Молекулярный дизайн, синтез и комплексообразующие свойства макроциклических рецепторов на основе функционализированных каликс[4]аренов

• Автор: Гафиуллина, Лилия Ильдаровна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 166 с. : ил.

1.1. Макроциклическис полиамины

1.2. Протонированные гетероциклы

1.3. Рецепторы, содержащие гуанидиниевый и амидинисвый фрагменты

1.4. Рецепторы, содержащие мочевинный и тиомочевинный фрагменты

1.5. Рецепторы, содержащие амидный фрагмент

1.6. Рецепторы, содержащие амидопиридиновый фрагмент

1.7. Рецепторы, содержащие металлокомплексные фрагменты

1.8. Рецепторы на основе циклодекстрннов и каликсарснов Глава 2. Молекулярный дизайн и изучение комплексообразующих свойств синтетических рецепторов на основе каликс4арена ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Молекулярный дизайн и синтез рецепторов карбоновых кислот на основе 1,3дизам еще иных по нижнему ободу каликс4аренов
2.2. Изучение комплексообразующих свойств дизамещенных арнлметоксильнымн фрагментами лтетбутнлкаликс4аренов по отношению к некоторым дикарбоновым, агидрокенкарбоиовым и ааминокислотам
2.2.1. Исследование взаимодействия синтетический рецепторсубстрат методами ИК и 1Н ЯМР спектроскопии
2.2.2. Индуцированный замещенными каликс4аренами мембранный
транспорт карбоновых кислот
2.3. Введение дополнительных связывающих фрагментов в заместители на нижнем ободе макроциклической платформы синтез ди и
тетразамещенных каликс4арснов и тиакаликсаренов
2.4. Изучение молекулярного распознавания карбоновых кислот
калике4аренами, содержащими в заместителях связывающие фрагменты 8 Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Физикохимические измерения
3.2. Методика мембранной экстракции
3.3. Методика определения констант устойчивости комплексов каликсаренкарбоновая кислота методом УФспектрометрии
3.4. Синтез и подготовка исходных реагентов и растворителей
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ


Ряд селективных синтетических рецепторов был предложен для разнообразных субстратов от катионов металлов 5, 7 до многофункциональных молекул, таких как пептиды и полисахариды 4. Широкий ряд биологических и органических молекул содержит карбоксильную группу в молекулярной или ионизированной форме. Это объясняет важность создания рецепторов карбоксильной и карбоксилатной групп для распознавания таких молекул или их фрагментов. В качестве субстратов, содержащих эти группы, нами были выбраны днкарбоиовыс, амнио и гидроксикислоты, являющиеся не только незаменимыми промежуточными соединениями в метаболических процессах всех живых организмов, но и важными продуктами биотехнологического производства. Синтетические рецепторы данных субстратов востребованы в промышленности, медицинской диагностике 3 и фармакологии. Известные на сегодняшний день рецепторы на органические кислоты представляют собой либо азотсодержащие соединения, такие как олигоамины, соединения, содержащие мочевинный, тиомочевинный или гуанидиниевый фрагменты, либо металлокомилексы. Несмотря на ряд успехов в области создания рецепторов карбоновых кислот, задача эффективного распознавания этих субстратов попрежнему не решена. Серьезные затруднения при создании рецепторов на эти субстраты вызваны рядом причин сильной сольватацией заряженной цвиттерионной формы ааминокислот, самоассоцнациен агидрокснкислот в водных растворах, необходимостью связывания гидрофобной боковой цепи, нередко присутствующей в природных аамино и агидроксикислотах 2. В рамках литературного обзора для более детального анализа закономерностей молекулярного распознавания таких сложных объектов, как дикарбоновые, аамино и агидрокснкислоты представляется целесообразным рассмотреть связывание синтетическими рецепторами карбокенлатанионов и карбоновых кислот. Связывание карбокснлатаниона протонированными аминами было использовано в первых подходах для распознавания карбоксилатаниона синтетическими рецепторами. Начало применению аммонийных солей для создания хозяев на карбоксилаты положили классические работы Кнмура i 8 и Лена 9, первые из которых были опубликованы еще в году. Таблица 1. Логарифмы константы устойчивости 1 Ка комплексов карбоксилатанионов с полиаммонийными макроцнклами в водном растворе. Оксалат 3. МалонаГ 1. СукцннаГ 1. Мапеат 1. Фумараг не фиксируется 2. Цитрат5 2. Бензолтрикарбоксилаг5 3. Было показано, что сродство карбоксилатанионов к протонированным макроциклическим олнгоаминам, таким как 1, 2 ЗН, 3 6Н4 и 4 8Н, в основном определяется кулоиовскими взаимодействиями, так как константы связывания возрастают
с увеличением заряда и на рецепторе, и на субстрате табл. Такое влияние отчетливо прослеживается как при переходе от двух к трехзаряженным анионам, так и в ряду двухзаряженных анионов, различающихся степенью локализации заряда. Так, более сильная ассоциация наблюдается для небольших анионов с высоколокализованным отрицательным зарядом оксалат, малеат малонат сукцинат фумарат. Кроме электростатических взаимодействий, важную роль играет размер цикла, т. Большие дианионы сукцинат, фумарат образуют более стабильные комплексы с самым большим макроциклом 4 8ЬГ. Макроциклнческие гексаамины 5 и 6 были созданы для распознавания анионов дикарбоновых кислот , . В нейтральных водных растворах 5 и 6 существуют в виде гексапротонированных катионов. Анализ зависимости констант устойчивости комплексов от длины углеводородной цепи т дикарбоксилатов ССНгтС показывает наличие определенной селективности данных рецепторов к размеру субстрата табл. Макроцикл 5 образует наиболее прочные комплексы с дианионом глутаровой кислоты ш3, а 6 с дианионом пимслииовой кислоты ш5. Макроцикл 7, содержащий 2,6нафтнльный мостик, был сконструирован для связывания дианионов в комплекс в соответствии со схемой 8 , наличие двух больших симметрично расположенных ароматических циклов в рецепторе позволяло ожидать эффективного связывания с ненасыщенными субстратами. Определение констант устойчивости 7 с дианионами малеиновой 1Га 3. ЬГН связям рецептора играют главную роль в эффективном связывании данных частиц.