Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органомодифицированных композитных материалов

Постников, Павел Сергеевич

Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органомодифицированных композитных материалов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Постников, Павел Сергеевич АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органомодифицированных композитных материалов»

Автореферат диссертации на тему "Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органомодифицированных композитных материалов"

404чи

На правах рукописи

ПОСТНИКОВ ПАВЕЛ СЕРГЕЕВИЧ

Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органо-модифицированных композитных материалов

Специальность 02.00.03 - органическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 О АПР 2011

Томск 2011

4844816

Работа выполнена на кафедре органической химии и технологии органического синтеза Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель

доктор химических наук, профессор Филимонов Виктор Дмитриевич

Официальные оппоненты

доктор химических наук, профессор Василевский Сергей Францевич

доктор химических наук, профессор Филимошкин Анатолий Георгиевич

Ведущая организация

ООО «НИОСТ» (г. Томск)

Защита состоится «4» мая 2011 года в 14 ч 30 мин, на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.04 при Национальном исследовательском Томском политехническом университете по адресу: 634050, Томск, пр. Ленина 43а, 2-й корпус ТПУ, Малая химическая аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО НИ ТПУ по адресу 634050, г. Томск, ул. Белинского 53.

Автореферат разослан « 28 » марта 2011 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, кандидат химических наук, доцент

Гиндуллина Т.М.

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Ароматические диазониевые соли являются одними из наиболее важных строительных блоков в классическом органическом синтезе. Недавно в нашей лаборатории получен новый тип ароматических диазониевых солей - арендиазоний тозилаты. Эти соединения показали ряд принципиальных преимуществ перед традиционными солями диазония - стабильность, взрывобезопасность, хорошая растворимость в обычных растворителях и высокая «диазониевая» активность. Исходя из этого, мы предположили, что диазониевые соли, с неполярными, высоколипофильными алкилбензолсульфонатными противоионами могут быть растворимыми в неполярных растворителях, что позволит впервые «распространить» диазониевую химию на нетипичную для нее область неполярных сред и, тем самым, получить принципиально новые результаты.

Несмотря на то, что химия диазониевых солей насчитывает свыше 150 лет, она не только не потеряла актуальности, а напротив, обрела новую обширную область применения в сфере химии материалов в связи с недавно открытой их способностью реагировать с поверхностями и обеспечивать ковалентную прививку арильных радикалов к поверхностям многих материалов.

Открытие данного свойства ароматических диазониевых солей дало новый импульс развитию химии диазосоединений и сделало возможным получение новых поколений поверхностно-модифицированных органическими функциональными группами материалов различного назначения. Открытые реакции интересны не только из-за их очевидной практической полезности, но имеют и глубокое фундаментальное значение для органической химии, способствуя все более глубокому ее проникновению в химию материалов. Данную тенденцию подтверждает и возрастающее число публикаций по реакциям диазониевых солей с поверхностями. Так, по данным поиска в базе данных SciFinder по разделу органическая химия за 2010 г обнаружено около 150 публикаций, посвященных ароматическим диазониевым солям, из них более половины относятся к реакциям модификации поверхностей и получении новых композитных органических материалов.

Таким образом, синтез и исследование свойств новых диазониевых солей представляется актуальным для органической химии и органического синтеза, в том числе и для применения данного класса органических соединений в процессах модификации поверхностей и получении композитных органо-неорганических материалов.

Работа проводилась при поддержке гранта РФФИ № 09-03-9919, гранта Президента РФ МД-1276.2010.7, государственных контрактов в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» № ПЗЗ, № П1296, № П812 и государственных контрактов № ГК 02.740.11.02.73 и № ГК 16.512.11.2127 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным

направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20072012 годы.

Цели работы.

• В развитие ранее полученных результатов разработать методы синтеза новых, высоко функционализированных арендиазоний тозилатов.

• С использованием высших алкилбензолсульфокислот впервые получить липофильные арендиазоний алкилбензолсульфонаты, исследовать их химические и физико-химические свойства и предложить пути использования в органическом синтезе.

• Изучить реакционную способность синтезированных арендиазоний алкилбензолсульфонатов в реакциях с некоторыми поверхностями и разработать на этой основе методы получения современных органо-модифицированных композитных макро- и наноразмерных материалов, обладающих полезными свойствами.

Научная новизна

1. Разработан общий метод синтеза арендиазоний додецилбензолсульфонатов как первых представителей истинно амфифильных ароматических солей диазония, обладающих неограниченной растворимостью как в полярных, так и неполярных средах.

2. Показано, что арендиазоний додецилбензолсульфонаты обладают ранее неизвестными в химии диазониевых соединений свойствами - легкое гидро-дедиазонирование в насыщенных углеводородах и галоид-дедиазонирование под действием галоидалканов. Обнаружен эффект ускорения этих реакций добавками третичных азотистых оснований и предложен механизм их действия.

3. Обнаружена спонтанная реакция арендиазоний алкилбензолсульфонатов с углеродсодержащими поверхностями, приводящая к дедиазонированию диазониевых солей и ковалентному связыванию арильных радикалов с макро- и наноразмерными поверхностями.

4. Предложены и успешно апробированы методы органического синтеза, позволяющие получать композитные наноматериалы с высокофункционализированными органическими группами (остаток иминодиуксусной кислоты, арилиодозодиацетат), привитыми к поверхностям.

Практическая значимость

1. Разработаны новые, мягкие и практичные методы восстановления и хлородедиазонирования арендиазоний додецилбензолсульфонатов в отсутствии металлсодержащих инициаторов;

2. Разработан новый эффективный метод получения хлораренов диазотированием ароматических аминов нитритом натрия в присутствии додецилбензолсульфокислоты в среде СС14 в отсутствие меди

3. Разработан метод ковалентной модификации макро- и наиоразмерных карбонизированных поверхностей органическими молекулами с использованием арендиазоний алкилбензолсульфонатов.

4. С помощью разработанного метода ковалентной модификации поверхностей получены:

• модифицированные углеродсодержащие электроды, представляющие интерес для использования в электрохимических методах анализа;

• органомодифицированные композитные наночасгицы металлов, покрытые углеродом, и показано их потенциальное практическое значение для использования в различных областях медицины (магнитно-контрастные диагиостикумы для МРТ, ретгеноконтрастные препараты и средства лечения атеросклероза).

5. Показано, что композитные наноматериалы, несущие остатки иминодиуксусной кислоты, обладают хелатирующимн свойствами и способны эффективно связывать изотоп 99тТс. Полученные материалы перспективны для создания новых поколений диагностических и терапевтических радиофармпрепаратов.

Апробация работы. Отдельные части работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск 2006, 2007, 2009, 2010); V международной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий» (Томск 2006); на XLV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск 2007); III съезде фармакологов России (Санкт-Петербург 2007); VIII международном конгрессе молодых ученых «Наука о человеке» (Томск 2007); III всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО 2009» (Екатеринбург 2009); VII Всероссийской конференции с молодежной научной школой «Химия и медицина, ОРХИМЕД - 2009» (Уфа 2009); международной школе «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» (Москва 2009); международной школе-конференции «The second international competition of scientific papers in nanotechnology for young researchers. Rusnanotech 09» (Москва 2009); международном симпозиуме по органической химии «ASOC-2010» (Крым, Мисхор 2010); молодежной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск 2010); German-russian forum «Nanophotonics andNanomaterials» (Томск 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, материалы 10 докладов, тезисы 15 докладов, получен патент РФ.

последующих главах излагаются и обсуждаются результаты собственных исследований. Диссертация завершается выводами, списком литературы из 166 наименований и 5 приложениями, в которых документированы прикладные результаты.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методы синтеза арендиазоний алкилбензолсульфонатов диазотированием ароматических аминов в присутствии алкилбензолсульфокислот

2. Необычные для традиционных диазониевых солей химические и физико-химические свойства арендиазоний додецилбензолсульфонатов.

3. Новые для химии ароматических диазониевых солей методы гидро- и галоид-дедиазонирования.

4. Реакции спонтанной ковалентной модификации углеродсодержащих поверхностей органическими функционализированными группами и получение новых органомодифицированных композитных макро- и яаноразмерных материалов.

5. Практически полезные свойства и потенциальные области применения полученных органомодифицированных композитных макро- и наноразмерных материалов в аналитической химии и медицине.

Основное содержание работы 1. Синтез новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, исследование их

химической структуры и свойств 1.1 Синтез новых функциональных производных арендиазоний тозилатов

Получение целевых арендиазоний тозилатов (АДТ) (1-5) осуществлялось по ранее предложенному в нашей лаборатории методу диазотированием соответствующих ароматических аминов в присутствии п-толуолсульфокислоты (ТбОН) в уксусной кислоте с использованием полимерного диазотирующего агента (Р+Ы02), полученного насыщением анионообменной смолы АВ-17 нитрит-ионами:

Аг-Ш2 + (Р4ЫО;0 + ТвОП -у /\rl\f/ Т50-Аг = 4-С4Н9СбН4 (1) 98%, 4-С6Н13С6Н4 (2) 93%, СбВД^ИСбНЦ (3) 88%, 4-1СбН4 (4)60%,

2,4,6-ЬС6Н2 (5)47%

Реакция диазотирования проходила при комнатной температуре в течение 1 - 1.5 ч до полной конверсии исходных аминов, контроль осуществлялся методом ТСХ (элюент бензол). Продукты, представляющие собой кристаллические, слабоокрашенные соединения, выделяли высаживанием их уксуснокислых растворов в диэтиловый эфир. Заместители в иоря-положении исходных анилинов незначительно влияют на скорость диазотирования, однако пространственно затрудненный 2,4,6-трииоданилин диазотируется существенно медленней и с умеренным выходом. Строение полученных соединений 1-5 однозначно доказано методами ИК и ЯМР 'Н, 13С.

АгЫ2+ ТбО"

Дополнительным подтверждением

диазониевой природы АДТ 1-5 является их способность к реакции азосочетания с Р-нафтолом (выходы соответствующих продуктов составили 90-95 %), а также образование соответствующих арилиодидов в реакции с К1. Реакции с К1 проходят в воде при комнатной температуре, давая почти количественные выходы арилиодидов, которые выпадают в достаточно чистом виде из реакционной смеси в осадок и не требуют датьнейшей очистки.

