Новые pH-чувствительные спиновые зонды и метки тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Полиенко Юлия Федоровна

НОВЫЕ рН-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СПИНОВЫЕ ЗОНДЫ И МЕТКИ: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА

(02.00.03 - органическая химия)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск - 2009

1 4 > ' ^

003470008

Работа выполнена в Новосибирском Институте органической химии им. H.H. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук

доктор химических наук, профессор Григорьев И. А.

кандидат химических наук, 'Войиов М. А.

доктор химических наук, Василевский С. Ф. .

кандидат химических наук Тормышев В. М.

Международный Томографичекий центр

Защита состоится «^ £^2009 г. ъШЪОш заседании диссертационного совета Д 003.049.01 в Новосибирском институте органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН по адресу 630090, г. Новосибирск, проспект акад. Лаврентьева, 9.

С диссертацией можно ознакомятся в библиотеке Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН.

Автореферат разослан ^ 2009 г.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь диссертационного совета д. х. н.

Петрова Т. Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Метод определения локальных значений рН при помощи нитроксильных радикалов и спектроскопии ЭГТР был разработан в начале 1980-х годов. Благодаря неинвазивпости и высокой чувствительности, обеспечиваемой ЭПР-спектроскопией, метод позволяет преодолеть многие из ограничений, связанных с использованием других методов определения концентрации протонов, что делает его незаменимым, в частности, для исследований in vivo. Метод нашел применение в изучении процессов, связанных с переносом протона, таких как трансмембранный протонный транспорт в модельных системах, поверхностный потенциал и полярность мембран и протеинов, кислотность внутри пор ионообменных смол, а также на поверности раздела фаз твердое тело - жидкость. Дальнейший прогресс в развитии метода будет определяться наличием новых подходов к синтезу нитроксильных радикалов с рН-зависимым спектром ЭПР, обладающих свойствами, ориентированными на решение конкретных аналитических задач.

Наиболее широкое применение в области биофизических исследований с применением спектроскопии ЭПР нашли амидины - производные нитроксильных радикалов ряда З-имидазолин-1-оксила (4-11-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилы). Разработка методов модификации заместителя при экзо-циклическом атоме азота амидиновой группы, введения второго заместителя, несущего функциональную группу, к эюо-циклическому атому азота, а также метода расщепления оксадиазолонового цикла, который не затрагивал бы чувствительные к щелочному гидролизу функциональные группы в самом заместителе R, позволили бы значительно расширить доступный набор рН-чувствительных спиновых зондов амвдинового ряда.

Цель работы - разработка подходов к синтезу новых нитроксильных радикалов, обладающих, наряду с рН-зависимым спектром ЭПР, набором физико-химических параметров (таких как липофильность, р£„ Да№ наличие тех или иных функциональных групп, способных к афинному или ковалентному связыванию с исследуемыми объектами или частями исследуемых молекул) варьируемых в широком диапазоне значений.

Научная новизна и практическая значимость. Разработан простой, эффективный и воспроизводимый метод синтеза 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксида, заключающийся в конденсации 2-гидроксиламино-2-метилпропаналь оксима с 2,2-диалкоксипропаном в присутствии эквимолярного количества уксусной кислоты. Преимущество разработанной методики состоит в возможности использования, наряду с 2,2-диэтоксипропаном, более дешевого 2,2-диметоксипропана.

Впервые предложен подход к синтезу новых 3-имидазолиновых нитроксильных радикалов, содержащих Ы'^'-дизамещенную амидиновую группу в составе имидазолинового гетероцикла. Подход основан на алкилировании диамагнитных 4-К-ашно-1,2,2,5.5-пентаметил-3-1тидазолинов этиловым эфиром бромуксусной кислоты и последующем окислении продуктов алкилирования в соответствующие нитроксильные радикалы и позволяет обойти трудности, связанные с алки-лированием амидиновой группы в составе нитроксильного радикала. Обнаружено, что вторичная амидная группа отличается высокой устойчивостью в условиях

окисления (НгОгМаг'Л'О,)), что позволило использовать ее в качестве защитной группы для карбоксильной группы. Подход позволяет ввести в молекулу нитро-ксильного радикала-амидина различные функциональные группы, такие как СООСН3, СОШСНз, СООН. Обнаружено, что реакция алкилирования этиловым эфиром бромуксусной кислоты проходит региоселективно и приводит к продукту зкзо-Ы-алкилирования.

Разработан метод синтеза новых имидазолиновых радикалов, основанный на нуклеофильном замещении галогенида в эадо-Л'-галогеиалкильном заместителе 1-(2-бромэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[ 1,5-Ь] [ 1,2,4]оксадиа-зол-2-она. В этом методе оксикарбонильный фрагмент оксадиазолонового гете-роцикла играет роль "защитной группы" для амидинового фрагмента.

Показано, что использование оксадиазолонового цикла в качестве предшественника амидиновой группы позволяет осуществить модификацию М-алкильного заместителя без осложнений, связанных с реакцией внутримолекулярного алкилирования эндоциклического атома азота амидиновой группы экзо-И-галогенэтильным фрагментом. В рамках данного подхода были синтезированы производные нитроксильного радикала-амидина, содержащие в экзо-М-этильком фрагменте такие функциональные группы как СИ, N3, а также ряд производных с рН-зависимым спектром ЭПР, полученных в результате превращения азидо-этильного производного в условиях реакции Штаудингера. Данный подход был использован в синтезе рН-чувствительных нитроксильных радикалов-дисульфидов - парамагнитных лигандов для изучеиия свойств границы раздела органического монослоя, стабилизирующего золотые наночастицы, и водной фазы.

Изучена реакция 1-(2-Я)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1;5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-она со слабоосновными нуклеофильными реагентами, такими как №N3, КаСЫ, КР, КВг, КС1 и Ка>!02. Показано, что, как и в случае с ЫаОН и СН5ОЫа, реакция приводит к расщеплению оксадиазолонового цикла с образованием экзо-И-замещенных амидинов. Установлено, что слабоосновные нуклеофилы могут с успехом применяться х субстратам, содержащим заместители (СК СООЕ1), чувствительные к атаке такими нуклеофилами, как ЫаОН и СН3СЖа. Изучено влияние природы нуклеофила на ход реакции раскрытия оксадиазолонового цикла. Обнаружено, что реакционная способность нуклеофилов в ДМСО меняется в ряду Р > СЫ~ > N3" > Ы02~ > СГ > ВГ и качественно коррелирует с их основностью (нуклеофильностью) в этом растворителе.

Показано, что всс синтезированные нитроксильные радикалы обладают рН-зависимым спектром ЭПР и значениями рК„ лежащими в интервале от 2.8 до 12.5 единиц рН.

Апробация работы. Основные результаты обсуждены на Объединенном семинаре НИОХ СО РАН; отдельные части работы были представлены на Молодежных научных школах-конференциях по органической химии (Санкт-Петербург 2002, Новосибирск 2002, Новосибирск 2003), Всероссийских и межу-народных конференциях (Новосибирск 2005. Новосибирск 2007, США 2005, США 2007, США 2008).

Публикации. Основной материал диссертации опубликован в 5 статьях и тезисах 9 докладов.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературных данных, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (209 наименований). Работа содержит 4 схемы, 11 таблиц и 20 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, показаны ее научная и практическая значимость, определены объекты и цели исследования.

Первая глава является обзором литературным данных и посвящена структурным требованиям, проблемам молекулярного дизайна и синтетическим подходам к синтезу нитроксильных радикалов с рН-зависимым спектром ЭПР.

Вторая глава - обсуждение полученных результатов. Описан усовершенствованный метод синтеза 1-гидрокси-2,2,5.5-тетраметил-З-имидазолин-3-оксида-диамагнитного предшественника 2,2,5,5-тетраметил-3-имвдазолин-3-оксвд-1-оксила.

Третья глава - обсуждение полученных результатов, включает следующие разделы: Нуклеофильное замещение атома брома в 1 -(2-бромоэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилгетрапшроимидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-оне; Спектры ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов; Термолигическое и нуклеофильное раскрытие • оксадиазолонового гетероцикла в 1 -!1-6-оксил-5,5,7,7-тетраметшггеграгидроимвдазо[1,5-Ь][1Д4]оксадиазол-2-онах; Нитроксильные радикалы-дисульфиды с рН-зависимым спектром ЭПР и их использование для исследования свойств золотых наночастиц.

Четвертая глава - обсуждение полученных результатов. Глава посвящена синтезу К',М'-дизамещенных 4-амино-2,2,5,5-тетраметил-З-им ид азолин-1-оксилов, основанному на алкилирование диамагнитных 4-11-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-З-имидазолинов.

Пятая глава - экспериментальная часть. В ней представлены данные по использованным материалам, оборудованию, приведены методики проведения экспериментов и синтеза соединений, а также данные ЯМР, ЭПР, масс-, УФ- и ИК-спектров, РСА, температуры плавления и данные элементного анализа

Новые рН-чувствительные спиновые зонды и метки: синтез и свойства

1.1. Усовершенствованная методика синтеза 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксида - диамагнитного предшественника 2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксид-1-оксила

Важной стадией синтеза М'-монозамещенных амидинов является реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения изоиианатов 1ШСО к нитроксильному радикалу альдонитрону 2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1-оксилу 3. Существующий на настоящий момент способ синтеза диамагнитного предшественника этого соединения - 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксида 2 - отличается совершенно неудовлетворительной воспроизводимостью и низким выходом, не превышающим 25%, что вызвало определенные трудности уже на начальном этапе работы. Несмотря на широкое синтетическое и аналитическое применение названного соединения, в литературе описан только один способ его синтеза. Этот

Н\_к?Н гд-диэтокси-пропан

^мн Д он 1

Ч/

>о<

МпОг

N ОН

2,25%

СНС1,

Н

>0< О'

3,35%

способ основан на конденсации 2-гидроксиамино-2-метилпропанапь оксима 1 (ГАО) с 2,2-диэтоксипропаном (ДЭП).

Ранее было обнаружено, что использование ацетатов гидро-ксиаминооксимов вместо свободного ГАО в реакциях с ДЭП приводит к увеличению выхода продукта конденсации, хотя ацетат ГАО 1 ранее никогда не был использован для получения гидроксиламина 2. Нами предложено проводить конденсацию ГАО 1 с ДЭП в присутствии эквимолярного количества уксусной кислоты. Это позволило увеличить выход целевого продукта до 45%. Наблюдаемый эффект связан, очевидно, с тем, что в присутствии уксусной кислоты происходит протонирование ал-коксигруппы ацеталя

н\ крн 2,2-диэтокси-пропан

1 экв. СН3СООН

ОН 1

>0<

МпОг

N ¿Н

2,45%

СНСЬ

V- '

>о<

N

ь-

3,66%

ацетона, что приводит к возникновению хорошо уходящей группы и значительно облегчает атаку неподеленной пары атома азота гидроксиламиновой группы ГАО на атом углерода ацеталя ацетона (см. Схему 1). н

V0"* Ли»

и©

Ъ-я -ноя

ОН

\ © >=оя

н он

он

Н ©рн И

^м"^ ¡Г" ^^

¿Н ¿н

Схема 1

Удаление высококипящих компонентов из реакционной смеси при пониженном давлении и последующая обработка остатка сухим эфиром позволяет получить кристаллический продукт с высоким содержанием основного вещества 2 (96% согласно данным ВЭЖХ). Такой вариант обработки реакционной смеси обеспечивает 100%-ную воспроизводимость результатов при проведении реакции.

Обнаруженный каталитический эффект уксусной кислоты позволяет использовать в синтезе гидроксиламина 2 значительно более дешевый 2.2-диметоксипропан (ДМП) вместо ДЭП. ДМП ранее никогда не использовался в

конденсациях с а-ГАО. В отсутствии ледяной уксусной кислоты реакция ГАО 1 с ДМП не происходит.

При оптимизации условий конденсации было обнаружено, что кипячение реакционной смеси сверх определенного времени приводит к увеличению содержания в смеси 2,2,5,5-тетраметил-2,5-дигидропиразин-1,4-диоксида. Использование уксусной кислоты- в количестве меньше эквимолярного приводит к увеличению времени реакции и также к загрязнению конечного продукта 2,2,5,5-тетраметил-2,5-дигидропиразин-1,4-диоксидом.

2.1. Нуклеофильное замещение атома брома в 1-{2-бромоэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтепграгидроимидазо11,5-Ь]11,2,4)оксадиазол-2-оне

С целью расширения диапазона практически полезных свойств рН-чувствительного зонда (рКг, липофильность, наличие тех или иных функциональных групп и т. д.) были предприняты попытки модификации заместителя в алкильной группе при э/ас-циклическом атоме азота амидиновой группы, в частности, путем нуклеофильного замещения атома хлора в 4-(2-хлорэтил)амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксиле 4. Попытки оказались безуспешными - во всех случаях был получен бициклический амидин 2,3,4,5,6,7-гексагидро-б-

q____ оксил-5,5,7,7-тетраметил-7#-имидазо[1,5-

>Q а]имидазол 5 - продукт внутримолекуляр->С>с >Г>с ного алкилнрования хлорэтильным фраг-

ментом по зн0о-циклическому атому азота * s амнаиновой группировки."

