J 2025

Thermodynamic and kinetic study of palladium(II) complexation with 1-methyl-2-mercaptoimidazole (methimazole) and their importance for structural design of metallodrugs

ŠIRŮČKOVÁ, Viktorie; Přemysl LUBAL; Josef HAMÁČEK; Libor KAPIČKA; Lars-Ivar ELDING et al.

Základní údaje

Originální název

Thermodynamic and kinetic study of palladium(II) complexation with 1-methyl-2-mercaptoimidazole (methimazole) and their importance for structural design of metallodrugs

Název česky

Termodynamické a kinetické studium Pd(II) komplexace 1-methyl-2-mercaptoimidazolu (methimazolu) and jeho důležitost pro strukturní návrh metaloléčiv

Autoři

ŠIRŮČKOVÁ, Viktorie; Přemysl LUBAL; Josef HAMÁČEK; Libor KAPIČKA a Lars-Ivar ELDING

Vydání

JOURNAL OF INORGANIC BIOCHEMISTRY, UNITED STATES, ELSEVIER SCIENCE INC, 2025, 0162-0134

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10402 Inorganic and nuclear chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.200 v roce 2024

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

DOI

UT WoS

001325204700001

EID Scopus

2-s2.0-85204802971

Klíčová slova česky

Anti-thyroidové léčivo (methimazol; tapazol); 1-methyl-2-mercaptoimidazol; rovnováhy/kinetika; protonace; komplexující vlastnosti Pd(II) iontu; metaloléčivo

Klíčová slova anglicky

Anti-thyroid drug (methimazol; tapazol); 1-methyl-2-mercaptoimidazole; Equilibria/kinetics; Protonation; Complexation properties Pd(II) ion; Metallodrug

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 31. 1. 2025 10:06, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

ORIG CZ

V originále

The acidobasic and complexing properties of 1-methyl-2-mercaptoimidazole ( Methimazole , an anti-thyroid drug) were investigated. The pKa K a 11.49 +/- 0.03 was estimated by molecular absorption spectroscopy (I = 0.10 M NaCl, t = 25.0 +/- 0.1 degrees C). This value is in good agreement with the value 11.58 +/- 0.05, obtained using the solvent- extraction technique. Theoretical (LFER and quantum chemical calculations) and experimental (1H/13C 1 H/ 13 C NMR spectroscopy) methods confirmed that the ligand prefers to be in the thion form, and the proton dissociation takes place on the nitrogen atom. Using glass electrode potentiometry, the complexation of the Pd(II) ion by the methimazole ligand occurs without the participation of protons. The best chemical model considers the [Pd (HL)]2+, [Pd(HL)2]2+ and [Pd(HL)3]2+ complex species, whose stability constants were also determined using spectroscopy and capillary zone electrophoretic (CZE) measurements. The metal complexes dissociate at -log [H+] > 7, where an uncharged palladium(II) hydroxide is formed. The formation kinetics of the palladium(II) complex with Methimazole were studied in perchloric and hydrochloric acids (I = 1.00 M, t = 15-40 degrees C) and the determined rate constants and activation parameters are consistent with literature values determined for the reactions of the Pd(II) ion with thiourea derivatives. The rate constants decrease by two orders of magnitude in both media, which can be assigned to a lower tendency of the chloride ion to dissociate from the [PdCl4]2- complex species than the water molecule from the [Pd(H2O)4]2+ ion. The presented results can be utilized for the design of new Pd and Pt metallodrugs.

Česky

Acidobasické a komplexotvorné vlastnosti anti-thyroidního léčiva, 1-methyl-2-mercaptoimidazolu = Methimazole byly zkoumány. Hodnota pKa K a 11.49 +/- 0.03 byla odhadnuta pomocí molekulové absorpční spektroscopie (I = 0.10 M NaCl, t = 25.0 +/- 0.1 st. C). Tato hodnota se shoduje s hodnotou 11.58 +/- 0.05 získanou pomocí techniky kapalinové extrakce. Teoretické (LFER a quantově-chemické výpočty) a experimentální (1H/13C 1 H/ 13 C NMR spektroskopie) metody potvrdily, že ligand se nachází preferenčne thionové formě, proto disociace protonu probíhá na atomu dusíku. Komplexace Pd(II) iontu Methimazol-ovým ligandem probíhá bez účasti protonů jak bylo ukázáno pomocí potenciometrie s použitím skleněné elektrody. Nejlepší chemický model obsahuje [Pd (HL)]2+, [Pd(HL)2]2+ a [Pd(HL)3]2+ species, jejichž konstanty stability byly určeny pomocí spektroskopických CZE měření. Pd(II) komplexy disociují při -log [H+] > 7, kde se tvoří nenabitý hydroxid palaladnatý. Formační kinetika Pd(II) komplexů Methimazolu byla studována v prostředí kyselin chloristé a chlorovodíkové (I = 1.00 M, t = 15-40 st. C) a jejich stanovené rychlostní konstanty a aktivační parametry jsou konsistentní s literárními hodnotami určenými pro reakce Pd(II) iontu s derivativáty thiomočoviny. Rychlostní konstanty se liší o dva řády pro obě média, což může být vysvětleno nižší tendenci chloridového aniontu disociovat z [PdCl4]2- komplexu než pro molekulu vody z [Pd(H2O)4]2+ iontu. Dosažené výsledky mohou být použity pro návrh nových Pd and Pt metaloléčiv.

Návaznosti

LTC20044, projekt VaV
Název: Thermodynamic and kinetic investigations of metal complexes of polydentate ligands for biomedical, analytical and industrial applications (Akronym: NECTAR_COST)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Thermodynamic and kinetic investigations of metal complexes of polydentate ligands for biomedical, analytical and industrial applications, INTER-COST
MUNI/A/1594/2023, interní kód MU
Název: Vývoj metod a instrumentace pro analýzu biologicky významných látek 2024
Investor: Masarykova univerzita, Vývoj metod a instrumentace pro analýzu biologicky významných látek 2024
MUNI/A/1691/2024, interní kód MU
Název: Vývoj metod a instrumentace pro chemickou analýzu a studium přírodních a syntetických materiálů včetně biologicky významných látek 2025
Investor: Masarykova univerzita, Vývoj metod a instrumentace pro chemickou analýzu a studium přírodních a syntetických materiálů včetně biologicky významných látek 2025
90254, velká výzkumná infrastruktura
Název: e-INFRA CZ II