Диазониевые соли 1-5 не разлагаются при комнатной температуре в течение нескольких месяцев. Термическое разложение АДТ 1-5 было изучено методами ТСЛ/1)8С/Ш'А. Оказалось, что эти соединения экзотермически разлагаются в области 100 -140 °С с потерей массы, соответствующей потере молекулы азота, и теплотой разложения 245-732 Дж/г. Важно отметить, что энергии разложения не превышают 800 Дж/г, что согласно критериям 1ЖЕСЕ по взрывобезопасности соединений, позволяет отнести их к безопасным при транспортировке соединениям.

Мы апробировали также следующий подход к синтезу АДТ с иминодиуксусным заместителем [4-((бис(2-метокси-2-

оксоэтил)аминометил)бензолдиазоний тозилата] получения хелатообразующих соединений:

(6) для последующего

Целевая диазониевая соль 6 получена с общим выходом 10%.

1.2 Сиптез и некоторые физико-химические свойства арендиазоний додецилбензолсульфонатов

Целью настоящего раздела работы является получение первых представителей высоколипофильных ароматических солей диазония, которыми, по нашему мнению, могли бы оказаться арендиазоний п-додецилбензолсульфонаты АгЫ/ р-СиНгзСбТЦЗОз" (АДБС).

Для получения целевых соединений мы исследовали два метода их получения диазотированием ароматических аминов в присутствии п-додецилбензолсульфокислоты (ДДБК). Первый метод, который ранее хорошо

зарекомендовал себя в синтезе АДТ (раздел 2.1), состоял в использовании в качестве диазотирующего агента (Р^М02")

/Ц Р+М027С12Н25СеН430зН/Ас0Н

У ^

х X

Х=4-М02 (7) - 76%, 4-МеО (8) - 81 %, 4-СООН (9) - 73%, 2-Ш2 (10) - 80% Оказалось, что диазотирование ряда анилинов КС6Н4Ы112 (Я = р-Ж)2, р-МеО, р-СООН, о-ИОг) в присутствии р-С12Н2;С6Н4ЯОзН под действием (Р+]М02' ) успешно происходит в растворе уксусной кислоты при комнатной температуре. Оптимальными мольными соотношениями реагентов (амин -диазотирующий агент - сульфокислота) являются 1:3:3, полная конверсия исходных субстратов достигалась за 20-40 минут, и после отделения отработанного анионита получали слабоокрашенные уксуснокислые растворы соответствующих АДБС (7-10). Ранее мы легко выделяли арендиазоний тозилаты выливанием их растворов в АсОН в диэтиловый эфир. Однако оказалось, что в случае АДБС 7-10 этот прием не может быть использован, т.к. при смешении их уксуснокислых растворов с эфиром не образовывалось ни твердых, ни маслообразных осадков. Попытки применения в качестве осадителей бензола, гексана, диоксана и ТГФ также не привели к успеху - во всех случаях получались стабильные растворы. С одной стороны, это свойство АДБС подтвердило наши ожидания относительно их липофильной природы, но с другой стороны привели к необходимости поиска методов их выделения из реакционных растворов. При попытках отгонки уксусной кислоты наблюдалось разложение АДБС, поэтому мы выделяли их медленным выпариванием АсОН при комнатной температуре в течение 5 суток при остаточном давлении 10-15 мм. рт. ст. Полученные в результате такой процедуры продукты 7-10 представляют собой вязкие окрашенные некристаллизующиеся масла.

В соответствии с диазониевой природой полученных продуктов 7-10 они мгновенно реагировали с (3-нафтолом, давая с количественными выходами соответствующие азонафтолы, и образовывали арилиодиды в уксусной кислоте при реакции с К1.

Однако, ЯМР спектры продуктов 7-10 показывают присутствие примесей 4-додецилбензолсульфокислоты (ДДБК),

остаточных количеств уксусной кислоты, а агм2* р-о^нисвн^оз- так же продуктов частичного разложения

диазониевых солей. Таким образом, 95-98% выделение индивидуальных АДБС описанным выше методом оказалось не возможным. Попытки замены уксусной кислоты на другие, более легколетучие растворители при диазотировании (Р+1Ч02~) оказались безуспешными. Так, в метаноле, этаноле и ацетонитриле диазотирование не проходило, а в

диэтиловом эфире и бензоле реакция шла медленно без полной конверсии исходных аминов.

В поисках альтернативы полимерному диазотирующему агенту мы нашли, что диазотирование аминов КС6Н4МН2 (Я = р-М02, р-МеО, р-СЫ) в присутствии ДДБК может быть с успехом осуществлено с помощью трет-бутилнитрита в среде диэтилового эфира. Высокая летучесть диэтилового эфира позволила в этом случае легко выделить индивидуальные АДБС 7, 8,10 отгонкой эфира при комнатной температуре при 15-20 мм.рт.ст.

мн2 ®мГ0502с6н4с12н25 После упаривания эфира

/Ц »-Ви0м0/с12н25с6н430зн /С АДБС 7, 8, 11 получались с

У " Л количественным выходом в

х е'2° х" виде маслообразные

х=р-ш2 х= р-гю2 (7) продуктов от оранжевого до

р-оме р-оме (8) темно-коричневого цвета.

р-см Р"см <11> Строение полученных

соединений 7,8,10 однозначно доказано методами ИК и ЯМ!' 'н, 13С.

Установлено, что АДБС в отличие от известных ароматических солей диазония неограниченно и без нагревания растворяются как в растворителях высокой и средней полярности (вода, ДМСО, спирты, кетоны, уксусная кислота, хлороформ), так и неполярных (гексан, бензол, СС14) растворителях, т.е. они оказались амфифильными соединениями. Особенный интерес представляет их липофильный характер, поскольку известные соли диазония в неполярных растворителях не растворимы и их свойства в данных средах неизвестны. Уникальная растворимость АДБС в гексане и бензоле позволяет впервые изучить химическое поведение диазониевых соединений в таких нетипичных растворителях и открывает принципиально новые возможности практического использования ароматических солей диазония.

Для оценки взрывоопасное™ АДБС мы исследовали процессы их термического разложения методами В8(71УГА/ТОА. Показано, что АДДБС 7, 8 разлагаются экзотермически при температурах 126 (-174.3 Дж/г) и 117 °С (206.8 Дж/г) соответственно с потерей массы, соответствующей выделению молекулы азота. Сопоставление этих значений с данными для АДТ, показывает, что замена тозилатного противоиона на додецилбензолсульфонатный приводит к снижению температур разложения и уменьшению степени экзотермичности, т.е. АДБС являются еще более безопасными веществами. Однако, АДБС 7-11 оказались менее устойчивыми при хранении - постепенно разлагаются при комнатной температуре в течение 2 недель. 1.3 Химические превращения арнлсульфонатов диазония 1.3.1 Арилирование ароматических соединений с использованием ареидиазоний алкилбензолсульфояатов в неполярных средах

Мы показали, что нагревание растворов АДБС 7, 8 в бензоле при 80 °С в течение 6-7 часов приводит к полной конверсии АДБС и высоким препаративным выходам бифенилов.

о - .0

n2*x

МгОЭОгСбИ.СцНи ip*] Важным отличием АДБС в

во0 с х арилировании от известных солей

диазония является то обстоятельство, что реакция проходит без добавок R=f>N02 (7) R оснований.

|>осн- <8> Соответствующие АДТ в бензоле не

растворимы и арилируют бензол существенно медленнее, хотя выходы получающихся бифенилов оказываются близкими.

N°2 Исследовалась также и арилирующая

x=0ts(7).0s02ceh4c12hj5(i2) способность АДТ ArN2+ TsO" (12) и

АДБС по отношению к пиридину. Оказалось, что оба типа диазониевых солей обладают очень высокой арилирующей активностью - реакция проходила уже при комнатной температуре мгновенно и с бурным выделением азота при контакте солей 7, 12 с пиридином. В реакционной массе после реакции пиридина с солью 12 образуются все три изомера 4-нитрофенилпиридинов с суммарным выходом 88% и соотношением а, ß, у изомеров 56:28:16 % соответственно. Региоселективность арилирования пиридина действием АДБС 7, как оказалось, сильно отличается от АДТ 12 двухкратным возрастанием доли у - изомера и соответственным падением доли ß - изомера (соотношение а, ß, у изомеров 55.5:11:33.5%). Сильное отличие в скоростях арилирования бензола и пиридина наводит на мысль, что пиридин выполняет роль катализатора арилирования. Действительно, оказалось, что эквимолекулярные добавки пиридина к бензолу резко ускоряют армирование последнего АДБС 7 и п-нитробифенил образуется за 2 часа с выходом 64%.

1.3.2 Реакции арепдиазопий алкнлбетолсульфопатов с гексаном и толуолом - первый пример восстановления диазониевых солей углеводородами

Как сказано выше, АДБС неограниченно растворяются в углеводородах, что само по себе является уникальным свойством для ароматических диазониевых солей. Еще более необычным обстоятельством оказалось то, что в растворе гексана АДБС 7, 8 даже при комнатной температуре постепенно разлагаются с выделением азота и образованием соответствующих аренов.

Обнаруженная реакция

2 восстановления диазониевых

солей углеводородами не имеет аналогий в химии диазониевых соединений и обладает хорошим синтетическим потенциалом. Оказалось, что с заметной скоростью восстановление протекает при кипячении АДБС в растворе гексана, при этом через 6-7 часов соответствующие арены образуются почти с количественными выходами.

Помимо своей новизны, обнаруженная реакция представляет важность и как новый мягкий синтетический метод восстановления диазониевых солей.

Однако, по нашему мнению это превращение имеет и более общее и важное значение для органической химии как метод мягкого генерирования алкильных свободных радикалов из алканов с использованием диазониевых солей. Действительно, оказалось, что при нагревании АДБС 7 в толуоле в атмосфере воздуха в течение 12 часов, помимо продуктов арилирования толуола и восстановления АДБС 7, образуется бензиловый спирт и бензальдегид как продукты превращений бензильного радикала.

+ _ |Нз Мы показали, кроме

м20802сен<с,2нй^ сн3 0 но того> что добавки

U ^ > П ♦ fP , fS + fS пиридина и

¿0 120 с y OjN^^ ^ ^ триэтиламина в

N0* ,?% эквимолярных

количествах к АДБС 7 в гексане многократно ускоряют реакцию гидро-дедиазонирования, и полная конверсия АДБС 7 достигается за 10-20 мин с почти количественным выходом нитробензола.

