Автореферат (1091891), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Синтез порфирина 9осуществляли в водном растворе SDS в присутствии соляной кислоты. Следуетотметить, что строгий контроль за поддержанием рН среды в пределах 4.5-5позволил нам увеличить выходы в данной реакции. Так, ТГФП 9 был получен свыходом 40%, что несколько превышает выход, приведенный в оригинальнойработе Bonar-Law R. P. (J. Org. Chem, 1996, Vol. 61, P. 3623-3634).Схема 3.Реагенты: i – C2H5COOH, CH3COOH, C6H5NO2; ii – 1) H2O, ДСН, HCl, 2) DDQПолучение порфиринов 10-11, их выделение и очистка были проведеныаналогично синтезу ТГФП 9. Выходы соединений 10 и 11 составили 9 и 5 %, чтониже выходов этих соединений по методу Адлера. Однако следует отметить, чтометод МПК в мицеллярной среде является более дешевым и экологичным.
Врезультате, нами было впервые показано, что мицеллярный способ проведенияМПК позволяет получать не только тетразамещенные порфирины с полярнымигруппами, но и несимметричные амфифильные порфирины, имеющие в фенильныхкольцах OH-группы и высшие алкоксильные заместители.Модификация гидроксипорфириновМодификация гидроксипорфиринов остатками полиэтиленгликоля (ПЭГ)существенно увеличивает их растворимость в водной среде и расширяетбиомедицинскую область применения.
Ранее ПЭГ-содержащие порфириныполучалиалкилированиемТГФПмезилатамиилитозилатамиметоксиполиэтиленгликоля. В данной работе для получения порфиринов 12-18(табл. 2) впервые предложено использовать метод смешанноальдегидной МПК всмеси органических растворителей и в водно-мицеллярной среде.11Исходные олиго- и ПЭГ-содержащие бензальдегиды были синтезированысогласно известному методу (Nawalany K. et al, J. Phys. Chem. B.
2008, 112,P.12231). Синтез соединений 12-20 был осуществлен по модифицированномуметоду Адлера в смеси нитробензол/пропионовая кислота/уксусная кислота (1:2:1).Выходы несимметричных порфиринов 12-18 составили 10-13%, а симметричных19, 20 – 30 и 10 %, соответственно.
Синтез порфиринов 12-20 был также проведени в водно-мицеллярной среде.На основе полученных данных, можно сделать вывод о влиянии строениябензальдегида на выход МПК в водно-мицеллярной среде: чем более гидрофиленальдегид (соединения 12, 16, 18, 20), тем выше оказывался выход, однако еслиальдегид слишком хорошо растворим в воде (19) или слишком гидрофобен (14, 15,17), образование порфириногена, по-видимому, становится неблагоприятным иотражается на выходе порфирина.Табл.2. Строение и выходы целевых соединений 12-20.Соединение121314151617181920RHHHHO(CH2CH2O)3CH3HHHOHR1R2(CH2CH2O)3CH3(CH2CH2O)13CH3(CH2CH2O)3CH3(CH2CH2O)3CH3(CH2CH2O)3CH3OHC12H25(CH2CH2O)3CH3HHHC14H29C16H33HC12H25H(CH2CH2O)3CH3HВыход1*%13111314.21013123010Выход2*%8755.5868.521531* – МПК по Адлеру в смеси органических растворителей, 2* - МПК в водномицеллярной среде.1.3.
Синтез пиридилсодержащих мезо-арилпорфириновОпределенные затруднения при синтезе пиридилпорфиринов связаны с ихвысокой амфифильностью и сложностью выделения. Так, тетракис(4пиридил)порфирин обычно получают по методу Адлера с выходом не более 10%.Несимметрично замещенные длинноцепные порфирины 21a-c, имеющие одиностаток пиридина, были синтезированы нами с целью создания конъюгатов сполупроводниковыми квантовыми точками.Было установлено, что модифицированный метод Адлера является наиболееприемлемым при синтезе этих порфиринов (Схема 4). Выход соединений 21a-cсоставил 12-13%.
Их индивидуальность и структура были подтверждены данными1Н-, 13С-ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии. В 1Н ЯМР спектреприсутствуют сигналы протонов остатка пиридина (два дублета), а также сигналы-пиррольных протонов (мультиплет и дублет) с интегральной интенсивностью1:3, что свидетельствует об образовании несимметричной системы замещения.Следует отметить, что другими методами синтезировать эти порфирины неудалось.12Схема 4.Реагенты: i – C2H5COOH, CH3COOH, C6H5NO21.4. Синтез тиолсодержащих мезо-арилпорфириновОсобое место среди активных функциональных заместителей занимаюттиольные группы, т.к.
