ОНІЄВІ ДІАМІНОТЕТРАКАРБОКСИЛАТИ ГЕРМАНІЮ(IV): СИНТЕЗ, БУДОВА, ЗАСТОСУВАННЯ

Автор(и)

  • Д. М. Печінка Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, кафедра неорганічної хімії та хімічної освіти, Україна
  • О. А. Фінік Випробувальний центр ТОВ «Інспекторат Україна», Україна
  • О. Г. Пєсарогло Одеський державний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6951-3715
  • Є. М. Фадєєв Випробувальний центр ТОВ «Інспекторат Україна», Україна https://orcid.org/0000-0003-2181-1999
  • І. Й. Сейфулліна Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, факультет хімії та фармації, кафедра неорганічної хімії та хімічної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0002-7353-1975
  • О. Е. Марцинко Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, факультет хімії та фармації, кафедра неорганічної хімії та хімічної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0002-3374-5987

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322128

Ключові слова:

Германій, етилендіамінтетраоцтова кислота, 1,3-діаміно-2-гідроксипропантетраоцтова кислота, координаційні сполуки, біологічна активність, мікрозелень гороху

Анотація

Координаційні сполуки Германію(IV) отримано шляхом взаємодії GeO2 у водних розчинах з етилендіамінтетраоцтовою (H4Edta) або 1,3-діаміно-2-гідроксипропантетраоцтовою (H5Hpdta) кислотою з наступним додаванням нікотинаміду (Nad) у різних молярних співвідношеннях. Склад і структуру отриманих сполук визначено методами елементного аналізу, ІЧ-спектроскопії, мас-спектрометрії та термогравіметрії. За результатами елементного аналізу у сполуках мольне співвідношення Ge : комплексон : Nad = 1:1:1. Термічний розпад комплексів з ендотермічного ефекту при 150-200 °C (1) і 80-200 °C (2), при якому вивільняються одна і дві молекули кристалізаційної води, відповідно. ІЧ-спектри сполук подібні в області смуг коливання, які характеризують зв’язки в координаційному поліедрі германію. Смуги коливань νas(С-О), νs(С-О), що характерні для груп СОО-, вказують на наявність в молекулах комплексів карбоксилатних груп, зв’язаних з Германієм, як і смуга валентних коливань ν(Ge-O). Також зафіксовано смуги валентних коливань ν(Ge-N) і деформаційних коливань δ(GeOH). Спектр комплексу з H5Hpdta одночасно містить смугу при 1641 см-1, що відповідає коливанням координованих молекул води. Враховуючи дані мас-спектрометрії щодо існування протонованої форми НNad+ та комплексних діамінотетракарбоксилатогерманатних(IV) аніонів у метанольно-водному розчині, запропоновано наступні формули нових сполук: (HNad)[Ge(ОН)(Еdta)]∙H2O (1), (HNad)[Ge(ОН)(НHpdta)(Н2О)] (2). Показано, що обробка насіння озимого гороху Баллтрап водними розчинами сполук 1, 2 (вміст Ge в речовині 0.05 г/л) призводить до підвищення вмісту в мікрозелені гороху білку (комплекс 1 – 6,40%, комплекс 2 – 6,65%, контроль (H2O) – 5,22% комплексне добриво – 5,26%) та германію (25,89, 21,13 ppm для 1 і 2 відповідно; контроль – 0,46 ppm; комплексне добриво – 0,32 ppm). Крім того, відзначено рістстимулюючу дію комплексу (HNad) [Ge(ОН)(Еdta)]∙H2O (1) на початкових етапах росту та розвитку паростків мікрозелені гороху та збільшення його біомаси на 6% порівняно з контролем.

Посилання

Rawat K., Pahuja A., Sharma R., Jain M. Microgreens: Acceptance and perception of consumers // Annals Arid Zone. – 2024. – Vol. 63, no 4. – P. 145–152. https://doi.org/10.56093/aaz.v63i4.147908

Khan D., Dar Z. M., Dey P., Amir M., Moinuddin, Kumar D., Mushtaq I., Narayan S., Hussain S. Microgreens: a new class of vegetable with superfood potential // Am. J. Biomed.Sci. Res. – 2024. – Vol. 24, no 1. – P. 1–4. https://doi.org/10.34297/AJBSR.2024.24.003151

Xiao Z., Lester G. E., LuoY., Wang Q. Assessment of vitamin and carotenoid concentrations of emerging food products: edible microgreens // J. Agricultural Food Chem. – 2012. – Vol. 60, no 31. – P. 7644–7651. https://doi.org/10.1021/jf300459b

Senevirathne G., Gama-Arachchige N., Karunaratne A. Germination, harvesting stage, antioxidant activity and consumer acceptance of ten microgreens // Ceylon J. Sci. – 2019. – Vol. 48, no 1. – P. 91–96. https://doi.org/10.4038/cjs.v48i1.7593

Trunova O.K. The role of chelate coordination compounds of biogenic metals in the vital activity of plants // Ukr. Chem. J. – 2022. – Vol. 88, no 12. – P. 91–138. https://doi.org/10.33609/2708-129X.88.12.2022.91-138

Poudel P., Connolly E., Kwasniewski M., Lambert J., Francesco D. G. Zinc biofortification via fertigation using alternative zinc sources and concentration levels in pea, radish, and sunflower microgreens // Scientia Horticulturae. – 2024. – Vol. 331. – Article 113098. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113098

Balachandrakumar V., Sowmiya K., Shofiya M., Gopika K., Nithika M. Impact of nano DAP and Zn EDTA on cowpea growth and yield // Int. J. Plant Soil Sci. – 2024. – Vol. 36, no 6. – P. 317–326. https://doi.org/10.9734/ijpss/2024/v36i64634

Dawood M., Abdel-Baky Y., El-Awadi M., Bakhoum G. Enhancement quality and quantity of faba bean plants grown under sandy soil conditions by nicotinamide and/or humic acid application // Bull. Natl. Res. Cent. – 2019. – Vol. 43, no 28. https://doi.org/10.1186/s42269-019-0067-0

Organogermanium Compounds: Theory, Experiment, and Applications. Edited by V. Ya. Lee. – New Jersey: Wiley. 2023. 928 р.

