ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ
The work continues the study on the peculiarities of the interaction of 1,3,7-trimethylxanthine (caffeine) compounds with polyoxometalates of molybdenum and tungsten with the artificial radical of 1,3,5- triphenylverdazyl (TFV). Using the example of a model reaction with the TFV radical, these compo...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2021
|
| Online Zugang: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/265 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465662835064832 |
|---|---|
| author | Panteleieva , Olha Plyasovskaya , Kateryna Shtemenko, Olexandr |
| author_facet | Panteleieva , Olha Plyasovskaya , Kateryna Shtemenko, Olexandr |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Olha Panteleieva ",
"institution": "Ukrainian State University of Chemical Technology Department of Inorganic Chemistry"
},
{
"author": "Kateryna Plyasovskaya ",
"institution": "Oles Honchar Dnipro National University Department of Physical, Organic and Inorganic Chemistry "
},
{
"author": "Olexandr Shtemenko",
"institution": "Ukrainian State University of Chemical Technology Department of Inorganic Chemistry"
}
] |
| author_sort | Panteleieva , Olha |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:45Z |
| description | The work continues the study on the peculiarities of the interaction of 1,3,7-trimethylxanthine (caffeine) compounds with polyoxometalates of molybdenum and tungsten with the artificial radical of 1,3,5- triphenylverdazyl (TFV). Using the example of a model reaction with the TFV radical, these compounds showed a special antiradical action. Based on the research results, it was found that the nature of the destruction of the radical when interacting with (HСaf)3[PМ12O40]∙6H2O (where М = Мо, W) differs from most known systems, which are characterized by a mechanism of disproportionation. The data obtained confirmed the previously made assumption about the chemical nature of these interactions. To establish the stoichiometry of the reaction between TFV and (HСaf)3[PW12O40], electrochemical studies were conducted which showed that the activity of the radical is restored after exceeding the concentration ratio of 12 : 1, respectively. The synergism of the components of the compound (HСaf)3[PW12O40] is shown: when TFV interacts with H3[PW12O40], the maximum cathode current characteristic of TFV occurs at a concentration ratio of 4 : 1, respectively, while caffeine has no antiradical effect at all. Previously obtained data from X-ray diffraction analysis of compounds (HСaf)3[PMo12O40]∙6H2O, (HСaf)3[PW12O40]∙6H2O prove that the orientation of protonated caffeine relative to polyoxamethalate-anion is possible due to hydrogen bonds =O…H–N=. This process can result in the delocalization of the charge over the entire O-enriched surface, by all twelve groups [О–Ме–О]-, which are part of the POM, making the latter active centers capable of interacting with TFV.
Therefore, the data presented correlate with the previously obtained results of spectrophotometric analysis and X-ray diffraction data and confirm the previously made conclusions. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.86.12.2020.124-133 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
124 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020
УДК 546.54-328 doi: 10.33609/2708-129X.86.12.2020.124–133
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ
З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ
РАДИКАЛОМ
Ольга С. Пантелеєва1*, Катерина А. Плясовська2, Олександр В. Штеменко1
1Український державний хіміко-технологічний університет, просп. Гагаріна, 8, м. Дніпро,
49005, Україна
2Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, просп. Гагаріна, 702, м. Дніп
ро, 49005, Україна
*е-mail: panniolga3788@gmail.com
АНОТАЦІЯ
У роботі продовжено вивчення особливостей взаємодії сполук 1,3,7-триметилксан-
тинію (кофеїну) з поліоксометалатами Мо та Wіз 1,3,5-трифенілвердазилом (ТФВ).
Результати досліджень показали, що характер руйнування радикалу при взаємодії з
(HСaf)3[PМ12O40]⋅6H2O (де М = Мо, W) відрізняється від більшості відомих систем, для
яких характерним є механізм диспропорціювання. Одержані дані підтвердили зробле-
не раніше припущення щодо хімічного характеру цих взаємодій. Для встановлення
стехіометрії реакції між ТФВ та (HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O проведено електрохімічні до-
слідження, які показали, що активність радикалу відновлюється після перевищення
співвідношення концентрацій 12 : 1 відповідно. Показано синергізм дії компонентів
сполуки (HСaf)3[PW12O40]6H2O: за взаємодії ТФВ із H3[PW12O40] характерний для ТФВ
максимум катодного струму з’являється вже при співвідношенні концентрацій 4 : 1
відповідно, а кофеїн взагалі не проявляє антирадикальної дії. Наведені дані корелюють
із раніше отриманими результатами спектрофотометричного аналізу та даними РСА.
Ключові слова: поліоксометалати; ТФВ-радикал; антирадикальна дія; 1,3,7-триме-
тилксантин.