1.3.3 Галонд-дедназоннрованне арендиазоний алкплбензолсульфонатов

При прибавлении сухого иодида калия к уксуснокислым растворам АДБС 7-11 при комнатной температуре наблюдается мгновенное выделение молекулярного азота и образование соответствующих арилиодидов с количественными выходами. Эта реакция дополняет многие известные примеры иодо-дедиазонирования ароматических диазониевых солей, в частности, иодо-дедиазонирование АДТ. Однако АДБС, как оказалось, не реагируют подобным образом с хлоридами и бромидами натрия или калия и не образуют соответствующих арилхлоридов и -бромидов. Кипячение АДБС 7 в ССЦ в течение 6 часов также не приводило к разложению диазониевой соли и образованию хлорнитробензола. Однако прибавление к кипящим растворам АДБС 7-9, 11 в СС14 триэтиламина вызывало бурное разложение субстратов и образование арилхлоридов с высокими выходами

CCI /Et N

IÎC6H4N,' 4'-Cj,H,5C6II4SOj- -4 V RQII4C1 + 4'-Cî2H25C<,H4S03H

-N2

R= p-N02 (7), p-OMe (8), p-COOH (9), p-CN (11)

Реакция завершалась в течение 15 мин с препаративными выходами п-хлорнитробензола 83 %, и-хлоранизола 86 %, и-хлорбензойной кислоты 83 % и и-хлорбензонитрила 75 %.

Оказалось, что АДБС сходным образом реагируют и с алкилбромидами. Так, нагревание АДБС 7 в бутилбромиде в присутствии эквимолярных количеств триэтиламина приводит к образованию и-бромнитробензола, однако в этом случае реакция сопровождается и гидро-дедиазонированием, в результате n-бромнитробензол и нитробензол образуются в близких соотношениях с выходами соответственно 48 % и 52 % .

Давно установлено, что арилирование действием

соединений

Л.

ВСДт-Л^М + ГШ,

(а)

-N113

ИС^П^ + N£13

ВС4Н4С1

диазониевых (реакция

Гомберга-Бахмана), равно как и известные реакции восстановления диазониевых солей имеют свободно-радикальный характер. Тем более вероятным свободному + од, + N£13 радикальный характер следует признать для № обнаруженных реакций АДБС с гексаном, толуолом и галоидалканами. Отсюда вытекает, что пиридин и триэтиламин стимулируют распад АДБС до соответствующих арильных радикалов или радикалов иного типа с участием других компонентов реакции. По нашему мнению, механизм этого процесса должен включать нуклеофильную атаку третичного амина на диазониевую группу с образованием катионного интермедиата (А) (либо альтернативно - комплекса с переносом заряда), который может распадаться на свободно-радикальные частицы самопроизвольно (маршрут Б) или под влиянием веществ, легко дающих свободные радикалы (маршруты В и Г). Конечно, предложенный механизм является гипотетическим и требует дальнейшего специального изучения.

Мы нашли, что реакции хлоро- и бромо-дедиазонирования могут быть осуществлены не только с чистыми АДБС. Оказалось, что диазотирование разнообразных анилинов в среде СС14 в присутствии ИаЖЬ ДДБК и Е13Ы приводит к образованию соответствующих хлорпроизводных

№n02. ддбк, сс.4

2-3 И

М2*-0802СвН4С,2Н25

70 °С 30-40 пГп □•<

Х-4-Ж>2 (35%), 4-МеО (51%), 4-СК (63%), 2-Ш2 (49%), 3- N02 (54%), 4-Ме (45), 4-Нех

(88%), 4-РЫЧ=К (89%) Вероятно, эти реакции являются первыми примерами прямого замещения аминогруппы на хлор через диазотирование с участием алкилгалогенидов и могут служить хорошей альтернативой реакциям галоид-дедиазонирования в присутствии солей меди (реакция Зандмейера). Реакция носит свободнорадикальный характер, что подтверждается появлением гексахлорэтана в реакционной смеси (метод ГХ-МС).

В целом, необычные химические свойства АДДБС, во многом являются функцией их растворимости в неполярных средах. Данное направление диазониевой химии открывает новые перспективы для органического синтеза и имеет фундаментальное значение для органической химии.

2. Реакции бензолдиазоний арилсульфонатов с углеродсодержащими поверхностями и некоторые аспекты применения полученных материалов

2.1 Исследование реакции бензолдиазоний тозплатов с напочастнцамп металлов, покрытых углеродом

Поверхностно-модифицированные наночастицы имеют чрезвычайно широкий спектр потенциальных применений в терапии, медицинской диагностике, биотехнологии и генной инженерии, органическом синтезе и других областях. В последние годы показано, что ароматические соли диазония (хлориды и тетрафторбораты) способны реагировать с некоторыми наночастицами, образуя ковалентные связи ароматических радикалов с их поверхностями. В связи с этим, актуальным представляется изучение реакции взаимодействия арендиазоннй алкилбензолсульфонатов с поверхностями нано-и макроматериалов.

В качестве наночастиц выбраны наночастицы металлов, покрытые углеродом (Met@C) (Met = Fe, Ni, Co, Ag) с размерами 6-10 нм, полученные в Институте физики металлов УРО РАН

Мы обнаружили, что при добавлении наночастиц Met@C к водным растворам АДТ 4-RC6H4N2+ TsO", R= N02 (12), COOH (13), Nib (14), I (4), C6H13 (2) при комнатной температуре мгновенно начинается реакция с выделением азота и

ковалентной прививкой xceH« JC^vvc остатков Аг к поверхности наночастиц. 6 Полученные

материалы (Met@C-

C6H4N02, Met@C-

С6Н4СООН, Met@C-C6H4NH2, Met@C-C6H4I, Met@C-C6H4C6Hi3) выделялись путем магнитной сепарации или центрифугированием, промывались водой, этанолом и ацетоном для отделения непрореагировавших АДТ и их возможных продуктов разложения. Тщательная промывка, должна была исключить возможную сорбцию АДТ или продуктов их разложения на поверхности наночастиц. Выходы полученных материалов (в расчете на массу наночастиц) и время протекания процесса мало зависят от природы металлического ядра в Met@C или строения АДТ и составляют 95-99%.

Полученные модифицированные материалы исследовались методами ИК-спектроскопии, TGA/DSC с масс-спектрометрическим контролем газообразных продуктов, а также некоторыми химическими методами.

Спектры ИК модифицированных наночастиц Fe@C-C6H4N02, Fe@C-С4Н4СООН, Fe@C-C6H4NH2, полученные в режиме МНПВО на кристаллах ZnSe, однозначно показывают присутствие на поверхности соответствующих арильных групп. Так, в спектрах Fe@C-C6H4N02 наблюдаются характеристические частоты колебаний связей ароматических N02-rpyrin в районе 1330-1370 см'1 (симметричные колебания связи ароматических -N02-

NO2 (12), COOH (13), NH2 (14),. (4), С$Н[3 (2)

групп) и в области 1500-1540 см'1 (ассиметричные колебания), а также полосы колебаний связей С-Н ароматического кольца (1000-1250 см"1).

Полосы колебаний связей С-Н ароматического кольца (1000-1250 см'1) обнаруживаются и в ИК-спектре материала Fe@C-C6H4NH2, с аминобензольными фрагментами на поверхности. Кроме того, в ИК-спектре имеются характеристические полосы колебаний связей ЫН2-групп в областях 3441,1500-1619 см"1, 1233-1376 см"1 и 750-850 см"1.

В ИК-спектре материала Ре@С-С6Н4СООН проявляются характеристические полосы колебаний связей групп -СООН в области 13001700 см"1 и 3437 см"1.

Исследование полученных материалов Ре@С-С6Н41Ч02, Ре@С-С6Н4СООН, Рс@С-С6Н4К112 методами ТО А/ИБС с масс-спектрометрическим контролем выделяющихся газообразных продуктов дополнительно доказало существование прочных ковалентпых связей радикалов Аг с поверхностями, но не сорбцию АДТ или продуктов их разложения, поскольку при нагревании вплоть до 1000°С не зафиксировано сублимации, а равно плавления каких либо ароматических соединений (нитробензола, анилина, бензойной кислоты или толуолсульфокислоты). Термический распад углеродных оболочек наночастиц и привитых к поверхностям органических групп протекает в одном температурном диапазоне 250-450°С. При этом для наночастиц Ре@С-С6Н4СООН удалось зафиксировать выделение С02 за счет декарбоксилирования, начинающегося при температуре 250 °С.

Из анализа остаточных масс модифицированных наночастиц Ре@С-С6Н41Ч02, Ре@С-СбН4СООН, Ре@С-С6Н4ГШ2 после термолиза до 1000°С в сравнении с исходным Ре@С следует, что содержание привитых к поверхности арильных радикалов составляет 1.0x10"3 - 9.3x10"4 моль/м2.

Нами найдено, что на модификацию поверхностей наночастиц расходуется всего ~ 12% взятых в реакцию АДТ. Встает принципиальный вопрос, во что при этом превращается большая часть диазониевых солей и влияют ли __ 4-1чо,сунной используемые наночастицы на эти

100,4 превращения? Мы исследовали этот

вопрос на примере 4-

«ге^сдаш I с,,115мо, нитробензолдиазоний тозилата 12 и 70% зо% наночастиц Бе@С. Оказалось, что АДТ 12 в водных растворах при комнатной доо^ температуре медленно и количественно

юо% разлагается до и-нитрофенола за 72 часа.

В общем, это разложение иллюстрирует обычное для диазониевых солей свойство. При повышении температуры до 40 °С разложение ускоряется и заканчивается за 12 часов с образованием смеси из 70% нитрофенола и 30% нитробензола, т.е. помимо гидролиза проходит и восстановление АДТ. В присутствии 1.3 вес % Рей)С при комнатной

температуре скорость разложения АДТ 13 резко возрастает (диазониевая соль исчезает за 10 мин), т.е. карбонизированные наночастицы Fe@C выступают как эффективный катализатор разложения АДТ. Ранее подобный эффект в химии диазониевых солей не был известен. При этом наночастицы Fe@C не только ускоряют разложение АДТ в водных растворах, но в корне меняют и направление реакции, поскольку в продуктах разложения обнаруживается только нитробензол и не фиксируется нитрофенола даже в примесных количествах. Механизм обнаруженного каталитического эффекта наночастиц Fe@C на реакцию гидро-дедиазонирования АДТ требует специального изучения, однако уже сейчас ясно, что этот эффект может представлять значительный интерес для органической химии.