■ Ми=К-фталииид; NaOAc; NaN,; Nal „ _

3 Нами предложен синтетический под-

ход, который дает возможность избежать нежелательной реакции внутримолекулярного алкилирования. Ключевой стадией в нашем подходе является замещение бромида в циклоаддукте 1-(2-бромоэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь1[1,2,4]оксадиазол-2-оие 6. В данном случае оксикарбонильный фрагмент оксадиазолонового гетероцикла играет роль «защитной группы» для амидиновой функции.

Нами показано, что в условиях меж-н Я X фазного катализа (СНгСЬ/НгО/ВщКВг, кипяче-

R-nco. R~N\_,f ние) взаимодействие 6а с NaCN происходит с сохранением оксадиазолонового цикла и привоз а) я = ch^chjBt. о" дит к продукту нуклеофильного замещения аго-eoR=CHzCOOEt 6 ма брома цианид-ионом - 1-(2-цианоэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагид-

роимндазо[1,5-

/Nj £ ,Вг £ /CN £ b] (1,2,4]оксадиазол-2-ону

NaNJB^NBr V? NaCN/Bii4NBr "V? 7 С ВЫХОДОМ 85%. В ЭТИХ ^^ CH;Ci^OM_ ^Ск жс условиях реакция с

NaNj приводит к замеше-8.78% 6« 7,85% нию бромида на азид с

образованием 1-(2-

* Лнтерятуркые данные

азидозтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо11,5-Ь]П >2,4)оксадиа-зол-2-она 8 с выходом 78%.

Нами обнаружено, что состав реакционной смеси в реакции замещения бромида нуклеофилами варьируется в зависимости ог условий ее проведения. Например, замена СН2С12 на более высококипящий бензол в условиях межфазного катализа (С6Н6/Н20/Би4МВг, кипячение) приводит к образованию смеси циклоад-дукта 8 и амидина 9 в молярном соотношении приблизительно 3:1.

в/о и3 о Мз Проведение реакций нуклео-

(\_МА0 \_N о ^-мн фильного замещения в диполяр-

ЖйГ ных апротонных растворителях.

>4^ ----+ таких как ДМФА или ДМСО

¿' о' о- (безводный или содержащий до

61 8 39% 9,13% 10% Н20) при Т=110 °С приводит

исключительно к продуктам, которые являются одновременно результатом расщепления оксадиазолонового цикла и куклеофильного замещения бромида -

амидинам 9 или N3 .Вт о .СМ о см 10

( (1(1 (

тли'г, ^-м о —N 0 м ..„ ^-ж. Во всех опи-

Сы нэЧз/от. у.; МаС№ \_ы

. НгО/Д N >0< 0М5°'. -^С)<Г СаННЫХ ВЫШе Ре'

N N N ^ акциях использо-

971% 6а 7 ,0 44% ВЗЛСЯ ДВУКРаТИЫЙ

избыток нуклео-

фила. Продукт 5, образующийся в результате внутримолекуляр-ного алкилирова-ния, в реакционных смесях обнаружен не был. Это наблюдение свидетельствует о том, что в исследуемом ряду соединений скорость нуклеофильного замещения бромида выше скорости расщепления оксадиазолонового гетероцикла.

Доступность амидинов 9 или 10 и наличие в их составе функциональных групп, способных взаимодействовать с различного рода химическими реагентами, открывает широкие возможности для дальнейшей структурной модификации этих соединений. Одним из наиболее эффективных способов модификации ази-до-группы является реакция Щтаудингера, которая, как известно, протекает в мягких условиях, практически количественно и без образования побочных продуктов.

Так, при добавлении к азилопроизводному 9 под аргоном раствора Р(и-Ви)3 в эфире или ТГФ наблюдалось легкое выделение азота. Реакция завершилась приблизительно через 40 минут (определено методом ТСХ). Кроме Р(л-Ви)3, в реакции могут быть использованы другие фосфины, такие как РРЬ3 и РЕ^, однако в случае РРЬ3 необходимо кипячение в ТГФ. Выделение иминофосфорана 11 не производилось, ввиду его чрезвычайно высокой реакционной способности.

Последующая реакция иминофосфорана 11 с СБз приводит к образованию кристаллического продукта с элементным анализом, соответствующим изотио-цианэтному производному 12. Однако, в ИК-спектре синтезированного соединения отсутствовала характеристичная полоса валентных колебаний группы -N=0=5 в области ^2040-2220 см"'. Основываясь на хорошо известной реакци-онноспособности изотиоцианатов по отношению к азотсодержащим нукпеофи-лам, мы предположили, что полученный нами продукт является следствием виут-

римолекулярной циклизации изоти о цианатной группы по экю- или эпициклическому атому азота амидиновой группы.

Анализ возможных путей циклизации полученного изотиоцианатного производного с использованием

^N=0=5

о'

12

сТ5

л \

сб,

М=Р«з (

^—кн

о"

11

а)

б) Я=л-Ви;

в) Й=Е1

МСЭ 6

"Г-Ы=С=М-С-С6Н„"

^-ын

N

о*

14

N-0=3

СЛ

и

Схема 2

N03 NN

С

^к

Г >=М-с-СеН„ —1.1

^к

н

^к о'

N )=5 6*

н

о*

13, 75%

(СН30);30г

N О'

15, 63%

правил Болдуина показал, что возможны как 5-экзо-триг (атака по эпициклическому атому азота), так и 1-экзо-триг (атака по э«<Эо-циклическому атому азота) варианты циклизации (Схема 2).

Аналогично протекает реакция ими-нофосфоранов 11а,б с циклогексилизо-тио-цианатом. Желтое кристаллическое соединение, образующееся в результате реакции, имеет элементный анализ, О соответствующий карбодиимидному производному 14. В ИК-спекгре полученного соединения отсутствует полоса поглощения в об-

СНзБО^

сМ-О

( .

о

16. 81%

ласти 1=2130 см'

характеристичной для поглощения -Ы=С~М- группы.

На рис. 1 и 2 изображено (ЖТЕР-представление структуры соединений 13 и 16 соответственно, что доказывает.

-тг'^оС, (Я .-. ТУ

\ Лю

"О "У?«*

Рис.1

Рис. 2

Гуанидиновые производные нитроксильных радикалов ранее в литературе описаны не были. Исключительная способность гуанидиновой группы к связыванию делает ее одним из наиболее распространенных связывающих фрагментов в природе; с точки зрения молекулярного распознавания нитроксильные радикалы - производные гуанидина 15 и 16 могут представлять интерес в качестве синтетических рецепторов в исследованиях протеинов и нуклеиновых кислот методом ЭПР.

Иминофосфоран 116 легко гидролизуется под действием водного раствора этанола с образованием аминопроизводного 17.

Ш2 у СНз50е

им ВОН/ См НСОН/ ^

>у< ИС00Н. <с"зОьзо?

о' о* о* о'

116 17,75% 18.70% 19,61%

Алкилирование амина 17 в условиях реакции Эшвайлера-Кларка приводит с высоким выходом к диметиламинопроизводному 18. Пониженная реакционная способность амидиновой группы в соединении 18 по отношению к алкилирую-щим реагентам позволяет селективно алкилировать третичную аминогруппу (СН3)2504 с образованием четвертичной аммониевой соли 19. Аминопроизводное 17, может представлять интерес в качестве парамагнитного лиганда для координационной химии.

2.1.1. Спектры ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов

Нами была изучена зависимость спектров ЭПР синтезированных в данной работе нитроксильных радикалов от рН среды. Обнаружено, что ЭПР-спектры всех соединений демонстрируют обратимую рН-зависимость. На рис. 3 показаны ЭПР-спектры аминопроизводного 17, записанные в водном буфере в диапазоне рН от 1.52 до 6.37. Подобные двухкомпонеиггные спектры ЭПР, свидетельствующие о медленном химическом обмене Л' + Н* Я'Н+ в шкале времени ЭПР, наблюдались для всех нитроксильных радикалов изученных в данной работе.

На рис. 4 показано изменение нигроксильного радикала 17 в зависимости

от рН среды. Изотропная константа СТВ была измерена как расстояние между низкополевой и центральной компонентами спектра ЭПР.

Магнитные параметры (акЯ'Н+, и Доц) спектров ЭПР имидазолиновых радикалов, синтезированных в этой работе, и соответствующие величины их рК„ приведены в таблице 1.

рН-8.37 ¡1 рН-4-75 /,

рН=4.52 рНМ.ЗО рН»4.08 /. / рН-3-81 / рН«1.52

14 30 7гГ~ 7 .у

-и

15.4

; 1М

15,0

3470 3420 3490

МадпеИс ГгеИ, в Рис. 3

12 3 4 5 РН

Рис.4

Таблица 1. Магнитные параметры синтезированных нигроксильных радикалов.

Гс

№ ГН* Я" Дак, Гс Р*.

9 14.85 ±0.01 15.74 ±0.01 0.89 + 0.014 5.47 ±0.02

10 14.87 ±0.03 15.73 ±0.02 0.86 ± 0.036 5.06 ± 0.02

13 14.81 ±0.05 15.53 ±0.03 0.72 ± 0.058 2.82 ± 0.05

15 15.45 ±0.01 15.60 ±0.01 0.15 ±0.014 10.2 ±0.1

16 15.44 ±0.06 15.61 ±0.05 0:17 ±0.078 12.5 + 0.1

17 14.80 ±0.01 15.61+0.02 0.81 ±0.022 4.11+0.02

18 14.83 ±0.01 15.70 ±0.02 0.87 ±0.022 3.73 ±0.02

19 14.69 ±0,01 15.63 ±0.02 0.94 ±0.022 3.80 ±0.02

2.2. Термолитическое н нуклеофильное раскрытие оксадиазолонового гете-роцикла в 1-Л-€-оксил-5,5,7,7-тетрамегилтетрагидронмидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-онах

Как показывает анализ литературных данных, раскрытие оксадиазолонового цикла может протекать как термически, так и в результате атаки нуклеофила на атом углерода карбонильной группы.

С целью поиска эффективного метода препаративного синтеза АГ-замещекных амвдинов мы изучили реакцию раскрытия оксадиазолонового цикла в 1-Л-6-оксил-5)5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[ 1,5-Ь][ 1,2,4 ]оксадназол-2-онах 6 (К=.РЬ, СН.СН^з, СН2СН2Вг, СН,СООЕ0 под действием нуклеофилов и в условиях термолиза.

Как оказалось, в ряде случаев термолиз циклоаддуктов 6 (Я=РЬ, СН2СН2>^з) в ДМФА и ДМСО приводит к амидииам с хорошим выходом. Было обнаружено, что присутствие воды в ДМФА не влияет на результат реакции - продолжительность и выход продукта термолиза близки к наблюдаемым в сухом ДМФА. Очевидно, нуклеофильность воды слишком низка для того, чтобы влиять на эту реакцию заметным образом. Однако, термолитическое расщепление оксадиазолоно-вого гетероцикла возможно далеко не во всех случаях. Это зависит от химической природы заместителя при экзоциклическом атоме азота - в частности, от того, может ли заместитель претерпевать дальнейшие превращения в условиях термолиза. Например, термолиз циклоаддукта 6а в ДМФА при 110°С привел к сложной смеси продуктов, которые могут являться результатом внутри/межмолекулярного алкилироваиия амидиновой группы и/или элиминирования НВг.

Гораздо более результативным оказалось раскрытие оксадиазолонового гетероцикла под действием нуклеофилов. Как было отмечено выше, использование 2-х эквивалентов нуклеофила позволяет осуществить и нуклеофильное замещение галогена, и раскрытие цикла. Опираясь на эти наблюдения, был разработан мягкий способ раскрытия оксадиазолонового цикла слабоосновными нукдеофилами №Т43), не затрагивающий группы, чувствительные к щелочному гидролизу, такие, например как сложноэфирная и цианогруппы, Этот метод открывает новые возможности в стгтезе нитроксильных радикалов с рН-зависимым спектром ЭПР.

Следующий пример демонстрирует синтетичесхую ценность разработанного нами метода расщепления циклоаддуктов. Попытка синтезировать амиди-нокислоту 21 в условиях традиционного щелочного гидролиза циклоаддукта 6в приводит к сложной смеси продуктов; амидинокислота 21 была получена с ничтожным выходом в 6%. Расщепление оксадиазолонового цикла в соединении бв в мягких нуклеофильных условиях (№N3, ДМСО, 55 °С) и последующий щелочной гидролиз сложного эфира 20 с хорошим выходом (45%) приводит к амиди-нокислоте 21, обладающей рН-зависимым спектром ЭПР.

Учитывая, что раскрытие оксадиазолонового гетероцикла является одним из о

НООС ВООС, I ЕГООС НООС

^-Ж N О

о* 6* о* о'

21,6% ев 20 21,45%

основных способов получения АГ-замешенных амидинов, более глубокое понимание закономерностей протекания этой реакции представляется важной задачей. Поэтому мы более детально изучили качественное влияние природы нуклеофила, растворителя (водные/безводные условия), и соотношения нуклеофила и субстрата на выход амидина и время протекания реакции.

