Синтез и рецепторные свойства n-трет-бутилтиакаликс[4]аренов, содержащих карбамоильные функции по нижнему ободу

• Автор: Смоленцев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Синтез, строение и химическая модификация птрстбутилтиакаликс4арена и рецепторные свойства его производных

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Синтез, строение и химическая модификация тиакаликс4арена

1.1.1. Синтез тиакаликс4аренов

1.1.1.1. Многостадийный синтез

1.1.1.2. Одностадийный синтез

1.1.2. Пространственная структура тиакаликс4аренов

1.1.3. Химическая модификация тиакаликс4арена

1Л .3.1. Модификация гидроксильных групп нижнего обода
1.1.3.1.1. Взаимодействие тиакаликс4аренов с алкилгалогенидами
1.1.3Л.2. Конформационное поведение алкилированиых производных тиакаликс4арена
1.1.3.1.3. Взаимодействие тиакаликс4арена с алкилирующими реагентами, содержащими
хслатиругащие группы
1.1.3.1.4. Получение тиакапикс4краунов
1.1.3.1.5. Получение 1,3дизамещенных эфиров конденсацией Мицунобу
1.1.3.1.6. Образование кремний и фосфорорганических производных
1.1.3.1.7. Ацилирование фенольных гидроксильных
групп тиакалнкс4арсна.
1.1.3.1.8. Получение меркаптотиакаликс4арена
1.1.3.1.9. Получение аминотиакалнкс4арена
1.1.3.2. Модификация верхнего обода и сульфидных
мостиков тиакаликс4арена
1.2. Распознавание различных низкомолекулярных субстратов рецепторами на основе тиакаликс4арсиа
1.2.1. Распознавание катионов металлов рецепторами на основе тиакаликс4арена
1.2.2. Распознавание анионов рецепторами на основе каликс4аренов Глава 2. Синтез к исследование рецепторных свойств амидов и гидразндов
на основе нбутилтнакаликс4арена
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Синтез амидов и гидразидов на основе итрешутилтиакаликс4арена
2.1.1. Получение амидов на основе инршбутилтиакаликс4арена из стереоизомеров тетракислот на основе ятрешбутилтиакаликс4арсиа
2.1.2. Получение амидов нишбутилтиакапикс4арена амииолизом тетраэфиров на основе итрембутилтиакалнкс4арсна
2.1.3. Получение гидразидов на основе лиешбутилтиакаликс4арена
2.2. Изучение экстракционных свойств тетразамещенных по нижнему ободу яттбутилтиакаликс4аренов, содержащих амидные и гидразидные фрагменты
2.2.1. Изучение экстракционных свойств третичных амидов на птрембутилтиакаликс4ареновой платформе
2.2.2. Изучение экстракционных свойств вторичных амидов на птретбутилтиакаликс4ареновой платформе
2.2.3. Изучение экстракционных свойств стереоизомеров тетрагидразида на ллрелбутилтиакал и кс 4 арена
2.3. Синтез, определение структуры и исследование рецепторных свойств производных тиакаликс4арена, содержащих нафталиновые и антраценовые флуорофорные группы
2.3.1. Молекулярные сенсоры на основе каликс4арена, реализующие фото индуцированный перенос электрона
2.3.2. Молекулярные сенсоры на основе каликс4арена, реализующие фотоиндуцированный перенос заряда
2.3.3. Молекулярные сенсоры на основе каликс4арена, реализующие резонансный перенос энергии
2.3.4. Молекулярные сенсоры на основе каликс4арена, образующие внутримолекулярный эксимер
2.3.5. Исследование спектральных свойств производных птрстбутилтиакаликс4арена, содержащих нафталиновые и антраценовые фрагменты, и их ациклических аналогов
2.3.6. Изучение влияния галогениданионов на спектры флуоресценции производных ятрюбутилтиакаликс4арена, содержащих нафталиновые и антраценовые фрагменты, и их ациклических аналогов
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Синтез и подготовка исходных реагентов и растворителей
3.2. Приборы и методы эксперимента
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
НЭП неподеленная пара электронов ЯМР ядерный магнитный резонанс
ПМР протонный магнитный резонанс
ТГФ тетрагидрофуран
ДМСО диметилсульфоксид
ДМФА диметилформамид
РСА реитгеиоструктурный анализ
гетраглим диметиловый эфир тетраэтилснгликоля
v Спектроскопия с использованием ядерного эффекта Оверхаузера ЯЭО.
i корелляционная спектроскопия
НМВС i i x константа экстракции константа связывания стехиометрия комплекса лиганджатион ТСХ тонкослойная хроматография
РСТ i фотоиндуцированный перенос заряда
i фотоиндуцированный перенос электрона
резонансный переход энергии
диэтилазодикарбоксилат ТРР трифенилфосфин
