Синтез хиральных и полиформильных дендритоподобных структур, их реакции и применение тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ имени А. К Несмеянова

На правах т^даписи

КЕЛБЫШЕВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА

СИНТЕЗ ХИРАЛЬНЫХ И ПОЛИФОРМ ИЛЬНЫХ ДЕНДРИТОПОДОБНЫХ СТРУКТУР, ИХ РЕАКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ

02,00 08~ химия элементоорганических соединений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата, химических наук

00Э0В5400

Москва-2007

Работа выполнена в Лаборатории механизмов реакций Института элементооргавичесзсих соединений имени А Н. Несмеянова Российской академии наук

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник

Лойм Николай Михайлович

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ-кандидат химических наук,

Моисеев Сергей Константинович

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник

Дунина Валерия Владимировна

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей (ФГУП НИОПИК)

Защита диссертации состоится 2 октября 2007 года в 10 часов на заседании Диссертационного совета К 002 250 01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук в Институте элементоорганических соединений имени А Н Несмеянова РАН по адресу 119991, ГСП-1, Москва, ул. Вавилова, д 28

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНЭОС РАН

года

Ученый секретарь

диссертационного совета К 002.250.01 кандидат химических наук

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Дендримеры представляют собой новое бурно развивающееся направление органической и элементоорганической химии монодисперсных соединений каскадного строения с широким диапазоном молекулярных масс от десятков до 10" (п=2-5) Дальтон В середине двадцатого века Флори теоретически рассмотрел процессы образования разветвления трехмерных макромолекул при самоконденсации полифункциональных мономерных единиц Однако до начала восьмидесятых годов экспериментальные работы в этой области отсутствовали Только в 1984 году Томалия разработал первый итерационный метод синтеза каскадных соединений и охарактеризовал первое семейство - полиаминоамидные дендримеры Пионерские работы Томалии, оригинальные исследования Ньюкома, Фреше и ряда других авторов заложили основы химии дендримеров и определили пути их прикладного использования Полученный к настоящему времени огромный экспериментальный материал в области монодисперсных соединений каскадной архитектуры суммировали в ряде монографий и обзорных статей.

Одно из привлекательных и интенсивно развивающихся направлений химии дендримеров - применение их в катализе, в частности в асимметрическом металлокомплексном катализе Это обусловлено тем, что хиральные дендримерные катализаторы, обладающие высокой степенью структурной регулярности, молекулярной монодисперсностью и хорошо определенными идентичными каталитическими участками представляют собой более идеальные каталитические системы хиральной индукции, чем менее регулярно структурированные, но коммерчески более доступные катализаторы на основе разветвленных полимеров Одной из важных стадий получения хиральных дендритных структур является контролируемая модификация периферийного слоя молекулы путем трансформации концевых функциональных групп либо присоединением ахиральных комплексов к хиральным дендримерным структурам, либо иммобилизацией хиральных катализаторов к предварительно полученным ахиральным дендримерам До начала нашей работы уже были известны дендримеры, содержащие на периферии простые и сложные эфирные, кислотные,

спиртовые, амидные, нитрильные и амино- группы Но в основном это мало реакционяоспособные группы, целенаправленная хиральная модификация которых может быть осуществлена в узком диапазоне Мы полагали, что более эффективным для создания хиральных катализаторов окажется получение дендримеров, содержащих на периферии формильньге группы Высокая и разнообразная реакционная способность альдегидов позволяет в широком диапазоне проводить модификации концевого слоя дендримеров

Таким образом, представляется актуальным осуществление синтеза новых полиформилдендримеров, модификация периферийного слоя таких дендримеров в - частности оптически активными аминами и аминоспиртами и изучение возможности их использования в качестве вспомогательных реагентов в реакциях асимметрического синтеза

Цель работы. Поиск подходов к созданию хиральных дендритных систем, способных выполнять роль вспомогательных реагентов в асимметрическом синтезе оптически активных соединений

Научная новизна и практическая ценность работы.

1. Разработаны пи улучшены методики получения исходных в синтезе дендримеров мономерных соединений как неизвестных ранее, так и используемых в литературе п-гидроксяметилбензалвдегида, п-бромметилбензальдегвда, 1,3,5-трисхлорангидрида бензолтрикарбоновой кислоты, 1,3,5-тряс(п-гадроксифения)бензола, 1,2-гидроксиметилцимантренкарбальдегида

2. Впервые показана возможность использования реакций ароматического нуклеофильного замещения атома фтора в перфторароматических производных при их взаимодействии с фенолами для формировании дендритных структур.

3. Разработаны методы синтеза различных типов полиформилсодержащих дендронов и дендримеров нулевого, первого и второго поколений, представляющих собой как гибкоцепные, так и жесткоцепные молекулы

4. Впервые разработан метод получения хиральных дендритных молекул путем использования оптически активных производных цимантрена в процессе формирования структуры дендримера.

5. Проведена и изучена хиральная модификация полиформилсодержащих дендримеров различными оптически активными аминоспиртами в условиях твердофазного и жидкофазного синтеза.

6. На основе впервые полученных новых мономерных и дендримерных лигандов получены катализаторы, которые бьши протестированы в Р(1-катализируемом ашшльном алкилировании 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата диметилмалонатом (ее от 51% до 94%)

Состав и строение полученных соединений подтверждены широким набором физико-химических методов исследования ЯМР 'Н, 13С, 31Р, "р-спектроскопией, масс-спектрометрией методами электронного удара и МАНЯ-ТОР, а также элементным анализом.

Атюбамш» работы. Результаты работы докладывались на Восьмой Молодежной научной школе-конференции по органической химии (Казань, 2005), Девятой Научной школе-конференции по органической химии (Москва, 2006 — 2 тезисов докладов); Международной конференции по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бейлыптейна до современности" (Санкт-Петербург, 2006 - 2 тезисов докладов).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи в российских и иностранных журналах и тезисы 5 докладов на

Структура н объем работы. Диссертационная работа общим объемом страниц состоит из введения, литературного обзора, посвященного основным принципам построения дендримеров, типам хиральности в оптически активных дендримерах и их практического использования главным образом в асимметрическом синтезе, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы, включающего -^^наименований Диссертация содержит Шоша, & таблиц и $ рисунков

Основное содержание работы.

1. Изучение возможности использования реакций ароматического цвкофшнлого замещения атома фтора в синтезе дендритных соединений.

Следует подчеркнуть, что до нашей работы подход к конструированию дендритных структур, заключающийся в использовании нуклеофильного замещения атома фтора в ароматических фторсодержащих соединениях фенолами, не был описан в литературе. Нами было установлено, что взаимодействие метилового эфира 3,5-дигидроксибензойной кислоты 2 с перфгорбензальдегидом I в растворе ацетона или ДМФА завершается почтя количественным образованием дендрона 3, который был модифицирован (-)-норэфедрином с образованием бисимина 4 и далее восстановлен до 1,2-аминоспирта 5. Децдроны 4 и 5 обладают двумя хиралывдми хелатирующими металл фрагментами и могут быть непосредственно использованы для получения хиральных катализаторов (схема 1)

г

оно

\ ? ? СН3РЬ

КгСС^ * Т тг1Ж-Ьи-СН

Г Г явнДМвд О \_/

•г-и-соошз \0>-сно

2а:Л-СН,да у у 3

лЗу-^-^-сы-он ^О-ивнн-сн-сн-он

о >4 о* л /ущ еиь'л

О )—( О

Хч«^)>-СН=Я-СН-СН-Ш1 нкн- 1Н- СН- он

( С»чл >4 сч'т

г » . г г

* 5

Схема 1.

В отличие от метилового эфира 3,5-дигидроксибензойной кислоты 3,5-дигидроксибензиловый спирт 2а взаимодействует с перфторбензальдегидом существенно медленнее, что требует увеличение времени реакции с 3 часов до 20 часов. Однако при этом резко возрастает доля побочных реакций, приводящих к образованию продуктов, не содержащих концевые формильные группы В связи с этим, с целью избежать побочных реакций, нами была осуществлена попытка твердофазного проведения реакции нуклеофильного ароматического замещения

фтора. На модельной реакции перфторбензальдегида 1 с п-гидроксибензальдегидом 6 было показано, что в отсутствии растворителя взаимодействие смеси реагентов действительно приводит к продукту замещения 7 с высоким выходом (схема 2)

Однако, в аналогичных условиях твердофазная реакция метилового эфира 3,5-дигидроксибензойной кислоты и перфторбензальдегида не привела к получению соответствующего дендрона Основным продуктом в данном случае оказался л-гидроксиперфторбензальдегид Нам казалось возможным использовать полученное бисформильное соединение 7 для модификации деядримеров типа Фреше с концевыми фенольными группами, предварительно селективно восстановив одну из альдегидных групп до спиртовой Для этого было необходимо селективно защитить одну альдегидную группу в этом соединении Но неожиданно оказалось, что, несмотря на различную природу аршгьных групп в 7, его взаимодействие с этиленгликолем проходит не селективно Вследствие этого мы предприняли попытку прямого синтеза соединения 9 твердофазной реакцией ацетализированного перфторбензальдегида 8 с фенолом 6, которая, однако, не привела к получению желаемого продукта По окончании реакции были выделены только исходные реагенты Чтобы выяснить причину пассивности фтора в соединении 8 к нуклеофильному замещению, мы изучили взаимодействие п-гидроксибензальдегида 6 с метилперфторбензолом 10 и трифггорметшшерфторбензолом 11 (схема 3)

сно

Схема 2.

КлСОз

ноч^Ьсно^ оес-6

Р В"

9 к р

р_/ГЛУ-ст5 -► СР сто

б >—( за%

Схема 3.

При этом оказалось, что пешафтортолуол 10 не вступает в реакцию с п-гадроксибензальдегидом б. Хотя трифторметилперфторбензол взаимодействует с б» однако продукт реакции 12 образуется более чем за 1 месяц и выход его не превышает 30% На основании проведенных реакций можно сделать вывод, что замена акцепторной альдегидной группы на донорные ацетальную или метальную препятствует протеканию реакций нуклеофильного замещения ароматического атома фтора. Поскольку формильная и иминная группировки близки по электронному строению, можно было ожидать, что взаимодействие п-гидроксибензапьдегида 6 с соединением 13 будет иметь место Действительно, замещение фтора в 13 фенолятом 6 происходит и выход продукта 14 составляет 77% (схема 4)

в р г р

УЧ ХСНз РЬ 77% ^МГ ЧСН,>Ь

Г Р 13 6 р Г 14

Схема 4.

Следует отметить, что во всех случаях, в которых наблюдается замещение фтора в изученных нами полифторароматических соединениях при действии фенолят-иона происходит исключительно в пара-положение, о чем свидетельствует анализ спектров фторного резонанса. Таким образом, хотя предложенный нами способ формирования структуры дендронов работает, тем не менее,

многочисленные сложности, связанные с протеканием побочных реакций в рассмотренных случаях не позволило нам осуществить синтез дендримеров. 2. Синтез формилсодержащих дендримеров по реакции Внльямсона. 2.1 Получение бром- я метаисульфонат-прокзводных п-гшдрокснметилбензальдегида, 3,5-бис(4-формилбензилоксн)бензнлового

В работе впервые предложен подход к синтезу дендримеров, содержащих на периферии формальные группы, основанный на использовании в реакции Вильямсона бром- и метансупьфонат-проговодных формилсодержащих дендронов 4-гидроксиметилбензальдегида 20 и 3,5-бис(4-формилбензилокси)бензилового спирта 24 В качестве исходных соединений для синтеза 20 и 24 и их производных были выбраны коммерчески доступные - терефталевый альдегид 15, 4-бромбензальдегид 18 и метиловый эфир 3,5-дигидроксибензойной кислоты 2. Так, 4-бромметилбензальдегид 17 был синтезирован нами несколькими способами Первый способ заключался в селективной защите одной альдегидной группы в терефтаяевом альдегиде и последующее восстановление получившегося соединения до 4-( 1,3 -диоксалил)бешилового спирта 16, выход которого составил 55% Затем этот спирт был переведен в бромид 17 с помощью традиционного метода системой тетрабромметан/трифенилфосфин (схема 5)

На схеме 6 представлен второй вариант получения 17, исходя из пара -бромбензалвдегида 18, альдегидная группа которого была предварительно защищена с помощью оксапановой группы Затем по реакции Гриньяра была введена вторая альдегидная группа, восстановление и последующее бромирование которой привело к образованию целевого продукта 17

спирта.

Схема 5.

1)1ЮСН2(.'Н2ОН

2)Мё Л>Й№

2)СВг,1/РИ1з

3)Н,0+

онс-

^)-сн2вг

19 40% 3)Н,0+

Схема 6.

17 30%

Низкие выхода в двух предыдущих методах получения п-броммегалбензальдегида заставили нас искать более удобный и эффективный способ получения этого соединения. Предложенный новый подход к синтезу п-бромметилбензальдегида включает в себя селективное восстановление терефталевого альдегида 15 до п-гидроксиметилбензальдегида 20, выход которого составляет 85-90% Это соединение бромировали рядом бронирующих реагентов, наиболее эффективным из которых оказался РВг3 в эфире (выход бромида 80%) (схема 7)

СВг4/РРЬ3

онс—сно онс—<^^-се2он

15 20 85%

45 % ¡ЧВЯ/РРЬз

«5 % ОНС—(( ))—СНаВг

РВг3СН2С^

с-СИ

«0% РВг3,эфвр

17

80%

Схема 7.

В качестве альтернативного алкилирующего агента, с более легко уходящей группой, чем бром-анион, с выходом 95% был получен также метансульфонат п-гидроксиметилбензальдегида 21 (схема 8)

НОСНг—0-сно ОСН-^)-

20 * 21

Схема 8.

Взаимодействием обоих алкилирующих агентов - бромида 17 и мезилата 21-с метиловым эфиром 3,5-дигидроксибензойной кислоты 2 и 3,5-дигидроксибензиловым спиртом 2а впервые получены дендроны первого уровня с концевыми формияьными труппами 23 и 24 (схема 9)

и

Ш2ОЖ>гМе

(ЮН СН2Вг

Схема 9.

С целью получения дендрона более высокого поколения были изучены

формилбензияокси)бензилового спирта 24 При этом оказалось, что замена ОН-группы на бром стандартным методом, используя систему СВг^/РРИз в данном случае не происходит Напротив применение системы N138/ РРЬ3 приводит к получению нового бромсодержащего соединения 25 Однако вместо ожидаемого замещения ОН на бром в данном случае проходит монобромирование бензольного кольца в орто-положение к гидроксиметильной группе исходного соединения 24, что было установлено на основании анализа спектров ПМР Этот результат возможно связан с наличием в орто- и пара-положениях донорных заместителей, которые облегчают электрофильное замещение в ядро Наиболее удобным бромирующим агентом оказался РВг3 Полученное с его помощью производное бензилбромида 26 было выделено с хорошим выходом Метансульфонирование спирта прошло с практически количественным выходом (схема 10)

реакции бромирования

и

метансульфонирования 3,5-бис(п-

снг4 ч/, сц-он

СНг«!

