Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы. 14
1.1. Методы получения липофильных и амфифильных мезо-арилпорфиринов 15
1.1.1. Основные методы синтеза мезо-замещенных порфиринов 15
1.1.1.1. Монопиррольная конденсация и ее современные модификации 17
1.1.1.2. Синтез порфиринов на основе незамкнутых пиррольных структур 24
1.1.2. Синтетические подходы к получению мезо-арилпорфиринов с высшими алкильными заместителями 32
1.1.2.1. Методы химической модификации мезо-арильных групп в порфиринах-предшественниках 33
1.1.2.2. Методы с использованием функционализированных прекурсоров 37
1.1.2.3. Порфирины с терминальным расположеннием функциональных групп в алкильных фрагментах 40
1.1.3. Методы получения амфифильных мезо-арилпорфиринов 42
1.1.3.1. Порфирины с анионными группами 43
1.1.3.2. Катионные мезо-арилпорфирины 51
1.1.3.3. Незаряженные амфифильные порфирины 59
1.2. Самоорганизующиеся структуры на основе мезо-арилпорфиринов с высшими алкильными заместителями 64
1.2.1. Самоорганизация порфиринов с высшими алкильными заместителями в растворах 65
1.2.2. Самоорганизация длинноцепных порфиринов на подложках 75
1.2.3. Жидкокристаллические структуры на основе порфиринов 83
1.2.4. Дизайн гибридных порфириновых наноструктур и области их использования 89
1.2.4.1. Конъюгаты порфиринов с углеродными наноструктурами 89
1.2.4.2. Конъюгаты порфиринов с наночастицами 95
II. Обсуждение результатов 101
II.1. Синтез мезо-арилпорфиринов с высшими алкильными заместителями 104
11.1.1. Липофильные мезо-арилпорфирины с высшими алкильными заместителями 107
11.1.1.1. Синтез 5,10,15,20-тетра-мезо-арилзамещенных порфиринов (А4-тип) 107
11.1.1.2. Синтез 5,15-ди-мезо-арилзамещенных порфиринов (А2В2-тип) 111
11.1.2. Амфифильные порфирины с терминальными полярными группами 113
11.1.2.1. Синтез катионных производных мезо-арилпорфиринов (А4-тип) 115
11.1.2.2. Синтез порфиринов с терминальными карбоксильными и гидроксильными группами (А4- и А2В2-типы) 119
11.1.3. Амфифильные порфирины с активными функциональными и гидрофильными группами (A3B- и AB3-типы) 123
11.1.3.1. Синтез мезо-арилпорфиринов с аминогруппами 124
11.1.3.2. Синтез пиридилсодержащих порфиринов 127
11.1.3.3. Синтез мезо-арилпорфиринов с гидроксильными группами 129
11.1.3.4. Синтез мезо-арилпорфиринов с этиленоксидными группами 130
11.1.3.5. Синтез тиолсодержащих мезо-арилпорфиринов 134
11.1.4. Фторсодержащие мезо-арилпорфирины с высшими алкильными заместителями 137
11.2. Получение и свойства фотоактивных гибридных конъюгатов на основе мезо арилпорфиринов 141
11.2.1. Порфирин-фуллереновые конъюгаты 141
11.2.2. Конъюгаты с клозо-декаборатным анионом [B10H10]2- 4 150
11.2.3. Конъюгаты порфиринов с полупроводниковыми нанокристаллами 157
11.3. Самоорганизованные структуры на основе порфиринов и их свойства 163
11.3.1. Самоорганизация мезо-арилпорфиринов в растворах детергентов 163
11.3.1.1. Изучение солюбилизации порфиринов А2В2- и А4-типов 164
11.3.1.2. Изучение агрегации амфифильных порфиринов5 166
11.3.1.3. Изучение агрегации катионных порфиринов 169
11.3.2. Жидкокристаллические структуры на основе мезогенных порфиринов6 172
11.3.2.1. Мезоморфизм липофильных порфиринов А2В2- и А4-типов 172
11.3.2.2. Мезоморфизм конъюгатов порфиринов А4- типа с фуллереном С60 174
11.3.2.3. Мезоморфизм амфифильных порфиринов 176
11.3.3. Комплексообразование катионных порфиринов с линейной и ЖК ДНК7 179
11.4. Исследование фотокаталитических свойств порфиринов в среде СК-СО28 185
III. Экспериментальная часть 190
111.1. Синтез замещенных бензальдегидов 195
111.2. Синтез порфиринов 202
111.2.1. Синтез липофильных порфиринов А4-типа 202
111.2.2. Синтез порфиринов А2В2-типа 206
111.2.3. Синтез амфифильных порфиринов А4-типа 213
111.2.4. Синтез амфифильных порфиринов А3В и АВ3-типов 225
111.2.5. Синтез фторсодержащих порфиринов 254
111.2.6. Синтез конъюгатов порфирин-фуллерен С60 257
111.2.7. Синтез конъюгатов порфиринов с клозо-декаборатным анионом [B10H10]2- 268
IV. Выводы 279
V. Список литературы 281
- Синтез порфиринов на основе незамкнутых пиррольных структур
- Синтез 5,10,15,20-тетра-мезо-арилзамещенных порфиринов (А4-тип)
- Синтез замещенных бензальдегидов
- Синтез конъюгатов порфирин-фуллерен С60
Введение к работе
Актуальность проблемы.
На современном этапе развития науки актуальной междисциплинарной
задачей является поиск новых функциональных наноматериалов технического
и медицинского назначения. Особый интерес к разработке искусственных
светопреобразующих наносистем и материалов связан с решением таких
глобальных технологических задач, как поиск возобновляемых источников
энергии, интенсификация химических процессов и переход на экологически
безопасные производства. Анализ литературных данных показывает, что
порфирины являются наиболее востребованным классом тетрапиррольных
соединений для дизайна фотоактивных супрамолекулярных структур и
гибридных материалов широкого функциоанального назначения. Порфирины
сочетают в одной молекуле набор уникальных фотофизических свойств
(интенсивное поглощение в видимой и ближней ИК-области, флуоресцентные
свойства, эффективную генерацию 1О2 и др.) с высокой химической и
термической стабильностью, а развитие методов синтеза позволяет создавать
разнообразные структуры с заданными свойствами. Многие практически
ценные свойства порфиринов уже несколько десятилетий находят свое
применение при создании сенсоров, катализаторов, модельных клеточных
систем, лекарственных препаратов для фотомедицины. Однако использование
порфиринов в современных нанотехнологиях ограничено высокой
гидрофобностью тетрапиррольного макроцикла. Низкая растворимость
незамещенных порфиринов в органических и водных средах, а также их
неупорядоченная агрегация в растворах и на твердых подложках за счет --
стэкинга значительно ухудшают оптические и фотохимические свойства этих
многофункциональных молекул и затрудняют построение сложных
супрамолекулярных ансамблей и ковалентных структур. Решением этих проблем может стать направленная функционализация порфиринового макроцикла за счет введения периферийных заместителей и придание ему
1 Список используемых сокращений:
АСМ - атомно-силовая микроскопия; БАС - биологически активные соединения; дц-ДНК - двухцепочечная ДНК; хжкд-ДНК - холестерическая жидкокристаллическая дисперсия ДНК; ДПМ - дипирролилметан; FRET- механизм безызлучательного переноса энергии; ЖК - жидкокристаллический; КД - круговой дихроизм; ККМ - критическая концентрация мицеллообразования; КТ - квантовая точка; МПК -монопиррольная конденсация; СК-СО2 - сверхкритический СО2; ПАВ - поверхностно-активное вещество; ПЭГ-полиэтиленгликоль; ТФП - тетрафенилпорфирин; Тф.п. -температура фазового перехода; ФДТ - фотодинамическая терапия; ФС -
фотосенсибилизатор; АОТ-бис(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия; CTAB - бромид цетилтриметиламмония; DBU - 1,8-диазабициклоундец-7-ен; DDQ - 2,3-дициано-5,6-дихлоробензохинон; DMAP - 4-N,N-диметиламинопиридин; EDC - N-(3-диметиламинопропил)-N-этилкарбодиимида гидрохлорид; SDS - додецилсульфат натрия; TBACN - цианид тетрабутиламмония; ТХ-100 - полиоксиэтилен-9-(трет-октил)-фенол (Тритон Х-100); Тween-20 - полиоксиэтилен -(20)сорбитан моноолеат.
