Синтез, транспортные и ионофорные свойства α-аминометилфосфорилированных подандов

• Автор: Васильев, Роман Игоревич
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 113 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
I. ВВЕДЕНИЕ
II. КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ПОДАНДОВ С
ДОНОРНЫМИ ТЕРМИНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ
1. Методы синтеза
2. Комплексообразующие свойства подандов
2.1. Фосфорилсодержащие поданды
2.2. Поданды с амидной функцией
3. Электродноактивные свойства подандов
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Синтез фосфорилированных азаподандов
2. Транспортные свойства нейтральных переносчиков с а-аминофосфорильными фрагментами
2.1. Индуцированный мембранный транспорт перхлоратов и иодидов щелочных и щелочноземельных металлов
2,1.1 Сравнение ионофорных свойств подандов с терминальными фосфорильными и а-аминофосфорильными группами
2.2. Индуцированный мембранный транспорт органических кислот фосфорилированными азаподандами
3. Электродноактивные свойства фосфорилированных азаподандов
IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Синтезы азаподандов
2. Мембранный транспорт
3. Ионселективные электроды
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
I. ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.
Химия комплексов хозяин-гость является в настоящее время одной из наиболее интенсивно развивающихся и перспективных областей фундаментальной науки. Комплексообразующая способность - комплексонов -«хозяев» лежит в основе создания новых высоких технологий, таких как аналитическое использование ионселективных электродов, мембранный транспорт, направленный синтез биологически активных веществ, высокоэффективных катализаторов и т.д. Однако практически полезные свойства огромного числа синтезированных соединений до сих пор остаются невостребованными. Поэтому исследование комплексообразующих свойств уже полученных, а также поиск новых эффективных и селективных комплексонов является актуальной задачей химии.
Наиболее эффективным способом решения этой задачи является направленный синтез молекул потенциальных «хозяев» с заранее заданными комплексообразующими свойствами по отношению к тому или иному связываемому субстрату. Весьма перспективными реагентами для достижения этих целей выглядят ациклические переносчики - поданды, линейные аналоги краун-эфиров и криптандов. Зачастую не уступая макроциклическим переносчикам по комплексообразующим способностям, поданды лишены их главных недостатков - высокой стоимости и сложности синтеза, которые препятствуют повсеместному внедрению макроциклических лигандов на производстве. Кроме того, одним из главных достоинств подандов является простота введения в их структуру специфических донорных группировок, что предопределяет их возможность связываться с определёнными субстратами. Так, ациклические олигоэфиры, с концевыми азотсодержащими электронодонорными группировками широко зарекомендовали себя как эффективные комплексообразующие агенты по отношению к ионам щелочноземельных металлов. Полиэфирные поданды, содержащие концевые

фосфорильные группы, обладают лучшими комплексообразующими свойствами и высокой селективностью, нежели их аналоги, имеющие оксиэтильные фрагменты, но не содержащие атомов фосфора.
Изученные в настоящей работе новые фосфорилированные азаподанды, являясь бифункциональными аналогами а-аминофосфорильных соединений -относительно доступных и эффективных мембранных переносчиков ионов металлов и органических молекул, могут специфическим образом сочетать в себе свойства фосфорсодержащих подандов, с одной стороны, и а,ю-диаминополиэфиров - с другой.
Изучение ионофорных и мембранно-транспортных свойств а-аминофосфорильных соединений с различными заместителями у атома фосфора и азота является наиболее простым и эффективным способом определения влияния различных донорных центров, что позволит в дальнейшем применить принципы направленного синтеза и для других классов соединений.
Таким образом, синтез и исследование комплексообразующих свойств фосфорилированных азаподандов является актуальным не только по причине получения новых практически полезных веществ, но и из-за возможности предсказания комплексообразующих свойств целого класса элементоорганических соединений - бифункциональных переносчиков с терминальными а-аминофосфорильными группами.
Цель работы состоит в получении фосфорилированных азаподандов с терминальными а-аминофосфиноксидными группами, различающимися окружением у атома фосфора, и изучении их комплексообразующих свойств с органическими и неорганическими субстратами. Особое внимание было уделено поиску оптимальных путей синтеза фосфорилированных азаподандов, определению специфики влияния окружения атомов фосфора и азота на их комплексообразующие свойства с щелочными и щелочноземельными металлам, изучению различных аспектов практического применения новых

олигоэфиров. Таким образом, этот метод при всей кажущейся простоте и привлекательности также оказался малопригодным для достижения намеченных нами целей.
3. Реакция Кабачника-Филдса в системе гидрофосфорильное соединение - формальдегид - а,(й-бис(алкиламино)олигоэфирами. Этот метод представляет собой «бифункциональный вариант» классической реакции Кабачника-Филдса, схема 2:
Этот процесс был осуществлен с участием алифатических - (ди-н-амил-, ди-н-октил-, ди-н-децил-) фосфинистых и ароматической ди-п-толилфосфинистой кислот. В качестве бифункционального амина был использован N,N’ -дибутил-1,10-диаза-4,7-диоксадекан. Реакция проводилась кипячением трехкомпонентной смеси в соотношении фосфиноксид - параформ - диамин 2:2:1 в бензольном или толуольном растворе с ловушкой Дина-Старка. Полнота протекания реакции контролировалась по количеству выделившейся воды, а также методами тонкослойной хроматографии со

«свидетелями» и ЯМР Р спектроскопией.
По завершении реакции растворитель отгоняли в вакууме, вещества высушивались до постоянного веса и очищались методом колоночной хроматографии на силикагеле. Таким методом были получены соединения (I)-(IV), характеристики которых представлены в таблицах (табл. 1, 2):
R'NH О О NHR'

R=Am (III), p-Tol (IV), Oct (V), Dec (VI). R'=Bu. Схема 2. Реакция Кабачника-Филдса.