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Автор выражает сердечную благодарность своим родителям Надежде Николаевне Втюриной и Александру Владимировичу Смоленцеву за факт своего существования, ныне покойному Тимуру Максимову за первые уроки химии, своей жене, Ирине, за тепло и поддержку. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю кандидату химических наук, доценту И. И. Стойкову за руководство, внимание и помощь, своему научному консультанту, доктору химических наук, чл. РАН профессору И. С. Антипину за неоценимую помощь в постановке задач и обсуждении формы и содержания настоящего исследования. Автор хотел бы выразить искреннюю признательность сотрудникам и студентам лаборатории супрамолекулярной химии НОЦ КГУ за неоценимую помощь в проведении данного исследования. Автор выражает искреннюю и глубокую благодарность всем принимавшим участие в исследовании за интересное и плодотворное сотрудничество. Глава 1. В течение продолжительного времени химия развивалась как наука о строении и взаимопревращениях индивидуальных веществ и соединений, продуктивно применяя подход изолированной молекулы. Развитие естествознания позволило химикам в конце х годов выйти на качественно иной уровень изучения материи ассоциированных химических частиц и межмолекулярных взаимодействий. Дизайн молекулярных систем устремился к созданию ассоциатов с заданными свойствами супермолекул и организованных полимолекулярных супрамолекулярных ансамблей 1. Пионерские работы в этом направлении Ч. Педерсена, Ж. М.Лсна и Д. Крама положили начало новой области науки, лежащей на стыке химии, физики и биологии, и получившей название супрамолекулярная химия 2. Для компонентов, образующих супрамолекулярные ассоциаты, обычно применяется введенная Крамом терминология, основанная на концепции гостьхозяин или рецепторсубстрат. Но определению Крама, хозяин это органическая молекула или ион, чьи центры связывания конвергируют сходятся в комплексе, гость это молекула или ион, чьи центры связывания дивергируют расходятся в комплексе. Для образования комплекса типа гостьхозяин химическая природа центров связывания хозяина и их пространственное расположение должны быть комплементарны структуре гостя, в этом случае говорят о распознавании гостя хозяином 3. Дизайн и синтез искусственных рецепторных молекул одно из бурно развивающихся направлений современной органической химии. Конструирование рецепторных структур вызывает огромный интерес, обусловленный как их практической значимостью, так и необходимостью фундаментальных исследований процессов молекулярного распознавания. Синтетические рецепторы незаменимы в качестве базовых элементов в сенсорах, селективных переносчиках в процессах промышленного разделения методом мембранной экстракции, высокоаффинных и обратимых эффекторов и катализаторов. Одной из часто используемых молекулярных платформ для создания рецепторных структур являются калике 6, 7 и тиакаликс4арены 4, 5. Химические и рецепторные свойства тиакаликс4аренов, циклических продуктов конденсации фенолов и серы, подробно описаны в обзорных статьях Лотака ЬЬо1ак 5 и Мияио 1Муапо 4, вышедших в и годах. Конденсация фенолов и формальдегида, проводимая в различных условиях, обычно приводит к смеси олигомерных продуктов. В середине прошлого столетия 8 были выделены продукты конденсации, которым была приписана макроциклическая структура. Однако лишь в конце семидесятых годов прошлого века структура метациклофанов в твердой фазе и в растворе была окончательно установлена комплексом физических методов 9. Гуччи КиясИе при рассмотрении молекулярной модели циклического тетрамера, по форме напоминающей чашу см. Рис. Молекулярная модель каликс4арена. Корень арен подчеркивает наличие ароматических колец в макроциклической структу ре. Впоследствии данное название стали применять для обозначения макроциклов больших размеров 1пметациклофанов количество ароматических фрагментов указывается в квадратных скобках между корнями калике и арен, тип мостикового фрагмента X, рис. Мри описании функционализированных каликспаренов принято фенольные группы называть нижним ободом, а шпположение ароматических фрагментов верхним ободом.