ВСТУП. Поліоксометалати (ПOM) – ве-
ликий клас металокисневих кластерів з
O-збагаченими поверхнями. У каркаси
ПOM може бути включено велику кількість
інших елементів [1], таких як Mo, W, V, Nb,
Cr, Ta, Al тощо, і це призводить до їхньої
структурної універсальності та широкого
спектру фізико-хімічних властивостей [1].
Тому не дивно, що ПOM використовують
у різних промислових сферах, включаючи
каталіз [2,3], матеріалознавство [4], хіміч-
ний аналіз, медицину [5] і таке інше.
Відомо, що поліоксометалати завдяки
противірусній, антибактеріальній та про-
типухлинній активностях є актуальними
кандидатами у матеріали для розроблення
ліків нового покоління [6–8]. Також відомо,
що деякі поліоксометалати (H3PMVІ
12O40)
УХЖ № 12 / Том 86Ольга С. Пантелеєва, Катерина А. Плясовська, Олександр В. Штеменко
125https://ucj.org.ua
успішно пройшли тест на протипухлинну
дію кишково-шлункового тракту [1; 4] та,
наприклад, значну протипухлинну ефек-
тивність [NH3Pri]6[Mo7O24]•3H2O було ви-
явлено на аденокарциномі MM46 і саркомі
Meth A [9]. Науковці спостерігали значну про-
типухлинну активність [CoW11O39(CpTi)]7
на трьох типах ракових клітин: HL-60 (лей-
кемія), SSMC-7721 (клітина раку печінки) і
HLC (клітина раку товстої кишки) [10, 11].
Однією з найбільш важливих причин, що
перешкоджає застосуванню ПОМ у меди-
цині, є нестабільність поліоксометалатів за
фізіологічного рН: вони зазвичай деграду-
ють у суміш неорганічних продуктів. Більш
того, надлишкові оксоліганди ПОМ при-
зводять до появи негативно заряджених
поверхонь, чиї розміри набагато більші,
ніж у малих наномолекулярних протипух-
линних молекул [10–12]. Очікували, що по-
верхнева модифікація ПOM органічними
молекулами (наприклад, 1,3,7-триметил
ксантинієм) надасть гібридним органіч-
но-неорганічним сполукам нових власти-
востей, функцій або створить синергетич-
ний ефект. Цей підхід вже призвів до появи
та використання великої кількості органо-
функціональних сполук [13]. Експеримен-
тальні тести показали посилений проти-
пухлинний ефект органогібридів на осно-
ві ПOM [11]. Виходячи з вищеописаного,
синтезовані нами органічно-неорганічні
гібридні сполуки (HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O,
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O[11] є актуальними
для більш детального вивчення їхньої ан-
тирадикальної дії.
У попередній роботі [14] авторами було
описано синтез та будову вказаних сполук
іонного типу, які мають загальні формули:
(HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O, (HСaf)3[PW12O40]⋅
⋅6H2O. У роботі [15] було доведено, що
цим іонним солям притаманна антиради-
кальна дія, причому доведено, що у спо-
луці катіон та аніон проявляють синергізм
щодо зниження активності радикалів. Але
дані електронної спектроскопії (ЕСП) вза-
ємодії розчинів (HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O та
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O із модельним штуч-
ним радикалом 1,3,5-трифенілвердазилом
(ТФВ) показали, що характер руйнування
радикалу відрізняється від більшості відо-
мих систем, у яких спостерігають диспро-
порціювання радикалу на катіон та аніон:
2RN* + → RN+ + RNH[17],
де: RN* – вердазильні радикали; RN+ – каті-
онна форма; RNH – лейкосполука.
У цій роботі продовжено дослідження
взаємодії поліоксометалатів (ПОМ) моліб-
дену та вольфраму з 1,3,7-триметилксанти-
нієм зі штучними радикалами електрохі-
мічним методом.
Проведення поглиблених електрохіміч-
них досліджень є цілком доцільним для
більш детального розуміння взаємодії син-
тезованих сполук кофеїнію з ПОМ і ТФВ.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ-
ЗУЛЬТАТІВ
Для дослідження антирадикальної дії
(HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O, (HСaf)3[PW12O40]⋅
⋅6H2O було використано такі реактиви:
1,3,7-триметилксантин (кофеїн) марки ч. д. а;
12-молібдофосфатна гетерополікислота
Н3PMo12O40∙26Н20 (ПОМ молібдену) марки
ч. д. а; 12-вольфрамофосфатна гетерополі-
кислота Н3PW12O40∙29Н20 (ПОМ вольфра-
му) марки ч. д. а. На сьогодні відома велика
кількість штучних радикалів, але врахову-
ючи, що 1,3,5-трифенілвердазил (ТФВ) є
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо та W
з 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ
126 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020
одним із найстабільніших штучних ради-
калів [16–18], ми визнали його використан-
ня обґрунтованим.
Сполуки (HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O,
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O було синтезовано за
методикою, яку описано у [1]. 1,3,5-трифе-
нілвердазил (ТФВ) було синтезовано авто-
рами за методикою [12; 24].
