ИСТИНА

Данный проект направлен на разработку сложных молекулярных систем для селективного детeктирования катионов тяжелых металлов и ставит своей целью разработку простых и эффективных методов синтеза (гетеро)арилпроизводных азот- и кислородсодержащих макроциклических соединений, криптандов, а также линейных полиаминов, которые должны содержать рецепторные фрагменты, обеспечивающие селективное связывание катионов металлов, и флуорофорные группы, обеспечивающие регистрируемый отклик на процесс комплексообразования. Основные синтетические подходы к соединениям, обладающих данными свойствами, заключаются в следующем. 1) Синтез макробициклических соединений на основе диазакраун-эфиров, три- и тeтраазамакроциклов, содержащих флуорофорные группы в качестве экзоциклических заместителей. Первоначально будет осуществлено палладий-катализируемое аминирование бис(бромбензил)замещенных диаза-18-краун-6 с использованием ряда полиаминов и триоксадиаминов с последующим введением флуорофоров реакциями нуклеофильного замещения у атома азота. Аналогичным образом планируется осуществить синтез макробициклов, содержащих в своем составе триазациклы (триазациклононан или триазациклоундекан) и N,N’,N’’,N’’’-тетразамещенные тетразамакроциклы (циклен и циклам). Другой способ предполагает первоначальное введение одной флуорофорной группы в молекулу производного циклена и циклама с последующим созданием криптандов на их основе. 2) С использованием реакций палладий- и медь-катализируемого аминирования (гетеро)арилгалогенидов будут синтезированы макроциклические и линейные производные полиаминов, включающие в свой состав 2,2’-бипиридин, 1,10-фенантролин, хинолин, терпиридин. 3) Бор-дипиррометеновый комплекс (BODIPY), являющийся мощным флуорофором, будет использован для модификация тетраазамакроциклов и линейных полиаминов. Связывание катионов металлов полученными соединениями будет исследовано с помощью флуориметрического титрования.

За все время выполнения настоящего проекта получены следующие основные результаты. 1) Палладий-катализируемым аминированием N,N’-бис(бромбензил)производных диазакраун-эфиров синтезированы разнообразные макробициклические соединения, установлены закономерности протекания процессов макроциклизации. 2) Осуществлен синтез макротрициклов и трисмакроциклов, содержащих диазакраун-эфирные фрагменты и по два оксадиаминовых линкера и 3,5-диаминобензильных спейсера. 3) Разработан метод модификации полученых макрополициклов, содержащих в своем составе оксадиаминовые звенья, рядом флуорофорных групп на основе нафталина и нитробензофуразана посредством некаталитического нуклеофильного замещения. 4) Осуществлена модификация ряда криптандов флуорофорными фрагментами палладий-катализируемым взаимодействием с 1-бромпиреном и 6-бромхинолином или 1–аминопиреном и 6-аминохинолином. 5) Найдены условия синтеза макробициклов на основе N,N,’N”,N’”-тетразамещенного циклена и циклама, содержащего 2 аминобензильных спейсера и 2 трет-бутоксикарбонильных заместителя, произведена модификация модельного криптанда такого рода рядом флуорофоров в некаталитических условиях. Разработан метод введения двух флуорофорных групп в молекулу транс-ди(3-бромбензил)замещенного циклена и начато исследование получения макробициклических криптандов на их основе. 6) Получены макробициклы на основе N,N,’N”,N’”-тетразамещенного циклама, содержащего два аминобензильных спейсера и 2 нафтилметильных заместителя, а также серия макробициклов на основе циклена и циклама с 4-аминонафтил-1-метильными спейсерами. 7) Разработан метод получения производных 1,4,7-триазациклононана одним дансильным флуорофором и двумя бромбензильными заместителями, синтезирован ряд макробициклов, несущих дансильную группу. 8) Изучена возможность образования макроциклов на основе диаминохинолинов в условиях палладий-катализируемого аминирования изомерных 4,6-, 4,7-, 4,8-дихлорхинолинов линейными оксадиаминами, получены линейные N-хинолинилпроизводные полиаминов. 9) С помощью Pd(0)-катализируемого аминирования синтезированы многочисленные макробициклические соединения, содержащие центральный 2,7-диаминонафталиновый фрагмент. 10) Разработан каталитический метод получения макроциклов на основе 4,7-диаминофенантролина, синтезирован комплекс с Ru(II) двух таких макроциклов, показано селективное связывание им катионов меди в присутствии ионов других металлов. Палладий-катализируемым аминированием 3-бромфенантролина получен ряд производных фенантролина с три- и тетрааминовыми подандами. Ряд ациклических полиаминовых производных хинолина и фенантролина модифицирован амидофосфонатными подандами для получения водорастворимых лигандов. 11) Изучено аминирование 3,5-дихлорпроизводного бор-дипиррометена (BODIPY) линейными и циклическими полиаминами в некаталитических условиях, синтезированы его моно- и диаминопроизводные, изучено связывание катионов металлов данными соединениями с помощью УФ и флуоресцентной спектроскопии. Найдены условия замещения атомов фтора в BODIPY на кислород при взаимодействии со спиртами и фенолами, получены производные, содержащие олигоэтиленгликольные заместители, делающие данные соединения растворимыми в воде. Осуществлен синтез производных линейных и циклических полиаминов, содержащих BODIPY, несущие заместители в мезо-фенильной группе 12) Проведена большая серия ЯМР-титрований макробициклов на основе диазакраун-эфиров нитратами цинка, кадмия, свинца, ртути и таллия. С использованием флуоресцентного и ЯМР титрования исследовано связывание перхлоратов Zn(II), Cd(II), Pb(II), Hg(II), Ag(I), Cu(II), Co(II), Ni(II), Fe(II), Mn(II), Tl(I), Mg(II), Ca(II), Ba(II), Al(III), Na(I) и K(I) девятью выбранными криптандами, в том числе несущими флуорофорные заместители, показана селективность некоторых из них по отношению к солям меди, ртути и свинца.