В качестве субстрата мы использовали циклоаддукт 6в. В качестве нуклеофильных реагентов использовались №N3, №СК КИ, КВг, КС), и ЫаТЧОг. Расщепление оксадиазолонового цикла в соединении бв проводили в растворе ДМСО при 55 °С либо в безводных условиях, либо с добавлением 5% (объемных) Н20. В таблице 2 суммированы результаты экспериментов по раскрытию оксадиазолонового гетероцикла перечисленными выше реагентами в водных и безводных ус-

ловиях. Нуклеофкпьные реагенты приведены в порядке увеличения времени реакции в безводных условиях (ДМСО). Наиболее активным в данной серии реагентов является фторид-ион. Выявленный ряд реакционной способности нук-леофилов (Р > > N3" > К02" > СГ > Вг*) в ДМСО качественно коррелирует с рядом основностей соответствующих нуклеофилов в этом растворителе. Таблица 2. Расщепление циклоаддукта 6в нуклеофильными реагентами.

Нуклеофил Р" СЫ" Ы3- КЮ2" С1" Вг'

Время реакции, ДМСО, ч 4 12 14 21.5 310 362

Выход,* ДМСО, % 74 82 ■ 74 62 59 52

рКг сопр. кислоты (в ДМСО) 15 12.9 7.9 7.5 1.8 0.9

Выход,* ДМСО + 5 об. % н2о, % 12 10 10 10 12 14

Время реакции, ДМСО + 5 об. % НА ч 369 171 753 800 486 383

♦Приведен препаративный выход.

Таким образом, наиболее удобными для препаративного использования условиями нуклеофильного раскрытия оксадиазолокового цикла (исходя из соотношения время реакции/выход) являются безводный KF в сухом ДМСО. jen о cn Приведенный ниже пример демонстрирует

эффективность и синтетическую ценность найден-

0 nh

У-ы № ных нами условий раскрытия оксадиазолонового

" цикла. Так, обработка циклоаддукта 7, содержахце-

о" о' го циано-группу, Кр в ДМСО при 55 °С с хоро-

1 10 шим выходом (46%) приводит к амидину 10. В

данном случае выход продукта реакция не отличается от выхода при использовании КСЫ, однако время реакции уменьшается в 8 раз.

Возможно несколько путей трансформации оксадиазолонового гетероцикла в результате реакции с нуклеофильными реагентами (Схема 3). Путь А основан на гетеролитическом разрыве связи С-^ оксадиазолонового фрагмента, и подразумевает возврат нуклеофила в реакцию (Схема 3, Путь А). Путь Б, подразумевающий гетеролкшческий разрыв связи С-0 и использование двух эквивалентов ну клеоф ильного реагента, также представляется возможным (Схема 3, Путь Б). Эта последовательность превращений могла бы реализоваться, в частности, в условиях раскрытия оксадиазолонового гетероцикла избытком метилата натрия. В этом случае одним из продуктов реакции должен быть устойчивый диметилкар-бонат, который может быть зарегистрирован в реакционной смеси спектральными методами.

Мы исследовали сольволиз циклоаддукта 66 раствором СНА^а в СН3ОН методом хромато-масс спектрометрического анализа на начальной и конечной стадиях реакции. Присутствие диметилкарбоната в реакционной смеси обнаружено не было. Вместо этого, наблюдалось увеличение количества С02 в реакционной

смеси с течением времени (точной количественной оценки не проводилось), что свидетельствует в пользу пути А.

А:

О

х

Я-И о

. 9

№

ео)мч

нк. я-ы о

н-М -

0=с-0 Н О

№

©

+н ^ о

© л

я-м о Гн-М -

-н

ян

о

н

0

1

я-и о н-М-

м®

Б.

' еак

в-л н-ь}-

^¿^СЪн

-н

-нзо

о

0

► м Ми ■

Со® '

п-к^ыи

Н1? -

о

в

Схема 3 Было обнаружено, что препа-

ративное раскрытие оксадиа-золонового цикла может быть осуществлено и количеством нуклеофила меньшим, чем эквимолярное. Использование количества эквивалентов нуклеофила меньше эквимолярного приводит лишь к увеличению времени реакции. Эти результаты находятся в полном соответствии с предложенной схемой нуклеофиль-ного раскрытия оксадиазолонового цикла, которые подразумевают возврат нуклеофила в реакцию.

2.3. Нитроксильные радикалы-дисульфиды с рН-зависимым спектром ЭПР и их использование для исследования свойств золотых наночасгиц

Свойства покрывающего наночастицы лигандного монослоя и диффузного слоя, образующегося на границе раздела фаз, а также ближайшего окружения на-ночастиц, могут быть изучены, в частности, при помощи молекул-репортеров (молекулярных зондов). Преимущество молекулярных зондов перед другими методами заключается в том, что они позволяют получать спектральную информацию непосредственно из места их расположения. В сочетании с аналитическими методами, которые предоставляют информацию о состоянии ионизации зонда, этот подход позволил бы непосредственно следить за кислотно-основным равновесием на различных участках лигандного слоя наночастицы, в том числе и на гетерогенной границе раздела фаз. Нитроксильные радикалы в сочетании со спектроскопией ЭПР предоставляют такую возможность.

Как известно, реакция стабилизированных тиолами наночасгиц золота с дисульфидами является одним из способов модификации состава лигандного монослоя. Нами синтезированы нитроксильные радикалы-дисульфиды, обладающие

рН-зависимым спектром ЭПР, и получены первые результаты, демонстрирующие их пригодность в качестве липшдов для исследования свойств органического монослоя, защищающего наночастицы золота, и явлений на границе раздела органического монослоя и водной фазы.

В структуре синтезированных нами спин-меченых лигандов объединены ди-

сульфидный фрагмент, ответственный за присоединение к поверхности канокластера Аи, и имндазолиновый нит-роксильный радикал, являю?. / \ Я " »И ° щийся рН-репортером. Эти ' - - ^ ,н фрагменты соединены линке-^ (¡,н № рами различной длины, что

позволило исследовать свой-(чн нг/ ства лигаидного монослоя на

различном расстоянии от металлической поверхности наночастицы.

Спин-меченые лиганды-дисульфиды 22 и 24 синтезированы реакцией амина 17 с дитиопропионовой и ди-тиоундекановой кислотами, соответственно, в присутствии ЕЕЭС} в качестве конденсирующего реагента. Дисульфид 23 получен реакцией амина 17 с липоевой кислотой в присутствии ДЦК (Схема 4).

В работе использовались водорастворимые тиопронин-защшценные наночастицы золота. Наночастицы были модифицированы нитро-ксильными рааика-

Г

/

°=< \

мн \ >

I , I

^ы-^ \ / лами-дисульфидами,

. \ о /г

" 22,24

показанными выше, путем реакции обме-С\ема4 гг. х,СН:гСН:г$_ на лигандов. Таким

гч: х • (ащм-в- образом, впервые были получены спин-меченые рН-чувствительными нитроксильными радикалами наночастицы золота, имеющие рН-зависимый спектр ЭПР (Рис. 5).3начения рК, спин-меченых наночастиц золота сдвинуты в область более основных значений рКг по равнению с рКш свободного лиганда. Наибольшая разница в рКг (ДрАГ„« 1.14) наблюдалась для лиганда 23.

рН = 4.00_

Рис.5

Й-МН

3.1. Синтез 1Ч',1У-дизамещенных 4-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилов через алкилнрованне диамагнитных 4-К-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолинов

Введение дополнительного заместителя, несущего функциональную группу, к экзо-циклическому атому азота амидиновой фуппировки, являющейся частью гетероциклической системы нитроксильных радикалов ряда 3-имвдазолина, может рассматриваться в качестве одного из подходов к синтезу функционально-замещенных нитроксильных радикалов с рН-зависимым спектром ЭПР.

Было обнаружено, что амидины - нитроксильные радикалы 25 инертны в реакции ал кодирования. В частности, алкилирование амидина 25 (11=РЬ) такими реагентами как СН2=СН-СК, ВгСН2СООЕ1, СН31 и (СНЭ0)2502, а также ВгСН2СООЕ: в присутствии ЫаН не привело к каким-либо продуктам реакции, во всех случаях было выделено исходное соединение. По-видимому, причиной низкой реакционной способности амидиновой группы соединения 25 (к=РЬ) в реакции алки-лирования является сильное электроноакцепторное влияние нитроксильной группы.

В начале 90х годов был предложен подход к синтезу ЛГ'.АГ- и дизамещенных производных амидина, основанный на алкилировании диамагнитного предшественника нитроксильного радикала и последующем его окислении. Однако, этот подход был проиллюстрирован введением в молекулу амидина -нитроксильного радикала лишь незамещенной метальной группы.

о

25

,Н

^^^ ВгСН2СООЕ|

,СН2СООЕ(

N

I

26

а)

б) Я=СН3

К2СОз

>0< I

27

а) Я=РП;

б) Р=СНЭ

Мы использовали этот подход в нашей работе для введения в молекулу амидина -нитроксильного радикала заместителей, содержащих функциональные группы. В качестве алкилирующего реагента был выбран ВгСН2СООЕ£. Региохимия алкилиро-вания и соответственно строение соединения 27а были установлены на основании сравнения спектра ЯМР ,3С и УФ-спектра синтезированного соединения со спектрами описанных ранее амидинов 28 и 29, содержащих метильную группу как у экзоциклического, так и у эндоцик-лического атомов азота амидиновой фуппировки. В качестве критерия для оценки положения алкилирования использовали величину химического сдвига ипсо-атома углерода фенильной фуппы. Это позволило нам приписать синтезирован-

ному соединению структуру продукта экзоциклического-алкилирования - этилового эфира ЛЦ1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолин-4-ил)-К-фениламиноуксусной

РП-и

РП-М , I

.СНгСООЕ!

РП-К

I

27«

УФ(в этанопе^Лт«» 246 нм УФ(в этаноле): 233 ни УФ(а этаноле): Лтп„= 247 ни

с » 4400 £ <= 12200 с = 4800

ЯМР "С (СГРИ в СОСЩ: ЯМР "С <С,-Р11 в СОСЬ): ЯМР ,3С (СГРЬ в СОС13):

145.72 м.д. 150.31 м.д. 139.93М.Д.

кислоты 27а.

Соединение 276 было превращено в метиламвд Л'-(1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолин-4-ил)-ЛГ-метиламиноуксусной кислоты 306, на котором было проведено установление положения алкилирования методом спектроскопии ЯМР. В спектре ЯМР пС амида 306, записанном в режиме монорезонанса в дейтероаце-тоне, было обнаружено, что сигнал группы Ы-СН2 при 56.0 м.д. представляет собой триплет квартетов с константами спин-спинового взаимодействия '/с+г90-2 Гц,

1/^=2.4 Гц, а сигнал //-метальной

'^=3.7 Гц

ЯЪнсн,

I

ЗОб-эюо

'•Ьн Ч

н„

Н^-Ы

н о

¿д

н уумнз

306-зндо

группы при 37.8 м.д. представляет собой квартет триплетов с константами спин-спинового взаимодействия 1Ус.н=Ю9.6 Гц иЛ/с.н=3.7 Гц (соответствующие константы 3-/с_н показаны на Рис. б.

В случае алкилирования по эн-доциклическому атому азота расщепление сигнала атома углерода экзо-метильной группы на протонах группы СН2 наблюдаться не должно, на этом основании полученному соединению также было приписано строение продукта ж-зо-алкилирования.

При попытке перейти от К-СН3-производного 3-имидазолина к соответствующим нитроксильным радикалам оказалось,. что сложноэфирная, амидная и карбоксильная группы претерпевают деструкцию в условиях реакции окис-

,СНгСООЕ1

Й-Ы

I

17 6)Я=СНз

.СНгСОЫНСНэ

30

а)

б) Я=сн3

ЫаДО*/ НА

.СНгССЖНСН,

н-н

У^Х о'

31

а) (?=РЬ, 85%;

б) Я^СНз, 50%

к ^.СНгСООСН, ¿н

34а

.СН2СООСН, СН2СООН

уО< 9Н'0Н<НС1 >Й<

N

о

33

3) Й=РЬ. 92%. 6) Я=СН3,90%

N О* 32

а) й=Ра 75%:

б) Я=СН5.65%

ления. Замена первичной амвдной группы на /V-метиламидную и последующее окисление в системе Н202/Ыаг\У04 с хорошим выходом приводит к соответствующим нит-

роксильным радикалам 31. Гидролиз метиламидного производного приводит к кислоте 32. Этерификация кислоты 31 в НС1/СН3ОН дает сложный эфир 33. В случае 33а в результате диспропорционирования нитроксильного радикала в кислой среде образуется и продуктом его восстановления 34а, который может быть превращен обратно в радикал окислением. Для соединения 33а был выполнен

рентгеноструктурный анализ (рис. 6), данные которого подтверждают правильность сделанных нами ранее выводов относительно направления алкили-рования. Все нитроксильные радикалы, синтезированные в этой работе, имеют рН-зависимый спектр ЭПР. Для ряда нитроксильных радикалов были определены коэффициенты распределения (Кр) в системе октанол/вода, являющиеся мерой липофиль-Рис. 6 ность спинового зонда. Для синтезированных нами соединений Кр меняется в довольно широких пределах (от 0.015 до 27.7), что делает их пригодными к использованию в различных срешах, включая биологические системы, такие как кровь и клеточные мембраны.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые методы синтеза функционально-замещенных ами-динов - производных нитроксильных радикалов ряда 3-имидазолина. Изучено влияние рН среды на параметры спектров ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов и показано, что все они обладают рН-зависимыми спектрами ЭПР.

