Синтез и физико-химические свойства МЕЗО-алкилзамещенных тетрабензопорфиринов и их металлокомплексов

• Автор: Якубов, Леонид Александрович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 120 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1. Методы синтеза тетрабензопорфирина и его металлокомплек

1.2. Методы синтеза дгездарилзамещенных тетрабензопорфиринов и их металлокомплексов

1.3. Методы синтеза лезоалкилзамещеиных тетрабензопорфири нов и их металлокомплексов

1.4. Физикохимические свойства тетрабензопорфиринов

1.4.1. Электронные спектры поглощения

1.4.2. Спектры ядерного магнитного резонанса

1.4.2. Термическая устойчивость тетрабензопорфиринов

1.4.3. Электрохимические и электрокаталитические свойства пор фиринов

1.4.4. Каталитические свойства порфиринов в реакциях окисления непредельных соединений органическими пероксидами

2. Экспериментальнометодическая часть

2.1. лездТетраалкилтетрабеизопорфирины и их комплексы с цин ком
2.2. дгезотрднсДиалкилтетрабензопорфирины и их комплексы с цинком
2.2.1. Синтез исходных соединений
2.2.2. дездтрдсДиалкилтетрабензопорфиринаты цинка
2.2.3. дезджрдДиалкилтетрабензопорфирины
2.3. дезолрдлсДиарилдиалкилтетрабензопорфирины и их ком плексы с цинком
2.3.1. Синтез исходных соединений
2.3.2. дездтрдкоДиалкилдиарилтетрабензопорфирипаты цинка
2.3.3. дздтрдсДиалкилдиарилтетрабензопорфиринЬ1
2.4. лездГексадецилокситетрабензопорфиринаты цинка
2.4.1. Гексадецилоксиуксусная кислота
2.4.2. лдздмрдДигексадецилокситетрабензопорфиринат цинка
2.4.3. дездТетрагексадецилокситетрабензопорфиринат цинка
2.5. Комплексы лезяалкилтетрабензопорфиринов с медью, пике лем, кобальтом и железом
2.5.1. лезоТетраметил и дезотансдиметилтетрабензопорфири наты меди, никеля, кобальта, железа
2.5.2. дзоТетрагексадецил и лезотршсдигексадецилтетра бензолорфиринаты меди, никеля, кобальта, железа
2.6. Методики исследований
2.6.1. Электронная и колебательная спектроскопия
2.6.2. ЯМР 1Н спектроскопия
2.6.3. Элементный анализ
2.6.4. Хроматомассспектрометрия
2.6.5. Массспектрометрия
2.6.6. Исследование термоокислительной деструкции
2.6.7. Исследование растворимости
2.6.8. Электрохимические исследования
2.6.9. Исследование каталитических свойств дезоалкилтетрабензо порфиринатов железа в реакциях окисления непредельных субстратов
3. Обсуждение результатов
3.1. Синтез .ибзотетраалкилтетрабензопорфирипов и их металло комплексов
3.1.1. дезоТетраалкилтетрабензопорфирины и их комплексы с цинком
3.1.2. Синтез несимметричных дезоалкилтстрабензопорфиринои
3.1.2.1. лез0мянбДиалкилтетрабензопорфирины и их комплексы с цинком
3.1.2.2. дезоласДиалкилдиарилтетрабензопорфирины и их комплексы с цинком
3.1.2.3. дгезоАлкокситетрабензопорфиринаты цинка
3.1.3. Металлокомплексы дезоалкилтетрабензопорфиринов
3.2. Физикохимические свойства ,иезоалкилзамешенных тетрабен зопорфиринов и их металлокомплексов
3.2Л. Электронные спектры поглощения
3.2.2. Термоустойчивость цинковых комплексов дезоалкилтетра бензопорфиринов
3.2.3. Растворимость мезоалкилзамещенных тетрабензопорфири натов цинка в толуоле
3.2.4. Электрокаталитические свойства металлокомплексов мезоалкилзамещенных тетрабензопорфиринов
3.2.5. Каталитические свойства мезоалкилзам еще иных тетрабензопорфиринатов железа в реакциях окисления непредельных субстратов
3.2.6. лезоАлкилтетрабензопорфирины в качестве жирорастворимых красителей
Литература
Введение