Етиловий 50%-розчин як розчинник бу
ло обрано, виходячи з того, що для модель-
них досліджень на антирадикальну дію, як
стверджують автори [16–18], найкраще під-
ходять розчини метилового або етилового
спирту (ТФВ у етиловому розчині є стабіль-
ним упродовж 6 місяців). І треба зазначити,
що саме в етиловому розчині є добре роз-
чинними сполуки (HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O,
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O.
Для дослідження взаємодії штучних ра-
дикалів зі сполуками 1,3,7-триметилксан-
тинію з аніонами поліоксометалатів елек-
трохімічними методами використовували
потенціостат «ПІ-50-1» та стандартну три
електродну комірку з платиновими елек-
тродами. Електроди підготовлювали шля-
хом витримування у суміші концентро-
ваних сульфатної кислоти та гідроген-пе-
роксиду з подальшим ретельним проми-
ванням у бідистильованій воді. 0,1 моль/л
розчин LiClO4 готували за точною наваж-
кою відповідної солі. Розчини робочих кон-
центрацій від 10-3 до 13·10-3 моль/л ТФВ-ра-
дикалу готували шляхом розведення
2·10-3 моль/л відповідного розчину. Розчини
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O та його компонен-
тів – кофеїну та ПОМ – готували шляхом
розведення відповідних розчинів із кон-
центрацією 10-2 моль/л. рН розчинів елек-
тролітів, які містили(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O
або H3[PW12O40], становило близько 2,8.
Інші електроліти мали нейтральне середо-
вище. Усі виміряні потенціали в статті на-
ведено відносно насиченого (KCl) хлорид-
носрібного електроду.
Рис. 1. Вольтамперні залежності (Vφ = 20 мВ/c),
зареєстровані в розчинах 0.1 М H2SO4 за при-
сутності: 1. – 1·10-3 М (HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O;
2. – 1·10-3 М H3[PW12O40]
Електрохімічні дослідження системи
ТФВ-(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O проводили
спочатку з фоновим електролітом – суль-
фатною кислотою. Але для стабільної від-
творюваності результатів вольтампероме-
трії для розчинів поліоксокислот та їхніх
сполук із кофеїном (рис. 1), якість поляри-
заційних кривих для розчину ТФВ зали-
шалася незадовільною, що могло свідчити
про складні взаємодії між компонентами
такої системи. Тоді фоновий електроліт
було замінено на LiClO4, який поводився
інертно у широкому діапазоні потенціалів
(рис. 2, крива 3). Слід відзначити, що за
присутності обох фонових електролітів на
вольтамперних залежностях як у розчинах
H3[PW12O40], так і (HСaf)3[PW12O40] спосте-
рігали три хвилі струму (рис 1, 2), які, най-
вірогідніше, відповідають триелектронним
УХЖ № 12 / Том 86Ольга С. Пантелеєва, Катерина А. Плясовська, Олександр В. Штеменко
127https://ucj.org.ua
переходам ПОМ-аніона. Також відзначимо,
що електроактивність ПОМ нижча порів-
няно з її сполукою з кофеїном. В обох ви-
падках дослідження проводили у широко-
му інтервалі потенціалів, але в анодній об-
ласті електроактивність не було помічено
до області виділення кисню.
Рис. 2. Вольтамперні залежності (Vφ = 20 мВ/c), зареєстровані в розчинах 0.1 М LiClO4 за при-
сутності: 1. – 1·10-3 М (HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O; 2. – 1·10-3 М H3[PW12O40]; 3. – без добавок 0,1 М
розчин LiClO4
Як було зазначено у [15], вольтамперна
залежність ТФВ-радикала у розчинах 0.1 М
LiClO4 має характерний катодний макси-
мум при Е = –0,35 В, який зникає за при-
сутності (HСaf)3[PW12O40] навіть за умови
десятикратного надлишку радикала. Але
цей процес відповідає утворенню тільки
ТФВ-аніона, а будь-які ознаки того, що ви-
никає ТФВ-катіон, є відсутніми. Це добре
узгоджується з спектрофотометричними
дослідженнями взаємодії (HСaf)3[PW12O40]
та ТФВ [15] у видимій та УФ-областях. На
цих спектрах спостерігали чітке зниження
характеристичного максимуму радикала
та виникнення характеристичного макси-
муму ТФВ-аніона за майже повної відсут-
ності максимуму катіона. Ми висловлю-
вали думку, що мають місце хімічні взає-
модії між (HСaf)3[PW12O40] і ТФВ, але для
хімічних взаємодій характерною є певна
стехіометрія. Співвідношення відповідно
із зарядом ПОМ (3-) явно не здійснюєть-
ся. Як свідчать дані рентгеноструктурного
аналізу сполук (HСaf)3[PMo12O40]⋅6H2O та
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O [1], орієнтація про-
тонованого кофеїну відносно поліокса
металат-аніона можлива завдяки вод-
невим зв’язкам =O…H–N= (рис. 3). Цей
процес може призвести до делокалізації
заряду за усією О-збагаченою поверхнею
всіма дванадцятьма групами [О–Ме–О]-,
які входять у ПОМ, зробивши останні ак-
тивними центрами, що здатні взаємодіяти
з ТФВ.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо та W
з 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ
128 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020
Рис.3. – Графічне зображення
сполуки аніон [PW12O40]
3− з
кофеїнієм [14]
Для перевірки запропонованої гіпотези
нами було проведено додаткові досліджен-
ня, в ході яких концентрацію ТФВ послі-
довно збільшували до співвідношення з
концентрацією (HСaf)3[PW12O40]як 13 : 1
відповідно. Результати наведено на рис. 4.
