Реакционная способность мезо-фенилзамещенных порфиринов в реакции нитрования тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

003494158

КОЛОДИНА Екатерина Александровна

РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕЗО-ФЕНИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПОРФИРИНОВ В РЕАКЦИИ НИТРОВАНИЯ

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 5 !\1А° ЭД

Иваново -2010

003494158

Работа выполнена на кафедре органической химии ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Научный руководитель

доктор химических наук, профессор

Семейкин Александр Станиславович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор

доктор химических наук, старший научный сотрудник

Ведущая организация:

Абрамов Игорь Геннадьевич Майзлиш Владимир Ефимович

Институт химии Коми НЦ УрО РАН

Защита диссертации состоится " 15 " марта 2010 г. в 10 ч. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.01 в ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу. 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, д. 7.

Тел. (4932)32-54-33. Факс (4932) 32-54-33, e-mail: dissovet@isuct.ru

С диссертацией можно ознакомиться в информационном центре ГОУВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, д. 10.

Автореферат разослан «Q » среЬ^УСьл»&. 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ' Кувшинова Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследования в области химии порфиринов в последнее время не только не утратили актуальности, но и приобрели более высокую ценность, связанную с глобальным расширением путей прикладного применения порфиринов и их металлокомплексов. Широко развивается направление химии синтетических порфиринов с "необычными" физико-химическими свойствами, придаваемыми им за счет особенностей молекулярного дизайна. Среди синтетических порфиринов одним из наиболее доступных остается тетрафенилпорфин (Н2ТРР) и его функциональные замещенные, металлокомплексы которых применяются как основные компоненты перспективных материалов, используемых в катализе, био- и химическом мониторинге, экстракции, качественном и количественном анализе, нелинейной оптике, в различных областях молекулярного дизайна и медицины. Успешное решение вопросов фундаментальных исследований и практического применения напрямую зависит от оптимизации современных методов синтеза порфиринов и возможности их модификации с целью придания необходимых физико-химических свойств.

Реакция нитрования является одним из путей модификации порфиринов, причем интерес к этой реакции вызван тем, что нитрогруппа может быть впоследствии легко превращена в аминогруппу, с возможностью дальнейшего перехода к ацильной и другим группам. Кроме того, нитропроизводные порфиринов обладают достаточной полярностью, которая способствует разделению продуктов реакции методом колоночной хроматографии.

Анализ литературы показал, что реакцию нитрования порфиринов обычно проводят на их металлокомплексах, применяя различные реагенты. В этом случае возможно протекание реакции по различным механизмам. Поэтому представляло интерес изучить реакцию электрофилыюго нитрования безметальных уиезо-фенилпорфиринов и сравнить относительную реакционную способность мезо- и ^-положений порфиринового цикла, а также замещающих фенильных колец. Кроме того, требует проверки имеющаяся в литературе гипотеза о том, что протонирование внутрициклических атомов азота вызывает изменение порядка введения нитрогрупп в порфириновый цикл. Сказанное выше, определило цель работы.

Цель работы заключалась в изучении относительной реакционной способности мезо- и /¡-положений порфиринового цикла, а также фенильных колец в нем в реакции электрофильного нитрования.

Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие частные задачи:

1. Синтезировать 5,5'-незамещенный 4,4'-диметил-3,3'-диэтилдипирролилметан-2,2', который является исходным соединением в синтезах порфиринов - объектов исследования.

2. Синтезировать, выделить и идентифицировать объекты исследования - порфирины, которые имеют в своем составе свободные /?- и л/езо-положения при наличии фенильных колец в других л/езо-положениях: 5,15-дифенил-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин; 5-фенил-2,3,7,8,12,18-гексаметил-13,17-диэтилпорфин; 5,15-бис(4'-динитрофенил)-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин; 5-(4'нитрофенил)-2,3,7,8,12.18-гексаметил-13Л7-диэтилпорфин, а также 5,10,15.20-тетраэтилпорфин. который имеет только свободные /¡-положения.

3. Выявить пути протекания реакции электрофильного нитрования в зависимости от строения порфиринов - объектов исследования.

4. Кинетическим методом со спектрофотометрическим контролем изучить координирующую способность нитропроизводных л*езо-фенилзамещенных порфиринов в

реакции комплексообразования с ионом меди(И) в органических растворителях различной природы.

5. Квантово-химическими методами провести моделирование введения нитрогрупп в свободные положения 5-фенилоктаапкилзамещенного порфирина.

Научная новизна. Предложен эффективный способ синтеза 5-арилпорфиринов из дипирролилметанов.

Разработан удобный способ нитрования .мезо-фенилзамещенных порфиринов.

Впервые на примере реакции электрофилыюго нитрования проведен сравнительный анализ относительной реакционной способности мезо-, ß- положений, а также фенильных колец порфириновой молекулы.

Установлены основные закономерности влияния функционального замещения нитропроизводных .мезо-фенилпорфиринов на кинетику комплексообразования с ионом меди в органических растворителях различной природы.

С привлечением квантово-химических расчетов проведено моделирование реакции введения нитрогрупп в свободные положения 5-фенилоктаалкилзамещенного порфирина.

Научная и практическая значимость. Работа вносит существенный вклад в развитие представлений о реакциях электрофильного замещения на порфиринах.

Разработанные методы синтеза 5-фенилпорфиринов позволяют получать эти соединения с высокими выходами и в достаточно больших количествах.

Разработанные методы нитрования л»езо-фенилпорфиринов позволяют синтезировать недоступные ранее нитрозамещенные порфирины имеющие нитрогруппы как в мезо-положениях, так и в фенильных кольцах.

Личный вклад автора. Экспериментальные исследования и подбор условий проведения эксперимента проведены лично автором. Планирование эксперимента, обработка и обсуждение результатов выполнены под руководством д.х.н., профессора Семейкина A.C.

Апробация работы: Результаты исследования были представлены и обсуждены на XXIII Международной Чугаевской конференции по координационной химии (Одесса, 2007); VII Школе-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений (Одесса, 2007); XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007); X молодежной конференции по органической химии (Уфа, 2007); Fifth Conference of Porphyrins and Phthalocyanines (Москва, 2008); Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009); XXIV Международной Чугаевской конференции по координационной химии (Санкт-Петербург, 2009); XII молодежной конференции по органической химии (Суздаль, 2009).

Отдельные части диссертационной работы были выполнены при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 год». (Гос. контракты № 02.740.11.0106 и № П1105), а также аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (20092010 годы)» (проект № 2.1.1 ./6367).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 2 статьи и 8 тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментально-методической части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 120 страниц, 12 таблиц, 20 рисунков, список цитируемой литературы, включающий 149 наименований отечественных и зарубежных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор объектов исследования, сформулированы цель и задачи работы.

1. Обзор литературы включает два раздела. В первом разделе рассмотрено строение порфиринов и методы их получения. Второй раздел включает обзор литературы, посвященной исследованию реакций элекгрофильного замещения, проводимых на безметальных порфиринах. Из анализа имеющихся литературных данных сделан вывод об актуальности темы исследования.

2. Экспериментально-методическая часть и обсуждение результатов. В качестве объектов исследования выбраны порфирины, которые имеют в своем составе свободные л(езо-положения при наличии фенильных колец в других мезо-положениях: 5,15-дифенил-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин 1 5-фенил-2,3,7,8,12,18-гексамети-13,17-диэтилпорфин 2 и пара-нитрофенилзамещенные порфирины 3, 4, а также 5,10,15,20-тетраэтилпорфин 5, который имеет только свободные /^-положения.

N0,

N01

N0;

1 2 3 4 5

2.1. Синтез исходных соединений. 5,5'-незамещенный 4,4'-диметил-3,3'-диэтилдипирролилметан-2,2' 6, который являлся исходным соединением в синтезах порфиринов 1-4, получали по схеме:

СН3СОСН2СООЕ1 ^

сн» £,

(ЖоНзЛ

76,2%

ч АсОН СН3

НзС'о

Ъ.1

ЕЦ Ме е^С

АсОН Ме^ч Н0.Ч^С02Е( 74% N

Ме

Е1. Ме

г1

Вг2

N80 Ас

ЕЦМе

Л

на

АсОН Лс0Н2<Уч^С02Г. МеОН \ ^ (СПг5н)2 у_кн II Н г,-/ \ 57-6% П-/ I

со2е«

2-Формил-3,4-диметилпиррол 7, необходимый для синтеза порфиринов 2, 4 получали по схеме:

Ме Ме ме Ме Ме._Ме

/ \ онг ГХ

О СО^Е!

+

Н2с сн2 Ме Ме

у ДМФА V Н 78,2% Н

5,15-диарил-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфины 1, 3, были получены конденсацией дипирролилметана 6 с соответствующими бензальдегидами под действием хлоруксусной кислоты в хлористом метилене, в инертной атмосфере, с последующим окислением промежуточных порфириногенов 8, 9 и-хлоранилом с выходом 38 и 24% соответственно.

