Функционализированные 5-арил-2,2`-бипиридины и их люминесцентные комплексы с лантанидами(III) тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

КОПЧУК Дмитрий Сергеевич

ФУНКЦИОНАЛЮИРОВАННЫЕ 5-АРИЛ-2,2'-БИПИРИДИНЫ И ИХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ С ЛАНТАНИДАМЩШ)

02.00.03. - Органическая химия

автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

2 >, £!0Н 2010

Екатеринбург 2010

004606302

Работа выполнена на кафедре органической химии ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор химических наук

Кожевников Дмитрий Николаевич ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор химических наук

Бургарт Янина Валерьевна

г. Екатеринбург, ИОС УрО РАН

кандидат химических наук, доцент Глухарева Татьяна Владимировна г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, кафедра TOC

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН

Защита состоится 21 июня 2010 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.285.08 в ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 28, третий учебный корпус, аудитория Х-420.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета-УПИ.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, Уральский государственный технический университет-УПИ, ученому секретарю Университета, тел. (343) 375-45-74, факс (343) 375-41-35, e-mail: tpos@mail.ustu.ru

Автореферат разослан «21» мая 2010 года

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук, с.н.с. Поспелова Т.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ. Люминесцентные комплексы лантанидов и функционализированных гетероцихлов находят широкое применение при создании новых материалов, среди которых можно выделить метки для фосфоресцентного иммуноанализа и электролюминесцентные материалы для органических светодиодов. Несмотря на то, что люминесценция таких комплексов связана с электронными переходами самого атома лантанида, целевые характеристики, которыми должен обладать материал (поглощение света, связывание с белками, растворимость, летучесть, стабильность, проводимость и т.д.), практически полностью определяются именно строением гетероциклической составляющей. Зачастую требуется тонкая настройка структуры лиганда для достижения разных по своей природе свойств комплекса. В ряде случаев это становится нетривиальной задачей, для решения которой нужны новые лиганды, а значит, и новые методы для их синтеза и функционализации, что и определяет актуальность данной работы.

В основе большинства лигандов для люминесцентных лантанидных комплексов лежит пиридиновое (би- и терпиридиновое) ядро, которое обеспечивает перенос энергии возбуждения от лиганда к металлу. Однако особенности свойств катионов металлов лантанидной группы требуют введения в молекулу лиганда определенных функциональных заместителей. Необходимым условием для получения лантанидных комплексов с заданными свойствами является наличие дополнительных координационных центров (карбоксилатных, карбонильных групп, полиаминоуксусных кислот, иминоуксусной кислоты и др.), которые отвечают за стабильность, заряд, растворимость координационного соединения лантанида и т.п. Настройка фотофизических свойств может достигаться введением ароматических заместителей. Учитывая, что для получения комплексов различных лантанидов могут быть использованы лиганды одной группы, разрабатываемые подходы должны давать возможность варьирования заместителей для подстройки свойств и структуры лиганда под конкретный металл.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ стал поиск удобных методов синтеза функционализированпыл бипиридинов для получения люминесцентных лантанидных комплексов с возможностью настройки свойств комплексов за счет варьирования структуры лиганда.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Поиск удобных синтетических подходов к 5-арил-2,2'-биииридинкарбоиовым кислотам - лигандам для получения нейтральных комплексов лантанидов, управление люминесценцией и растворимостью комплексов за счет варьирования заместителей в лиганде.

2. Поиск путей получения новых лигандов для устойчивых Еи(Ш) хелатов на основе 5-арил-2,2'-бипиридинов, несущих остатки циклических или ациклических олигоэтиленаминоуксусных кислот - хромофоров для меток для фосфоресцентного иммуноанализа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработан метод синтеза производных 5-арил-2,2'-бипиридянкарбоновых кислот - удобных строительных блоков для получения лантанидных хелатов. Метод включает синтез предшественников 1,2,4-триазинового ряда и их превращение в целевые пиридины в результате реакции Дильса-Альдера с обратными электронными требованиями. Такой подход обеспечивает гибкую модификацию структуры лиганда (варьирование ароматических заместителей, введение дополнительных заместителей, выбор положения карбоксильной группы). Полученные на основе бипиридин-6-карбоновых кислот нейтральные комплексы европия(Ш) состава 3:1 обладают хорошими фотофизическими свойствами (квантовые выходы фосфоресценции до 28%), что удалось достичь в результате целевой модификации лиганда на основе выявленных закономерностей «структура-свойство». Разработка методов аннелирования цикяопентенового фрагмента к центральному пиридиновому ядру позволила резко повысить растворимость лантанидных комплексов в неполярных органических растворителях.

Найдены пути получения гибридных лигандов, содержащих фрагмент бипиридина и остатки циклических и ациклических полиаминоуксусных кислот. Получены комплексы европия(П1) и новых лигандов. Изучены люминесцентные свойства комплексов. Выявлены закономерности влияния структуры лиганда на процессы передачи энергии возбуждения люминесценции от лиганда к металлу.

Разработаны методы введения дополнительных координационных центров, например, остатка дипиколиламина для получения новых лигандов для катионов переходных металлов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Получен ряд растворимых в органических растворителях и полимерах люминесцентных нейтральных лантанидных комплексов, которые могут быть использованы в качестве новых люминофоров. Получены потенциальные метки для фосфоресцентного иммуноанализа на основе новых европиевых комплексов. Для этого разработан метод введения в молекулу лигапда аминогруппы, предшественника изотиоцианатного линкера для связывания с аминогруппами белков. Получены потенциальные люминесцентные индикаторы на ионы цинка(Н) на основе дипиколиламинометилбипиридина. Количественно изучено влияние концентрации цинка на увеличение интенсивности флюоресценции в водных буферных растворах. Показана селективность отклика по сравнению с катионами некоторых переходных металлов.

ПУБЛИКАЦИИ И АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы диссертации опубликованы в 2 статьях в ведущих научных журналах. Результаты работы доложены и обсуждены в виде сообщений на 3 конференциях. Работа выполнена в рамках проектов РФФИ (гранты 08-03-00988 и 08-03-00585), а также при поддержке Научно-Образовательного Центра «Перспективные материалы» (REC-005).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа общим объемом 122 страницы машинописного текста состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, выводов и экспериментальной часта. Библиографический список - 175 работ. Диссертация содержит 13 схем, 6 таблиц и 29 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит обзор литературных данных по построению лигандов для получения люминесцентных комплексов трехвалентных лантанидов, применяемых в метках для фосфоресцентного иммуноанализа и электролюминесцентных материалах. Показана перспективность лигандов на основе моно-, би- и терпиридинов. Отдельное внимание уделено дизайну люминесцентных индикаторов на катионы цинка.

Вторая глава содержит результаты собственных исследований, направленных на получение лигандов бипиридинового ряда и их устойчивых лантанидных комплексов, изучению фотофизических свойств новых комплексов и выявлению влияния структуры лиганда на эти свойства.

1. Лигаиды для катионов лантанидов на основе 5-арил-2,2'-бипиридинов

Лиганды пиридинового ряда являются одними из наиболее часто применяемых для получения люминесцентных лантанидных комплексов. Исходя из конкретных задач применения таких комплексов, в молекулу лиганда необходимо вводить соответствующие функциональные заместители. В данной работе в качестве основного подхода к синтезу целевых соединений был выбран синтез 1,2,4-триазиновых предшественников, их превращение в замещенные пиридины в результате реакции Дильса-Альдера с последующей дополнительной функционализацией за счет трансформаций введенных заместителей. Основное преимущество данного подхода связано с возможностью варьирования заместителей на каждом из этапов.

I - Хелатирующий фрагмент И = Ме, СООМе

Схема 1. Стратегия синтеза целевых соединений

Планирование синтеза соединений с заданными свойствами показало, что наиболее удобным путем является получение 3-пиридил-1,2,4-триазинов, несущих кроме различных ароматических заместителей в триазиновом ядре метальную или карбоксильную (или ее синтетический эквивалент) группы, т.к. в результате известных превращений эти группы позволяют формировать хелатный узел с заданной геометрией (схема 1).

1,2,4-Триазиновые предшественники были получены двумя путями (схема 2). Первый включает реакцию гидразонов изонитрозоацетофенонов 1 с 5- или 6-метоксикарбонил-, а

также б-метияпиридин-2-карбальдегидом, которая приводит к соответствующим 6-арил-3-(6-шга 5-Я-пиридил)-1,2,4-триазинам 2-4. Было установлено, что этот метод имеет некоторые ограничения по использованию производных ацетофедона. Так, не удалось получить метоксифенильное производное триазина 2с (в реакционной массе доминировали продукты побочных реакций). В связи с этим в работе рассмотрен другой метод синтеза 3,6-дизамещенных 1,2,4-триазинов, основанный на циклизации а-бромацетофенонов 5 с двумя эквивалентами щдразидов карбоновых кислот. Целевой 5-(б-метоксифенил-1,2,4-триазин-3-ил)пиридин-2-карбоксилат был получен реакцией метоксифенацилбромида с моногидразидом 2,6-пиридиндикарбоновой кислоты. К сожалению, выход триазина 2с в этом случае не превышает 20-25%, но, учитывая доступность исходных реагентов, этот метод выгладит вполне приемлемым.

Ar = Ph (a), Toi (b), 4-МеОС6Н4 (с), 4-FCeH4 (d), 4-BrC6H4 (е), 3-N02C6H4 (f), 2-нафтил (g), 1-нафтил (h), 4-CIC6H4 (i), 2-пиридил (k)

Схема 2. Получение триазиновых предшествешшков целевых соединений. Реагенты и условия: ¿) этанол-уксусная кислота (3:1), 80 °С, 12 ч; н) этанол, 20 "С, 10 ч, затем уксусная кислота, 118 °С, 5 мин.

