Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Финикова Ольга Сергеевна

Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств
<
Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Финикова Ольга Сергеевна. Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.08, 02.00.03 : Москва, 2003 162 c. РГБ ОД, 61:04-2/27-8

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Синтез и структура 5

1.1. Тетрабензопорфирины (ТВР) 8

Тетпрабензопорфирин и его металлокомплексы 8

- Замещенные по конденсированным кольцам ТВР 17

- Мезо-замещенные ТВР 23

- Реакции с участием ТВР 29

1.2. Тетранафтопорфирины 33

1.3. Другие порфирины с расширенной системой 40

Глава 2. Физико-химические свойства и практическое применение 53

Обсуждение результатов 64

Глава 1. Синтез и структура. 64

1. 1. Мезо-тетраарилтетра(4,5-диметоксикарбонилбензо)- порфирины (Аг4ТВР(С(>2Ме)д 69

1.2. "Бензо-незамещенные" мезо-тетраарилтетрабензопорфирины 80

1.3. Мезо-незамещенные тетрабензопорфирины (м-Н/ГВР) 83

1.4. Мезо-тетраарилтетра[2,3]нафтопорфирины (AtiTNP) 84 Глава 2. Физико-химические свойства 89

2.1. Фотофизические свойства 89

2.2. Основность 96

2.3. Электрохимические свойства 102

Выводы 106

Экспериментальная часть 108

1. К главе "Синтез и структура". 108

2. К главе "Физнко-химические свойства". 125

2.1. Фотофизические свойства 125

2.2. Основность 126

2.3. Электрохимические свойства 130

Приложение 132

Список цитированной литературы

Введение к работе

(2) (1) (3) * Этот термин является переводом принятого в англоязычной литературе термина "it-extended porphyrins", который традиционно употребляется по отношению к порфиринам, я-система которых расширена за счет сопряжения с конденсированными ароматическими кольцами (аннелированным порфиринам).

Благодаря уникальному набору физических и химических свойств порфирины и их аналоги привлекают интерес исследователей в области химии, биологии, медицины, оптики и материаловедения. Ежемесячно выходят сотни новых публикаций, посвященных этим соединениям. На их основе созданы катализаторы, сенсоры и лекарственные средства, органические полупроводники, жидкие кристаллы и материалы для нелинейной оптики [1]. Простетические группы многих важнейших белков (гемоглобина и миоглобина, цитохрома с и комплексов дыхательной цепи, цитохрома Р450 и т.д.) имеют порфириновую природу [2], поэтому важной областью применения синтетических порфиринов является моделирование биологических систем [1]. Порфириновый скелет также лежит в основе структур растительных пигментов (хлорофиллов, феофетина, феофорбида), поэтому производные порфиринов широко используются при исследованиии и моделировании некоторых стадий фотосинтеза (переноса энергии и переноса электрона) [1]. Порфирины с расширенной тс-системой интересны в первую очередь благодаря своим уникальным фотофизическим свойствам. Один из простейших представителей этого класса - тетрабензопорфирин (ТВР, 1) - впервые заинтересовал исследователей благодаря своему структурному сходству с порфином (2) и фталоцианином (3), родоначальниками двух основных классов тетрапиррольных пигментов [3]. Как оказалось, "промежуточными" являются не только структуры, но и многие свойства этих соединений [4]. Самая характерная особенность тетрабензопорфиринов, роднящая их с фталоцианинами -наличие интенсивных полос поглощения и испускания в дальней видимой/ближней инфракрасной области спектра (600-1000 нм).

Значительный интерес к хромофорам с такими спектральными характеристиками обусловлен перспективой их использования в качестве сенсибилизаторов для фотодинамической терапии [5]. Этот перспективный клинический метод применяется для лечения кожных и сосудистых заболеваний, болезней глаз, а также поверхностных форм рака [6, 7]. Принцип действия метода основан на свойстве некоторых пигментов (фотосенсибилизаторов) вначале избирательно накапливаться в пораженной ткани, а затем под действием света с подходящей длиной волны продуцировать синглетный кислород, который вызывает гибель окружающих клеток. Для повышения эффективности и избирательности воздействия важно, чтобы полосы поглощения фотосенсибилизатора и хромофоров живой ткани перекрывались как можно меньше. Поскольку в спектральном интервале 650-1000 нм поглощение тканевых пигментов минимально, производные бензопорфиринов и фталоцианинов оказались перспективны в качестве сенсибилизаторов для фотодинамической терапии.