1 АгСНО

Е(

Аг=СсН, Аг = 4-1М02С,;Н,

5-Арил-2,3,7,8,12,18-гексаметил-13,17-диэтилпорфины 2, 4 получены конденсацией соответствующих бензальдегидов с дигидробромидом 1,19-незамещенного 2,3,7,13,17,18-гексаметил-8,12-диэтилбиладиена-о,с 10 в спирте в присутствии бромистоводородной кислоты с выходом 52 и 38% соответственно. Последний, в свою очередь, синтезировали конденсацией 2-формилпиррола 7 с дипирролилметаном 6 в метаноле в присутствии бромистоводородной кислоты.

2,4

условий проведения конденсации биладиенов-я,с 11 с бензальдегидами для синтеза моно-фенилоктаалкилпорфиринов 12.

Установлено, что конденсация биладиенов-а.с 11 с альдегидами лучше всего проходит в спиртах. Добавка минеральной кислоты (НВг), увеличивает выход 5-фенилпорфиринов 12, в то время как основания (пиридин) снижают выход порфирина и всегда одновременно с ним образуется соответствующий коррол 13. По-видимому, соотношение выходов порфирина и коррола определяется относительными скоростями этих конкурирующих реакций.

Изучение условий проведения конденсации 11 (И = К] = Ме; ^ = ЕО с анисовым альдегидом показало, что с увеличением времени реакции возрастает выход порфирина 12 (I* = 1*1 = Ме; Г(2 = Е1; Аг = 4-СНзОС6Н4), однако после 4 часов наблюдается уменьшение выхода 12, по-видимому, из-за преобладания процесса окисления порфирина над его образованием (рис.1.)

При изучении влияния соотношения концентрации биладиена-а,с 11 и анисового альдегида нами установлено, что наибольший выход порфирина 12 наблюдается при двенадцатикратном избытке бензальдегида по отношению к биладиену-а.с (рис. 2). Таким образом, требуется значительный избыток бензальдегида, чтобы подавить процесс образования коррола 13 (И = 1*1 = Ме; Иг = Е^.

выход {%/

■ .4"

/

/

/

, /

' бензальдегид/биладиен

« ♦ » » в к Рис.2. Зависимость выхода порфирина 12 от соотношения бензальдегида и биладиена-а.с II в метаноле. Время реакции - 4 часа.

5,10,15,20-тетраэтшторфин 5 с выходом 4% был получен конденсацией незамещенного пиррола с пропионовым альдегидом в кипящей смеси уксусная кислота - пиридин (2:1) в присутствии кислорода воздуха.

5

2.2. Нитрование порфиринов. Предварительные опыты по нитрованию порфиринов 1 и 2 в различных условиях, приводили к образованию одних и тех же продуктов, однако использование смеси нитрит натрия - трифторуксусная кислота позволяет выделить нитропроизводные с большим выходом, при наименьшем времени реакции. Именно эта система и использовалась нами в работе, как основная.

Предполагаемый механизм образования нитроний - катиона:

^Ж>2 + СТзСОгН НМ)2 + С^СО^'а; 2I1.N0, , ,- ' Гч'203 + Н20;

у2о3 - ~ мо + \о2; 2.\о, - - N204 - - >о2+ + н.\о2

Нитрование дифенилиорфирина 1 двумя эквивалентами нитрита натрия (согласно предполагаемому механизму) дает нитропорфирин в качестве единственного продукта (данные ИК спектра и ТСХ) с выходом 65%, который неожиданно, по данным элементного анализа и масс-спектрометрии, оказался динитрозамещеиным порфирином. Анализ спектра 'Н ЯМР продукта показал, что это -мезо-динитрозамещенный порфириц 15 (отсутствие в продукте сигнала .пезо-протонов и неизменность сигналов фенильных протонов, при их незначительном сдвиге). Батохромный сдвиг и уширение полос в электронном спектре поглощения (ЭСП) порфирина 15 свидетельствуют о сильном искажении порфиринового макрокольца.

Проанализировав полученные данные, мы предположили, что в реакции (проводимой при доступе воздуха) решающую роль имеет окисление оксида азота(И) кислородом воздуха, чем и объясняется динитрование: 2140 + 02 —> 2М02. Действительно, при эквимолекулярном соотношении порфирина 1 и нитрита натрия образуется мезо-мононитропорфирин 14 с выходом 56%. Дальнейшее нитрование 14 приводит к динитропорфирину 15 с выходом 38%. Полученные динитропорфирины, судя по спектральным данным, идентичны.

Таким образом, введение в молекулу порфирина первой нитрогруппы практически не сказывается на скорости введения второй нитрогруппы, что, по-видимому, вызвано искажением порфиринового макроцикла. На рис. 3-8 представлены спектры исходного дифенилпорфирина 1 и его динитропроизводного 2.

Выход (%>

Вреия (Ь/

Рис.]. Зависимость выхода порфирина 12 от продолжительности конденсации биладиена-а.с 11 с бензальдегидом в метаноле, при десятикратном избытке бензальдегида.

Е»

___АсОН; Ог

+ Е1СН0 -¡- Е|

анл

Для сравнения мононитропорфирин 14 с общим выходом 38% был получен л'-катион -радикальной реакцией цинкового комплекса порфирина 1 (16) с иодом и нитритом серебра

Рнс. 3. ЭСП 5,15-днфенил-3,7,13,17-те1раметил-2,8>12,18-тетраэт1ШПорфина

3 19

Нитрование бис(4-нитрофе-нил)порфирина 3 проходит с большим трудом, чем дифенил-порфирина 1 и требует значительного избытка нитрита натрия, при этом образуется тетранитропорфирин 19, недоступный при прямом нитровании, очевидно, индукционным эффектом кольцах. Спектральные данные

Более жесткие условия нитрования вызваны, нитрогрупп, находящихся в фенильных тетранитропорфирина 19 соответствуют предполагаемой структуре.

Нитрование порфирина 2 эквимолярным количеством нитрита натрия приводит к смеси двух нитропорфиринов (появление в ИК спектре двух полос деформационных колебаний нитрогруппы около 1530 и 1360 см" ), имеющих достаточно близкую подвижность на силуфоле (ТСХ), однако, полученную смесь удалось разделить колоночной

СК,СОгН

Рис. 7. ИК спектр 10,20-динитро-5,15-дифенил- Рис. 8. Масс спектр МА1ЛЭ1 Ю,20-динитро-5Д5-дифенил-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12Л8-тетраэтилпорфица 3.7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэ-шлпорфина

Изменения в ЭСП 18 по сравнению с 14 незначительны, так как нитрогруппа в фенильном кольце порфирина 18 может влиять на порфириновый цикл только своим индукционным эффектом, не затрагивая при этом его геометрическую структуру. Нитрование второго фенильного кольца порфирина 18 не происходит даже при дальнейшем увеличении времени реакции до 8 суток. Таким образом, нами показано, что протонирование порфиринового цикла по внутрициклическим атомам азота не влияет на порядок введения нитрогруппы, она входит первоначально в незамещенные мезо-положения и лишь при их отсутствии - в фенильное кольцо.

N0, «О, N0;

Е1

МяКО,; 1№>к»

СМО;!! 4е%

хроматографией на силикагеле. Данные элементного анализа и масс-спектрометрии показали, что эти продукты являются мононитропорфиринами. Анализ спектров 'Н ЯМР позволил сделать вывод о том, что этими нитропорфиринами являются несимметричный нитропорфирин 20 (выход 66%) и симметричный нитропорфирин 21 (выход 24%) (соотношение ~3 : 1) (который имеет более простой спектр 'н ЯМР). Симметричный нитропорфирин 21 имеет большую подвижность на силуфоле, что и следовало ожидать.

Нитрование порфирина 2 двумя эквивалентами нитрита натрия приводит к смеси динитропорфиринов 22 и 23 с суммарным выходом 59%, которую нам не удалось разделить ни хроматографически, ни перекристаллизацией. Анализ спектра 'Н ЯМР позволил сделать вывод, что смесь состоит из динитропорфиринов 22 (10,15-изомер) и 23 (10,20-изомер) в соотношении ~1 : 1 (наличие двух сигналов-мезо-протонов в соотношении -1:1 при неизменных сигналах протонов фенилыюго кольца, сильное расщепление сигналов метальных и этильных групп). Реакция нитрования в данном случае не селективна и практически нет различия между мезо-положениями при метальных и этильных группах.