1.1. Лиганды для получения нейтральных устойчивых комплексов лантанидов, растворимых в органических растворителях*

Использование лантанидных хелатов при получении электролюминесцентных материалов требует от них кроме высокой квантовой эффективности испускания дополнительные специфические свойства. Такие комплексы должны быть устойчивыми, способными возгоняться в вакууме или быть растворимыми в неполярных растворителях. Для достижения таких свойств необходимо, чтобы хелатирующий лиганд занял всю координационную сферу лантанида (координационное число 9) с образованием

* Автор благодарит к.х.н. В.Н. Кожевникова (Northumbria University, New castle, UK) за помощь й консультации при работе над этим разделом

нейтрального комплекса. Анализ литературных данных показал, что свойства производных 2,2'-бшшридин-6-карбоновой кислоты вполне подходят под эти требования, т.к. они образуют нейтральные комплексы состава [Ln(¿)3], где L - бипиридинкарбоксилат, показавшие высокую квантовую эффективность фотолюминесценции (для примера см. Eur. J. Inorg. Chem., 2007, 3465). Правда, описанные комплексы имели крайне низкую растворимость в органических растворителях.

С целью синтеза лигандов, содержащих карбоксильную группу в положении 6, в качестве исходных соединений были использованы б-циано-2-пиридилциклопентено[с]пиридины б и 6-циано-2,2'-бипиридины 7, синтез которых был осуществлен по описанной ранее методике, исходя из 3-пиридил-5-циано-1,2,4-триазинов 8 реакцией Дильса-Альдера с 2,5-норборнадиеном или морфолипоциклопентеном в качестве диенофилов (схема 3). Гидролиз цианогруппы в среде 50% серной кислоты хоть и протекает с большим трудом, но позволяет получать 5-арил-2,2'-бипиридин-6-карбоновые кислоты 9 и 10.

Ar-. -N^

(CHj)„

55-61% НООС

6a-d (п = 3) 7Ь (п = 0)

9a,b,d (п = 3) 10Ь (п = 0)

Кислоты 9 и 10 в виде натриевых солей легко образуют комплексы в реакции с хлоридом европия. В результате были получены комплексы Еи*9 и Ей* 10 общего состава [Еи(1)3], где ¿Н - бипиридинкарбоновая кислота. Их состав был установлен на основании

данных элементного анализа и масс-спектромегрии (электроспрей). Аналогичным образом был получен и тербиевый комплекс ТЬ*9(1.

В случае метоксифенилцианобипиридина 6с гидролиз цианогруппы в описанных выше условиях сопровождается побочным сульфированием метоксифенильного фрагмента. Гидролиз в щелочных условиях не идет даже в результате многочасового кипячения. Для преодоления данного препятствия были использованы литературные данные, что соли меди(11) в значительной степени активируют 2-цианопиридины к нуклеофильной атаке. Было установлено, что цианогруппа в бипиридине 6с легко подвергается гидролизу при нагревании в водном этаноле в присутствии СиСЬ*2Н20 с образованием соответствующей бипиридинкарбоновой кислоты, выделяемой в виде комплекса с медью(11) Сп*9с (схема 4). Медь вытеснялась из комплекса под действием цианида, так что добавление хлорида европия(Ш) к реакционной массе приводило к образованию целевого комплекса Еи*9с. Будучи нейтральным, образующийся комплекс Еи*9с хорошо растворим в органических растворителях, что облегчает его выделение из реакционной массы методом экстракции.

Схема 4. Получепие комплекса Еи*9с. Реагенты и условия: г) СиСЬ^НгО, этанол/вода (1:1), 85 °С, 8 ч; О) КСИ, этанол/вода (1:1), 50 СС, 10 ч; ш) ЕиС1з*6Н20, этанол/вода, 20 °С, 2 ч.

Полученные комплексы Еи*9 и Еи*10 показали типичную для европиевых хелатов фотолюминесценцию (табл. 1). При возбуждении в максимуме поглощения, соответствующего к-п*-переходам в лиганде (294 - 309 нм), комплекс фосфоресцирует в растворах хлористого метилена при комнатной температуре. Спектр фосфоресценции представлен типичными полосами (591, 615 и 695 нм). Однако, квантовые выходы фосфоресценции комплексов оказались относительно невысокими (3.2-11%).

Комплекс Аг Поглощение, Ят», нм (е, 10"3 М^см'1)" Фъ т°,мс

Еи*9а РЬ 309 (41.9) 0.064

Еи*9Ь То1 309(41.0) 0.11

Еи*9с 4-МеОС6Н4 232(34.5), 295(17.3) 0.057 1.1

Еи*9<1 4-РС6Н4 232 (42.6), 294 (20.7) 0.042 0.95

Tb*9d 4-РС6Н4 232(42.7),296(21.8) -

Еи*10Ь То1 300 0.032 0.8

аВ растворе СН2СЬ при комнатной температуре,-квантовый выход фосфоресценции в СН^СЬ (измерен относительно [Ки(Ьру)з]СЬ); 'время жизни фосфоресценции

Причина тушения люминесценции комплексов Еи*9 и Еи*10 может быть связана с пространственными взаимодействиями ароматического заместителя и карбоксильной группы. Перемещение карбоксильной группы в другой пиридиновый фрагмент не должно изменить координационные свойства органического лиганда, но могло бы улучшить фотофизические свойства комплекса. Для проверки этой гипотезы реакцией триазинов 2 с 2,5-норборнадиеном были получены эфкры 5-арил-2,2'-бипиридин-6'-карбоновой кислоты 11, щелочной гидролиз которых дал свободные кислоты 12 (схема 5). ■

Аг

2а,М

Аг = РП (а), То! (Ь), 4-ЯС6Н4 (а)

Еи*12а,Ь,с1

Схема 5. Синтез нейтральных лантанидиых комплексов кислот 12. Реагенты и условия: г) 2,5-норборнадиен, о-ксилол, 143 "С, 19 ч; н) №ОН, этанол, 78 °С, 1 ч, затем НС1, 20 °С; Ш) №ОН (1 экв.), этанол, 78 °С, 5 мин, затем ЕиС13*бН20 (1/3 экв.), 20 °С, 8 ч.

Бипиридинкарбоновые кислоты 12 реагируют с ЕиС13 в присутствии основания с образованием комплексов Ец*12, состав которых по данным элементного анализа и масс-спектрометрии не отличается от комплексов Еи*9 и Еи*10. Атом европия и в этом случае координирует 3 молекулы лиганда (в виде карбоксилата), т.е. образовавшиеся комплексы нейтральны.

Табл. 2 содержит фотофизические характеристики комплексов Еи*12. Их максимумы поглощения сдвинуты в сторону больших длин волн (324-330 нм) по сравнению с комплексами Еи*9 и Еи*10. Уменьшение энергии 7г-я*-переходов является следствием улучшения сопряжения между ароматическим заместителем и бипиридином, т.к. в кислотах 12 расположение карбоксильной группы не мешает копланарному расположению этих фрагментов. Спектры фосфоресценции комплексов Еи*12 содержат тонкие линии испускания (592, 616 и 695 нм), типичные для европиевых комплексов. Квантовые выходы фосфоресценции хелатов Еи*12 значительно выше (до 26%), однако их растворимость в дихлорметане оказалась низкой.

Для повышения растворимости было предложено аннелировать к центральному пиридину бипиридинкарбоновой кислоты алифатический карбоцикл. Реакцией Дильса-Альдера триазинов 2 с 1-морфолиноциклопентеном были получены ггаридилциклопентено[с]пиридинкарбоксилаты 13, щелочной гидролиз которых привел к соответствующим бипиридинкарбоновым кислотам 14. Кислоты 14 легко образуют нейтральные комплексы с лантапидами(1П) Ьп*14 (схема 6).

Аг = Ph (a), Toi (Ь), 4-МеОС6Н„ (с), 4-FCeH„ (d), 4-BrC6H4 (е) Расшифровку металлов см. в табл. 2

Схема 6. Синтез нейтральных лантанидных комплексов кислот 14. Реагенты и условия: 0 1-морфолиноциклопентен, о-ксилол, 143 °С, 3 ч; ii) NaOH, этанол, 78 °С, 1 ч, затем HCl, 20 "С; iii) NaOH (1 экв.), этанол, 78 "С, 5 мин, затем хлорид соответствующего лантанида (1/3 экз.), 20 "С, 8 ч.

Ln*14a-e

Табл. 2. Фотофизические характеристики лантанидных комплексов лигандов 12 и 14.

Аг Комплекс Поглощение, нм (е, 10"3 М-'см-1)' Фь тс, мс

РЬ Еи*12а 280,328* 0.26 0.9

То1 Еи*12Ь 282,330* 0.15 1.1

4-РС6Н* Еи*Ш 280,324* 0.23 1.2

РЬ Еи*14а 313 (50.7) 0.095 1.5

То1 Еи*14Ь 322 (40.4) 0.013 1.5

4-МсОС6Н4 Еи*14с 321 (44.4) 0.12

4-ВгС6Н4 Еи*14е 320 (32.7) 0.28 1.1

4-ГС6Н4 Еи*Ш 275 (28.9), 318 (45.6) 0.15 1.5

4-РС6Н4 Tb*14d 257 (18.4), 279 (19.3), 321 (34.7) -

4-РС6Н4 Сс1*ш 259 (24.07), 317 (38.1) -

ФТСвН« 275 (24.95), 319 (46) -

"В растворе СН^СЬ при комнатной температуре; "квантовый выход фосфоресценции в СЦСЬ (измерен относительно [Ни(Ьру)з]СЬ); свремя жизни фосфоресценции; *в связи с низкой растворимостью хелатов не удалось измерить коэффициент экстинкции

По данным элементного анализа и масс-спектромегрии состав комплексов Ьп*14 такой же, как и в описанных выше случаях, т.е. атом металла координирует 3 бипиридинкарбоксилатных лиганда. Как и ожидалось, нейтральный характер комплексов и структура лигандов привели к высокой растворимости комплексов в дихлорметане (до 10 г/л), что значительно облегчило их выделение и очистку с использованием экстракции водной реакционной смеси хлористым метиленом и перекристаллизации из смеси дихлорметан/метанол. Для изучения структуры были выращены кристаллы комплексов Еи*14Ь и Ец*14с1. По данным РСА в обоих случаях центральный атом металла координирует 3 аниона бипиридинкарбоксилата, т.е. координационное число Еиш в комплексах составляет 9. Тердентатные лиганды образуют несимметричную тег-конфигурацию. В кристалле комплекса Еи*14с1 молекулы лиганда упаковываются в стопки (рис. 16), что объясняется наличием внутри- и межмолекулярных л-я-взаимодействий. Это подтверждается близким к копланарному расположением пиридиновых колец взаимодействующих лигандов комплекса (рис. 1а, угол между плоскостями циклов составляет 26°), а также расстояниями между ними (2.9-4.0 А). Умеренные межмолекулярные я-я-взаимодействия подтверждаются аналогичным образом (расстояние в этом случае составляет 3.7 А). В результате наблюдается значительное отклонение от копланарного расположения двух из трех бипиридиновых фрагментов комплекса (торсионные углы составляют 12° и 27°), что нетипично для бипиридиновых хелатов.