свойств амфифильности. Одним из эффективных способов структурной
модификации порфиринов, сохраняющим уникальные спектральные
характеристики макроцикла, является введение на периферию молекулы высших алифатических остатков. Это приводит к появлению у соединений дополнительных возможностей для упорядоченной самосборки в растворах и на подложках, включая образование жидкокристаллических (ЖК) мезофаз, встраивание в биологические и модельные мембраны и других свойств. В свою очередь, алкилированные порфирины с реакционноспособными группами можно рассматривать как удобные объекты для создания фотоактивных органо-неорганических нанокомпозитов, где молекулярный дизайн определяет функциональную активность материала. Однако амфифильные порфириновые производные мало доступны, и их синтез является нетривиальной задачей, что в значительной мере сдерживает прогресс в создании многокомпонентных систем и наноматериалов на их основе
На кафедре химии и технологии биологически активных соединений,
медицинской и органической химии имени Н.А. Преображенского Института
тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова целенаправленно
проводятся исследования по поиску новых подходов к синтезу амфифильных
производных тетрафенилпорфирина (ТФП) с высшими алкильными
заместителями и построению на их основе фотоактивных порфириновых
наноструктур и гибридных конъюгатов. Применение такого подхода является
актуальным как с фундаментальной точки зрения развития методологии
синтеза тетрапиррольных соединений, позволяя вести направленный синтез
амфифильных производных с ценными фотофизическими и
структурообразующими свойствами, так и с прикладной, существенно
расширяя области их использования при создании фотовольтаических и
оптоэлектроннных материалов, катализаторов, лекарственных и
диагностических препаратов.
Целью работы является разработка эффективных стратегий синтеза
липофильных и амфифильных мезо-арилпорфиринов с высшими алкильными
заместителями, изучение их физико-химических свойств, использование для
получения фотоактивных гибридных конъюгатов, выявление наиболее
перспективных соединений с комплексом практически значимых характеристик.
В соответствии с поставленной целью в работе необходимо было последовательно решить следующие задачи.
-
Разработать эффективные стратегии синтеза и получить мезо-арилпорфирины структурных типов А4, А2В2, А3В, АВ3 с высшими алкильными заместителями и гидрофильными группами на периферии макроцикла.
-
Изучить физико-химические свойства соединений каждого структурного типа, в т.ч., способность к самоорганизации: агрегационные свойства в растворах, формирование жидкокристаллических мезофаз, комплексообразование с молекулами БАС.
3. На основе синтезированных порфиринов с активными
функциональными группами получить фотоактивные гибридные конъюгаты с
лигандами органической и неорганической природы, выявить их наиболее интересные спектральные и иные характеристики, а также оценить возможные направления практического использования.
4. Выявить на основе исследованных фотофизических и
структурообразующих свойств полученных порфиринов перспективные соединения с высоким практическим потенциалом, установив зависимость «структура-свойство» с целью оптимизации молекулярного дизайна.
Научное направление. Выполнено комплексное исследование в области химии синтетических аналогов природных тетрапиррольных соединений -мезо-арилзамещенных порфиринов с высшими алкильными заместителями и гидрофильными полярными группами. Предложена и реализована методология химического синтеза порфиринов подобной структуры, изучена возможность получения на их основе фотоактивных гибридных конъюгатов и самоорганизующихся структур с широким спектром функционального назначения. Полученные результаты позволяют на основе алкилированных производных порфиринов осуществлять молекулярное конструирование и направленный синтез фотоактивных наносистем для применения в качестве компонентов фотовольтаических материалов и одномолекулярных устройств.
Научная новизна работы включает следующие основные научные результаты:
- Разработана общая методология и эффективные стратегии получения
симметрично и несимметрично замещенных мезо-арилпорфиринов с высшими
алкильными заместителями и гидрофильными группами, которые базируются
на использовании алкилированных прекурсоров порфиринов и
характеризуются направленностью, малым количеством синтетических стадий,
высокими выходами порфиринов в сочетании с легкостью их выделения и
очистки.
- Синтезированы серии новых амфифильных порфиринов структурных типов
А4, А2В2, AB3 и A3B, различающихся набором и компоновкой гидрофобных и
гидрофильных мезо-арилзаместителей. Совокупность предложенных методов
является унифицированным подходом к получению периферийно-замещенных
порфиринов с высшими алкильными заместителями. Получено около 200
новых соединений, структура которых подтверждена комплексом современных
методов физико-химического анализа.
- Предложен молекулярный дизайн и получены новые гибридные
конъюгаты порфиринов с лигандами неорганической природы (фуллерен,
анион клозо-декабората, наночастицы CdSe), представляющие собой
эффективные светопреобразующие системы – потенциальные компоненты
органических фотовольтаических устройств и материалов.
- Проведено систематическое изучение структурообразующих свойств
амфифильных порфиринов с высшими алкильными заместителями и выявлены
общие закономерности их агрегационного поведения в растворах и при
формировании ЖК фаз. Найдены условия солюбилизации порфиринов в
мономерной форме и образования высокоупорядоченных агрегатов J-типа с
особыми фотохимическими свойствами. Впервые получены мезогенные
производные амфифильных порфиринов и их металлокомплексы со свойствами
термотропного мезоморфизма, перспективные соединения для
оптоэлектроники и фотовольтаики.
- Получены ранее не описанные комплексы водорастворимых катионных
порфиринов с молекулами ДНК, характеризующиеся высокими константами
связывания, перспективные для создания высокочувствительных датчиков в
водных растворах.
- Впервые установлена высокая фотокаталитическая активность
фторсодержащих порфиринов, содержащих высшие алифатические
заместители в процессах окисления органических субстратов в среде
сверкритического СО2 с целью разработки полимерных композитных
катализаторов для сверхкритических и водных сред.