Ме^Ч/ Ме Ме^Ч^ Ме Ме^Ч/ Ме

/Ч.Хч^' \ Ме . М' -V Ме Ме-АГТЧ

N N0! + ОгГ« \_ГШ N N0] 1ЧН N=»7

)—N НИ }—N Ш У-N Ш—(

. \ д >Ме Ме- \Хл ■ Ме

Е| N0! Е1 Е| Е1 Е1 N0, Е1

22 23 21

\ |1 1

1 У МеЧ^ Ме м.Ч/1 Ме

Ме- /ут "Ч Ме Ме Ме

\--NH N \-NIi N

(>.\ N0,

/—И НЯ /—N Ш

Ме- См- -у1 Ме Мс- -Ме

Е1 N0; Е| Е» N02

24

Нитрование нитропор-фирина 21 полуторакратным избытком нитрита натрия приводит к динитропор-фирину 22, охарактеризованному спектральными методами, в то время как нитрование его изомера 20, дает смесь динитропорфиринов 22 и 23, что доказано данными ТСХ. Изучение спектра 'Н ЯМР динитропорфирина 22 позволило выделить в спектре смеси динитропорфиринов 22 и 23 резонансные полосы, отвечающие спектру продукта 23.

При более длительном времени нитрования порфирина 2 (около 4 суток), согласно результатам ТСХ образуется единственный продукт, который судя по данным элементного анализа и масс-спектрометрии, является тринитропорфирином, а именно мезо-тринитропорфирином 24. Данные *Н ЯМР спектра показывают отсутствие сигналов мезо-протонов и неизменность вида сигналов фенильных протонов. Дальнейший батохромный сдвиг полос в ЭСП тринитропорфирина 24 по сравнению с ЭСП смеси динитропорфиринов 22 и 23 свидетельствует о еще большем искажении порфиринового макроцикла в нем. Последующее нитрование в фенильное кольцо не происходит даже при увеличении времени реакции до 8 суток.

Нитрование (4-нитрофенил)порфирина 4 проходит в более жестких условиях, чем порфирина 2 за счет индукционного влияния нитрогруппы в фенильном кольце, причем в л/езо-положения вводится не более двух нитрогрупп. Третья ннтрогруппа не вводится даже при увеличении длительности реакции нитрования до 8 суток. Полученную смесь тринитропорфиринов 25 и 26 не удалось разделить колоночной хроматографией.

Нитрование 5,10,15,20-тетраэтилпор-фина 5, проходит в достаточно жестких условиях с низким выходом 28%. По

е1

Е1

спектра продукт реакции 27 содержит только одну нитрогруплу, которая (по данным спектра 'Н ЯМР - расщепление сигнала /З-протонов) находится в />'-положении порфиринового цикла.

данным элементного анализа и масс- е(.

► е(

стзсоон

Е1

5

N(>2 Нитрование 5,10,15.20) тетрафенилпорфина 28, имеющего незамещенные фенилъные кольца и свободные Р-положения в порфириновом цикле ) проводилось действием азотной

28

29

к

30 (я = \о2),

31 (К, = N02)

и, кислоты в хлористом метилене при комнатной температуре. При этом в зависимости от

времени реакции, образуется либо моионитропорфирин 29, либо смесь динитропорфиринов 30, 31 со значительным преобладанием 31, которая не разделяется хроматографически. Аналогичным образом нами проведено нитрование мезо-тетраарилпорфиринов 32-40, время реакции нитрования 15 мин (время, требуемое на полную конверсию тетрафенилпорфина 28 до л/оно-нитрофенилпорфирина 29). При этом были получены л(езо-(нитрофенил)порфирины 41-49.

Во всех исследованных случаях конверсия исходного порфирина была полной (данные ТСХ), однако, после хроматографии и выделения основной порфириновой зоны, по данным масс-спектрометрии установлено, что количество нитрогрупп в полученных соединениях различно из-за разной реакционной способности замещенных фенильных колец. Так в порфиринах 36 и 37, имеющих 3,5-диметилфенильные и 2-бутоксифенильные группы в мезо-положениях, вступало по одной нитрогруппе в каждое фенильное кольцо (45, 46), причем место вступления определялось присутствующими электоронодонорными заместителями. .мезо-Тетратиенилпорфирин 40 в условиях данной реакции практически полностью осмолялся, однако при действии на него более мягкого нитрующего агента -ацетилнитрата, также давал тетранитропроизводное 49. В менее реакционноспособные порфирины вводилось от одной 35 —» 44 (2,3-диметилфенил), 38 —> 47 (3-хлорфенил), до двух 33 —* 42 (3-метилфенил) 34 —► 43 (4-треш-бутилфенил), 39 —» 48 (4-хлорфенил) и трех 32 —> 41 (нафтил-1) нитрогрупп, что в целом коррелирует с реакционной способностью этих групп и положению заместителей в них. Сравнение выходов синтезированных нитрофенилпорфиринов не поддается явной интерпретации. Сравнительный эксперимент нитрования тетрафенилпорфина нитритом натрия в трифторуксусной кислоте показал, что эта нитрующая система позволяет повысить выход нитрофенилпорфирина 29 (с 52% до 84%) при значительном сокращении времени реакции (с 15 мин до 3 мин), что делает ее перспективной для нитрования замещенных по фенильным кольцам тетраарилпорфиринов.

Таким образом изучение реакции электрофильного нитрования безметальных порфиринов различной структуры позволяет сделать вывод о том, что наиболее активными к электрофилыюй атаке являются лгезо-положения порфиринового цикла, менее активны фенильные кольца и наименее активны /¡-положения и поэтому процесс протонирования внутрициклических атомов азота не влияет на сравнительную активность различных положений.

1т о*

АН1 -; (Н^.ЧАг

32-40

Н.С_,С1Ь

м

23

,С1<1

О

аь

36

32

33

34

35

ВиО

43 "О

38

N»0114 0;Р

15

вавший себя

при

Нами также была изучена возможность дальнейшего превращения нитрогрупп в синтезированных нитропор-фиринах. Попытки восстановить нитрогруппы в мезо-положениях динитропорфи-рина 15 боргидридом натрия в присутствии палладия на угле (метод, хорошо зарекомендо-5 -амино-10,15,20-трифенилпорфина восстановлением соответствующего нитропорфирина) неожиданно привели к получению с выходом 89% порфирина 1 который не имеет заместителей в жезо-положениях. На наш взгляд, в этом случае, вследствие искажения порфиринового цикла происходит первоначальное восстановление двойных связей по .пезо-положениям и образование соответствующего порфодиметена 50 с последующим элиминированием азотистой кислоты и восстановлением ароматичности порфиринового цикла.

Восстановление нитрофенилпорфирина 29 дихлоридом олова в соляной кислоте дает аминофенилпорфирин 51 с выходом 92%.

Таким образом, разработанные нами методы синтеза нитрофенилзамещенных тетра-фенилпорфинов позволяют получать недоступные ранее нитропорфирины, которые восстановлением можно перевести с высокими выходами в порфирины с активными аминогруппами, способными к дальнейшим превращениям. 2.3. Квантово-химические расчеты распределения зарядов па протоиироваиных нитропорфирннах. В растворе трифторуксусной кислоты 5-фенил-2,3,7,8,12,18-гексаметил-13,17-диэтилпорфин (Н2Р) существует в составе анионного комплекса [Н4Р++](СРзСОО")2. Расчеты молекулярных параметров [Н4Р++](СР3СОО")2, выполненные методом 1Ж1'/ВЗЬУ1Р(3-2Ю**), показали, что Н4Р++ находится в седлообразной конформации, а противоионы СР3СОО", связанные за счет Ван-дер-Ваальсовых сил и кулоновского взаимодействия располагаются с разных сторон от условной плоскости макроцикла под углом в 90° относительно друг друга.

Л

[Н4Р"](СРзСОО-)2

Таблица 1. Расчетные заряды на мезо-положениях и фенильном кольце протонированного 5-фенил-2,3,7,8,]2,18-гексаметил-13,17-диэтилпорфина и его нитропроизводных в трифторуксусной кислоте (в виде [НЦР^КСР^СОО»_

5-ph (0-1 м-1п-) 10 15 20 £q (Mezo)

-0,094/-0,106/-0,109 -0,112 -0,127 -0,108 -0,347

-0,095 /-0,105 /-0,108 -0,112 NOj -0,101 -0,213

-0,094 /-0,106 /-0,107 ¡vo2 -0,125 -0,109 -0,234

-0.094/-0,105/-0,106 noj no2 -0,104 -0,104

-0,085/-0,105/ -0,105 no2 -0,125 no2 -0,125

-0,085/-0,104/-0,104 noí no2 no2 -

В исходной молекуле 5-фенил-2,3,7,8,12,18-гексаметил-13Д7-диэтшторфина анионное связывание увеличивает и перераспределяет общую электронную плотность в Н4Р++. Распределение зарядов (по Малликену) предполагает преимущественное образование нитропорфирина с нитрогруппой при С15 и Сю атомах углерода. Поэтому следует ожидать, что порфирина с нитрогруппой при С15, согласно расчетам образуется несколько больше, чем порфирина с нитрогруппой при Сю. Однако эксперимент показал, что при введении первой нитрогруппы в преобладающем количестве образуется нитропорфирин С10. Такое расхождение можно объяснить стерическим препятствием этильных заместителей, которое не учитывает программа при расчете, а также проявлением молекулярно-динамических эффектов в растворе. Разницу в реакционной способности С]0 и С20 положений при введении нитрогруппы в С15 можно объяснить тем, что внутрициклические атомы азота порфирина при протонировании в трифторуксусной кислоте присоединяют два противоиона по разные стороны плоскости макроцикла, а так как ион трифторуксусной кислоты является частицей довольно объемной и, по сути, не симметричной, то это и является объяснением разности в распределении зарядов в, казалось бы, идентичных по активности л<езо-положениях.