Другая область возможного применения тетрабензопорфиринов - нелинейная оптика. Такие свойства, как высокая фотостабильность и интенсивное поглощение из возбужденного состояния, сделали производные ТВР перспективными оптическими ограничителями: такие материалы обладают свойством поглощать интенсивнее ("темнеть") при увеличении интенсивности падающего светового потока [9].

В последние годы интенсивно развивалась интересная оптическая технология измерения концентрации кислорода - метод тушения фосфоресценции [9, 10]. В его основе лежит линейная зависимость времени жизни фосфоресценции сенсора, обычно палладиевого или платинового комплекса порфирина, от концентрации кислорода в среде. Предварительные исследования показали, что по своим оптическим характеристикам производные тетрабензо- [11, 12] и тетра[2,3]нафтопорфиринов [13] являются прекрасными фосфоресцентными сенсорами, в первую очередь для измерений in vivo. Однако несмотря на очевидный интерес к тетрабензопорфиринам, к началу настоящей работы были охарактеризованы лишь некоторые простые представители этого класса соединений [4, 5]. Это было связано с тем, что известные способы синтеза этих порфиринов были непрактичны - в первую очередь из-за низких выходов, а также^трудности выделения и очистки продуктов [4, 5]. Кроме того, эти методы были непригодны для синтеза интересных функциональных производных.

В связи с этим, возникла потребность в новом методе, который позволял бы легко получать различные, в том числе функциональнозамещенные, тетрабензопорфирины. Разработка такого метода являлась основной целью настоящей работы.

Структура работы. Диссертация состоит из трех основных частей - обзора литературы, обсуждения результатов и экспериментальной части. Обзор литературы посвящен синтезу и свойствам порфиринов с расширенной тс-системой и основан на материалах, опубликованных до 2003 года. Основное внимание было уделено методам синтеза тетрабензо- и тетранафтопорфиринов. В конце работы находятся приложение и список цитированной литературы. В приложении находятся таблица выходов полученных порфиринов (Табл. 6), таблица их спектров поглощения (Табл. 7), данные PC А (Табл. 8-13), циклические вольтамперограммы и список сокращений.

Нумерация соединений в обзоре литературы и обсуждении результатов не совпадает. Экспериментальная часть разбита на четыре секции, соответствующие главам и подплавам обсуждения результатов ("Синтез и структура", "Фотофизические свойства", "Основность" и "Электрохимические свойства"). Соединения в секциях экспериментальной части расположены по порядку номеров, присвоенных им в обсуждении результатов. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц. Список цитированной литературы состоит из 237 наименований.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ: Порфирины с расширенной я-системой

Замещенные по конденсированным кольцам ТВР

В 1995 году Виноградов и Уилсон (Wilson) описали синтез ряда новых комплексов ТВР [11]. І-Zn был получен ими по методу Копраненкова-Лукьянца [28] - сплавлением фталимида калия с ацетатом натрия и ацетатом цинка. Свободное основание 1 образовалось при обработке І-Zn смесью Н3РО4-АСОН и было использовано для получения комплексов с Pd, Pb, Y, Sn (IV) и Lu. Металлирование вели в кипящем ДМФ (SnCl2, Pd(OAc)2, LuCl3x6H20) или в имидазоле при 150С (SnCl2, LuCl3x6H20, Lu(OAc)3x6H20, YCl3x6H20, Pd(OAc)2, Pb(OAc)2). Продукты были охарактеризованы данными электронной спектроскопии, спектроскопии ЯМР (1-Pd, Lu, Sn) и масс-спектрометрии (1-Sn). Также были измерены времена жизни и квантовые выходы фосфоресценции І-Pd и І-Lu в обезгаженном ДМФ.