2.2 Исследование реакции взаимодействия АДТ с углеродсодержащими поверхностями вольтамперометрических анализаторов

Оказалось, что арендиазоний тозилаты АДТ 13-15 спонтанно реагируют с графитовым (GE) и стеклоуглеродным (GC) электродами при помещении последних в водные растворы АДТ без какого-то ни было дополнительного инициирующего воздействия1. Электроды выдерживались в растворах АДТ после чего промывались бидистиллированной водой и этанолом. Во время

-к процесса визуально отмечалось образование пузырьков азота на поверхности электрода, свидетельствующих о разложении АДТ. -R Проведена оптимизация процессов 2l 1} ge з модификации электродов (варьировались

концентрации АДТ и время реакции). Показано многократное повышение чувствительности модифицированных электродов в вольтамперометрическом анализе кверцетина. Доказательства наличия ковалентно связанных с поверхностями электродом слоев органических групп получены с помощью ИК спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии (SEM).

2.3 Некоторые аспекты практического применения наночастиц Met@C с ковалентно модифицированными поверхностями.

Использование наночастиц металлов, покрытых углеродом (Met@C) в медицине выглядит особенно притягательно в силу размеров, сравнимых с размерами биомолекул, возможной биологической инертностью и суперпарамагнитными свойствами.

Исследования наночастиц Met@C-C6H4I в Институте кардиологии Томского научного центра СО РАМН in vitro на мышах показало, что они обладают высокими контрастными свойствами в Т2-взвешенном режиме МРТ и могут быть использованы для МРТ-диагностики онкологических заболеваний.

1 Работа проводилась совместно с лабораторией микропримесей ТПУ, зав. д.х.н. Слепченко Г.Б., аспирант Мартынюк O.A.

Кроме того, за счет «тяжелого атома» иода эти наночастицы, как показано на фантомных экспериментах, обладают также и рентгеноконграстными свойствами, что позволяет отнести их к перспективным рентгеноконтрастным средствам2. К тому же, атом иода в структуре поверхностных слоев модификатора может быть заменен на изотопы иода, и изотопно-меченые материалы Met@C-C6H.il могут быть использованы в радиодиагностических или радиотерапевтических целях.

що-) эю-а

п п

Ре@С-С6Н.,. Ре@С-ФИА

Мы также использовали иодсодержащие наночастицы Ме1@С-С6Н41 для получения первых представителей магнитно-управляемых реагентов поливалентного иода. С этой целью мы проводили окисление наночастиц Met@C-C6H4I 40% надуксусной кислотой в уксусной кислоте (один из основных методов получения арилиодозоацетатов). Полученный продукт Ре@С-ФИА охарактеризовался методом ИК-спектроскопии.

Наночастицы Ме1@С-С6Н4СбНх3, модифицированные фенилгексильными радикалами, имеют липофильную оболочку и должны обладать определенным сродством к липофильным тканям живых организмов, например, к атеросклеротическим сосудистым бляшкам. Исходя из этой предпосылки, в лаборатории Сосудистой хирургии Института Кардиологии ТНЦ СО РАМН было исследовано влияние ^модифицированных исходных наночастиц Ре@С и наночастиц с липофильной оболочкой Мс1@С-С6Н4С6Н1з на атеросклеротические сосудистые бляшки. Морфологические и электронномикроскопические исследования показали, что наночастицы 1УШ@С-С6Н4СбН1з в отличие от Бе@С активно внедряются в тело бляшек, приводя к их деградации3. Причина этого состоит, вероятно, в том, что липофильная оболочка наночастиц Ме1@С-СДГ4С6Н13 придает им определенное сродство к материалу бляшек, позволяя проникать в их структуру. С другой стороны, эти наночастицы, попав внутрь бляшек и являясь чужеродными к ним, могут нарушать биохимические процессы жизнедеятельности последних, приводя к разрушению (играют роль «троянского коня»). Открытый эффект влияния модифицированных наночастиц на атеросклеротические бляшки, каков бы ни был его механизм, может лечь в основу принципиально нового метода лечения атеросклероза.

2 Работа проводилась совместно с НИИ кардиологии Томского научного цешра СО РАМН, профессором Усовым В.Ю. и к и и. Бородиным О.Ю.

3 Работа проводилась совместно с д.м.н. Ахмедовым Ш.Д , НИИ кардиологии Томского научного цешра СО РАМН

Важным направлением практического использования суперпарамагнитных наночастиц является модификация их поверхности лиганд-

содержащими группировками. Как показано в разделе 1.1 многостадийный синтез АДТ 6, соон I содержащего в своей структуре

tOOH /

Feec-СЛЮА " хелатирующие группировки обеспечивает низкий выход, поэтому нами был разработан альтернативный метод получения хелатирующих группировок непосредственно на поверхности наночастиц Fe@C. Для получения пришитых на поверхность наночастиц Fe@C хелатирующих иминодиуксуспых групп был разработан метод, включающий модификацию поверхности наночастиц Fe@C АДТ 13 с последующей активацией поверхностных карбоксильных групп

днциклогексилкарбодиимидом (DCC) или гидрохлоридом 1-(3-диметиламинопропил)-3-этилкарбодиимида (ЕСС), получением

активированного эфира с N-гидроксисукцинимидом (NHS) и реакцией последнего с иминодиуксусной кислотой (IDA). Выход полученного материала Fe@C-C6H4lDA составил 80-95%.

Полученные наночасгицы Fe@C-C6Il4lDA обладают хелатирующими свойствами, что было показано на примере связывания ионов Тс-99т4 в целях создания нового поколения мапштоуправляемых наноразмерных радиофармпрепаратов.

Выводы

1. Разработаны общие методы синтеза арендиазоний алкилбензолсульфонатов посредством диазотирования ароматических аминов в присутствии алкилбензолсульфокислот;

2. Исследованы химические и физико-химические свойства арендиазоний алкилбензолсульфонатов; показано, что арендиазоний додецилбензолсульфонаты являются первыми представителями ароматических солей диазония, обладающих амфифильными свойствами и неограниченной растворимостью в неполярных растворителях (алканы, арены, СС14); установлено, что арендиазоний алкилбензолсульфонаты обладают относительной стабильностью при храпении и взрывобезопасностью при термическом разложении;

3. Арендиазоний додецилбензолсульфонаты являются первыми представителями ароматических солей диазония, подвергающимися гидро-

4 Эксперименты с Тс-99т проводились д.х.н., профессором Скуридиным B.C. в лаборатории 31 ядерного реактора "ГПУ

дедиазонированию и галоид-дедиазонированию действием алканов и алкилгалогенидов;

4. Впервые в химии ароматических солей диазоиия показано, что азотистые основания и карбонизированные наночастицы металлов инициируют процессы гидро-дедиазонирования, галоид-дедиазонирования, а также арилирования аренов и гетероаренов

5. Разработан новый метод получения хлор- и бромаренов диазотированием ароматических аминов нитритом натрия в среде галоидалканов в присутствии 4-додецилбензолсульфокислоты и азотистых оснований

6. Обнаружена высокая реакционная способность арендиазоний алкилбензолсульфонатов в реакциях ковалентной прививки ароматических радикалов к углеродсодержащим поверхностям и разработан метод получения новых композитных органомодифицированных нано- и макроразмерных материалов

7. Показано, что полученные композитные оргаиомодифицированные материалы являются перспективными для применения в медицине и аналитической химии (магнито-контрастные агенты, радиофармпрепараты, средства лечения атеросклероза, вольтамперметрические анализаторы и др.).

Автор работы выражает глубокую благодарность за представленные исходные материалы и приборную базу, помощь в исследованиях и плодотворные дискуссии проф. Ермакову А.Е. и с.н.с. Уймину М.А. (Институт физики металлов УрО РАН); проф. Слепченко Г.Б. (лаборатория микропримесей ТПУ); проф. Усову В.Ю., к.м.н. Бородину О.Ю. (НИИ Кардиологии ТНЦ СО РАМН) к.х.н. Князеву A.C. и Новикову Д. (лаборатория каталитических исследований ТГУ), к.х.н. Федущак Т.А. (ИХН СО РАН), проф. Скуридину B.C. (лаборатория 31 ТПУ), проф. Сазонову А.Э. и м.н.с. Першиной А.Г. (ЦНИЛ СибГМУ), коллективу кафедры ОХТОС ТПУ, а также всем тем, без кого эта работа не состоялась бы.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1.Filimonov V. D., Trusova М., Postnikov P., Krasnokutskaya E.A., Lee Y.M., Hwang H.Y., Kim H., Ki-Whan Chi. Unusually Stable, Versatile, and Pure Arenediazonium Tosylates: their Preparation, Structures, and Synthetic Applicability // Org.Lett. - 2008. - 10. - 18. - 3961-3964;

2. Трусова M.E., П.С. Постников, E.A. Краснокутская, В.Д. Филимонов, Ki-Whan Chi. Новый подход к синтезу стабильных арилдиазоний тозилатов их структура и применения в органическом синтезе // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - 3. - 312. - 83-86;

3. Филимонов В.Д., Постников П.С., Трусова М.Е., Мартынюк O.A., Слепченко Г.Б. Кам Фам Ньунг. Вольтамперметрическое определение водорастворимых витаминов и флавоноидов на модифицированных тозилатными солями арилдиазония // Заводская лаборатория. - 2009. - 75. - 12.- 11-14;

4. Слепченко Г.Б., Мартышок O.A., Постников П.С., Трусова М.Е.., Бондарев A.A., Смирнов И.В., Быстрицкий E.JI. Новые возможности вольамперметрического определения фармацевтических препаратов на модифицированных электродах // Сиб.Мед.Журн. - 2009. - 4. - 2. - 21-24;

5. Бородин О.Ю., Белянин M.JL, Филимонов В.Д., Ермаков А.Е., Федущак Т.А., Постников П.С., Антипов С.А., Усов В.Ю. Возможность применения суперпарамагнитных поверхностно карбонизированных наносфер в качестве контрастного препарата для Т2-взвешенных МР-томографических исследований // Медицинская визуализация. - Спец. выпуск. - 2009. - 69-70;

6. Бондарев A.A., Смирнов И.В., Постников П.С., Трусова М.Е., Мартынюк O.A. Квантово-химический расчет комплексообразования кверцетина в водной среде с анилином, бензоат-ионом и нитробензолом. // Известия Томского политехнического университета. - 2010. - 317. - 3. - 134-136;

7. Бородин О.Ю., Белянин M.JL, Федущак Т.А., Ермаков А.Е., Постников П.С., Трусова М.Е., Антипов С.А., Бородина Е.Е., Филимонов В.Д., Усов В.Ю. К вопросу о фармакокилетики суперпарамагнитных наносфер оксида железа для контрастированной Т2-взвешенной МРТ при внутриопухолевом введении. // Медицинская визуализация. Специальный выпуск. - 2010. - 5657;

8. Постников П.С., Трусова М.Е., Федущак Т.А., Уймин М.А., Ермаков А.Е., Филимонов В.Д. Арилдиазоний тозилаты как новые эффективные агенты ковалентной прививки ароматических групп к углеродным оболочкам металлических наночастиц // Российские нанотехнологии. - 2010. — 5. - 7-8. -15-16;

9. Постников П.С., Скуридин B.C., Рогов A.C., Садкин B.JL, Нестеров Е.А. Изучение процесса адсорбции технеция-99м на магнитоуправляемых частицах Fe@C (IDA) // Медицинская физика. - 2010. - 4. - 48-52;

10. Филимонов В.Д., Федущак Т.А., Ермаков А.Е., Уймин М.А., Итин В.И., Постников П.С., Трусова М.Е., Кувшинов В.А., Мысик A.A., Восмериков A.B. Способ функциоиализации наноразмерных порошков. // Патент РФ № 2405655, Опубликован 10.12.2010.