Свидетельство того, что введение первой нитрогруппы не приводит к дезактивации порфиринового цикла, полученное экспериментальным путем, и то, что присоединение второй нитрогруппы не вызывает затруднений, очень хорошо согласуется с расчетными данными, из которых видно, что присоединение первой нитрогруппы как в Си, так и в Сщ, не приводит к значительному снижению зарядов на соседнем .мезо-положении.

Сравнение зарядов свободных .пезо-положений у двух мононитроизомеров показывает, что у мононитропорфирина Сю он больше, чем у С15, а, следовательно, замещение второго л<езо-положения у мононитропорфирина Сю будет происходить интенсивнее, чем у Си. Вероятно, именно за счет этого и происходит выравнивание соотношения выходов образующихся динитропроизводных.

При введении двух нитрогрупп в С)0 и С15, как показывают расчеты, заряд в мезо-положении С i« становится настолько мал, что наиболее реакционноспособным становится пара-положение фенильного кольца. Однако согласно экспериментальным данным, при максимальном времени нитрования и многократном избытке нитрующего агента, образуется лишь порфирин, замещенный по трем л(езо-положениям, что не согласуется с расчетными данными.

2.4. Исследование кинетики реакции комплексообразования нитропорфирипов.

Кинетика реакции комплексообразования нитропроизводных 5,15-дифенил-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфина (I-V) с ацетатом меди (Си(ОАс)2) в смешанном растворителе уксусная кислота - бензол (7 : 3) и пиридине была исследована спектрофотометрически на приборе HITACHI U-2000 в термостатированных кюветах с пробками на шлифах при температурах 298-338 К. На рис. 9-12 приведены изменения в некоторых экспериментальных спектрах в процессе комплексообразования.

Концентрация соли в пиридине 2,5-10°моль/л, а в растворителе уксусная кислота бензол составляла 2,5-Ю"4 моль/л.

Рис. 9. Изменение ЭСП при образовании Сч-(1) в Рнс- 10- Изменение ЭСП при образовании Си-(1) смешанном растворителе уксусная кислота- бензол (7 : 3) пиридине

Рнс. 11. Изменение ЭСП при образовании Си-(Ш) в Рис- ,2- Изменение ЭСП при образовании Си-(Ш) в смешанном растворителе уксусная кислота- бензол (7 3) пиридине

Анализ кинетических параметров (табл. 2) реакции комплексообразования порфиринов 1-У с ацетатом меди в смешанном растворителе уксусная кислота - бензол (7:3) показывает, что в отличие от порфирина I, не имеющего нитрогрупп, введение двух нчтрогрупп в лора-положения фенильных колец II приводит к увеличению константы скорости реакции комплексообразования. Это, по-видимому, связано с акцепторными свойствами нитрогрупп и способствует растяжению Ы-Н-связей порфирина II, что является наиболее энергоемкой стадией процесса и ведет тем самым к увеличению константы скорости реакции, уменьшению энергии активации, в то время как предэкспоненциальный множитель существенно не меняется.

Е1 л в

II (3) Яг = Я, = N02; И = И, = Н д / уд III (14) И = N02; И, = 1*2 = И, = Н

Ме *\мГ IV (15) И = И] = N02; Иг = 11з = Н

^ V (19) И = И] = Кг = Я» = N02

Ме

> У/

Уме Е1 И. Е1

Таблица 2. Кинетические параметры реакции координации порфиринов (1-У) ацетатом меди в

Порфи-рин Уксусная кислота-бензол (7 : 3) Пиридин

К,,258, л/(моль-с) На, кДж/моль А, С К,,"8-10\ л/(моль-с) Еа, кДж/моль А, с"1

I 0,360±0,014 64±2 5,97 0,245±0,014 74±1 35-10'

II 0,633*0,037 62±2 4,67 0,132±0,009 60±3 . 94-Ю"

III 0,157±0,011 66±1 5,82 14,94±0,87 44±1 25-10"

IV 0,068±0,003 85±1 5,42 86,8±5,2 33±2 22-10-"

V 0,190±0,008 82±1 4.49 Протекает мгновенно при смешении растворов

Введение в Л1езо-положение III одной нитрогруппы, приводит к уменьшению скорости реакции по сравнению с порфиринами I, II не имеющими нитрогрупп в л/езо-положениях. Введение двух нитрогрупп по .мезо-положениям IV, приводит к существенному

14

уменьшению скорости реакции по сравнению с III, увеличению энергии активации и предэкспоненциальный множитель уменьшается. Порфирин IV является наименее реакционноспособным по сравнению с I. При увеличении количества нитрогрупп в мезо-положениях, увеличивается искажение цикла. Известно, что деформация порфиринового фрагмента приводит к понижению его ароматичности и увеличению основности третичных атомов азота. Уменьшение скорости реакции в смеси уксусная кислота - бензол можно объяснить увеличением роли специфической сольватации. Уксусная кислота образует прочные водородные связи с третичными атомами азота макроцикла, которые препятствуют атаке сольватированной соли меди(Н) на реакционный центр.

Введение двух нитрогрупп по жезо-положениям и двух нитрогрупп в пара-положения фенильных колец приводит к тому, что порфирин V становится более реакционноспособным в реакции комплексообразования по сравнению с III, но менее реакционноспособным по сравнению с II. Это можно объяснить влиянием акцепторных свойств нитрогрупп в пара-положениях фенильных колец на скорость реакции комплексообразования. Из данных табл. 2 следует, что по мере нарастания степени деформации плоскостного строения тетрапиррольного ядра в смешанном растворителе уксусная кислота - бензол (7 : 3) наблюдается уменьшение скорости реакции комплексообразования из-за протонирования реакционного центра. С другой стороны, электроноакцепторные нитрогруппы в фенильных кольцах увеличивают скорость реакции комплексообразования, однако влияние этого эффекта намного меньше, чем стерического (действие стерического и элекгроноакцепторного эффекта нитрогрупп противоположно).

Иная картина наблюдается в пиридине. Константы скорости реакции комплексообразования порфиринов возрастают в ряду: \'>1У>Ш>1>11, т.е. по мере нарастания степени деформации тетрапиррольного макроцикла и уменьшения прочности Ы-Н-связей за счет акцепторных свойств нитрогрупп.

Введение двух нитрогрупп в пара-положения фенильных колец II, по сравнению с I, приводит к уменьшению скорости реакции, и уменьшению энергии активации, что можно объяснить увеличением сольватации, поскольку исходный порфирин II в пиридине более сольватирован, чем порфирин I.

При введении двух нитрогрупп по мезо-положениям и двух нитрогрупп в пара-положения фенильных колец V, скорость реакции увеличивается, и реакция протекает мгновенно уже при сливании растворов. Это обусловлено акцепторными свойствами нитрогрупп и большей деформацией порфирина V.

Скорость комплексообразования порфиринов 1-У с ацетатом меди в бинарной смеси уксусная кислота - бензол на несколько порядков выше, чем в пиридине. Это, без сомнения, обусловлено прочностью первой сольватной оболочки ацетата меди при переходе от уксусной кислоты к пиридину.

Итоги работы и выводы:

1. Разработан эффективный метод синтеза 5-арилпорфиринов конденсацией 1,19-незамещенных биладиенов-а,с с альдегидами. Изучено влияние растворителей, катализаторов, заместителей в биладиенах и альдегидах на выход 5-фенилпорфиринов. Предложен одноколбовый метод получения 5-фенилпорфиринов из 5.5'-незамещенных дипирролилметанов без выделения промежуточных биладиенов-а.с.

2. Разработан способ нитрования .иезо-фспилзамещепных порфиринов нитритом натрия в трифторуксусной кислоте. Показано, что реакция нитрования идет последовательно по ,иезо-положениям, в фенильные кольца и далее по ^-положениям порфиринового цикла.

3. На основе разработанных методов синтезирован ряд 5-фенилпорфиринов и нитрозамещенных порфиринов, которые охарактеризованы физико-химическими методами анализа.

4. На основании данных о кинетике комплексообразования установлено, что с ростом искажения порфиринового цикла нитропроизводных .¿иезо-фенилзамещенных порфиринов скорость реакции комплексообразования с ионом меди в различных растворителях увеличивается.