а) б)

Рис. 1. (а) Молекулярная структура (затемнением показаны сближенные пиридиновые циклы) и (б) стопки комплекса Еи*14с1 в кристалле по данным РСА (молекулы метанола и атомы водорода не показаны).

300 350

Длина волны.нм

580 600 620 640 660 680 700 720

Длина волны, нм

а)

б)

Рис. 2. (а) Спектры поглощения некоторых европиевых хелатов в СН2О2 при комнатной температуре; (б) спектры фосфоресценции некоторых европиевых комплексов в СН2О2 при комнатной температуре.

Введение конденсированного циклопентенового фрагмента привело к некоторому снижению квантовых выходов фосфоресценции, хотя спектры испускания не изменились (табл. 2., рис. 2). В некоторых случаях помимо фосфоресценции (время жизни 0.8-1.5 мс) фиксируется короткоживущая флюоресценция лигандов со значительно более коротковолновым максимумом испускания (350-450 нм). Максимальное соотношение квантовых выходов флюоресценции и фосфоресценции наблюдалось для комплекса с метоксифенильным производным Еи*14с. Это говорит о затруднении переноса энергии возбуждения от лиганда к металлу при введении электронодонорных заместителей, что

является следствием уменьшения разницы в энергии между состояниями Т[ лиганда и 5Эо металла. При введении же атомов галогена (фтора или брома) в ароматический заместитель лиганда (комплексы Еи*14<1 и Еи*14е) наблюдалось практически полное тушение флюоресценции и увеличение квантового выхода фосфоресценции, что говорит о повышении эффективности переноса энергии. На рис. 2 представлены спектры поглощения и фосфоресценции некоторых полученных европиевых комплексов.

Особого внимания заслуживает влияние концентрации комплексов на их спектральные характеристики. Так, в разбавленных растворах спектр возбуждения фосфоресценции совпадает со спектром поглощения. Однако при повышении концентрации полоса возбуждения смещается в сторону больших длин волн: в случае Еи*14с с 345 нм (3*105 М) до 385 нм (3*10"3 М) (рис. 3). Этот эффект можно объяснить образованием эксимеров, которому способствует развитая ароматическая система лиганда. Введенный в молекулу бипиридинкарбоновой кислоты ароматический заместитель облегчает межмолекулярные я-л-взаимодействия, что и приводит к образованию эксимеров.

Длина волны,нм

Рис. 3. Нормализованные спектры возбуждения и испускания фосфоресценции комплекса Еи*14с в дихлорметане при разных концентрациях.

Комплекс ТЬ*10с1 показал слабую фосфоресценцию в растворе при комнатной температуре, в то время как комплекс ТЬ*14<1 совсем не фосфоресцирует. По всей видимости, увеличение системы сопряжения в лиганде за счет введения ароматического заместителя слишком сильно снижает энергию возбужденных состояний лиганда, что значительно затрудняет перенос энергии от лиганда на относительно высокоэнергетичный 504 резонансный уровень тербия, а значит, и сенсибилизацию тербисвой люминесценции. В европиевых же комплексах перенос энергии происходит на уровень, энергия которого

значительно ниже, в результате чего сенсибилизация европиевой люминесценции наблюдается.

Таким образом, предложенные пути синтеза производных бшшридинкарбоновой кислоты позволяют варьировать строение лиганда и тем самым управлять различными свойствами комплекса: от растворимости до образования эксимеров. Новые лиганды подходят для получения комплексов и с другими металлами (в частности, в ходе работы были получены комплексы с ТЬШ, №ш).

1.2. 5-Арил-2,2'-бипирндиггы как хромофоры для получения потенциальных фосфоресцентных меток*

Фосфоресцентный иммуноанализ является одной из областей применения лантанидных хелатов. Комплексы, используемые для этой цели, должны обладать следующими характеристиками: высокая устойчивость, растворимость в воде, достаточные для использования техники разрешения во времени интенсивность и время жизни люминесценции в водных растворах, желательно возбуждение люминесценции в видимом или ближнем УФ-диапазонах.

Целевыми лигандами в данной работе стали бипиридины, несущие остатки циклических и ациклических полиаминоуксусных кислот, а также ароматические заместители. Аминоуксусная кислота является типичным хелатирующим узлом для жестких катионов лантанидов; остаток бипиридина должен, образуя хелат, повышать стабильность комплекса, а также обеспечивать перенос возбуждающей энергии от лиганда к металлу; ароматический же заместитель призван обеспечивать настройку фотофизических свойств, а также участвовать в формировании линкера. Ретросинтетический анализ показал, что лучшим путем к получению таких лигандов является алкшшрование эфиров аминоуксусных кислот бромметильиым производным арилбипиридина с последующим гидролизом.

5-Арил-6'-бромметил-2,2'-бипиридины 15 были получены последовательным восстановлением сложноэфирной группы описанных выше метоксикарбонилбипиридинов 11 с последующим замещением гидроксигруппы на атом брома (схема 7). Исходные бипиридинкарбоновые кислоты 16, а затем и их эфиры 11 могут быть получены из более доступных метилбипиридинов 17 окислением метальной группы. Альтернативным путем получения бромметилбипиридинов 15 стало прямое бромирование метальной группы бипиридинов 17 Л'-бромсукцинимидом в присутствии перекиси бензоила. Выходы продуктов 15 в этом случае оказались не очень высокими (20-38%), но это компенсируется снижением количества стадий и большей доступностью исходных метилпиридилтриазинов 3.

* Автор благодарит к.х.н. A.M. Прохорова (УГТУ-УПИ, кафедра органической химии) за помощь и консультации при работе над этим разделом

й/

Ar

20-38%

Ar

68% Ar = 4-MeOC u

iv

Ar

51-60%

ii

Br

17a-c

15a-c

15-18 Ar = Ph (a), 4-MeOCsH4 (b), 3-NOSC6H4 (C)

i

66-80%

16b (R = COOH) 11c,e (R = COOMe) 18b,c (CH2OH)

11 Ar = 4-МеОС6Н4 (c), 3-N02CeH4 (d)

Схема 7. Получение б'-фунхционалвзированных бшшрвданов. Реагенты и условия: i) NaBH4, EtOH, 20-78 °С, 4 ч; И) РВг3, СЩС12, 40 °С, 2 ч; ш) NBS, ССЦ, 77 °С, 7 ч; iv) Se02, пиридин, 115 °С, 20 ч; v) SOCl2,76 °С, б ч, затем МеОН, 65 "С, 1 ч.

Для формирования хелатирующего узла новых лигаядов были выбраны циклический 1,4,7,10-тетраазациклододекан и ациклический диэтилентриамин, несущие 3 и 4 остатка уксусной кислоты соответственно. Для этих целей были получены, используя адаптированные методики, трет-бутялстые эфиры 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7-триуксусной кислоты 19 и 1,4,7-триазагептан-1,1,7,7-тетрауксусной кислоты 20, содержащие по одной вторичной аминогруппе. Алкилирование по данной аминогруппе посредством реакции аминов 19 и 20 с бромметилбипиридинами 15 привело к образованию эфиров 21 и 22. Снятие трет-бутилыюй защиты с карбоксильных групп осуществлялось перемешиванием в соляной кислоте при комнатной температуре, что позволило получить целевые лиганды 23 и 24 в виде гидрохлоридов (схема 8).

Для получения лигандов, несущих циклический полиамин был предложен и другой подход, использующий в качестве исходного соединения значительно более доступный 1,4,7,10-тетраазациклододекан 25, а не его триацетатное производное 19. Основная проблема, которую нужно было решить - это последовательное введение в амин 25 сначала одного остатка бипиридина, а затем трех остатков уксусной кислоты. Для этого была использована бисаминаяьная защита амина 25. В этом случае алкилирование бисаминального производного 26 в реакции с бромметилбипиридинами 15 протекает селективно по одному атому азота тетрамина. Снятие защиты с 27 и последующее алкилирование амина 28 т^ет-бутилбромацетатом дает с хорошими выходами желаемые эфиры 21 (схема 8).

Полученные кислоты 23 и 24 в виде натриевых солей реагируют с хлоридом европия с образованием комплексов Еи*23 и Еи*24 соответственно. Состав комплексов был определен на основании данных элементного анализа и масс-спектрометрии (для ионизации использовался электроспрей). Во всех случаях один лиганд координирован одним атомом европия. Комплекс с циклическим амином Ец*23 нейтрален (заряд металла компенсирован тремя карбоксилатными остатками). В комплексе же Еи*24 четыре карбоксилатных остатка, образующих координационную сферу, придают комплексу отрицательный заряд.

27Ь Г У ] 28Ь [ ]

Вг \_/ Н \_/ "Н

Схема 8. Получение лигандов для катионов лантанидов. Реагенты и условия: /) эфир БТТА 20, К2С03, СНзСК 82 "С, 10 ч; и) НС1 (5М), 20 "С, 12 ч; Ш) трис-трет-бутилциклентрикарбоксилат 19, К2С03, СН3СМ, 82 °С, 2 дня; (V) СН3СН 60 °С, 24 ч; у) гидразингидрат, 120 "С, 10 ч; \ч) трет-бутилбромацетат, К2СО3, СНзСЫ, 82 °С, 2 дня.

Для комплекса Еи*23Ь удалось вырастить кристаллы, подходящие для рентгено-структурного анализа. По данньм РСА координационное число Еиш в комплексе равняется 9, т.е. все атомы азота (бипиридина и тетрамина) и карбоксилаты участвуют в образовашш координационных связей (рис. 4а). Фрагмент бипиридина близок к типичной плоской конфигурации, торсионный угол между пиридиновыми циклами составляет 8° (в отличие от комплекса Еи*14й, для которого наблюдаются значительно большие отклонения от плоской

структуры арилбипиридина). Координационное насыщение атома металла приводит к отсутствию молекул воды в координационной сфере, которые могли бы тушить люминесценцию.

