УДК 547.556.3+547.826.1+681.7.064.844
DOI: https://doi.org/10.52540/2074-9457.2026.2.74
Скачать статью
Е. А. Дикусар1, Л. Н. Филиппович1,3, Т. П. Ахламенок1, Н. В. Богданова2,
Е. Н. Маргун1, Н. А. Жуковская1, С. Г. Стёпин4, А. Л. Пушкарчук1,
Д. В. Ермак5, С. А. Кутень5
СИНТЕЗ ХЕЛАТИРОВАННЫХ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ СЕМЕЙСТВА ЛАНТАНОИДОВ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ И ИХ АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ
1 Институт физико-органической химии НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
2Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета, г. Минск, Республика Беларусь
3Институт химии новых материалов НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
4Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, г. Витебск, Республика Беларусь
5Институт ядерных проблем БГУ, г. Минск, Республика Беларусь
В статье представлены результаты синтеза хелатированных лантановых, цериевых, празеодимовых, неодимовых, самариевых, тербиевых, диспрозиовых, гольмиевых, эрбиевых и лютециевых солей хинальдиновой (2-хинолинкарбоновой), 2-фенилхинолин-4-карбоновой, 4-(гексагидробензо[a]акридин-12-ил)бензойных и эпоксиизоиндол-7-карбоновых кислот. Состав и строение полученных соединений установлены на основании данных элементного анализа, ИК-спектроскопии и гравиметрии. Синтезированные соединения представляют собой устойчивые, негигроскопичные тугоплавкие вещества, плохо растворимые в воде и спиртах, при нагревании растворимые в диметилсульфоксиде. Ряд исследованных солей лантана, ниобия, европия и лютеция проявили высокую антимикробную активность против штаммов Staphylococcus aureus и Escheriсhia coli. Проведено квантово-химическое моделирование пространственной и электронной структуры хелатированных солей металлов семейства лантаноидов азотсодержащих гетероциклических карбоновых кислот методом HF-3c с использованием программного пакета ORCA 6.01. Методом анализа расчетных дескрипторов исследованных молекул, а именно: разности энергий граничных орбиталей, дипольных моментов, а также отношения этих величин (I = ∆F / D), разработан удобный способ предварительной оценки наиболее и наименее активных соединений, что позволяет оптимизировать процесс поиска новых биологически активных веществ.
Ключевые слова: хинальдиновая кислота, 2-фенилхинолин-4-карбоновая кислота, 4-(гексагидробензо[a]акридин-12-ил)бензойные кислоты, эпоксиизоиндол-7-карбоновые кислоты, соли лантана, церия, празеодима, неодима, самария, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, лютеция, инфракрасные спектры, антимикробная активность, диффузия в агар, квантово-химическое моделирование.
SUMMARY
E. A. Dikusar, L. N. Filippovich, T. P. Akhlamionok, N. V. Bogdanova, E. N. Margun, N. A. Zhukovskaya, S.G. Stepin, A. L. Pushkarchuk, D. V. Ermak, S. A. Kuten
SYNTHESIS OF CHELATED SALTS OF LANTHANIDE FAMILY METALS AND NITROGEN-CONTAINING HETEROCYCLIC CARBOXYLIC ACIDS AND THEIR ANTIMICROBIAL ACTIVITY
The article presents the results of chelated lanthanide, cerium, praseodymium, neody-mium, samarium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, and lutetium salts synthesis of quinaldine (2-quinolinecarboxylic), 2-phenylquinoline-4-carboxylic, 4-(hexahydrobenzo[a]acridin-12-yl)benzoic, and epoxyisoindole-7-carboxylic acids. The composition and structure of the obtained compounds were established based on data from elemental analysis, IR spectroscopy and gravimetry. The synthesized compounds are stable, non-hygroscopic refractory substances that are poorly soluble in water and alcohols, but are soluble in dimethyl sulfoxide when heated. A number of lanthanum, niobium, europium, and lutetium salts showed high antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli strains. A quantum-chemical simulation of the spatial and electronic structure of chelated salts of lanthanide family of nitrogen-containing heterocyclic carboxylic acids was performed using the HF-3c method and the ORCA 6.01 software package. By analyzing the calculated descriptors of the studied molecules, and in particular, the energy difference of the boundary orbitals, dipole moments, and the ratio of these values (I = ∆F/D), a convenient method for pre-evaluating the most and least active compounds, which helps optimize the search for new biologically active substances was developed.
Keywords: quinaldic acid, 2-phenylquinoline-4-carboxylic acid, 4-(hexahydrobenzo[a]acridine-12-yl)benzoic acids, epoxyisoindole-7-carboxylic acids, salts of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, lutetium, infrared spectra, antimicrobial activity, agar diffusion, and quantum chemical modeling.
