Физические и химические свойства

По современным представлениям диоксины и родственные им соединения дибензофураны (ДБФ) составляют большую группу загрязнителей окружающей среды. Основными источниками поступления диоксина в природу служат многочисленные промышленные технологии.

К этой группе соединений относится 2,3,7,8-тетрахлордибензофуран (2,3,7,8-ТХДФ). Особое внимание это соединение привлекает своей уникальной биологической активностью и стабильностью в живых организмах и объектах окружающей среды. Этой группе соединений посвящены многочисленные исследования, которые дали возможность, в частности, построить определенный ряд активности.

Однако несмотря на длительные усилия исследователей молекулярный механизм действия дибензофуранов на биологические клетки остается до конца невыясненным.

В ранее проведенных работах методами ЯМР-спектроскопии и квантовой химии была показана существенная роль p -системы электронов комплекса при исследовании влияния сопряженных систем на клеточные фосфолипиды.

Данная работа посвящена изучению взаимодействия полихлорированных дибен-зофуранов (ПХДБФ) с фосфатидил-этаноламином (ФЭ). Исследования прово-дились методами молекулярной механики и MNDO. Образование комплексов происходит за счет взаимодействия p -системы электронов циклов с полярной группой ФЭ, значение p -системы электронов в подобных гетероциклических соединениях.

Результаты проведенных расчетов представлены в таблице 1. Как видно из таблицы, активность препарата уменьшается по мере возрастания энергии образования комплекса. Имеется корреляционная связь между энергией образования комплекса и эквивалентом токсичности.

Рассчитанное значение энергии комплексообразования имеет достаточно больщое значение и согласуется с теми экспериментальными данными о накоплении дибензофуранов в жирах.

Естественно, что на биологическую активность влияют и другие факторы. Из этих результатов является очевидным следующее: по мере увеличения энергии связи подвижность дибензофуранов уменьшается, что является одной из причин снижения активности.

В таблице 1 представлено перераспределение зарядов на некоторых атомах свободного и связанного ФЭ. Как видно из результатов, по-видимому комплекс возникает вследствие электростатического взаимодействия. При образовании комплекса происходит перераспределение заряда между атомами фосфатидилэтаноламина и дибензофурана.

Таблица 1. Изменение заряда на атомах ФЭ при образовании комплекса.

Кроме того, в работе показано образование комплекса молекулы 2,3,7,8-ТХДФ с двумя молекулами ФЭ, расположенными по одну сторону плоскости молекулы дибензофурана. При образовании этого комплекса происходит по величине более значительное перераспредение зарядов на атомах молекул фосфтидилэтаноламина, чем при образовании аналогичного комплекса с одной молекулой. Причем перераспределение зарядов на атомах обеих молекул ФЭ происходит различным образом. Наиболее значительное изменение зарядов выявлено на атомах полярной группы (N1,H2,H3,H4), а также на атомах С5 и С8. Различие в перераспределении зарядов на атомах объясняется взаимным электростатическим влиянием молекул комплекса. Энергия образования комплекса составляет 27.3 ккал/моль.

Таким образом, образование комплексов дибензофурана с фосфатидилэтеноламином сопровождается перераспределением зарядов на атомах ФЭ и изменением их электронного строения, что может повлиять на устойчивость самой мембраны и межклеточные взаимодействия.