Рис. 4. Молекулярная структура комплекса Еи*23Ь (а) и комплексного катиона [2п(38а)]2+ (б). Атомы водорода и молекулы растворителей не показаны.

Фотофизичсские характеристики комплексов Еи*23 и Еи*24 приведены в табл. 3. Их спектры поглощения являются такими же, как и для нейтральных комплексов, описанных выше, что неудивительно, так как поглощение света связано с электронными переходами ароматической части лиганда, т.е. арилбипиридинового фрагмента. Спектры фосфоресценции комплексов Еи*23 и Еи*24 также аналогичны спектрам всех ранее описанных европиевых комплексов, т.к. спектр испускания определяется электронными переходами из возбужденного 5Оо-состояния атома металла. Можно отметить лишь небольшое различие в структуре полосы испускания в области 680-710 им, соответствующей переходу который наиболее чувствителен к лигандному окружению. Спектры

представлены на рис. 5.

Примечательна разница в квантовой эффективности фосфоресценции в зависимости от ароматического заместителя в бипиридиновом фрагменте лиганда. Так, независимо от хелатирующего аминоацетатпого узла достаточно интенсивная (квантовый выход 8-10%) фосфоресценция наблюдалась для комплексов лигандов с фенильным заместителем Еи*23а и Еи*24. Введение же метоксигруппы в лиганд значительно понизило квантовую эффективность фосфоресценции комплекса Еи*23Ь. Очевидно, введение электронодонорного заместителя понижает энергию состояний в] и Т], локализованных на лиганде, что затрудняет процесс переноса энергии из состояния Т[ на 5Оо-состояния атома

а)

б)

металла, а, значит, делает неэффективным возбуждение металлцентрированной фосфоресценции.

Длина волны, нм Длина волны,нм

а) б)

Рис. 5. Спектры поглощения (а) и испускания (б) полученных хелатов 23, 24 и 32 (вода, 25 °С), возбуждение производилось в максимуме поглощения.

Табл. 3. Фотофизические характеристики комплексов Еи*23, Еи*24 и Еи*32

Комплекс Поглощение, нм (с, Ю-3 М''см"')* Фь гещо. МКС Д>20 , МКС я"

Еи*23а 275 (3.98), 325 (7.5) 0.079 1.00 1.10 -0.19

Еи*23Ь 263 (5.5), 341 (8.09) 0.012 0.27 0.30 0.15

Еи*24 278 (6.57), 327 (12.02) 0.10 0.80 1.30 0.27

Еи*32 244 (6.38), 325 (10.08) 0.006 0.60 0.70 -0.01

аВ водном растворе при комнатной температуре; квантовый выход фосфоресценции (рассчитан с использованием в качестве стандарта [Яи(Ьру)з]СЬ); свремя жизни фосфоресценции в воде; ""время жизни фосфоресценции в дейтериевой воде; "расчетный параметр, соответствующий числу молекул воды в координационной сфере лантанида.

Известно, что наличие молекул воды в координационной сфере европия значительно тушит люминесценцию, т.к. молекула комплекса переходит в основное состояние путем безизлучательных переходов, связанных с колебанием связи О-Н. В связи с этим необходимо обеспечивать максимальное заполнение координационной сферы донорными атомами лиганда, чтобы вытеснить все молекулы воды. С другой стороны, различие в энергиях колебаний связей О-Н и О-Э приводит к тому, что замена координированной воды на дейтерированную воду предотвращает колебательную релаксацию и усиливает фосфоресценцию металла. Таким образом, сравнение времени жизни люминесценции европиевых комплексов, измеренных в воде и дейтерированной воде, позволяет оценить число, координированных молекул воды, рассчитывая параметр q по следующей формуле:

д = А'((1/твдо - 1/тшо) ~ 0.25),

где q - количество координированных молекул воды (± 0.5); А' - нормирующий коэффициент, принимаемый равным 1.2 для европиевых комплексов.

Расчеты показывают (табл. 3), что в комплексах Еи*23 и Еи*24 нет координационной воды (т.е. предложенная структура лиганда обеспечивает необходимое насыщение координационной сферы европия), что и объясняет относительно высокий квантовый выход люминесценции этих комплексов в водных растворах.

Схема 9. Получение потенциальной фосфоресцентной метки. Реагенты и условия: г) 2,5-норборнадиен, о-ксилол, 143 °С, 8 ч; О) НаВНь этанол, 20 °С, б ч; ш) РВгз, дихлорметан, 40 "С, 2 ч; ¡V) эфир ОТТА 20, К2С03, СН3СЫ, 82 "С, 8 ч; V) Н2, Рс1/С, метанол, 20 °С, б ч; П) НС1 (5н), 20 °С, 12 ч; VII) КаОН, вода, затем ЕиС13*6Н20,20 °С.

Из табл. 3 также видно, что полиаминоацетатный хелатирующий узел не оказывает значительного влияния на интенсивность испускания, следовательно, при синтезе меток возможно использование значительно более доступных производных открытоцепного днэтилентриамина. В ходе работы был получен предшественник метки для иммуноанализа на основе новой люминофорной системы. В качестве линкера была выбрана аминогруппа, которая превращается в изотиоцианатную реакцией с тиофосгепом непосредственно перед

конъюгацией с белком. Введение аминогруппы в ароматический заместитель осуществлялось восстановлением шпрогруппы. Разработанный в ходе работы метод позволил избежать реакции нитрования на последних стадиях, как это обычно описывают в литературе. Начав синтез лигандов с шпроацетофенона 29, через нитрофенилтриазин 2f, его превращение в нитрофенилбипирвдин 11с, и дальше по пути восстановления сложноэфиркой группы, замещения гидроксигруппы на бром и алкилирования амина 20 бромметшширидином 15с был получен нитрофенильный предшественник лиганда 30 (схема 9). Восстановление шпрогруппы протекает относительно гладко с образованием аминоэфира 31. Снятие /ярет-бутильной защиты в соляной кислоте привело к кислоте 32, а последующая реакция ее натриевой соли с хлоридом европия дала прометку Еи*32. Комплекс Еи*32 показывает малоинтенсивную фосфоресценцию в водном растворе (табл. 3), что является вполне типичным для меток.

Для изучения процесса переноса энергии от лиганда к лантаниду и возможности модулирования лантанидной люминесценции добавлением катионов других металлов были получены бипиридины, несущие остатки циклической 33 или цепной 34 полиаминоуксусных кислот в положении. 5 крайнего пиридинового цикла, исходя из 3-(5-метоксикарбопилпиридил-2)-1,2,4-триазинов 4 с использованием разработанных в работе методов (схема 10).

Схема 10. Синтез дитопных лигандов на основе 2,2'-бипиридинов

Предложенная конфигурация лигандов предотвращает участие бипиридина в хелатировании лантанида и прямую передачу возбуждающей энергии за счет перекрывания орбиталей металла и бипиридина (перенос энергии по Декстеру). Несмотря на это, европиевые комплексы Еи*33 и Еи*34 проявляют слабую европиевую фосфоресценцию при

34

I

соон

фотовозбуждении в максимуме поглощения бипиридннового фрагмента (квантовый выход фосфоресценции комплекса Еи*34 составляет 0.0034). Очевидно, что перенос энергии в европиевых комплексах может протекать по Фёрстеру, хотя это и снижает эффективность люминесценции. Было найдено, что добавление солей цинка к раствору комплекса Еи*34 сопровождается батохромным сдвигом максимумов поглощения, что говорит о координации катионом цинка бипиридннового фрагмента. Однако это почти не влияет на европиевую фосфоресценцию, что подтверждает образование биядерного комплекса.

3. Люминесцентные индикаторы на катионы цинка(П)

Ранее было показано, что люминесценция многих производных полипиридинов значительно изменяется в присутствии катионов Тг?*. Ряд полученных в рамках данной работы 5'-метоксикарбонилбипиридинов 35 также показал изменение интенсивности и красное смещение максимума флюоресценции в присутствии перхлората цинка. Это наблюдение легло в основу поиска новых люминесцентных индикаторов на ионы ?.п2+.

Схема 11. Получение потенциальных индикаторов на катионы цинка. Реагенты и условия: ¡') К2С03, СНзСИ, 82 °С, 8 ч; й) К2С03, СН3СЧ 82 °С, 8 ч, затем НС1 (1Ш), 100 °С, 10 ч.

Для повышения селективности связывания с аналитом в положение б пиридинового цикла были введены остатки дипиколиламина или диэтилентриамина. Реакция бромметилбипиридинов 15 С диликолиламином 36 или дифталилдиэтилентриамином 37 (с последующим снятием фталильной защиты в соляной кислоте) приводит к целевым лигандам 38 и 39 (схема 11). В ходе работы были также получены и охарактеризованы цинковые комплексы новых лигандов состава [7л(38)](СЮ4)2 и [2п(39)](С104)2. По данным РСА в комплексе лиганда 38а координационное число цинка равняется пяти, в координации участвуют все атомы азота дипиколиламинового фрагмента и бипиридина (рис. 46).

Аг

N N

39 NN2 Аг» 4-МеОС6Н.

Табл. 4. Фотофизические свойства новых лигандов и их цинковых комплексов

Соединение Поглощение, ХтИ, нм (е, 10"3 М^см"1)* (ет), нм Фс

38а 262 (20.5), 303 (31.5) 367 0.006

[2п(38а)](СЮ4)2 262 (20), 327 (27.1) 377 0.21

38Ь 263 (11.3), 268 (11.2), 313 (25.6) 395 0.12

Рп(38Ь)](СЮ4)2 262(15.2), 345 (17.8) 455 0.94

39 313(36.3) 398 0.14

[гп(39)](СЮ4)2 261 (13.4), 277(11.3), 344(27) 465 0.71

аВ ацетонитрильном растворе при комнатной температуре; "максимум испускания в ацетонитриле; 'квантовый выход флюоресценции (измерен относительно антрацена).

а) б)

Рис. 6. (а) Спектры флюоресценции 38а (10'5 М) при титрований перхлоратом цинка (вода-ацетонитрил (98:2), 25 мМ НЕРЕБ, 0.1 М №С1, 25 "С, возбуждение при 313 им); (б) влияние количества добавленного 2п(С104)2 на интенсивность испускания 38а (10"5 М) в максимуме испускания комплекса (391 им).