Для получения свободного основания ТВР разными авторами были использованы комплексы 1 с Mg, Fe, Zn и Cd. Деметаллирование производных цинка требует довольно жестких условий (H2S04, 40С [17]; H2S04-HC1, к.т. [19]; Н3Р04-АсОН, t [11]), в то время как деметаллирование І-Cd протекает в смеси CHCl3-CF3COOH уже при комнатной температуре [25]. Свободное основание 1 было использовано для синтеза комплексов железа [24, 32, 33], магния [25], платины [22, 34], палладия [11, 22], никеля [35], кобальта [36], германия [37], олова, свинца, иттрия и лютеция [11].

На второй стадии этого синтеза использована сульфонильная модификация реакции Бартона-Зарда - удобного метода синтеза замещенных пирролов, предложенного в 1985 году [39]:

Благодаря реакции Бартона-Зарда стали доступны многие интересные с точки зрения порфириновой химии пирролы, в том числе труднодоступные ранее пирролы с [с]-конденсированными циклами [40-42]. Это стимулировало появление целого ряда новых подходов к синтезу порфиринов с расширенной тс-системой. Недавно был опубликован обзор, в котором эта тема освещена очень подробно [5].

Еще один новый метод синтеза ТВР, также использующий реакцию Бартона-Зарда, был предложен в 1998 году группой Оно (Опо) [43,44]:

На последней стадии этого синтеза 1-Zn образуется в результате термической экструзии этилена с количественным выходом. Такой метод позволяет избежать трудоемкой очистки малорастворимого ТВР, так как исходный порфирин хорошо растворим в органических растворителях и его получение в чистом виде не составляет большого труда. Сходный подход был успешно применен этими авторами и для синтеза некоторых замещенных ТВР и тетранафтопорфиринов [43-46].

Для получения тетрабензопорфиринов с заместителями в конденсированных бензольных кольцах были использованы подходы, во многом напоминающие описанные выше методы синтеза 1. Так, синтез комплексов октаметилзамещенного тетрабензопорфирина (MeeTBP, Ri - R4 = Me, R2 = R3 = Н) из 1,3,4,7-тетраметилизоиндола, описанный в 1969-1972 годах Боннеттом, Бендером и Смитом (Bonnett, Bender and Smith) [47-49], напоминает синтез ТВР из изоиндола по Реми. 1,3,6,7-Тетраметилизоиндол гораздо стабильнее изоиндола и может храниться в инертной атмосфере при -10С. Бендер и соавторы описали три способа его получения: (1) самоконденсацией 2,5-диметилпиррола, (2) конденсацией 2,5-диметилпиррола с 2,5-гександионом в кислой среде, а также (3) обработкой уыс-1,3,6,7-тетраметил-2-фенилсульфонилизоиндолина mpem-бутилатом калия [50,51]:

Для получения тетрабензопорфиринов 1,3,6,7-тетраметилизоиндол сплавляли с порошкообразным металлом (Mg, Zn) в запаяной трубке [47, 48] или кипятили в 1,2,4-трихлор-бензоле в присутствии ацетата металла (Ni, Си, Со, Mg, Мп) в инертной атмосфере [49]. Продукты - металлические комплексы MegTBP - были выделены с выходами 20-84%. Все полученные порфирины были охарактеризованы данными электронной и ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии и элементного анализа. Для комплексов с Zn и Ni были описаны спектры ЭПР. Свободное основание MegTBP было получено из магниевого комплекса действием трифторуксусной кислоты:

Еще ОДИН удобный способ синтеза 1,3,6,7-тетраметилизоиндола - из сульфата аммония и 2,5-гександиона - был описан Долфином (Dolphin) и соавторами в 1980 году (выход 33%) [52]. В той же работе приведены методики синтеза и подробное описание свойств МевТВР 18 Со (выход 35-55%), MegTBP-Mg (выход 67%) и Ме ТВР (выход 83% из MegTBP-Mg). Авторы отмечают, что по сравнению с ТВР 1 производные Ме»ТВР значительно лучше растворимы в органических растворителях.