Keith L., Maples-Reynolds N. Chapter 13 – Germanium. Handbook on the toxicology of metals (fifth edition). – New York : Academic Press, 2022. – P. 289–316. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-822946-0.00012-x

Martsynko O. E. Coordination and supramolecular chemistry of complex anions of germanium(IV), tin(IV) with complexones and hydroxycarboxylic acids // Abstract of the dissertation … doctor of chemical sciences. – Kyiv, 2014. – 41 p. [in Ukrainian].

Seifullina I. I., Martsynko O. E., Chebanenko O. A., Dyakonenko V. V., Shishkina S. V., Pesaroglo O. G. Synthesis, molecular and crystal structure of heterometallic Cu(II)-Ge(IV) complex with 1,3-diamino-2-hydroxypropane-N,N,N’,N’-tetraacetic acid and 2,2-bipyridine // Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. – 2020. – No 6. – P. 159–164. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2020-133-6-159-164 [in Ukrainian].

Chebanenko O. A., Seifullina I. I., Martsynko O. E. Mixed ligand-heterometallic complexes Ge(IV)-M2+ (Mn, Fe, Co, Ni, Zn) with 1,3-diamino-2-hydroxypropane- N,N,N’,N’-tetraacetic acid // Visn. Odes. nac. univ., Him. – 2021. – Vol. 26, no 3(79). – P. 37–44. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.3(79).240751 [in Ukrainian].

Pat. 121794 Ukraine. Ammonium ethylenediaminetetraacetategermanate (IV) with growth-stimulating activity / I. I. Seifullina, O. E. Martsynko, O. A. Chebanenko, O. G. Pesaroglo, O. P. Pozharitsky; – No a201806203. Appl. 04.06.2018; Publ. 07.27.2020, Bull. no 14. [in Ukrainian].

AOAC (2000) Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 17th Edition, Washington DC.

Bellamy L. J. The Infra-red spectra of complex molecules. London: Chapman and Hall, 1975. – 433 p. https://doi.org/10.1007/978-94-011-6017-9

ІR spectrum of ethylenediaminetetraacetic acid https://www.chemicalbook.com/SpectrumEN_60-00-4_IR1.htm

ІR spectrum of 1,3-diamino-2-hydroxypropanetetraacetic acid https://www.chemicalbook.com/SpectrumEN_3148-72-9_IR1.htm

ІR spectrum of nicotinamide https://www.chemicalbook.com/SpectrumEN_98-92-0_IR1.htm

Isotope distribution calculator and mass spec plotter. https://www.sisweb.com/mstools/isotope.htm

Sobolev O. I., Gutyj B. V., Sobolieva S. V., Borshch O. O., Kushnir I. M., Petryshak R. A., Naumyuk O. S., Kushnir V. I., Petryshak O. Y., Zhelavskyi M. M., Todoriuk V. B., Sus H. V., Levkivska N. D., Vysotskij A. O., Magrelo N. V. A review of germanium environmental distribution, migration and accumulation // Ukr. J. Ecol. – 2020. – Vol. 10, no 2. – P. 200–208. https://doi.org/10.15421/2020_86

McMahon M., Regan F., Hughes H. The determination of total germanium in real food samples including Chinese herbal remedies using graphite furnace atomic absorption spectroscopy // Food Chem. – 2006. – Vol. 97, no 3. – P. 411–417. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.018

Ivanitsa L. A., Klimkina A. Ju., Chmilenko T. S., Chmilenko F. A. Determination of tin and germanium with nonylfluorone and polymeric flocculants in plant materials // Visnyk Dnipropetrovs’kogo universytetu. Serija Himija. – 2016. – Vol. 24, no 1. – P. 27–35. https://doi.org/10.15421/081605 [in Russian].

Siwulski M, Budzyńska S, Rzymski P, Gąsecka M, Niedzielski P, Kalač P, Mleczek M. The effects of germanium and selenium on growth, metalloid accumulation and ergosterol content in mushrooms: experimental study in Pleurotus ostreatus and Ganoderma lucidum // Eur. Food Res. Technol. – 2019. – Vol. 245. – P. 1799–1810. https://doi.org/10.1007/s00217-019-03299-9

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-25

Як цитувати

Печінка, Д. М., Фінік, О. А., Пєсарогло, О. Г., Фадєєв, Є. М., Сейфулліна, І. Й., & Марцинко, О. Е. (2024). ОНІЄВІ ДІАМІНОТЕТРАКАРБОКСИЛАТИ ГЕРМАНІЮ(IV): СИНТЕЗ, БУДОВА, ЗАСТОСУВАННЯ. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 29(2(88), 37–49. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322128

Номер

Том 29 № 2(88) (2024)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.