I \

Вг

45%

тс-

лх лг -

25

€Нг-Вг

\ ?Нг3

сто 24 ¿но вт * 26

СН^-ОВОгСНз

ХСНзБОгС!

Ш% 0НС—^ "'-ОСН3-^~у-СНО

Схема 10.

Даяее была проведена попытка синтеза дендрона 2-го поколения 24-П реакцией 3-х кратного избытка метансульфонат- или бром-производных 25 и 26 с 3-5-дищдроксибензиловым спиртом 2а при кипячении в ДМФА, ацетоне или ацетонитриле (Схема 11) Оказалось, что в то время как введение одной дендритной группы в дифенол 2а происходит достаточно быстро, дальнейшее замещение требует увеличения времени реакции более чем в 2 раза Однако, результатом увеличения продолжительности реакции является полное исчезновение 24-1 и образуются смеси продуктов, не содержащие формальных групп.

СНгОН 28

ОН

ОН

2а

Юшт&штк аавтон. ДМФА, ящггттрия. 0

Смола

Схема 11.

3. Получение дендрнмеров нулевого и первого поколений, исходя яз дендрона я 1,3,5-трисхлорангидрида бензолтрикарбоновой кислоты.

Реакция дендрона 24 с 1,3,5-трисхлорангидридом бензолтрикарбоновой кислоты 28 в толуоле в присутствии ДМАП привела к получению формилсодержащего дендримера 1-го поколения с 6-ю формильными группами 29 (схема 12)

оеНа—^^-сно ^соа РМАР

дас^-О ~

ОСН2—¡^-СНО 28

С10СН

соа

о1*"*

сно

Схема 12.

Аналогично, взаимодействием хлорангидрида 28 с п-гидроксиметилбензальдегидом 20 был получен дендример 0-го уровня с 3-мя формильными группами 30 Эта же реакция нами была успешно осуществлена при перемешивании в диоксане в присутствии меньших количеств (в три раза) ДМАП при комнатной температуре (схема 13)

COCI

онс—CHjOH 4. cioc-(^>

V 28 COC1

СОЖНгЧГ )V-CHO

OHC-^^-CH^OOC-^^^COOIHjH^^CHO

Схема 13.

Строение 29 и 30 и их индивидуальность были подтверждены с помощью ПМР-спектроскопии, тонкослойной хроматографии, элементного анализа и масс-спектрометрии Анализ спектров ПМР показал, что в обоих случаях наблюдается единственный синглетный сигнал в области 10 ррш, соответствующий протонам СНО-групп (10 04 ррш для 6 протонов 29 и 10 10 ррш для 3 протонов 30) и синглетный сигнал в области 9 ррш, соответствующий протонам С«Н3-групп (8 94 ррш для 3 протонов 29 и 9 00 ррш для 3 протонов 30) и также остальные сигналы, соответствующие протонам оставшихся групп по положениям и интенсивностям

4. Хнральная модификация формилсодержащих дендримеров оптически активными амипоспиртами.

Модификацию периферийного слоя дендримеров проводили как в твердой фазе, так и в растворе при перемешивании в дейтерохлороформе, либо при кипячении в этаноле в присутствии сульфата натрия такими оптически активными амипоспиртами как (ДЗ^-псевдоэфедрин, (15,211)- или (/Д, 2.5>)-норэфедрин, (5)- или (Д)-аминобутанол и (£)-изолейцинол (схема 14)

4 чД

а * Ю1г_ ек-си-ок

*

¿Ц, А

зг

р-0| Ш2-е%о^.вя

СН- в г

30

¿А

33

1. ** .1,

5 *

А + - ЮЦ-СК- СН-ОН

««Н ¿я, к

35 Р~ Д 1Г Юж-аки.гви

к к

СНд—ин-СК-1и- »к ¿4» к

34

«а

36

ЫЖ4-» V

29

и

[но Ш!-^«-»» (Я^В 38 *

и

Схема 14.

При этом следует отметить, что анализ спектров ПМР свидетельствует о существовании в реакционной смеси в растворе открытой и закрытой (оксазолидин) форм в случае иминоспиртов и о том, что в случае прямого получения оксазолидина первоначально образуется 2 стереоизомера, но один из кинетически предпочтительных изомеров переходит в термодинамически более стабильный диастереомер Выходы оптически активных продуктов во всех случаях были количественными и модификация проходила по всем формильиым группам

5. Получение формилсодержащих деидримеров, исходя из 1Д5-трис(п-гядроксифеяол)бензала и соответствующих бензилбромидов.

5.1 Получение ядра - 1,3,5-трис(п-гидроксифенол)бензола.

В предыдущем разделе рассмотрены дендримеры с ядром, обеспечивающим гибкость молекулы и подвижность ветвей дендримеров 29 и 30 Однако наличие в них сяожноэфирной связи понижает их стабильность в условиях реакции гидролиза как кислотного, так и щелочного В связи с этим мы обратились к синтезу формилсодержащих дендримеров не содержащих этот тип связи, используя в качестве ядра 1,3,5-трис(п-гидроксифенол)бензол 41. Цикаотримеризация п-метоксиацетофенона в ортомуравьином эфире с продувкой сухим хлороводородом приводит к получению триметокси-замещениого ядра 39 Однако, оказалось, что использование традиционного реагента трибромида бора для снятая метальной защиты в 39 дает неудовлетворительные результаты Одновременно со снятием метальной защиты происходит расщепление С-О связи

и продуктом этой реакции является 1,3-п-гидроксифенил-5-фенилбензол 40 Нами было установлено, что более селективным реагентом является солянокислая соль пиридина. Взаимодействие продуктов термолиза этой соли с трис-метоксисоединением приводит к получению целевого 1,3,5-три(п-щдроксифенил)бензола 41 с выходом более высоким, чем выходы, описанные в литературе (схема 15).

53 Получение формилсодержащих дендрнмеров, исходя нз и^трнф-гвдроксифенол)бензола и соответствующих бензилбромндов.

Присоединение к ядру 41 4-бромметилбензальдегида 17 и 3,5-бис(4-формилбензилокси)бензш1бромида 26, привело к получению формилсодержащих децдримеров, соответственно нулевого и первого поколений, содержащие 3 и б карбоксильных групп (схема 16) Также как в случае с соединениями 29 и 30 спектры ПМР 42 и 43 имеют весьма простой вид, подтверждающий их строение и отсутствие в растворе стабильных конформеров

он

Схема 15.

¡вг 17

1,5 щ, 84%

ОСН,-^- СИР ч

26 сю

Схема 16.

Эта формилсодержащне деидримеры были подвергнуты хиральной модификации радом оптически активных аминоспиртов (смотри выше) (схема17)

рь

8 В

Р * * -1 го%—с^сн-он I нот—снк=сн -о 1_ 1

сн3 а

в в СНз—1УН—сн-сн-он

та

№=СВ- -В

45

, 0 Шх-ОКНГОН

н/""Лн X 42 \ ЗД

СНз"

- * *

НОШ—СГО1=С11Н>

к и

во №=<

Б к мн*—сн-сн-он

сн, к

носну—сн—к=снЛс

- > -I»

8 в СНз—от—сн-сн-он

сн, 1ъ

- 6

'Я

н;рг он / 43

>

СНз _

ТОг-СНС^ОН \ ^

НО ОТ г—СН—

¿л

51

Также как и в случае оптически модифицированных дендримеров, полученных из 29 и 30, анализ спектров ПМР показал, что в случае иминоспиртов в растворе присутствуют открытая и закрытая формы, а в случае оксазолидина из двух стереоизомеров с течением времени образуется один, термодинамически более стабильный

6. Синтез форм илсодсржащнх дендронов и дендримеров нового типа, используя методологию "click chemistry".

В настоящей работе, используя широко применяемые в последние годы методологии из так называемой "click chemistry" впервые осуществлен синтез ахиралъных формилсодержащих дендритных структур нового типа, ветви которых включают 1,2,3-триазольные группы Присутствие в этих молекулах азотистого гетеротоцикла открывает путь к созданию для асимметрического катализа хиральных дендритных лигандов и их металлокомплексов, обладающих свойствами ионных жидкостей и повышенной растворимостью в водной среде В качестве ядер были использованы флороглюцинол 52 и 1,3,5-трис(п-гидроксифенил)бензол 41. Флороглюцинол функционализировали пронаргилбромидом с образованием ядра 53, взаимодействием которого с впервые полученным в данной работе азидом 54 был синтезирован дендример с тремя формальными группами 55 (схема 18)

он

52

S3

СввОф ascorbat Na

20

21

:но

онс

сно

55 46%

Данное соединение затем было модифицировано оптически активным аминобугаяолом По аналогичной схеме был осуществлен синтез дендрона 1-го поколения 58 с триазольяыми циклами и азидной функцией в фокальной точке Взаимодействием азидов 54 и 58 с трисацетштеновым ядром 59 осуществлен синтез соответствующих дендримеров 0-го я 1-го поколений 60 и 61 (схема 19 и 20) ?НаРН сщон

Вг"^

он

О}

22

ЯзСНг-^^-снО

Си авсогЬа! N2 1'ВиОНШ20И>М8О

оснг-^к_снг-/Г})—сно

^ОСНг-^Н-СИг-^^—СНО

1)СНз80;С1

ОСДг^И-СВг-^^-СНО

ОСЧг-^м-СНг^^-С

Схема 19.

Вт-""

54

С*ЭД,»яв1Ьа1М» ¿ВкОШДООМЭО

58 всвг^^.

¿ВвйВДДООШО

«»»»ЯС-Яр,^,«

I у^К-СНЛСЮ

60

-«4-Я'

Хотя дендримеры 55, 60, 61, в отличие от полученных ранее, практически нерастворимы в часто используемых органических растворителях, однако обладают хорошей растворимостью в таких полярных растворителях как ДМСО, спирты (особенно в высших) и даже подкисленной воде

7. Получение хнральных формилсодержащнх дендрнмеров на основе ■лаварнохиральных форм ильных производных ц и мантре на.

Рассмотренные выше подходы к получению хиральных дендритных систем заключались в модификации ахиральных формилсодержащих дендронов и дендрнмеров хиральньши реагентами Однако, хиральные формилсодержшцие дендримеры можно синтезировать, используя хиральные альдегиды уже на стадии формирования дендритной системы Этот подход был реализован нами за счет применения планарнохиральных формильных производных цимантрена, в частности, 1,2- и 1,3-гидроксиметилцимантренальдегидов 64 и 67

Синтез оптически активного (Яр)-1,2-

гцдроксиметшщимантренкарбальдегида был осуществлен из формилцимантрена по разработанному нами методу со ~100% оптической чистотой (схема 21)

сно СН2ОН

Мп(СО)з ¿н3 СНз ; МпССОЬ сн3 СЫз ; 3 Мп(СО)з

02 ()-(ВД4Я) В <-КЧР )64

1)Ви11

2)ВзР

Мп{СО) з ¿н3 СНз

(.у(тт «

Схема 21.

Взаимодействие цимантренкарбальдегида в твердой фазе с эфедрином приводит к образованию (8,8Д)-диастереомера цимантренилоксазолидина 62 с величиной ее >99% Полученное соединение обработали бутиллитием и образующееся литиевое производное гасили либо тяжелой водой с получением дейтерированного производного, либо диметилформамидом, получая формильное

производное 63. Хотя реакция металлирования (8,8Д)-62 приводит к получению четырех даастереомерных форм 63а:63ь:63с:б3 формилпроизводных с соотношением 112 7 (схема 22), нам удалось найти простой способ выделения индивидуального (Яр,8,8Д)-стереоизомера 63 Оказалось, что преимущественно образующийся (Я)-1 Д-диастереомер формилцимантренилоксазолвдина 63 представляет собой твердое вещество и легко отделяется от трех других диастереомеров при обработке гексаном или спиртом маслообразной смеси продуктов реакции Далее 63 восстанавливали и затем удаляли хиральную защиту с получением энантиомерно чистого планарно-хирального альдегидоспирта (-)-(Кр)-64

/¡НО ^и, ОНСч и, ,Мп(СО)з рь Ш(СО)3 вГЬ

Л *

I МпГГЛЧ. N-

н

онс

ма(соь Г^снз мп(соъ ¥^СНз .....-СНз СНО ? '""СНЭ

63 СНЗ 63а «Ь СН3 л СН3

рно <И1 хснгон

н] ИаВНд н

тСОк Мп(СО)з У '""СН3 " Мп(СО)з

63 бза Шз 64

-100% ее

Схема 22.

Стереохимическое строение полученных соединений было установлено с помощью рентгеноструктурного анализа структуры (-)-2-формилоксазолвдина 63 и было показано, что данная структура содержит две кристаллографически независимые молекулы (А и Б), имеющие одинаковое строение и различающиеся незначительным разворотом фенильного цикла относительно оксазолидинового цикла и степенью уплощенности оксазолидинового цикла (схема 23)

н+,

диоксан

СН2ОН

СНО

У

Структура А |

Структура Б

Схема 23.

Представленный выше метод синтеза 1,2-

гидроксиметилцимантренкарбальдегида одновременно позволяет получить его 1,3-изомер с выходом до 10% и 30% оптической чистотой Однако, высокий кинетический изотопный эффект в реакции меташшрования дейтерированного соединения 65 позволил нам осуществить синтез (-)-(Ер)-1,3-гидроксиметилцимантренкарбальдегида 67 уже с выходом (40%) и оптической чистотой до 60% (схема 24)

п(СО)3 ¿Н3 62

ОНС Б

х>

1)Ви1л

О

и-

Мп(СО)з ¿Н:

РЬ

СН3

65

РЬ НОН2С О

рь ОЫаВЦ, 2

' 2) Н3От

Мп(СО)з СН3 3 Мп(СО)3

«в с-кад «7

Схема 24.

Реакцией (Ир)-энантиомеров 2-гидроксиметил- 64 и 3-гидроксиметияцимантренкарбальдегидов 67 с трисхлорангидридом трикарбоновой кислоты 25 впервые получены оптически активные формилдендримеры нулевого

уровня 68 и 69, содержащих на периферии хиральные металлоценильные фрагменты (схема 25)

ноад D

COCI

t

А.

Мп{СО)з СО ^i-HRp)

тсоъ «7 (-над

CHjjOH

JQ>-CHD Mu(COb

«(-МВД

оно

со

'Ж

ШАР benzol

О)

25

ОНС I

Mn{CO)s=.

Í-HRP)

i

ОНС

сно

Мп(СО)3 (,-)-(Rp)

QL

DMAP benzol

~ СС' ^ rurt

СНО I \ ун°

СО

д.

Мп(СО)з

Мп(СО)з i-HRp)

СН{

Мп(СО)з= ' ' " ~

(-И«й) Схема 25.