Практическая значимость работы определяется широким
практическим потенциалом синтезированных амфифильных порфиринов с высшими алкильными заместителями, их фотоактивных конъюгатов и самоорганизованных структур для конструирования светопреобразующих устройств в молекулярной оптоэлектронике и фотонике, разработки фотовольтаических органических материалов, катализаторов для экологичных процессов «зеленой химии», сенсоров и диагностических агентов.
Полученные в работе результаты составляют основу стратегии дизайна
новых функциональных гибридных порфириновых и родственных
тетрапиррольных структур технического и биомедицинского назначения:
Разработанные технологичные синтетические подходы позволяют получать мезо-арилпорфирины с различным числом и компоновкой высших алкильных и активных функциональных заместителей в препаративных количествах и использовать их в качестве удобных «молекулярных платформ» для последующей химической модификации и(или) построения ковалентных и нековалентных систем различных типов.
Универсальные способы конъюгации порфиринов с лигандами неорганической природы являются основой получения фотопреобразующих гибридных систем и нанокомпозитных материалов и применимы для других классов макроциклических соединений.
- Установленные закономерности «система замещения в порфирине –
структурообразующие свойства» позволяют целенаправленно управлять
комплексом фотофизических свойств молекулы, имеют предсказательный
характер и рекомендуются для целенаправленного дизайна не только
соединений порфиринового ряда, но и родственных тетрапиррольных структур
с заданными ценными характеристиками.
- Продемонстрированы преимущества использования алкилированных
порфиринов по сравнению с незамещенными аналогами при получении
фотоактивных систем различного типа:
а) новых термотропных, лиотропных и стеклующихся макроциклических
мезогенов для фотовольтаических материалов и устройств отображения и
хранения информации;
б) стабильных высокоорганизованных монослоев Ленгмюра и пленок
Ленгмюра–Блоджетт на основе конъюгатов порфирин-фуллерен,
перспективных для фотовольтаики и оптоэлектроники;
в) эффективных ковалентных и нековалентных донорно-акцепторных
систем КТ CdSe-порфирин, реализующих безызлучательный процесс переноса
энергии от КТ к тетрапирролу по механизму FRET, для разработки
светочувствительных композиционных материалов и сенсоров;
г) бинарных донорных компонентов нового типа - порфирин-кластерный
анион бора для светопреобразующих ячеек солнечных батарей;
д) эффективных фторпорфириновых фотокатализаторов для экологически безопасных процессов окисления органических субстратов в среде сверхкритического СО2;
е) водорастворимых высокочувствительных флуорофоров для молекул ДНК
на основе катионных порфиринов для создания сенсоров и
фотодиагностических агентов.
Совокупность результатов исследования вносит фундаментальный и
практический вклад в решение актуальной проблемы поиска новых
биомиметических функциональных наноструктур и фотоактивных
органических материалов на стыке биоорганической химии, нанотехнологии и бионанотехнологии.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Разработка эффективных подходов и синтетических стратегий получения мезо-арилпорфиринов с симметричной и несимметричной системами замещения, включающими жирноалифатические и реакционноспособные функциональные группы; синтез модификационных рядов амфифильных и липофильных порфиринов структурных типов А4, А2В2, АВ3, А3В.
-
Синтез фотоактивных гибридных конъюгатов ковалентной природы и формирование супрамолекулярных ансамблей алкилированных производных порфиринов с органическими и неорганическими лигандами, изучение их фотофизических и структурообразующих свойств.
-
Выявление общих структурно-функциональных закономерностей влияния элементов молекулярной структуры на способность синтезированных соединений к самосборке в растворах, модельных мембранных системах и в жидкокристаллическом состоянии.
-
Исследование потенциала практического использования порфиринов с высшими алкильными заместителями, их гибридных конъюгатов и супрамолекулярных наносистем в технике и биомедицине, отбор наиболее перспективных соединений.
Личный вклад автора. Автору принадлежит решающая роль на всех этапах исследования от постановки проблемы и формулировки конкретных
задач, выбора путей их решения и осуществления научного руководства до непосредственного участия в выполнении основной части экспериментальной работы, анализа, обобщения и представления полученных результатов.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и докладывались более чем на 40 отечественных и международных конференциях, в том числе на Международной конференции по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности» (Санкт-Петербург, 2006 г.), Менделеевских съездах по общей и прикладной химии (Москва, 2007 г.; Екатеринбург, 2016 г.), Международных научно-технических конференциях «Наукоемкие химические технологии» (Самара, 2006 г.; Волгоград, 2008 г.; Суздаль, 2010 г.; Тула, 2012 г.; Москва, 2015 г.; Пущино, 2016 г.), Международной конференции по порфиринам и фталоцианинам ICPP-5 (Москва, 2008 г.), ХI Международной конференции по физической и координационной химии порфиринов и их аналогов (Одесса, 2011 г.), Международных молодежных школах-конференциях по физической химии краун-соединений, порфиринов и фталоцианинов (Туапсе, 2010, 2011, 2014 г.г.), VII Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2013 г.), Международной конференции Euroboron VI (Radziejowice, Poland, 2013 г.), VI Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (Троицк, 2014 г.), Международных конференциях «Супрамолекулярные системы на поверхности раздела», (Туапсе, 2013, 2017 г.г.), VIII Научно-практической конференции «Сверхкритические флюиды (СКФ): фундаментальные основы, технологии, инновации» (г. Зеленоградск, Калининградская обл., 2015 г.).
Достоверность полученных результатов обеспечивалась
использованием комплекса физико-химических методов установления строения и исследования свойств полученных соединений, таких как ИК-, ЯМР-спектроскопия, масс- и хромато-масс-спектрометрия, спектрофотометрия, флуоресценция, круговой дихроизм, поляризационная термомикроскопия, динамическое светорассеяние, атомно-силовая микроскопия.
Публикации. Основные результаты исследований, полученные при выполнении диссертации, изложены в 3 обзорах, 28 оригинальных статьях в рецензируемых журналах из списка ВАК и более 60 тезисах докладов на российских и международных конференциях.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований кафедры ХТБАС имени Н.А. Преображенского при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 13-03-12046 офи_м, 13-03-00525 а, 15-03-03591 а, 16-03-01039 а, 16-32-00557 мол_а), Российского научного фонда (проекты № 16-13-10092, 16-13-10295).
Объем диссертации и ее структура. Диссертация изложена на 321 стр. текста, содержит 50 схем, 25 таблиц, 57 рисунков и состоит из введения, литературного обзора, изложения и обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 476 ссылок.
Синтез порфиринов на основе незамкнутых пиррольных структур
Порфирины с несимметричной системой замещения особенно перспективны при разработке специальных материалов для оптоэлектроники, т.к. они обладают уникальными нелинейными оптическими и другими полезными свойствами [65, 66]. Эффективный синтез данных структур базируется на методах с использованием незамкнутых полипиррольных соединений [19, 27, 29].
