Studium formační a disociační kinetiky komplexů lehkých lanthanoidů s pyridin-N-oxidovým DO3A derivátem

Bc. Jana Huserová

Bachelor's thesis

Formation and dissociation kinetics study of light lanthanide complexes with pyridine-N-oxide DO3A ligand

Abstract:

Byla prostudována disociační a formační kinetika Ce3+ a Yb3+ komplexů s makrocyklickým ligandem H3do3a-pyNox. Ze získaných experimentálních dat disociačních reakcí(t = 25 – 70 st. C, I = 3 M (H,Na)ClO4) byly pro jednotlivé komplexy vypočítány aktivační parametry. Z jejich vzájemného porovnání lze odvodit, že yterbitý komplex je kineticky inertnější a termodynamicky stabilnější než ceritý komplex, což lze vysvětlit s jejich iontovými poloměry. Yterbium(III) má menší iontový poloměr než cer(III), proto jej ligand lépe obklopuje a komplex pak pomaleji disociuje. Cer(III) je naopak větší a jeho komplex s ligandem H3do3a-pyNox se snadněji rozkládá. Bylo zjištěno, že hodnoty aktivačních parametrů klesají s rostoucím protonovým číslem lanthanoidů. Izokinetická závislost aktivační enthalpie na aktivační entropii potvrzuje, že disociační reakce studovaných Ln(III) komplexů probíhá stejným reakčním mechanismem. Z vyhodnocených experimentálních dat studia formační kinetiky (pH = 4,5 – 6, I = 0,1 M KCl) plyne, že yterbitý komplex vzniká rychleji než ceritý (opět souvisí s menším iontovým poloměrem Yb3+ iontu). Dále byla jako nejreaktivnější částice formační reakce komplexů určena HL2- species, jejichž rychlostní konstanta je mnohonásobně vyšší než rychlostní konstanta částice H2L- (kHL / kH2L ~ 10000 - 40000). Získáná data prokazují, že Ln(III) komplexy s ligandem H3do3a-pyNox jsou termodynamicky stabilní a kineticky inertní a je možné jejich eventuální použití v medicínské a diagnostické chemii.

Abstract:

Dissociaciation and formation kinetics of Ce3+ a Yb3+ complexes with macrocyklic ligand H3do3a-pyNox. Yb(III) complex is much kinetically inert and termodynamically stabile than Ce(III) complex as consequence of decrease of lanthanide(III) ion diameter. Activation parameters values also decrease with increasing proton number of Ln(III) ions. Dissociation reaktion of studied Ln(III) complexes is taking place by the same reaktion mechanism. Yb(III) complex is formed faster than Ce(III) one and the most reactive HL2- species is reacting faster than H2L- species (kHL / kH2L ~ (1- 4). 104). Ln(III) complexy of H3do3a-pyNox ligand are suitable for application in medical and diagnostic chemistry.

Keywords

macrocyclic complexes, cyclen derivatives, acetate and N-pyridine-oxide complexes, lanthanide(III) complexes, dissociation and formation kinetics

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2007
• Supervisor: prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Chemistry