В отаичие от рассмотренных ранее примеров, хиральная модификация данных дендритоподобных структур в твердой фазе не происходила, что, по-видимому, связано с ориентацией в кристалле формальной группы в сторону ядра, делающей формильную группу малодоступной для межмолекулярной конденсации с (-)-эфедрином и с (+>норэфедрином (схема 26) Однако, проведение модификации при кипячении реагентов в этиловом спирте гладко приводит к получению соответствующих производных

¡ HOffl—CBN=c3-B

L k

NHr-сн-са-он CBj №

chj—nh—са-сн-ott

CHj Pb

>

>CH—CHN=cñl-l

k CHj J

NI!;-CH-fni-C>H CHj И1

S S CBj—NH—CH-Cft-QH

0

Схема 26.

i

ce.

8. Примеры каталитической активности некоторых полученных вами оптически активных лигаидов в Pd-катализируемом алл ильном анкетировании 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата димегилмалонатом.

Совместно с лабораторией СтСП начато изучение каталитической и сгереохимической эффективности хиральных дендритных катализаторов в реакциях асимметрического аллильного замещения На основе оптически активных иминоспиртов и при взаимодействии их с 2-хлоро-1,3-ди фенил-1,3,2-диазафосфолидином, (2К,58)-2-хлоро-3-фенил-1,3-диаза-2-

фосфабицикло[3 3 0]октаном и хлорфосфитом (К)-бинола были синтезированы соответствующие хиральные амидофосфитные и фосфорные лиганды. В качестве тестируемой реакции использовали асимметрическое аллильное алкилирование 1,3-дифенилаллилацетата димегилмалонатом

Исходя из мономерного апьдегидоспирта 64 цимантренильного ряда, в том числе и дендримера 69, с использованием таких оптически активных аминоспиртов как (1 R,2R,3R,5 S)-2Д6-триметилбицикло[3 1 1 ]гептан-3 -амин, (+)-изопинокамфеиламин, изолейцинол были получены соответствующие ЗЧ,Р-лиганды и комплексы этих лигандов, образующиеся при взаимодействии m situ с комплексами [Pd(allyl)Cl]2 и [Rh(COD)2]BF4 При этом было показано, что имеет место образование (S)-H30Mepa продукта с величиной ее 51-94% (схема 27)

ft

à Va

о N

Ph I

Mn(CC% 77

^MniCOifH, \

CH-fiOC ^ COOCHj CH

О—РРгВию!

ШСОЬ „„ мп(СО)з

РОцВикЛ 78

ОАО СНгССОгСНзЬ HsCOjC СОгСНз Phr^4'''i4Ph BSA, cat

ее 51-94%

Схема 27.

На основе хирального дендримера 29 и хлорфосфита (Я)-бинола был получен лнганд 79 (схема 28), который был также протестирован на той же модельной реакции Выяснилось, что катализатор, который образуется ш situ из 79 и [Pd(alIyI)Cl]2, позволяет получать продукт с конверсией 80% и оптической чистотой 60%

OUP Yj3f

COOCHwPhCH«!!

ч А

Основные результаты и выводы.

I. Разработаны или улучшены методики получения исходных в синтезе дендримеров мономерных соединений как неизвестных ранее, так и часто используемых в литературе п-гидроксиметилбензальдегида, п-бромметилбензальдегида, 1Д5-трисхлорангидрцда бензолтрикарбоновой кислоты, 1,3,5-трис(п-гидроксифенил)бензола, 1,2-

гидроксиметилцимантренкарбальдегида и некоторых других 2 Впервые показана возможность использования реакций ароматического нуклеофильного замещения атома фтора в перфторароматических производных при их взаимодействии с фенолами для формировании девдритных структур 3. Разработаны методы синтеза различных типов полиформилсодержащих дендронов и дендримеров нулевого, первого и второго поколений, представляющих собой как гибкоцепные, так и жесткоцепные молекулы, содержащие в своей структуре сложноэфирные, просше эфирные и триазольные фрагменты 4 Впервые разработан метод получения хиральных дендритных молекул путем использования оптически активных производных цимантрена в процессе формирования структуры дендримера

5. С помощью хиральной модификации полиформилсодержащих дендримеров различными оптически активными аминоспиртами в условиях твердофазного и жидкофазного синтеза получена серия оптически активных дендритных иминоспиртов, аминоспиртов и оксазолидинов

6. На основе впервые синтезированных новых мономерных и дендримерных лигандов получены катализаторы, которые были протестированы в Р<}-катализируемом аллильном алкилировании 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата диметилмалонатам (ее от 51 % до 94%)

Основные результаты диссертации изложены в следующих

ЯуйИЮН^ЯЯ!

1 Н. М, Лойм, Б С Келбышева. «Синтез дендримеров с концевыми формильными группами» ИзвАкад Наук, Сер Хим, 2004,9,1995-1999

2. К. N. Gavnlov, V. N Tsarev, S I Konkin, N. M Loim, P V Petrovskii, E S. Kelbvscheva. A A. Korlyukov, M Yu Antipin, V A. Davankov, «Cymantrene-based iminodjamidophosphites. the first phosphate-type hgands with planar chirality» Tetrahedron■ Asymmetry, 2005,16,3224-3231

3 Б. С. Гущина. Л H Попова, В. H Царев, С Е Любимов, «Получение форшшсодержащих дендримеров, их модификация и применение» Восьмая Молодежная научная школа-конференция по органической химии, 2005, Казань, Тезисы докладов, стр 438

4 Б. С.Келбышева. Я. H Попова, С Б Любимов, Лойм H M., Гаврилов К H «Синтез оптически активных дендритных структур для асимметрического катализа» IX Научная школа-конференция по органической химии, 2006, Москва, Тезисы докладов, стр 186

5. JL Н. Попова, Е. С.Келбышева. В H Царев, С Б Любимов, Лойм H M, Гаврилов К. H «Синтез и свойства хиральных производных цимантрена» Девятая Научная школа-конференция по органической химии, 2006, Москва, Тезисы докладов, стр 286

6 Попова Л H, Келбьпдевз Е С. Царев В H, Любимов С. Е, Лойм H. M, Гинзбург А. Г, Гаврилов К H «Катализаторы асимметрического синтеза на основе хиральных производных цимантрена» Международная конференция по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейлыатейна до современности», 2006, С -Петербург, Тезисы докладов, стр 541

7 Келбышева Е С. Попова Л H, Любимов С. Е, Лойм H M, Гинзбург А Г, Гаврилов К. Н. «Синтез оптически активных дендритных структур для асимметрического катализа» Международная конференция по органической химии «Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности», 2006, С -Петербург, Тезисы докладов, стр 277.

Подписано в печать 27 08 2007 г Исполнено 27 08 2007 г. Печать трафаретная

Заказ №643 Тираж: ЮОэкз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495)975-78-56 www autoreferat ru.

Введение.

Литературный обзор.

1.1 Введение.

1.2 Общие методы получения дендримеров.

1.2.1 Дивергентный метод получения дендримеров.

2.2.2 Конвергентный метод получения дендримеров.

2.2.3 Последовательный метод получения дендримеров.

2.3. Хиральные дендримеры.

2.3.1 Хиральные дендримеры, содержащие стереогенное ядро.

2.3.2 Дендримеры с хиральными поверхностями.

2.3.3 Дендримеры, содержащие стереогенные центры по всей своей структуре.

2.4. Применение дендримеров.

2.4.1 Общие положения.

2.4.2 Применение дендримеров в катализе (общие положения и примеры).

Обсуждение результатов.

3.1. Изучение возможности использования реакций ароматического нуклеофильного замещения атома фтора в синтезе дендритных соединений.

3.2. Синтез формилсодержащих дендримеров по реакции Вильямсона.

3.2.1 Получение связующего звена между дендримером и аминоспиртом - п-бромметилбензальдегида.

3.2.2 Получение дендронов первого поколения.

3.3. Попытка получения дендронов второго поколения.

3.4 Получение дендримеров нулевого и первого поколений, исходя из дендрона и 1,3,5-трисхлорангидрида бензолтрикарбоновой кислоты.

3.5. Хиральная модификация формилсодержащих дендримеров оптически активными аминоспиртами.

3.6. Изучение возможности получения и использования фенолсодержащих ядер для улучшения устойчивости получаемых дендримеров.

3.7. Синтез формилсодержащих дендронов и дендримеров нового типа, используя методологию "click chemistry".

3.8. Получение хиральных форм ил о держащих дендримеров на основе планарнохиральных формильных производных цимантрена.

Экспериментальная часть.

Выводы.

Дендримеры представляют собой новое бурно развивающееся направление органической и элементоорганической химии моподисперсных соединений каскадного строения с широким диапазоном молекулярных масс от десятков до 10" (п=2-5) Дальтон. В середине двадцатого века Флори теоретически рассмотрел процессы образования разветвления трехмерных макромолекул при самоконденсации полифункциональиых мономерных единиц. Однако до начала восьмидесятых годов экспериментальные работы в этой области отсутствовали. Только в 1984 году Томалия разработал первый итерационный метод синтеза каскадных соединений и охарактеризовал первое семейство - полиамииоамидные дендримеры. Пионерские работы Томалии, оригинальные исследования Ныокома, Фреше и ряда других авторов заложили основы химии депдримеров и определили пути их прикладного использования. Полученный к настоящему времени огромный экспериментальный материал в области монодисперсных соединений каскадной архитектуры суммировали в ряде монографий и обзорных статей.

Одно из привлекательных и интенсивно развивающихся направлений химии депдримеров - применение их в катализе, в частности в асимметрическом металлокомплекспом катализе. Это обусловлено тем, что хиральпые депдримериые катализаторы, обладающие высокой степенью структурной регулярности, молекулярной монодисперсностыо и хорошо определенными идентичными каталитическими участками представляют собой идеальные каталитические системы хиральиой индукции, чем менее регулярно структурированные, но коммерчески более доступные катализаторы на основе разветвленных полимеров. Одной из важных стадий получения хиральпых дендритных структур является контролируемая модификация периферийного слоя молекулы путем трансформации концевых функциональных групп либо присоединением ахиральных комплексов к хиральным дендримерным структурам, либо иммобилизацией хиральпых катализаторов к предварительно полученным ахиральным дендримерам. До начала нашей работы уже были известны дендримеры, содержащие на периферии простые и сложные эфирные, кислотные, спиртовые, амидные, нитрильиые и аминогруппы. Но в основном это мало реакционно-способные группы, целенаправленная хиральная модификациякоторых может быть осуществлена в узком диапазоне. Мы полагали, что более эффективным для создания хиральных катализаторов окажется получение дендримеров, содержащих на периферии формильные группы. Высокая и разнообразная реакционная способность альдегидов позволяет в широком диапазоне проводить модификации концевого слоя дендримеров.

Таким образом, представляется актуальным осуществление синтеза новых полиформилдендримеров, модификация периферийного слоя таких дендримеров в частности оптически активными аминами и аминоспиртами и изучение возможности их использования в качестве вспомогательных реагентов в реакциях асимметрического синтеза.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Несмотря на довольно небольшую историю химии дендримеров был собран и обобщен огромный экспериментальный и теоретический материал в многочисленных и разнообразных по тематике обзорах и монографиях [1-15]. В данном обзоре будут рассмотрены основные принципы построения дендримеров, типы хиральности в оптически активных дендримерах и их практическое использование главным образом в асимметрическом синтезе.

1. Введение.

Одним из перспективных и быстроразвивающихся направлений в современной органической и элементоорганической химии стали исследования соединений принципиально нового типа, так называемых «каскадных молекул» или «дендримеров». Объекты, являющиеся предметом исследования этой области химии, столь необычны и трудно описываемы в рамках номенклатуры ИЮПАК, что потребовалась разработка новой терминологии для их описания [16-19]. Термин «дендример» (греч. dendron = дерево, meros = часть) графически описывает архитектуру нового класса молекул. Хотя раннее название «каскадная молекула» более уместно, в настоящее время укоренилось именно выражение «дендример». Вообще, эти молекулы берут свое начало из центра и, подобно дереву, они все больше и больше разветвляются с каждым последующим поколением ветвлений (генераций). Дендримеры представляют собой совершенные монодисперсные плотноупакованные или рыхлые шарообразные макромолекулы с регулярной и высоко разветвленной трехмерной архитектурой. Обычно дендримеры получают в итерационной последовательности реакционных шагов, в которой каждая дополнительная итерация приводит к материалу более высокой генерации.

2. Общие методы получения дендримеров.

Существует два основных синтетических метода для получения разветвленных архитектур, которые описаны в литературе как дивергентный и конвергентный методы. Оба этих метода обычно предполагают взаимносовместимые последовательности реакций защиты и снятия защиты. Прежде чем перейти к описанию собственно методов следует определить основные термины, используемые в химии депдримеров, такие как: ядро, мономер, клин (ветвь), генерация (поколение), концевой участок, фокальный участок, спейсер (разъем), периферия и полость дендримера (Схема 1) [19].

Ядро4eqДивергентноеC0MtTf3TfVp0tSM№Конвергентное кснструирован№/ he i/зКснрьые участии для присоединения мономераКоневой мономер (клин или ветвь)1/3 eqПока льныи участок длягрисседлениямономереРазветвлен я структура строга поколенияПолостьПериферияСхема 1. Общая схема получения депдримеров по дивергентной и конвергентной методологиям.

2.1 Дивергентный метод получения депдримеров.

Дивергентный способ [20], развиваемый в работах Томалии [21] и Ньюкома [22], инициирует рост от ядра дендримера и продолжается на внешней оболочке путем повторения шагов связывания и активации (Схема 2).

Реакция периферических функциональных групп ядра с дополнительной реакционной группой используемого мономера представляет новую латентную разветвленную точку в каждом участке связывания и приводит к увеличению в числе периферических функциональных групп. Периферические функциональные группы на каждом мономере, как было задумано, являются инертными кфокальным функциональным группам мономера, таким образом, предотвращая неконтролируемую гиперразветвленную полимеризацию. После доведения первой реакции связывания до завершения, эти латентные функциональные группы могут быть активированы, чтобы обеспечить новый слой периферийных групп способностью взаимодействия с молекулами используемого мономера. Активация периферийной группы может включать в себя превращение в реакционно-способную функциональную группу, либо за счет её связывания с молекулой, содержащей активную группу, либо удаление защитной группы. Повторение шагов связывания и активации приводит к экспоненциальному росту числа реакций на периферии и, следовательно, как правило, используется большой избыток реагентов, чтобы довести обе реакции до завершения. При этом возникает проблема отделения образующегося дендримерного продукта от избытка мономера. Но, из-за разницы в молекулярном весе макромолекулу можно отделить от избытка реагентов простой перегонкой, переосаждением или ультрафильтрацией.

Шаг"мопомер «ЯМИНИ»«КТИЭби^ИПС С Т4>0С4 «UC гивяциииСБЖЫРШПЯСхема 2. Дивергентная методология получения дендримеров.

2.2 Конвергентный метод получения дендримеров.