Для получения несимметричных мезо-замещенных порфиринов используют дипирролилметаны (ДПМ) (1), дипирролилметены (2), трипирраны (3), биланы (4), биладиены (5), методы синтеза, физико-химические и спектральные свойства которых были обобщены и проанализированы в отечественных обзорах [19, 67, 68]. Разработка методов получения этих прекурсоров началась с 60-х годов прошлого столетия, в основном, они были предназначены для получения природных порфиринов с системой -замещения в макроцикле [15, 69].
Позднее эти прекурсоры стали использоваться при получении синтетических мезо-порфиринов структурных типов А3В, цис- и транс-А2В2, транс-АВ2С, цис-А2ВС, АВСD, востребованных в качестве структурных единиц сложных ковалентных систем и нековалентных ансамблей [25, 26, 70]. Так, группа проф. Линдсея на протяжении многих лет разрабатывала эффективные методы получения подобных мезо-порфиринов различных структурных типов и обобщила их в работах [27, 71].
Методология сборки порфиринов из двух ДПМ, называемая в литературе «2+2 синтезом», была предложена Макдональдом [72], она предполагает, наряду с ДПМ, использование в качестве прекурсоров дипиррометенов и дипиррилкетонов. Метод нацелен на направленное получение симметричных транс-замещенных порфиринов типа транс-А2В2 [19, 25, 27, 73], а использование в конденсации с мезо-замещенным ДПМ 2-х различных альдегидов открывает путь к несимметричным порфиринам типа АВ3 [74]. Существенными факторами при выборе этого метода являются синтетическая доступность исходных соединений и высокие выходы целевых порфиринов транс-А2В2-типа (50-60%).
Следует отметить, что химия мезо-замещенных ДПМ начала бурно развиваться с 90-х годов прошлого столетия [19, 75-78]. О прямом синтезе мезо-замещенных ДПМ (6) было сообщено Вигмондом и соавт., которые получали их в реакции 1 экв. пиррола и 0.5 экв. замещенного бензальдегида в смеси ТHF и уксусной кислоты с выходами от 15 до 45% в зависимости от используемого альдегида [79]. Изучение влияния электронных эффектов заместителей в бензальдегидах на выход ДПМ показало, что более высокие выходы давали альдегиды с сильными электроотрицательными группами (NO2-, CN-группы). В случае электронодонорных заместителей (4-N,N-диметиламинобензальдегид) целевой ДПМ был получен с низким выходом, а основными продуктами реакции являлись три- и тетрапиррольные олигомеры. Эффективным способом синтеза мезо-замещенных ДПМ явилась предложенная Линдсеем конденсация замещенного альдегида с пирролом в среде 20-40 кратного избытка пиррола, где катализаторами выступали сильные органические кислоты [80] (Схема 1.3.). В этих условиях реакция протекала с высокой скоростью, однако кроме целевого ДПМ было зафиксировано образование 2-х побочных продуктов: инвертированного ДПМ 7 и трипиррана 8, количество которых снижалось по мере увеличения соотношения пиррол:бензальдегид.
Было показано, что TFA является наиболее подходящим кислотным катализатором: выход инвертированного изомера ДПМ 7 был значительно ниже, чем в случае других реагентов (BF3Et2O). Использование катионообменных смол в качестве гетерогенных катализаторов (макропористых катионитов Indione-130, Tulsion T-63) позволило получить мезо-замещенные ДПМ с выходом 70-80% [81]. В работе [82] было предложено получать ДПМ в водной среде в присутствии НСl, однако необходимым условием и одновременно ограничением этого метода является растворимость альдегида в воде.
При получении транс-замещенных порфиринов общей формулы 9 конденсацию ДПМ с бензальдегидом первоначально предлагалось проводить в одну стадию при кипячении с использованием О2 воздуха для окисления порфириногена [80]. Однако позднее было показано, что гораздо лучшие результаты дает использование двухстадийного «одноколбового метода» («one-flask synthesis») без выделения порфириногена (Схема 1.4.) [27].
Условия проведения этой реакции, как правило, аналогичны получению симметричных порфиринов А4-типа из альдегида и пиррола по методу Линдсея [32, 44]. Выходы ряда амфифильных мезо-замещенных порфиринов типа А2В2 и условия их получения приведены в Tаблице 1.3. Катализаторами этой реакции наиболее часто являются ТFA и BF3ОEt2 (обычно в концентрациях 20 ммоль и 1.0 ммоль соответственно), причем использование BF3ОEt2 снижает образование побочных олигомерных пиррольных продуктов [80, 87]. В случае фенильных, алкильных и толильных мезо-заместителей выход оказывался выше с катализатором ТFA. Имеются данные о синтезе мезо-замещенных порфиринов из ДПМ на катионобменных смолах (к примеру, Indione-130) [81], а использование монтмориллонита К10 облегчало процедуру очистки за счет адсорбции на нем полипиррольных примесей. Однако, главным образом, выход целевого порфирина зависит от природы заместителей в альдегиде (Таблица 1.3.).
ДПМ достаточно широко использовались для синтеза не только порфиринов трансА2В2-типа, но и несимметрично замещенных порфиринов типов АВ3 (с использованием смеси двух альдегидов) [74, 86], «перепоясанных» («strapped») [19] и димерных [88, 89] порфиринов, а также сложных систем, содержащих порфириновые фрагменты [90]. Однако следует учитывать, что построение макроцикла из 2-х ДПМ приводит к получению не только порфиринов транс-А2В2-типа, как это ожидалось теоретически. В ходе реакции ДПМ с пирролом получается смесь всех возможных структурных типов порфиринов [91]. Это связано с высокой склонностью ДПМ и промежуточных тетрапиррольных звеньев к перегруппировке в кислой среде (так называемый «скрэмблинг») (Схема 1.5.), в результате чего в большей или меньшей степени образуются побочные продукты [92].
Влияние кислотной перегруппировки ДПМ на выход порфиринов изучалось во многих работах [71, 80, 87], и было показано, что на ацидолиз значительно влияет строение ДПМ, и в зависимости от характера мезо-заместителя этот нежелательный процесс можно минимизировать. В некоторых случаях перегруппировка ДПМ способна существенно снижать выход транс-замещенных порфиринов [77, 93]. Так, при использовании 5-замещенных ДПМ с относительно малообъемными заместителями (4-формилбензоат, пентафторбензальегид и 4-цианобензальегид) было показано, что в результате процесса скрэмблинга из реакций можно выделить все структурные типы мезо-порфиринов, за исключением соединений АВСD-типа [77]. Для увеличения выхода целевых порфиринов и снижения вероятности перегруппировки [27] было предложено несколько подходов.
Во-первых, это введение стерически затрудненных заместителей в 5-положение ДПМ. Во-вторых, вместо конденсации ДПМ с альдегидами можно использовать реакцию самоконденсации ДПМ-монокарбинола, который получают восстановлением ацильного производного ДПМ. В-третьих, экспериментально могут быть подобраны оптимальные условия проведения конденсации ДПМ, при которых снижается выход побочных продуктов [94].