2. Разработан простой, эффективный и легко воспроизводимый метод синтеза 1-пвдрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-окснда, основанный на кислотно-катализируемой конденсации 2-гидроксиамино-2-метилпропаналь ок-сима с диэтокси- или диметоксипропаном.

3. Разработан новый подход к синтезу функциональных производных нитроксильных радикалов ряда 3-имидазолина, основанный на нуклеофильном замещении галогенвда в экго-М-галогеналкильном заместителе циклоаддукта 1-(2-бромэтил)-б-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиа-зол-2-она. В этом подходе оксикарбонилышй фрагмент оксадиазолонового гете-роцикла использован в качестве "защитной группы" для амидинового фрагмента.

4. Обнаружена и изучена реакция раскрытия оксадиазолонового цикла в 1-(2-Я)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-онах слабоосновными нуклеофилами, такими как КР, ИаСЫ, КаМ02, КС1 и КВг. Показано, что реакционная способность нуклеофилов в ДМСО меняется в ряду Р" > СЫ" > N3" > N02" > СГ > Вг", который качественно коррелирует с рядом основности нуклеофилов в этом растворителе.

5. Разработаны методы синтеза и синтезированы нитроксильные радикалы-дисульфиды, обладающие рН-зависимыми спектрами ЭПР. Продемонстрирована их практическая ценность в качестве лигандов-репортеров для мечения на-ночастиц золота, исследования методом спектроскопии ЭПР диэлектрических и электростатических свойств окружающего их лигандного монослоя, а также границы раздела органической и водной фаз.

6. Разработан новый синтетический подход к функциональным производным >№ДЯ'-дизамещенных амидинов - нитроксильных радикалов рада 3-имидазолика, основанный на селективном алкилировании амидожовой группы диамагнитных 4-Я-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-З-имидазолшюв этиловым эфиром бромуксусной кислоты и последующем окислении продуктов алкилирования в соответствующие нитроксильные радикалы. Показано, что алкилирование ами-диновой группы в диамагнитных 4-R-aMimo-1,2,2,5,5-пентамегил-З-имидазоликах этиловым эфиром бромуксусной кислоты проходит региоселек-тивно с образованием продуктов экм-№алкилнрования.

Основные результаты исследований изложены в следующих работах:

1. Voinov М. A., Polienko J. F., Schanding Т., Bobko A. A., Khramtsov V. V„ Gatilov Yu. V., Rybalova Т. V., Smirnov A. L, Grigor'ev I. A. Synthesis, Structure, and X-Band (9.5GHz) EPR Characterization of the New Series of pH-Sensitive Spin Probes: N,N-Disubstituted 4-Amino«2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazolinel-Oxyls. // I. Org. Chem. - 2005. - V. 70. - P. 9702-9711.

2. Polienko J. F., Schanding Т., Voinov M. A., Grigor'ev I. A. Improved Synthesis of l-Hydroxy-2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazoline 3-Oxide (HTIO). // Synthetic Comm. - 2006. - V. 36. - P. 2763-2768.

3. Polienko J. F., Schanding Т., Gatilov Yu. V., Grigor'ev I. A., Voinov M. A. Studies toward the Synthesis of 442-R-ethyl)amino-2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazolinel-Oxyls. Nucleophilic Substitution of Bromide in the N-Aikyl Chain of the 1,2,4-Oxadiazol-2-one Precursor. II I. Org. Chem. - 2008. - V. 73. - P. 502-510.

4. Khlestkin V. K., Polienko J. F., Voinov M. A., Smirnov A. I., Chechik V. Interfacial Surface Properties of Thiol-Protected Gold Nanoparticles: A Molecular Probe EPR Approach//Ufflgmuir.-2008.-V. 24.-P. 609-612.

5. Полиенко Ю. Ф., Григорьев И. А., Войнов M. А. Синтез N'-замещенных амидинов путем расщепления оксадиазолонового гетероцикла слабоосновными нуклеофилами. Влияние природы нуклеофила и молярного соотношения нуклео-фила и субстрата.//ХГС.-2009.-Т. 499, № 1.-С. 71-79.

Основные результаты диссертации доложены на отечественных и международных конференциях:

6. Polienko J. F., Voinov M. A., Grigor'ev I. A. Synthesis of Amidines of 3-Imidazoline Series and Novel pH-Sensitive Spin Probes Based on Them. // The Third Youth School-Conferencc on Organic Synthesis "Organic Synthesis in the New Century" YSCOS-3: Abstracts of Papers. - Saint-Petersburg, Russia, June 24-27,2002, p. 153.

7. Polienko J. F. Alkylation of Amidines - the Deri vati ves of 3-bnidazolinc as a New Method for the Synthesis of pH-Sensitive Spin Probes. // XL International Scientific Student Conference "Student and Scientific and Technological Advance": Abstracts of Papers. - Novosibirsk, Russia, April 15-18,2002, p. 136.

8. Polienko J. F, Bobko A. A., Voynov M. A. Synthesis of novel pH-sensitive spin probes. II Youth Scicntific School-Conference on Organic Synthesis "Relevant Problems of Organic Chemistry". Novosibirsk, Russia, September 29-October 3,2003, http-J/www.nioch.nsc.ru/schooI/index.htm.

9. Voinov M. A., Polienko J. F., Schanding Т., Bobko A. A, Khramtsov V. V., Gatilov Y. V., Rybalova Т. V., Smirnov A. I., Grigor'ev I. A. Exo-N,N-Disubstituted Amidines of Imidazoline Nitroxide Series: Synthesis and Characterization as pH Spin Probes. // 4th International Conference on Nitroxide Radicals: Synthesis, Properties and Implications of Nitroxides (SPIN-2005): Book of abstracts. - Novosibirsk, Russia, September 20-24,2005, p.42.

10. Schanding Т., Polienko Y. F., Voinov M. A., Grigor'ev I. A. 4-R-Amino 3-Imidazoline 1-Oxyls: a Novel Approach to the Alkylamino Chain Modification. II 4th International Conference on Nitroxide Radicals: Synthesis, Properties and Implications of Nitroxides (SPIN-2005): Book of abstracts. - Novosibirsk, Russia, September 2024,2005, p.88.

11. Voinov M. A., Polienko J. F., Schanding Т., Bobko A. A., Khramtsov V. V., Gatilov Y. V., Rybalova Т. V., Smimov A. I., Grigor'ev I. A. Novel nitroxide spin probes for local pH mapping: synthesis and X-band EPR characterization. IIXXXIV Southeastern magnetic resonance conference, November 11-13, 2005, Atlanta, Georgia, USA, p. 53.

12. Woldman Y. Yu., Bobko A. A., Polienko J. F., Voinov M. A., Khramtsov V. V. Development of Stable Functional EPR Probes by Encapsulation of pH and NO-Sensitive Nitroxides in Liposomes. // A Joint Conference of the 12th In Vivo EPR Spectroscopy and Imaging and the 9th International EPR Spin Trapping/Spin Labeling: Book of abstracts. - Chicago, Illinois, April 29 - May 3,2007. •

13. Полиенко Ю. Ф., Schanding Т., Войнов M. А., Григорьев И. A. 4-(2-R-. Этил)-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолян-1-оксилы: модификация зкзо-N-алкильного фрагмента. // Всероссийская научная конференция «Современные проблемы органической химии», посвященная 100-летию со дня рождения академика Н.Н. Ворожцова: Сборник тезисов. - Новосибирск, 5-9 июня 2007.

14. Chechik V., Khlestkin V. К., Polienko J. F., Voinov M. A., Smimov A. I. Interfacial Electrostatics of Monolayer-Protected Gold Clasters by Molecular Probes. // International Conference "Particles 2008. Particle Synthesis, Characterization, and Particle-Based Advanced Materials": Abstracts of Papers. - Orlando, Florida, USA, May 10-13,2008, p. 128.

Формат бумаги 60x84 1/16. Объём печати 1 печ. лист. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ротапринте Новосибирского института органической химии им. Н.Н Ворожцова СО РАН 630090 г. Новосибирск 90, пр. ак. Лаврентьева 9

Введение.

Список использемых сокращений.

Глава 1. рН-Чувствительные нитроксильные радикалы: структурные требования, пррблемы молекулярного дизайна и синтетические подходы. (Литературный обзор).•

1. Метод рН-чувствительного спинового зонда: общие положения.

2. Синтез нитроксильных радикалов с рН-зависимым ЭПР спектром.

2.1. Производные 2-имидазолин 1-оксила (иминонитроксильные радикалы).

2.2. Производные 3-имидазолин 1-оксила.'.

2.3. Нитроксильные радикалы ряда имидазолидина.

2.4. Нитроксильные радикалы других типов.

Глава 2. Усовершенствованная методика синтеза ^гидрокси-гДб.Б-тетраметил-З-имидазолин-З-оксида - диамагнитного предшественника

2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1 -оксила.

Глава 3. Синтез 4-(2-Р-этил)амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилов.

3.1. Нуклеофильное замещение атома брома в 1-(2-бромоэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь][11214]оксадиазол-2

3.1.1. Спектры ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов.

3.2. Термолитическое и нуклеофильное раскрытие оксадиазолонового гетероцикла в 1-Я-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-онах.

3.2.1. Термолитическое раскрытие оксадиазолонового гетероцикла.

3.2.2. Нуклеофильное раскрытие оксадиазолонового гетероцикла.

3.3. Нитроксильные радикалы-дисульфиды с рН-зависимым спектром

ЭПР и их использование для исследования свойств золотых наночастиц.

Глава 4. Синтез Ы'.М'-дизамещенных 4-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилов через алкилирование диамагнитных 4-К-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-З-имидазолинов.

Глава 5. Экспериментальная часть.

Выводы.

pH-Чувствительные спиновые зонды - соединения ряда стабильных нитроксильных радикалов, имеющих в своем составе помимо нитроксильной группу, способную к обратимому протонированию.

Метод определения локальных значений pH при помощи нитроксильных радикалов и спектроскопии ЗПР был разработан в начале 1980-х годов. Метод основан на зависимости магнитных параметров спектров ЭПР (изотропной константы сверхтонкого взаимодействия, aN, и g-фактора) нитроксильных радикалов от обратимого протонирования функциональных групп, находящихся вблизи нитроксильного фрагмента (N-0*) [1-6]. Благодаря неинвазивности и высокой чувствительности, обеспечиваемой ЭПР-спектроскопией, метод позволяет преодолеть многие из ограничений, связанных с использованием других методов определения концентрации протонов, что делает его незаменимым для исследований in vivo [7, 8]. Метод нашел применение в изучении процессов, связанных с переносом протона, таких как трансмембранный протонный транспорт, в модельных системах [9, 10], поверхностный потенциал и полярность мембран и протеинов [11], кислотность внутри пор ионообменных смол, а также на поверности раздела фаз твердое тело - жидкость [12-14]. Дальнейший прогресс в развитии метода будет определяться наличием новых подходов к синтезу нитроксильных радикалов с pH-зависимым спектром ЭПР, обладающих свойствами, ориентированными на решение конкретных аналитических задач [15].

Наиболее широкое применение в области биофизических исследований с применением спектроскопии ЭПР нашли амидины - производные нитроксильных радикалов ряда З-имидазолин-1-оксила (4-Я?-амино-2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-1-оксилы). Эти соединения демонстрируют исключительную чувствительность спектров ЭПР к протонированию (ÄaN ~ 0.70.9 Гс) и покрывают биологически важный диапазон значений рКа от 4.0 до 7.2

16, 17]. Наиболее распространенным методом синтеза соединений этого ряда является реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения изоцианатов РЫСО к альдонитрону 2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1-оксилу, с последующим щелочным гидролизом образующегося оксадиазолонового гетероцикла [16-18]. Однако, данный метод позволяет получать только Л/'-монозамещенные производные амидинов, структурное разнообразие в ряду которых определяется в основном строением заместителя в исходных изоцианатах и/или превращениями некоторых функциональных групп в заместителе К в условиях щелочного гидролиза. Ранее были предприняты попытки модификации заместителя 14 при атоме азота амидиновой группы, в частности, путем нуклеофильного замещения атома хлора в 4-(2-хлорэтил)амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксиле. Попытки оказались безуспешными - во всех случаях был получен продукт внутримолекулярного алкилирования хлорэтильным фрагментом по эндо-циклическому атому азота амидиновой группировки. К успешным решениям задачи модификации заместителя при экзо-циклическом атоме азота амидиновой группы можно отнести превращения свободной изоцианатной группы в продуктах моно-циклоприсоединения 1,2-этилендиизоцианата [17] и толуол-2,4-диизоцианата [16] к 2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1-оксилу. В последнем случае недостатком является то, что слабо выражена зависимость рКа синтезированных зондов от природы заместителя (р/Са=4.75-5.15). Другие данные о модификации алкильной боковой цепи практически отсутствуют [см. например 9].