ЛИТЕРАТУРА
1. Синтез хелатированных медных и цинковых солей азотсодержащих гетероциклических карбоновых кислот и их антимикробная активность / Е. А. Дикусар, Л. Н. Филиппович, Т. П. Ахламенок [и др.] // Вестник фармации. – 2025. – № 3. – С. 51−57. – DOI: 10.52540/2074-9457.2025.3.51.
2. Шубина, А. А. Синтез и оценка биологической активности моногоядерных комплексов лантана и церия с нестероидными противовоспалительными препаратами / А. А. Шубина, Т. Н. Орлова, В. Ю. Орлов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2025. – Т. 68, № 12. – С. 96–103. – DOI: 10.6060/ivkkt.20256812.7230.
3. Ершик, В. М. Противовоспалительная активность соединений лантана / В. М. Ершик, В. В. Голубцов, В. И. Фадеев // Вестник фармации. – 2012. – № 1. – С. 54–59. – URL: https://elib.vsmu.by/handle/123/5378 (дата обращения:19.05.2026 )
4. Synthesis, Crystal Structure. Interaction with BSA and Antibacterial Activity of La(III) and Sm(III) Complexes with Enrofloxacin / Y. J. Wang, R. D. Hu, D. H. Jiang [et al.] // Journal of fluorescence. – 2011. – Vol. 21, N 2. – P. 813–823. – DOI: 10.1007/s10895-010-0775-1.
5. Комплекс лантана с неридроновой кислотой: синтез и свойства / А. В. Галанцев, Д. В. Дробот, П. В. Дороватовский, В. Н. Хрусталев // Тонкие химические технологии. – 2019. – Т. 14, № 2. – С. 70–77. – DOI: 10.32362/2410-6593-2019-14-2-70-77.
6. Шубина, А. А. Комплексные соединения лантана с противораковыми лекарственными препаратами: особенности синтеза и изменение биологической активности / А. А. Шубина, Т. Н. Орлова // Uniersum: химия и биология : электрон. научн. журн. – 2024. – Т. 12, № 126. – URL: https://7universum.com/ru/nature/arhive/item/18708 (дата обращения: 19.05.2026).
7. Synthesis, characterization, and antitumor activity of some trivalent lanthanide complexes with 2-formylphenoxyacetic acid thiosemicarbazone / X. Yang, P. Xu, Q. Gao, M. Tan // Synthesis and Reactivity in Inorganic and Metal-Organic Chemistry. – 2002. – Vol. 32, N 1. – P. 59–68. – DOI: 10.1081/SIM-120013146.
8. Nasiri Sovari, S. Recent Studies on the Antimicrobial Activity of Transition Metal Complexes of Groups 6–12 / S. Nasiri Sovari, F. Zobi // Chemistry. – 2020. – Vol. 2, N 2. – P. 418–452. – DOI: 10.3390/chemistry2020026.
9. Степин, С. Г. Средство для лечения ожогов, инфекций и повреждений кожи / С. Г. Степин // Достижения фундаментальной, клинической медицины и фармации : материалы 69-ой науч. сес. сотрудников университета, 29-30 янв. 2014 г. / ред. В. П. Дейкало. – Витебск: Витебский гос. мед. уни-т, 2014. – С. 193–194.
10. Патент BY 14418. Препарат антимикробного и ранозаживляющего действия и способ его получения : заявлено 18.12.2007 : опубл. 30.06.2011 / Скулович З. Б., Стёпин С. Г. ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Рубикон». – 4 с.
11. Изучение антибактериальных и химических свойств металл-органических координационных полимеров Sr-BDC∞ / А. А. Водяшкин, П. Кезимана, М. Д. Мбарга [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2024. – Т. 13, № 1. – С. 176−181. – DOI: 10.33380/2305-2066-2024-13-1-1491.
12. Производные изованилинового эфира изоникотиновой кислоты / Е. А. Дикусар, С. К. Петкевич, Д. В. Казак [и др.] // Вестник фармации. – 2020. – № 3. – С. 55−64.
13. Guan, D. Low-cost quantum mechanical descriptors for data efficient skin sensitization QSAR models / D. Guan, R. Lui, S. T. Mattthews // Current research in toxicology. – 2024. – Vol. 7. – Art. 100183. – DOI: 10.1016/j.crtox.2024.100183.
14. Neese, F. Software update: The ORCA program system − Version 6.01 / F. Neese // Computational molecular science. – 2022. – Vol. 12, N 1. – P. 1–15. – DOI: 10.1002/wcms.1606.
15. Квантово-химическое моделирование трехкомпонентной системы карбоплатин-аминолевулиновая кислота-фуллеренол / Е. А. Дикусар, А. Л. Пушкарчук, Е. А. Акишина [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. – 2025. – Т. 92, № 6. – С. 777–783.
