Отзыв первого оппонента (Синтез и свойства амфифильных порфиринов и фотоактивные конъюгаты на их основе)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертационную работу ЖДАНОВОЙ КСЕНИИ АЛЕКСАНДРОВНЫ «СИНТЕЗ И СВОЙСТВА АМФИФИЛЬНЫХ ПОРФИРИНОВ И ФОТОАКТИВНЫЕ КОНЫОГАТЫ НА ИХ ОСНОВЕ», представленную на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.10 — бноорганическая химия На протяжении последних десятилетий постоянно возрастает интерес к комплексам порфиринов и их структурных аналогов, которые находят все болыпее использование в различных областях науки, техники и медицины. Синтетические порфирины в последние десятилетия привлекают внимание все большего числа исследователей благодаря наличию уникальных спектральных, электрохимических, полупроводниковых свойств, обусловленных многоконтурной системой ароматического сопряжения„а также их способностью образовывать комплексные соединения с большинством элементов периодической системы.

С другой стороны, в последнее время растет интерес к получению гибридных материалов на основе фотоактивных порфиринов и различных нанообьектов. Такие материалы оказываются высоко востребованы, как новые источники энергии, компоненты современной электроники, новые препараты для медицины, Развитие этого направления целиком зависит от синтетической «доступности» необходимых порфириновых строительных блоков, которые могут в дальнейшем быть введены в соответствующие композиты, а также методам пришивки порфиринов к нанообъектам и последующей характеризации коньюгатов и изучении нх свойств.

С этой точки зрения работа Ждановой Ксении Александровны, посвященная разработке эффективных подходов к синтезу амфифильных несимметрично замешенных мезо-арилпорфиринов с активными функциональными группами и создание фотоактивных конъюгатов на основе полученных порфиринов и изучение их физико- химических свойств, представляется весьма актуальной, Научная новизна исследования характеризуется следующими основными моментами: В работе детально изучены и, как результат, разработаны синтетические подходы к получению новых несимметрично замешенных мезо-арилпорфиринов с алкоксильными заместителями различной длины и, одновременно, активными функциональными группами.

Установлено, что наиболее эффективным для синтеза амино- и пиридинсодержащих порфиринов является модифицированный метод Адлера, в то время как для получения тиолсодержащих порфиринов — метод Лнндсея. Для получения амфифильных порфиринов с гидроксильными группами впервые использованы реакции в водно-мицеллярной среде, Для всех полученных новых амфифильных порфиринов АВз-типа найдены подходы к выделению их в индивидуальном виде и физико-химической характеризации.

Всего в работе получено около 100 новых производных порфиринов и их металлокомплексов, которые в дальнейшем могут быть использованы для разработки различных типов фотоактивных материалов. 2 Несомненной новизной являются разработанные подходы к получению гибридных материалов на основе ряда синтезированных соединений (коньюгаты с боргидридами, квавтовымн точками, наночастицами тритерпеноидов бересты).

Так, в результате нуклеофнльиого присоединения аминопорфнринов к ннтрил-содержащим производным аниона 1ВмН~Х=СМе) получена серия новых конъюгатов амфифильных порфиринов с клозо-декаборатным анионом. 1'азработаны подходы к получению конъюгатов тиол- н пиридилсодержагцнх порфиринов с полупроводниковыми квантовыми точками Сне. При этом показана принципиальная возможность различных путей связывания компонентов таких материалов, как за счет кон алентных, так и нековалентных взаимодействий.

Осуществлены первые попытки поиска практически важных свойств полученных коньюгатов, а именно их применимость в производстве солнечных элементов н фотокатализаторов. Разработаны методики получения стабильных в физиологических условиях наночастиц на основе амфифнльных порфиринов н тритерпенондов бересты и изучены нх свойства. Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные синтетические подходы расширяют возможности получения несимметричных амфифильных порфиринов АВз-типа как основы компонентов новых гибридных ф ото активных материалов н потенциальных агентов для фотодинамической терапии (ФДТ).

Структура диссертационной работы является общепринятой и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы. Обзор литературы посвящен детальному анализу методов получения амфифильных мезо-арилпорфиринов с активными функциональными группами и подходам к получению гибридных органо-неорганических наноструктур на их основе. Обзор представляет собой систематически и критически проанализированный массив литературных данных ~149 ссылок), большинство которых относятся к последнему десятилетию.

Обсуждение результатов состоит из двух разделов, посвященных синтезу порфиринов и их комплексов, спектральным свойствам синтезированных соединений и получению коньюгатов на их основе. Экспериментальная часть содержит достаточно подробное описание методов и методик синтезов проведенных в данном исследовании. Также приводятся данные ЭСП, ИК, ЯМР н маса-спектров синтезированных соединений.