Разработка методов модификации заместителя при экзо-циклическом атоме азота амидиновой группы, а также метода расщепления оксадиазолонового цикла, не затрагивающего некоторые функциональные группы в самом заместителе, позволили бы значительно расширить доступный набор рН-чувствительных спиновых зондов амидинового ряда.

Другим перспективным подходом.к синтезу функционально-замещенных нитроксильных радикалов с pH-зависимым спектром ЭПР представляется введение второго заместителя, несущего функциональную группу, к экзо-циклическому атому азота амидиновой группировки. Мы считаем, что это позволило бы в большей степени манипулировать такими свойствами рН-чувствительного спинового зонда, как AaN, рКа, липофильность, способность к связыванию с другими функциональными группами.

Алкилирование Л/-монозамещенной амидиновой группировки в составе гетероцикла имидазолинового нитроксильного радикала такими реагентами как СН31, акрилонитрил, этиловый эфир бромуксусной кислоты и диметилсульфат, осуществить не .удалось. Причиной столь низкой реакционной способности амидиновой группы в реакции алкилирования является, по-видимому, сильный электронноакцепторный эффект нитроксильной группы. Единственным успешным случаем алкилирования N'-незамещенного амидина - нитроксильного радикала является реакция диалкилирования высокореакционноспособными аминометилированными енонами, приводящая к образованию производных имидазопиримидина [19, 20]. Однако, были синтезированы производные имидазопиримидина, содержащие, в основном, ароматические заместители, что связано, по-видимому, с доступностью соответствующих енонов. Было описано также производное, содержащее карбоксильную группу, но этот пример носит частный характер [20].

Ранее, был предложен подход к синтезу N',N'- и Л/,Л/-дизамещенных производных амидина, основанный на алкилировании диамагнитного предшественника нитроксильного радикала с последующим его окислением [21]. Однако, этот подход был проиллюстрирован введением в молекулу лишь незамещенной метильной группы.

Недавно был предложен метод синтеза Л/',Л/-дизамещенных 4-амино-З-имидазолин-1-оксилов, основанный на реакции нуклеофильного замещения цианогруппы в 4Н-имидазол-3-оксидах вторичными аминами. Присоединение магнийорганического соединения к нитронной группе 4Н-имидазола и окисление образующегося пространственно-затрудненного гидроксиламина приводит к нитроксильному радикалу - А/',Л/-дизамещенному производному амидина. [22, 23]. Ограничением данного метода является необходимость использовать металлоорганические реагенты на заключительной стадии синтеза - это накладывает определенные ограничения на химическое строение полученных рН-чувствительных зондов.

Как было отмечено выше, важной стадией синтеза Л/'-монозамеиценных амидинов - 4-Я-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1-оксилов - является реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения изоцианатов РЫСО к 2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксид-1-оксилу. К сожалению, существующий на настоящий момент способ синтеза диамагнитного предшественника этого соединения - 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксида -отличается неудовлетворительной воспроизводимостью и низким выходом, не превышающим 25% [24], что вызывает определенные трудности уже на начальном этапе синтеза.

Таким образом, целью данной работы является:

• Разработка простого и воспроизводимого метода синтеза 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксида - предшественника 2,2,5,5-тетраметил-З-имидазолин-З-оксид-1-оксила - исходного соединения в синтезе 4-Я-амино-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-1 -оксилов;

• Разработка метода синтеза Л/',Л/-дизамещенных производных 4-амино-З-имидазолин-1 -оксилов, содержащих функциональные группы в заместителе при экзо-циклическом атоме азота амидиновой группировки;

• Разработка подходов к функционализации заместителя у экзо-циклического атома азота амидиновой группировки;

• Изучение реакции производных оксадиазолона с нуклеофильными реагентами с целью разработки метода расщепления оксадиазолонового цикла, не затрагивающего функциональные группы, чувствительные к действию основных нуклеофилов, таких как ЫаОН и СН3ОЫа. Нами разработан простой, эффективный и воспроизводимый метод синтеза 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксида путем конденсации 2-гидроксиламино-2-метилпропаналь оксима с 2,2-диалкоксипропаном* в присутствии эквимолярного количества уксусной кислоты. Преимущество разработанной нами методики состоит в возможности)? использования, наряду с 2,2-диэтоксипропаном, более дешевого 2,2-диметоксипропана [25].

Разработан подход к синтезу новых имидазолиновых радикалов, содержащих А/',Л/'-дизамещенную амидиновую группу в составе гетероцикла. Подход основан на алкилировании диамагнитных 4-/?-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолинов этиловым эфиром' бромуксусной* кислоты и последующем окислении продуктов алкилирования в соответствующие нитроксильные радикалы. Предложенный подход позволяет обойти трудности, связанные с алкилированием амидиновой группы в составе нитроксильного радикала. Обнаружено, что вторичная амидная группа отличается высокой устойчивостью в системе Н202/Ма2\ЛЮ4, что позволило использовать ее в качестве защитной группы для карбоксильной группы в реакции окисления. Подход позволяет ввести в молекулу нитроксильного радикала-амидина различные функциональные группы, такие как СООСН3, СОЫНСН3, СООН. Обнаружено, что реакция алкилирования этиловым эфиром бромуксусной кислоты проходит региоселективно и приводит к продукту экзо-/V-алкилирования [26].

Разработан подход к синтезу новых имидазолиновых радикалов, основанный на нуклеофильном замещении галогенида в экзо-И-галогеналкильном заместителе 1 -(2-бромэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-она. В этом подходе оксикарбо-нильный фрагмент оксадиазолонового гетероцикла играет роль "защитной группы" для амидинового фрагмента. Показано, что использование оксадиазолонового цикла в качестве предшественника амидиновой группы позволяет осуществить модификацию Л/-алкильного заместителя без осложнений связанных с реакцией внутримолекулярного алкилирования эндоциклического атома азота амидиновой группы экзо-Ы-галогенэтильным фрагментом [27]. В рамках данного подхода были синтезированы производные нитроксильного радикала-амидина, содержащие в экзо-Ы-этильном фрагменте такие функциональные группы как СЫ, Ы3) а также ряд производных с рН-зависимым спектром ЭПР, полученных в результате превращения азидоэтильного производного в условиях реакции Штаудингера. Данный подход был использован в синтезе рН-чувствительных нитроксильных радикалов-дисульфидов - парамагнитных лигандов для изучения свойств золотых наночастиц на границе раздела органического монослоя, стабилизирующего наночастицы, и водной фазы [28].

Изучена реакция 1 -(2-Я)-6-оксил-515,717-тетраметилтетрагидроимида.ю-[1,5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-она со слабоосновными нуклеофилами, такими как №N3, ЫаСМ, КР, КВг, КС1 и №N02. Впервые показано, что, как и в случае с ЫаОН и СНзОЫа, реакция приводит к расщеплению оксадиазолонового цикла с образованием экзо-Ы-замещенных амидинов. Показано, что слабоосновные нуклеофилы могут с успехом применяться к субстратам, содержащим заместители (СЫ, СОСО), чувствительные к атаке такими нуклеофилами, как ЫаОН и СНзОЫа. Изучено влияние природы нукпеофила на ход реакции раскрытия оксадиазолонового цикла. Обнаружено, что реакционная способность нуклеофилов в ДМСО меняется в ряду Р~ > СЫ" > N3" > М02" > СГ > Вг" и качественно коррелирует с их основностью в этом растворителе [29].

Показано, что все синтезированные нитроксильные радикалы обладают рН-зависимым спектром ЭПР и значениями рКа лежащими в интервале от 2.8 до 12.5 единиц рН [26-29].

Таким образом, в результате данной работы разработано несколько новых подходов к синтезу рН-чувствительных нитроксильных радикалов имидазолинового ряда. С использованием данных подходов синтезирован целый ряд новых нитроксильных радикалов, содержащих разнообразные функциональные группы в заместителе у экзоциклического атома азота амидиновой группировки. Предложен метод расщепления оксадиазолонового фрагмента слабоосновными нуклеофилами, не затрагивающий функциональные группы, чувствительные к атаке такими нуклеофильными реагентами, как ЫаОН и СН3ОЫа. Усовершенствована методика синтеза 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксида.

Литературный обзор посвящен структурным требованиям, проблемам молекулярного дизайна и синтетическим подходам к синтезу нитроксильных радикалов с рН-зависимым спектром ЭПР.

Работа выполнена в Лаборатории азотистых соединений Новосибирского института органической химии СО РАН.

Часть работы выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (0103-32452) и СКОР (КиС1-2635-1\Ю-05), за что автор выражает свою признательность данным фондам.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс;

СТВ - сверхтонкое взаимодействие;

ДМСО - диметилсульфоксид;

ДМФА - N.N-диметилформамид;

ЯМР - ядерный магнитный резонанс;

ОТИО - 2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид-1-оксил;

ГТИО - 1-гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксид;

ГАО - гидроксиаминооксим;

ДЭП - 2,2-диэтоксипропан;

ДМП - 2,2-диметоксипропан;

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ТГФ - тетрагидрофуран;

ТСХ - тонкослойная хроматография;

РСА - рентгеноструктурный анализ;

ORTEP - (The Oak Ridge Thermal Ellipsoid Plot) компьютерная программа для иллюстрации кристаллической структуры;

EEDQ - 1-этоксикарбонил-2-этокси-1,2-дигидрохинолин;

ДЦК - Ы.М'-Дициклогексилкарбодиимид;

ДТПА - диэтилентриаминпентануксусная кислота;

DHPMPO - 5-метил-5-фосфоно-1-пирролин N-оксид.

ВЫВОДЫ.

1. Разработаны новые методы синтеза функционально-замещенных амиди'нов - производных нитроксильных радикалов ряда 3-имидазолина. Изучено влияние рН среды на параметры спектров ЭПР синтезированных нитроксильных радикалов и показано, что все они обладают рН-зависимыми спектрами ЭПР.

2. Разработан простой, эффективный и легко воспроизводимый метод синтеза 1 -гидрокси-2,2,5,5-тетраметил-3-имидазолин-3-оксида, основанный на кислотно-катализируемой конденсации 2-гидроксиамино-2-метилпропаналь оксима с диэтокси- или диметоксипропаном.

3. Разработан новый подход к синтезу функциональных производных нитроксильных радикалов ряда 3-имидазолина, основанный на нуклеофильном замещении галогенида в э/сзо-Л/-галогеналкильном заместителе циклоаддукта 1 -(2-бромэтил)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметил-тетрагидроимидазо[1)5-Ь][1,2,4]оксадиазол-2-она. В этом подходе оксикарбонильный фрагмент оксадиазолонового гетероцикла использован в качестве "защитной группы" для амидинового фрагмента.

4. Обнаружена и изучена реакция раскрытия оксадиазолонового цикла в 1-(2-Я)-6-оксил-5,5,7,7-тетраметилтетрагидроимидазо[1,5

Ь][1,2,4]оксадиазол-2-онах слабоосновными нуклеофилами, такими как КР, ЫаСЫ, №N3, МаГ\102, КС1 и КВг. Показано, что реакционная способность нуклеофилов в ДМСО меняется в ряду Р~ > СЫ~ > N3" > М02~ > СГ > Вг", который качественно коррелирует с рядом основности нуклеофилов в этом растворителе.

5. Разработаны методы синтеза и синтезированы нитроксильные радикалы-дисульфиды, обладающие рН-зависимыми спектрами ЭПР. Продемонстрирована их практическая ценность в качестве лигандов-репортеров для мечения наночастиц золота, исследования методом спектроскопии ЭПР диэлектрических и электростатических свойств окружающего их лигандного монослоя, а также границы раздела органической и водной фаз.

6. Разработан новый синтетический подход к функциональным производным Л/',Л/-дизамещенных амидинов - нитроксильных радикалов ряда 3-имидазолина, основанный на селективном алкилировании амидиновой группы диамагнитных 4-Я-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолинов этиловым эфиром бромуксусной кислоты и последующем окислении продуктов алкилирования в соответствующие нитроксильные радикалы. Показано, что алкилирование амидиновой группы в диамагнитных 4-/?-амино-1,2,2,5,5-пентаметил-3-имидазолинах этиловым эфиром бромуксусной кислоты проходит региоселективно с образованием продуктов экзо-Ы-алкилирования.

1. Khramtsov V. V., Weiner L. M., Grigor'ev 1. A., Volodarsky L. B. Protonexchange in stable nitroxyl • radicals. EPR study of the pH of aqueous solutions. // Chem. Phys. Lett. 1982. - V. 91. - P. 69-72.

2. Khramtsov V. V., Vainer L. M. Photon Transfer Reactions in Free Radicals. Spin pH Probes. // Russ. Chem. Rev. 1988. - V. 57, N 9. - P. 824-839.

3. Keana J. F. W., Acarregui M. J., Boyle S. L. M. 2-2-Disubstituted-4,4-dimethylimidazoIidinyl-3-oxy« nitroxides: indicators of aqueous acidity through variation of aN with pH. // J. Am. Chem.Soc. 1982. - V. 104. - P. 827-830.