REFERENCES
1. Dikusar EA, Filippovich LN, Akhlamenok TP, Bogdanova NV, Margun EN, Zhukovskaia NA, i dr. Synthesis of chelated copper and zinc salts of nitrogen-containing heterocyclic carboxylic acids and their antimicrobial activity. Vestnik farmatsii. 2025;(3):51−7. doi: 10.52540/2074-9457.2025.3.51. (In Russ.)
2. Shubina AA, Orlova TN, Orlov VIu. Synthesis and evaluation of biological activity of mononuclear complexes of lanthanum and cerium with nonsteroidal anti-inflammatory drugs. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Seriia, Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia. 2025;68(12):96–103. doi: 10.6060/ivkkt.20256812.7230. (In Russ.)
3. Ershik VM, Golubtsov VV, Fadeev VI. Anti-inflammatory activity of lanthanum compounds. Vestnik farmatsii. 2012;(1):54–9. URL: https://elib.vsmu.by/handle/123/5378 (data obrashcheniia: 19.06.2026). (In Russ.)
4. Wang YJ, Hu RD, Jiang DH, Zhang PH, Lin QY, Wang YY. Synthesis, Crystal Structure. Interaction with BSA and Antibacterial Activity of La(III) and Sm(III) Complexes with Enrofloxacin. J Fluoresc. 2011;21(2):813–23. doi: 10.1007/s10895-010-0775-1
5. Galantsev AV, Drobot DV, Dorovatovskii PV, Khrustalev VN. Lanthanum complex with neridronic acid: synthesis and properties. Tonkie khimicheskie tekhnologii. 2019;14(2):70–7. doi: 10.32362/2410-6593-2019-14-2-70-77. (In Russ.)
6. Shubina AA, Orlova TN. Lanthanum complex compounds with anticancer drugs: features of synthesis and changes in biological activity. Uniersum: khimiia i biologiia: elektron nauchn zhurn. 2024;12(126). URL: https://7universum.com/ru/nature/arhive/item/18708 (data obrashcheniia: 19.05.2026). (In Russ.)
7. Yang X, Xu P, Gao Q, Tan M. Synthesis, characterization, and antitumor activity of some trivalent lanthanide complexes with 2-formylphenoxyacetic acid thiosemicarbazone. Synthesis and Reactivity in Inorganic and Metal-Organic Chemistry. 2002;32(1):59–68. doi: 10.1081/SIM-120013146
8. Nasiri Sovari S, Zobi F. Recent Studies on the Antimicrobial Activity of Transition Metal Complexes of Groups 6–12. Chemistry. 2020;2(2):418–52. doi: 10.3390/chemistry2020026
9. Stepin SG. A remedy for the treatment of burns, infections and skin damage. V: Deikalo VP, redaktor. Dostizheniia fundamental’noi, klinicheskoi meditsiny i farmatsii. Materialy 69-oi nauch ses sotrudnikov universiteta; 2014 Ianv 29-30. Vitebsk, RB: Vitebskii gos med uni-t; 2014. s. 193–4. (In Russ.)
10. Skulovich ZB, Stepin SG, izobretateli; Rubikon, obshchestvo s ogranichennoi otvetstvennost’iu, pravopreemnik. A drug with antimicrobial and wound-healing action and a method for its production. Patent BY 14418. 2011 Iiun’ 30. 4 s. (In Russ.)
11. Vodiashkin AA, Kezimana P, Mbarga MD, Putyrskaia MIu, Stanishevskii IaM. Study of antibacterial and chemical properties of metal-organic coordination polymers Sr-BDC∞. Razrabotka i registratsiia lekarstvennykh sredstv. 2024;13(1):176−81. doi: 10.33380/2305-2066-2024-13-1-1491. (In Russ.)
12. Dikusar EA, Petkevich SK, Kazak DV, Potkin VI, Stepin SG. Derivatives of isonicotinic acid isovanillin ester. Vestnik farmatsii. 2020;(3):55−64. (In Russ.)
13. Guan D, Lui R, Mattthews ST. Low-cost quantum mechanical descriptors for data efficient skin sensitization QSAR models. Curr Res Toxicol. 2024;7(Art 100183). doi: 10.1016/j.crtox.2024.100183
14. Neese F. Software update: The ORCA program system − Version 6.01. Comput Mol Sci. 2022;12(1):1–15. doi: 10.1002/wcms.1606
15. Dikusar EA, Pushkarchuk AL, Akishina EA, Bez”iazychnaia TV, Soldatov AG, Kuten’ SA, i dr. Quantum-chemical modeling of the three-component system carboplatin-aminolevulinic acid-fullerenol. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 2025;92(6):777–83. (In Russ.)
Адрес для корреспонденции:
220072, Республика Беларусь,
г. Минск, ул. Сурганова, 13,
ГНУ «Институт физико-органической химии
Национальной академии наук Беларуси»,
лаборатория химии
гетероциклических соединений,
тел. раб. 8(0-17)-379-16-00,
e-mail:
Дикусар Е. А.
Поступила 10.06.2026 г.