Фотофизические характеристики новых соединений представлены в табл. 4. Наибольшее возрастание квантовой эффективности флюоресценции при образовании комплекса с катионом цинка наблюдается для лиганда 38а. И хотя самую интенсивную флюоресценцию показывает комплекс [2п(38Ь)](С1С>4)2, высокая интенсивность собственной люминесценции делает лиганд 38Ь менее предпочтительным индикатором, чем 38а. Вследствие этого именно для последнего лиганда было изучено изменение интенсивности люминесценции в зависимости от содержания цинка в растворе при титровании перхлоратом цинка водного раствора лиганда (НЕРЕЭ буфер, рН = 7.4) при возбуждении в изобестической точке спектров поглощения (313 нм) (рис. 6). Хорошо видно 5.5-кратпое увеличение интенсивности флюоресценции при незначительном красном сдвиге максимума испускания.

Кроме этого, было изучено влияние катионов других металлов на изменение люминесценции лиганда 38а в присутствии и отсутствии ионов цинка (рис. 7). Как видно, Са2+ и не оказывают влияние на люминесценцию цинкового комплекса. В присутствии Со2+ и отклик на ионы цинка уменьшается, но это принципиально не препятствует определению цинка. Добавление Си2+, Ре2+ и Мп2+ практически тушит люминесценцию как в присутствии, так и в отсутствии Примечательна высокая селективность по отношению к цинку в присутствии №2+. Лиганд 38а не показал Ъп!С& селективности.

400 -350 ■ 300 . 250 • о >* — 200 ■ 1S0 100 50 • Г [~l J 4 г1 гШ

Zn(ll) Ca(ll) Мв(И) N¡( Co(ll) Hg(II) Mn(ll) Cu(ll) Fe(ll) Cd(ll)

Рис. 7. Изменение интенсивности люминесценции 38а (10"5 М) при 391 нм в присутствии 1 экв. катиона металла (□ в отсутствие цинка; Щ в присутствии 1 экв. Хп2^) (вода-ацетонитрил (98:2), 25 мМ НЕРЕв, 0.1 М №С1, 25 °С, возбуждение при 313 нм). I соответствует люминесценции свободного лиганда.

Выводы

1. Методология синтеза замещенных бипиридинов, включающая получение промежуточных 1,2,4-триазинов, их трансформацию в пиридины в результате реакции Дильса-Альдера с последующей дополнительной функционализацией, является удобным путем к лигандам для лантанидов. Гибкость метода синтеза лигандов, разработанного на основе этой методологии, позволяет управлять как фотофизическими, так и другими целевыми свойствами люминесцентных комплексов. В частности:

- разработан новый метод получения 5-арил-2,2'-бипиридин-6(6')-карбоновых кислот, которые образуют растворимые в органических растворителях люминесцентные лантанидные комплексы;

- найдены пути синтеза лигандов на основе бипиридина, содержащего дополнительный полиэтиленаминоацетатный хелатирующий узел, которые дают

водорастворимые люминесцентные европиевые комплексы, хромофоры для меток для иммуноанализа.

2. Показано, что активация гидролиза 5-арил-б-циано-2,2'-бшшридинов хлоридом меди является удобным синтетическим приемом для получения 5-арил-2,2'-бипиридин-б-карбоновых кислот и их европиевых комплексов.

3. На основании данных РСА показано, что введение ароматических заместителей в положение 5 бипиридинкарбоновых кислот управляет самоорганизацией молекул европиевых комплексов в кристаллической фазе за счет внутри- и межкомплексных я-я-взаимодействий между молекулами лиганда.

4. Используемый подход позволяет получать европиевые комплексы, содержащие аминогруппу в молекуле лиганда для связывания с белками, что открывает путь к фосфоресцентным меткам для иммуноанализа.

5. Разработанные синтетические подходы могут быть использованы для введения различных дополнительных хелатирующих узлов, что открывает путь к соединениям различного назначения. В рамках работы такая возможность показана на примере получения люминесцентных индикаторов на катионы цинка (за счет введения остатков дипиколиламина и диэтилентриамина в положение 6 бипиридина), которые показали селективный отклик при концентрациях аналита в водных буферных растворах порядка 10"5 моль/л.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Kozhevnikov D.N., Shabunina O.V., Kopchuk D.S., SIepukhin P.A., Kozhevnikov V.N. 5-Aryl-2,2'-bipyridines as tunable fluorophores// Tetrahedron Letters. -2006. -№ 47. -P. 7025-7029.

2. Kozhevnikov V.N., Shabunina O.V., Kopchuk D.S., Ustinova M.M., König В., Kozhevnikov D.N. Facile synthesis of 6-aryl-3-pyridyl-l,2,4-triazines as a key step towards highly fluorescent 5-substituted bipyridines and their Zn(II) and Ru(II) complexes// Tetrahedron. -2008. -Vol. 64, № 37. -P. 8963-8973.

3. Копчук Д.С., Кожевников Д.Н. Производные 5-арил-2,2'-бипиридин-5'-карбоновых кислот: метод синтеза, фотофизические свойства// Тез. докл. IX научной школы-конференции по органической химий. Москва. -2006. -С. 204.

4. Копчук Д.С., Кожевников Д.Н. Гетеродитопные лиганды с полиэтиленаминовой полостью// Тез. докл. Xмолодежной конференции по органической химии. Уфа. -2007.-С. 191.

5. Копчук Д.С., Кожевников Д.Н. Методы получения б'-функционализированных 5-арил-2,2'-бипиридинов// Материалы стендовых докладов XI молодежной конференции по органической химии. Екатеринбург. -2008. -С. 384-388.

6. Прохоров A.M., Кожевников Д.Н., Копчук Д.С., Handel H. Дитопные лиганды на основе бипиридинов и циклических тетрааминов: синтез и свойства// Тез. докл. XI молодежной конференции по органической химии. Екатеринбург. -2008. -С. 80.

Ризография НИЧ ГОУВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19

Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Люминесцентные комплексы катионов лантанидов.

1.1.1 Общие принципы построения лигандов для катионов лантанидов, применяемых для создания фосфоресцентных меток.

1.1.2 Применение комплексов лантанидов для создания OLED.

1.2 Люминесцентные индикаторы на катионы цинка(И).

1.2.1 Принципы PET и ICT.

1.2.2 Примеры индикаторов, использующих РЕТ-принцип.

1.2.3 Примеры индикаторов, использующих 1СТ-принцип.

Люминесцентные комплексы лантанидов и функционализированных гетероциклов находят широкое применение при создании новых материалов: от меток для фосфоресцентного иммуноанализа до люминофоров для органических светодиодов. Несмотря на то, что люминесценция таких комплексов связана с электронными переходами самого атома лантанида, целевые характеристики, которыми должен обладать материал (поглощение света, связывание с белками, растворимость, летучесть, стабильность и т.д.), практически полностью определяются именно строением гетероциклической составляющей. Зачастую требуется тонкая настройка структуры лиганда для достижения разных по своей природе свойств комплекса. В ряде случаев это становится нетривиальной задачей, для решения которой нужны новые лиганды, а значит, и новые методы для их синтеза и функционализации, что и определяет актуальность данной работы.

В основе большинства лигандов для люминесцентных лантанидных комплексов лежит пиридиновое (би- и терпиридиновое) ядро, которое обеспечивает перенос энергии возбуждения от лиганда к металлу. Необходимым условием для получения комплексов с заданными свойствами является наличие дополнительных координационных центров (карбоксилатных, карбонильных групп, остатков олигоэтиленаминов, иминоуксусной кислоты и др.), которые отвечают за стабильность, заряд, растворимость координационного соединения лантанида и т.п. Настройка фотофизических свойств может достигаться введением ароматических заместителей. Учитывая, что для получения комплексов различных лантанидов могут быть использованы лиганды одной группы, разрабатываемые подходы должны давать возможность варьирования заместителей для подстройки свойств и структуры лиганда под конкретный металл.

Цель работы - поиск методов синтеза функционализированных бипиридинов для получения люминесцентных лантанидных комплексов с возможностью настройки свойств комплексов за счет варьирования структуры лиганда. Задачи:

1. Поиск синтетических подходов к 5-арил-2,2'-бипиридинкарбоновым кислотам -лигандам для получения нейтральных комплексов лантанидов, управление их свойствами за счет варьирования заместителей в лиганде.

2. Поиск новых лигандов для устойчивых Eu(III) хелатов на основе 5-арил-2,2'-бипиридинов, несущих остатки олигоэтиленаминоуксусных кислот - хромофоров для меток для фосфоресцентного иммуноанализа.

1 Литературный обзор

Литературный обзор посвящен устойчивым люминесцентным лантанидным комплексам. Вследствие разных сфер применения лантанидных хелатов различные требования предъявляются и к структуре лигандов. В рамках данного обзора рассмотрены общие требования к построению лигандов для дальнейшего создания на их основе фосфоресцентных меток для иммуноанализа (в первую очередь внимание уделяется лигандам пиридинового ряда как объекту исследования данной работы), отдельно рассмотрены комплексы лантанидов, используемые для создания электролюминесцентных материалов. В соответствие с тематикой данной работы в состав обзора включен раздел, посвященный флюоресцентным сенсорам на катионы цинка.

1. Aime S., Crich S.G., Gianolio E., Giovenzana G.B., Tei L., Terreno E. High sensitivity lanthanide(1.I) based probes for MR-medical imaging. Coord. Chem. Rev, 2006, 250, 15621579.

2. Benelli C., Gatteschi D. Magnetism of Lanthanides in Molecular Materials with Transition-Metal Ions and Organic Radicals. Chem. Rev., 2002,102, 2369-2388.

3. Crich S.G., Biancone L., Cantaluppi V., Esposito D.D.G., Russo S., Camussi G., Aime S. Improved route for the visualization of stem cells labeled with a Gd-/Eu-Chelate as dual (MRI and fluorescence) agent. Magn. Reson. Med., 2004, 51, 938-944.

4. Bunzli J.C.G., Piguet C. Taking advantage of luminescent lanthanide ions. Chem. Soc. Rev.,2005, 34, 1048-1077.

5. Bunzli J.C.G. Benefiting from the Unique Properties of Lanthanide Ions. Acc. Chem. Res.,2006, 39, 53-61.

6. Kido J. and Okamoto Y. Organo Lanthanide Metal Complexes for Electroluminescent Materials. Chem. Rev., 2002,102, 2357-2368.