Як видно з рис. 4, характер Е-залежно-
сті при збільшенні концентрації ТФВ до
13·10-3 М помітно змінюється. Вини-
кає катодний максимум при Е = –0,42 В,
якого не було за співвідношення ТФВ:
(HСaf)3[PW12O40] = 12 : 1. Значення потен-
ціалу цього максимуму близьке до потенці-
алу відновлення чистого ТФВ (–0,35 В), що
дає можливість припустити, що при збіль-
шенні стехіометричного відношення 1 : 12 у
розчині залишається надлишок ТФВ. Звіс-
но, запропонована нами гіпотеза потребує
більш ретельного дослідження іншими ме-
тодами, але отримані факти свідчать на її
користь.
Також було цікаво перевірити вплив
саме кофеїнію на антирадикальну дію
ПОМ. Тому було проведено аналогічні
вищеописаним дослідження, але замість
(HСaf)3[PW12O40] виступав H3[PW12O40]. Так
само послідовно змінювали співвідношен-
ня реагентів, збільшуючи концентрацію
ТФВ. Результати наведено на рис. 5.
Рис. 4. Вольтамперні залежності
(Vφ = 20 мВ/c), зареєстровані в роз-
чинах 0.1 моль/лLiClO4 за присут-
ності: 1. – 1·10-3 М ТФВ-радикала
[2]; 2. – 12·10-3 М ТФВ-радикала +
1·10-3 М (HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O; 3. –
13·10-3 М ТФВ-радикала + 1·10-3 М
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O
УХЖ № 12 / Том 86Ольга С. Пантелеєва, Катерина А. Плясовська, Олександр В. Штеменко
129https://ucj.org.ua
Рис. 5. Вольтамперні залежності
(Vφ = 20 мВ/c), зареєстровані в роз-
чинах 0.1 М LiClO4 за присутно-
сті: 1. – 2·10-3 М ТФВ-радикала +
1·10-3 М (HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O; 2. –
4·10-3 М ТФВ-радикала + 1·10-3 М
(HСaf)3[PW12O40]⋅6H2O
Вже за 4-кратного надлишку ТФВ катод-
ний максимум при Е = –0,7 В, який спосте-
рігали на рис. 2, крива 2 у розчині чистого
ПОМ зсувається до Е = –0,38, що є характер-
ним для ТФВ. Таким чином враховуючи, що
кофеїн взагалі не виявив антирадикальної
активності, можна зробити висновок про
синергічну дію ПОМ та кофеїну у сполуці
(HСaf)3[PW12O40] щодо руйнування ТФВ.
ВИСНОВКИ
У результаті вивчення взаємодії сполук
ПОМ (на прикладі аніонів [PW(Мо)12O40]
3–)
з кофеїном і штучним радикалом 1,3,5-три-
фенілвердазилом було зроблено припу-
щення, що характер руйнування радикалу
відрізняється від більшості відомих систем.
Одержані результати підтвердили зроблені
раніше припущення щодо хімічного харак-
теру цих взаємодій.
Проведені електрохімічні досліджен-
ня виявили, що активність радикала від-
новлюється після перевищення співвід-
ношення концентрацій 12 : 1 (ТФВ до
(HСaf)3[PW12O40] 6H2O). Продемонстро-
вано синергізм дії компонентів сполуки
(HСaf)3[PW12O40] 6H2O: при взаємодії ТФВ
із H3[PW12O40] характерний для ТФВ мак-
симум катодного струму з’являється вже
при співвідношенні концентрацій 4 : 1 від-
повідно, а кофеїн взагалі не проявляє ан-
тирадикальної дії. Тобто, отримані дані
співпадають із раніше зробленими виснов-
ками щодо синергізму катіонату аніона по
відношенню до зниження активності ТФВ,
а також про хімічну взаємодію сполуки
(HСaf)3[PW(Мо)12O40] 6H2O з ТФВ-ради-
калом, що призводить до руйнації остан
нього.
