Синтез и свойства новых функционально замещенных фуллеропирролидинов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Фазлеева, Гузяль Мидихатовна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Казань
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2005
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ФАЗЛЕЕВА ГУЗЯЛЬ МИДИХАТОВНА
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ФУЛЛЕРОПИРРОЛИДИНОВ
02.00.03 - органическая химия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Казань - 2005
Работа выполнена в лаборатории физиологически активных элементоорганических соединений Института органической и физической химии им А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук
Научный руководитель
доктор химических наук, профессор Нуретдинов И.А
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор Фридланд С.В.
доктор химических наук Бурилов А.Р.
Ведущая организация
Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН
Защита диссертации состоится « 1» февраля 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К 022.005.01 при Институте органической и физической химии им. А.Е Арбузова по адресу 420088, I Казань, ул. Арбузова, 8 Институт органической и физической химии им. А Е. Арбузова, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института органической и физической химии им А.Е. Арбузова Каз НЦ РАН.
Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 420088, г. Казань, ул Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е Арбузова Каз НЦ РАН.
Автореферат диссертации разослан « 29 » декабря 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук
Ллц
Муратова Р.Г
SLOOGf\
■{ О 5"2>
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность теми Принципиально новым объектом исследования, перспективным для создания нового поколения материалов и лекарственных средств являются фуллерены и их производные. Теоретические предпосылки потенциально высокой биологической активности фуллеренов основываются на уникальности физико-химических свойств замкнутой гидрофобной углеродной оболочки и присущей им высокой реакционной способности, наблюдаемой как в реакциях присоединения, так и радикальных процессах. Благодаря своей геометрии и электронной структуре, фуллерены способны образовывать многообразные moho-, бис- и поли-аддукты, содержащие фармакофорные группы и способны легко переходить в возбужденное состояние под действием различных факторов (в частности, видимого света, химических доноров), давая при этом анион-радикалы В настоящее время имеется ряд экспериментальных данных, подтверждающих наличие у фуллеренов широкого спектра выраженной биологической активности, в том числе антивирусной (на различных штаммах вируса гриппа, ВИЧ) и фотодинамической активности (при лечении раковых заболеваний человека). Фотодинамическая активность производных фуллерена проявляется в его способности генерировать в физиологических условиях из молекулярного кислорода, присутствующего в организме, синглетный кислород, который вызывает некроз опухолевых тканей. По совокупности данных фуллерены не могут быть сегодня отнесены к какому-либо из известных классов биологически активных веществ.
Известно, что фуллерен проявляет свойства «радикальной ловушки» и этим обусловлена его способность ингибировать радикальные процессы в живом организме. Мы, полагаем что сочетание в одной молекуле фрагментов, способных участвовать в ингибировании развития раковых клеток по различным механизмам, имеет принципиальное значение для определения способности фуллереновой оболочки быть с одной стороны транспортной единицей для фармакофорных групп, с другой стороны, для выявления способности самого фуллеренового ядра в зависимости от природы присоединенного фрагмента проявлять присущие ему свойства ингибировать радикальные процессы в живом организме.
Основные усилия химиков направлены на получение различных водорастворимых производных фуллеренов. В то же время практически отсутствуют работы по синтезу и изучению свойств производных фуллеренов, несущих фармакофорные или специфичные к различным рецепторам функциональные группы.
Поэтому нам представляется актуальным осуществить комплексные исследования, включающие как синтез новых производных фуллерена с фармакофорными группами, так и изучение их свойств и биологической активности.
Целью работы является: разработка методов направленного синтеза новых типов функционально замещенных фуллеропирролидинов, содержащих фармакофорные группы и группы, способные увеличить сродство к активным центрам ферментов и рецепторов; изучение биологической активности синтезированных соединений, активности по отношению к ДНК; изучение в качестве «ловушек» свободных радикалов; а также получение водорастворимых систем.
Научная новизна работы. В работе впервые осуществлен направленный синтез производных фуллерена, содержащих фармакофорные _ группы, ответственные за проявление биологической активност^: о®WítWWWM I" (бис- и моноБИБЛИОТЕКА )
JSi
хлорэтиламиногруппы), антиоксидантные (фрагмент пространственно затрудненного фенола), фрагмент природного азотистого гетероцикла - индола, входящего в состав ряда медицинских препаратов. Исследование генотоксичности этих соединений показало, что они не являются токсичными.
В работе впервые изучены реакции новых синтезированных фуллеропирролидинов со свободными углерод- и фосфор-центрированными радикалами и найдено, что фуллеропирролидины являются в 100 раз более эффективными ловушками свободных радикалов, чем свободный фуллерен Cso и в 10 раз более эффективными, чем метанофуллерены. Это дает основание полагать, что полученные соединения могут выполнять полифункциональную биологическую роль.
Впервые получены ранее неизвестные тиофосфорилированные производные фуллеренов со свободной альдегидной группой и осуществлена перегруппировка Пщцимуки в ряду тиофосфорилированных производных фуллеропирролидинов с получением тиоловых эфиров фосфоновых кислот фуллеропирролидинов.
Впервые изучено взаимодействие некоторых фуллеропирролидинов, содержащих различные функциональные группы, с поливинилпирролидоном с концевой аминогруппой. Во всех случаях получены новые водорастворимые фуллеренсодержащие полимеры. Найдено, что данные полимеры при взаимодействии с плазмидной ДНК pUC 19 разрушают ДНК, в результате суперспирализованная ДНК превращается в кольцевую.
