Ацилирование мезо-фенилзамещённых порфиринов

• Автор: Сальникова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание

Введение
Перечень используемых сокращений
Глава 1 - Литературный обзор
1. Методы получения л/езо-фенилпорфиринов
1.1. Синтез порфиринов из пирролов со свободными а-положениями и альдегидов
1.2. Использование биладиенов в синтезе порфиринов
1.3. Синтезы на основе дипирролилметанов
2. Реакция ацилирования
3. Методы ацилирования порфиринов
3.1. Хлорангидридный метод
3.2. Ангидридный метод
3.3. Метод с использование кислот и Ы,И-карбонилдиимидазола (КДИ)
3.4. Метод с использованием кислот и дициклогексилкарбодиимида (ДЦГК)
3.5. Метод ацилирования карбоновыми кислотами с другими производными диимидов
3.6. Метод ацилирования кислотами с другими активирующими реагентами
Глава 2 - Обсуждение результатов
2.1. Синтез исходных порфиринов
2.2. Ацилирование окси- и аминофенилпорфиринов
2.3. Ацилирование карбоксифенилпорфиринами спиртов и аминов
2.4. Спектральные свойства синтезированных порфиринов
Глава 3 - Экспериментальная часть
Выводы
Список цитируемой литературы

Введение.
Актуальность темы. Порфирины - это соединения, обладающие уникальными свойствами, определяющими их применение в различных областях науки и техники. Порфирины имеющие фенильные кольца в мезо-положениях (.мезо-фенилпорфирины) наиболее известны и доступны, так как их можно получить с высокими выходами конденсацией альдегидов с пирролом или его линейными производными (дипирролилметанами или биладиенами). Такие порфирины находят широкое применение в биологических исследованиях и в качестве медицинских препаратов [1-6]. В настоящее время многие порфирины рассматриваются в виде препаратов, использующихся в фотодинамической терапии рака [7,8,9,10,11], как фотосенсибилизаторы [12,13,14], для изучения биологических систем [15,16,17,18,19], флюоресценции [20,21] или фотоиндукции порфиринов [22,23] и при использовании в качестве катализаторов [24].
Активные группы в фенильных кольцах фенилпорфиринов можно модифицировать, что позволяет получать порфирины с заместителями способными к взаимодействию с внутренним порфирино-вым реакционным центром содержащим атом металла и привязки порфиринов к различным носителям. Порфирины с активными группами являются основой для образования разнообразных наноструктур и сложных супрамолекулярных ансамблей.
Модификация амино-, окси- и карбоксигрупп в фенильных кольцах замещенных порфиринов может осуществляться их ацилированием. Процесс ацилирования может идти по амино- или окси-группе или в качестве ацилирующего средства может выступать сам порфирин, где в качестве активной выступает карбоксигруппа.
В данной реакции могут использоваться различные ацилирующие агенты, например, хлоран-гидриды [25,26,27], ангидриды [28,29,30] или сами кислоты [8,12,18]. Применение в качестве ацилирующего средства кислот позволяет избежать дополнительной стадии получения их производных. Однако, этот (кислотный) метод требует использования в синтезе активирующих реагентов. В их качестве могут выступать различные диимиды [20,23, 31] или другие соединения [32,33,34].
В связи с большим разнообразием существующих методов нам представляется важным разработать общие методы ацилирования порфиринов с активными группами, позволяющие получать соединения, содержащие порфириновые остатки с различными свойствами.
Работа выполнялась в соответствии с основным научным направлением Ивановского государственного химико-технологического университета — (синтез и исследование макрогетероциклических и высокомолекулярных соединений и композиционных материалов на их основе) в рамках Государ-ственного задания Министерства образования Российской Федерации и при поддержке гранта Президента Российской Федерации на государственную поддержку ведущих научных школ (проект № НШ-6245.2014.3), гранта РНФ (соглашение №14-23-00204).

Цели и задачи. Целью настоящей работы является разработка оптимальных методов ацилиро-вания лшзо-фенилпорфиринов с различными заместителями. Достижение поставленной цели включает решения ряда задач:
1. Синтез исходных порфиринов с активными группами.
2. Подбор условий реакции ацилирования /^-незамещенных и /?-алкилзамещенных порфиринов:
а. по оксигруппе лгезо-фенильного остатка.
б. по аминогруппе лгезо-фенильного остатка.
3. Подбор условий реакции ацилирования //-незамещенными и //-замещенными карбоксифенил-
порфиринами спиртов.
Научная новизна. С использованием реакции ацилирования синтезирован ряд новых порфи-риновых соединений. Подобраны условия проведения реакции ацилирования по амино-, окси- и карбоксигруппам лшзо-фенилпорфиринов (время, температура, растворитель, количество катализатора и активирующего реагента).
Теоретическая и практическая значимость. Оптимизирован метод ацилирования для амино-, окси- и карбоксигрупп, подобраны условия реакции. Применение данного метода позволило получить новые ацилпорфирины.
Методология и методы исследования. При получении порфиринов и других соединений были использованы методы классического органического синтеза. Для характеристики этих соединений в данной работе использовались спектроскопические методы исследования (ЭСП, ИК и 'Н ЯМР спектроскопия). Чистота и индивидуальность соединений доказаны методом ТСХ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 11 таблиц, 113 схем, 19 рисунков и список литературы из 118 наименований.
Положения, выносимые на защиту. Оптимизация условий реакции ацилирования окси-, ами-нофенилпорфиринов карбоновыми кислотами и ацилирования карбоксифенилпорфиринами спиртов и аминов.
Степень достоверности и апробация результатов. Основные результаты работы были представлены на международной конференции в Корее (7 International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-7)). Korea. Jeju.2012), Международной молодежной научной школе «Химия порфиринов и родственных соединений» в рамках фестиваля науки (Иваново 2012), на 9-ой всероссийской конференции «Химия Фтора» (Москва 2012), на научной конференции молодых ученых «Жидкие кристаллы и наноматериалы» (Иваново 2013) и региональной студенческой научной конференции ДНИ НАУКИ - 2013 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» (Иваново
2013), на IX научной конференции молодых ученых «Жидкие кристаллы и наноматериалы» (Иваново
2014), на Российском семинаре по химии порфиринов и их аналогов (Иваново 2014).

Схема
Взаимодействием 5-(4’-гидроксифенил)-10,15,20-трис-(4”-толил)порфирина 169 с соединением 170 в присутствие ДЦГК и ДМАП в осушенном ТГФ при перемешивании под азотом сначала при 0°С, а затем при комнатной температуре в течение 25 часов был получен ацилпорфирин 171 (схема 54). Выход соединения 171 составил 93% [91].
Схема
Был проведён синтез ряда соединений 172 ацилированием аминофенилпорфиринов 173 с помощью различных хлорангидридов в присутствии N-этилдиизопропиламина (ИПЭА) в хлористом метилене (схема 55). Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре, защищая от света, в течение суток [92].