5. Проведены квантово-химические расчеты распределения зарядов на протонированных нитропорфиринах, которые подтверждают экспериментальные данные по нитрованию.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Колодина, Е.А. Фенилзамещенные порфирины. III. Относительная реакционная способность в реакции нитрования // Е.А. Колодина, С.А. Сырбу, АС. Семейкин, О.И. Койфман // Журя. орг. химия, 2010 т. 46, вып. 1, С. 136-141.

2. Kolodina, Е. Phenylsubstituted Porphyrins. 2. Synthesis of 5-Arylporphyrins / E. Kolodina, T. Lubimova, S. Syrbu, A. Semeikin // Макрогетероцикпы / Macroheterocycles 2009 2(1) 33-41

3. Колодина, Е.А. Синтез же?о-монофенил-/?-октаалкшторфирииов / Е.А. Колодина, АС. Семейкин, С.А. Сырбу // Тез. докл. XIII Международной Чугаевской конференции по кординационной химии, г. Одесса, 2007 с. А27-А28 (дополнение).

4. Колодина, Е.А Упрощенный метод синтеза ,иезо-монофенил-/?-октаалкилпорфири1юв / Е.А. Колодина, А С. Семейкин, С.А. Сырбу // Тезисы докладов VII Школы-конференции молодых ученых стран СНГ по химии порфиринов и родственных соединений, г. Одесса, 2007, с. 88

5. Сырбу, С.А. Синтез л*«о-монофенил-/?-октаалкилпопфинов / С.А. Сырбу, Е.А. Колодина, АС. Семейкин // Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. М.: Граница. 2007. Т.2. С.544.

6. Колодина, Е.А. Синтез л<езо-нитрофенилпорфиринов / Е.А. Колодина, А.С. Семейкин, С.А. Сырбу, Т.А. Агеева // Тез. докл. X молодежной конференции по органической химии, г. Уфа 2007, с. 183.

7. Kolodina, Е. Electrophilic nitration of synthetic porphyrins / E. Kolodina, A. Semeykin, S. Syrbu // J. Porphyrins and Phthalocyanines-2008.-Vol 12, № 3-6 P. 588.

8. Сырбу, С.А Синтез искаженных порфириновых лнгандов, нитрованием мею-фенилпорфиринов / Е.А. Колодина, А.С. Семейкин, С.А. Сырбу, Е.М. Кувшинова // Тез. докл. XXIV Междун. Чугаевской конф. По координац. химии. СПб. 2009. С. 83-84.

9. Сырбу, С. А. Фенилзамещенные порфирины. Реакции электрофильного замещения / С.А. Сырбу, Е.А. Колодина, А.С. Семейкин // Тез. докл. междун. конф. «Новые направления в химии гетероциклических соединений» Кисловодск. 2009. С. 128-129.

10. Колодина, Е.А. Исследование правил ориентации при нитровании 5-фенил-2,3,7,8,12,18-гексаметил-13,17-диэтилпорфина в системе NaN02 - CFiCOOH/ Е.А. Колодина, А.С. Семейкин, В.Б. Шейнин // Тез. докл. XII молодежной конференции по органической химии, г. Суздаль 2009, с.459.

Автор выражает глубокую признательность д.х.н., профессору кафедры органической химии Сырбу Сергею Александровичу за ценные научные консультации и всестороннюю помощь и поддержку при выполнении работы на всех ее этапах.

Ответственный за выпуск Колодина Е.А.

Подписано в печать 28.01.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,03 Тираж 85 экз. Заказ 1972

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7

Введение

1. Литературный обзор б

1.1. Синтез л*£зо-фенилпорфиринов

1.1.1. Мезотетразамещенные порфирины

1.1.2. Моно-л^езо-фенил и ди-л^езо-фенилпорфирины

1.2. Реакции электрофильного замещения безметальных 11 порфиринов

1.2.1. Дейтерирование

1.2.2. Галогенирование

1.2.2.1. Незамещенный порфин

1.2.2.2. /?-Октаалкилзамещенные порфирины

1.2.2.3. Ди- и три-тиезо-замещенные /^-незамещенные порфирины

1.2.2.4. тиезо-Тетраарилпорфирины

1.2.3. Нитрование порфиринов

1.2.3.1. Нитрование порфина

1.2.3.2. Нитрование /?-октаалкилзамещенных порфиринов

1.2.3.3. Нитрование л/езо-тетразамещенных порфиринов

1.2.4. Сульфирование

1.2.4.1. .мезоТетрафенилзамещенные порфирины

1.2.4.2. Порфирины со свободными мезо- и /^-положениями

1.2.5. Формилирование и ацилирование

2. Обсуждение результатов 42 2.1 .Синтез исходных соединений

2.2.Нитрование порфиринов

2.3.Квантово-химические расчеты распределения зарядов на 72 протонированных нитропорфиринах

2.4.Исследование кинетики реакции комплексообразования 75 нитропорфиринов

3. Экспериментально-методическая часть

4. Итоги работы и выводы

5. Литература ЮЗ

1. Rothemund, P. Formation porphyrins from pyrrole aldehydes 1.I J. Amer. Chem. Soc.-1935.-57, №10.-P. 2010-2011

2. Krol, S. A new synthesis of porphyrin // J. Org. ehem.-1959.-24, №12.-P.2065-2067.

3. Rothemund, P. Porphyrin studies. III. The structure of porphyne ring system // J. Amer. Chem. Soc. 1939. V.61, №9. P. 2912-2915

4. Rothemund, P. Porphyrin Studies. IV. The synthesis of a, ß, у, 5-tetraphenylporphyne / A.R. Menotti, P. Rothemund // J. Amer. Chem. Soc. 1941. V.63, №1. P.267-270

5. Ball, R.H. A further study of the porphyrine-like products of the reaction of benzaldehyde and pyrrole / R.H. Ball, G.D. Dorough, M.A. Calvin // J. Amer. Chem. Soc. 1946. V.69, №11. p.2278-2281

6. Priesthoff, J.H. A new method of purifying a,ß,y,8-tetraphenilporphine / J.H. Priesthoff, C.V. Banks // J. Amer. Chem. Soc. 1954. V.76,№3,P.937-938

7. Thomas, D.W. Tetraphenylporphine and some para-substituted derivatives. / D.W. Thomas, A.E. Martell // J. Amer. Chem. Soc. 1956. V.78, №7. P.1335-1338

8. Adler, A.D. Mechanistic investigation of porphyrin synthesis. I. Preliminary studies on ms-teraphenilporphin / A.D. Adler, E.R. Longo, W. Shergalis //J. Amer. Chem. Soc. 1964. V. 86, №15. P. 3145-3149

9. Treibs, A. Uber die Synthese und die electronenspectren ms-substituierter Porphine / A. Treibs, H. Haberle //J. Liebigs Ann. Chem. 1968. V.718.P.183-207

10. Dolphyn, D. Porphyrinogens porphodimethenes intermediates in the synthesis of meso-tetraphenylporphins.// J. Heterocycl. Chem. 1970. №2. P.275-283

11. Adler, A.D. A simplified synthesis for meso-tetraphenylporphins / A.D. Adler, F.R. Longo, J.D. Finarelli et al. //J. Org. Chem. 1967. V. 32. P.476

12. Kim, J.B. A mechanistic study of the synthesis and spectral properties of weso-tetraarylporphyrins / J.B. Kim, J.J. Leonard, F.R. Longo // J. Amer. Chem. Soc. 1972. V.94, №11. P.3986-3992

13. Little, R.G. Notes on the synthesis of meso-substituted porphyrins from pyrrol carbinols and the mechanism of the Rothemund reaction.// J. Heterocycl. Chem. 1981 V.l8 №4, P.833-835

14. Volz, H. Meso-substitui rte Porphyrine und meso-substituierte Eisenporphyrine./ H. Volz, G. Herb //Z. Naturforsch. 1984. В. 39b, №10. S. 1394-1398

15. Kuroda, Y. A new route for weyo-substituted porphyrin./ Y. Kuroda, H. Murase, Y. Suzuki, H. Ogoshi // Tetrahedron Lett. 1989. V. 30, №118. P.2411-2412

16. Volz, H. Meso-substituterte Porphyrine. III. 5,10,15,20-Tetra-anthracenylporphyrine / H. Volz, H. Schaffer // Chem.-Ztg. 1985. B.109. N9. S.308-309

17. Volz, H. meso-Substituierte porphyrine./ H. Volz, M . Hassler, H. Schaffer //Z. Naturforsch. 1986. B.41b. №10. S. 1265-1272

18. Volz, H. weso-Substituierte porphyrine. 5. Korbporphyrine / H. Volz, M. Hassler // Z. Naturforsch. 1988. B43b, №8. S. 1043-1052

19. Anton, J.A. Synthesis of some mono, di- and tri- substituted tetraarylporphyrins / J.A. Anton, P.A. Loach // J. Heterocycl. Chem. 1975. V. 12, №3. P.573-576

20. Little, R.G. The synthesis of some substituted tetraarylporphyrins / R.G. Little, J.A. Anton, P.A. Loach, J.A. Ibers // J. Heterocycl. Chem. 1975. V. 12, №2. P343-349

21. Богатский, A.B. Порфирины и их производные .II. Синтез и свойства мезо-тетра-(бензо-18-краун-6)порфирина / A.B. Богатский, 3. И. Жилина, Д.Е. Степанов // Журн. Орг. Химии 1982. Т18 №11. С.2309-2312.