Конвергентный метод [20], впервые предложенный Хаукером и Фреше [23], инициирует рост от внешней оболочки молекулы и продвигается внутрь за счет присоединения концевых групп дендримера к каждой ветви мономера. После завершения связывания, единственная функциональная группа, расположенная в фокальной точке дендрона или дендримерного фрагмента в форме клина может быть активирована. Присоединение этого активированного депдрона к каждой из комплементарных функциональных групп на дополнительной мономерной единице дает высшее поколение дендрона. После повторения этого процесса эти дендропы могут быть присоединены к полифункциональному ядру через их фокальную точку, чтобы образовать глобулярный мультидендронный дендример. Конвергентный путь сильно контрастирует с дивергентным, так как включает только небольшое число реакций в молекуле во время шагов связывания и активации. Хотя молекулярный вес дендрона удваивается с каждым шагомсцепления, вклад мономера в массу продукта уменьшается экспоненциально с увеличением числа генерации. Поскольку, выходы связывания не являются количественными, и очистка приводит к некоторым потерям, масса образца уменьшается с каждым дополнительным поколением. Кроме того, из-за того, что реакция сцепления происходит в фокальной точке растущего дендрона, получение очень больших дендримеров (обычно около шестого поколения) усложняется стерическим ингибированием, приводящим к уменьшенным выходам.

Ж ш«>Мономер»связывания*UJnrпоеторвмиэ1 ran rwifrm^in и▼ связыванияСхема 4. Конвергентная методология получения дендримеров.

2.3 Последовательный метод получения дендримеров.

Иногда в синтезе дендримеров используется комбинация этих двух методов, что позволяет избежать некоторых недостатков присущих эти методам. Следует заметить, что оба рассмотренных метода приводят к симметричным дендримерам. Синтетические потребности привели к тому, что стало важным получение дендримеров с несимметричной архитектурой. Тайюманаваном [24-25] былпредложен специфический метод получения дендримеров, основанный на последовательности реакций защиты и снятия защиты функциональных групп у дендронов или ядра (Схема 6).

Схема 6. Стратегия к получению дендримеров, полученных по последовательной методологии.

В качестве защитной группы использовали аллильную группу, которую часто применяют в органическом синтезе в качестве защитной группы для спиртов и аминов благодаря её стабильности, как в основных, так и в кислотных условиях. В своих работах авторы показали, что разработанная ими методология может быть использована для снятия защиты арилаллильных эфиров в присутствии алкилаллильных эфиров, что аллильпые эфиры расщепляются исключительно в присутствии бензильных эфиров, что эта методология полезна в последовательном специфическом введении различных функциональных групп в дендримерном синтезе. Таким образом, были найдены условия проведения последовательных реакций, основанные на различной реакционной способности аллильных и арильпых эфиров.

Чтобы синтезировать депдример требуется последовательное присоединение трех различных моподендронов к центральному ядру. В качестве центрального ядра выбрали 17. Последовательность введения моподендронов была основана на различии в реакционной способности фепольпой и гидроксилалкильпойПовторение последовательности с АмВ1В2Последовательный дендримерфункциональных групп. Фенольный мотив 17 первым реагировал с дендроном 18, приводя в результате к соответствующему дендрону 19. Затем после обработки этого соединения гидридом натрия и введения в реакцию предварительно полученного дендрона 16 получили дендрон 20. Восстановление эфирного мотива боргидридом с последующим алкилированием дендроном 21 получили дендример 22 (Схема 7).пIюо 14'CW DKjCO,АВг-СеНлСИгВг2) NaH/ »МеСе»4СН2ыг"TjuVfciO UУноIS overall yield)l€ (96%)""ТГ™EtcAoK2CO,С,сНгBrf-Bu" (741.)EtcAo 19 (86%)Бромоиетильное NaH п|»он1В1)дное161)BHjDMS Et02) NaHBrCIСхема 7. Пример дендримера, полученного по последовательной методологии.

3. Хиральныс дендримеры.

В последние годы огромное внимание стали уделять синтезу и изучению хиральных дендримеров [19]. С одной стороны, большинство дендримерных молекул с их регулярно разветвленной структурой основаны на высоко симметричных архитектурах, исходящих из центрального ядра. С другой стороны,хиральный объект характеризуется какой-либо формой геометрической симметрии. Ранние исследования показали, что хиральность может быть введена на любой уровень молекулы. Хиральиые дендримеры могут содержать хиральные концевые группы, хиральные ядра, хиральные строительные блоки и их комбинацию. Недавно эти исследования привели к обнаружению интригующих эффектов хирального распознавания и нестандартным хироптическим свойствам плотно упакованных, сильно изогнутых дендримерных структур, которые не могут быть рассмотрены в рамках традиционной стереохимии.

После публикаций ряда работ Томас и Тор [26] систематизировали имеющиеся данные и ввели классификацию хиральных дендримеров. Они разделили хиральные дендримеры на три общих класса: (/) дендримеры, имеющие стереогенный центр только в своем ядре; (2) дендримеры с поверхностными стереогенными центрами; (3) дендримеры, содержащие стереогенные центры в каждом поколении.

3.1 Хиральные дендримеры, содержащие стереогенное ядро.

Ранее группой Мислоу [27] были введены специальные термины «случайное вырождение» и «криптохиральность», которые, как они предполагали, связаны с отсутствием какого-либо обнаруживаемого оптического вращения у энантиомерно чистых молекул. Ряд классических примеров представлен на Схеме 8. Хиральность в молекулах 23, 24, 25 и 26 (Схема 8) возникает за счет очень небольшого химического различия между двумя или более заместителями, присоединенными к центральному хиралыюму атому углерода или оси вращения в молекуле (в специфическом случае молекулы 26). В связи с этим было интересно рассмотреть свойства энантиомерно чистых хиральных объектов с дендримерной архитектурой, в которых можно ожидать проявления «случайного вырождения». Эта проблема была подробно изучена в работах Мейджера [28-33], посвященных конструированию хиральных депдримеров с нехиральными строительными блоками.

24V*Me D=-OH25С15Нз, -p—C15H31 ОhlH23 0CHj,Схема 8. Молекулы 23-26.

Молекулы 27 и 28 (Схема 9) получили в их рацемической форме, используя пошаговую модификацию четырех спиртовых функциональных групп пентаэритритола дендримерными клиньями типа Фреше, отличающихся только числом поколений (поколения 0-3) конвергентным синтетическим путем. Авторам не удалось ни 27, ни 28 разделить на энаитиомеры, что не позволило провести какое-либо хироптическое исследование. Тем не менее, регистрация методом 'Н-ЯМР спектроскопии диастереотопии СН2 - протонов из пентаэритритольного ядра свидетельствует о том, что эти соединения хиральны. Степень хиральности в этом типе хиральных дендримеров уменьшается при переходе от 27 к 28.

Для того чтобы провести детальное хироптическое исследование, оба энантиомера S-29 и R-29 (Схема 9) получали, используя в качестве хирального ядра оптически активное триольное производное: 8-(+)-2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-метаиол (8-(+)-солкеталь), путем последовательных реакций, позволяющих ввести три различных заместителя, которые представляют собой клинья типа Фреше различного поколения. В результате хиральность в полученных энантиомерных депдримерах S-29 и R-29 обусловлена только различием в генерациях ветвей. Все синтезированные авторами промежуточные хиральные молекулы, ведущие к получению S-29 и R-29, проявляли оптическую активность в растворе. В частности, для предшественника с двумя ветвями угол вращения равнялся =9.6 0 (с=0.86, дихлорметаи), однако для хиральных депдримеров S-29 и R-29 угол вращения составлял 0 0 (с=11, хлороформ). Оптическая активностьданных дендримерных молекул также не обнаруживалась и при исследовании их методами дисперсии оптического вращения и круговым дихроизмом. Отсутствие оптической активности у синтетически полученных S и R энантиомеров дендримера 29 можно объяснить значительной конформационной свободой и исчезающими электронными различиями заместителей у хирального ядра, что, по мнению авторов, в точности описывается в терминах «случайное вырождение» и «криптохиральность». Эти результаты помогают также понять неудачные попытки разделения дендримеров 27 и 28 на их соответствующие энантиомеры, которые видимо, связаны с близкой природой этих соединений.

Схема 9. Молекулы 27-28 и молекулы S-29 и R-29.

В литературе описаны многочисленные синтезы дендримеров, хиральность которых обусловлена исключительно наличием в ядре молекулы собственныхстереоцентров. Эти соединения построены с использованием оптически активных спиртов и фенолов, некоторые примеры которых представлены на Схеме 10, к которым присоединяли ахиральные строительные блоки. Одна из целей исследования данного класса соединений заключается в изучении влияния хирального ядра на способность ахиральных ветвей дендримера образовывать конформационно-хиральные структуры. Основной вклад в исследования этой проблемы внесли работы группы немецкого ученого Зибаха.

Схема 10. Примеры различных мономеров, используемых для синтеза хиральных дендримеров: А,С - Зибаховские хиральные трис-(гидроксиметил)метановые производные; В-хиральный диол Зибаха; Д- Чоу L- триитольная мономерная единица; Е - хиральный 1,2-диольный фрагмент Шарплесса; F- один из АВг мономеров Мак Грата.

Для того чтобы начать свои исследования Зибах синтезировал ряд хиральных производных «трис - (гидроксиметил)метана», которые в последствии и использовал в качестве оптически активных ядер в синтезе дендримеров, некоторые из которых будут рассмотрены ниже.

На основании рассмотренных выше данных, полученных как при хироптических, так и 'Н-ЯМР- исследованиях приведенных хиральных соединений можно сделать вывод, что только в случае дендримеров без спейсеров типа 30 хиральное ядро индуцирует образование хиральных конформеров, что вероятно можно объяснить большей жесткостью и плотностью структуры ветвей этих дендримеров.

Дендример второго поколения 33 синтезировали из триольного хирального ядра A (R = изопропил) путем обработки его хлорангидридом 3,5-динитробензойной кислоты 34 в пиридине. Шесть питрогрупп продуктавосстановили до аминогрупп и затем повторно ацилировали мономером 34 до соответствующего дендримера 33 второго поколения. В случае нитрозамещенного дендримера 33 переход от первого ко второму поколению приводит к изменению знака оптической активности (дендример первого поколения имеет [а]о = -17, а для дендримера второго поколения [а]о =+9) и также заметное изменение в величинах молярного вращения (дендример первого поколения имеет [Ф]0 = -124, а для дендримера второго поколения [Ф]о=+155). Было высказано предположение, что основной вклад в оптическую активность и в этом примере также вносит конформациопная асимметрия хромофорных фрагментов на поверхности дендримера.

3.2. Дендримеры с хиральными поверхностями.

Дендримеры, содержащие па периферии оптически активные фрагменты можно получать как конвергентным, так и дивергентным способом. Одним из наиболее общих и простых методов получения хиральных дендримеров является модификация периферии ахиральных дендронов оптически активными соединениями с последующим присоединением их к полифункциональному ахиральному ядру. Простота и эффективность способа была продемонстрирована синтезами разных хиральпых дендримерных молекул. В частности, наиболее часто конвергентно синтезируют оптически активные дендримеры, содержащие на периферии оптически активные фрагменты Сахаров [40-44]. К достоинствам этого метода обычно относят то, что он позволяет изучать хироптические свойства каждой ветви дендримера относительно свойств самой молекулы дендримера.

На Схеме 13 представлен синтез дендримеров, обладающих единственным слоем хиральности на поверхности, полученных группой МакГрата с использованием предложенного им ключевого мономера 43 [45-46]. Так, метансульфопирование бензилыюго спирта 43 и реакция этого метансульфоната с 3,5-дигидроксибензоатом с последующим восстановлениемлитийалюминийгидридом приводит к строительному блоку 44, последующее присоединение которого к трисфенольному ядру дает дендример 45 первого поколения с хиральной поверхностью.

Схема 13. Дендримеры, обладающие единственным слоем хиральности.

Используя конвергентный метод получения дендримеров, Брюннер в своих работах описал синтез ряда дендримерных хелатных оптически активных фосфинов [47-48], один из которых (представленный на схеме 14) основан на реакции 5-бромо-1,3-ди(борнеоксиметил)бензола с бис(дихлорофосфанил)метаном. В дальнейшем авторы использовали родиевые комплексы таких дендримерных бисфосфиновых лигандов в качестве катализаторов в реакции восстановления a-N-ацетамидокоричной кислоты [49].

Схема 14. Фосфорсодержащие дендримеры первого поколения, обладающие оптически активными (-)-борнеолконцевыми мотивами.

В случае дивергентного метода синтеза, оптически активный дендример получают посредством модификации поверхности ахирального дендримера хиральиыми соединениями на последней стадии.

Так, на Схеме 15 представлен дивергентный синтез депдримеров с хиральной поверхностью, полученных группой Мейджера [50]. Поверхность ахиральных поли(пропилениминовых) дендримеров [51] была модифицирована серией N-Boc- защищенных а -аминокислот: Вос-Ь-фенилаланином, Boc-L-тирозином, Вос-Ь-лизином и Boc-L-S-бензилцистеином [52-55]. Хироптические исследования этих дендримеров показали существенную зависимость значений углов оптического вращения от номера генерации дендримеров. Так, оптическая активность снижается до нуля при переходе от низшего поколения к высшему поколению, причем хиральность становится практически не обнаруживаемой ни при измерении удельного вращения, ни с помощью кругового дихроизма уже с пятого поколения. В то же время для депдримеров, модифицированных такими Вос-защищенными аминокислотами, как аланин, валин и лейцин, уменьшение оптического вращения при переходе от одного поколения к другому проявляетсянамного менее заметно. В связи с этим авторы предполагают, что уменьшение углов оптического вращения является результатом плотной упаковки поверхности дендримера и вероятно служит примером либо криптохиральиости, либо так называемого случайного хирального вырождения. Плотная упаковка, предположительно, образуется из-за сильной водородной связи между поверхностными фрагментами аминокислот. Чтобы подтвердить данное предположение, авторы заменили карбаматные группы на ацетальные (t-BuCO-защита) схожего размера. Полученные в результате дендримеры действительно не показали заметного уменьшения оптического вращения, по крайней мере, до пятого поколения.

5150Yv v <> <> ; ^ rO"53Схема 15. Поли(пропилениминные) терминально функционализированные трет-Вос-защищенными фенилаланиновыми единицами.

Естественно, что синтез дендримеров, имеющих на периферии хиральные мотивы, может быть также реализован и за счет хиральной модификацииахиральных поверхностно фупкционалнзированпых дендримеров, полученных конвергентным методом [56].

3.3. Дендримеры, содержащие стереогенные центры по всей своей структуре.