Позднее в качестве альтернативного подхода для подавления скрэмблинга было предложено проводить синтез порфиринов из ДПМ в мицеллярной среде, используя способность мицелл как реакционных контейнеров разделять в пространстве исходные реагенты и более гидрофобные продукты конденсации [95]. В недавнем исследовании [96], используя методологию «2+2 синтеза», авторы продолжили поиск наиболее оптимальных способов и условий получения транс-мезо-порфиринов. В работе [97] были предложены методы направленного синтеза 5,15-дифенилпорфиринов, исходя из дипиррольных фрагментов со свободными, формилированными и гидроксиметилированными 1,9-положениями (Cхема 1.6).
Синтез 5,10,15,20-тетра-мезо-арилзамещенных порфиринов (А4-тип)
Метод МПК и его современные модификации являются удобным подходом к получению симметрично замещенных порфиринов. Доступностью исходных реагентов и легкостью проведения конденсации объясняется тот факт, что этот метод в настоящее время широко используется для получения мезо-арилпорфиринов, включая стерически затрудненные соединения [16, 17, 55, 71]. Первоначально предложенный метод синтеза ТФП и его мезо-замещенных аналогов (классический метод Адлера–Лонго [31]) путем конденсации бензальдегида и пиррола в кипящей пропионовой кислоте отличается невысокими выходами, сложностью выделения продуктов и имеет ограничения для бензальдегидов с лабильными группами [15]. По этой причине мы ставили задачу адаптировать 2 современные модификации метода МПК для получения липофильных 5,10,15,20-тетра-арилзамещенных порфиринов: 1) метод Линдсея [32] и 2) модифицированный метод Адлера в среде органических кислот и нитробензола [33], оптимизировав их для получения алкилированных порфиринов.
Синтез по методу Линдсея
Метод МПК по Линдсею предполагает двустадийное проведение реакции в мягких условиях в среде СHCl2 или CHCl3. За реакцией конденсации пиррола с бензальдегидом в присутствии кислотного катализатора (чаще всего TFA) следует необратимое окисление порфириногена до порфирина [32]. Предлагаемая процедура синтеза позволяет получать порфирины с высокими выходами даже при работе с лабильными альдегидами, oднако ограничением этого метода является использование реагирующих веществ в низких концентрациях (10-2 М) - именно в таких условиях могут быть достигнуты максимальные выходы. При получении порфиринов 2а-к (Cхема 2.2.) мы показали эффективность использования двухстадийного метода окислительной конденсации для ТФП с протяженными гидрофобными заместителями.
Мягкие условия реакции позволили использовать бензальдегиды с функциональными группами. Конденсацию пиррола с замещенным бензальдегидом проводили в СHCl2 или CHCl3 в присутствии эфирата трехфтористого бора, в качестве окислителя использовали 2,3-дихлор-5,6-дициано-1,4-бензохинон (DDQ). Целевой тетразамещенный продукт легко выделяли с помощью колоночной хроматографии на силикагеле, поскольку побочные полипирролилметены имеют значительно меньшую хроматографическую подвижность. Все полученные порфирины 2а-к хорошо кристаллизовались из смеси хлороформ-метанол.
Мы установили, что при получении порфиринов с высшими алкильными заместителями эффективным катализатором является BF3Et2O: выходы тетразамещенных продуктов достигали 35-40% (Таблица 2.1.), в то время как его замена на TFA приводила к значительному снижению выходов до 5-8%. В случае использования хлористого метилена в качестве растворителя добавление этанола необходимо для сокатализа конденсации. Следует отметить, что в данном методе высокие выходы напрямую связаны с концентрацией исходных соединений и временем проведения конденсации. При масштабировании процесса возникают затруднения и не достигаются указанные выходы, в связи с чем был продолжен поиск методов получения тетразамещенных порфиринов 2а-k.
Синтез по модифицированному методу Адлера
Сообщалось, что проведение реакции в смеси пропионовая кислота/уксусная кислота/нитробензол в присутствии кислорода воздуха повышает выходы ряда мезо-арилпорфиринов до 45 % [33, 55]. О получении подобным способом порфиринов с алкильными заместителями ранее не сообщалось, поэтому мы ставили задачу оценить возможности этого метода для получения липофильных тетразамещенных порфиринов.
Тетразамещенные 5,10,15,20-(4-алкоксифенил)порфирины 2a-g получали, используя п-алкоксибензальдегиды 1a-g и пиррол в стехиометрических соотношениях 1:1, пропионовую, уксусную кислоты и нитробензол - в объемных соотношениях 2:1:1 (Схема 2.2.). Реакцию проводили в одну стадию в кипящей смеси растворителей в присутствии О2 воздуха в течение 2 ч. Была оптимизирована процедура очистки целевых соединений по сравнению с оригинальной методикой: целевых продуктов выделяли из реакционной смеси путем осаждения петролейным эфиром с последующей очисткой с помощью колоночной хроматографии на силикагеле. В результате для алкоксизамещенных порфиринов 2a-g были достигнуты высокие выходы 43-49% (Таблица 2.1.) [424].
Следует отметить, что алканоилоксипорфирины в условиях этой реакции подвержены гидролизу сложноэфирной связи, что ограничило возможности ее применения по сравнению с методом Линдсея. Поэтому для препаративного получения 5,10,15,20-тетра(4-алканоилоксифенил)порфиринов 2h-k был использован более универсальный метод МПК по Линдсею (Схема 2.2.). Индивидуальность и структуру соединений 2а-к подтверждали методами ТСХ, УФ-, 1Н ЯМР-спектроскопии и элементного анализа. В ЭСП присутствовала интенсивная полоса Соре при 419-420 нм и четыре Q-полосы поглощения в области 519-650 нм. В спектрах ЯМР наличие одного узкого сигнала [3-пиррольных протонов при 8.25 м.д. указывало на симметричную систему замещения, в которой все 3-протоны эквивалентны. Соотношение интегральных интенсивностей протонов ароматических и алифатических групп подтверждало структуру тетразамещенных порфиринов. Для порфиринов 2b-g,i,j были получены металлокомплексы с Zn(II) и Co(II) с выходами 90-95% по стандартным методикам [15] с использованием ацетатов соответствующих металлов в смеси хлороформ-метанол
В результате было показано, что метод МПК по Линдсею и модифицированный метод Адлера эффективны в синтезе тетразамещенных порфиринов с высшими алкильными заместителями. При этом, двухстадийный метод окислительной конденсации в мягких условиях (метод Линдсея), несмотря на меньшие значения достигаемых выходов длинноцепных порфиринов, является более универсальным и удобным в исполнении.
Синтез замещенных бензальдегидов
4-н-Гексилоксибензальдегид (1a)
п-Гидроксибензальдегид 1.00 г (8.20 ммоль) растворяли в 15 мл DMF, добавляли при перемешивании 1.35 г (8.20 ммоль) гексилбромида и 1.87 г (12.30 ммоль) DBU. Реакционную смесь кипятили в течение 4 ч. Реакционную массу обрабатывали 0.1 Н соляной кислотой, экстрагировали хлороформом и промывали водой до нейтральной реакции. Экстракты объединяли и высушивали над безводным сульфатом натрия и концентрировали в вакууме.
Полученный остаток хроматографировали на силикагеле, элюируя системой А.
Кристаллизовали из метанола.
Выход 1.35 г (80%). Rf 0.5 (система А).