7. Lanthanide Probes in Life, Chemical and Earth Sciences Theory and Practice. Amsterdam: Elsevier, 1989. 432 p.

8. Blasse G. Solid State Luminescence Theory, Materials and Devices. London: Chapman & Hall, 1993, 349-372.

9. Blasse G., Grabmaier B.C. Luminescent Materials. Berlin, New York: Springer Verlag, 1994. 232 p.

10. Blasse G. Handbook of Physics and Chemistry of Rare Earths, ed. J. K. A. Gschneidner and L. Eyring, North-Holland Publishing Company, Amsterdam, 1979, 4,237-274.

11. Binnemans К. Ionic Liquid Crystals. Chem. Rev., 2005,105, 4148-4204.

12. Binnemans K., Goerller-Walrand C. Lanthanide-Containing Liquid Crystals and Surfactants. Chem. Rev., 2002,102, 2303-2345.

13. Wieder I. Background rejection in fluorescence immunoassay, in Immunofluorescence and related staining techniques (Knapp W., Holubar K., Wick G., Eds.). New York: Elsevier, 1978, 67-80.

14. Soini E., Hemmila I. Fluoroimmunoassays: present status and key problems. Clin. Chem., 1979, 25,353-361.

15. Hemmila I., Dakubu S., Mukkala V.M., Siitaru H., Lovgren T. Europium as a label in time-resolved immunofluorometric assays. Anal. Boichem, 1984,137, 335-343.

16. Selvin P. R. Principles and biophysical applications of lanthanide-based probes. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct., 2002, 31, 275-302.

17. Horrocks W. D., Sudnick D. R. Lanthanide ion luminescence probes of the structure of biological macromolecules. Acc. Chem. Res., 1981,14, 384-392.

18. Tremblay M.S., Zhu Q., Marti A.A., Dyer J., Halim M., Jockusch S., Turro N.J., Sames D. Phosphorylation State-Responsive Lanthanide Peptide Conjugates: A Luminescence Switch Based on Reversible Complex Reorganization. Org. Lett., 2006, 8,2123-2126.

19. Sculimbrene B.R., Imperiali B. Lanthanide-Binding Tags as Luminescent Probes for Studying Protein Interactions. J. Am. Chem. Soc., 2006,128, 7346-7352.

20. Mondry A., Janicki R. From structural properties of the EuIH complex with ethylenediaminetetra(methylenephosphonic acid) (HgEDTMP) towards biomedical applications. Dalton Trans., 2006, 4702-4710.

21. Hebbink G. A., Stouwdam J.W., Reinhoudt D.N., Van Veggel F.C.J.M. Lanthanide(III)-Doped Nanoparticles That Emit in the Near-Infrared. Adv. Mater., 2002,14, 1147-1150.

22. Wang B.S., Andrejco M.J. Advanced topics on erbium doped fibers for high performance amplifiers (Conference Proceedings Paper). Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng., 2005, 6019, 601911-601917.

23. Kenyon A. J. Erbium in silicon. Semicond. Sci. Technol., 2005, 20, R65-R84.

24. Jacquier В., Bigot L., Guy S., Jurdyc A.M. Spectroscopic Properties of Rare Earths in Optical Materials, 2005, 83,430-461.

25. Heller A. Fluorescence and Room-Temperature Laser Action of Trivalent Neodymium in an Organic Liquid Solution. J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 167-169.

26. Kuriki К., Koike Y., Okamoto Y. Plastic Optical Fiber Lasers and Amplifiers Containing Lanthanide Complexes. Chem. Rev., 2002,102,2347-2356.

27. Wieder I. Background rejection in fluorescence immunoassay, in Immunofluorescence and related staining techniques (Knapp W., Holubar K., Wick G., Eds.), 1978, 67-80. New York Elsevier.

28. Soini E., Hemmila I. Fluoroimmunoassays: present status and key problems. Clin. Chem., 1979,25, 353-361.

29. Hemmila I., Dakubu S., Mukkala V.M., Siitaru H., Lovgren T. Europium as a label in time-resolved immunofluorometric assays. Anal. Boichem, 1984,137, 335-343.

30. Pearson R.G. Hard and Soft Acids and Bases. J. Am. Chem. Soc., 1963, 85, 3533-3539.

31. Stein G., Wurzberg E. Energy gap law in the solvent isotope effect on radiationless transitions of rare earth ions. J. Chem. Phys., 1975, 62,208-213.

32. Haas Y. and Stein G. Pathways of radiative and radiationless transitions in europium (III) solutions: the role of high energy vibrations./. Phys. Chem., 1971, 75, 3677-3681.

33. Crosby G.A., Whan R.E., Alire R.M. Intramolecular energy transfer in rare earth chelates. Role of the triplet state. J. Chem. Phys., 1961, 34, 743-748.

34. Kleinerman M. Energy migration in lanthanide chelates. J. Chem. Phys., 1969, 51, 23702381

35. Bhaumik M.L., El-Sayed M.A. Mechanism and rate of the intramolecular energy transfer process in rare-earth chelates 1. J. Chem. Phys., 1965, 42, 787-788.

36. Klessinger M., Michl J. Excited States and Photochemistry of Organic Molecules. New York: VCH, 1995. 537 p.

37. Forster T. Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz. Ann. Phys. (Leipzig), 1948, 437, 55-75.

38. Forster T. 10th Spiers Memorial Lecture. Transfer mechanisms of electronic excitation. Discuss. Faraday Soc., 1959, 27, 7-17.

39. Baldo M.A., Thompson M.E., Forrest S.R. High-efficiency fluorescent organic light-emitting devices using a phosphorescent sensitizer. Nature, 2000, 403, 750-752.

40. Kankare J., Takalo H., Pasenen P. Fluorescent lanthanide chelates. US Patent 4 920 195. 1990.

41. Takalo H., Kankare J. Synthesis of dimethyl and diethyl 4-(phenylethynyl)-2,6-pyridinedicarboxylate. Acta Chem. Scand., 1987, B42, 373-375.

42. Takalo H., Pasanen P., Kankare J. Synthesis of 4-(Phenylethynyl)-2,6-bisN,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl.pyridine. Acta Chem. Scand., 1988, B42, 373-377.

43. Hovinen J., Mukkala V.M., Hakala H., Peuralahti J. Novel chelating agents and chelates and theur use. US Patent Application 2005/084451:

44. Jaakkola L., Peuralahti J., Hakala H., Kunttu J., Tallqvist P., Mukkala V.-M., Ylikoski A., Hovinen J. Solidphase synthesis of oligonucleotides labeled with luminescent lanthanide(III) chelates. Bioconjugate Chem., 2005,16, 700-709.

45. Latva M., Takalo H., Mukkala V.-M., Matachescu C., Rodryguez-Ubis J. C., Kankare J. Correlation between the lowest triplet state energy level of the ligand and lanthanide(III) luminescence quantum yield. J. Lumin., 1997, 75,149-169.

46. Hakala H., Mukkala V.-M., Sutela Т., Hovinen J. Synthesis and properties of nanospheres copolymerised with luminescent europium(III) chelates. Org. Biomol. Chem., 2006, 4, 13831386.

47. Hovinen J., Mukkala V.-M., Hakala H., and Peuralahti J. Novel chelating agents and highly luminescent and stable chelates and their use. U.S. Patent Application 2005/084451.

48. Kozhevnikov V.N., Kozhevnikov D.N., Shabunina O.V., Rusinov V.L., Chupakhin O.N. An efficient route to 5,5"-diaryl-2,2,:6',2"-terpyridines through 2,6-bis(l,2,4-triazin-3-yl)pyridines. Tetrahedron Letters, 2005, 46, 1521-1523.

49. Kozhevnikov V.N., Kozhevnikov D.N., Shabunina O.V., Rusinov V.L., Chupakhin O.N. An efficient route to 5-(hetero)aryl-2,4'- and 2,2'-bipyridines through readily available 3-pyridyl-1,2,4-triazines. Tetrahedron Letters, 2005, 46, 1791-1793.

50. Hale R. N., Solas D. W. Fluorescent poly(arylpyridine) rare earth chelates, U.S. Patent 5,055,578.1991.

51. Mukkala V.-M., Kwiatkowski M., Kankare J., Takalo H. Influence of chelating groups on the luminescence properties of europium(III) and terbium(III) chelates in the 2,2'-bipyridine series. Helv. Chim. Acta, 1993, 76, 893-899.

52. Kozhevnikov V.N., Kozhevnikov D.N., Rusinov V.L., Chupakhin O.N., Konig B. Synthesis of Functionalized Fluorescent Europium(III) Terpyridyl Chelates. Synthesis. 2003, 2400-2405.

53. Mukkala V.M., Sund C., Kwiatkowski M., Pasanen P., Hogberg M., Kankare J., Takalo H. New Heteroaromatic Complexing Agents and Luminescence of Their Europium(III) and Terbium(III) Chelates. Helv. Chim. Acta, 1992, 75, 1621-1632.

54. Ruloff R., Koten G., Merbach A.E. Novel heteroditopic chelate for self-assembled gadolinium (III) complex with high relaxivity. Chem. Comtnun., 2004, 842-843.

55. Livramento J.B., Toth E., Sour A., Borel A., Merbach A.E., Ruloff R. High Relaxivity Confined to a Small Molecular Space: A Metallostar-Based, Potential MRI Contrast Agent. Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 1480-1484.

56. Quici S., Marzanni G., Cavazzini M., Anelli P.L., Botta M., Gianolio E., Accorsi G., Armaroli N., Barigelletti F. Highly Luminescent Eu3+ and Tb3+ Macrocyclic Complexes Bearing an Appended Phenanthroline Chromophore. Inorg. Chem., 2002, 41, 2777-2784.

57. Quici S., Scalera C., Cavazzini M., Accorsi G., Bolognesi M., Armelao L., Bottaro G. Highly Photoluminescent Silica Layers Doped with Efficient Eu(III) and Tb(III) Antenna Complexes. Chem. Mater., 2009, 21, 2941-2949.

58. Cross J.P., Dadabhoy A., Sammes P.G. The sensivity of the lehn cryptand-europium and terbium(IIl) complexes to anions compared to a coordinatively saturated systems. Journal of Luminescence, 2004,110,113-124.