Виконана робота є частиною на-
укових досліджень кафедри неорга-
нічної хімії ДВНЗ УДХТУ у рамках
держбюджетних КНДР другої половини
робочого дня: «Сполуки та матеріали по-
двійного призначення на основі коорди-
наційних та гібридних систем» (держав-
ний реєстраційний номер 0116U001717,
2016–2020 рр.).
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо та W
з 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ
130 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020
ELECTROCHEMICAL INVESTIGATIONS OF THE
INTERACTION OF CAFFEINIUM COMPOUNDS
WITH POLYANІОNES OF Мо AND W WITH OF
1,3,5 - TRIPHENYL VERDAZYL RADICAL
Olha S. Panteleieva1*, Kateryna A. Plyasov
ska2, Olexandr V. Shtemenko1
1* Ukrainian State University of Chemical Tech-
nology, Gagarin Avenue, 8, Dnipro, Ukraine,
49005
2 Oles Honchar Dnipro National University, Ga
garin Avenue, 702, Dnipro, Ukraine, 49005
*е-mail: panniolga3788@gmail.com
Abstract
The work continues the study on the peculi-
arities of the interaction of 1,3,7-trimethylxan-
thine (caffeine) compounds with polyoxometa-
lates of molybdenum and tungsten with the arti-
ficial radical of 1,3,5- triphenyl verdazyl (TFV).
Using the example of a model reaction with the
TFV radical, these compounds showed a spe-
cial antiradical action. Based on the research
results, it was found that the nature of the de-
struction of the radical when interacting with
(HСaf)3[PМ12O40]∙6H2O (where М = Мо, W)
differs from most known systems, which are
characterized by a mechanism of dispropor-
tionation. The data obtained confirmed the
previously made assumption about the chem-
ical nature of these interactions. To establish
the stoichiometry of the reaction between TFV
and (HСaf)3[PW12O40], electrochemical studies
were conducted which showed that the activi-
ty of the radical is restored after exceeding the
concentration ratio of 12 : 1, respectively. The
synergism of the components of the compound
(HСaf)3[PW12O40] is shown: when TFV inter-
acts with H3[PW12O40], the maximum cathode
current characteristic of TFV occurs at a con-
centration ratio of 4 : 1, respectively, while caf-
feine has no antiradical effect at all. Previously
obtained data from X-ray diffraction analy-
sis of compounds (HСaf)3[PMo12O40]∙6H2O,
(HСaf)3[PW12O40]∙6H2O prove that the orien-
tation of protonated caffeine relative to polyox-
amethalate-anion is possible due to hydrogen
bonds =O…H–N=. This process can result in
the delocalization of the charge over the en-
tire O-enriched surface, by all twelve groups
[О–Ме–О]-, which are part of the POM, mak-
ing the latter active centers capable of interact-
ing with TFV.
Therefore, the data presented correlate with
the previously obtained results of spectropho-
tometric analysis and X-ray diffraction data
and confirm the previously made conclusions.
Keywords: polyoxometalates; 1,3,5-triphe-
nyl-verdazyl radical; 1,3,7-trimethylxanthine;
anti-radical action.
ЛІТЕРАТУРА
1. Dianat S., Bordbar A. K., Tangestanine-
jad S., Yadollahi B., Amiri R., Zarkesh-Es-
fahani S. H., et al. In vitro antitumor
activity of free and nano-encapsulated
Na5[PMo10V2O40]·nH2O and its binding
properties with ctDNA by using combined
spectroscopic methods // J Inorg Bio-
chem. – 2015. – 152. – P.74–8.
2. Mizuno N., Yamaguchi K., Kamata K. Epo
xidation of olefins with hydrogen peroxide
catalyzed by polyoxometalates // Coor-
din Chem Rev. – 2005. – 249 (17–18). –
P. 1944–56.
УХЖ № 12 / Том 86Ольга С. Пантелеєва, Катерина А. Плясовська, Олександр В. Штеменко
131https://ucj.org.ua
3. Hill C. L. Progress and challenges in poly
oxometalate-based catalysis and cata-
lytic materials chemistry // J Mol Catal
a-Chem. – 2007. – 262 (1–2). – P.2–6.
4. Du D. Y., Qin J. S., Li S. L, Lan Y. Q.,
Wang X. L., Su Z. M. 3d-4f Heterometallic
Complexes for the Construction of POM-
based Inorganic-Organic Hybrid Com-
pounds: from Nanoclusters to One-Di-
mensional Ladder-Like Chains //. Aust J
Chem. – 2010. – 63 (9). – P. 1389–95.
5. Muller A, Peters F., Pope M. T, Gat-
teschi D. Polyoxometalates: Very large
clusters – Nanoscale magnets //. Chem
Rev. – 1998. – 98 (1). – P.239–71.
6. Kortz U., Muller A., van Slageren J.,
Schnack J., Dalal N. S, Dressel M. Polyox-
ometalates: Fascinating structures, unique
magnetic properties //. Coordin Chem
Rev. – 2009. – 253 (19–20). – P.2315–27.