Позже, производные Ме»ТВР были исследованы и другими группами. Так, в 1977 году были обнаружены и исследованы полупроводниковые свойства его никелевого комплекса [53]. В 1998 году японскими исследователями [54] было изучено влияние природы соли-"темплата" на выход комплексов MegTBP в условиях, описанных Боннеттом и соавторами [49]. Наилучший результат был получен при использовании бензоата никеля (выход MesTBP-Ni составил 20%). Замена бензоата никеля бензоатом цинка привела к падению выхода порфирина до 10%, а в присутствии ацетета цинка он не образовывался совсем. Затем эти авторы исследовали темплатную тетрамеризацию смеси 1,3,6,7-тетраметилизоиндола с его 5-замещенными производными. Такую смесь получали самоконденсацией 2,5-диметилпиррола с 3-замещенным 2,5-гександионом в кислой среде (R = Ph или н-пропил). В результате реакции полученной смеси замещенных изоиндолов с бензоатом никеля были получены производные МевТВР с 2-4 дополнительными заместителями (R2-4 MegTBP):

Другие порфирины с расширенной системой

Круг известных на сегодняшний день аннелированных порфиринов чрезвычайно широк, и подробное рассмотрение всех типов и методов получения этих соединений выходит за рамки настоящего обзора . Однако некоторые подходы, которые были использованы для их синтеза, нашли непосредственное применение в настоящей работе, поэтому мы сочли необходимым хотя бы вкратце описать здесь основные достижения в этой области.

Обзор, в которых эта тема обсуждается очень подробно, был опубликован в 2000 году [5]. Методы высокотемпературной темплатной конденсаиии в синтезе аннелированных порфиринов. Хотя методы темплатной конденсации служили основным синтетическим инструментом для получения тетрабензопорфиринов (ТВР) и тетранафтопорфиринов (TNP), для синтеза других аннелированных порфиринов они применялась сравнительно мало. Синтез нескольких тетрааннелированных порфиринов был осуществлен по методу Копраненкова-Лукьянца, т.е. сплавлением производных фталимида с предшественниками метиновых мостиков (например, малоновой или фенилуксусной кислотой) в присутствии соли цинка. Для получения несимметричных производных, содержащих в составе одной молекулы различные конденсированные фрагменты, в реакцию вводили смеси различных фталимидов, и затем выделяляли нужный продукт хроматографически. Выходы целевых порфиринов обычно не превышали нескольких процентов. Ниже показаны структуры соединений, полученных таким способом [90-94].

Реакция Бартона-Зарда в синтезе аннеливованных поуфиоинов. В конце 1990-х годов была показана возможность использования некоторых нитроаренов в реакции Бартона-Зарда [89, 102]. В результате стали доступны разнообразные пирролы с конденсированными карбо- и гетероциклическими фрагментами, что привело к настоящему "буму" в области синтеза аннелированных порфиринов. Наибольший вклад в развитие этого направления был сделан группами Лэша (Lash) [5, 102] и Оно (Опо) [89]. Ниже показаны примеры карбо- и гетероциклических фрагментов, которые были введены в состав аннелированных порфиринов с использованием этого подхода:

Тетрааннелированные порфирины были получены тетрамеризацией соответствующих а-гидроксиметилпирролов, продуктов восстановления а-этоксикарбонилпирролов, доступных по реакции Бартона-Зарда. Л/езо-замещенные тетрааннелированные порфирины были получены Лэшем и др. конденсацией 2,5-незамещенных пирролов с альдегидами по методу Линдсея. Используя [2+2] или [3+1] вариант метода МакДональда, Лэш и соавторы осуществили синтез нескольких десятков новых моно- и дианнелированных порфиринов. В случае дианнелированных производных конденсированные фрагменты могут быть как одинаковыми, так и различными.

Эта интересная реакция была открыта группой Смита (Smith) в 1997 году [103, 104]. Свойства полученных пирролопорфиринов и возможность их дальнейшего применения в синтезе были подробно исследованы. Так, было обнаружено, что конденсированное пиррольное кольцо может выступать в качестве диеновой компоненты в реакции Дильса-Альдера. В результате реакции с ацетилендикарбоновым эфиром было выделено производное монобензопорфирина [105]:

Еще один интересный подход к синтезу аннелированных порфиринов, который был одновременно развит в работах нескольких групп [38, 111-113], включает использование как реакции Бартона-Зарда, так и реакции Дильса-Альдера. Как показано на схеме ниже, сульфоленовый фрагмент может быть легко ввведен в молекулу пиррола, а затем и порфирина. Нагревание производных сульфолена в присутствии диенофила приводит к экструзии SO2, и образовавшийся аналог о-хинодиметана реагирует с диенофилами с образованием циклических аддуктов (ДФ = диенофил):Rhodobacter sphaeroides [114, 115] стимулировало появление большого количества публикаций, посвященных моделированию этих систем и протекающих в них процессов. Так, был опубликован ряд интереснейших работ по синтезу олигомерных порфиринов с известной трехмерной архитектурой [116]. Как оказалось, такие структуры интересны и с точки зрения молекулярной электроники [116].

