Новые pH-чувствительные спиновые зонды и метки : синтез и свойства

• Автор: Полиенко, Юлия Федоровна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.

Список использемых сокращений

Глава 1. рНЧувствительные нитроксильные радикалы структурные требования, проблемы молекулярного дизайна и синтетические подходы. Литературный обзор

1. Метод рНчувствительного спинового зонда общие положения

2. Синтез нитроксильных радикалов с рНзависимым ЭПР спектром

2.1. Производные 2имидазолин 1оксила иминонитроксильные радикалы

2.2. Производные 3имидазолин 1оксила

2.3. Нитроксильные радикалы ряда имидазолидина.

2.4. Нитроксильные радикалы других типов.

Глава 2. Усовершенствованная методика синтеза 1гидрокси2,2,5,5тетраметилЗимидазолинЗоксида диамагнитного предшественника
2,2,5,5тетраметил3имидазолин3оксид1оксила
Глава 3. Синтез 42Рэтиламино2,2,5,5тетраметил3имидазолин1оксилов
3.1. Нуклеофильное замещение атома брома в 12бромоэтил6оксил5,5,7,7тетраметилтетрагидроимидазо5Ь1,2,4оксадиазол2оне
3.1.1. Спектры ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов
3.2. Термолитическое и нуклеофильное раскрытие оксадиазолонового гетероцикла в 1Р6оксил5,5,7,7тетраметилтетрагидроимидазо1,5Ь1,2,4оксадиазол2онах
3.2.1. Термолитическое раскрытие оксадиазолонового гетероцикла
3.2.2. Нуклеофильное раскрытие оксадиазолонового гетероцикла
3.3. Нитроксильные радикалыдисульфиды с рНзависимым спектром
ЭПР и их использование для исследования свойств золотых
наночастиц
Глава 4. Синтез М.Ыдизамещенных 4амино2,2,5,5тетраметил3имидазолин1оксилов через алкилирование диамагнитных 4Рамино
1,2,2,5,5пентаметилЗимидазолинов
Глава 5. Экспериментальная часть .
Выводы.
Приложение.
Благодарности
Литература


С использованием данных подходов синтезирован целый ряд новых нитроксильных радикалов, содержащих разнообразные функциональные группы в заместителе у экзоциклического атома азота амидиновой группировки. Предложен метод расщепления оксадиазолонового фрагмента слабоосновными нуклеофилами, не затрагивающий функциональные группы, чувствительные к атаке такими нуклеофильными реагентами, как ИаОН и СН3ОЫа. Усовершенствована методика синтеза 1гидрокси2,2,5,5тетраметил3имидазолин3оксида. Литературный обзор посвящен структурным требованиям, проблемам молекулярного дизайна и синтетическим подходам к синтезу нитроксильных радикалов с рНзависимым спектром ЭПР. Работа выполнена в Лаборатории азотистых соединений Новосибирского института органической химии СО РАН. Часть работы выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 2 и СИЭР РС1МО, за что автор выражает свою признательность данным фондам. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. ДМФА . ДЦК . НЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ НИТРОКСИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЫ СТРУКТУРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРОБЛЕМЫ МОЛЕКУЛЯРНОГО ДИЗАЙНА И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ. Почти три десятилетия прошло с момента, когда был создан метод рНчувствительного спинового зонда метод определения локальных концентраций протонов при помощи спектроскопии ЭПР. За эти годы метод превратился в мощный аналитический инструмент со множеством применений. Физикохимические, биофизические и биомедицинские аспекты использования метода уже неоднократно являлись предметом скурпулезно написанных литературных обзоров факт, сам по себе свидетельствующий о неизменном интересе к обсуждаемому предмету. Целью данного литературного обзора является желание автора показать то, что до сих пор оставалось без внимания а именно, насколько важна структура нитроксильного радикала, чтобы вызвать те изменения в спектре ЭПР, которые делают возможным существование самого подхода. В частности, автор намерен проследить ход эволюции структуры нитроксильных радикалов с рНзависимым ЭПР спектром, которая привела в итоге к тем молекулам, которые в настоящее время составляют основу метода. В обзоре будут кратко затронуты теоретические основы метода рНчувствительного спинового зонда в частности, то, как протонирование нитроксильного радикала влияет на магнитные параметры его ЭПР спектра. Основное внимание в обзоре будет уделено тем особенностям структуры нитроксильных радикалов, которые делают магнитные параметры их спектров ЭПР восприимчивыми к изменениям в ионном состоянии молекулы, а также синтетическим методам, приводящим к образованию такого рода структур. ПОЛОЖЕНИЯ. Метод определения концентрации протонов при помощи спектроскопии ЭПР основан на различии спектров протонированной и непротонированной форм рНчувствительного спинового зонда соединений ряда стабильных нитроксильных радикалов. При протонировании спинового зонда происходит уменьшение константы СТВ сверхтонкого взаимодействия и увеличение дфакгора . Рисунок 1 демонстрирует влияние изменений среды на спектр ЭПР нитроксильного радикала производного имидазолидина 1 1. В спектре ЭПР, зарегистрированном при частоте 9. ГГц Хдиапазон в интервале от 3 до 56, высокополевая линия расщепляется на две разрешенные компоненты, относительные интенсивности которых обратимо изменяются с изменениями Рис. А. Такой вид спектра объясняется суперпозицией двух спектров ЭПР, состоящих из трех линий и отличающихся константами СТВ и дфакторами. Использование спектрометров с более высокой рабочей частотой позволило обнаружить расщепление также и средней линии спектра ГГц, СЬдиапазон Рис. В или всех трех линий 0 ГГц, Рдиапазон. Было достоверно показано 1, что наблюдаемый эффект связан с протонированием атома азота 3 в радикале 1 и различием констант СТВ ам и дфакторов для форм И и РН. Наблюдаемые в спектрах изменения можно объяснить, представив нитроксильный фрагмент в виде двух предельных структур А и В Рис. В частности, при протонировании атома 3 или введении электроноакцепторного заместителя в молекулу нитроксильного радикала происходит увеличение вклада структуры А Рис. СТВ.