11. Postnikov P.S., Trusova М.Е. Arenediazonium tosylates as universal reagents for spontaneous and induced modification of nanoparticles surface // Abstracts. The second international competition of scientific papers in nanotechnology for young researchers. Rusnanotech 09. Moscow. - October 06-09. - 2009. - 397-398;

12. Постников П.С., Филимонов В.Д. Методы формирования органических оболочек наночастиц с использованием солей диазония // Третья всероссийская конференция по наноматериалам «НАНО 2009», Екатеринбург: Уральское издательство, 20-24 апреля 2009, 571-572;

13. Усов В.Ю., Филимонов В.Д., Ермаков А.Е., Бородин О.Ю., Белянин М.Л., Антипов С.А., Завадовская В.Д., Постников П.С., Трусова М.Е. и др. Суходоло И.В.. Томографические методы диагностики с использованием наноматериалов // Материалы доклада 1-ой международной школы

«Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах». - 29 июня - 4 июля

2009. - 64-66;

14. Постников П.С., Кутонова К.В., Трусова М.Е. Арилирование гетероциклических соединений стабильными арилдиазоний тозилатами // XIII Молодежная школа-конференция «Актуальные проблемы органической химии», Новосибирск, 12-19 сентября 2010 г. - 134;

15. Кутонова К.В., Постников П.С., Трусова М.Е. Принципиально новый подход к реакции арилирования гетероциклических соединений арилдиазоний тозилатами. // Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XI Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов - Томск, ТПУ, 12-14 мая 2010. - Томск: Изд. ТПУ, 2010. - с. 247249;

16. Свитич Д.Ю., Кутонова К.В., Постников П.С., Трусова М.Е., Першина А.Г. Новая концепция по созданию материалов медицинского назначения -модификация поверхности наноразмерных суперпарамагнетиков покрытых углеродом // Ресурсоэффективные технологии для будущих поколений: Сборник трудов II Международной научно-практической конференции молодых ученых - Томск, ТГ1У, 23 - 25 ноября 2010. - Томск: Изд. ТПУ,

2010. - с. 72-74;

17. П.С. Постников, М.Е. Трусова, Е. Нестеров, M.JI. Белянин, B.C. Скуридин, В.Д. Филимонов, А.Е. Ермаков. Создание магнитоуправляемых наноколлоидов, меченных Тс-99М, для медицинской диагностики. // International Symposium on Advinced Science in Organic Chemistry. Abstracts. -Miskhor, Crimea, Ukraine, June 21-25, 2010, C-17.

Подписано к печати 21.03.11. Бумага офсетная. Печать RISO. Формат 60x84/16. Тираж 120 экз. Заказ № 38-0478 Центр ризографии и копирования. Ч/П Тисленко О.В. Св-во №14.263 от 21.01.2002 г., пр. Ленина, 41, оф. № 7а.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Постников, Павел Сергеевич

Оглавление.

Общая характеристика работы.

Глава 1. Ароматические соли диазония как реагенты для модификации поверхностей.

1.1 Методы модификации поверхностей органическими молекулами и некоторые аспекты прикладного использовании модифицированных материалов.

1.2 Соли диазония как реагенты для модификации поверхностей нано- и макроразмерных материалов.

1.2.1 Модификация поверхностей методами электрохимического восстановления диазониевых солей.

1.2.2 Соли диазония, как реагенты для ковалентной модификации поверхности наноматериалов.

Глава 2. Синтез новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, исследование их химической структуры и свойств.

2. 1. Синтез новых функциональных производных арендиазоний тозилатов

2.2 Синтез и некоторые физико-химические свойства арендиазоний додецилбензолсульфонатов.

2.3 Химические превращения арилсульфонатов диазония.

2.3.1. Арилирование ароматических соединений с использованием арендиазоний алкилбензолсульфонатов в неполярных средах.

2.3.2 Реакции арендиазоний алкилбензолсульфонатов с гексаном и толуолом - первый пример восстановления диазониевых солей углеводородами.

2.3.3 Галоид-дедиазонирование арендиазоний алкилбензолсульфонатов.

2.4 Экспериментальная часть.

3.1 Исследование реакции арендиазоний тозилатов с наночастицами металлов, покрытых углеродом.

3.4 Экспериментальная часть.

Выводы.

Введение диссертация по химии, на тему "Синтез и свойства новых арендиазоний алкилбензолсульфонатов, их использование в органическом синтезе и получении современных органомодифицированных композитных материалов"

Актуальность исследования. Ароматические диазониевые соли являются одними1 из наиболее важных строительных блоков в классическом органическом синтезе. Недавно в нашей лаборатории получен новый тип ароматических диазониевых солей - арендиазоний тозилаты. Эти соединения показали ряд принципиальных преимуществ перед традиционными солями диазония — стабильность, взрывобезопасность, хорошая растворимость в обычных растворителях и высокая «диазониевая» активность. Исходя из этого, мы предположили, что диазониевые соли, с неполярными, высоколипофильными алкилбензолсульфонатными противоионами могут быть растворимыми в неполярных растворителях, что позволит впервые «распространить» диазониевую химию на нетипичную для нее область неполярных сред и, тем самым, получить принципиально новые результаты.

Данную тенденцию подтверждает и возрастающее число публикаций по реакциям диазониевых солей с поверхностями. Так, по данным поиска в базе данных SciFinder по разделу органическая химия за 2010 г обнаружено около

150 публикаций, посвященных ароматическим диазониевым солям, из них 5 более половины относятся к реакциям модификации поверхностей и получении новых композитных органических материалов.

Работа проводилась при поддержке гранта РФФИ № 09-03-9919, гранта Президента РФ МД-1276.2010.7, государственных контрактов в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» № ПЗЗ, № П1296, № П812 и государственного контрактов № ГК 02.740.11.02.73 и № ГК 16.512.11.2127 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20072012 годы.

Цели работы.

Научная новизна

Практическая значимость

2. Разработан новый эффективный метод получения хлораренов диазотированием ароматических аминов нитритом натрия в присутствии додецилбензолсульфокислоты в среде ССЦ в отсутствие меди

3. Разработан метод ковалентной модификации макро- и наноразмерных карбонизированных поверхностей органическими молекулами с использованием арендиазоний алкилбензолсульфонатов.

4. С помощью разработанного метода ковал ентной модификации поверхностей получены:

• органомодифицированные композитные наночастицы металлов, покрытые углеродом, и показано их потенциальное практическое значение для использования в различных областях медицины (магнитно-контрастные диагностикумы для МРТ, ретгеноконтрастные препараты и средства лечения атеросклероза).

5. Показано, что композитные наноматериалы, несущие остатки иминодиуксусной кислоты, обладают хелатирующими свойствами и способны эффективно связывать изотоп 99тТс. Полученные материалы перспективны для создания новых поколений диагностических и терапевтических радиофармпрепаратов.

2009, 2010); V международной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий» (Томск 2006); на XLV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»

Новосибирск 2007); III съезде фармакологов России (Санкт-Петербург 2007);

VIII международном конгрессе молодых ученых «Наука о человеке» (Томск

2007); III всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО 2009»

Екатеринбург 2009); VII Всероссийской конференции с молодежной научной школой «Химия и медицина, ОРХИМЕД - 2009» (Уфа 2009); международной 8 школе «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» (Москва 2009); международной школе-конференции «The second international competition of scientific papers in nanotechnology for young researchers. Rusnanotech 09» (Москва 2009); международном симпозиуме по органической химии «ASOC-2010» (Крым, Мисхор 2010); молодежной школе-конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск 2010); German-russian forum «Nanophotonics and Nanomaterials» (Томск 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, материалы 10 докладов, тезисы 15 докладов, получен патент РФ.

Объем и структура работы. Работа изложена на 125 страницах, содержит 33 схемы, 13 рисунков и 17 таблиц. Состоит из 3 глав, выводов, списка литературы и приложений. Глава 1 представляет литературный обзор по методам покрытия поверхностей различной природы и размеров органическими слоями с использованием ароматических диазониевых солей. В последующих главах излагаются и обсуждаются результаты собственных исследований. Диссертация завершается выводами, списком литературы из 166 наименований и 5 приложениями, в которых документированы прикладные результаты.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

Выводы

2. Исследованы химические и физико-химические свойства арендиазоний алкилбензолсульфонатов; показано, что арендиазоний додецилбензолсульфонаты являются первыми представителями ароматических солей диазония, обладающих амфифильными свойствами и неограниченной растворимостью в неполярных растворителях (алканы, арены, ССЦ); установлено, что арендиазоний алкилбензолсульфонаты обладают относительной стабильностью при хранении и взрывобезопасностью при термическом разложении;

3. Арендиазоний додецилбензолсульфонаты являются первыми представителями ароматических солей диазония, подвергающимися гидродедиазонированию и галоиддедиазонированию действием алканов и алкилгалогенидов;

4. Впервые в химии ароматических солей диазония показано, что азотистые основания и карбонизированные наночастицы металлов инициируют процессы гидродедиазонирования, галоиддедиазонирования, а также арилирования аренов и гетероаренов

7. Показано, что полученные композитные органомодифицированные материалы являются перспективными для применения в медицине и аналитической химии (магнито-контрастные агенты, радиофармпрепараты, средства лечения атеросклероза, вольтамперметрические анализаторы и др.).

