Синтез и свойства фотохромных и люминесцентных полиаминокислот

• Автор: Сюй Чжон
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ЕОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Свето- и фоточувствительные полипептиды
1.1 .Модифицированные полиаминокислоты для молекулярных электронных устройств
1.2.Пленкообразующие и жидкокристаллические полиаминокислоты и пептиды
1.3.Мономолекулярные пленки Лэнгмюра-Блоджетт
2 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 .Синтез и свойства фотохромных и
люминесцентных полиаминокислот
2.1.1.Модификация полиглутаминовой кислоты индолспиропиранами
2.1.2.Получение производных полиглутаминовой кислоты
и гетероциклических красителей (Е)-А пар люминофоров)
2.1.3.Синтез и свойства производных полилизина, полиглутаминовой кислоты и полиаланина, связанных с краун-эфирами
2.1.4.Образование монослоев на поверхности раздела фаз воздух/вода и мультислойных структур типа пленок Лэнгмюра-Блоджетт из синтезированных полиаминокислот
З.ЭКИПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.ВЫВОДЫ
5. ЛИТЕРАТУРА

Введение
Возрастающий интерес к фотоактивным и светочувствительным полимерным материалам связан с их возможным применением в качестве сенсоров, фотомодуляторов, в системах оптической записи и хранения информации, голографических устройствах. Полипептиды, в свою очередь, являются предметом интенсивного изучения их как составной части природных объектов. Искусственные фотохромные полипептиды могут моделировать фотоцикл бактериородопсина. Полипептидные цепи, связанные с определенными группами красителей накапливают и передают энергию электронного взаимодействия вдоль пептидной цепи, что также представляет интерес для понимания механизма действия фотосинтетических реакционных центров природных биополимеров. В качестве биомиметиков существенную роль играют пептидные производные краун-эфиров. Цвит-тер-ионные аминокислотные и пептидные производные краун-эфиров обладают общими чертами с циклическими антибиотиками и ферментами.
Полиаминокислоты, обладающие различными конформациями (клубок, а-спираль, p-структура), в зависимости от условий их стабилизации, а также имеющие дополнительные функциональные группы в боковой цепи (-СООН у глутаминовой, -NH2 у лизина), являются прекрасными и доступными моделями белковых структур для изучения их поведения в различных условиях. Способность к образованию супрамолекулярных комплексов и ансамблей, изменение их физических свойств при изменении внешних условий (фазовое состояние, УФ-облучение, изменение температуры, pH среды и т. д.) приводит к созданию так называемых «intelligent materials».
К настоящему времени достаточно широко изучаются фотохромные полипептиды, содержащие спиропираны, азосоединения, а также светочувствительные полипептиды, связанные с конденсированными цикличе-
скими соединениями типа фенантрена, антрацена, нафталина. Наиболее интересные результаты получены при исследовании фотохромных полиаминокислот, связанных со спиропиранами через кольцевой атом азота, в растворах, где отмечен реверсивный конформационный переход клубок-спираль, фотоиндуцированный раскрытием спиропиранового цикла. В настоящем исследовании впервые предложены новые структуры, в которых к полиаминокислоте присоединены оригинальные функциональные спиро-пираны через боковые заместители, что позволяет получать соединения с различной скоростью фотохромных переходов, а также расширяет набор спиропирановых производных полипептидов. Использование различных функциональных гетероциклических люминесцентных соединений, заранее подобранных как донорно-акцепторные пары безызлучательного переноса энергии, позволяет синтезировать разнообразные новые люминесцентные полиаминокислоты. Определенный интерес представляет исследование возможных путей синтеза полипептидных производных краун-эфиров, что достаточно перспективно при дальнейшем создании фото-управляемых «вентилей» с ионной проводимостью.
Учитывая то обстоятельство, что основная часть исследований фото-и светочувствительных полипептидов проводится в растворах, в данной работе предприняты попытки оценить возможности образования супрамо-лекулярных ансамблей типа пленок Лэнгмюра-Блоджетт и функционирования синтезированных соединений в указанном квазидвумерном твердом состоянии, в качестве потенциальных материалов для молекулярных электронных устройств, действующих в нанометрическом диапазоне.
Изучению условий синтеза, свойств свето-, фоточувствительных полиаминокислот (полиглутаминовой, полилизина, полиаланина), содержащих функциональные индолоспиропираны, производные нафталина, акридина, родамина, флуоресцеина, некоторые краун-эфиры, а также выявлению условий образования мультислойных структур - типа пленок Лэн-гмюра-Блоджетг - из полученных соединений посвящена настоящая рабо-

Схема 20.

Н3С СН3

С17Н35СООН дцгк, неї

Электронные спектры поглощения ЛБ-пленок имеют небольшой красный сдвиг Въ и Ьа полос нафталина по сравнению со спектром раствора. Спектр ЛБ-пленок значительно зависит от поверхности давления и типа подложки. В частности, У-тип ЛБ-пленок, полученных при высоком давлении показывали сильный Коттон-эффект, благодаря взаимодействию хромофоров. Мульти-слои, полученные методом горизонтального подъема, имеют более слабый Коттон-эффект, чем ЛБ-пленки У-типа [75].