Рассмотренные в пунктах 3.1 и 3.2 примеры оптически активных дендримеров содержали хиральные фрагменты либо в ядре, либо на поверхности дендримеров. Однако, довольно часто получают дендримеры, в которых одновременно присутствует хиралыюсть и/или в ядре, и/или на поверхности, и/или в ветвях дендримеров. Такие дендримеры в литературе часто представляют как однородные монодисперсные дендримеры, построенные, главным образом, из единственной мономерной единицы. Первый пример дендримеров этого типа был получен на основе L-лизина как хирального мономера Денкивольтером [57] более чем 15 лет назад. Недавно Мюрер и Зибах [58] сообщили о синтезе дендримеров, содержащих хиральные диолы и триолы в качестве строительных блоков, которые расширили химию дендримеров, содержащие идентичные хиральные фрагменты в ядре, ветвях и на периферии.

На Схеме 16 представлен один из серии биоразлагаемых оптически активных дендримеров Зибаха [59-60], который он синтезировал конвергентным способом, используя бензиловые эфиры "димера" или "тетрамера" (R)-3-гидроксибутановой кислоты в качестве ветвей дендримера, TBDPS-защищенный (ТВОР8=третбутилдифенилсилил-защита) дихлорангидрид 5-гидроксиметил-1,3-бензолдикарбоновой кислоты в качестве точки ветвления (фокальной точки) и 1,3,5-бензолтрикарбоновую кислоту в качестве ядра дендримера. Известно, что поли(11)-3-гидроксибутановая кислота является биоразлагаемой, и, в связи с этим, стабильность дендримеров была проверена в присутствии различных гидралаз. В последствии дендример 54 использовали в качестве шаблона для определения нанополостей в других синтезированных оптически активных биоразлагаемых дендримерах.

Схема 16. Биоразлагаемые дендримеры Зибаха.

4. Применение дендримеров.

4.1 Общие положения.

Бурное развитие химии дендримеров связано не только с фундаментальными исследованиями природы и свойств этих соединений, обладающих каскадной архитектурой, но и выявленными возможностями их прикладного использования для решения практических задач в различных областях жизнедеятельности человека - медицине [76-86], науке [73-75] и технике [62-72].

В качестве примера применения дендримеров в медицине, основанный на способности дендримеров образовывать супрамолекулярные системы гость-хозяин можно привести работы мексиканского ученого Квадарама [84]. Им были сконструированы дендримерные фрагменты на основе ПАМАМ, способные инкапсулировать семейство лекарств - так называемые салициланилиды (акарициды и антигельминтики), главным образом за счет водородного связывания между амидными группами дендримеров и спиртовыми группами лекарств.

На данный момент в биохимии и медицине более широко изучаются возможности применения дендримеров в качестве носителей, например лекарств, природных соединений, контрастных агентов и так далее [78, 81, 85-86].

В частности, сейчас проводятся исследования [86] по применению дендримеров в качестве носителей контрастных агентов для магнитного резонансного изображения (MRI), сцинтиграфии и рентгеновских исследований, то есть для компьютерной томографии. Главная цель при синтезе контрастных агентов, связанных с большой дендримерной молекулой состоит в том, чтобы проконтролировать фармакокинетическос поведение мономерного агента небольшого размера при распределении между внеклеточным и внутривенным пространством.

Для применения дендримеров в качестве носителей лекарств обычно сначала получают водорастворимые полиамидоаминнпые дендримеры со специфическими функциональными группами па периферии, которые модифицируют либо защищенными, либо свободными природными аминокислотами [82], либо уже готовыми лекарствами [71], гемоглобином [77]. Такие дендримеры будут связываться в организме только с теми клетками, на поверхности которых имеются специфические белковые рецепторы. Также в молекулу дендримера можно ввести флуоресцентные метки, чтобы проводить мониторинг поведения лекарства в организме. В частности, Чоу [90] решал задачу создания терапевтических дендримеров, способных теоретически одновременно избирательно поставлять несколько отдельных лекарств клеткам разного вида. Для этого им были синтезированы несколько отдельных звеньев дендримеров, каждое из которых было снабжено "целевой" молекулой (которая служила лекарством), а также маленьким фрагментом "половинки" ДНК. При смешивании всех этих ингредиентов ДНК соединялись в соответствии с дополнительными парами оснований и автоматически сшивали короткие звенья полимера в длинные комплексы. Хотя механизм освобождения лекарства из этих дендримеров пока не известен и проводятся исследования, тем не менее, действительно наблюдается ожидаемый терапевтический эффект. Однако в литературе предлагается один метод высвобождения лекарств из молекулы дендримера, разработанный Дворничем [92], который состоит в том, что после того как дендример достигаетцели, его разрушают с помощью лазера до небольших частей. Таким образом, лекарство достигает цели (мишени), а оставшиеся небольшие части дендримера безопасно усваиваются организмом.OGjbia 60ACjOj 0)зттскшс,<2>^даохэ:^(moxsjueWfifai»сниеоен^vUEOOCn,)»ШСКХН}!»Схема 19. Синтетическая схема для получения ДНК-связанных кластерных G5-FITC и G5-FA дендримеров.

Одним из интересных, важных и мощно развивающихся направлении по использованию дендримеров (в частности, металлодендримеров) в химической практике является их применение в качестве мультивосстанавливающих систем [93-96], молекулярных сенсоров [97], а также в катализе [98-125], в том числе в асимметрическом.

4.2 Применение дендримеров в катализе (общие положения и примеры).

Разработка и получение катализаторов с точно определенными структурами, которые обладают способностью к селективным химическим превращениям и могут быть отделены полностью от продуктов, все еще остается актуальной задачей. Создание эффективных и избирательных каталитических систем в области гомогенного катализа нашло свое отражение, как в лабораторной, так и в промышленной практике. Отличительной чертой гомогенного катализа в растворе, в отличие от гетерогенного, является пространственная доступность для субстратов каталитически активных участков в ходе всего процесса. Но, все еще пет единственного решения проблемы разделения системы катализатор-продукт, и это часто является основным недостатком гомогенного катализа. Фактически все используемые па практике способы отделения продуктов от катализатора, включающие перегонку, экстракцию, разрушение катализатора или кристаллизацию индивидуальны для каждого процесса и бывают достаточно сложными даже для лабораторных условий. Таким образом, проблема выделения чистого продукта зачастую ограничивает широкое использование на практике может даже более эффективных каталитических систем, применяемых в настоящее время в тех или иных процессах. Поэтому поиск новых методов отделения катализаторов продолжается. Эти новые методологии включают в себя жидкофазный катализ, использование ионных жидкостей, использование суперкритических растворителей и катализ в водной фазе. Широко исследуется способ для облегчения разделения катализатор-продукт присоединением гомогенных катализаторов к нерастворимым органическим, неорганическим или гибридным носителям. Главными недостатками в данном случае являются неоднородные и часто неизвестные структуры гетерогенизированных катализаторов, ограничения в транспорте этих соединений с большимимолекулярными массами из-за низкой диффузии, низкая активность по сравнению с гомогенным аналогом и выщелачивание металлов. В связи с этим, использование растворимых носителей катализаторов, которые также легко могут отделяться от реакционной смеси, приводит к более эффективным рециклическим каталитическим системам, которые не допускают ограничений в транспорте комплексов и доступности каталитических участков. Поэтому такие каталитические системы должны будут по активности совпадать с активностями их мономерных аналогов. В частности, дендримеры в качестве растворимого носителя недавно привлекли повышенное внимание, так как это хорошо-определенные макромолекулярные структуры, в которых можно контролировать и регулировать число каталитически активных участков и размер пор внутри молекулы дендримера, растворимость в тех или иных растворителях. Таким образом, дендримерные катализаторы оказываются перспективными объектами для создания каталитических систем, сочетающих в себе лучшие свойства гомогенных и гетерогенных катализаторов.

Наиболее подробно многообещающую перспективу поверхностио-функциопализироваиных дендримерных катализаторов обсудили в 1994 году Томалия и Дворпич [126]. Авторы показали, что дендримерные катализаторы, содержащие обычно не более 1000 каталитически активных мест, в отличие от гетерогенных систем, обычно содержащих, по крайней мере, 1012 активных мест на конгломерированную частицу обнаруживают сходство с мономерными гомогенными системами и могут повторять кинетическое поведение, активность и селективность соответствующего гомогенного катализатора. В то же время, они могут отделяться гораздо легче от реакционной среды, например, простой фильтрацией, мембранной или нано-фильтрацией, переосаждением, экстракцией или центрифугированием.

Катализируют обычно комплексы дендримеров с фрагментами атомов металлов, поэтому первоначально правильнее рассмотреть такой класс дендримеров как металлодендримеры [127-130]. Класс металлодендримеров можно разделить на два типа: в первом металлические ионы сорбируются па внутренней поверхности дендримеров и затем химически восстанавливаются до нуль-валентных металлических частиц наиоразмера, образуя в результатеметаллодепдримерные нанокомпозиты; второй тип металлодендримеров представляет собой органические деидримериые лиганды, которые способны координировать металлические атомы различной природы.

С точки зрения строения металлоорганические дендримеры могут быть классифицированы по двум категориям [129]. В первую категорию входят соединения, в которых фрагменты металлочастиц находятся в одном из специфических положений дендримера либо в ядре (тип А), либо на поверхности носителя (тип В) (Схема 20а и 206). Металлодепдримеры типов А и В наиболее часто применяются в качестве дендримерных катализаторов. В деидримерах с функционализировсишой периферией (тип В) [131-136] активные участки прямо доступны субстрату, в отличие от систем с функционализированным ядром (тип А) [137-140], в которых субстрат проникает в дендример до реакции. При этом более высокая доступность каталитических участков в дендримерной системе тина В позволяет сравнивать скорости их реакций с аналогичными мономерными каталитическими системами. Системы с функционализированной периферией содержат многочисленные реакционные участки, которые приводят к чрезвычайно высоким локальным концентрациям катализатора. В ряде случаев это может привести к реализации реакций, которые протекают на биядерных каталитических центрах. Например, по биядерному механизму, проходит дезактивация катализатора, в частности, метатезис олефинов на комплексах рутения, восстановительное сдваивание бензола и хлорбензола па комплексах палладия и реакции включающие радикалы. В этом случае более предпочтительными являются дендримерные каталитические системы с функционализированным ядром (тип А), которые могут специфически препятствовать таким путям дезактивации. Различие в молекулярном весе катализаторов в металлодендримерах типа А и типа В проявляется в использовании существенно большего количества катализатора в случае дендримера типа А, чем дендримера типа В. Так, для получения раствора катализатора с концентрацией 1 Ммоль/л, в случае металлодендримера с молекулярной массой 20000 с 1 активным каталитическим центром требуется 20 г вещества, тогда как при использовании металлодендримера той же молекулярной массы, по с 20 активными центрами достаточно лишь 1 г вещества. С другой стороны, наличие катализаторов па поверхности дендримера(тип В) иногда приводит к худшей растворимости данной каталитической дендримерной системы, в отличие от дендримерных катализаторов с функционализироваиным ядром (тип А), растворимость которых может варьироваться за счет модификации периферии дендримеров.

Вторая категория объединяет в себе дендримеры, содержащие металлокомплексы в каждой генерации. Так, в типе С (Схема 20с) скелет дендримерных молекул формируется из органических единиц, которые с помощью включенных в них спейсеров координируют металлические атомы, и в типе Д (Схема 20д) структура металлодендримеров образуется из металлокомплексных повторяющихся единиц. Большинство металлоорганических дендримеров, принадлежащих к типам А, В или С получают многошаговыми органическими реакциями, которые подобны реакциям, используемым для органических дендримеров и единственной металлоорганической реакцией. В противоположность этому, тип Д металлоорганических дендримеров строятся многошаговыми металлооргапическими реакциями и поэтому реакции характерные для металлоорганических комплексов могут быть использованы для получения таких дендримеров. Однако, металлоорганические комплексы пригодные для использования в качестве повторяющихся единиц дендримеров достаточно редки из-за их низкой стабильности. Тип Д металлодендримеров являются уникальными соединениями, представляющими собой высокоорганизованные металлоорганические наноразмерные материалы.(А) 'Тип ядра(В) Тип поверхностиМеталлические частиц(С) Тип бСКОБОЙ ЦВПИ(D) Тт главной L^niСхема 20. Классификация металлоорганических дендримеров при помощи положения атомов металла.

В литературе имеются многочисленные примеры дендримеров, содержащих в своей структуре сэндвичевые и полусэндвичевые соединения переходных металлов. Например, металлорганические дендримеры, в состав которых включены фрагменты циклопентадиенилренийтрикарбонила, в частности, 67 (Схема 21) [141], циклопентадиенилрутенийдикарбонила [142-144],циклопентадиенилтитантрихлорида [145], циклопентадиеиилниобийпентахлорида [146], циклооктадиениридийдихлорида [147],циклооктадиенилродийтридифенилфосфина [148], бензолхромтрикарбонила [HP-ISO] и некоторых других [151]. Такие металлодендримеры синтезируют и изучают в основном за счет возможности их потенциального использования в катализе, как в гомогенном, так и гетерогенном. В частности, описанные выше дендримерныекатализаторы на основе титана и циркония, используют в процессах полимеризации этилена [145], катализаторы на основе родия и рутения применяют в таких реакциях как восстановление диметилитаконата и ацетофенона [115], карбонилирование метанола [118] и некоторых других [119].

Схема 21. Металлоорганический дендример с полусэндвичевым фрагментом на периферии.

Большее внимание уделяли синтезу дендримеров, построенных с использованием сэндвичевых соединений железа и, прежде всего ферроцена [155156] и его производных, которые обладают весьма интересной сферой прикладного применения.

Дендримерные молекулы могут содержать сэндвичевые фрагменты, как на периферии, так и в ядре. Для их получения различными исследовательскими группами используются традиционные методы синтеза дендримеров -конвергентный и дивергентный. Однако особенность химического поведения сэндвичевых соединений Fe позволила разработать и специфические методы синтеза дендритных соединений содержащих или не содержащих в ядре атомов железа, в частности представленный на Схеме 22. Исходя из ферроцена путем мультиплетных итерационных стехиометрических превращений, протекающих через катионные циклопентадиенил-бензольпые комплексы железа, удаетсясоздать разнообразные системы с разветвленными звездочными архитектурами не содержащих атома железа в своих структурах [93, 96-97, 152-154].I)KCk-8 Pit'HPf*I I flMeftyfe**ыге,68 isF»+ riscto <vz:'J 69•опоре' ! ieOK MT.

Существует прямой синтез ядер дендримеров с железо-сэндвичевой структурой в центре, используя {РеСр}+-индуцированную функционализацию гексаметилбензола в [FeCp(n6-C6Me6)][PF6] [96] с три- и нонаразветвлеиными дендронами.k I * IH'BuOK/DMETЯГ p»BfCH,C#H4OMehe' PFi ® 2}BBf,/CH,CI,nw—^SSjegtff^75Схема 23. Получение гексафенола, гекса-/?-метоксибензилированием [FeCp(n6-С6Меб)][РРб], с последующим расщеплением метокси-групп.