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Постников, Павел Сергеевич, Томск

1. Zollinger Н. Diazo Chemistry. // Weinheim. New York. Basel. Cambridge. Tokyo. 1994;

2. Galli C. Radical Reactions of Arenediazonium Ions: An Easy Entiy into the Chemistry of the Aryl Radical // Chem.Rev. 1988. - 88. - 765-792;

3. Саундерс К. Ароматические диазосоединения и их техническое применение. // М.: Химическая литература ГОНТИ НКТП. 1938. -261;

4. Burnett J.F., Zahler R.E. Aromatic Nucleophilic Substitution Reactions // Chem. Rev. 1951. - 49. - 2. - 273-412;

5. Sutton D. Organometallic diazo compounds // Chem. Rev. 1993. - 93. -3.-995-1022;

6. Roglands A., Pla-Quintana A., Moreno-Marias M. Diazonium Salts as Substrates in Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions // Chem.Rev. -2006.- 106.-4622-4643;

7. Buntrock R.E., Taylor E.C. Cyclization reactions of 2,2'-disubstituted biphenyls // Chem. Rev. 1968. - 68. - 2. - 209-227;

8. LeStart F., Murphy J.A., Hughes M. Direct Electroreductive Preparation of Indolines and Indoles from Diazonium Salts // Org.Lett. 2002. - 4. - 16. -2735-2738;

9. Sengupta S., Sadhukhan S.K. Iodoarenediazonium salts: A new class of aromatic substrates for differential palladium catalyzed reactions // Tetrah.Lett. 1998. - 39. - 715-718;

10. P. K. Chu, J. Y. Chen, L. P. Wang, N. Huang, Plasma-surface modification of biomaterials // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2002. -36.-5-6.- 143-206;

11. Gupta A.K., Gupta M. Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications // Biomaterials. 2005. - 26. -18.-3995-4021;

12. Mazolla L. Commercializing nanotechnology // Nature Biotechnology. -2003.-21.-10.- 1137-1143;

13. Kubik T., Bogunia-Kubik K., Sugisaka M. Nanotechnology on Duty in Medical Applications // Current Pharmaceutical Biotechnology. 2005. - 6. - 17-33;

14. Schrand A.M., Hens S.A. et al. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2009. - 34. - 1. - 18-74;

15. Otsuka H., Nagasaki Y., Kataoka K. PEGylated nanoparticles for biological and pharmaceutical applications // Adv. Drug. Del. Rev. 2003. - 55. -403-419;

16. Sanvicens N., Pilar Marco M. Multifunctional nanoparticles properties and prospects for their use in human medicine // Trends in Biotech. - 2008. -26.-8.-425-433;

17. Davis M.E., Chen Z., Shin D.M. Nanoparticles therapeutics: an emerging treatment modality for cancer // Nat. Rev. 2008. - 7. - 771-782;

18. Gooding J J. Advances in interfacial design for electrochemical biosensors and sensors: aryl diazonium salts for modifying carbon and metal electrodes // Electroanalysis. 2008. - 20. - 6. - 573-582;

19. Pridgen E.M., Langer R., Farokhzad O.C. Biodegradable, polymeric nanoparticles delivery systems for cancer therapy // Nanomedicine. 2007. -2.-5.-669-680;

20. Naka K., Narita A., Tanaka H. and all. Biomedical applications of imidazolium cation-modified iron oxide nanoparticles // Polym. Adv. Technol. 2008. - 19. - 1421-1429;

21. Goddard J.M., Hotchkiss J.H. Polymer surface modification for the attachment of bioactive compounds // Prog. Polym. Sci. 2007. - 32. -698-725;

22. Schrand A.M., Ciñan Hens S.A. and all. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2009. - 34. - 1. - 18-74;

23. Polsky R, Harper J.C. and other. Electrically addressable cell immobilization using phenylboronic acid diazonium salt // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. - 47. - 2631-2634;

24. Belder D., Ludwig M. Surface modification in microchip electrophoresis // Electrophoresis. 2003. - 24. - 3595-3506;

25. Huang H., Pierstoff E. and all. Active Nanodiamond Hydrogel for Chemotherapeutic Delivery // Nano Lett. 2007. - 7. - 11. - 3305-3314;

26. Wan S., Huang J. and all. Biocompatible superparamagnetic iron oxide nanoparticle dispersions stabilized with poly(ethylene glycol)-oligo(aspartic acid) hybrids // J. Biomed. Mat. Res. A. 2006. - 80A. - 4. - 946-954;

27. Ackerson C.J., Sykes M.T., Kornberg R.D. Defined DNA/nanoparticles conjugates//PNAS.-2010.- 102.-38.- 13383-13385;

28. Lemarchand C., Gref R., Couvreur P. Polysaccharide-decorated nanoparticles // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004. - 58. - 327-341;

29. Alexis F., Basto P. and all. HER-2-targeted nanoparticle affibody bioconjugates for cancer therapy // ChemMedChem. 2008. - 3. - 18391843;

30. Kato K., Sato H., Iwata H. Immobilization of histidine-tagged recombinant proteins onto micropatterned surfaces for cell-based functional assays // Langmuir. 2005.-21.-16.-7071-7075;

31. Ma Y., Yue B. Yu L. and all. Artificial construction of the magnetically separable nanocatalyst by anchoring nanoparticles on functionalized carbon-encapsulated nickel nanoparticles // J. Phys. Chem. C. 2008. -112.-472-475;

32. Hong S.Y., Tobias G. and all. Atomic-scale detection of organic molecules coupled to single-walled carbon nanotubes // J. Am. Chem. Soc. 2007. -129.-36.- 10966-10967;

33. Herrmann I.K., Grass R.N., Stark W.J. High-strength metal nanomagnets for diagnostics and medicine: carbon shells allow long-term stability and reliable linker chemistry // Nanomedicine. 2009. - 4. - 7. - 787-798;

34. Solanki A., Kim J.D., Lee K-.B. Nanotechnology for regenerative medicine: nanomaterials for stem cell imaging // Nanomedicine. 2008. — 3. - 4. — 567-578;

35. Gooding J.J. Advances in interfacial design for electrochemical biosensors and sensors: aryl diazonium salts for modifying carbon and metal electrodes // Electroanalysis. 2008. - 20. - 6. - 573-582;

36. Ganesan R., Lee H.-J., Kim J.-B. Photoactive diazoketo-functionalized self-assembled monolayer for biomolecular pattering // Langmuir. 2009. - 25.- 16.-8888-8893;

37. Du D., Ding J. and all. In situ electrodeposited nanoparticles for facilitating electron transfer across self-assembled monolayers in biosensor design // Talanta. 2008. - 74. - 1337-1343;

38. Delamar M., Hitmi R. et al. Covalent modification of carbon surface by grafting of functionalized aryl radicals produced from electrochemical reduction of diazonium salts // J. Am. Chem. Soc. 1992. - 114. - 58835884;

39. Liu Y.-C., McCreery R.L. Reactions of organic monolayers on carbon surfaces with unenhanced raman spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. 1995.- 117.- 11254-11259;

40. Saby C., Ortiz B., Champagne G.Y. and others. Electrochemical modification of glassy carbon electrode using aromatic diazonium salts. 1. Blocking effect of 4-nitrophenyl and 4-carboxyphenyl groups // Langmuir.- 1997.- 13.-6805-6813;

41. Liu Y.-C., McCreery R.L. Raman spectroscopic determination of the structure and orientation of organic monolayers chemisorbed on carbon electrode surface // Anal. Chem. 1997. - 69. - 2091-2097;

42. Itoh T., McCreery R.L. In situ Raman spectroelectrochemistry of electron transfer between glassy carbon and a chemisorbed nitroazobenzene monolayer // J. Am. Chem. Soc. 2002. - 124. - 36. - 10894-10902;

43. Kariuki J.K., McDermott. Formation of multilayers on glassy carbon electrodes via the reduction of diazonium salts // Langmuir. 2001. - 17. -5947-5951;

44. Anariba F., DuVall S.H., McCrery R.L. Mono- and multilayer formation on carbon surfaces monitored with atomic force microscopy «scratching» // Anal. Chem. 2003. - 75. - 3837-3844

45. Anariba F., Viswanathan U., Bocian F. D. and other. Determination of the structure and orientation of organic molecules tethered to flat graphitic carbon by ATR-FT-IR and Raman Spectroscopy // Anal. Chem. 2006. -78.-9.-3104-3112;

46. D'Amours M., Belanger D. Stability of substituted phenyl groups electro chemically grafted at carbon surface // J. Phys. Chem. B. 2003. -107.-4811-4817;

47. Hall S.B., Yang X., Officer D.L. and other. Glassy carbon based sensors // Synth. Met.-2003. 137. - 1429-1430;

48. Wang J., Firestone M.A. and other. Surface functionalization of ultrananocrystalline diamond films by electrochemical reduction of aryldiazonium salts // Langmuir. 2004. -20.- 11450-11456;

49. Brooksby P.A., Downward A.J. Electrochemical and atomic force microscopy study of carbon surface modification via diazonium reduction in aqueous and acetonitrile solution // Langmuir. 2004. - 20. - 50385045;

50. Morita K., Yamaguchi A., Teramae N. Electrochemical modification of benzo-15-crown-5 ether on a glassy carbon electrode for alkali metal cation recognition // J. Electro anal. Chem. 2004. - 563. - 249-255;

51. Isbir A.A., Solak A.O. and other. Preparation and characterization of diethylene glycol bis(2-aminophenyl)ether-modified glassy carbon electrode // Anal. Cnim. Acta. 2006. - 573-564. - 26-33;

52. Adenier A., Bernard M.-C., Chehimi M.M. and other. Covalent modification of iron surfaces by electrochemical reduction of aryldiazonium salts//J. Am. Chem. Soc.-2001. 123.-4541-4549;

53. Bernard M.-C., Chausse A., Cabet-Deliry E. and other. Organic layers bonded to industrial, coinage, and noble metals through electrochemical reduction of aryldiazonium salts // Chem. Mater. 2003. — 15. — 18. — 3450-3462;

54. Laforgue A., Addou T., Belanger D. Characterization of the deposition of organic molecules at the surface of gold by the electrochemical reduction of aryldiazonium cations // Langmuir. 2005. - 21. - 15. - 6855-6865;

55. Kullapere M., Matisen L., Saar A. and other. Electrochemical behavior of nickel electrodes modified with nitrophenyl groups // Electrochem. Commun. 2007. - 9. - 2412-2417;