ИК-спектр, (, см-1.): 2914, 2851 (СН СН2);1676 (CHO); 1601 (С-С Аr); 1468 (-СН2-); 1275, 1033 (С-О); 824 ( =С-Н Аr); 734 ( –С-Н(СН2)5). Элементный анализ: вычислено, %: C 75.69, H 8.80; найдено, %: С 75.71, H 8.82, С13Н18О2.
4-н-Октилоксибензальдегид (1b)
Соединение 1b было получено из 1.00 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.57 г (8.20 ммоль) октилбромида и 1.87 г (12.30 ммоль) DBU аналогично соединению 1a.
Выход 1.53 г (81 %). Rf 0.5 (система А).
ИК (, см-1): 2920, 2856 (СНСН2); 1673 (CHO); 1603 (С-С Ar); 1465 (-СН2-); 1273, 1035 (С-О); 823 ( =С-Н Аr); 740 ( –С-Н(СН2)9). Элементный анализ: вычислено, %: C 76.88, H 9.46; найдено, %: С 76.98, H 9.52, С15Н22О2.
4-н-Децилоксибензальдегид (1c)
Соединение 1с было получено из 1.00 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.81 г (8.20 ммоль) децилбромида и 1.87 г (12.30 ммоль) DBU аналогично соединению 1a.
Выход 1.76 г (82 %). Rf 0.5 (система А). Т.пл. 35С.
ИК (, см-1): 2912, 2853 (СНСН2); 1675 (CHO); 1600 (С-С Ar); 1466 (-СН2-); 1274, 1032 (С-О); 825 ( =С-Н Аr); 737 ( –С-Н(СН2)9). Элементный анализ: вычислено, %: C 77.82, H 9.99; найдено, %: С 77.80, H 10.01, С17Н26О2.
4-н-Додецилоксибешальдегид (Id)
Соединение Id было получено из 1.00 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 2.04 г (8.20 ммоль) додецилбромида и 1.87 г (12.30 ммоль) DBU аналогично соединению 1а
Выход 1.76 г (82 %). Rf 0.5 (система А). Т.пл. 35С.
ИК (v, см"1): 2912, 2853 (vCHCH2); 1675 (vCHO); 1600 (vC-C Аг); 1466 (5-СН2-); 1274, 1032 (vC-O); 825 (5 =С-Н Аг); 737 (5 -С-Н(СН2)9). Элементный анализ: вычислено, %: С 77.82, Н 9.99; найдено, %: С 77.80, Н 10.01, Сі7Н2602.
4-н-Тетрадецилоксибешальдегид (1е)
Соединение 1е было получено из 0.70 г (5.74 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.59 г (5.74 ммоль) тетрадецилбромида и 1.31 г (8.61 ммоль) DBU аналогично соединению 1а.
Выход 1.31 г (71 %). Rf 0.4 (система А). Т.пл. 38С.
ИК-спектр, (v, см"1.): 2914,2851 (v-CH СН2); 1676 (vCHO); 1601 (vC-C Аг); 1468 (5-СН2-); 1275, 1031 (vC-O); 824 (5 =С-Н Ar);734 (5 -С-Н (CH2)i3). Элементный анализ: вычислено,
%: С 79.19, Н 10.76; найдено, %: С 79.16, Н 10.81, С2іН3402.
4-н-Гексадецилоксибензальдегида (11)
Соединение If было получено из 1.00 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 2.50 г (8.20 ммоль) гексадецилбромида и 1.87 г (12.30 ммоль) DBU аналогично соединению 1а.
Выход 2.04 г (72 %). Rf 0.6 (система А). Т.пл. 42С.
ИК-спектр, (v, см"1.): 2914, 2848(v-CH СН2); 1691 (vCHO); 1599 (vC-C Аг); 1469 (5-СН2-); 1274, 1031 (vC-O ); 824 (5 =С-Н Аг); 733 (5С-Н (СН2)і5). Элементный анализ: вычислено, %: С 79.71, Н 11.05; найдено, %: С 79.75, Н 11.12, С23Н3802.
4-н-Октадецилоксибешальдегид ( )
Соединение lg было получено из 0.70 г (5.74 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.91 г (5.74 ммоль) октадецилбромида и 1.31 г (8.61 ммоль) DBU аналогично соединению 1а.
Выход 1.63 г (76%). Rf 0.5 (система А). Т.пл. 43С.
ИК-спектр, (v, см-1.): 2913, 2848(vCH СН2); 1679 (vCHO); 1600 (vC-C Аг ); 1467 (5-СН2-); 1273, 1032 (vC-O); 823 (5 =С-Н Аг); 735 (5-С-Н (СН2)і7). Элементный анализ: вычислено, %: С 80.16, Н 11.30; найдено, %: С 80.13, Н 11.32; С25Н4202.
4-О-(5-карбометокси-н-пентил)бензальдегид (1h)
К раствору 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.80 г (14 ммоль) DBU в 25 мл дихлорметана добавляли 10 мл раствора 1.10 г (8.30 ммоль) метилового эфира 6-бромгексановой кислоты в DMF и кипятили при перемешивании в течение 10 ч. Целевой продукт экстрагировали в системе вода-дихлорметан, остаток высушивали в вакууме. Хроматографировали методом колоночной хроматографии на силикагеле G 60. Элюировали системой дихлорметан/гексан 6:1.
Выход 0.96 г (80%), Rf 0.3 (CHCl3.); ИК (, см-1): 1734 (COOCH3),1683 (СНО), 1255, 1013 (С–О).
4-O-(10-карбометокси-н-децил)бензальдегид (1i) Соединение 1i было получено из 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 3.50 г (12.30 ммоль) метилового эфира 11-бромундеканоновой кислоты аналогично соединению 1h.
Выход 0.85 г (85 %), Rf 0.4 (CHCl3/гексан 7:3); ИК (, см-1): 1734 (COOCH3), 1683 (CHO), 1253, 1013 (С-О).
4-н-Октаноилоксибензальдегид (1j)
К раствору 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 0.75 г (6.20 ммоль) DMAP в 15 мл дихлорметана добавляли по каплям в течение 30 мин раствор 1.60 г (9.80 ммоль) хлорангидрида октановой кислоты в 5 мл дихлорметана. Перемешивали при комнатной температуре 20 ч. Избыток растворителя удаляли в вакууме. Остаток хроматографировали на силикагеле G 60. Элюировали системой В.
Выход 1.64 г (87%). Rf 0.5(система В). ИК-спектр (, см-1): 1744 (С=О),1683 (CHO), 1025, 1200 (С–О). 1Н ЯМР (CDCl3, , м.д.): 0.90 (3Н, т, СН3), 1.25 (8Н, м, (СН2)4), 1.93 (2Н, м, ОСОСН2СН2), 2.75 (2Н, т, J =7 Гц, ОСОСН2), 3.10 (1Н, c, СHO), 7.46 (2Н, д, 2,6-(ArH)), 8.26 (2Н, д, 3,5-(ArH)).
4-н-Додеканоилоксибензальдегид (1k)
Соединение 1k было получено из 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 1.80 г (8.20 ммоль) хлорангидрида лауриновой кислоты аналогично соединению 1j.