22. Мадакян, В.Н. Синтез новых поверхостноактивных мезо-замещенных порфиринов /В.Н. Мадакян, Р.К. Казарян, Ш.М. Манукян // Химия гетероцикл. соединений 1989. №1. С. 79-82

23. Leznoff, V.C.C. Testphasensynthese Unsymmetrischer Tetraarylporphyrine / V.C.C. Leznoff, P.I. Svirskaya // Angew. Chem. 1978. V. 90, №12 P.1001-1002

24. Triebs, A. Uber die Synthese und die Electronenspectren ms-substituierter Porphine / A. Triebs, H. Haberle // J. Liebigs Ann. Chem. 1968. V.718. P. 183-207.

25. Gunter, M.J. Purpurins Bearing Functionality at the 6,16-w^o-Positions: Synthesis From 5,15-Disubstituted meso-fi-(Methoxycarbonyl)vinyl.porphyrins / M.J. Gunter, B.C. Robinson // Austral. J. Chem. 1990. V.43. №11. P.1839-1860

26. Li, G. Synthesis of 5,15-di(p-substituted phenyl)octaalkylporphyrins and their metal complexes / G. Li, S. Wu, Y. Те // Youji Huaxue. 1985. №4. P.300-305.

27. Young, R. Synthesis and characterization of blocked and ligand-appended hemes derived from atropisomeric meso-diphenylporphyrins / R. Young, C. K. Chang // J. Am. Chem. Soc. 1985. V. 107. N 4. P. 898-909.

28. Сырбу, С.А. Мезофенилзамещенные порфирины. Методы синтеза и модификация /С.А. Сырбу, А.С. Семейкин // В сб. «Химия азотистых гетероциклов» М.2001. «Иридиум-пресс» Т.2. С.299-301

29. Семейкин, А. С. Синтез 5,15-дифенилпорфиринов /А. С. Семейкин, Т. В. Любимова, О. А. Голубчиков // Журн. прикл. химии. 1993. Т. 66. вып. 3. С. 710-712.

30. Sessler, J. L. Electronic energy migration and trapping in quinine-substutituted, phenyl-linked dimeric and trimeric porphyrins / J. L. Sessler, V. L. Capuano, A. Harriman // J. Amer. Chem. Soc. 1993. V. 115. N 11. P. 4618-4628.

31. Osuka, A. Synthesis of a 1,3,5-triporphyrinylbenzene / A. Osuka, H. Yamada, K. Maruyama// J.Org.Chem. 1993. V.115. №21. P.9439-9452.

32. Sessler, J. L. The synthesis and optical properties of the first quinine-linked porphyrin dimer. / J. L. Sessler, S. Piering // Tetrahedron Lett. 1987. V.28. N 52. P. 6569-6572.

33. Chang, С. K. Anthracene pillared cofacial diporphyrin. / С. K. Chang, I. Abdalmuhdi // J. Org. Chem. 1983. V. 48. N 26. P. 5388-5390.

34. Ito, S. A new synthesis of benzoporphyrins using 4,7-dihydro-4,7-ethano-2P-isoindole as a synthon of isoindole. / S. Ito, T. Murashima, H. Uno, N. Ono // Chem. Commun. 1998. P. 1661-1662.

35. Harris, D. A convenient synthesis of wevo-substituted porphyrins. / D. Harris, A. W. Johnson, R. Gaete-Holmes // Bioorganic Chem. 1980. V. 9. P. 63-70.

36. Шульга, A.M. Синтез мезо-замещенных порфиринов / A.M. Шульга, Г.П. Гуринович // в кн. докл. Ан БССР. 1981. Т.25. С.55-58.

37. Osuka, A. A twisted and partially overlapping porphyrin dimmer as a new model of special pair in photosynthetic reaction center / A. Osuka, K. Maruyama // Chem. Lett. 1987. V. 16. №5. p.825-828

38. Osuka, A. Synthesis of a conformationally restricted quinon-linked porphyrin. / A. Osuka, H. Tomita, K. Maruyama // Chem. Lett. 1988. N 7. P. 1205-1208.

39. Osuka, A. Synthesis of a conformationally restricted dimeric porphyrins unsimmetrically linked with quinone. / A. Osuka, K. Ida, T. Nagata, K. Maruyama, I. Yamazaki, N. Tamai, Y. Nishimura // Chem. Lett. 1989. N 12. P. 2133-2136.

40. Franck, H. Novel porphyrinoids. 13. Synthesis and electrophilic substitution of new partially p-unsubstituted 18.porphyrins. / H. Franck, G. Krautstrunk//Liebigs Ann. Chem. 1993. P. 1069-1073.

41. Broadhurst, M.J. Synthesis of porphin analogues containing furan and/or thiophen rings / M J. Broadhurst, R. Grigg, A.W. Johnson // J. Chem. Soc. (C). 1971. P. 3681-3689.

42. Bonnet, R. Reactions of electrophilic substitution on octaethylporphyne / Bonnet R., Stephenson G.F //Proc. Chem. Soc. 1964, №9, P.291

43. Bonnet, R. Deuteration of octaethylporphyne / Bonnet R., Gale I.A.D., Stephenson G.F. // J.Chem. Soc. (C), 1967. №13. 1168-1172

44. Paine, J. B. Ill Deuteration of free-base poiphyrins / J. B. Paine III, D. Dolphin//J. Amer. Chem. Soc., 1971, V.93,№16, P.4080-4081.

45. Grigg, R. Synthesis of porphin analogues containing furan and/or thiophen rings /Grigg R., Trocha-Grimshaw J., Waring L.// J.Chem. Soc. Chem. Communs, 1979. №13, P.557-559

46. Smith, K. M. NMR spectra of porphyrins. 18. A ring-current model for chlorophyll derivatives / K. M. Smith, K.C. Langry, J.S. de Ropp // J.Chem. Soc. Chem. Communs, 1979, №22, P. 1001-1003.

47. Johnson, A. W. Meso-mtro and amino-aetioporphyrins / A. W. Johnson, D. Oldfield // Tetrahedron Lett. 1964. N 24. P. 1349-1352.

48. Samuels, E. Halogenation of porphin and octaethylporphin / E. Samuels, R. Shutleworth, T.S. Stevens //J. Chem. Soc. (C).-1968.-P. 145-147i

49. Nudy, L. R. A study of bromoporphins / L.R. Nudy, H. G. Hutchinson, C. etrahedronl984.-V.40.-№12.-P.2359-2363

50. Nudy, L. R. Comparative reactions of porphyn, 5-bromoporphyn, 2-bromoporphyn and 5-nitroporphyn / L. R. Nudy, C. Schieber, F. R. Longo, V. S. Agarwala // Heterocycles. 1987. V. 26. № 7. P. 1797-1803

51. Fischer, H. Uber einige Derivate von Ätioporphyrin I. / H. Fischer, W. Neumann // Liebigs Ann. Chem. 1932. B. 494. S. 225-245.

52. Fischer, H. Uber die Chlorierungs- und Nitrierungsreaktion bei Porphyrinen und Chlorinen. / H. Fischer, W. Kiendauer // Liebigs Ann. Chem. 1941. B. 547. S. 123-139.

53. Bonnett, R. The meso-reactivity of porphyrin and related compounds. Part II. Halogenation. / R. Bonnett, I. A. D. Gale, G. F. Stephenson // J. Chem. Soc. (C). 1966. P. 1600-1604.

54. Johnson, A.W. Synthesis of porphyrins and some reactions of halogenation / A.W. Johnson, D. Oldfield // J.Chem. Soc.(C), 1966, №8, P.794-798.

55. Тынянова, T.C. Бромирование октаэтилпорфина / T.C. Тынянова, M.B. Козырев // в кн. тезисы докладов 3 Всесоюзной конференции по химии и биохимии макроциклических соединений, г. Иваново 1988, С.193.

56. Brunner, Н. Synthesis and in vitro testing of hematoporphyrin type ligands in platinum (II) complexes as potent cytostatic and phototoxic antitumor agents./ H. Brunner, K.M. Scheller, В. Treittinger, // Inorg. Chim. Acta.-1997.-V.264.-P.67-69.