4. Храмцов В. В., Вайнер Jl. М. Реакции переноса протона в свободных радикалах. Спиновые pH-зонды. // Усп. хим. 1988. - V. 57, N 9. - Р. 1440-1466.

5. Mäder К., Gallez В., Liu К. J., Swartz Н. М. Non invasive in vivocharacterization of release processes in biodegradable polymers by low*frequency electron paramagnetic resonance spectroscopy. // Biomaterials. -1996. V. 17, N 4. - P. 457-461.

6. Mäder К. Pharmaceutical applications of in vivo EPR. // Phys. Med. Biol. -1998.-V. 43.-P. 1931-1935.

7. Balakirev M., Khramtsov V. V. New pH-sensitive aminoxyls: application to the study of biomembrane transport processes. // J. Chem. Soc. Perkin Trans.2. 1993. - P. 2157-2160.

8. Khramtsov V. V., Panteleev M. V., Weiner L. M. ESR study of proton transport across phospholipid vesicle membranes. // J. Biochem. Biophys. Meth. 1989. - V. 18. - P. 237-246.

9. Khramtsov V. V., Marsh D., Weiner L. M., Reznikov V. A. The application of pH-sensitive spin labels to studies of surface potential and polarity of phospholipid membranes and proteins. // Biochim. Biophys. Acta. 1992. -V. 1104.-P. 317-324.

10. Molochnikov L. S., Kovalyova E. G., Grigor'ev I. A., Reznikov V. A. // Metal-Containing Polymeric Materials / Pittman, Ch.U. et al., Eds., New York: Plenum, 1996, p. 395.

11. Molochnikov L. S., Kovalyova E. G., Lipunov I. N., Grigor'ev I. A. pH-Sensitive Spin Labels as probes of acidity in Solid Sorbents. /ЛРгос. Am. Chem. Soc. 1997. - V. 77. - P. 612-613.

12. Molochnikov L. S., Kovalyova E. G., Grigor'ev I. A., Zagorodni A. A. Direct measuring of H+ activity inside cross-linked functional polymers // J. Phys. Chem. B. 2004. - V. 108. - P. 1302-1313.

13. Березина Т. А., Мартин В. В., Володарский J1. Б., Храмцов В. В., Вайнер Л. М. Синтез амидиновых производных нитроксильных радикалов имидазолина новой серии рН-чувствительных спиновых зондов и меток // Биоорг. Хим. - 1990. - Т. 16, № 2. - С. 262-269.

14. Balakirev М., Khramtsov V. V., Berezina Т. A., Martin V. V., Volodarsky L. В. The synthesis of amidine derivatives of imidazoline nitroxides a new seriesof pH-sensitive spin probes and labels. // Synthesis. 1992. - V. 12. - P. 1223-1225.

15. Berezina T. A., Reznikov V. A., Volodarsky L. B. Synthesis-and some properties of heterocyclic amidine derivatives of 3-imidazoline nitroxides. // Tetrahedron. 1993. -V. 49, N 46. - P. 10693-10704.

16. Khlestkin V. K., Tikhonov A. Ya. Synthesis of pyrimidine and 1,3-bishydroxylamine derivatives from enone Mannich base methiododes. // Heterocyclic Comm. 2002. - V. 8, N 3. - P. 249-254.

17. Kirilyuk I. A., Bobko A. A., Khramtsov V. V., Grigor'ev I. A. Nitroxides with two pK values useful spin probes for pH monitoring within a broad range. // Org. Biomol. Chem. - 2005. - N 3. - P. 1269-1274.

18. Volodarskii L. В., Kutikova G. A. Preparation of stable iminoxyl radicals of 3-imidazoline 3-oxide. // Bull. Acad. Sei. USSR Div. Chem. Sei. (Russ.). 1971.- N 5. P. 937-941.

19. Polienko J. F., Schanding Т., Voinov M. A., Grigor'ev I. A. Improved Synthesis of 1-Hydroxy-2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazoline 3-Oxide (HTIO). // Synthetic Comm. 2006. - V. 36. - P. 2763-2768.

20. Khlestkin V. K., Polienko J. F., Voinov M. A., Smirnov A: I., Chechik V. Interfacial Surface Properties of Thiol-Protected Gold Nanoparticles: A Molecular Probe EPR Approach. // Langmulr. 2008. - V. 24. - P: 609-612.

21. Храмцов В. В., Вайнер Л. М. Кинетические параметры протонного обмена в стабильных нитроксильных радикалах. // Хим: физ. 1987. - Т. 6, N 4. - С. 499-505.

22. Fisher Н. Rapid proton exchange of the free radical *CH2OH as studied by

23. E.S.R. // Mol. Phys. 1965. -V. 9, N 2. - P.149-152.

24. Zeldes H., Livingston R. Paramagnetic Resonance Study of Liquids during Photolysis. II. Acetone and Solutions Containing Acetone. // J. Chem. Phys. 1966. -V. 45, N 6. - P. 1946-1954.

25. Eiben К., Fessenden R. W. Electron spin resonance studies of transient radicals in aqueous solutions. // J. Phys. Chem. 1971. - V. 75. - P. 11861201.

26. Laroff G. P., Fessenden R. W. Equilibrium and kinetics of the acid dissociation of several hydroxyalkyl radicals. // J. Phys. Chem. 1973. - V. 77. - P. 1283-1288.

27. Kirino Y., Ohkuma Т., Kwan T. Spin trapping with 5,5-dimethylpyrroline-N-oxide in aqueous solution. // Chem. Pharm. Bull. 1981. -V. 29. - P. 29-34.

28. Скубневская Г. И., Володарский Jl. Б., Дулыдева Г. Г., Щукин Г. Влияние рН на спекры ЭПР радикальных аддукгов новой спиновой ловушки 1,2,2.5,5-пентаметил-З-имидазолин-З-оксида. // Изв. АН СССР Сер.Хим. -1987.-С. 312-317.

29. Carringtpn A., Smith I. С. P. An electron spin resonance study of proton transfer equilibria involving the pyrogallol semiquinone radical. // Mol. Phys. -1964.-V. 8, N2.-P. 101-105.

30. Smith I. C. P., Carrington A. An electron spin resonance study of proton transfer equilibria involving the semiquinone radicals derived from hydroquinone and catechol. // Mol. Phys. 1967. - V. 12. - P. 439-448.

31. Yamazaki I., Piette L. H. Electron Paramagnetic Resonance of Undissociated p-Benzosemiquinones. //J. Amer. Chem. Soc. 1965. -V. 87, N 5. - P. 986-990.

32. Pritchett R. J. An electron resonance study of the tautomerism of the monoprotonated trans-biacetyl semidione radical. // Mol. Phys. 1967. - V. 12.-P. 481-485.

33. Griinbein W., Henglein A. Pulse radiolytic investigation of two-basic radicals from the reduction of nitrophenols in aqueous solution. // Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1969. - B. 73. - S. 376-382.

34. Бучаченко А. Л., Вассерман A. M. Стабильные радикалы. M.: Химия, 1973.-407 с.

35. Helbert J. N. Kopf P. W., Poindexter E. M., Wagner В. E. Complexing and protonation of free-radical imidazolin-1-oxyl and imidazolin-1-oxyl 3-oxide ligands: a magnetic-resonance investigation. // J. Chem. Soc. Dalton Trans. -1975. V. 94. - P. 998-1006.

36. Hogeveen H., German H. R., Proat A. P. Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions.11. ESR spectroscopic observation of a protonated nitroxide free radical. // Rec. Trav. Chim. 1967. - V. 86. - P. 1063-1066.

37. Hoffman В. M., Eames Т. B. Protonated nitroxide free radical. // J. Amer. Chem. Soc. 1969. -V. 91. - P. 2169-2170.

38. Malatesta V., Ingold K. Kinetic applications of electron paramagnetic resonance spectroscopy. XI. Aminium radicals. // J. Amer. Chem. Soc. -1973. V. 95, N 19. - P. 6400-6404.

39. Голубев В. А., Розанцев Э. Г., Нейман М. Б. О некоторых реакциях свободных иминонитроксильных радикалов с участием неспареного электрона. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1965. - С. 1927-1932.

40. Osiecki J. Н., Ullman Е. F. Studies of free radicals. I. Alpha.-Nitronyl nitroxides, a new class of stable radicals. // J. Amer. Chem. Soc. 1968. - V. 90.-P. 1078-1079.

41. Ullman E. F., Call L., Osiecki J. H. Stable free radicals. VIII. New imino, amidino, and carbamoyl nitroxides. // J. (Org. Chem. 1970. - V. 35, N 11. -P. 3623-3631.

42. Nakaie C. R., Goisis G., Schreier S., Paiva А. С. M. pH Dependence of EPR spectra of nitroxides containing ionizable groups. // Brazilian J. Med. Biol. Res.-1981.-V. 14.-P. 173-176.

43. Hsia J. C., Boggs J. M. Influence of pH and cholesterol on the structure of phosphatidylethanolamine multibilayers. // Biochim. Biophys. acta. 1972. -V. 266.-P. 18-25.

44. Quintauiiha А. Т., Melhorn R. J. pH Gradients across thylakoid membranes measured with a spin-labeled amine. // FEBS Lett. 1978. - V. 91. - P. 104107.

45. Mathew A. E., Dodd J. R. Synthesis of substitute 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidin-1-oxyl spin labels pH sensitivity studies. // J. Heterocyclic Chem. - 1985. - V. 22. - P. 225-228.

46. Храмцов В. В., Вайнер Л. М., Григорьев И. А. и др. // Всесоюз. конф. по нитроксильным радикалам. Черноголовка. 1982. - С. 45.

47. Khramtsov V. V., Volodarsky L. В. // Biological Magnetic Resonance / Berliner, L. J., Ed.- Plenum Press: New York, 1998.-V. 14.- P.109-180.

48. Khramtsov V. V. Biological Imaging and Spectroscopy of pH. // Current Organic Chemistry. 2005. - V. 9. - P. 909-923.

49. Khan N., Swartz H. Measurements in vivo of parameters pertinent to ROS/RNS using EPR spectroscopy. // Molecular and Cellular Biochemistry. -2002. -V. 234-235. P. 341-357.

50. Haire D. L., Jansen E. G., Chen GM Robinson V. J., Hrvoic I. New, stable p-phosphorus-labelled pyrrolidine nitroxides from nitrones for magnetometry: An ESR investigation. // Magn. Reson. Chem. 1999. - V. 37. - P. 251-258.

51. Щукин Г. И., Григорьев И. А., Удачин К. А., Коробейничева И. К., Володарский Л. Б. Определение электронного зарядового влияния оксильной группы в нитроксильных радикалах З-имидазолин-З-оксида. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1984. - № 12. - С. 2694-2697.

52. Glazachev Yu. I., Grigor'ev I. A., Reijerse E. J., Khramtsov V. V. EPR Studies of 15N- and 2H-Substituted pH-Sensitive Spin Probes of Imidazoline and Imidazolidine Types. // Appl. Magn. Reson. 2001. - V. 20. - P. 489505.

53. D. G. B. Boocock, Darcy R., Ullman E. F. Studies of free radicals. II. Chemical properties of nitronylnitroxides. A unique radical anion. // J. Amer. Chem. Soc. 1968. -V. 90, N 21. - P. 5945-5946.

54. D. G. В. Boocock, Darcy R., Ullman E. F. Studies of free radicals. II. Chemical properties of nitronylnitroxides. A unique radical anion. // J. Amer. Chem. Soc. 1968. -V. 90, N 21. - P. 5945-5946.

55. Lamchen M., Mittag F. W. Nitrones. Part IV. Synthesis and Properties of a Monocyclic a-Dinitrone. // J. Chem. Soc. (C). 1966. — N 24. - P. 23002303.

56. Grigor'ev I. A., Volodarsky L. В., Starichenko V. F., Kirilyuk I. A. Synthesis of stable nitroxides with amino groups and fluorine atoms at a-carbon of the radical centre. // Tetrahedron Lett. 1989. - V. 30, N.6. - P.751-754.

57. Grigor'ev I. A., Shchukin G. I., Khramtsov V. V., Vainer L. M., Starichenko V: F., Volodarskii L. B. Conversion of 3-imidazoline-3-oxide nitroxyl radicals into nitronylnitroxyl radicals. // Russ. Chem. Bull. 1985. - V. 34, N 10. - P. 2342-2351.

58. Володарский Л. Б., Севастьянова Т. К. Синтез и свойства а-гидроксиламинокетонов. //ЖОрХ. 1971. -Т. 7, № 8. - С. 1687-1692.

59. Севастьянова Т. К., Володарский Л. Б. Получение стабильных иминоксильных радикалов 3-имидазолинов. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. -1972. № 10. - С. 2339-2341.

60. А. с. 389097 СССР. Способ получения производных 1 -окси-2,2,5,5-тетразамещенных-3-имидазолинов / Володарский Л.Б., Севастьянова Т.К.- Опубл. в Б. И. 1973. - № 29.

61. Резников В. А., Володарский Л. Б. Галоидпроизводные нитроксильных радикалов имидазолидина и их свойства. // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. 1984. - № 8.- Вып. 3. - С.89-97.