7. Izarova M. P, Kortz U. Edelmetalle in Poly-
oxometallaten // Angewandte Chemie-In-
ternational Edition. – 2012. – 124 (38). –
P.9630–49.
8. Dolbecq A., Dumas E., Mayer C. R, Mia
lane P. Hybrid Organic-Inorganic Polyoxo
metalate Compounds: From Structural
Diversity to Applications //. Chem Rev. –
2010. – 110 (10). – P.6009–48.
9. Yamase T., Fujita H., Fukushima K. Medi-
cal chemistry of polyoxometalates. Part 1.
Potent antitumor activity of polyoxomo-
lybdates on animal transplantable tumors
and human cancer xenograft // Inorg Chim
Acta. – 1988. – 151 (1). – P. 15–8.
10. Dianat S., Bordbar A. K, Tangestanine-
jad S., Yadollahi B., Zarkesh-Esfahani S. H,
Habibi P. ctDNA binding affinity and in
vitro antitumor activity of three Keggin
type polyoxotungestates // J Photoch Pho-
tobio B. – 2013. – 124. – P.27–33.
11. Wang X. H, Liu J. F., Li J. X, Yang Y.,
Liu J. T, Bin L., et al. Synthesis and an-
titumor activity of cyclopentadienyl-
titanium substituted polyoxotungstate
[CoW11O39(CpTi)]7- (CP = η5)-C5H5) // J In-
org Biochem. – 2003. – 94 (3). – P. 279–84.
12. Liu J. T., Lu Y. F., Fan S. D. Synthesis,
Spectroscopic Characterization and Antitu-
moral Activities of Cyclopentadienylvana-
dium Derivatives of Polyoxotungstates //
Spectrosc Spect Anal. – 2012. – 32 (9). –
P. 2512–4.
13. Lee C. H., Cheng S. H., Huang I. P.,
Souris J. S., Yang C. S., Mou C. Y., et al.
Intracellular pH-Responsive Mesoporous
Silica Nanoparticles for the Controlled Re-
lease of Anticancer Chemotherapeutics //
Angew Chem Int Edit. – 2010. – 49 (44). –
P.8214–9.
14. Panteleieva O. S., Shtemenko A. V., K. V.
Domasevitch K. V. Face-to-face stacking of
caffeinium and [PMVI
12O40]
3− ions: A syn-
thon for crystal engineering with purine
bases // Inorganic Chemistry Communica-
tions. – 2018. – 94. – P. 119–122.
15. Пантелеєва О.С., Плясовська К. А.,
Штеменко А. В. Взаємодія комплексних
сполук 1,3,7 – триметилксантинію із
аніонами поліоксометалатів молібдену
та вольфраму з штучними радикалами //
Journal of Chemistry and Technologies. –
2019. – 2. – С. 140–147.
16. Третяк С. Ю. Взаимодействие биядер-
ных кластеров рения(III), содержащих
связь металл – металл повышенной
кратности со свободными радикалами:
дисс. … кандидата хим. наук: 02.00.01 /
Светлана Юрьевна Третяк . – Д., 2009. –
138 с.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо та W
з 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ
132 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2020
17. Дегтярев Л. С., Малетин Ю. А., Сте-
ценко А. А. О диспропорционировании
вердазильных радикалов в присутствии
ионов цинка и кадмия // Журн. Общей
химии. – 1981. – 51, № 10. – С. 2387–
2388.
18. Пантелеєва О. С., Штеменко О. В.
Синтез, будова та антирадикальна дія
комплексних сполук 1,3,7 – триметилк-
сантинію з аніонами поліоксометалатів
молібдену та вольфраму // XVII Науко-
ва. конф. «Львівські хімічні читання –
2019». : збірник наукових праць. XVII
Наукова конф. «Львівські хімічні читан-
ня – 2019» (Львів, 2-5 червня 2019 р.) –
Львів, 2019. – С. 11.
REFERENCES
1. Dianat S., Bordbar A. K., Tangestanine-
jad S., Yadollahi B., Amiri R., Zarkesh-Es-
fahani S. H., et al. In vitro antitumor
activity of free and nano-encapsulated
Na5[PMo10V2O40]·nH2O and its binding
properties with ctDNA by using combined
spectroscopic methods. J Inorg Biochem.
2015. 152: 74–81.
2. Mizuno N., Yamaguchi K., Kamata K.
Epoxidation of olefins with hydrogen per-
oxide catalyzed by polyoxometalates. Co-
ordin Chem Rev. 2005. 249 (17–18): 1944–
1956.
3. Hill C. L. Progress and challenges in poly-
oxometalate-based catalysis and catalytic
materials chemistry. J Mol Catal a-Chem.
2007. 262 (1–2): 2–6.