В выводах четко сформулированы полученные Ждановой К.А. результаты. Ряд достижений автора представляет особый интерес. Обращает внимание тот факт, что автор работы для получения целевых соединений не останавливается на каком-то из описанных ранее методов. Практически для всех синтезированных соединений изучены три подхода: метод монопиррольной конденсации по Линсею, модифицированный метод монопиррольной конденсации по Адлеру н аналогичный 3 метод в водно-мицеллярной среде.

В ходе работы была установлена применимость всех трех методов„но в каждом случае был выбран оптимальный, а также предложены пути возможной модификации и оптимизации разработанных методик. Кроме того необходимо отметить, что во всех случаях применялся метод кросс-конденсации нескольких альдегидов с пирролом, что неизбежно приводило к полученикэ большого статистического набора симметричных и несимметричньгх порфиринов. Их разделение и выделение в твердом виде является достаточно трудоемкой и времязатратной процедурой, С учетом того, гго в работе получено около 100 производных порфнринов, стадия очистки и выделения соединений в индивидуальном виде определяет огромный объем экспериментальной работы, проведенной в данном исследовании. Для целого ряда лигандов автором подобраны условия получения металлокомплексных соединения в зависимости, как от природы металла, так и лиганда, Большой интерес представляют результаты по изучению условий связывания изучаемых порфиринов с различными нанообъектами и другими классами соединений.

Особо тщательно исследована структура коньюгатов с клозо-декаборатным анионом. Принципиальных замечаний по работе нет. Однако необходимо обозначить некоторые вопросы, пожелания и неточности, встречающиеся в работе: Для полученных координационных соединений цинка, меди, кобальта и никеля в экспериментальной части приведены только данные ЭСП и Ы полученных соединений. При этом в общей методике написано, что соединения выделяли перекристаллизацией, хроматографическая очистка не проводилась.

В связи с этим, данных электронной спектроскопии не достаточно для установления индивидуальности соединений, Для комплексов диамагнитных металлов ЯМР спектроскопия позволяет с высокой точностью определить наличие даже малых примесей побочных органических соединений, В связи с этим несколько вопросов: каким образом доказано, что комплексообразование проходило нацело (ЭСП в данном случае не является количественным методом) и как доказывали чистоту выделенных координационных соединений? В обсуждении результатов, например, на стр. 62, написано, что применялись ЯМР, ИК и масс-спектрометрия. Но в экспериментальной части данные отсутствуют. В случае комплексов цинка и никеля ЯМР является количественным методом определения чистоты соединения. В схемах комплексообразования на стр.

63 и 81 указаны ацетаты в качестве источника всех металлов и единый растворитель. Однако в экспериментальной части для разных металлов отличается как источник металла-комплексообразователя, так и растворители. В работе не всегда корректно приводятся данные масс-спектрометрии. Так, на стр. 65 описывается масс-спектр соединения 10 как сумма трех пиков, но на самом деле это изотопное расщепление одного пика молекулярного иона ~рис.

4в). В случае присоединения двух и трех протонов в спектре наблюдались бы двух и трех-зарядные 4 ионы, с массой в 2 и 3 раза меныпе, соответственно. Такие ошибки встречаются и дальше. Что за примеси присутствуют в масс-спектре соединения 21 (рис.10, стр. 74). Что за молекулярный ион приведен на рис. 12, стр. 76, 1М~'+СИ 1'7 Если учитывать изотопное распределение, то это 1М+Ха) . В разделе связывания с квантовымн точками хорошо было бы написать чем отличались КТ С6$е, использованные для ковалентной и нековалентной пришивки кроме размера. Были ли они покрыты стабилизируклцими органическими лигандами7 Какими? За счет чего идет ковалентная пришивка тиол-содержащих порфиринов к поверхности КТ7 К сожалению, в диссертации очень кратко упомянуто об использовании нековалентных коньюгатов порфиринов с КТ в качестве фотокатализаторов жидкофазного окисления антрацена.

Этому посвящено ровно 4 предложения. Было бы полезно представить хоть какие-то данные по количеству катализатора, условиям реакции и тд, Было бы полезно сравнить эти данные для металлокомплексов этого порфирина. Для соединений 15 а и Ь 1стр. 72) указывается на склонность к образованию агрегатов„о чем свидетельствует расщепление полосы Соре и появление поглощения в области 700 нм, не может ли этот процесс, судя по ЭСЛ быль связан с протонированием лиганда7 Осуществлялись ли попытки вырастить монокристаллы полученных соединений для установления их строения методом рентгеноструктурного анализа7 - В работе встречаются терминологические неточности, опечатки и технические ошибки. Например, в подписи к рис, 8 указан порфирии 76, а нарисован 70, в работе встречается научный сленг типа кобальтовые, никелевые, цинковые порфирины, корректнее писать комплекс кобальта с порфирином или порфиринат кобальта, или например, что такое бор-порфирины — комплексы бора7 На стр.