КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ НИКЕЛЯ(II) С 2-АМИНО-3 (2-АМИДАЗОЛИЛ) ПРОПАНОВОЙ КИСЛОТОЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2013. Вып. 2
ФИЗИКА И ХИМИЯ

УДК 541.49 + 543.420.62

Н.С. Булдакова, В.И. Корнев

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ НИКЕЛЯ(II) 
С 2-АМИНО-3 (2-АМИДАЗОЛИЛ) ПРОПАНОВОЙ КИСЛОТОЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Представлены 
результаты 
исследования 
комплексообразования 
в 
системе 
никель(II)
– 
2-амино-3

(2-амидазолил) пропановой кислотой (гистидин, HHis) с использованием спектрофотометрического и потенциометрического методов в интервале 0 < pH < 11,0. Установлен состав, области значений pH существования, а 
также долевое распределение комплексов в зависимости от кислотности среды. Экспериментальные данные 
обработаны с помощью математических моделей, позволяющих оценить возможность существования в растворе различных комплексных частиц и выделить из них те, учет которых достаточен для воспроизведения экспериментальных данных. 

Ключевые слова: никель(II), комплекс, гистидин, спектрофотометрия, константа устойчивости.

Как и любая α-аминокарбоновая кислота гистидин содержит в своем составе группы, обладаю
щие кислотными (карбоксильная) и основными (аминные) свойствами. В результате диссоциации и 
протонирования молекула гистидина претерпевает внутримолекулярную перегруппировку, приводящую к образованию цвиттер-иона. Являясь амфотерным соединением в водных растворах, диполярный ион может как присоединять, так и терять протоны. Особенностью гистидина является то, что 
его цвиттер-ион может присоединять не один, а два протона, что объясняется наличием в его молекуле имидазольного гетероцикла, пиридиновый атом которого является нуклеофильным центром [1; 2]:

При комплексообразовании с металлами в кислой среде проявляется монодентатная координа
ция по карбоксилатному кислороду, затем взаимодействует имидазольный атом азота и в последнюю 
очередь идет связывание атома азота аминогруппы. Такая последовательность образования связей 
гистидина с металлом согласуется с порядком значений pKa и выведена из ИК-спектров (pKCOOH = 
1,82, pKHim+ = 6,00, pKNH2 = 9,16 [3; 4]).

Однако такой порядок связывания гистидина с металлами не всегда соблюдается. Основной 

причиной этого является значительное увеличение ЭСКП при комплексообразовании. Показано, что 
при взаимодействии платины(II) и палладия(II) связываются аминный и имидазольный атомы азота 
вместо карбоксильного кислорода и имидазольного азота.

Второй причиной несоблюдения последовательного образования связей является то, что гисти
дин в данном случае должен образовывать семичленный хелатный цикл, крайне редко встречающийся в комплексных соединениях [5].

Установлено, что при 4,0 < pH < 11,0 в растворе Ni(II)–HHis образуются октаэдрические ком
плексы мольного состава 1 : 1 и 1 : 2, в которых гистидин проявляет себя как тридентатный лиганд 
[5]. В работе [6] приведены константы устойчивости комплексов [NiHis]+ и [NiHis]2, которые соответственно равны lgβ1 = 8,69 и lgβ2 = 15,52 (для I = 0,01, KCl). В рассматриваемых работах не были 
установлены границы pH существования комплексов, не изучено влияние концентрации гистидина на 
сдвиг равновесия и выход комплексов, а также не проведена статистическая обработка полученных 
констант.

В настоящей работе спектрофотометрическим методом изучен характер равновесий в системе 

Ni(II)–HHis–H2O. Обработка экспериментальных данных проведена с использованием строгих математических моделей с учетом полноты всех реализующихся в исследуемой системе равновесий. 
Применение спектрофотометрического метода даст возможность выявить несколько предложенных 
химических моделей. Выбрав оптимальные длины волн, можно добиться того, что каждая из образо