4. Du D. Y., Qin J. S., Li S. L., Lan Y. Q.,
Wang X. L., Su Z. M. 3d-4f Heterometallic
Complexes for the Construction of POM-
based Inorganic-Organic Hybrid Com-
pounds: from Nanoclusters to One-Dimen-
sional Ladder-Like Chains. Aust J Chem.
2010. 63 (9): 1389–1395.
5. Muller A., Peters F., Pope M. T., Gatteschi
D. Polyoxometalates: Very large clusters –
Nanoscale magnets. Chem Rev. 1998. 98
(1): 239–271.
6. Kortz U., Muller A., van Slageren J.,
Schnack J., Dalal N. S., Dressel M. Polyox-
ometalates: Fascinating structures, unique
magnetic properties. Coordin Chem Rev.
2009. 253 (19–20): 2315–2327.
7. Izarova M. P, Kortz U. Edelmetalle in
Polyoxometallaten. Angewandte Chemie-
International Edition. 2012. 124 (38):
9630–9649.
8. Dolbecq A., Dumas E., Mayer C. R., Mia
lane P. Hybrid Organic-Inorganic Polyoxo-
metalate Compounds: From Structural Di-
versity to Applications. Chem Rev. 2010.
110 (10): 6009–6048.
9. Yamase T., Fujita H., Fukushima K. Medi-
cal chemistry of polyoxometalates. Part 1.
Potent antitumor activity of polyoxomo-
lybdates on animal transplantable tumors
and human cancer xenograft. Inorg Chim
Acta. 1988. 151 (1):15–8.
10. Dianat S., Bordbar A. K., Tangestanine-
jad S., Yadollahi B., Zarkesh-Esfahani S. H.,
Habibi P. ctDNA binding affinity and in
vitro antitumor activity of three Keggin
type polyoxotungestates. J Photoch Photo-
bio B. 2013. 124: 27–33.
11. Wang X. H., Liu J. F., Li J. X., Yang Y.,
Liu J. T., Bin L., et al. Synthesis and an-
titumor activity of cyclopentadienyl-
titanium substituted polyoxotungstate
[CoW11O39(CpTi)]7- (CP = η5)-C5H5). J In-
org Biochem. 2003. 94 (3): 279–284.
УХЖ № 12 / Том 86Ольга С. Пантелеєва, Катерина А. Плясовська, Олександр В. Штеменко
133https://ucj.org.ua
12. Liu J. T., Lu Y. F., Fan S. D. Synthesis,
Spectroscopic Characterization and Anti-
tumoral Activities of Cyclopentadienylva-
nadium Derivatives of Polyoxotungstates.
Spectrosc Spect Anal. 2012. 32 (9): 2512–
2604.
13. Lee C. H., Cheng S. H., Huang I. P.,
Souris J. S., Yang C. S., Mou C. Y., et al.
Intracellular pH-Responsive Mesoporo-
us Silica Nanoparticles for the Controlled
Release of Anticancer Chemotherapeutics.
Angew Chem Int Edit. 2010. 49 (44): 8214.
14. Panteleieva O. S., Shtemenko A. V., Doma
sevitch K. V. Face-to-face stacking of caf-
feinium and [PMVI
12O40]
3− ions: A synthon
for crystal engineering with purine. Inor-
ganic Chemistry Communications. 2018.
94: 119–122.
15. Panteleieva O. S., Plyasovska K. A., Shte-
menko A. V. Interaction of complex com-
pounds of 1,3,7-trimethylxanthine with an-
ions of polyoxometalates of molybdenum
and tungsten with atifical radical. Journal
of Chemistry and Technologies. 2019. 27
(2): 141–148. [in Ukrainian].
16. Tretiak, S. Yu. Vzaymodeistvye byiader
nykh klasterov renyia(III), soderzhash-
chykh sviaz metall – metall povyshen-
noi kratnosty so svobodnыmy radykala-
my (Unpublished doctoral dissertation).
Ukrainian State University of Chemical
Technology, Dnipropetrovsk, Ukraine.
2009 [in Russian].
17. Dehtiarev L. S., Maletyn Yu. A., Stetsen-
ko A. A. O dysproportsyonyrovanyy ver-
dazylnыkh radykalov v prysutstvyy yonov
tsynka y kadmyia Zhurn. Obshchei khy-
myy. 1981. 51 (10): 2387–2388. [in Rus-
sian].
18. Panteleieva, O. S., Shtemenko, O. V. Syn-
tez, budova ta antyradykalna diia komplek-
snykh spoluk 1,3,7 – trymetylksantyniiu z
anionamy polioksometalativ molibdenu ta
volframu. Zbirnyk naukovykh prats. XVII
Naukova konf. «Lvivski khimichni chytan-
nia - 2019» .2019. 11. [in Ukrainian].