59. Yan J., Wang G. Lanthanide-based luminescence probes and time-resolved luminescence bioassays. Trends Anal. Chem., 2006,25,490-500.

60. Mukkala V.-M., Helenius M., Hemmila I., Kankare J., Takalo H. Development of luminescent europium(III) and terbium(III) chelates of 2,2':6',2"-terpyridine derivatives for protein labeling. Helv. Chim. Acta, 1993, 76, 1361-1378.

61. Galaup С., Carrie M.-C., Tisnes P., Picard C. Time-resolved luminescence in aqueous solution-new europium labels derived from macro(bi)cyclic ligands with aminocarboxylic units. Eur. J.; Org. Chem., 2001, 2165-2175.

62. Galaup C., Couchet J.-M., Bedel S., Tisnes P., Picard, C. Direct access to terpyridine-containing polyazamacrocycles as photosensitizing ligands for Eu(III) luminescence in aqueous media. J. Org. Chem., 2005, 70, 2274-2284.

63. Kazumi S., Daikichi H., Masahiro N., Hiroshi M. Fluorescent compound, complex, reagent, and specific binding assay employing said reagent, Eur. Patent 0493745.1992.

64. Brunet E., Juanes O., Sedano R., Rodriques-.Ubis J.-C. Synthesis of novel macrocyclic Ianthanide chelates derived from bis-pyrazolylpyridine. Org. Lett., 2002, 4, 213-216.

65. Hovinen J., Mukkala V.-M., Hakala H., Peuralahti J. Novel chelating agents and highly luminescent and stable chelates and their use, U.S. Patent Application 2005/181393.

66. Matsumoto K., Yan J., Wang G. Tan M. Novel fluorescent label compounds. Eur. Patent Application 1489418.2004.

67. Mathis G., Lehn J.-M. Macropolycyclic rare earth compexes and applications and fluorescent tracers, U.S. Patent 4,927,923.1990.

68. Autiero H., Bazin H., Mathis G. Rare earth metal cryptates with are not very sensitive to the fluorescence quenching. U.S. Patent 7,087,384. 2006.

69. Pope M., Kallmann H.P., Magnante P. Electroluminescence in organic organic crystals 16. J. Chem. Phys. 1963,38, 2042-2043.

70. Helfrich W., Schneider W.G. Recombination radiation in anthracene crystals. Phys. Rev. Lett., 1965,14,' 229-231.

71. Organic Electroluminescent Materials and Devices. Miyata S., Nalwa H. S. eds. Amsterdam: Gordon and Breach, 1997.

72. Tang C. W., Vanslyker, S.A. Organic electroluminescent diodes. Appl. Phys. Lett., 1987, 51, 913-915.

73. Ala-Kleme Т., Haapakka К., Latva M. Y(IlI)-enhanced Dy(III) and Sm(III)-specific electrogenerated luminescence of heterodinuclear l-Y(III)-Dy(III)-l and l-Y(III)-Sm(III)-l chelates. J. Alloys Compd., 1998, 275-277, 911-914.

74. Zheng Y., Fu L., Zhou Y., Yu J., Yu Y., Wang S., Zhang H. Electroluminescence based on a P-diketonate ternary samarium complex. J. Mater. Chem., 2002,12, 919-923.

75. Stathatos E., Lianos P., Evgeniou E., Keramidas A.D. Electroluminescence by a Sm3+-diketonate-phenanthroline complex. Synth. Met., 2003,139, 433-437.

76. Adachi C., Tsutsui Т., Saito S. Blue light-emitting organic electroluminescent devices. Appl. Phys. Lett., 1990, 56,799-801.

77. Kido J., Nagai K., Ohashi Y. Electroluminescence in a Terbium Complex. Chem. Lett., 1990, 657-660.

78. Y. Zheng, J. Lin, Y. Liang, Q. Lin, Y. Yu, Q. Meng, Y. Zhou, S. Wang, H. Wang and H. Zhang. A comparative study on the electroluminescence properties of some terbium P-diketonate complexes. J. Mater. Chem., 2001,11, 2615-2619.

79. Hasegawa Y., Yamamuro M., Wada Y., Kanehisa N., Kai Y., Yanagida S. Luminescent Polymer Containing the Eu(III) Complex Having Fast Radiation Rate and High Emission Quantum Efficiency. J. Phys. Chem. A, 2003,107, 1697-1702.

80. Kido J., Nagai K., Okamoto Y., Skotheim T. Electroluminescence from Polysilane Film Doped with Europium Complex. Chem. Lett., 1991,1267-1270.

81. Robinson M.R., Bazan G.C., O'Regan M.B. Synthesis, morphology and optoelectronic properties of tris(iV-ethylcarbazolyl)(3 ',5-hexyloxybenzoyl)methane.(phenanthroline)europium. Chem. Соттип.,2Ш, 1645-1646.

82. Robinson M.R., Ostrowski J.C., Bazan G.C., McGehee M.D. Reduced Operating Voltages in Polymer Light-Emitting Diodes Doped with Rare-Earth Complexes. Adv. Mater., 2003, 15, 1547-1551.

83. Liang F., Zhou Q., Cheng Y., Wang L., Ma D., Jing X., Wang F. Oxadiazole-Functionalized Europium(III) P-Diketonate Complex for Efficient Red Electroluminescence. Chem. Mater., 2003,15, 1935-1937.

84. Wang J., Wang R., Yang J., Zheng Z., Carducci M.D., T. Cayou, Peyghambarian N., Jabbour G.E. First Oxadiazole-Functionalized Terbium(III) /7-Diketonate for Organic Electroluminescence. J. Am. Chem. Soc., 2001,123, 6179-6180.

85. Kido J., Hayase H., Hongawa K. Nagai K., Okuyama K. Bright red light-emitting organic electroluminescent devices having a europium complex as an emitter. Appl. Phys. Lett., 1994, 65, 2124-2126.

86. Edwards A., Chu T.Y., Claude C., Sokulik I., Okamoto Y., Dorsinville R. Synthesis and characterization of electroluminescent organo-lanthanide(iii) complexes. Synth. Met. 1997, 84, 433-434.

87. Lin Q., Shi C.Y., Liang Y.J., Zheng Y.X., Wang S.B., Zhang H.J. Green electroluminescence generated from the thin film based on a soluble lanthanide complex. Synth. Met., 2000,114, 373-375.

88. Zheng Y., Shi C., Liang Y., Lin Q., Guo C., Zhang H. Synthesis and electroluminescent properties of a novel terbium complex. Synth. Met., 2000,114, 321-323.

89. Gao X.C., Cao H., Huang C.H., Umitani S., Chen G.Q., Jiang P. Photoluminescence and electroluminescence of a series of terbium complexes. Synth. Met., 1999, 99, 127-132.

90. Kottas G.S., Mehlstaubl M., Frohlich R., De Cola L. Highly Luminescent, Neutral, Nine-Coordinate Lanthanide (III) Complexes. Eur. J. Inorg. Chem., 2007, 3465-3468.

91. Comby S., Imbert D., Chauvin A., Bunzli J.G., Charbonniere L.J., Ziessel R.F. Influence of Anionic Functions on the Coordination and Photophysical Properties of Lanthanide(III) Complexes with Tridentate Bipyridines. Inorg. Chem., 2004, 7369-7379.

92. Shavaleev N.M., Eliseeva S.V., Scopelliti R., Bunzli J.G. Designing Simple Tridentate Ligands for Highly Luminescent Europium Complexes. Chem. Eur. J., 2009, 10790-10802.

93. Shavaleev N.M., Gumy F., Scopelliti R., Bunzli J.G. Highly Luminescent Homoleptic Europium Chelates. Inorg. Chem., 2009, 48, 5611-5613.

94. Haugland R.P. Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, 9th ed.; Molecular Probes: Eugene, OR, 2002; Chapter 20.

95. Falchuk K.H. The molecular basis for the role of zinc in developmental biology. Mol. Cell. Biochem., 1998,188, 41-48.

96. Choi, D.W., Koh, J.-Y. Zinc and brain injuiry. Annu. ReV. Neurosci. 1998, 21, 347-375.

97. Weiss J.H., Sensi S.L., Koh J.Y. Zn2+: a novel ionic mediator of neural injury in brain disease. Trends Pharmacol. Science, 2000, 21, 395-400.

98. Walkup, G.K.; Burdette, S.C.; Lippard, S.J.; Tsien, R.Y. A New Cell-Permeable Fluorescent Probe for Zn2+. J.Am. Chem. Soc. 2000,122, 5644-5645.

99. Hirano, Т.; Kikuchi, K.; Urano, Y.; Nagano, T.J. Improvement and Biological Applications of Fluorescent Probes for Zinc, ZnAFs. J. Am. Chem. Soc. 2002,124, 6555-6562.

100. Weller A. Electron-transfer and complex formation in the excited state. Pure Appl. Chem., 1968,16, 115-124.

101. Wang Y.C., Morawetz H. Studies of intramolecular excimer formation in dibenzyl ether, dibenzylamine, and its derivatives. J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 3611-3615.

102. Selinger B.K. Fluorescence quenching of excited state donor-acceptor pairs in surfactant micelles during a pH titration. Aust. J. Chem., 1977,30, 2087-2090.

103. Martin M.M., Plaza P., Meyer Y.IL, Badaoui F., Bourson J., Lefebvre J.P., Valeur B. Steady-state and picosecond spectroscopy of Li+ or Ca2+ complexes with a crowned merocyanine. Reversible photorelease of cations. J. Phys. Chem., 1996,100, 6879-6888.

104. Letard J.F., Lapouyade R., Rettig W. Synthesis and photophysical study of 4-(N-monoaza-15-crown-5) stilbenes forming TICT states and their complexation with cations. Pure Appl. Chem., 1993, 65, 1705-1712.

105. Tsien R.Y. Fluorescence imaging creates a window on the cell. Chem. Eng. News, 1994, 72(29), 34-44.

106. Ojida A., Mito-oka M., Sada K., Hamachi I. Spin Surface Crossing in Chromium-Mediated Olefin Epoxidation with 02. J. Am. Chem. Soc., 2002,126, 2454-2455.

107. Koulov A.V., Stucker K.A., Lakshmi, C., Robinsonm J.P., Smith, B.D. Detection of apoptotic cells using a synthetic fluorescent sensor for membrane surfaces that contain phosphatidylserine. Cell Death Differ., 2003,10, 1357-1359.