62. А. с. 420627 СССР. Способ получения производных 2,2,5,5-тетразамещенных-З-имидазолин-1-оксидов / Володарский Л.Б., Севастьянова Т.К.- Опубл. в Б. И. 1974. -№11.

63. Резников В. А. Синтез и свойства функциональных производных нитроксильных радикалов 3-имидазолина: Дис. .канд. хим. наук. -Новосибирск, 1982. 174 с.

64. Щукин Г. И., Володарский Л. Б. Взаимодействие амидов производных 3-имидазолина и З-имидазолин-З-оксида с гипобромитом натрия. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1979. - № 1. - С. 228-231.

65. Khramtsov V. V., Weiner L. М. // Imidazoline Nitroxide / Volodarsky L.B. (Ed.).- CRC Press, Boca Raton, 1988.- V. 2.- P. 37-80.

66. Volodarsky L. В., Martin V. V., Leluch T. F. A stable nitroxide-2,2,5,5,-tetramethyl-3-imidazoline-3-oxide-1-oxyl A reagent for spin labeling via 1,3-dipolar cycloaddition. // Tetrahedron Lett. - 1985. - V. 26, N 39. - P. 48014802.

67. Амитина С. А., Володарский^ Л. Б. Синтез пространственно-затрудненных 1-окси-2-ацетил-3-имидазолин-3-оксидоВ' и стабильных нитроксильных, радикалов на их основе. // Изв. АН СССР. Сер.Хим. -1976. №9. - С. 2135-2137.

68. Григорьев И. А., Щукин Г. И., Володарский^ Л. Б. О влиянии радикального центра, на окислительные свойства нитронной группы в реакции нитроксильных* радикалов З-имидазолин-З-оксидах гидразином. 1 //Изв. АН СССР. Сер.Хим. 1983. -№ 5.-С. 1140-1146.

69. Володарский Л. Б., Резников В. А., Кобрин В. С. Получение и свойства имидазолиниевых солей, содержащих нитроксильный радикальный центр. //ЖОрХ. 1979. - Т. 15, № 2. - С. 415-422.

70. Борин М. Л., Кедик С. А., Володарский Л. Б., Швец В. И. Заряженные липидные спиновые зонды, содержащие имидазолиновый нитроксильный фрагмент. // Биоорган, хим. 1984. - Т. 10. - С. 1553-1559.

71. Резников В. А., Володарский Л. Б. Енаминокетоны имидазолидина -новые спиновые метки. // Изв. АН СССР. Сер.Хим. 1979. - №4. - С. 926-927.

72. Smirnov A. I., Ruuge A., Reznikov V. A., Voinov M. A., Grigor'ev I. A. Site-Directed Electrostatic Measurements with a Thiol-Specific pH-Sensitive Nitroxide: Differentiating Local pK and Polarity Effects by High-Field EPR. // J.

73. Am. Chem. Soc. 2004. - V. 126. - P. 8872-8873.

74. Khramtsov V. V., Yelinova V. I., Glazachev Yu. I., Reznikov V. A., Zimmer G. Quantitative determination and reversible modification of thiol using imidazolidine biradical disulfide label. // J. Biochem. Biophys. Methods. -1997.-V. 35.-P. 115-128.

75. Schandirig Т., Vogel P. D., Trommer W. E., Wise J. G. Synthesis of a pH-Sensitive Spin-Labeled Cyclohexylcarbodiimide Derivative' for Probing Protonation Reactions in Proton-Pumping Enzymes. //Tetrahedron. 1996. -V. 52, N 16:-P. 5783-5792.

76. Резников В. А., Володарский Л. Б. Нитроенамины производные нитроксильных радикалов имидазолидина. //ЖОрХ. - 1987. - Т. 23, № 1. -С. 214-219.

77. Reznikov V. A., Skuridin N. G., Khromovskikh Е. L., Khramtsov V. V. A new series of lipophilic pH-sensitive spin probes. // Russ. Chem. Bull. 2003. - V. 52, N 9. - P. 2052-2056.

78. Grigor'ev I. A., Volodarsky L. В., Starichenko V. F., Kirilyuk I. A. Synthesis of stable nitroxides with amino groups and fluorine atoms at a-carbon of the radical centre. // Tetrahedron Lett. 1989. - V. 30, N 6. - P. 751-754.

79. Мартин В. Bi, Кобрин В. С., Володарский Л. Б. Получение и свойства N-алкилгидроксиламинооксимов. Стабильные нитроксильные радикалы с а-кетоксимной группой. // Изв. СО АН СССР. Сер. Хим. 1977. - N93, Вып. 2.-С. 153-157.

80. Володарский Л. Б., Мартин В. В., Кобрин В. С. Об образовании оксимов N-алкилгидроксиламинокетонов при взаимодействии 1-окси-Зимидазолин-3-оксидов с реактивом Гриньяра. // ЖОРХ. 1976. - Т. 12, № 10.-С. 2267-2268.

81. Kaneko Т., Aso М., Кода N., Suemune Н. Synthesis and EPR studies of 2-N-tert-butylaminoxylpurine derivatives. // Org. Lett. 2005.- V. 7, N 2. - P. 303-306.

82. Reznikov V. A., Volodarsky L. B. Ammonium acetate as a catalyst of.the condensation of sterically hindered functionalized hydroxylamines with ketones. // Russ. Chem. Bull. 1997. - V. 46. - P. 1577-1581.

83. Staudinger H., Meyer J. Über neue organische Phosphorverbindungen III. Phosphinmethylenderivate und Phosphinimine. // Helv. Chim. Acta. — 1919. —1. B. 2. S. 635-646.

84. Staudinger H., Hauser E. Über neue organische Phosphorverbindungen IV Phosphinimine. // Helv: Chim. Acta. 1921. - B. 4. -S. 861-886.

85. Saxon E., Bertozzi C. R. Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction. // Science. 2000. -V. 287, N 5460. - P. 2007-2010.

86. Köhn M., Breinbauer R. The Staudinger ligation a gift to chemical biology. //Angew. Chem. Int. Ed. -2004. -V. 43, N 24. - P. 3106-3116.

87. Gololobov Y. G., Zhmurova I. N., Kasukhin L. F. Sixty years of Staudinger reaction. // Tetrahedron. 1981. - V. 37. - P. 437-472.

88. Gololobov Y. G., Kazukhin L. F. Recent advances in the Staudinger reaction. //Tetrahedron. - 1992. - V. 48, N 8. - P. 1353-1406.

89. Beechey R. В., Roberton A. M., Holloway С. Т., Knight I. G. The properties of dicyclohexylcarbodiimide as an inhibitor, of oxidative phosphorylation. // Biochemistry. 1967. -V. 6. - P. 3867-3879.

90. Musser S. M., Larsen R. W., Chan S. I. Fluorescence quenching of reconstituted NCD-4-labeled cytochrome с oxidase complex by DOXYL-stearic acids. // Biophysical J. 1993. - V. 65. - P. 2348-2359.

91. HO.Hassinen I. E., Vuokila P. T. Reaction of dicyclohexylcarbodiimide with mitochondrial proteins. // Biochim. Biophys. Acta. 1993. - V. 1144, N 2. - P. 107-124.

92. Ш.Кумарев В. П., Кнорре Д. Г. Водорастворимый карбодиимид со спиновой меткой. // Доклады Академии наук СССР. 1970. - Т.193, N 1.1. C.103-105.

93. Azzi A., Bragadin M: A., Tamburro A. M., Santato M. Site-directed spin labeling of the mitochondrial membrane.'// J. Biol. Chem. 1973. - V. 248: -P. 5520-5526.

94. Girvin M. E., Fillingame R. H. Hairspin Folding of Subunit с of F-|F0 ATP Synthase: 1H Distance Measurements to a Nitroxide-Derivatized Aspartyl-61. // Biochemistry. 1994. - V. 33. - P. 665-674.

95. Tonomura Y., Watanabe S., Morales M. Conformational changes in the molecular control of muscle contraction. // Biochemistry. 1969. - V. 8. - P. 2171-2176.

96. Quinlivan J., McConnell H. M., Stowring L., Coock R., Morales M. Myosin modification as studied by spin labeling. // Biochemistry. 1969. - V. 8, N 9. -P. 3188-3194.

97. Schmidt P. G., Bertanowicz M. S., Rich D. H. Spin-labaled pepstatin binding to pepsin a study by Electron-Spin Resonance and Nuclear Magnetic Resonance. // Biochemistry. - 1973. - V. 12. - P. 1830-1835.

98. Proudnikov D., Mirzabekov A. Chemical methods of DNA and RNA fluorescent labeling. // Nucleic Acids Research. 1996. - V. 24, N 22. - P. 4535-4532.119. «Метод спиновых меток. Теория и применение.» / под ред. Л. Берлинера, Москва, «Мир», 1979.

99. Baldwin J. Е. Rules for Ring Closure. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. -1976.-V. 18.-P. 734-736.

100. Baldwin J. E., Cutting J., DuPont W., Kruse L., Silberman L., Thomas R. C. 5-Endo-Trigonal Reactions: a Disfavord Ring Closure. //J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1976. - N 18. - P. 736-738.

101. Xie H., Zhang S., Duan H. Anionic liquid based on a cyclic guanidiniumication is an efficient medium for the selective oxidation of benzylalcohols. //

102. Tetrahedron Lett. 2004. - V. 45. - P. 2013-2015.

103. Gao Y., Arritt S. W., Twamley B., Shreeve J. M. Guanidinium-Based Ionic Liquids. // Inorg. Chem. 2005. - V. 44. - P. 1704-1712.

104. Sanchez-Quesada J., Seel C., Prados P., Mendoza J. Anion Helicates: Double Strand Helical Self-Assembly of Chiral Bicyclic Guanidinium Dimers and Tetramers around Sulfate Templates. // J. Am. Chem. Soc. 1996. - V. 118.-P. 277-278.

105. Peczuh M. W., Hamilton A. D., Sanchez-Quesada J., Mendoza J., Haack T., Giralt E. Recognition and Stabilization of an a-Helical Peptide by a Synthetic Receptor. // J. Am. Chem. Soc. 1997. - V. 119. - P. 9327-9328.

106. Design and Synthetic Approaches. //J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem.t-2001.-V. 41.-P. 141-147.

107. Houk R. J. Т., Tobey S. L., Anslyn E. V. Abiotic Guanidinium Receptors for Anion .Molecular Recognition and Sensing. // Top. Curr. Chem. 2005. - V. 255.-P. 199-229.

108. Fitzmaurice R. J., Kyne G. M., Douheret D., Kilburn J. D. Synthetic receptors for carboxylic acids and carboxylates. //. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 2002. - P. 841-864.

109. Bell, J. LVII. The hydrolysis of guanidine. // J. Chem. Soc. 1926. - P. 1213-1219.

110. Warner R. C. The alkaline hydrolysis of egg albumin. // J. Biol. Chem. -1942. V. 142. - P. 705-723.

111. Belsky A. J., Brill T. B. Spectroscopy of Hydrothermal Reactions. 9. IR and Raman Spectroscopy of Hydrolysis and Self-Reaction of Cyanamide and Dicyandiamide at 130-270 °C and 275 bar. //J. Phys. Chem. A. 1998. - V. ,102, N24.-P. 4509-4516.

112. Homer R. В., Alwis K. W. Kinetics and mechanism of the alkaline hydrolysis of guanidine, hexamethylguanidinium perchlorate, and tetramethylurea. // J. Chem. Soc. Perkin 2. 1976. -V. 7. - P. 781-784.

113. Black D. S. C., Crozier R. F., Davis V. C. 1,3-Dipolarcycloaddition reactions of nitrones. // Synthesis. 1975. - V. 4. - P. 205-221.

114. Coskun N., Parlar A. N-Benzylhydroxylamine hydrochloride. // Synthetic Comm. 2006. - V. 36. - P. 997-1000.

115. Граник В. Г. Успехи химии амидинов. // Усп. Химии. 1983. - Т. 52, №4. - С. 669-703.

116. Дорохов В. А., Презент М. А. Хелатный синтез производных 8-диаминометилен-5)6,7,8-тетрагидрохиназолин-7-она. // Изв. АН Сер.Хим. 1994. - № 5. - С. 888-890.

117. Dagorne S., Guzei I. A., Coles М. P., Jordan F. J. Synthesis and Structures of Cationic Aluminum and Gallium Amidinate Complexes. // J. Am. Chem. Soc. 2000. - V. 122, N 2. - P. 274-289.

118. Barker J., Kilner M. The coordination chemistry of the amidine ligand. // Coord. Chem. Rev. 1994. -V. 133. - P. 219-300.

119. Seidl H., Huisgen R., Grashey R. 1,3-Dipolar cycloadditions. 48. Some reactions of nitrones and heteroaromatic amine oxides with phenyl isocyanate and phenyl isothiocyanate. // Chem. Ber. 1969. - V. 102. - P. 926-928.

120. Hisano Т., Yoshikawa S., Muraoka K. Reaction of aromatic N-oxides with dipolarophiles. I. Reaction products of 3-picoline 1-oxide with phenyl isocyanate. // Chem. Pharm. Bull. 1974. - V. 22, N 7. - P. 1611 -1617.