57. Caughey, W.S. Substituted Deuteroporphyrins. I. Reactions at Periphery of Porphyrin Ring / W.S. Caughey, J.O. Alben, W.Y. Fujimoto, J.L. York. // J.Org. Chem.-1966.-V.31 .-№8.-P.2631 -2640.

58. Castella, M. Synthesis of porphyrins beta-tetrasubstituted by flexible hydrocarbon chains / M. Castella, F.R. Trull, F.L. Calahorra, D. Velasco, M.M. Gonzalez // Tetrahedron.-2000.-V.56.-№24.-P.4017-4025

59. Leroy, J. 2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18 Octafluoro - 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)-porphyrin / J. Leroy, A. Bondon, L. Toupet 11 Acta Cryst. 1999. V. C55. P. 464-466.

60. Leroy, J. 2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18 Octafluoro - 5,10,15,20-tetraphenylporphyrin: first synthesis and X-ray crystal structure of the Zn11 complex / J. Leroy, A. Bondon, L. Toupet, C. Rolando // Chem. Eur. J. 1997. V. 3.N11.P. 1890-1893.

61. Onda, H. Fluropyrroles and tetrafluoroporphyrins / H. Onda, H. Toi, Y. Aoyama, H. Ogoshi // Tetrahedron Lett. 1985. V. 26. N 35. P. 4222-4224.

62. Hasobe, T. Enhancement of Light Harvesting and Photocurrent Generation by ITO Electrodes Modified with meso, waso-Linked Porphyrin Oligomers / T. Hasobe, H. Imahori, H. Yamada, T. Sato, K. Ohkubo, S. Fukuzumi // Nano Lett.-2003 .-V.3.-P.409- 412.

63. Shanmugathasan, S. Regioselective halogenation and palladium-catalyzed couplings on 5,15diphenylporphyrin / S. Shanmugathasan, C.K. Johnson, C. Edwards, E.K. Matthews, D. Dolphin, R.W. Boyle // J. Porphyrins Phthalocyanines. 2000.-V.4.-P.228-232

64. Hartnell, R.D. Peripherally metallated porphyrins: the first examples of me^o-eta l-palladio(II) and -palladio (II) complexes with chelating diamine ligands / R.D. Hartnell, D.P. Arnold // Eur. J. Inorg. Chem.-2004.-P.1262-1269.

65. Kato, A. Selective meso-monobromination of 5,15-diarylporphyrins via organopalladium porphyrins / A. Kato, R.D. Hartnella, M. Yamashitab, H. Miyasakab, K,-I. Sugiurab, D.P. Arnold // J. Porphyrins Phthalocyanines.-2004.-V.8.-№ 10.-P. 1222-1227.

66. Takanami, T. Palladium-catalyzed cyanation of porphyrins utilizing cyanoethylzinc bromide as an efficient cyanide ion source / T. Takanami, M. Hayashi, H. Chijimatsu, W. Inoue, K. Suda // Org. Lett. 2005. V. 7. N 18. P. 3937-3940.

67. Wilson, G. S. A conjugated triple strand porphyrin array / G. S. Wilson, H. L. Anderson // Chem. Commun. 1999. P. 1539-1540.

68. Boyle, R.W. Iodination and Heck alkylation of 5, 15-diphenylporphyrin. A convenient entry to asymmetrically meso-substituted porphyrins / R.W. Boyle, C.K. Johnson, D.J. Dolphin // J.Chem. Soc., chem. Commun. 1995.№5. P.527-528

69. Shanmugathasan, S. Reactions of iodation on synthetic porphyrins / S. Shanmugathasan, C.K. Johnson, D. Dolphin, C. Edwards, R.W. Boyle //Proceedings of Seventh biennial congress of the International Photodynamic Association, Nantes, France. 1998. P.133

70. Giraudeau, A. Substituent effects in the electroreduction of porphyrins and metalloporphyrins / A. Giraudeau, H. J. Callot, J. Jordan, I. Ezhar, M. Gross // J. Amer. Chem. Soc. 1979. V. 101. N 14. P. 3857-3862.

71. Zhang, W. Regiospecific (3-functionalization of free-base porphyrins by pseudohalogens /W. Zhang, M. N. Wicks, P. L. Burn//J.Org. Biomol. Chem. 2008. V. 6. N 5. P. 879-886.

72. Tabata, M. Spectrophotometric determination of lithium ion using a water-soluble octabromoporphyrin in aqueous solution / M. Tabata, J. Nishimoto, T. Kusano // Talanta.-1998.-V.46.-№4.-P.703-709.*

73. Kachadourian, R. Synthesis and in vitro antioxidant properties of manganese (III) beta-octabromo-raeso-tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyrin / R. Kachadourian, M.M. Flaherty, L.C. Alvin, M. Patel, BJ. Day //J. Inorg. Biochem.-2003.-V.95.-P.240-248.

74. Callot, H.J. Bromation de la m-tetraphenylporphyne. Preparation d'alkyl-et de polycyanoporphines //Bull. Soc. Chim. Fr.-1974.P. 1492-1496.

75. Chan, K. S. Synthesis of Beta-Aryl Substituted Porphyrins by Palladium Catalyzed Suzuki Cross-coupling Reaction / K. S. Chan, X. Zhou, M.T. Au, C.Y. Tarn //Tetrahedron.-1995.-V.51.-№ll.-P.3129-3136.

76. Kumar, P. K. An improved protocol for the synthesis of antipodal (3-tetrabromo-tetraphenylporphyrin and the crystal structure of its Zn(II) complex / P. K. Kumar, P. Bhyrappa, B. Varghese // Tetrahedron Lett. 2003. V. 44. P. 4849-4851.

77. Bartoli, J. F. Hydroxylation of linear alkanes catalysed by iron porphyrins: particular efficacy and regioselectivity of perhalogenated porphyrins / J. F. Bartoli, O. Brigaud, P. Battioni, D. Mansuy // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991. P. 440-442.

78. Shea, K. M. Dodecasubstituted metallochlorins (metallodihydroporphyrins) / K. M. Shea, L. Jaquinod, R. G. Khoury, K. M. Smith // Chem. Commun., 1998. P. 759-760.

79. Jaquinod, L. Regioselective syntheses and structural characterizations of 2,3-Dibromo- and 2, 3, 7, 8, 12, 13 hexabromo - 5, 10, 15, 20 -tetraphenylporhyrins / L. Jaquinod, R. G. Khoury, K. M. Shea, K. M. Smith//Tetrahedron 1999. V. 55. P. 13151-13158.

80. Vicente, M. G. H. Synthesis and chemistry of new benzoporphyrins / M. G. H. Vicente, L. Jaquinod, R. G. Khoury, A. Y. Madrona, K. M. Smith // Tetrahedron Lett. 1999. V. 40. P. 8763-8766.

81. Crossley, M. J. Regiospecific introduction of four substituents to porphyrin systems at antipodal pyrrolenic positions / M. J. Crossley, P. L. Burn, S. S. Chew, F. B. Cuttance, I. A. Newsom // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991. P. 1564-1566.

82. Drach, J. E. Reactions of electrophilic substitution of porphyn. Nitration of porphyn / J. E. Drach, F. R. Longo // J. Org. Chem., 1974, vol. 39, N 22,p. 3282-3284.

83. Fischer, H. Electronic states and optical properties of porphyrins / H. Fischer, W. Fröwis // Hoppe-Seyler' Ztschr. Physiol. Chem., 1931, Bd.195, №1/2, S. 49-80.

84. Fischer, H. meso-Substituted octaalkylporphyrins: synthesis, spectroscopy, electrochemistry and electronic structure / H. Fischer, E. Thurner // Hoppe-Seyler' Ztschr. Physiol. Chem., 1932, Bd.204, №1/2, S. 68-80.

85. Fischer, H. Neue Synthese des Desoxo-phyllerythrins sowie einiger Derivate des Phylloporphyrins. / H. Fischer, M. Speitmann, H. Meth //A. 1933. B. 506. S. 154-167.

86. Bonnett, R. The w&so-reactivity of porphyrins and related compounds. I. Nitration / R. Bonnett, G. F. Stephenson // J. Org. Chem. 1965. V. 30. N 8. P. 2791-2798.

87. Kruper, W. J. Regiospecific aryl nitration of meso-substituted tetraarylporphyrins: a simple route to bifunctional porphyrins / W. J. Kruper, T. A. Chamberlin, M. Kochanny // J. Org. Chem. 1989. V. 54. N 11. P. 2753-2756.

88. Ostrowski, S. Preparation of raeso-tetraarylporphyrins nitrated in two neighboring aromatic rings / S. Ostrowski, B. Lopuszynska // Synth. Commun. 2003. V. 33, N 23. P. 4101-4110.

89. Ostrowski, S. Synthesis of highly substituted weso-tetraarylporphyrins / S. Ostrowski, A. Mikusa, B. Lopuszynska // Tetrahedron 2004. V. 60. P. 11951-11957.