Статтю надіслано 16. 12. 2020.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-265 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:05:36Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/e2/095e3942491fa1299af1b3aba37524e2.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-2652026-07-22T08:23:45Z ELECTROCHEMICAL INVESTIGATIONS OF THE INTERACTION OF CAFFEINIUM COMPOUNDS WITH POLYANІОNES OF Мо AND W WITH OF 1,3,5 - TRIPHENYL VERDAZYL RADICAL ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ Panteleieva , Olha Plyasovskaya , Kateryna Shtemenko, Olexandr polyoxometalates; 1,3,5-triphenyl-verdazyl radical; 1,3,7-trimethylxanthine; anti-radical action. The work continues the study on the peculiarities of the interaction of 1,3,7-trimethylxanthine (caffeine) compounds with polyoxometalates of molybdenum and tungsten with the artificial radical of 1,3,5- triphenylverdazyl (TFV). Using the example of a model reaction with the TFV radical, these compounds showed a special antiradical action. Based on the research results, it was found that the nature of the destruction of the radical when interacting with (HСaf)3[PМ12O40]∙6H2O (where М = Мо, W) differs from most known systems, which are characterized by a mechanism of disproportionation. The data obtained confirmed the previously made assumption about the chemical nature of these interactions. To establish the stoichiometry of the reaction between TFV and (HСaf)3[PW12O40], electrochemical studies were conducted which showed that the activity of the radical is restored after exceeding the concentration ratio of 12 : 1, respectively. The synergism of the components of the compound (HСaf)3[PW12O40] is shown: when TFV interacts with H3[PW12O40], the maximum cathode current characteristic of TFV occurs at a concentration ratio of 4 : 1, respectively, while caffeine has no antiradical effect at all. Previously obtained data from X-ray diffraction analysis of compounds (HСaf)3[PMo12O40]∙6H2O, (HСaf)3[PW12O40]∙6H2O prove that the orientation of protonated caffeine relative to polyoxamethalate-anion is possible due to hydrogen bonds =O…H–N=. This process can result in the delocalization of the charge over the entire O-enriched surface, by all twelve groups [О–Ме–О]-, which are part of the POM, making the latter active centers capable of interacting with TFV. Therefore, the data presented correlate with the previously obtained results of spectrophotometric analysis and X-ray diffraction data and confirm the previously made conclusions. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2021-01-15 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/265 10.33609/2708-129X.86.12.2020.124-133 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 86 No. 12 (2020): Ukrainian Chemistry Journal; 124-133 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 86 ##issue.no## 12 (2020): Украинский химический журнал; 124-133 Український хімічний журнал; Том 86 № 12 (2020): Український хімічний журнал; 124-133 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/265/146 Copyright (c) 2021 Olha Panteleieva , Kateryna Plyasovskaya , Olexandr Shtemenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Panteleieva , Olha Plyasovskaya , Kateryna Shtemenko, Olexandr ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title | ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title_alt | ELECTROCHEMICAL INVESTIGATIONS OF THE INTERACTION OF CAFFEINIUM COMPOUNDS WITH POLYANІОNES OF Мо AND W WITH OF 1,3,5 - TRIPHENYL VERDAZYL RADICAL |
| title_full | ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title_fullStr | ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title_full_unstemmed | ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title_short | ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОДІЇ СПОЛУК КОФЕЇНІЮ З ПОЛІАНІОНАМИ Мо ТА W З 1,3,5-ТРИФЕНІЛВЕРДАЗИЛЬНИМ РАДИКАЛОМ |
| title_sort | електрохімічні дослідження взаємодії сполук кофеїнію з поліаніонами мо та w з 1,3,5-трифенілвердазильним радикалом |
| topic_facet | polyoxometalates 1,3,5-triphenyl-verdazyl radical 1,3,7-trimethylxanthine anti-radical action. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/265 |
| work_keys_str_mv | AT panteleievaolha electrochemicalinvestigationsoftheinteractionofcaffeiniumcompoundswithpolyaníonesofmoandwwithof135triphenylverdazylradical AT plyasovskayakateryna electrochemicalinvestigationsoftheinteractionofcaffeiniumcompoundswithpolyaníonesofmoandwwithof135triphenylverdazylradical AT shtemenkoolexandr electrochemicalinvestigationsoftheinteractionofcaffeiniumcompoundswithpolyaníonesofmoandwwithof135triphenylverdazylradical AT panteleievaolha elektrohímíčnídoslídžennâvzaêmodííspolukkofeíníûzpolíaníonamimotawz135trifenílverdazilʹnimradikalom AT plyasovskayakateryna elektrohímíčnídoslídžennâvzaêmodííspolukkofeíníûzpolíaníonamimotawz135trifenílverdazilʹnimradikalom AT shtemenkoolexandr elektrohímíčnídoslídžennâvzaêmodííspolukkofeíníûzpolíaníonamimotawz135trifenílverdazilʹnimradikalom |