Ряд подходов к синтезу сопряженных олигомерных порфириновых систем, которые могут быть использованы в качестве "молекулярных проводов" ("molecular wires") в молекулярной электронике, были описаны в последние 10 лет группами Кроссли (Crossley), Смита (Smith) и Осуки (Osuka). Подход Кроссли основан на использовании да- и тетракетопорфиринов, которые можно получить в две-три стадии из доступных тетраарилпорфиринов [117,118]:

Мезо-незамещенные тетрабензопорфирины (м-Н/ГВР)

При общем сходстве, процедура синтеза для бензо-незамещенных А ТВР несколько проще, чем для Ar4TBP(C02Me)g. Так, промежуточный 1,3-незамещенный тетрагндроизоиндол 6Ь получается из этилового эфира 5с в одну стадию - при кипячении последнего с КОН в этиленгликоле, и вводится в порфириновый синтез без выделения (путь c-d на схеме, выходх 5-55%). Производные АгДСНР (9а,Ь и 9а,Ь-М) легко кристаллизуются, что значительно облегчает их очистку.

По своим физико-химическим и лигандным свойствам АгДСНР 9а,Ь мало отличаются от соответствующих Аг4ТСНР(С02Ме)8. Все полученные производные порфиринов 9а,Ь охарактеризованы методами электронной спектроскопии и масс-спектрометрии, а дигидрохлорид порфирина 9Ь - и методом рентгеноструктурного анализа. Для всех диамагнитных производных структура и чистота подтверждены данными спектроскопии ЯМР Н и 13С.

Кристаллическая структура дигидрохлорида порфирина 9Ь показана на рис. 5. По форме и степени искажения производные 9а [170] и 9Ь очень напоминают описанные выше производные 8а. Как и в случае 8а, макроциклы в этих порфиринах имеют форму седла. Doop для дикатиона 9Ь составляет 3.00 А, что практически совпадает с величиной Doop Для свободного основания тетрабензопорфирина 8а (2.97 A). Doop никелевых комплексов 9a-Ni (3.32 А) [170] и 8a-Ni (3.43А) также очень близки.

По сравнению с Аг4ТВР(СОгМе)8, в случае бензо-незамещенных АГ4ТВР выходы медных и никелевых комплексов несколько понижены. Выходы для производных 10а ниже, чем для 10Ь. Наибольшие потери наблюдаются при окислении никелевых комплексов (выход 10а-Ni: 25-30%; 10b-Ni: 50-55%; 10a-Cu: 60-65%; 10b-Cu: 75-80%.). Интересно, что выход палладиевого комплекса 10b-Pd в тех же условиях близок количественному (95%). По данным электронной спектроскопии и масс-спектрометрии, в условиях окисления имеет место полная конверсия АгДСНР, но реакция сопровождается образованием значительных количеств побочных продуктов. Электронные спектры поглощения этих продуктов практически не отличаются от спектров целевых АгДЪР, но они обладают значительно большим сродством к силикагелю и поэтому могут быть легко отделены. Возможно, эти примеси представляют собой продукты олигомеризации ТВР. Примеры олигомеризации порфиринов под действием DDQ были описаны ранее [122].

Деметаллирование 10b-Cu протекает в теплой полифосфорной кислоте (РРА) и завершается за 4-5 часов. Свободное основание порфирина 10Ь было выделено с выходом 70-80%. Деметаллировать комплекс Юа-Си мы не пытались, так как порфирин 10а известен.