Основной вклад в развитие этой области внесли работы Д.Аструка [97], который в обзорной работе сформулировал основные направления применений дендримерных соединений этого ряда, которые удовлетворяют современным потребностям зеленой химии. Им были разработаны новые 1) нанокаталитические системы с легко выделяемыми и повторно используемыми дендримерными катализаторами, удовлетворяющими этим требованиям [156-164]. 2) Наносенсоры для распознавания и титрования неорганических анионов, таких как СГ, Br', Н2РО4" HSO4* и АТФ (фрагмент ДНК). Дендримеры с амидо-, амнно- или силил-ферроценильиыми группами могут селективно распознавать электрохимически эти анионы и действовать как экзо-рецепторы с положительным дендримерным эффектом. Такие дендримеры, имеющие например, в центре паночастицы электроактивные фрагменты ферроцена лучше адсорбируются на электродах и могут многократно функционировать в качестве сенсоров [165-168]. 3) В области молекулярной электроники перспективно использование наноразмерных дендримеров с окислительно-восстановительными центрами на периферии молекул привлекательных для создания наноустройств, таких как: молекулярные батареи, диоды и транзисторы [154]. 4) Дендримерные структуры с наличием в ядре молекулы атома железа могут выступать в качестве биомиметиков [89]. 5) Специфическая функционализация железосодержащих соединений открывает новый путь к созданию соединений с повышенными оптическими, магнитными и электрическими свойствами [97].

Один из первых примеров использования металлодендримеров в катализе был описан в 1994 году Ван Котеном [169]. Им был осуществлен синтез первых карбосилановых дендримеров, периферия которых была функционализирована моноанионными пинчерными лигандами [2,6-(CH2NMe2)2C6H3]"(N,C,N). Комплексы Ni(II) этих металлодендримеров, представленные на Схеме 25, успешно применили в качестве гомогенных катализаторов в органическом синтезе и, оказалось, что для их отделения от продуктов реакции пригодна удобная технология наномембранной фильтрации [170].

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработаны или улучшены методики получения исходных в синтезе дендримеров мономерных соединений как неизвестных ранее, так и часто используемых в литературе: п-гидроксиметилбеизальдегида, п-бромметилбензальдегида, 1,3,5-трисхлорангидрида бензолтрикарбоновой кислоты, 1,3,5-трис(п-гидроксифенил)бензола, 1,2-гидроксиметилцимантренкарбальдегида и некоторых других.

2. Впервые показана возможность использования реакций ароматического нуклеофильного замещения атома фтора в перфторароматических производных при их взаимодействии с фенолами для формировании дендритных структур.

3. Разработаны методы синтеза различных типов полиформилсодержащих дендронов и дендримеров нулевого, первого и второго поколений, представляющих собой как гибкоцепиые, так и жесткоцепные молекулы, содержащие в своей структуре сложноэфирные, простые эфирные и триазольные фрагменты

4. Впервые разработан метод получения хиральных дендритных молекул путем использования оптически активных производных цимантрена в процессе формирования структуры дендримера.

5. С помощью хиральиой модификации полиформилсодержащих дендримеров различными оптически активными аминоспиртами в условиях твердофазного и жидкофазпого синтеза получена серия оптически активных дендритных иминоспиртов, аминоспиртов и оксазолидинов.

6. На основе впервые синтезированных новых мопомерных и дендримерных лигандов получены катализаторы, которые были протестированы в Pd-катализируемом аллилыюм алкилировании 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата диметилмалонатом (ее от 51% до 94%).

1. Органический синтез. Наука и искусство. В.Смит, А.Бочков, Р.Кейпл. "Дендримеры" Москва, Мир,2001.

2. Дендриты, фракталы и материалы. Ю. Д. Третьяков Соросовский образовательный журнал, 1998, 11, 96-102.

3. Supramolecular chemistry within dendritic structure. V. V.Narayanan, G. R.Newkome. Topp. Curr. Chem., 1998, 197, 19-77.

4. Structure of dendrimers in dilute solution. M. Ballauff. Topp. Curr. Chem., 2001,212,177-194.

5. Металлополимерные нанокомпозиты с контролируемой молекулярной архитектурой. А. Д. Помогайло. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева), 2002, т. XLVI, 5, 64-73.

6. Equilibrium structure of dendrimers results and open questions. C. N. Likos, M. Ballauff. Topp. Curr. Chem., 2005, 245,239-252.

7. Birth of a new macromolecular architecture: dendrimers as quantized building blocks blocks for nanoscale synthetic polymer chemistry. D. A. Tomalia. Prog. Polym. Sci., 2005, 30, 294-324.

8. Host-guest chemistry of dendritic molecules. M. W. P. L. Baars, E.W.Meijer. Topp. Curr. Chem., 2000, 210, 131-182.

9. Supramolecular dendrimer chemistry: a journey through the branched architecture. D.K.Smith, F.Diederich. Topp.Curr.Chem., 2000,210,183-227.

10. Hyperbranched macromolecules: soft particles with adjustable shape and persistent motion capability. S. S. Sheiko,M. Muller. Topp. Curr. Chem., 2001, 212, 137-175.

11. Huperbranched polymers: from synthesis to applications. C. Gao, D. Yan. Prog. Polym. Sci., 2004,29,183-275.

12. Synthesis and characterization of some organo-all-tin dendrimers with different peripheral substituents. H. Schumann, Y. Aksu, В. C. Wassermann. J. Organomet. Chem., 2006, 691, 1703-1712.

13. Supramolecular chemistry of dendrimers. S. C. Zimmerman, L. J. Lawless. Topp. Curr. Chem., 2001, 217, 95-120.

14. Синтез и свойства функционально замещенных дендримеров. И. П. Белецкая, А. В. Чучурюкин. Успехи химии, 2000, 69, 699-720.

15. Dendrimers: from design to application a progress report. M. Fischer. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1999, 38, 884-905.

16. Introduction to dendrimers and dendritic polymers. D. A. Tomalia, J. M. J Frechet. Prog. Polym. Sci., 2005, 30, 217-219.

17. About dendrimers: structure, physical properties, and applications. A. W. Bosman, H. M. Janssen, E. W. Meijer. Chem. Rev., 1999, 99, 1665-1688.

18. Dendrimers and dendrons. G. R. Newkome, C. N. Moorefield, F. Vogtle. Wiley-VCH, 2002.

19. Convergent dendrons and dendrimers: from synthesis to applications. S. M. Grayson, J. M. J. Frechet. Chem. Rev., 2001, 101, 3819-3867.

20. Application divergent method for synthesis of the dendrimers. A. B. Padias, H. K. Hall, D. A. Tomalia, J. R. J. Mc Connel. J. Org. Chem., 1987, 52, 5305.

21. Cascade Molecules: A New Approach to Micelles. A 27.-Arborol G.R. Newkome, Z.Yao, G.R. Baker, V.K. Gupta. J.Org.Chem.,1985,50,2003-2004.

22. Preparation of polymers with controlled molecular architecture. A new convergent approach to dendritic macromoleules. C. J. Hawker, J. M. J. Frechet. J. Am. Chem. Soc., 1990, 112, 7638-7647.

23. A mild deprotection strategy for allyl-protecting groups and its implications in sequence specific dendrimer synthesis. D. R. Vutukuri, P. Bharathi, Z. Yu, K. Rajasekaran, M.-H. Tran, S. Thayumanavan. J. Org. Chem., 2003, 68, 11461149.

24. Sequences in dendrons and dendrimers. K. Sivanandan, B. S. Sandanaraj, S. Thayumanavan. J. Org. Chem., 2004, 69, 2937-2944.

25. Dendrimers and chirality. C.W. Thomas, Y.Tor. Chirality, 1998,10,53-59.

26. An epistemological note on chirality. K. Mislow, P. Bickart. Isr. J. Chem., 1977,15,1-6.

27. Synthesis and characterization of a chiral dendrimer derived from pentaerythritol. J. A. Kremers, E. W. Meijer. J. Org. Chem., 1994, 59, 42624266.

28. Chiral objects with a dendritic architecture. H. W. I. Peerlings, M. P. Struijk, E. W. Meijer. Chirality, 1998, 10,46-52.

29. Chirality and dendrimers: the issue of chiral recognition at the nanoscopic level. J. A. Kremers, E. W. Meijer. Macromol. Symp., 1995, 98,491-499.

30. Cryptochirality and dendrimers. M. P. Struijk, H. W. I. Peerlings, E. W. Meijer. Polym. Prepr., 1996, 37,497-498.

31. Chiral dendrimers with backfolding wedges. H. W. I. Peerlings, D. C. Trimbach, E. W. Meijer. Chem. Commun., 1998, 497-498.

32. Synthesis and characterization of axially chiral molecules containing dendritic substituents. H. W. I. Peerlings, E. W. Meijer. Eur. J. Org. Chem., 1998, 573577.

33. Chiral dendrimers from Tris(hydroxymethyl)methane derivatives. D. Seebach, J.-M. Lapierre, K. Skobridis, G. Greiveldinger. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1994, 33, 440-442.

34. A new convergent approach to monodisperse dendritic macromolecules. C. Hawker, J. M. J. Frechet. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1990, 1010-1013.

35. Enantiomerically pure dendrimers based on a trans-3,4-dihydroxypyrrolidine. S. Cicchi, A. Goti, C. Rosini, A. Brandi. Eur. J. Org. Chem., 1998, 2591-2597.

36. Solid-phase synthesis of dendritic sialoside inhibitors of influenza a virus haemagglutinin. R. Roy, D. Zanini, S. J. Meunier and A. Romanowska. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 1869-1872.

37. Synthesis of glycodendrimers by modification of poly(propylene imine) dendrimers. P. R. Ashton, S. E. Boyd, C. L. Brown, S. A. Nepogodiev, E. W. Meijer, II. W. I. Pcerlings, 11. W. I. Peerlings, J. F. Stoddart. Chem. Eur. J., 1997,3,974-984.

38. Synthesis of hyperbranched glycodendrimers incorporating a-thiosialosides based on a gallic acid core. S. J. Meunier, Q. Wu, S.-N. Wang, and R. Roy. Can. J. Chem., 1997, 75, 1472-1482.

39. A convergent synthesis of carbohydrate-containing dendrimers. P. R. Ashton, S. E. Boyd, C. L. Brown, N. Jayaraman, S. A. Nepogodiev, J. F. Stoddart. Chem. Eur. J., 1996,2,1115-1128.

40. An approach to highly functionalized dendrimers from chiral, non-racemic synthetic monomers. D. V. McGrath, M.-J. Wu, U. Chaudhry. Tetrahedron Lett., 1996, 37, 6077-6080.

41. Synthesis of optically active chiral dendrimers with 1,2-diol linkages. J. McElhanon, M.-J. Wu, D. Escobar, D. V. McGrath. Polym. Prepr., 1996, 37, 495-497.

42. Enantioselective catalysys, 851. Optically active expanded chelate phosphines derived from l,£-bis(dichlorophosphino)alkanes. Tetrahedron, 1994,50,4303-4310.

43. Dendrizymes: expanded ligands for enantioselective catalysis. H. Brunner. J. Organomet. Chem., 1995, 500, 39-46.

44. Enantioselective catalysis; 130. Optically active expanded ligands based on the /rara-l,2-substituted cyclopentane skeleton. H. Brunner, S. Stefaniak, M. Zabel. Synthesis, 1999, 1776-1784.

45. Encapsulation of guest molecules into a dendritic box. J. F. G. A. Jansen, E. M. M. de Brabander-van den Berg, E. W. Meijer. Science, 1994,266,1226-1229.

46. Poly(propyleneimine) dendrimers: large-scale synthesis via heterogeneously catalyzed hydrogenation. E. M. M. de Brabander-van den Berg, E. W. Meijer. Angew. Chem. Int. Ed. Engl, 1993, 32,1308-1311.

47. Optical activity of chiral dendritic surfaces. J. F. G. A. Jansen, H. W. I. Peerlings, E. M. M. de Brabander-van den Berg, E. W. Meijer. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995,34, 1206-1209.

48. The dendritic box: shape-selective liberation of encapsulated guests. J. F. G. A. Jansen, E. W. Meijer, E. M. M. de Brabander-van den Berg. J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 4417-4418.

49. Optical activity of dendrimers with chiral end groups. H. W. I. Peerlings, J. F. G. A. Jansen, E. M. M. de Brabander-van den Berg, E. W. Meijer. Polym. Mater. Sci. Eng., 1995, 73, 342-343.

50. Induced chirality of guest molecules encapsulated into a dendritic box. J. F. G. A. Jansen, E. M. M. de Brabander-van den Berg, E. W. Meijer. Reel. Trav. Chim. Pays-Bas, 1995, 114, 225-230.

51. A convergent synthesis of a carbohydrate-containing dendrimer. P. R. Ashton, S. E. Boyd, C. L. Brown, N. Jayaraman, J. F. Stoddart. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1997, 36, 732-735.

52. Induced chirality in the dendritic box. R. G. Denkewalter, J. F. Kole. U.S. Patent 4,410, 688, 1983.

53. Synthesis and properties of first to third generation dendrimers with doubly and triply branched chiral building blocks. P. Murer, D. Seebach. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1995,34,2116-2119.

54. Synthesis and chiroptical properties of layer-block dendrimers. H.-F. Chow, C. С. Мак. Pure andAppl. Chem., 1997, 69, 483-488.

55. The first dendrimer-based enantioselective fluorescent sensor for the recognition of chiral amino alcohols. V. J. Pugh, Q.-S. Hu, L. Pu. Angew. Chem. Int. Ed. Engl, 2000,39,3638-3640.

56. Dendrimer enhanced immunosensors for biological detection. К. K. Ong, A. L. Jenkins, R. Cheng, D. A. Tomalia, H. D. Durst, J. L. Jensen, P. A. Emanuel, C. R. Swim, R. Ym.Anal. Chim. Acta, 2001, 444, 143-148.

57. CO gas sensor based on a conducting dendrimer. Bon Won Koo, Chung Kun Song, Chungkyun Kim. Sensors and Actuators B, 2001, 77, 432-436.

58. Preparation of dendrimer-like polyamidomine immobilized silica gel and its application to online preconcentration and separation palladium prior to FAAS determination. Wu X. Z., Liu P., Pu Q. S., Sun Q. Y., Su Z. X. Talanta, 2004, 62,918-923.

59. Synthesis of benzyl-terminated dendrons for use in high-resolution capillary gas chromatography. G. R. Newkome, K. S. Yoo, A. Kabir, A. Malik. Tetr. Lett., 2001,42, 7537-7541.

60. Polyacrylamide gel electrophoresis separation and detection of polyamidoamine dendrimers possessing various cores and terminal groups. A. Sharma, A. Desai, R. AH, D. Tomalia. J.of Chromatography A, 2005, 1081, 238-244.

61. Amplification of chirality in helical supramolecular columns. L. Brunsfeld, B. G. G. Lohmeijer, J. A. J. M. Vekemans, E. W. Meijer. J. of Inclusion Phenomena andMacrocyclic Chem., 2001,41, 61-64.

62. Capillary microextraction on sol-gel dendrimer coatings. A. Kabir, C. Hamlet, G. R. Newkome, K. S. Yoo, A. Malik. J.of Chromatography A, 2004, 1034, 111.