108. Roysen M., Durandin A., Young Jr.V.G., Geacintov N.E., Canary J.W. A Sensitive Probe for the Detection of Zn(II) by Time-Resolved Fluorescence. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 3854-3855.

109. Zhang L., Whitfield A., Zhu L. Unimolecular binary half-adders with orthogonal chemical inputs. Chem. Commun., 2008, 1880-1882.

110. Ramachandaram В., Samanta A. Modulation of metal-fluorophore communication to develop structurally simple fluorescent sensors for transition metal ions. Chem. Commun., 1997, 1037-1038.

111. Nanjappan P., Czarnik A.W. Metal Ion Catalyzed Reactions of Acrylonitrile, Acrylamide, and Ethyl Acrylate by way of Their Diels-Alder Cycloadducts. J. Am. Chem. Soc., 1987, 109, 1826-1833.

112. Sclafani J.A., Maranto M.T., Sisk T.M., Van Arman S.A. An Aqueous Ratiometric Fluorescence Probe for Zn(II). Tetrahedron Letters., 1996,13, 2193-2196.

113. Jimenez D., Martmez-Manez R., Sancenon F., Soto J. Electro-optical triple-channel sensing of metal cations via multiple signalling patterns. Tetrahedron Letters., 2004, 45, 1257-1259.

114. Barigelletti F., Flamigni L., Calogero G., Hammarstrom L., Sauvage J.P., Collin J.P. A functionalized ruthenium(II)-bis-terpyridine complex as a rod-like luminescent sensor of zinc(II). Chem. Commun., 1998, 2333-2334.

115. Kotlicka J., Grabowaki Z.R. The fluorescence of 2,2'-bipyridyl. J. Photochem., 1979, 413418.

116. Albano G., Balzani V., Constable E.C., Maestri M., Smith D.R. Photoinduced processes in 4'-(9-anthryl)-2,2':6',2"-terpyridine, its protonated forms and Zn(II), Ru(II) and Os(II) complexes. Inorg. Chim. Acta, 1998,277, 225-231.

117. Шабунина О.В. Дизайн и синтез новых настраеваемых люминофоров би- и терпиридинового ряда. Дис. канд. хим. наук. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2006. 108 с.

118. Younws А.Н., Zhang L., Clark R.J., Zhu L. Fluorescence of 5-Arylvinyl-5'-Methyl-2,2'-Bipyridyl Ligands and Their Zinc Complexes. J. Org. Chem., 2009, 74, 7861-8772.

119. Joshi H.S., Jamshidi R., Tor Y. Conjugated 1,10-Phenanthrolines sa Tunable Fluorophores. Angew. Chem. Int. Ed., 1999, 38, 2722-2725.

120. Ajayaghosh A., Carol P., Sreejith S. A Ratiometric Fluorescence Probe for Selective Visual Sensing of Zn2+. J. Am. Chem. Soc., 2005,127, 14962-14963.

121. Goodall W., Williams J.A.G. A new, highly fluorescent terpyridine which responds to zinc ions with a large red-shift in emission. Chem. Commun., 2001, 2514-2515.

122. Benniston A.C., Harriman A., Lawrie D.J., Mayeux A., Rafferty K., Russell O.D. A general purpose reporter for cations: absorption, fluorescence and electrochemical sensing of zinc(II). Dalton Trans., 2003, 4762-4769.

123. Loren J.C., Siegel J.S. Synthesis and Fluorescence Properties of Manisyl-Substituted Terpyridine, Bipyridine, and Phenanthroline. Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 754-757.

124. Pabst G.R., Pfuller O.C., Sauer J. The new and simple 'LEGO' System: Synthesis and reactions of ruthenium(II) complexcs.Tetrahedron, 1999, 55, 8045-8064.

125. Saraswathi T.V., Srinivasan V.R. A novel synthesis of 1,2,4-triazines. Tetrahedron Letters, 1911,12,2315-2316.

126. Jew S., Park В., Lim D., Kim M.G., Chung I.K., Kim J.H., Hong C., Kim J.K., Park H.J., Lee J.H., Park H. Synthesis of 6-Formyl-pyridine-2-carboxylate Derivatives and Their Telomerase Inhibitory Activities. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2003,13, 609-612.

127. Xu Z., Thompson L.K., Miller D.O. A homoleptic, self-assembled 2 x 2. square Сщ complex exhibiting intramolecular ferromagnetic exchange. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2002, 2462-2466.

128. Boekelheide V., Linn J. Rearrangements of N-Oxides. A Novel Synthesis of Pyridyl Carbinols and Aldehydes. J. Am. Chem. Soc., 1954, 76(5), 1286-1291.

129. Chong H.S., Torti S.V., Ma R., Torti F.M., Brechbiel M.W. Synthesis and Potent Antitumor Activities of Novel 1,3,5-cis, c/s-Triaminocyclohexane N-Pyridyl Derivatives. J. Med. Chem. 2004,47, 5230-5234.

130. Creaser I.I., Mac J., Harrowfield В., Keene F.R., Sargeson A. Reactivity of coordinated nitriles. J. Am. Chem. Soc., 1981,103, 3559-3564.

131. Balahura R.J., Purcell W.L. Neighboring-group participation in the hydrolysis of coordinated nitriles. Inorg. Chem., 1981, 20, 4159-4163.

132. Potts R.A., Gaj D.L., Schneider W.F., Dean N.S., Kampf J.W., Oliver J.P. Alcoholysis of nitriles in gold(III) complexes: The structure of EtC(OEt)NH2.+[AuC14]-. Polyhedron, 1991, 10, 1631-1637.

133. Suzuki S., Nakahara M., Watanabe K. The Reaction of Bis(2-pyridinecarbonitrile) copper(II) Chloride with Methanol and Various Amines. Bull. Chem. Soc. Jpn., 1974, 47, 645647.

134. Segl'a P., Jamnickyr M. A study of 2-cyanopyridine addition products in the coordination sphere of Ni(II). Inorg. Chim. Acta, 1988,146, 93-91.

135. Segl'a P., Jamnicky M. Metal-promoted reactions of nitriles with amino alcohols in aqueous and alcoholic solutions. Nickel(II) complexes of 2-pyridinyl-2-oxazolines. Inorg. Chim. Acta, 1993,205, 221-229.

136. Shavaleev N.M., Scopelliti R., Gumy F., Bunzil J.G. Near-Infrared Luminescence of Nine-Coordinate Neodymium Complexes with Benzimidazole-Substituted 8-Hydroxyquinolines. Inorg. Chem., 2008,9055-9068.

137. An B.L., Zhang N., Cheah K.W., Pan Q.Y., High yield luminescence of a novel europium complex by excimer excitation and f-f absorption of Eu3+. J. Alloys and Compounds. 2008, 458, 457-461.

138. Alleyne B.D., Hall L.A., Kahwa I.A., White A.J. P., Williams D.J. Comparative Study of the Luminescence Properties of the Europium(III) Complexes of the Squarate, Phenylsquarate, and (Diphenylamino)squarate Ligands. Inorg. Chem. 1999, 38, 6278-6284.

139. Platzek J., Niedballa U., Radeuchel B. Process for the production of DPTA-tetraesters of terminal carboxylic acids. US5514810 (A). 1996.

140. Beeby A., Bushby L.M., Maffeo D., Williams J.A.G. Intramolecular sensitization of lanthanide(III) luminescence by acetophenone-containing ligands: the critical effect of para-substituents and solent. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2002, 48-54.

141. Anderegg K., Wenk F. Pyridinderivate als Komplexbildner. VIII Die Herstellung je eines neuen vier- und sechszahnigen Liganden. Helv. Chim. Acta, 1967, 50, 2330-2332.

142. Pucci D., Barberio G., Crispini A., Francescangeli O., Ghedini M., La Dela M. Self-Organization of Dipolar 4,4'-Disubstituted 2,2'-Bipyridine Metal Complexes into Luminescent Lamellar Liquid Crystals. Eur. J. Inorg. Chem., 2003, 3649-3661.

143. Ramachandaram В., Samanta A. Transition Metal Ion Induced Fluorescence Enhancement of 4-(N,N-Dimethylethylenediamino)-7-nitrobenz-2-oxa-l,3-diazole. J. Phys. Chem., 1998, 102, 10579-10587.

144. Zhang X., Hayes D., Smith S.J., Friedle S., Lippard S.J. New Strategy for Quantifying Biological Zinc by a Modified Zinpyr Fluorescence Sensor. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 15788-15789.

145. Dawson W. R., Windsor M. W. Fluorescence yields of aromatic compounds. J. Phys. Chem., 1968, 72, 3251-3260.

146. Nakamaru K. Synthesis, Luminescence Quantum Yields, and Lifetimes of Trischelated Ruthenium(II) Mixed-ligand Comlexes Including 3,3'-Dimethyl-2,2'-bipyridyl. Bull. Chem. Soc. Jpn., 1982,55,2697-2705.

147. Dey B.B. Hydrazoximes of Methyl- and Phenyl-glyoxals. J. Chem. Soc., 1914, 105, 10391046.

148. Ng C.Y., Motekaitis R.J., Martell A.E. New multidentate ligands. 18. Synthesis of 1,4-bis(bis(2-aminoethyl)aminomethyl)benzene: binuclear chelating tendencies and mixed-ligand binuclear chelate formation. Inorg. Chem., 1979,18 (11), 2982-2986.

149. Miranda C., Escart F., Lamarque L., Yunta M.J.R., Navarro P., Garca-Espaa E., Jimeno L.M. New Ш-Pyrazole-Containing Polyamine Receptors Able To Complex L-Glutamate in Water at Physiological pH Values. J. Am. Chem. Soc., 2004,126, 823-833.

150. Weisman G.R., Ho S.C.H., Johnson V. Tetracyclic tetraamines by glyoxal-macrocyclic tetraamine condensation. Tetrahedron Letters, 1980, 21, 335-338.

151. Prokhorov A., Bernard Н., Le Bris N., Marquet N., Handel H. Synthesis of New Ditopic Ligand Possessing Linear and Cyclic Tetraaza Subunits. Synthetic Communications, 2008, 38, 1589-1600.

152. Langlois Y., Potier P. Etudes en serie indolique-VIII. Synthese totale de la (±) descarbomethoxy-16 vobasine. Tetrahedron, 1975, 31, 419-422.