Выход 2.10 г (84%), Rf 0.64 (система В), ИК-спектр (, см-1): 1757, 1743 (С=О), 1683 (CHO), 1025, 1200 (С–О). Элементный анализ: вычислено, %: C 74.96, H 9.27. С19Н28О3; найдено, %: С 75.01, H 9.35.
4-н-Тетрадеканоилоксибензальдегид (1l) Соединение 1l было получено из 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 2.30 г (8.20 ммоль) хлорангидрида миристиновой кислоты аналогично соединению 1j.
Выход 2.04 г (83%). Rf 0.65 (система В), Т.пл 43о. ИК-спектр (, см-1): 1757, 1743 (С=О), 1683 (CHO),1025, 1200 (С–О). Элементный анализ: вычислено, %: C 75.68, H 9.70. С21Н32О3; найдено, %: С 75.93, H 9.75.
4-н-Гексадеканоилоксибензальдегид (1m) Соединение 1m было получено из 1 г (8.20 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 2.70 г (9.80 ммоль) хлорангидрида пальмитиновой кислоты аналогично соединению 1j.
Выход 2.42 г (82%), Rf 0.5 (система В). 1Н ЯМР: 0.89 (3Н, т, СН3), 1.27 (24Н, уш. м, (СН2)12), 1.92 (2Н, ОСОСН2СН2), 2.75 (2Н, т, J 7, ОСОСН2), 3.06 (1Н, c, СHO), 7.48 (2Н, д, 2.6-(ArH)), 8.2 (2Н, д, 3.5-(ArH)). Элементный анализ: вычислено, %: C 76.62, H 10.06. С23Н36О3; найдено, %: С 76.53, H 9.98.
4-(6-бром-н-гексаноилокси)бензальдегид (1n)
К раствора 1.20 г (9.83 ммоль) п-гидроксибензальдегида и 0.89 г (7.37 ммоль) DMAP в 15 мл дихлорметана добавляли по каплям в течение 30 мин раствор 2.51 г (11.8 ммоль) хлорангидрида 6-бромгексановой кислоты. Перемешивали при комнатной температуре в течение 24 ч. За ходом реакции следили с помощью ТСХ. Альдегидную группу определяли, используя реактив Эрлиха. Избыток растворителя удаляли в вакууме и хроматографировали на силикагеле G 60. Элюировали системой B.
Синтез конъюгатов порфирин-фуллерен С60
Синтез формилзомещенных порфиринов
Медный комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-гексилоксифенил)порфирина (47а)
К раствору 0.05 г (0.05 ммоль) медного комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-гексилоксифенил)порфирина Си-2а в 5 мл дихлорметана добавляли комплекс Вильсмейера, приготовленный из 0.85 мл (1 моль) РОС13 и 0.70 мл (1 моль) DMF при 0 С. Реакцию проводили при 40 С в течение 6-7 ч, контролируя ход реакции методом ТСХ в системе Г. Реакционную массу разбавляли водой (50 мл), обрабатывали водным раствором NaOH и экстрагировали дихлорметаном, промывали несколькораз водой до нейтральной реакции. Экстракты объединяли, высушивали над безводнымсульфатом натрия и концентрировали в вакууме. Полученный остаток хроматографировали на силикагеле системой Г. Вещество перекристаллизовывали из смеси хлороформа с метанолом.
Выход 0.03 г (60%). Rf 0.70 (система Г). ЭСП, Vax, нм (є х 10"3): 432 (717.9), 552 (43.4), 596 (15.7). ИК-спектр, (v, см"1): 2925, 2855 (vCH СН2); 1672 (vCH-O); 1605 (vC-C Аг); 1466, 1383 (5-СН2-); 1246, 1075 (vC-O); 842 (5 =C-H Аг); 799 (5 С-Н Аг); 723 (5 -С-Н(СН2)5). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1105 [M+l, Cu63]+, 1107 [M+l, Cu65]+.
Медный комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-децилоксифенил)порфирина (47Ь)
Соединение 47Ь получали из 0.06 г (0.05 ммоль) медного комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-децилоксифенил)порфирина Си-2с и комплекса Вильсмейера, приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогично соединению 47а.
Выход 0.04г (63%). Rf 0.70 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є х Ю"3): 431.5 (295.6), 553(17.1), 591 (5.5). ИК-спектр, (v, см"1): 2923, 2853 (vCH СН2); 1672 (vCH-O); 1604 (vC-C Аг); 1462, 1381 (5-СН2-); 1242, 1073 (vC-O); 843 (5 =С-Н Аг); 798 (5 С-Н Аг); 723 (5 -С-Н (СН2)5). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1328 [М, Си63]+, 1330 [М, Си65]+ Медный комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-тетрадецилоксифенил)порфирина (47с)
Соединение 47с получали из 0.07 г (0.05 ммоль) медного комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-тетрадецилоксифенил)порфирина Си-2е и комплекса Вильсмейера, приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогичносоединению 47а.
Выход 0.04 г (60%). Rf 0.70 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є хЮ"3): 432.5 (794.6), 552 (47.1), 594 (15.3). ИК-спектр, (v, см"1): 2921, 2849 (vCH СН2); 1671 (vCH-O); 1604 (vC-C Аг); 1466, 1385 (5-СН2-); 1251, 1073(vC-O); 843 (5 =C-H Аг); 800 (5 С-Н Аг); 729 (5 -С-Н (СН2)5). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1552 [М, Cu63]+, 1554 [М, Cu65]+ Медный комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-гексадецилоксифенил)порфирина (47d)
Соединение 47d получали из 0.08 г (0.05 ммоль) медного комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-гексадецилоксифенил)порфирина Cu-2f и комплекса Вильсмейера,приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогичносоединению 47а.
Выход 0.05 г (61%). Rf 0.70 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є хЮ"3): 432 (465.6), 553.5 (28.1), 591 (9.3). ИК-спектр, (v, см-1): 2956, 2847 (vCH CH2);1672(vCH-0); 1606 (vC-C Аг); 1460, 1379 (5-СН2-); 1242, 1075(vC-O); 840 (5 =С-Н Аг); 799 (5 С-НАг); 727 (5 -С-Н (СН2)5). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1662 [М, Cu63]+, 1664 [М, Cu65]+ Медный комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-октадецилоксифенил)порфирина (47е)
Соединение 47е получали из 0.08 г (0.05 ммоль) медного комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-октадецилоксифенил)порфирина Cu-2g и комплекса Вильсмейера, приготовленногоиз 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогично соединению 47а.
Выход 0.05 г (60%). Rf 0.70 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є х 10"3): 431.5 (623.8), 552 (37.1), 594 (12.9). ИК-спектр, (v, см-1): 2923, 2854 (vCH СН2); 1671(vCH-0); 1606 (vC-C Аг); 1466, 1385 (5-СН2-); 1251, 1078(vC-O); 846 (5 =C-H Аг); 801 (5 С-Н Аг); 731 (5 -С-Н (СН2)5). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1777 [M+l, Cu63]+, 1779 [M+l, Cu65]+.