56. Shewchuk D.M., McDermott M.T. Comparison of diazonium salt derived and thiol derived nitrobenzene layers on gold // Langmuir. 2009. - 25. -8.-4556-4563;

57. Liu G., Liu J., Bocking T. and other. The modification of glassy carbon and gold electrodes with aryl diazonium salt: the impact of the electrodematerials on the rate of heterogeneous electron transfer // Chem. Phys. -2005.-319.-136-146;

58. Benedetto A., Balog M. and other. Electro-reduction of diazonium salts on gold: Why do we observe multi-peaks // Electrochimica Acta. 2008. - 53. -7117-7122;

59. Haccoun J., Vautrin-Ul C. and other. Electrochemical grafting of organic coating onto gold surface: Influence of the electrochemical conditions on the grafting of nitrobenzene diazonium salt // Prog. Org. Coat. 2008. -63. -18-24;

60. Gehan H., Fillaud L., Felidj N. and other. A general approach combining diazonium salts and click chemistries for gold surface functionalization by nanoparticle assemblies // Langmuir. 2010. - 26. - 6. - 3975-3980;

61. Berger F., Delhalle J., Mekhalif Z. Hybrid coating on steel: ZnNi electrodeposition and surface modification with organothiols and diazonium salts // Electrochimica Acta. 2008. - 53. - 2852-2861;

62. Polsky R., Harper J.C. and other. Electrically addressable diazonium-functionalized antibodies for multianalyte electrochemical sensor applications //Biosensors and Bioelectronics. 2008. - 23. - 757-764;

63. Radi A.-E., Munoz-Berbel X. and other. Label-free impidimetric immunosensor for sensitive detection of ochratoxin A // Biosensors and Bioelectronics. -2009. -24. 1888-1892;

64. Radi A.-E., Montornes J.M., O'Sullivan C.K. Reagentless detection of alkaline phosphatase using electrochemically grafted films of aromatic diazonium salts // J. Electroanal. Chem. 2006. - 587. - 140-147;

65. Nassef H.M., Radi A.-E., O'Sullivan C.K. Electrocatalytic oxidation of hydrazine at o-aminophenol grafted modified glassy carbon electrode: Reusable hydrazine amperometric sensor // J. Electroanal. Chem. 2006. -592.-139-146;

66. Nassef H.M., Radi A.-E., O'Sullivan C. Simultaneous detection of ascorbate and uric acid using a selectively catalytic surface // Anal. Chim. Acta. 2007. - 583. - 182-189;

67. Nassef H.M., Civit L. and other. Amperometric sensing of ascorbic acid using a disposable screen-printed electrode modified with electrografted o-aminophenol film // Analyst. 2008. - 133.- 1736-1741;

68. Creager S.E., Liu B., Mei H., DesMarteau D. Electrochemical grafting of an aryl fluoro'sulfonimide electrolyte onto glassy carbon // Langmuir. 2006. -22.-25.-10747-10753;

69. Liu G., Gooding J J. An interface comprising molecular wires and poly(ethylene glycol) spacer units self-assembled on carbon electrodes for studies of protein electrochemistry // Langmuir. 2006. - 22. - 17. - 74217430;

70. Liu G., Nguen Q.T., Chow E. and other. Study of factors affecting the performance of voltammetric copper sensors based on Gly-Gly-His modified glassy carbon and gold electrodes // Electroanalysis. 2006. - 18. -12.-1141-1151;

71. Griveau S., Mercier D. and other. Electrochemical grafting by reduction of 4-aminoethylbenzenediazonium salt: application to the immobilization of biomolecules // Electrochem. Commun. 2007. - 9. - 2768-2773;

72. Vila N., Van Brussel M., D'Amours M. and other. Metallic and bimetallic Cu/Pt species supported on carbon surfaces by means of substituted phenyl groups // J. Electroanal. Chem. 2001. - 609. - 85-93;

73. Baranton S., Belanger D. In situ generation of diazonium cations in organic electrolyte for electrochemical modification of electrode surface // Electrochimica Acta. 2008. - 53. - 6961-6967;

74. Harper. J.C., Polsky R. and other. Maleimide-activated aryl diazonium saltsjfor electrode surface functionalization with biological and redox-active molecules // Langmuir. 2008. - 24. - 5. - 2206-2211;

75. Santos L., Ghilane J., Martin P. and other. Host-guest complexation: a convenient route for the electroreduction of diazonium salts in aqueous media and the formation of composite materials // J. Am. Chem. Soc. -2010.- 132.- 1690-1698;

76. Seo W.S., Lee J.H., Sun X. et. al. FeCo/graphitic-shell nanocrystals as advanced magnetic-resonance-imaging and near-infrared agents // Nature Mat.-2006.-5.-971-976;

77. Jain K.T., Reddy M.K., Morales M.A. et. al. Biodistribution, clearance and biocompability of iron oxide magnetic nanoparticles in rats // Mol. Pharm. — 2008.-5.-2.-316-327;

78. Wartlick H., Michaelis K., Balthasar S. et. al. Highly specific HER2-mediated cellular uptake of antibody-nanoparticles in tumor cells // J. Drug. Target. 2004. - 12. - 7. - 461-471;

79. He P., Zhu X. Synthesis and characterization of phospholipid-functionalized silver nanoparticles // Mat. Res. Bull. 2008. - 43. - 625630;

80. Vaijayanthimala V., Chang H.-C. Functionalized fluorescent nanodiamonds for biomedical applications // Nanomedicine. 2009. - 4. - 1. - 47-55;

81. McCarthy J.R., Kelly K.A. et. al. Targeted delivery of multifunctional magnetic nanoparticles // Nanomedicine. 2007. - 2. - 2. - 153-167;

82. Xing Y., Dai L. Nanodiamonds for nanomedicine // Nanomedicine. 2009. -4.-2. -207-218;

83. Bahr J.R., Tour J.M. Highly functionalized carbon nanotubes using in situ generated diazonium compounds // Chem. Mater. 2001. - 13. - 11. -3823-3824;

84. Bahr J.L., Yang J., Kosynkin D.V. et al. Functionalization of carbon nanotubes by electrochemical reduction of aryl diazonium salts: a bucky paper electrode // J. Am. Chem. Soc. 2001. - 123. - 27. - 6536-6542;

85. Dyke C.A., Tour J.M. Unbundled and highly functionalized carbon nanotubes from aqueous reactions // Nano Lett. 2003. - 3. - 9. - 12151218;

86. Dyke C.A., Tour J.M. Solvent-free functionalization of carbon nanotubes // J. Am. Chem. Soc. 2003. - 125. - 1156-1157;

87. Price B.K., Tour J.M. Functionalization of single-walled carbon nanotubes "on water" // J. Am. Chem. Soc. 2006. - 128. - 12899-12904;

88. Dyke C.A., Tour J.M. Covalent functionalization of single-walled carbon nanotubes for materials applications // J. Phys. Chem. A. 2004. - 108. -51. — 11151-11159;

89. Du A.J., Smith S.C. Structural and electronic properties of diazonium functionalized (4,4) single walled carbon nanotubes: an ab initio study // Molecular simulation. 2006. -32. - 15. - 1213-1217;

90. Fantini C., Usrey M.L., Strano M.S. Invesigation of electronic and vibrational properties of single-walled carbon nanotubes functionalized with diazonium salts // J. Phys. Chem. C. 2007. - 111. - 48. - 1794117946;

91. Bo Chen, Flatt A.K., Jiah H. et. al. Molecular grafting to silicon surface in air using organic triazenes as stable diazonium sources and HF as a constant hydride-passivation source // Chem. Mater. — 2005. 17. - 19. -4832-4836;

92. Stephenson J.J., Hudson J.R., Leonard A.D. et. al. Repetitive functionalization of water-soluble single-walled carbon nanotubes. Addition of acid sensitive addends // Chem. Mater. 2007. - 19. - 14. - 3491-3498;

93. Li Z., Dai S. Surface functionalization and pore- size manipulation for carbons of ordered structure // Chem. Mater. 2005. — 17. — 7. — 17171721;

94. Qin S., Qin D., Ford W.T. et. al. Covalent cross-linked polymer/single-wall carbon nanotube multilayer films // Chem. Mater. 2005. - 17. - 8. - 21132135;

95. Doyle C.D., Rocha J.-D.R., Weisman B.R. et. al. Strusture-dependent reactivity of semiconducting single-walled carbon nanotubes with benzenediazonium salts // J. Am. Chem. Soc. 2008. - 130. - 21. - 67956800;

96. Tulevski G.S., Hannon J., Afzali A., et. al. Chemically assisted directed assembly of carbon nanotubes for the fabrication of large-scale device arrays // J. Am. Chem. Soc. 2007. - 129. - 39. - 11964-11968;

97. Jousselme B., Bidan G., Billon M. et. al. One-step electrochemical modification of carbon nanotubes by ruthenium complexes via new diazonium salts // J. Electroanal. Chem. 2008. - 621. - 277-285;

98. Le Floch F., Bidan G., Pilan L. et. al. Carbon substrate functionalization with diazonium salts toward sensor applications // Mol. Cryst. Liq. Cryst. -2008.-486.-271-281;

99. Matrab T., Nguen M.N., Mahouche S. et. al. Aryl diazonium salts for carbon fiber surface-initiated atom transfer radical polymerization // The journal of adhesion. 2008. - 84. - 8. - 684-701;

100. Majumder M., Zhan X., Andrews R. et. al. Voltage gated carbon nanotube membranes // Langmuir. 2007. - 23. - 16. - 8624-8631 ;

101. Majumder M., Keis K., Zhan X. et. al. Enhanced electrostatic modulation of ionic diffusion through carbon nanotube membranes by diazonium grafting chemistry // J. Membrane Sci. 2008. - 316. - 89-96;

102. Hinds B.J., Chopra N. et. al. Aligned multiwalled carbon nanotube membranes // Science. 2006. - 303. - 62-65;

103. Yang S., Zhang X., Mi H., Ye X. Pd nanoparticles supported on functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and electrooxidation for formic acid // J. Pow. Sources. 2008. - 175. - 26-32;

104. Pandurangappa M., Ramakrishnappa T. Derivatization and characterization of functionalized carbon powder via diazonium salt reduction // J. Solid. State. Electrochem. 2008. - 12. - 1411-1419;