63. Dendritic supermolecules-towards controllable nanomaterials. D. K. Smith. Chem. Commun., 2006, 34-44.

64. Hybrid dendritic-linear polyester-ethers for in situ photopolymerization. M. A. Carnahan, C. Middleton, J. Kim, T. Kim, M. W. Grinstaff. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 5291-5293.

65. Some new aspects of dendrimer applications. O. Flomenbom, R. J. Amir, D. Shabat, J. Klafter. J. of Luminescence, 2005, 111, 315-325.

66. Molecular characteristics of polypropylene imine) dendrimers as studied with translational diffusion and viscometry. G. M. Pavlov, E. V. Komeeva, E.W. Meijer. Colloid. Polym. Sci., 2002, 280, 416-423.

67. Synthesis of neoglycoconjugate dendrimers. D. E. Tsvetkov, P. E. Cheshev, A. B. Tuzikov, G. V. Pazynina, N. V. Bovin, R. Rieben, N. E. Nifant'ev. Mendeleev Commun., 1999,47-50.

68. Hemoglobin dendrimers: functional protein clusters. R. Kluger, J. Zhang. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 6070-6071.

69. Single-triggered trimeric prodrugs. K. Haba, M. Popkov, M. Shamis, R. A. Lerner, C. F. Barbas III, D. Shabat. Angew.Chem. Int. Ed., 2005, 44, 716-720.

70. Structural advantage of dendritic poly(L-lysine) for gene delivery into cells. M. Yamagata, T. Kawano, K. Shiba, T. Mori,Y. Katayama, T. Niidome. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2007, 15, 526-532.

71. Dendrimers a new class of nanoscopic containers and delivery devices. F. Aulenta, W. Hayes. Eur. Polym. J., 2003,39, 1741-1771.

72. Theoretical design of dendrimeric fractal patterns for the encapsulation of a family of drugs: salicylanilides. D. Soto-Castro, A. Evangelista-Lara, P. Guadarrama. Tetrahedron, 2006, 62, 12116-12125.

73. Synthesis of salicylate dendritic prodrugs. S. Tang, S. M. June, B. A. Howell, M. Chai. Tetr. Lett., 2006,47, 7671-7675.

74. Dendrimers in diagnostics. Krause W., Hackmann-Schlichter N., Maier F. K., Muller R. Topics in Current Chemistry, 2000, 210, 262-306.

75. Applying key concepts from nature: transition state stabilization, pre-concentration and cooperativity effects in dendritic biomimetics. C. Liang, J. M. J. Frechet. Prog. Polym. Sci., 2005, 30, 385-402.

76. Enantioselective transaminations by dendrimeric enzyme mimics. R. Breslow, S. Wei, C. Kenesky. Tetrahedron, 2007, 63, 6317-6321.

77. Dendritic encapsulation of function: applying nature's site isolation principle from biomimetics to materials science. S. Hecht, J. M. J. Frechet. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2001, 40, 74.

78. Synthesis and functional evaluation of DNA-assembled polyamidoamine dendrimer clusters for cancer cell-specific targeting. Y. Choi, T. Thomas, A. Kotlyar, M. T. Islam, J. R. Baker. Chemistry and Biology, 2005, 12, 35-43.

79. Y.Kim, M.F.Mayer, S.C. Zimmerman " A new route to organic nanotubes from porphyrin dendrimers" Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 1121.

80. Rheology of Dendrimers. 2. Bulk Polyamidoamine Dendrimers under Steady Shear, Creep, and Dynamic Oscillatory Shear. S. Uppuluri, F. A. Morrison, P. R. Dvomic. Macromolecules, 2000, 33, 2551-2560.

81. Water-soluble mono-and star-shaped hexanuclear functional organoiron catalysts for nitrate and nitrite reduction in water: syntheses and electroanalytical study. S. Rigaut, M.-H. Delville, J. Losada, D. Astruc. Inorg. Chim. Acta, 2002, 334, 225-242.

82. Organoiron activation combined with electron- and proton transfer: implications in biology, organic synthesis, catalysis and nanosciences. D. Astruc. J. Organomet. Chem., 2004, 689, 4332-4344.

83. Noncovalently functionalized dendrimers as recyclable catalysts. D. de Groot, B. F. M. de Waal, J. N. H. Reek, A. P. H. J. Schenning, P. C. J. Kamer, E.W. Meijer, P. W. N. M. van Leeuwen. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 8453-8458.

84. New mono- and tricyclopalladated dendritic systems with encapsulated catalytic sites. G. Rodpiguez, M. Lutz, A. L. Spek, G. van Koten. Chem. Eur. J., 2002, 8, 45-57.

85. Novel catalysis of dendrimer-bound Pd(0) complexes: sterically steered allylic amination and the first application for a thermomorphic system. T. Mizugaki, M. Murata, M. Ooe, K. Ebitani, K. Kaneda. Chem. Commun., 2002, 52-53.

86. Construction and probing of multisite chiral catalysts: dendrimer fixation of C2-symmetrical diphosphinerhodium complexes. G. D. Engel, L. H. Gade. Chem. Eur. J., 2002, 8,4319-4329.

87. The synthesis and catalytic activity of a first-generation poly(propylene imine) pyridylimine palladium metallodendrimer. G. Smith, R. Chen, S. Mapolie. J. Organomet. Chem., 2003,673,111-115.

88. Site-isolation effects in a dendritic nickel catalyst for the oligomerization of ethylene. C. Muller, L. J. Ackerman, J. N. H. Reek, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. van Leeuwen. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 14960-14963.

89. A recyclable nanosize aminoarenethiolato copper(I) catalyst for C-C coupling reactions. A. M. Arink, R. van de Coevering, B. Wieczorek, J. Firet, J. Т. В. H. Jastrzebski, R. J. M. K. Gebbink, G. van Koten. J. Organomet. Chem., 2004, 689,3813-3819.

90. Generation effects on the microstructure and product distribution in ethylene polymerization promoted by dendritic nickel catalysts. J. M. Benito, E. de Jesus, F. J. de la Mata, J. C. Flores, R. Gomez. Chem. Commun., 2005, 52175219.

91. Dendritic p-diketiminato titanium and zirconium complexes: synthesis and ethylene polymerization. R. Andres, E. de Jesus, F. J. de la Mata, J. C. Flores, R. Gomez. J. Organomet. Chem., 2005, 690, 939-943.

92. Diels-Alder reaction using a dendritic copper(II) triflate-catalyst: a positive dendritic effect on the chemical yield. K. Fujita, T. Muraki, H. Hattori, T. Sakakura. Tetrahedron Lett., 2006,47,4831-4834.

93. Synthesis and catalytic activity of DAB-dendrimer encapsulated Pd nanoparticles for the Suzuki coupling reaction. J. Lemo, K. Heuze, D. Astruc. Inorg. Chim. Acta, 2006, 359,4909-4911.

94. Dendritic initiators for "living" radical polymerizations: a versatile approach to the synthesis of dendritic-linear block copolymers. M. R. Leduc, C. J. Hawker, J. Dao, J. M. J. Frechet. J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 11111-11118.

95. Synthesis and catalytic activity of unimolecular dendritic reverse micelles with "internal" functional groups. M. E. Piotti, Jr. R. Bond, C. J. Hawker, J. M. J. Frechet. J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 9471-9472.

96. Hyperbranched macromolecules in asymmetric catalysis. C. Bolm, N. Derrier, A. Seger. Synlett, 1996,387-388.

97. Poly(polyoxometalate)dendrimers: molecular prototypes of new catalytic materials. H. Zeng, G. R. Newkome, C. L. Hill. Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 1772-1774.

98. Multiple use of soluble metallodendritic materials as catalysts and dyes. M. Albrecht, N. J. Hoverstad, J. Boersma, G. van Koten. Chem. Eur. J., 2001, 7, 1289-1294.

99. Dendritic catalysts and dendrimers in catalysis. D. Astruc, F. Chardac. Chem. Rev., 2001, 101,2991-3023.

100. Transition metal catalysis using functionalized dendrimers. G. E. Oosterom, J. N. H. Reek, P. C. J. Kamer. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2001,40,1828-1849.

101. Dendrimer-encapsulated metal nanoparticles and their applications to catalysis. Yanhui Niu, R. M. Crooks. C. R. Chimie, 2003,6,1049-1059.

102. Dendritic catalysis: major concepts and recent progress. D. Mery, D. Astruc. Coordination Chemistry Reviews, 2006,250,1965-1979.

103. Dendrimers as support for recoverable catalysts and reagents. R. van Heerbeeck, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. van Leeuwen, J. N. H. Reek. Chem. Rev., 2002, 102,3717.

104. Synthesis and catalytic activity of dendric diphosphane metal complexes. M. T. Reetz, G. Lohmer, R. Schwickardi. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1997, 36, 1526.

105. Core and periphery functionalized dendrimers for transition metal catalysis: a covalent and a non-covalent approach. J. N. H. Reek, D. de Groot, G. E. Oosterom, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. van Leeuwen. Rev. Mol. Biotechnol., 2002,90, 159-163.

106. Designing dendritic polymers containing phosphorus donor ligands and their corresponding transition metal complexes. M. Dasgupta, M. B. Peori, A. K. Kakkar. Coord. Chem. Rev., 2002, 233-234, 223.

107. Dendrimers and other dendritic macromolecules: from building blocks to functional assemblies in nanoscience and nanotechnology. J. M. J. Frechet. J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem., 2003,41, 3713-3728.

108. Soluble organic supports for the non-covalent immobilization of homogeneous catalysts: modular approaches towards sustainable catalysts. R. van de Coevering, R. J. M. K. Gebbink, G. van Koten. Prog. Polym. Sci., 2005, 30, 474-479.

109. Dendrons and dendritic catalysts immobilized on solid support: synthesis and dendritic effects in catalysis. A. Dahan, M. Portnoy. J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem., 2005,43, 235-248.

110. What promise for dendrimers? D. A.Tomalia, P. R Dvornic. Nature 1994, 372, 617-618.

111. Metallodendritic catalysis redox and carbon-carbon bond formation reactions: a step towards green chemistry. D. Astruc, K. Heuze, Gatard., D. Mery, S. Nlate, L. Plault. Adv. Synth. Catal., 2005, 347, 2005.

112. Suprasupermolecules with novel properties: metallodendrimers. G. R. Newkome, E. He, C. N. Moorefield. Chem.Rev., 1999,99, 1689-1746.

113. Metallodendrimers composed of organometallic building blocks. K. Onitsuka, S. Takahashi. Topics in Current Chemistry, 2003, 228, 39-63.

114. Where organometallics and dendrimers merge: the incorporation of organometallic species into dendritic molecules. P. A. Chase, R. J. M. K. Gebbink, G. van Koten. J. Organomet. Chem., 2004, 689,4016-4054.

115. Dendrimers containing chiral ferrocenyl diphosphine ligands for asymmetric catalysis. C. Kollner, B. Pugin, A. Togni. J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 1027410275.

116. Dendrimers based on cyclophosphazene units and containing ferrocenyl ligands for asymmetric catalysis. R. Schneider, C. Kollner, I. Weber, A. Togni. Chem. Comm., 1999, 2415-2416.

117. Some new aspects of asymmetric catalysis with chiral ferrocenyl ligands. A.Togni, R.Dorta, C. Kollner, G.Pioda. Pure Appl. Chem., 1998, 70, 14771485.

118. Synthesis, characterization and application in asymmetric catalysis of dendrimers containing chiral ferrocenyl diphosphines. C. Kollner, A.Togni. Can. J. Chem., 2001, 79, 1762-1774.

119. Construction and probing of multisite chiral catalysts: dendrimer fixation of C2-symmetrical diphosphinerrhodium complexes. G. D. Engel, L. H. Gade. Chem. Eur. J., 2002, 8,4319-4329.

120. A strongly positive dendrimer effect in asymmetric catalysis: allylic aminations with Pyrphos-palladium functionalised PPI and РАМАМ dendrimers. Ribourdouitle Y., Engel G. D., Richard-Plouet M., Gade L. H. Chem. Comm., 2003, 1228-1229.

121. Dendritic styryl TADDOLs as novel polymer cross-linkers: first application in an enantioselective Et2Zn addition mediated by a polymer-incorporated titanate. Rheiner P. В., Sellnar H., Seebach D. Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 2027-2032.

122. Highly effective and recyclable dendritic BINAP ligands for asymmetric hydrogenation. Fan Q.-H., Chen Y.-M., Chen X.-M., Jiang D.-Z., Xi F., Chan A. S. C. Chem. Comm., 2000, 789-790.

123. A novel system consisting of easily recyclable dendritic Ru-BINAP catalyst for asymmetric hydrogenation. Deng G.-J., Fan Q.-H., Chen X.-M., Liu D.-S., Chan A. S. C. Chem. Comm., 2002, 1570-1571.

124. Synthesis and characterization of a first generation organorhenium dendrimer. I. J. Mavuncal, J. R. Moss, J. Bacsa. J. Organomet. Chem., 2000, 593-594, 361-368.

125. Ruthenium-containing organometallic dendrimers. Y.-H. Liao, J. R. Moss. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 1774-1777.

126. Synthesis of very large organoruthcnium dendrimers. Y.-H. Liao, J. R. Moss. Organomet allies, 1995, 14,2130-2132.

127. Organoruthenium dendrimers. Y.-H. Liao, J. R. Moss. Organometallics, 1996, 15,4307-4316.

128. Dendritic p-diketiminato titanium and zirconium complexes: synthesis and ethylene polymerization. R. Andres, E. De Jesus, F. J. De la Mata, J. C. Flores, R. Gomez. J. Organomet. Chem., 2005,690, 939-943.

129. Carbosilane dendrimers containing peripheral cyclopentadienyl niobium- and tantalum-imido complexes. J. M. Benito, E. De Jesus, F. J. De la Mata, J. C. Flores, R. Gomez, P. Gomez-Sal. J. Organomet. Chem., 2006, 691, 3602-3608.

130. Synthesis and catalytic properties of neutral and cationic rhodium- and iridium-containing carbosilanc dendrimers. I.Angurell, G.Muller, M. Rocamora, O.Rossell, M.Seco. J.Chem. Soc. Dalton Trans. 2003,1194-1200.

131. Tripodal Phosphane Ligands with Novel Linker Units and Their Rhodium Complexes as Building Blocks for Dendrimer Catalysts. R. A. Findeis, L. H. Gade. Eur. J. Inorg. Chem., 2003,99-110.

132. Silicon-based organometallic dendritic macromolecules containing {т.6-(organosilyl)arene}chromium tricarbonyl moieties. F. Lobete, I. Cuadrado, C. M. Casado, B. Alonso, M. Moran, J. Losada. J. Organomet. Chem., 1996, 509, 109-113.

133. Organometallic dendrimers with transition metals. I. Cuadrado, M. Moran, C. M. Casado, B. Alonso, M. Moran, J. Losada. Coord. Chem. Rev., 1999, 193195,395-445.