Как и производные Аг4ТВР(СОгМе)8, незамещенные по конденсированным бензольным кольцам АГ4ТВР представляют собой твердые вещества темно-зеленого цвета, однако они не склонны кристаллизоваться и были выделены в виде аморфных порошков. По сравнению с 8а-е, производные бензо-незамещенных порфиринов 10а,Ь заметно хуже растворимы в органических растворителях. Особенно плохо растворим порфирин 10a-Ni: из-за низкой растворимости этого комплекса нам не удалось получить его спектр ЯМР 13С. Все остальные диамагнитные производные 10а,Ь были охарактеризованы данными спектроскопии Н и 13С ЯМР. Структура и чистота всех порфиринов были также подтверждены методами электронной спектроскопии и масс-спектрометрии. В общей сложности нами было получено 45 различных производных мезо-тетраарилтетрабензо- и тетрациклогексенопорфиринов, болыпинство из которых были описаны нами впервые (см. Таблицу 6 в Приложении). Синтез льНдТВР мы осуществляли в соответствии со следующей схемой:

Тетрагидроизоиндол 6а получали как описано выше (раздел 1.1. этой главы). Синтез порфирина 11 производили по методике, описанной для ОЕР [207]. Свободное основание 11 металлировали действием избытка ацетата цинка в кипящем ацетонитриле или ТГФ. Несмотря на общее сходство схем синтеза -w-H4TBP(C02Me)8 и АГ4ТВР, мезо-незамещенные порфирины по своим свойствам заметно отличаются от своих тетраарилзамещенных аналогов.

Электрохимические свойства

Спектры 1И и ВС ЯМР регистрировали на спектрометрах Varian Unity (300, 400 или 500 МГц) или Broker DRX-500 (500 МГц). Масс-спектрометрический анализ (метод MALDI TOF) производили на приборе Voyager 6030 (Applied Biosystems Inc.). Электронные спектры поглощения регистрировали на спектрофотометрах Perkin-Elmer Lambda 35 или Hewlett Packard 8542А. Таблица электронных спектров поглощения порфиринов находится в Приложении (Таблица 7).

Растворители очищали стандартными методами. Для колоночной хроматографии использовали силикагель Merck Silica Gel 60 (0.040-0.063 мм), для ТСХ - пластины Silufol UV-254. Исходные соединения и реагенты (сульфолен, диметилмалеат, альдегиды, 1-нитроциклогексен, тиофенол, DBU, jw-хлорпербензойная кислота, mpem-бутилат калия, и т. д.) были приобретены у Aldrich, Inc. Эфиры изоцианоуксусной кислоты получали в соответствии с опубликованными методиками [236, 237]. Смесь изомерных сульфонов 2 и 2а была получена из сульфолена 1 (выход 86%), а сульфон 4Ь - из циклогексена (выход 80%) согласно методике, предложенной Хопкинсом и Фуксом [192]. Z/кс-изомер сульфона 4а (цис-4а) был синтезирован с выходом 85% по той же методике [192] из диметилового эфира 1/ыс-1,2,3,6-тетрагидрофталевой кислоты (tywc-ЗЬ), который получали из коммерчески доступного ангидрида мс-1,2,3,6-тетрагидрофталевой кислоты (За) по известной методике [193] (выход 95%). Сульфон транс-Ал был получен из диметилового эфира транс-1,2,3,6-тетрагидрофталевой кислоты (транс-ЗЬ) по методике [192] (выход 88%), а транс-ЪЪ - по реакции Дильса-Альдера из сульфолена 1 и диметилмалеата по методике [194] (выход 85%). 5,8,9Д0-Тетрагидро-1,4-нафтохинон (Зс) и 5,8-диметокси-1,4-дигидронафталин (Зе) были получены согласно методикам, описанным в работе [209]. Синтез А2-окталина (3d) из соединения Зс был осуществлен по известной методике [208] (выход 40%). Сульфон 4с был получен из окталина 3d по методике [192](выход 80%). а-Хлорсульфон 4d:. Раствор PhSCl (0.72 г, 5 ммоль) в 10 мл СНгСЬ, приготовленный из тиофенола и N-хлорсукцинимида согласно [192], добавляли по каплям к перемешиваемому раствору соединения Зе (950 мг, 5 ммоль) в сухом СНгС12 (10 мл) при -78С в токе аргона. После окончания прибавления смеси давали нагреться до комнатной температуры и оставляли перемешиваться в инертной атмосфере на ночь. Выпавший за это время осадок сукцинимида отфильтровывали, полученный раствор разбавляли CH2CI2 до объема 50 мл, охлаждали до 0С и при интенсивном перемешивании добавляли небольшими порциями м-хлорпербензойную кислоту (Aldrich, чистота 70-75%, 3.0 г, 12.0-12.5 ммоль). Смеси давали нагреться до комнатной температуры, после чего прибавляли 100 мл 10%-ного водного раствора ЫагвОз и перемешивали еще 15-20 мин. Затем смесь переносили в делительную воронку, органический слой отделяли, промывали 10%-ным водным раствором NaaSOa (50 мл), 10%-ным водным раствором ЫагСОз (50 мл) и водой (100 мл). Полученный раствор высушивали над Na2SC 4 и упаривали в вакууме. Выход 4d: 1.78 г, 97%, бесцветное вязкое масло. ТСХ (СН2С12): темное пятно в УФ-свете (254 нм), R 0.8.1Н ЯМР (CDC13) 5 7.92-7.53 (м, 5Н), 6.64 (с, 2Н), 4.82 (м, Ш), 3.74 (с, ЗН), 3.76 (с, ЗН), 3.32-3.37 (м, 1Н), 3.17-3.21 (м, 4Н).

