Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1.
Строение и особенности химической связи в клозо-бороводородных анионах.
1.2.
Реакции замещения экзо-полиэдрических атомов водорода в анионах В10Н102" и В12Н122".
Производные со связью В-О.
Производные со связью В-С.
Производные со связью B-N. I..3. Заключение по литературному обзору.
ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
П. 1. Методы исследования и анализа.
И.2. Синтез и очистка исходных веществ.
П.З. Взаимодействие аниона В10Н102" с карбоновыми кислотами.
П.3.1. Синтез ацилокси-югозо-декаборатов.
П.3.2. Синтез гидрокси-клозо-декаборатов
П.3.3. Синтез комплексных соединений свинца (II) с замещенными клозо—боратными лигандами.
П.4. Взаимодействие аниона В12Н122" с высшими жирными кислотами.
И.4.1. Синтез карбоксилат-ктгозо-додекаборатов.
II.4.2. Синтез гидрокси-оозо-додекаборатов.
II.5. Взаимодействие аниона В12Н122" и его замещенных производных с оксалилхлоридом.
И.6. Нитрозирование аниона В,2Н122".
П.7. Аминирование клозо—додекаборатного аниона.
П.7.1. Синтез моно- и диаминозамещенных производных аниона В12Н122".
П.7.2. Синтез додекаборат-фталоцианинов.
ГЛАВА III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
III. 1. Кислотно-катализируемое нуклеофильное замещение в клозо—декаборатном анионе
III. 1.1. Карбоксилат-клозо-декабораты.
III. 1.2. Строение координационных соединений
свинца (II) с ацетилокси-клозо-декаборатными лигандами.
III. 1.3. Стадии и изомерный состав продуктов нук-леофильного замещения в клозо—декаборат-ном анионе.
III. 1.4. Механизм нуклеофильного замещения в кло
зо—декаборатном анионе. 115
III. 1.5. Гидрокси-клозодекабораты. Строение коор
динационных соединений свинца (II) с гидро-
кси-клозо-декаборатными лигандами. 122
111.2. Карбоксилат- и гидрокси-клозо-додекабораты. 127
Ш.2.1. Стадии и изомерный состав продуктов нук
леофильного замещения в клозо—додекаборат-
ном анионе. 128
III.2.2. Механизм нуклеофильного замещения в кло- 134 зо—до декаборатном анионе.
111.3. Карбонилзамещенные клозо—додекабораты. 135
Карбонил-клозо додекабораты и их свойства. 136
Особенности взаимодействия клозо-додекаборатного аниона и его замещенных производных с оксалилхлоридом. 139
111.4. Производные клозо—додекаборатного аниона с экзо-
полиэдрическими связями B-N. 143
Ш.4.1. Строение и свойства нитрозо- и амино-клозо-
додекаборатов. 143
III.4.2. Додекаборат-фталоцианины. 152
ВЫВОДЫ. 158
ЛИТЕРАТУРА. 161
ПРИЛОЖЕНИЯ. 173
Введение к работе
Более 40 лет значительный интерес как теоретиков, так и химиков-экспериментаторов привлекает обширный класс соединений, остов которых состоит либо целиком из атомов бора, либо включает в себя также атомы углерода, кремния, азота, фосфора, серы, атомы переходных металлов и т.д. [1]
Специфика соединений на основе бороводородных фрагментов и их производных заключается в разнообразии способов расположения атомов и их координации, что в первую очередь связано с электронодефи-цитным характером химических связей и высокими координационными числами атомов, составляющих полиэдрические остовы, кластерным характером связывания, высокой степенью делокализации электронов в остове. [2]
В последнее время наиболее интенсивно развивается химия кластерных анионов ВД^2" (п=6-12). Она весьма непроста и разнообразна и составляет самостоятельный раздел химии бора. Анионы бора ВПНП2" (п=6-12), наряду со сравнительно недавно открытыми фуллеренами, являются одними из немногих примеров полностью «неметаллических» кластеров. Проблема их электронного строения стала развиваться одновременно с экспериментальными исследованиями и возникла, можно сказать, даже до их экспериментального открытия. Именно кван-
5 товохимические расчеты Лонге-Хиггинса и Робертса [15], показавшие
возможность существования кластерных бороводородных полиэдров в виде двухзарядных анионов, послужили основным стимулом к их экспериментальному исследованию. Факт существования этих систем и их химическое поведение во многом определяется наличием дело-кализованных электронов и пространственно-ароматическим характером химической связи. С ароматической природой полиэдрических анионов бора связаны особенности их свойств, отличающие их от большинства гидридных соединений бора: высокая термостойкость и кинетическая стабильность остовной борной системы, ярко выраженная тенденция к реакциям замещения и др.
Именно эти аспекты обуславливают высокую важность не только теоретических, но и экспериментальных исследований в области химии высших бороводородных анионов ВПНП2", как уникальных представителей пространственно-ароматических систем. Многие фундаментальные вопросы этого научного направления находятся на стыке неорганической, элементоорганической и органической химии. И с этой точки зрения имеется еще много проблем, решение которых может не только дать важные результаты собственно для химии кластеров бора, но и быть источником новых идей, подходов и закономерностей в химии.