90. Luguya, R. Synthesis and reactions of raeso-(p-nitrophenyl)porphyrins / R. Luguya, L. Jaquinod, F. R. Fronczek, M. G. H. Vicente, K. M. Smith / Tetrahedron 2004. V. 60. P. 2757-2763.

91. Johnson, A.W. A m^so-addition reaction of meso-tetraphenylporphyrin / A.W. Johnson, M. Winter// Chem. Ind. 1975, №8, P.351

92. Bartoli, J.F. Reactions of nitration maso-Tetrapentafluorporphyn / J.F. Bartoli, P. Battioni, W.R. De Foor, D. Mansuy //J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994, p. 23

93. Zhang, H.-L. Regiospecific aril nitration of meso-tetraarylporphyrins: the directive effect of para-substituent / H.-L. Zhang, W.-M. Shi, J. Wu // Heterocycles 2005. V. 65. N 12. P. 3001-3006.

94. Meng, G. Porphyrin chemistry to the design of anti-cancer drugs; part 1, the synthesis of porphyrins containing meso-pyridyl and //zero-substituted phenyl functional groups / G. Meng, B. James // Can. J. Chem. 72,1894 (1994).

95. Kessel, D. Water-soluble porphyrins in oxidation processes / D. Kessel, P. Thomson, K. Saatio, K.D. Nantwi // Photochem. Photobiol. 1987; 45: 787.

96. Labat, G. Water-soluble porphyrins in photodynamic therapy / G. Labat, J.L. Serfs, B. Meunier//Angew. Chem. Int. Ed. 1990; 29: 1471

97. Pusternak, R.F. Aggregation of meso-substituted water-soluble porphyrins / R.F. Pusternak, P.R. Huber, P. Boyd et al. // J. Amer. Chem. Soc. 1972. V.94. №13. P.4511-4513

98. Biffmger, J.C. Differential substituent effects of p-halogens in water-soluble porphyrins / J.C. Biffinger, H. Sun, A.P. Nelson, S.G. DiMagno // Org. and Biomol. Chem. 2003. V.l. №4. P.733-736.

99. Tang, Fulong Synthesis of mes<>tetra(2-amino-5-sulfophenyl)porphine and its color reaction with cobalt / Fulong Tang, Lihong Wang. Zhenlin Chai // Huaxue Shiji Chem. Reagents. 1993. V.l5. №. 6. P.324-326.

100. Fernandes, A.A. Water soluble meso-tetraarylporphyrins deacids / A.A. Fernandes, C.M. Stinson, A. Shamin // Pakistan J. Sci. Res. 1987. V. 30. №9. P. 643-645.

101. Chen, X. Spectrophotometry study of the reaction of 5,10,15,20-tetra(2-hydroxy-5-sulfophenyl)porphine with manganese / X. Chen, F. Tang, C. Wang // Phys. Test. Chem. Anal. 1990. V. 26. №2. P.70-71.

102. Tang, F. Synthesis of 5,10,15,20-tetra(4-hydroxy-3-sulfophenyl)porphine and study of its acid-base equilibrium / F. Tang, X. Chen, C. Wang // Huaxue Sniji Chem. Reagents. 1987. V. 9. №1. P. 7-9.

103. Dixon, D.W. Sulfonated naphthyl porphyrins as agents against ШУ-1 / D.W. Dixon, A.F. Gill, L. Giribabu, A.N. Vzorov, A.B. Alam, R.W. Compans // J. Inorg. Biochem. 2005. V. 99. №3. P.813-821.

104. Garcia-Ortega, H. Meso- and (3-pyrrole sulfonated porphyrins obtained by sulfonation of 5,15-bis(phenyl)porphyrin / H. Garcia-Ortega, J.M. Ribo // J. Porphyrins and Phthalocyanines. 2000. V. 4. №5. P.564-568.

105. Колодина, E.A. Фенилзамещенные порфирины. III. Относительная реакционная способность в реакции нитрования // Е.А. Колодина, С.А. Сырбу, А.С. Семейкин, О.И. Койфман // Журн. орг. химия, 2010 т. 46, вып. 1,С. 136-141.

106. Uemura, S. Nitration of aromatic hydrocarbons and ipso-nitrosodemetallation of arylmetal compounds in sodium nitrite-trifluoroacetic acid / S. Uemura, A. Toshimitsu, M. Okano // J. Chem. Soc., Perkin Trans. I. 1978. P. 1076-1079.

107. Spitzer, Udo A. Trifluoroacetic acid as a medium for aromatic nitration using sodium nitrate/ Udo A. Spitzer, Ross Stewart// J. Org. Chem., 1974, 39 (26), 3936-3937

108. Kolodina, E. Phenylsubstituted Porphyrins. 2. Synthesis of 5-Arylporphyrins / E. Kolodina, T. Lubimova, S. Syrbu, A. Semeikin // Макрогетероциклы / Macroheterocycles 2009 2(1) 33-41

109. Семейкин, A.C. Улучшенный метод синтеза замещенных тетрафенилпорфинов / A.C. Семейкин, О.И. Койфман, Б.Д. Березин // Химия гетероциклических соединений, 1986, №6, С. 798-801.

110. Jaquinod, L. Functionalization of 5,10,15,20-tetra-substituted porphyrins // The porphyrins Handbook, 2000, 1, 201

111. Screen, Т. E. O. Making conjugated connections to porphyrins: a comparison of alkyne, alkene, imine and azo links / Т. E. O. Screen, I. M. Blake, L. H. Rees, W. Clegg, S. J. Borwick, H. L. Anderson // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 2002. P. 320-329

112. Collman, J.P. Reversible oxygen adduct formation in ferrous complexes derived from «picket fence» porphyrin. A model of oxymyoglobin / J.P. Collman, R.P. Gagne, T.R. Halbert et al. // J. Amer. Chem. Soc. 1973. V.95, N.23. P.7868-7870

113. Sheinin, Vladimir B. pH-depended porphyrin based receptor for bromideions selective binding / Vladimir B. Sheinin, Ekaterina L. Ratkova, and Nugzar Zh. Mamardashvili// J. Porphyrins Phthalocyanines, 2008; Vol.12, p.1211-1219.

114. Березин, Б. Д./ Координационные соединения порфиринов и фталоцианина / Б. Д. Березин М.: Наука, 1978. 280 с

115. Гуринович, Г. П., А. Н. Севченко, К. Н. Соловьёва. / Спектроскопия хлорофилла и родственных соединений / Г. П. Гуринович, А. Н. Севченко, К. Н. Соловьёва. Минск: Наука и техника, 1968. С. 153.

116. Семейкин А. С., Шатунов П. А. Синтез и модификация пространственно искаженных порфиринов. // В кн.: Успехи химии порфиринов. Т. 3. / Под ред. О. А. Голубчикова. СПб.: НИИ химии СПбГУ. 2001. С. 47-71.

117. Hoard J.L. Stereochemistry of porphiryns and metalloporphiryns. // In: Porphiryns and Metalloporphiryns / Ed. К. M. Smith Amsterdam-Oxford-N. Y.: Elsevier Sci. Publ. Сотр. 1975. P. 317-380.

118. Scheldt W. R. // In: The Porphiryns. / Ed. Dolphin D. New-York: Academic Press, 1979. V. 3. Capter 10. P. 463-511.

119. Scheidt, W. R. Kinetics of the reactions of divalent copper, zinc, cobalt, and nickel with a deformed water soluble centrally monoprotic porphyrin / W. R. Scheidt, Y. Lee // J. Struct. Bonding (Berlin). 1987. V. 64. P. 1-70.

120. Shelnutt, J. A. Nonplanar porphyrins and their significance in proteins. / J. A. Shelnutt, X.-Z. Song, J.-G. Ma, S.-L. Jia, W. Jentzen, C. J. Medforth // Chem. Soc. Rev. 1998. V. 27. P. 31-41.

121. Jentzen, W. Conservation of the conformation of the porphyrin macrocycle in hemoproteins / W. Jentzen, J.-G. Ma, J. A. Shelnutt // Biophys. J. 1998. V. 74. N2. P. 753-763.

122. Голубчиков О. А., Пуховская С. Г., Кувшинова Е. М. Пространственно искаженные порфирины. Строение и свойства. // В кн.: Успехи химии порфиринов. Т. 4. / Под ред. О. А. Голубчикова. СПб.: НИИ химии СПбГУ. 2004. С. 45-75.

123. Лэнгфорд, К. /Процессы замещения лигандов/ К. Лэнгфорд, Г. Грей -М.: «Мир», 1969.с 120 ^

124. Гринберг, А.А. /Введение в химию комплексных соединений/ М. Л., «Химия», 1966.

125. Basolo F., Pearson R. Mechanism of inorganic reactions. N. Y., 1958.