Никелевый комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-гексилоксифенил)порфирин (48а)
К раствору 0.05 г (0.05 ммоль) никелевого комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-гексилоксифенил)порфирина Ni-2f в 5 мл дихлорметана добавили комплексВильсмейера, приготовленный из 0.85 мл (1 моль) РОС13 и 0.70 мл (1 моль) DMF при 0С. Реакцию проводили при 40С в течение 6 ч. Затем реакционную массу обрабатывали раствором NaOH и экстрагировали дихлорметаном, промывали несколько раз водой до нейтральной реакции. Экстракты объединяли, высушивали над безводным сульфатом натрия, дихлорметан удаляли в вакууме и хроматографировали на силикагеле, элюировали системой Г. Перекристаллизовывали из смеси хлороформа с метанолом.
Выход 0.03 г (50%). Rf 0.75 (система Г). ЭСП, W, нм (є х 10"3): 432.5 (576.0), 545 (34.5), 589.5 (11.3). ИК-спектр, (v, см-1): 2925, 2855 (vCH СН2); 1673 (vCH-O), 1605 (vC-C Аг); 1462, 1379 (5-СН2-); 1246, 1076 (vC-O); 845 (5 =С-Н Аг); 800 (5 С-Н Аг); 732 (5 -С-Н (СН2)5). Н ЯМР (5, ррш): -2.68 (2Н, с, NH), 0.90-0.96 (12 Н, т, СН3), 1.23-1.96 (32 Н, м, (СН2)4), 4.16-4.25 (8 Н, т, ОСН2), 7.32-7.53 (12 Н, м, мезо-(АхЩ, 7.75-7.90 (4 Н, м, мезо-(АхЩ, 8.68-8.78 (6Н, м, пиррол), 9.30 (Ш, с, СНО), 9.33 (lpVH, с, пиррол). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1100 [M]+.
Никелевый комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-децилоксифенил)порфирина 48Ь
Соединение 48Ь получали из 0.06 г (0.05 ммоль) никелевого комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-децилоксифенил)порфирина Ni-2c и комплекса Вильсмейера, приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогично соединению 48а.
Выход 0.03г (52%). Rf 0.75 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є х 10"3): 432.5 (506.5), 545.5(30.3), 591.5 (10.5). ИК-спектр, (v, см-1): 2924, 2854 (vCH СН2); 1673 (vCH-O); 1606 (vC-C Аг); 1466, 1388 (5-СН2-); 1251, 1075 (vC-O); 842 (5 =С-Н Аг); 799 (5 С-Н Аг); 727 (5 -С-Н (СН2)5). Н ЯМР (5, ррш): -2.67 (2Н, с, NH), 0. 87-0.94 (12 Н, т, СН3), 1.24-2.05 (64 Н, м, (СН2)8), 4.13-4.22 (8 Н, т, ОСН2), 7.15-7.84 (16 Н, м, мезо-(АгН)), 8.65-8.79 (6Н, м, пиррол), 9.28 (Ш, с, СНО), 9.31 (ір-Н, с, пиррол). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1324 [М]+.
Никелевый комплекс 2-формил-5Д0Д5,20-тетра(4-н-тетрадецилоксифенил)порфирина (48с)
Соединение 48с получали из 0.07 г (0.05 ммоль) никелевого комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-тетрадецилоксифенил)порфирина Ni-2e и комплекса Вильсмейера, приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) ДБМБ, аналогично соединению 48а. Выход 0.04 г (55%). Rf 0.75 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є хЮ"3): 433 (450.6), 546 (27.7), 592.5 (9.3). ИК-спектр, (v, см-1): 2931, 2855 (vCH СН2); 1675 (vCH-O); 1605(vC-C Аг); 1462, 1380 (5-СН2-); 1246, 1072 (vC-O); 842 (5 =С-Н Аг); 800 (5 С-Н Аг); 725 (5 -С-Н (СН2)5). Н ЯМР (5, ррш): -2.70 (2Н, с, NH), 0.89-0.92 (12 Н, т, СН3), 1.24-1.98 (96 Н, м, (СН2)і2), 4.14-4.24 (8 Н, т, ОСН2), 7.14-7.87 (16 Н, м, мезо-(АгЯ)\ 8.68-8.74 (6Н, м, пиррол), 9.28 (Ш, с, СНО), 9.32 (lpVH, с, пиррол). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1549 [М]+.
Никелевый комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-гексадецилоксифенил)порфирина (48(1)
Соединение 48d получали из 0.08 г (0.05 ммоль) никелевого комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-гексадецилоксифенил)порфирина Ni-2f и комплекса Вильсмейера,приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСЬ и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогичносоединению 48а. Выход 0.04 г (53%). Rf 0.75 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є хЮ"3): 432.5 (410.6), 546.5 (24.7), 591.5 (8.2). ИК-спектр, (v, см-1): 2928, 2853 (vCH СН2); 1673 (vCH-O); 1602(vC-C Аг); 1463, 1381 (5-СН2-); 1245, 1072 (vC-O); 839 (5 =С-Н Аг); 801 (5 С-Н Аг); 723 (5 -С-Н (СН2)5). Н ЯМР (5, ррш): -2.67 (2Н, с, NH), 0. 89-0.95 (12 Н, т, СН3), 1.27-2.10 (112 Н, м, (СН2)і2), 4.13-4.21 (8 Н, т, ОСН2), 7.17-7.91 (16 Н, м, мезо-(АгЯ)Х 8.68-8.80 (6Н, м, пиррол), 9.29 (1Н, с, СНО), 9.33 (ір-Н, с, пиррол). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1659 [M]+.
Никелевый комплекс 2-формил-5,10,15,20-тетра(4-н-октадецилоксифенил)порфирина (48е)
Соединение 48е получали из 0.08 г (0.05 ммоль) никелевого комплекса 5,10,15,20-тетра(4-н-октадецилоксифенил)порфирина Ni-2e и комплекса Вильсмейера, приготовленного из 0.85 мл (1 моль) РОСІз и 0.70 мл (1 моль) DMF, аналогично соединению 48а. Выход 0.05 г (55%). Rf 0.75 (система Г). ЭСП, Хтах, нм (є х Ю-3): 433 (422.6), 547 (25.7), 593 (8.4). ИК-спектр, (v, см-1): 2920, 2848 (vCH СН2); 1674 (vCH-O); 1606 (vC-C Аг); 14658, 1379 (5-СН2-); 1241, 1072 (vC-O); 839 (5 =С-Н Аг); 801 (5 С-Н Аг); 724 (5 -С-Н (СН2)5). Н ЯМР (5, ррш): -2.67 (2Н, с, NH), 0. 87-0.91 (12 Н, т, СН3), 1.27-2.09 (128 Н, м, (СН2)і6), 4.16-4.24 (8 Н, т, ОСН2), 7.16 7.87 (16 Н, м, мезо-(ArH)), 8.68-8.76 (6Н, м, пиррол), 9.32 (1Н, с, СНО), 9.35 (1-Н, с, пиррол). Масс-спектр (MALDI-MS) m/z: 1771 [М]+.