Сульфоны 4f и 4h: К перемешиваемому раствору а-хлорсульфона 4d (1.78 г, 4.85 ммоль) в CH2CI2 (5 мл) добавляли в атмосфере аргона раствор DBU (1.5 г, 10 ммоль) в CH2CI2 (5 мл). Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 1 ч, затем разбавляли этиловым эфиром (20 мл), промывали полученный раствор 5%-ным водным раствором НС1 (50 мл), затем водой (50 мл) и насыщенным водным раствором NaCl (50 мл), высушивали над Na2S04 и растворитель упаривали в вакууме. Остаток представлял собой коричневатое масло (ТСХ (СНгСЬ): в УФ-свете (254 нм) проявляется два пятна, темное с Rf 0.5 и ярко-голубое с Rf 0.8). Смесь разделяли хроматографически на колонке с силкагелем (2x30 см, элюент СНгСЬ). Было собрано три основных фракции.

После упаривания первой фракции было получено 50 мг светло-желтых кристаллов. Согласно даннам масс-спектрометрии высокого разрешения (МСВР) и спектроскопии ЯМР, этот продукт был идентифицирован как сульфон 4h. ТСХ: Rf-0.8 (CH2CI2), ярко-голубое флуоресцентное пятно в УФ-свете (254 нм). МСВР (ЭУ): 351.0656 (M4Na), вычисл. 351.0667; Н ЯМР (CDC13) 8 8.92 (с, Ш), 8.26 (д, Ш, J=9 Гц), 7.98+7.44-7.52 (м, 2+ЗН), 7.86 (д, 1Н, J=9 Гц), 6.82 (д, Ш, ,/=8.5 Гц), 6.76 (д, 1Н, =8.5 Гц), 3.95 (с, ЗН), 3.92 (с, ЗН).

После упаривания третьей фракции было получено 295 мг бесцветных кристаллов. Этот продукт был идентифицирован как сульфон 4f. ТСХ: Rf0.5 (СН2О2), темное пятно в УФ-свете (254 нм). МСВР (ЭУ): 353.0830 (M+4-Na), вычисл. 353.0824; Н ЯМР (CDCI3) 5 7.7-7.2 (м, 5Н), 6.94 (д, Ш, .МО Гц), 6.56 (д, Ш, ./=8.5 Гц), 6.43 (д, 1Н, ./=8.5 Гц), 5.99 (дд, 1Н, 7i=J2=10 Гц), 3.91 (м, Ш), 3.75 (с, ЗН), 3.65 (дд, Ш, Ji=18 Гц, J2=4 Гц), 3.60 (с, ЗН), 2.96 (дд, Ш,7і-18Гц,У2=8Гц). Вторая фракция (бледно-желтые кристаллы, 890 мг), согласно данным ТСХ и ЯМР, представляла собой смесь сульфонов 4f и 4п в соотношении 1:1.

Похожие диссертации на Новый метод синтеза порфиринов с расширенной p-системой и изучение их свойств