Разработаны методы синтеза новых мезотранс диалкилтетрабензопорфиринов, дезднсдиалкилдиарилтетрабензопорфиринов и дезоалкокситетрабензопорфиринов различного сфоения, обеспечивающие их доступность для различных исследований. Впервые получены комплексы меди, никеля, кобальта, железа с мезоалкилзамещенными тетрабензопорфиринами. Впервые изучена устойчивость ряда комплексов цинка с дезоалкилтетрабензопорфиринами к термоокислителыюй деструкции. В работе установлена количественная зависимость растворимости мезоалкилтетрабензопорфиринатов цинка в толуоле от числа и протяженности заместителей. Научная и практическая значимость. Установлено, что комплексы железа с лезоалкилтетрабензопорфиринами в реакции аллильного окисления циклогексена бутилпероксидом обладают высокой активностью и селективностью. Некоторые лезоалкилтетрабензопорфиринаты цинка предложены в качестве красителей для полимерных материалов. Апробация работы. Основные материалы диссертации представлены и получили положительную оценку на Всероссийской научной конференции Природные макроциклические соединения и их синтетические аналоги г. Сыктывкар, , на III Региональной конференции молодых ученых Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем Крестовские чтения г. Иваново, , V Ii i i , , Научных конференциях фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых Молодая наука в классическом университете г. Иваново, , на й Научнотехнической конференции студентов, магистрантов и аспирантов, посвященной летию Ярославля г. Ярославль, , VII Международной научной конференции Лиотропные жидкие кристаллы и наноматериалы Иваново, . Работа выполнялась в соответствии с ЕЗН ИГХТУ по темам Разработка методов синтеза новых аналогов природных порфиринов макрогетероциклических соединений, модифицированных по периферии, их предшественников. Минобразования и науки РФ, грант РНП 2. ФЦП Научные и научнопедагогические кадры инновационной России на годы ГК 0. Публикации. Основные материалы исследований представлены 8 статьями в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патентом РФ, а также тезисами 8 докладов. Химия тетрабензопорфирипов начинает развиваться с х годов XX столетия. Си, Ре или их солей . Почти одновременно Хелбсргер, изучая взаимодействие оцианоацетофенона 3 с порошком железа в кипящей смеси пиридина и хинолина, впервые получил с незначительным выходом тетрабензопорфиринат железа 4 с примесью комплексов железа с теграбензомоноазапорфирином 5 и тетрабензодиазапорфирином 6 . Низкий выход целевого продукта и сложность разделения смеси делают эту реакцию малопригодной для синтеза металлокомплексов тетрабензопорфирина. Гораздо лучшие результаты были получены при использовании 3метилфталимидина 7, который при 0 С с ацетатами цинка, железа и марганца, а также с порошками магния или цинка образует соответствующие металлокомплексы тетрабензопорфирина с выходами до . А,,
ЗМетиленфталимидин 8 и окарбамоилбензоилуксусная кислота 9 также реагируют с магнием, ацетатами магния и цинка при 0 С с образованием соответствующих метатлокомплексов . В качестве исходных веществ для синтеза металлокомплексов тетрабензопорфирина были испытаны и другие производные изоиндола, например, метиловый эфир 3карбоксиметилфталимидина и фталимидин . Однако вес эти соединения при нагревании с ацетатом цинка не дали удовлетворительных выходов комплекса цинка с тетрабензопорфирином . Так, незамещенный фталимидин с ацетатом цинка дает комплекс с выходом только 0. Фталимид в аналогичных условиях образует смесь комплексов цинка с тетрабензопорфирином и тетрабензомоноазапорфирином, а с ацетатом железа комплекс 4 0. Источником метиновых групп в этой реакции является ацетатион, что подтверждается отсутствием образования порфиринов при использовании цинка или его оксида. Образование азапорфирина связано с термолизом фталимида с выделением аммиака, следствием чего является возможность образования иминопроизводных фталимида. Несколько позже Лиистед опробовал в качестве изоиндологена 3карбоксиметилфталимидин . При сплавлении этого соединения с ацетатом цинка при 0С в течение 4 ч в атмосфере гелия выход целевого продукта достигает .