Функционализация нижнего обода n-трет-бутилтиакаликс[4]арена азотсодержащими фрагментами : синтез рецепторов и их комплексообразующие свойства по отношению к некоторым анионам и полианионам

• Автор: Галухин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ РЕЦЕПТОРЫ НА АНИОННЫЕ И ПОЛИАНИОННЫЕ СУБСТРАТЫ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1 Рецепторы на основе тетраалкиламмонийных солей. Распознавание посредством электростатического взаимодействия пары «рецептор-субстрат»
1.2 Рецепторы, содержащие амидные, мочевинные и тиомочевинные фрагменты. Распознавание посредством водородного связывания в паре «рецептор-субстрат»
1.3 Рецепторы, содержащие аммонийные и гуанидиниевые фрагменты. Связывание субстрата рецептором через электростатическое взаимодействие и водородные связи
1.4 Каталитическая активность азотсодержащих рецепторов на анионные субстраты
1.5 Распознавание ионных пар и цвиттер-ионов азотсодержащими макроциклическими рецепторами
1.6 Самосборка производных каликсарена, содержащих мочевинные фрагменты, в молекулярные капсулы
1.7 Гуанидинийсодержащие рецепторы на основе каликсарена: распознавание полианионных субстратов, трансфекционная, антибактериальная и антимикробная активность
1.8 Липидные наночастицы на основе каликсареновых производных,
взаимодействующие с анионными субстратами
ГЛАВА 2. СИНТЕЗ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ ПО НИЖНЕМУ ОБОДУ п-шретя-БУТИЛТИАКАЛИКС [4] АРЕНОВ С АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ
ПРОТОНОДОНОРНЫМИ ФРАГМЕНТАМИ И ИЗУЧЕНИЕ
ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С АНИОННЫМИ И ПОЛИАНИОННЫМИ СУБСТРАТАМИ (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)
2.1 Синтез производных я-/я/7ет-бутилтиакаликс[4]арена, содержащих аминогруппы, гуанидиниевые и фенилмочевинные фрагменты
2.1.1 Синтез функционализированных по нижнему ободу п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов с фенил мочевинными фрагментами
2.1.2 Синтез функционализированных по нижнему ободу п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов с гуанидин новыми фрагментами
2.2 Комплексообразующие и агрегационные свойства синтезированных макроциклов
2.2.1 Взаимодействие я-щре/и-бутилтиакалнкс[4]аренов с
фенилмочевинными фрагментами с анионными субстратами
2.2.2 Взаимодействие и-/ярст-бутилтиакаликс[4]аренов с гуанидиниевыми фрагментами с полнап ионным и субстратами
2.3 Липидные наночастицы на основе гуанидинийсодержащего
производного тиакаликс[4]арена
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Современной тенденцией развития органической химии является постепенное усложнение синтезируемых объектов, а также выявление качественных и количественных закономерностей, связывающих структуру соединения с проявляемыми им свойствами. В области молекулярного дизайна супрамолекулярных рецепторов, являющейся одним из наиболее динамично развивающихся направлений современной органической химии, также наблюдается тенденция перехода от изучения связывания «простых» низкомолекулярных субстратов к распознаванию биологических макромолекул.
Постепенное усложнение структуры синтетических рецепторов немыслимо без использования макроциклических соединений, играющих роль молекулярных платформ, задающих ориентацию центров связывания и определяющих селективность и эффективность взаимодействия пары «рецептор-субстрат». Одними из наиболее широко используемых молекулярных платформ являются каликсарены и тиакаликсарены, обладающие набором привлекательных свойств (возможностью функционализации верхнего и нижнего ободов макроцикла, конформационным разнообразием, синтетической доступностью). В связи с этим вызывает большой интерес разработка методик синтеза производных тиакаликс[4]аренов, отличающихся числом и пространственным расположением участков связывания, а также способных к распознаванию различных анионных и полианионных субстратов.
Несмотря на успехи исследователей в создании систем, способных к селективному связыванию и массопереносу анионных субстратов, задача распознавания поверхности полианионов (нуклеиновых кислот) до сих пор не решена. Одним из возможных её решений является применение супрамолекулярных коллоидных экзорецепторов.
Разработка принципов нековалентной самосборки производных каликсаренов с формированием монодисперсных коллоидных частиц, способных

отметить, что трансфекционная активность соединения 95 примерно в 10 раз выше, чем у его ациклического аналога 100, обладающего похожими гидрофобногидрофильными свойствами, на основании чего можно сделать вывод о большом значении предорганизующего влияния макроциклической платформы каликсарена.
Также описан синтез ряда гуанидинийсодержащих рецепторов 103-110, отличающихся размером макроциклической полости, длиной алкильного заместителя на нижнем ободе макроцикла и конфигурацией макроцикла [31]. Оказалось, что рецепторы 102-104, в которых заряженные и алкильные группы находятся по разные стороны макроцикла, способны эффективно взаимодействовать с плазмидной ДНК, придавая ей компактную конформацию. Взаимодействие каликсаренов 103-110 с ДНК было продемонстрировано методом атомно-силовой микроскопии (рис.5): отчетливое уменьшение размеров ДНК свидетельствует о том, что производные 102-104 потенциально способны переносить ДНК через клеточную мембрану, поскольку для успешной трансфекции невирусный вектор должен образовывать компактные комплексы с ДНК [60-62].
Рис.5. Изображение, полученное методом АСМ: а) свободная плазмидная ДНК; Ь) плазмидная ДНК после взаимодействия с каликсареном 102.
В 2007 году группой английских исследователей путем многостадийного синтеза был получен ряд пентакис-каликсаренов 111-114, содержащих заряженные фрагменты на верхнем ободе макроциклов, находящихся в составе ветвей дендримероподобных молекул [63]. Методом гель-электрофореза была исследована способность соединений 111-116 взаимодействовать с ДНК.