schiff base ligands: Synthesis, coordination complexes and biological activities. Polyhedron. 2013. V. 55. P. 169-178. DOI: 10.1016/j.poly.2013.03.023.
Olczak A., Pawlak T., Kałużyńska S., Gobis K., Korona-Głowniak I., Suśniak K., Zaborowski M., Szczesio M. Structure and microbiological activity of 1H-benzo[d]imidazole derivatives. Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. N 4. P. 3319. DOI: 10.3390/ijms24043319.
Brel A.K., Lisina S.V., Popov S.S., Budaeva Yu.N. Amidation of hydroxybenzoic acids with imidazole. Russ. J. Gen. Chem. 2016. V. 86. N 3. P. 742-744. DOI: 10.1134/S1070363216030403.
Huang D., Qiu F., Zhang Zh., Shi L., Cao Ch., Ke Sh. Synthesis and antifungal activity of substituted 2‐aryl benzimidazoles derivatives. J. Heterocyclic Chem. 2019. V. 56. N 9. P. 2494-2498. DOI: 10.1002/jhet.3639.
Huang Sh., Ma Ch., Li Ch., Min Ch., Du P., Xia Yi, Yang Ch., Huang Q. Facile synthesis, characterization of poly-2-mercapto-1,3,4-thiadiazole nanoparticles for rapid removal of mercury and silver ions from aqueous solutions. Polymers. 2018 V. 10. Is. 2. P. 150. DOI: 10.3390/polym10020150.
Chernov’yants M.S., Khokhlov E.V., Lykova E.O., Dolinkin A.O. Electrophoretic determination of 1-methyl-2-mercaptoimidazole in the pharmaceutical preparation mercazolyl. J. Anal. Chem. 2007. V. 62. N 3. P. 263–265. DOI: 10.1134/s1061934807030124.
Ovsepyan T.R., Dilanyan E.R., Yengoyan A.P. Synthesis of substituted 1,2,4-triazoles and 1,3,4-thiadiazoles. Chem. Heterocycl. Com. 2004. N 9. P. 1377-1381. DOI: 10.1023/B:COHC.0000048294.27172.a3.
Umarov B.B., Ishankhodzhaeva M.M., Khusenov K.S., Parpiev N.A., Talipov S.A., Ibragimov B.T. ChemInform Abstract: Synthesis and Study of Crystal Structure of the Product of Combined Condensation of 2-Amino-5-ethyl-1,3,4-thiadiazole with Salicylic Aldehyde and Acetylacetone. ChemInform. 2000. V. 31. P. 17. DOI: 10.1002/chin.200017133.
Širůčková V., Lubal P., Hamacek J., Kapička L., Elding L.-I. Thermodynamic and kinetic study of palladium(II) complexation with 1-methyl-2-mercaptoimidazole (methimazole) and their importance for structural design of metal-lodrugs. J. Inorg. Biochem. 2025. V. 262. P. 112722. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2024.112722.
Jalilehvand F., Brunskill V., Tran Si Bui Trung, Lo-petegui-Gonzalez I., Shemanko C.S., Gelfand B.S., Jian-Bin Lin. Rhenium(I)-tricarbonyl complexes with methimazole and its selenium analogue: Syntheses, characterization and cell toxicity. J. Inorg. Biochem. 2023. V. 240. P. 112092. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2022.112092.
Lutkin A.I., Chernikov V.V., Krutova O.N., Skvortsov I.A. Standard enthalpies of formation of L-lysine and the products of its dissociation in aqueous solutions. J. Therm. Anal. Calorim. 2017. V. 130. N 1. Р. 457–460. DOI: 10.1007/s10973-017-6134-6.
Kilday M.V. The Enthalpy of Solution of SRM 1655 (KCl) in H2O. J. Res. Nat. Bur. Stand. 1980. V. 85. N 6. Р. 467-482. DOI: 10.6028/jres.085.027.
Usacheva T.R., Isakova O.A., Sharnin V.A., Shormanov V.A. Enthalpies of dissolution of 2,2'-dipyridyl in waterethanol solvents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 1994. V. 37. N 2. P. 116-118 (in Russian).
Arnett E.M., Bentrude W.G., Burk J.J., MccDuggleby P. Solvent effects in organic chemistry. V. Molecules ions, and transition states in aqueous – ethanol. J. Amer. Chem. Soc. 1965. V. 87. N 7. P. 1541-1552.
Sodatdinova A.S, Usacheva T.R., Safarmamadzoda S.M. Complexation of silver (I) with 1-methyl-2-mercaptoimidazole in a water-ethanol solvent. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 8. P. 22-31 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6645.
Krutov P.D., Maizlish V.E., Krutova O.N., Usacheva T.R., Bazanov M.I., Chislov M. V., Kiptikova E.E. Thermochemistry of the dissolution of tetra-4-carboxyphthalocyanine hydroxyaluminum in aqueous solutions of KOH at 298.15 K. Russ. J. Phys. Chem. A. 2025. V. 99. Р. 19–23. DOI: 10.1134/S0036024424702479.
Casas J.S., Martinez E.G., Sanchez A., Gonzalez A.S., Sordo J., Casellato U., Graziani R. Complexes of Ag(I) with 1-methyl-2(3H)-imidazolinethione. The crystal structure of tris[1-methyl-2(3H)-imidazolinethione]-silver(I) nitrate. Inorg. Chim. Acta. 1996. V. 241. P. 117–123.
Kalidas C., Hefter G., Marcus Y. Gibbs energies of transfer of cations from water to mixed aqueous organic solvents. Chem. Rev. 2000. V. 100. N 3. P. 819-852.
Usacheva T.R., Ledenkov S.F., Sharnin V.A. Complex formation of Ag+ with polyether 18-crown-6. J. Therm. Anal. Calorim. 2002. V. 70. P. 379-385.