они способны связываться с поверхностью металлов за счетковалентных взаимодействий. Порфирины со свободными тиольными группами немогут быть напрямую синтезированы методом монопиррольной конденсацииввиду лабильности исходных альдегидов. Для их получения могут быть выбраныдве синтетические стратегии: 1) использование защищенных тиосодержащихбензальдегидов для конденсации с пирролом с последующим удалением защитныхгрупп; 2) модификация активных функциональных групп (например, гидрокси- илиамино-) в мезо-положениях порфиринов-предшественников.СмешанноальдегиднуюМПКсиспользованиемпредварительносинтезированного нами п-[(6-ацетилтио)гексилокси]бензальдегида проводилисогласно методу Линдсея (Схема 5). В результате был получен описанный ранее 5[4-(6-ацетилтиогексилокси)фенил]-10,15,20-трифенилпорфин (22), а также рядновых тиоацетат-защищенных порфиринов 22-25, в том числе с тремяпентафторфенильными группами.
Выходы составили 10-12%. Защитнуютиоацетильную группу удаляли действием цианида тетрабутиламмония (TBACN) всмеси хлороформ-метанол 1:1 при 60°С в интертной атмосфере с образованиемтиолов 26-29 с выходами 70-75%. Подобный подход оказался более эффективнымпо сравнению с удалением защитной группы в щелочных условиях. Конечныепродукты 26-29 выделяли колоночной хроматографией. В спектрах 1Н ЯМРнаблюдалось исчезновение сигнала от тиоацетильной группы при 2.33-2.37 м.д. ипоявление пика слабой интенсивности при 1.30-1.33 м.д., принадлежащего протонутиольной группы.13Схема 5.Реагенты и условия: i – 1) BF3•OEt2, CH2Cl2, 2) DDQ, ii – TBACN, CH3OH/CH2Cl2,50°С.Согласно второй стратегии синтез тиолсодержащих порфиринов былосуществлен с использованием гидрокси- и аминосодержащих порфириновпредшественников.
Так, синтезированный ранее гидроксипорфирин 11 подвергалиалкилированию 1,6-дибромгексаном, а затем проводили его тиоэтерификацию.Данная схема отличается образованием побочного порфиринового димера,большим количеством стадий, а также недостаточно высокими выходами вреакциях. Более предпочтительным оказалось ацилирование аминопорфиринов 1 и4е 6-бромгексановой кислотой в присутствии EDC и DMAP (Схема 6).
Выходы вэтом случае составили 95 и 93%, соответственноСхема 6.Реагенты и условия: i –Br(CH2)5COOH, EDC, DMAP; ii – KSCOCH3,THF/C2H5OH; iii – TBACN, CH3OH/CHCl3, 50 °С.Полученные соединения обрабатывали тиоацетатом калия и после удаленияацетильной защиты получали порфирины 30, 31 с выходами 50 и 47%,соответственно (с учетом всех стадий реакции). К сожалению, с помощью второйстратегии не удается получить фторсодержащие мезо-арилпорфирины, так какатом фтора в п-положении очень активен и атакуется нуклеофилами.14Таким образом, показана применимость трех синтетических подходов МПКк получению несимметрично замещенных амфифильных порфиринов.
Отработаныметодики их получения, выделения, проведена модификация методов дляполучения конкретных соединений. Выбор определенного метода определяетсяконечным строением порфирина. Так, наиболее эффективным для синтеза амино- ипиридилсодержащих порфиринов является модифицированный метод Адлера, длягидроксилсодержащих порфиринов – синтез в водно-мицеллярной среде, а дляполучения тиолсодержащих порфиринов – метод Линдсея.
Получены ряды новыхнесимметричных порфиринов, содержащих высшие алкильные остатки ифункциональные амино-, гидрокси-, пиридильные и тиольные группы.2. Получение и свойства фотоактивных конъюгатов различной природы наоснове амфифильных мезо-арилпорфиринов2.1. Конъюгаты с клозо-декаборатным анионом [B10H10]2-*1Создание светопреобразующих ячеек, построенных по биомиметическимпринципам, в настоящее время находится в фокусе многих исследований.Подходом к созданию подобных систем является самосборка тетрапиррольныхсенсибилизаторов на поверхности полупроводника TiO2. В связи с этиммолекулярный дизайн новых донорных компонентов таких ячеек является однимиз путей по улучшению фотовольтаических параметров солнечных батарей. Вданной работе был получен новый тип донорного фрагмента (донор1-донор2) - борпорфириновые конъюгаты 34a-f для последующего нанесения на поверхность TiO2.Кластерные анионы бора могут выступать потенциальными донорнымифрагментами, поскольку обладают рядом ценных свойств, таких как большойотрицательный заряд, высокая термодинамическая и кинетическая стабильность,способность к обратимому окислению-восстановлению.
Полученные конъюгатыпланируется связывать с поверхностью TiO2 за счет аксиальных координационныхвзаимодействий металл-лиганд.Ряд бор-порфириновых конъюгатов 32a-f был синтезирован с помощьюреакции нуклеофильного присоединения аминогруппы порфиринов 4a-f книтрилиевому производному аниона [2-B10H9N≡CMe]- (Схема 7). Процессполучения конъюгатов протекает в мягких условиях (60°C, смесь ацетонитрил:дихлорметан 1:1) с выходами 80-85%. Полная конверсия исходного нитрилиевогопроизводного наблюдается за 6 ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