105. Abiman P., Wildgoose G.G. et. al. Removal of palladium ions from aqueous systems by chemically modified cysteine carbon powder // J. Mat. Chem. 2008. - 18. - 3948-3953;

106. Ghosh D., Chen S. Palladium nanoparticles passivated by metal-carbon covalent linkages // J. Mater. Chem. 2008. - 18. - 755-762;

107. Mirkhalaf F., Paprothy J., Schiffrin D. Synthesis of metal nanoparticles stabilized by metal-carbon bonds // J. Am. Chem. Soc. 2006. - 128. - 23. -7400-7401;

108. Mangeney C., Qin Z., Dahoumane S.A., et. al. Electroless ultrasonic functionalization of diamond nanoparticles using aryl diazonium salts // Diamond & Related Materials. 2008. - 17. - 1881-1887;

109. Lyskawa J., Grondein A., Belanger D. Chemical modification of carbon powders with aminophenyl and cyanophenyl groups and a study of their reactivity // Carbon. 2010. - 48. - 1271-1278;

110. Bekyarova E., Itkis M.E., Ramesh P. et. al. Chemical modification of epitaxial grapheme: spontaneous grafting of aryl groups // J. Am. Chem. Soc. -2009. 131. -4. - 1336-1337;

111. Grass R.N., Athanassiou E.K., Stark W.J. Covalently functionalized cobalt nanoparticles as a platform for magnetic separations in organic synthesis // Angew. Chem. Int. Ed. 2007. - 46. - 4909-4912;

112. Grass R.N., Stark W.J. Carbon coated magnetic nanoparticles and their use in separation processes // Patent WO 2008/055371 A2. 15 may 2008;

113. Koehler F.M., Luechinger N.A., Stark W.J. et. al. Permanent pattern-resolved adjustment of the surface potential of grapheme-like carbon through chemical fimctionalization // Angew. Chem. Int. Ed. 2009. - 48. -224-227;

114. Fuhrer R., Athanassiou E.K., Stark W.J. et. al. Crosslinking metal nanoparticles into the polymer backbone of hydrogels enables preparation of soft, magnetic field-driven actuators with muscle-like flexibility // Small. -2009.-5.-3.-383-388;

115. Filimonov V.D., Trusova M.E. Postnikov P.S. et. al. Unusually stable, versatile, and pure arenediazonium tosylates: their preparation, structures and synthetic applicability // Org. Lett. 2008. - 10. - 18. - 3961-3964;

116. Казицына JI.A., Реутов O.A., Кикоть Б.С. Инфракрасные спектры поглощения двойных солей о- и м-замещенных арилдиазонийхлоридов с хлоридами металлов // ЖОХ. 31. - 10. - 2950-2957;

117. Казицына Л.А., Пасынкевич С.В., Кузнецова А.В., Реутов О.А. Синтез, структура и ИК-спектры арилдиазоний кадмий галидов // Изв. АН. СССР. Отд. Хим. Н. 1962. - 10. - 1762-1767;

118. Казицына Л.А., Пасынкевич С.В., Кузнецова А.В., Реутов О.А. Синтез, структура и ИК-спектры арилдиазоний кадмий галидов // Изв. АН. СССР. Отд. Хим. Н. 1962. - 10. - 1762-1767;

119. Казицына JI.A., Реутов O.A., Бучковский З.Ф. Двойные диазониевые соли хлоридов двухвалентных металлов // ЖОХ 31. - 10. - 29432949;

120. Казицина JI.A., Кикоть Л.Д., Ашкинадзе Л.Д. Корреляция частот и интенсивностей ШС полос поглощения для хлоридов диазония с константами заместителя II Докл. АН СССР. 1963. - 151. - 3. - 573576;

121. Устынюк Ю.А., Субботин O.A., Бучнева Л.М., Грузднева В.Н.,13 1

122. Казицына Л.А. Спектры Я.М.Р. С Н фенилдиазониевых солей и а-параметры диазониевой группы. // Доклады АН СССР. - 1976. - 227. -1.-101-103;

123. Casewit С., Roberts J.D., Bartsch R.A. Nitrogen-15 nuclear magnetic resonance studies of benzenediazonium ions. Effects of solvent, substituent, anion, and 18-crown-6 // J. Org. Chem. 1982. - 47. - 15. -2875-2878;

124. Sabo T.J., Grguric-Sipka S.R. et. al. Transition metal complexes with EDDA-type ligands a review // Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-Metal Chemistry. - 2002. -32.-9.- 1661-1717;

125. Ngwendson J.N., Amiot C.L. et. al. Design of a zinc(II) ion specific fluorescence sensor // Tetrahedron Lett. 2006. - 47. - 2327-2330;

126. Zolle I. Technetium-99m Pharmaceuticals // Berlin: Springer. 2007. - 345 p-;

127. Parkesh R., Gowin W. et. al. Synthesis and evaluation of potential CT (computer tomography) contrast agents for bone structure and microdamage analysis // Org. & Biomol. Chem. 2006. - 4. - 3611-3617;

128. Theodora W Greene. Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition / Theodora W. Greene, Peter G.M. Wuts New York: A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION - 747;

129. Barbero M., Crisma M. et. al. New dry arenediazonium salts, stabilized to an exceptionally high degree by the anion o-benzenesulfonimide // Synthesis. 1998. - 10. - 1171-1175;

130. Colas Ch., Goeldner M. et. al. An efficient procedure for the synthesis of crystalline aryldiazonium trifluoroacetates synthetic applications // Eur. J. Org. Chem. - 1999. - 6. - 1357-1366;

131. Казицына JI.A., Дзегиленко Н.Б. О строении диазониевых солей органических кислот // ЖОрХ. 1967. - 4. - 12. - 2153-2155;

132. Кикоть Б.С., Колесник Ю.А. О диазониевых солях арилсульфокислот //ЖОХ. 1963.-33.-3.-997-1001;

133. Kosynkin D.V., Tour J.M. Phenylene ethynylene diazonium salts as potential self-assembling molecular devices // Org. Lett. 2001. - 3. - 7. -993-995;

134. Bradley W., Thompson J.D. Benzene-soluble aryldiazonium salts // Nature. -1956.-178.- 1069-1070;

135. Bradley W., Thompson J.D. Reaction of p-n-Decyloxybenzendiazonium fluoborate with sodium iodide in benzene // Nature. 1960. - 186.- 631632;

136. Bartsch R.A., Juri P.N. Complexation of arenediazonium ions by macrocyclic multidentate compounds // J. Org. Chem. 1980. - 45. - 6. -1011-1014;

137. Bradley W., Thompson J.D. Benzene-soluble aryldiazonium salts // Nature. -1956.- 178.- 1069-1070;

138. Zhao C., Chen J., Cao W. Synthesis and characterization of diphenylamine diazonium salts and diazoresins // Angew. Makromol. Chem. 1998. - 259. -1.-77-82;

139. Bravo-Diaz C., Romero-Nieto M.E., Gonsalez-Romeo E. Micellar-promoted homolytic dediazoniation of p-nitrobenzenediazonium tetrafluoroborate // Langmuir. 2000. - 16. - 1. - 42-48;

140. Bravo-Diaz C., Gonzales-Romero E. Inhibition of the (3-cyclodextrin catalyzed dediazoniation of 4-nitrobenzenediazonium tetrafluoroborate. Blocking effect of sodium dodecyl sulfate. // Langmuir. 2005. - 21. - 11. -4888-4895;

141. Beadle J.R., Korzeniowski S.H. et al. Phase-transfer-catalyzed Gomberg-Bachmann synthesis of unsymmetrical biarenes: a survey of catalysts and substrates // J. Org. Chem. 1984. - 49. - 9. - 1594-1603;

142. Gomberg M., Bachmann W.E. The synthesis of biaryl compounds by means of the diazo reaction // J. Am. Chem. Soc. 1924. - 46. - 10. - 2339-2343;

143. Krasnokutskaya, E. A.; Semenischeva, N. I.; Filimonov, V. D.; Knochel, P. A' New, One-step and Effective Protocol for Iodination of Aromatic and Heterocyclic Compounds via Aprotic Diazotization of Amines // Synthesis. -2007.-81;

144. Filimonov, V. D:; Semenischeva,N. I.; Krasnokutskaya,E. A.; Tretyakov,

145. A. N.; Hwang,H. Y.; Chi, K.-W. Sulfonic Acid Based Cation-Exchange Resin: A Novel Proton Source for One-Pot Diazotization-Iodination of Aromatic Amines in Water // Synthesis. — 2008. — 185;

146. Gorlushko, D. A.; Filimonov, V. D.; Krasnokutskaya, E. A.; Semenischeva, N. I.; Go, B. S.; Hwang, H. Y. Iodination of aryl amines in a water-paste form via stable aryl diazonium tosylates // Tetrahedron Lett. 2008. - 49. -1080;

147. Он-лайн база данных «ChemicalBook» // http://www.chemicalbook.com/;

148. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Рнддик Дж., Тупс Э. Органические растворители // Под ред. Я.М. Варшавского. М.: ИЛ. - 1958. - 25-75;

149. Tozuka Y.; Yamamura Y. et al. Thermodynamic study of a phase transition between the ordered and disordered phases and orientational disorder in crystalline p-chloronitrobenzene // J. Chem. Phys. 2000. - 112. - 23552360;

150. Ribeiro da Silva M. A. V.; Fonseca J. M. S. et al. Thermodynamic study of the sublimation of six halobenzoic acids // J. Chem. Thermodyn. 2005. -37.-271-279;

151. Ермаков A.E., Уймин M.A., Локтева E.C. и др. Синтез, структура и свойства углеродсодержащих нанокомпозитов на основе никеля, палладия и железа // ЖФХ. 2009. -83.-7.-1-8;

152. Электронная база данных (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein);

153. Электронная база данных (http://www.pdb.org/pdb/home/home.do);

154. Zhdankin V.V., Stang P.J. Chemistry of polyvalent iodine // Chem. Rev. -2008. 108. - 12. - 5299-5358;

155. The Sadtler Handbook of Infrared Spectra // Bio-Rad Laboratories Inc., Informatics Division. 2004;

156. Stuart B. Infrared spectroscopy: Fundamentals and applications // John Wiley & Sons, Ltd. 2004;

157. Spectral Database for Organic Compounds http://riodbO 1 .ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct frame top.cgi;

158. Herdt A.R., Kim B.-S., Taton T.A. Encapsulated magnetic nanoparticles as supports for proteins and recyclable biocatalysts // Bioconjugate Chem. -2007.- 18.- 183-189.