121. Goerdele J., Schimpf R. Thioacyl isocyanates. 9. Reaction with nitrosobenzene, diazoalkanes, and nitrones to 5-membered rings. // Chem.Ber. 1973. - V. 106. - P. 1496-1500.

122. Wilkerson C. J., Green F. D. Structures of the 1:1:1 adducts of the nitroso-isonitrile-isocyanate reaction. Possible intermediacy of a carbodiimide N-oxide.//J. Org. Chem. 1975.-V. 40, N 21. - P. 3112-3118.

123. Bordwell F. G. Equilibrium acidities in dimethyl sulfoxide solution. // Acc. Chem. Res. 1988. - V. 21. - P. 456-463.

124. Edwards J. O., Pearson R. G. The Factors Determining Nucleophilic Reactivities. // J. Am. Chem. Soc. 1962. - V. 84, N 1. - P. 16-24.

125. Parr R. G., Pearson R. G. Absolute hardness: companion parameter to absolute electronegativity. // J. Am. Chem. Soc. 1983. - V. 105, N 26. - P. 7512-7516.

126. Шевелев С. А. Двойственная реакционная способность амбидентных анионов. //Усп. Химии. 1970. - Т. 39, № 10. - С. 1773-1800.

127. Cavell Е. A. S. Effect of solvent composition on the kinetics of reactions between ions and dipolar molecules. 1. // J. Chem. Soc. 1958. - P. 42174222.

128. Winstein S., Savedoff L. G., Smith S., Stevens I. D. R., Gall J. S. Ion pairs, nucleophilicity and salt effects in bimolecular nucleophilic substitution. // Tetrahedron Lett. 1960. - N 9. - P. 24-30.

129. Rodewald R. F., Mahendran K., Bear J. L., Fuchs R. Solvation Enthalpies and Rates of Nucleophilic Displacement of Alkali Halides in Dimethyl Sulfoxide. // J. Am. Chem. Soc. 1968. - V. 90, N 24. - P. 6698-6700.

130. Ghosh P., Han G., De M., Kim С. K., Rotello V. M. Gold nanoparticles in delivery applications. II Advanced Drug Delivery Reviews. 2008.- V. 60. -P. 1307-1315.

131. Nuzzo R. G., Allara D. L. Adsorption of bifunctional organic disulfides on gold surfaces. //JACS. 1983. -V. 105, N 13. - P. 4481-4483.

132. J1B Б., Рен A., Jlyo Ю., Юан X., Ксиао Д. Электрохемилюминесценция три(2,2-бипиридин)рутения в водном растворе на стеклоуглеродном электроде, модифицированном наночастицами золота. // Электрохимия. 2008. - Т. 44, № 9. - С. 1127-1131.

133. Ohgi Т., Sheng H.-Y., Dong Z.-C., Nejoh H., Fujitapp D. Charging effects in gold nanoclusters grown on octanedithiol layers. //Appl. Phys. Lett. 2001. -V. 79, N 15. - P. 2453-2455.

134. Cui X. D., Primak A., Zarate X., Tomfohr J., Sankey O. F., Moore A. L., Moore T. A., Gust D., Harris G., Lindsay S. M. Reproducible Measurement of Single-Molecule Conductivity. // Science. 2001. - V. 294. - P. 571-574.

135. Куликова В. С., Шестаков А. Ф. Функционализация алканов наночастицами золота, стабилизированными монослоем 1-додекантиола в органических растворителях. // Химическая физика. 2007. - Т. 26, № 8. - С. 90-95.

136. Bowman М. С., Ballard Т. Е., Ackerson С. J., Feldheim D. L., Margolis D. М., Melander С. Inhibition of HIV fusion with multivalent gold nanoparticles. // J. Am. Chem. Soc. 2008. - V. 130, N 22. - P. 6896-6897.

137. Hashmi A. S. K., Hutchings G. J. Gold Catalysis. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2006. - V. 45, N 47. - P. 7896-7936.

138. Матвеевская H. А., Семиноженко В. П., Мчедлов-Петросян Н. О., Толмачев А. В., Шевцов Н. И. Получение, структура и свойства гетеронаночастиц Si02/Au. // flonoBifli НацюнальноТ академм наук УкраТни. 2007. - №2. - С.101-107.

139. Ряснянский А. И., Palpant В., Debrus S., Pal U., Степанов A. J1. Нелинейные оптические свойства наночастиц золота, диспергированных в различных оптически прозрачных матрицах. // Физика твердого тела. -2009.-Т. 51, №1. С. 52-56.

140. Степанов А. П., Marques С., Alves Е., da Silva R. С., Silva М. R., Танеев Р. А., Ряснянский А. И., Усманов Т. Ионный синтез и анализ оптических свойств наночастиц золота в матрице Al203. // Журнал тех. Физики. -2006. Т. 76, № 11. - С. 79-87.

141. Штыков С. Н., Русанова Т. Ю. Наноматериалы и нанотехнологии в химических и биохимических сенсорах: возможности и области применения. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). -2008. Т. 52, № 2. - С. 92-100.

142. Love J. С., Estroff L. A., Kriebel J. К., Nuzzo R. G., Whitesides G. M. Self-assembled monolayers of thiolates on metals as a form of nanotechnology. // Chem. Rev.-2005. -V.105.-P. 1103-1169.

143. Wohltjen H., Snow A. W. Colloidal Metal-Insulator-Metal Ensemble Chemiresistor //Anal.Chem. 1998. -V. 70. - P. 2856-2859.

144. Li J. S„ He X. X., Wu Z. Y„ Wang K. M., Shen G. L., Yu R. Q. Piezoelectric immunosensor based on magnetic nanoparticles with simple immobilization procedures. //Anal. Chim. Acta. 2003. - V. 481. - P. 191-198.

145. Bielinska A., Eichman J. D., Lee I., Baker J. R., Balogh L. J. Imaging {AuO-PAMAM}. Gold-dendrimer Nanocomposites in Cells. // Nanopart. Res. 2002. -V. 4.-P. 395-403.

146. Storhoff J. J., Mirkin C. A. Programmed Materials Synthesis with DNA. // Chem. Rev. 1999. -V. 99. - P. 1849-1862.

147. Niemeyer C. M. Nanoparticles, Proteins, and Nucleic Acids: Biotechnology Meets Materials Science. // Angew. Chem. Int. Ed. 2001. - V. 40, N 22. - P. 4128-4158.

148. Sandhu K. K., Mcintosh C. M., Simard J. M., Smith S. W., Rotello V. M. Gold Nanoparticle-Mediated Transfection of Mammalian Cells. // Bioconjugate Chem. 2002. - V. 13. - P. 3-6.

149. You C.-C., Chompoosor A., Rotello V. M. The biomacromolecule-nanoparticle interface. // Nanotoday. 2007. - N 2. - P. 34-43.

150. Mcintosh C. M., Esposito E. W., Boal A. K., Simard J. M., Martin C. T., Rotello V. M. Inhibition of DNA transcription using cationlc mixed monolayer > protected gold clusters. // J. Am. Chem. Soc. 2001. - V. 123. - P. 76267629.

151. You C.-C., De M., Han G., Roterllo V. M. Tunable Inhibition and Denaturation of a-Chymotrypsin with Amino Acid-Functionalized Gold Nanoparticles. //J. Am. Chem. Soc. 2005. - V. 127. - P. 12873-12881.

152. Chechik V. Reactivity in organised assemblies. //Annu. Rep. Prog. Chem. Sect. B: Org. Chem. 2006. - V. 102. - P. 357-376.

153. Bain C. D., Whitesides G. M. A Study by Contact Angle of the Acid-Base Behavior of Monolayers Containing co-Mercaptocarboxylic Acids Adsorbed on Gold: An Example of Reactive Spreading. // Langmuir. 1989. - N 5. - P. 1370-1378.

154. Bryant M. A., Crooks R. M. Determination of Surface pKa Values of Surface-Confined Molecules Derivitized with pH-Sensitive Pendant Groups. // Langmuir. 1993. - N 9. - P. 385-387.

155. Vezenov D. V., Noy A., Rozsnyai L. F., Lieber C. M. Force Titrations and Ionization State Sensitive Imaging of Functional Groups in Aqueous<Solutions by Chemical Force Microscopy. // J: Am. Chem. Soc. 1997. - V- 119. - P. 2006-2015.

156. Hu K., Bard A. J. Use of atomic force microscopy for the study» of surface acid-base properties of carboxylic acid-terminated self-assembled monolayers. // Langmuir. 1997. - N 13. - P. 5114-5119.

157. Godinez L. A., Castro R., Kaifer A. E. Adsorption of Viologen-Based Polyelectrolytes on Carboxylate-Terminated Self-Assembled Monolayers. // Langmuir. 1996. - N 12. - P. 5087-5092.

158. Pengo P., Polizzi S., Pasquato L., Scrimin P. Carboxylate-lmidazole Cooperativity in Dipeptide-functionalized Gold Nanoparticles with Esterase-like Activity. //J. Am. Chem. Soc. 2005. - V. 127. - P. 1616-1617.

159. Pengo P., Baltzer.L., Pasquato L., Scrimin P. Substrate Modulation of the Activity of an Artificial Nanoesterase Made of Peptide-functionalized Gold Nanoparticles. // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. - V. 46. - P. 400-404.

160. Zhang Z., Berg A., Levanon H., Fessenden R. W., Meisel D. On the Interactions of Free Radicals with Gold Nanoparticles. // J. Am. Chem. Soc.2003. V. 125. - P. 7959-7963.

161. Chechik V, Wellsted H. J., Korte A., Gilbert B. C., Caldararu H., lonita P., Caragheorgheopol A. Spin-labelled Au Nanoparticles. // Faraday Discuss.2004. V. 125. - P. 279-291.

162. Smirnov A. I., Belford R. L. Rapid Quantitation from Inhomogeneously Broadened EPR Spectra by a Fast Convolution Algorithm. // J. Magn. Reson. A. 1995. - V. 98. - P. 65-73.

163. Smirnova T. I., Smirnov A. I., Clarkson R. B., Beiford R. L. W-Band (95 GHz) EPR Spectroscopy of Nitroxide Radicals with Complex Proton Hyperfine• Structure: Fast Motion. // J. Phys. Chem. -1995. V. 99. - P. 9008-9016.

164. Drummond C. J., Grieser F., Healy T. W. Acid-base equilibria in aqueous micellar solutions. Part 2. Sulphonephthalein indicators. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. - 1989. - V. 85, N 3. - P. 537-550.

165. Drummond C. J., Grieser F., Healy T. W. Acid-base equilibria in aqueous micellar solutions. Part 3. Azine derivatives. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. - 1989. -V. 85, N 3. - P. 551-560.

166. Drummond C. J., Grieser F., Healy T. W. Acid-base equilibria in aqueous micellar solutions. Part 4. Azo indicators. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1.-1989.-V. 85, N3. - P. 561-578.

167. Griffith O: H , Dehlinger P. J., Van S. P. Shape of the hydrophobic barrier of phospholipid bilayers (evidence for water penetration in biological membranes). // J. Membr. Biol. 1974. - V. 15, N 2. - P. 159-192. *

168. Marsh D., Toniolo C. Polarity dependence of EPR parameters for TOAC and MTSSL spin labels: correlation with DOXYL spin labels for membrane studies. // J. Magn. Reson. 2008. - V. 190, N 2. - P. 211-221.

169. Smirnov A. I., Smirnova T. I. Resolving Domains of Interdigitated Phospholipid Membranes with 95 GHz Spin Labeling EPR. // Appl. Magn. Reson. 2001. - V. 21. - P. 453-467.

170. Goerdeler J., Roth W. Uber die Alkylierung einiger Aminoheterocyclen und die Umlagerung Heterocyclischer Imine in Amine. // Chem. Ber. 1963. - B. 96, N 2. - S. 534-535.

171. Cyrener J., Burger K. Überraschende Reaktionen von Bis(trifluormethyl)-1-oxa-3-azabuta-1,3-dienen. Tandem-Reaktion mit Acrylnitril. // Monatsh. Chem. 1995. - V. 126. - P. 319-331.

172. Heinzer F., Soukup M., Eschenmoser A. Methods of synthesis. 13. 3,3,6,9,9-Pentamethyl-2,10-diazabicyclo(4.4.0)-1-decene and some derivatives. // Helv. Chim. acta. 19/8. - V. 61, N 8. - P. 2851-2874.

173. Barfield M., Chakrabarti B. Long-range proton spin-spin coupling. // Chem. Rev. 1969. - V. 69, N 6. - P. 757-778.

174. Skipper P. L., Tannenbaum S. R., Baldwin J. E., Scott A. Alkylation by alpha-acetoxy-N-nitrosamines: Models for N-nitrosamine metabolites. // Tetrahedron Lett. 1977. - V. 49. - P. 4269-4272.

175. Fossey J., Loupy A., Strzelecka E. An ab initio study of protonation and alkylation of aminopyridine. //Tetrahedron. 1981. - V. 37, N 11. - P. 19351941.

176. Розанцев Э. Г. Свободные иминоксильные радикалы. / Ред. Рабинович Ф.Б. М.: Химия, 1970, 216 с.

177. J. Korkisch. Handbook of ion exchange resins: their application to inorganic analytical chemistry. V.1. / CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, 1989.