134. Synthesis of transition metal containing carbosilane dendrimers. O. Rossell, M. Seco, I. Angurell. C. R. Chimie, 2003,6, 803-817.

135. The first organometallic dendrimers design and redox functions. Astruc D., Blais J.-C., Cloutet E., Djakovitch L., Rigaut S., Ruiz J., Sartor V., Valerio C. Top. Curr. Chem., 2000, 210, 229-259.

136. Construction of giant dendrimers using a tripodal building block. Ruiz J., Lafuente G., Marcen S., Ornelas C., Lazare S., Cloutet E., Blais J.-C., Astruc D. J. Am. Chem. Soc., 2003,125, 7250-7257.

137. Aza-crown ethers attached to dendrimers through amidoferrocenyl units. B. Gonzalez, B. Alonso, J. Losada, M. P. Garcia-Armada, С. M. Casado. Organometallics, 2006,25, 3558-3561.

138. Redox potential selection in a new class of dendrimers containing multiple ferrocene centers. J. Alvarez, T. Ren, A. E. Kaifer. Organometallics, 2001, 20, 3543-3549.

139. Triple C-H/N-H activation by 02 for molecular engineering: heterobifunctionalization of the 19-electron redox Fe'Cp(arene). S. Rigaut, M.-H. Delville, D. Astruc. J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 11132-11133.

140. Dendritic catalysts and dendrimers in catalysis. D. Astruc, F. Chardac. Chem. Rev., 2001, 101,2991-3024.

141. Synthesis of dendritic polyoxometalate complexes assembled by ionic bonding and their function as recoverable and reusable oxidation catalysts. L. Plault, S. Nlate, D. Astruc, J. Ruitz, S. Gatard, R. Newuann. Angew. Chem. Int. Ed., 2004,43, 2924-2928.

142. Dendritic stars by ring-opening-metathesis polymerization from ruthenium-carbene initiators. S. Gatard, S. Nlate, E. Cloutet, G. Bravic, J.-C. Blais, D. Astruc. Angew. Chem. Int. Ed., 2003,42, 452-456.

143. Transition metal catalysis using functionalized dendrimers. G. E. Oosterom, J. N. H. Reek, P. C. J. Kamer, P. W. N. M. van Leewen. Angew. Chem. Int. Ed., 2001,40, 1828-1849.

144. Dendrimers and nanoscience. D. Astruc, Guest Ed. C. R. Chimie 6, 2003, 8-10.

145. Supramolecular H-bonded assemblies of redox-active metallodendrimers and positive and unusual dendritic effects on the recognition of H2PO4" M.-C. Daniel, J. Ruiz, D. Astruc. J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 1150-1151.

146. Gold nanoparticles containing redox-active supramolecular dendrons that recognize H2P04 M.-C. Daniel, J. Ruiz, S. Nlate, J. Palumbo, D. Astruc. Chem. Commun., 2001,2000-2001.

147. Dendron-controlled nucleation and growth of gold nanoparticles. R. Wang, J. Yang, Z. Z. Carducci, M. D. Carducci. Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 549552.

148. Novel dendron-stabilized gold nanoparticles with high stability and narrow size distribution. M. K. Kim, Y.-M. Jeon, W. S. Jeon, H. J. Kim, S.-G. Hong, C. G. Park, K. Kim. Chem. Commun., 2001, 667-668.

149. Homogeneous catalysts based on silane dendrimers functionalized with arylnickel(II) complexes. J. W. J. Knapen, A. W. van der Made, J. C. de Widle, P. W. N. M. van Leeuwen, P. Wijkens, D. M. Grove, G. van Koten. Nature, 1994,372,659-663.

150. The synthesis and catalytic activity of poly(bis(imino)pyridyl)iron (II) metallodendrimer. Z.-J. Zheng, J. Chen, Y.-S. Li. J. Organomet. Chem., 2004, 689, 3040-3045.

151. A recyclable nanosize aminoarenethiolato copper (I) catalyst for C-C coupling reactions. A. M. Arink, R. van de Coevering, B. Wieczorek, J. Firet, J. Т. В. H. Jastrzebski, R. J. M. K. Gebbink, G. van Koten. J. Organomet. Chem., 2004, 689,3813-3819.

152. Design, synthesis, and characterization of a sterically encumbered dioxo molybdenum (VI) core.R. S. Sengar, P. Basu. Inorg. Chim. Acta, 2007, 360, 2092-2099.

153. An iminophosphine dendrimeric ligand and its evalution in the Heck reaction. D. P. Catsoulacos, B. R. Steele, G. A. Heropoulos, M. Micha-Screttas, C. G. Screttas. Tetr. Lett., 2004,44, 4575-4578.

154. Chloromethyl polystyrene supported dendritic Sn complexes, preparation and catalytic Baeyer-Villiger oxidation. C.-L. Li, Z.-W. Yang, S. Wu, Z.-Q. Lei. React. Fund. Polym., 2007, 67, 53-59.

155. The synthesis and catalytic activity of a first-generation poly(propylene imine) pyridylimine palladium metallodendrimer. G. Smith, R. Chen, S. Mapolie. J. Organomet. Chem., 2003,673,111-115.

156. The dendritic box: shape-selective liberation of encapsulated guests. Jansen J. F. G. A., Meijer E. W., de Brabander-van den Berg E. M. M. J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 4417-4418.

157. Chirality in Dendritic Architectures. H. W. 1. Peerlings, E. W. Meijer. Chem. Eur. J., 1997, 3, 1563-1570.

158. Metallodendritic catalysts. P. B. Rheiner, H. Sellner, D. Seebach. Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 2027-2032.

159. Influense dendritic structure on the solubility. P. B. Rheiner, D. Seebach. Chem. Eur. J., 1999, 5, 3221-3236.

160. Polymer- and dendrimer-bound Ti-TADDOLates in catalytic (and stoichiometric) enantioselective reactions: are pentacoordinate cationic Ti complexes the catalytically active species? Helv. Chim. Acta, 1996, 79, 1710.

161. Dendritic TADDOLs: Synthesis, Characterization and Use in the Catalytic Enantioselective Addition of Et2Zn to Benzaldehyde. P. B. Rheiner, D. Seebach. Chem. Eur. J., 1999, 5, 3221-3236.

162. Dendritic styryl TADDOLs as novel polymer cross-linkers: first application in an enantioselective Et2Zn addition mediated by a polymer-incorporated titanate. P. B. Rheiner, Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 2027-2032.

163. Dendritically cross-linking chiral ligands: high stability of a polystyrene-bound Ti-TADDOLate catalyst with diffusion control. H. Sellner, D. Seebach. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1999, 38, 1918-1920.

164. Excursions of synthetic organic chemists to the world of oligomers and polymers. Seebach D., Beck A. K., Rueping M., Schreiber J. V., Seliner H. Chimia, 2001, 55, 98-103.

165. Monodentate phosphoramidites; versatile ligands in catalytic asymmetric intramolecular Heck reactions. R. Imbos, A. J. Minnaard, B. L. Feringa. Dalton Trans., 2003,2017-2023.

166. New Solid-phase catalysts for asymmetric synthesis: cross-linked polymers containing a chiral shiff base-zinc complex. S. Itsuno, Y. Sakurai, K. Ito, T. Maruyama, S. Nakahama, J. M. J. Frechet. J. Org. Chem., 1990, 55, 304-310.

167. Structurally rigid and optically active dendrimers. L. Pu. J. Org. Chem., 1999, 64, 7528-7536.

168. Synthesis of a chiral micelle-like dendrimer with phenylene dendrons and a l,l'-binaphthyl core. L.-Z. Gong, L. Pu. Tetr. Lett., 2001,42,7337-7340.

169. Synthesis and study of binaphthyl-based chiral dendrimers. L. Pu. J.of Photochem. And Photobiol. A: Chemistry, 2003, 155,47-55.

170. Novel chiral dendritic diphosphine ligands for Rh(I)-catalyzed asymmetric hydrogenation: remarkable structural effects on catalytic properties. B. Yi, Q. H. Fan, G. J. Deng, Y. M. Li, L. Q. Qiu, A. S. C. Chan. Org. Lett., 2004, 6, 1361.

171. Dendritic BINOL ligands for asymmetric catalysis: effect of the linking positions and generations of the dendritic wedges on catalyst properties. G. H. Liu, W. J. Tang, Q. H. Fan. Tetrahedron, 2003, 59, 8603-8611.

172. Dendritic monophos: synthesis and application in Rh-catalyzed asymmetric hydrogenation. W. J. Tang, Y.-Y. Huang, Y.-M. He, Q. H. Fan. Tetrahedron: Asymmetry, 2006, 17, 536-543.

173. Synthesis of optically active dendritic binaphthols and their metal complexes for asymmetric catalysis. S. Yamago, M. Furukawa, A. Azuma, J.-I. Yoshida. Tetr. Lett., 1998, 39, 3783-3786.

174. A dendrimer-supported heterobimetallic asymmetric catalyst. T. Arai, T. Sekiguti, Y. Iizuka, S. Takizawa, S. Sakamoto, K. Yamaguchi, H. Sasai. Tetrahedron: Asymmetry, 2002, 13, 2083-2087.

175. Chiral dendritic bis(oxazoline) copper(II) complexes as Lewis acid catalysts for enantioselective aldol reactions in aqueous media. B. J. Yang, X. M. Chen, G. J. Deng, Y. L. Zhang, Q. H. Fan. Tetrahedron Lett., 2003,44, 3535-3538.

176. Phase selectively soluble dendrimer-bound osmium complex: a highly effective and easily recyclable catalyst for olefin dihydroxylation. Tang W. J., Yang N. F., Yi В., Deng G. J., Huang Y. Y., Fan Q. H. Chem. Commun., 2004, 13781379.

177. Hyperbranched chiral catalysts for the asymmetric reduction of ketones with borane. Bolm C., Derrien N., Seger A. Chem. Commun., 1999, 2087-2088.

178. Hyperbranched Macromolecules in Asymmetric Catalysis. Bolm C., Derrien N„ Seger A. Synlett, 1996, 387-388.

179. Chiral amino alcohols bound to diimines, diamines and dendrimers as chiral ligands for the enantioselective ethylation of N-diphenylphosphinylimines. Suzuki Т., Hirokawa Y., Ohtake K., Shibata Т., Soai K. Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8,4033-4040.

180. Enantioselective addition of organozinc reagents to aldehydes. Soai K., Niwa S. Chem. Rev. 1992, 92, 833-856.

181. Synthesis of chiral dendrimers with a hydrocarbon backbones and application to the catalytic enantioselective addition of dialkylzincs to aldehydes. Sato I.,

182. Shibata Т., Ohtake К., Kodata R., Hirokawa Y., Shirai N., Soai K. Tetrahedron Lett., 2000, 41, 3123-3126.

183. Cooperative asymmetric catalysis with dendrimeric Co(salen). complexes. R. Breinbauer, E. N. Jacobsea Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 3604-3607.

184. Dendritic catalysts for asymmetric transferhydrogenation. Y.-C. Chen, T.-F. Wu, J.-G. Deng, II. Liu, Y.-Z. Jiang, M. С. K. Choi and A. S. C. Chan. Chem. Commun., 2001, 1488-1489.

185. A third generation chiral phosphorus-containing dendrimer as ligand in Pd-catalyzed asymmetric allylic alkylation. Laurent R., Caminade A.-M., Majoral J.-P. Tetrahedron Lett., 2005, 46, 6503-6506.

186. New accelerated strategy for the synthesis of poly(ether ketone) dendrons. M. A. Abramov, R. Shukla, D. B. Amabilino, W. Dehaen. J. Org. Chem., 2002, 67, 1004-1007.

187. A convergent route to poly(phenyl ketone ether) dendrons. A. R. Lister, S.C. Moratti. Tetrahedron, 2006, 62,10208-10214.

188. Реутов О.А., Курц А.Л., Бутип К.П. Органическая химия. Изд-во МГУ, Москва, 1999.

189. Two-photon absorption in three-dimensional chromophores based on 2.2.-paracyclophane. G. P. Bartholomew, M. Rumi, S. J. K. Pond, J. W. Perry, S. Tretiak, G. C. Bazan. J. Am. Soc. Chem., 2004, 126, 11529-11542.

190. Stereocontrolled synthesis of polyketide libraries: Boron-mediated aldol reactions with aldehydes on solid support. C. Gennari, S. Ceccarelli, U. Piarulli. Tetrahedron, 1998,54, 14999-15016.

191. A strategy for the assembly of multiple porphyrin arrays based on the coordination chemistry of Ru-centered porphyrin pentamers.C. С. Мак, N. Bampos, S. L. Darling. J. Org. Chem., 2001, 66,4476.

192. The Identification of Trimesic Acid from the oxidation of s-Trialkyl Aromatic Hydrocarbon. J. V. Karabinojs, I. Wright, H. F. Hipshe. J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, 906-908.

193. Asymmetric dihydroxylation enables rapid construction of chiral dendrimers based on 1,2-diols. H.-T. Chang, C.-T. Chen, T. Kondo, G. Siudak, К. B. Sharpless. Angew. Chem. Int. Ed., 1996,35, 182-186.

194. K. Tooru, S. Shu, T. Hirokazu. Jpn. Kokai Tokkyo Koho Jp 02,219,812 90,219,812. (CI. C08G59/06), 03 Sept 1990, Appl 89/39, 355; Feb 1989: 12 pp.

195. Синтез и рентгеноструктурное исследование 1,3,5-трис4-(2-пропинилокси)фенил. бензола. С. В. Линдеман, Р. А. Дворикова, И. Р. Гольдипг, Ю. Т. Струков, М. М. Тепляков. Изв. Акад. Наук. Серия Хим., 1993, 9, 1601-1605.

196. Model studies toward liquid crystalline dendrimers with mesogenic repeat units throughout the structure. A. N. Cammidge, A. S.H. King. Tetr. Lett., 2006, 47, 5569-5572.

197. One-pot synthesis of triazole-linked glycoconjugates Chittaboina S., Fang Xie, Qian Wang. Tetrahedron Lett., 2005,46, 2331-2336.

198. Dendrimers clicked together divergently Joralemon M. J., O'Reilly R. K., Matson J. В., Nugent A. K., Hawker C. J., Wooley K. L. Macromolecules, 2005, 38, 5436-5443.

199. Multivalent, bifunctional dendrimers prepared by click chemistry. Peng Wu, Malkoch M., Hunt J. N., Vestberg R., Kaltgrad E., Finn M. G„ Fokin V. V., Sharpless К. В., Hawker C. J. Chem. Commun., 2005, 5775-5777.

200. Кондратенко M. А. Синтез и исследование замещенных оптически активных производных цимантрена с различными элементами хиралыюсти. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва, 1993.

201. Гордон А., Форд Р., Спутники химика. М.: Мир. 1976, 541.

202. Юрьев Ю. К. Практические работы по орган, химии. Вып. I и II. М.: Изд-во Московского ун-та. 1964, 419.