Для ряда производных на основе двух высших представителей этого класса, анионов В10Н102" и В12Н122', уже определены наиболее важные аспекты их практического применения. В частности, энергетике предложено их использование в качестве компонентов высококалорийных ракетных топлив.[4] В атомной технике соединения анионов В|0Н|02" и В12Н122" могут быть использованы для создания прочных термостойких полимерных нейтронозащитных покрытий с хорошей адгезией к различным материалам. [5] Кроме того, такие полимеры весьма перспективны для создания устойчивых пленок и нитей, пригодных для получения нейтронозащитных тканей. [6]
Некоторые соли полиэдрических бороводородных анионов уже используются в качестве добавок в электролиты для электрохимических источников тока [7]. Они оказались полезными в пиротехнике, во взрывном деле в качестве инициаторов, и как компоненты горючих сигнальных ракет. [8] Было предложено использовать некоторые соединения для получения карбида бора, боридов титана, ниобия, молибдена, вольфрама, кобальта, магния, бериллия[9], для инициирования полимеризации винильных эфиров, в качестве секвеструющих агентов для тяжелых металлов. [10]
Наиболее интенсивно развивается направление по использованию кластерных анионов бора для создания препаратов нейтронозахватной
7 терапии злокачественных опухолей (BNCT). В основе BNCT лежит
ядерная реакция взаимодействия стабильного изотопа бора-10 с тепловыми нейтронами (Еп=0,025 эВ, сечение захвата 10В 3890 барн). Образующиеся в результате реакции 10B(nth | a,y)7Li частицы - ядра гелия (альфа-частицы) и ядра отдачи лития-7 обладают в тканях высокой ЛПЭ (соответственно, 200 и 350 кэВ/мкм) и небольшим суммарным пробегом (-14 мкм), соизмеримым с диаметром одной клетки. В случае же селективного накопления бора-10 в опухолевых клетках может быть достигнут избирательный радиационный эффект на клеточном уровне. В идеальном случае, разрушаются только опухолевые клетки, включая сколь угодно мелкие метастазы, без повреждения нормальных тканей в облучаемом объеме.[11] Для успешной реализации в клинической практике уникальных возможностей должен быть решен комплекс сложных химических, биологических, медицинских и физико-технических проблем. [12] Ключевым звеном этого комплекса, без решения которого BNCT состояться не может, является создание борсодержащих препаратов, способных избирательно доставлять в клетки злокачественных опухолей терапевтическое количество бора-10, обеспечивать его оптимальное микрораспределение и оставаться в клетках в течение необходимого для облучения периода времени. Рассчитано, что при верхнем пределе флюенса нейтронов 1013 н/см2 абсолютное количество бора-10 в опухо-
8 ли при равномерном его распределении должно достигать 109 атомов на клетку, или 20-35(40) мкг/г. Для предотвращения поражения здоровых тканей в облучаемом объеме, количество бора-10 в них во время облучения должно быть в 3 и более раз ниже, чем в опухоли. Требование к количеству бора-10 в опухоли может резко измениться в зависимости от его локализации в клетке. Полагают, что при включении бора-10 в ядро опухолевой клетки для эффективного проведения BNCT достаточно 2 мкг 10-В/г опухоли. Следовательно, на радиобиологическую эффективность реакции 10B(nth|a,y)7Li существенное влияние может оказать т.н. «фактор соединения», обусловленный особенностями химического строения и, соответственно, метаболизма соединениями] Таким образом, основной, все еще не решенной задачей, на пути становления бор-нейтронозахватной терапии является создание препаратов, отвечающих всему комплексу медико-биологических требований. Производные полиэдрических анионов В10Н102" и В12Н122" наиболее пригодны для достижения этих целей по причине своей высокой химической и биологической стабильности, большого содержания бора в молекуле, низкой токсичности и, как правило, высокой водорастворимости соединений. К сожалению, не существует прямых способов присоединения биологически активных транспортных групп к кластерам бора. Поэтому возникает проблема получения производных анионов В10Н102" и В12Н122" с актив-
9 ными функциональными спейсерными группами, которые можно было
бы использовать для создания биологически активных борсодержащих
соединений для BNCT.
Настоящая работа посвящена исследованию возможных путей
синтеза, а также изучению строения, свойств и механизмов образования
замещенных производных кластерных анионов В]0Н,02' и В12Н122" с экзо-
полиэдрическими функциональными азот-, кислород- и углёродсодер-
жащими группами.
;)
![Кукурбит[n]урилы и комплексы металлов - супрамолекулярные аддукты, комплексы и соединения включения](/i/i/4229/371797.png "Кукурбит[n]урилы и комплексы металлов - супрамолекулярные аддукты, комплексы и соединения включения Герасько Ольга Анатольевна")