Впервые исследованы реакции электрохимического восстановления и окисления синтезированных соединений и показано, что фуллеропирролидины восстанавливаются труднее самого фуллерена и не претерпевают реакции элиминирования присоединенного фрагмента.
Практическая значимость работы. Разработаны методы синтеза и получены результаты, которые имеют важное значение для получения новых производных фуллерена и выявлению среди них новых типов биологически активных препаратов, а также для определения роли фуллереновой оболочки в проявлении физических, химических и биологических свойств исследуемых молекул. В работе использованы новые подходы к получению неизвестных до этого производных фуллерена, содержащих фармакофорные, альдегидные, фосфорильные, тиофосфорильные и «ониевые» группы, и изучению их свойств и электронного строения на базе сочетания экспериментальных (химических, хроматографических, спектроскопических, электрохимических) и квантово-химических методов, а также биологической активности. В ходе этих исследований установлено, что фуллеропирролидины являются эффективными ловушками радикалов и перспективными в качестве нового типа антиокислительных стабилизаторов в живых системах и в полимерных материалах.
Исследование противораковой активности фуллеропирролидинов с бис-хлорэтиламинной группой и фрагментом пространственно затрудненного фенола на штаммах лейкемии Р388 и L1210, а также меланомы В16 показало, что они, как химические вещества, проявляют противораковую активность.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме «Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах» (г.Минск, 2002, 2004); б"1 и 7Ш Bienmal International Workshop "Fullerenes and Atomic Clusters".( St.Petersburg, Russia, 2003, 2005), IV Международной конференции «Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии» (г. С.-Петербург, 2004 г.); 5"1 International Symposium Molecular mobility and order in polymer systems, Saint Petersburg, 2005, XIY International conference on chemistry of phosphorus Compounds, Kazan, Russia.
По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 8 статей и 8 тезисов докладов на международных конференциях.
Работа выполнена в лаборатории физиологически активных элементоорганических соединений в соответствии с научным направлением Института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова по г/б теме "Электронное строение, стабильность и реакционная способность фуллеренов и их производных. Разработка подходов к созданию на их основе полимерных материалов, включая токопроводящие пленки."(№ roc. per. 0120.0503491) в соответствии с научным направлением Института. Работа поддержана грантами РФФИ (№ 02-03-32900 и 05-03-32633) и РФФИ АН РТ (№ 03-0396248).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 177 страницах, включая 14 таблиц, 31 рисунок, 45 схем и библиографию из 164 ссылок. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы. В первой главе, представляющий собой литературный обзор, обобщен и систематизирован материал по синтезу и свойствам фуллеропирролидинов. Во второй главе изложены результаты собственных исследований. Приводятся доказательства полученных структур физико-химическими методами, а также рентгеноструктурным анализом. Третья глава содержит описание проведенных экспериментов.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАМЕЩЕННЫХ ФУЛЛЕРОПИРРОЛИДИНОВ
1. Синтез фуллеропирролидинов с фармакофорными группами
Сочетание в одной молекуле фрагмента, ответственного за ту или иную биологическую активность и фуллеренового ядра, способного легко реагировать с радикальными частицами, представляет, на наш взгляд, интерес для исследования биологических свойств. Поэтому был синтезирован ряд фуллеропирролидинов, содержащих в своей молекуле фрагменты: пространственно затрудненного фенола <2), известного как антиоксидант; бисхлорэтиламинную и монохлорэтиламинную группу (4 и 6), входящие в состав противораковых препаратов алкилирующего типа; индол (7), являющийся составной частью ряда медицинских препаратов. Были получены фуллеропирролидины содержащие дифенильный и антраценовый фрагмент (8 и 9) Учитывая потенциальную биологическую активность фосфорилированных производных, мы синтезировали фуллеропирролидин, содержащий фрагмент фосфорилированной аминокислоты.
Все вновь синтезированные фуллеропирролидины получены по известной реакции Прато:
сн.
сн3-1чн-сн,-со2н +сн2о-^Г—
-со2 -нао
3
Так при взаимодействии Сад, >)-метилглицина и соответствующих альдегидов были синтезированы следующие фуллеропирролидины:
СН3!ЧНСН2СООН
1*С(0)Н
Л, РЬМс
Строение всех фуллеропирролидинов доказано комплексом физико-химических методов. Молекулярная и кристаллическая структура М-метил-2-(3,5-ди-трет-бутш1-4-гидроксифенил) фуллерено-Сбо-[1,2-с]-пирролидина (2) исследована методом РСА. Обнаружено, что участие атомов водорода трет-бутильных групп в контактах С-Н...Я
типа (расстояние между центрами ароматических циклов молекул и атомов водорода 2.87 А) приводит к гексагональному типу упаковки молекул в кристалле с образованием сотоподобной супрамолекулярной структуры. В «полостях» подобных сот оказываются расположенными водородносвязанные фрагменты молекул.
Производные фуллерена, содержащие фрагменты фосфорилированных аминокислот до сих пор не описаны. Интерес к соединениям этого типа обусловлен потенциально высокой биологической активностью различных фосфорилированных аминокислот. Учитывая это, нами предпринят синтез Ы-метил-2(0,0-диизопропилфосфоно-2-оксапропан) фуллерено-Сбо[1>2с]пирролидина (11) в условиях реакции Прато с использованием О, О-диизопропилфосфоно-2-оксапропаналя (10).
^ II
г>—сн2осн2р(ос3н71)2
сн3ынсн2с02н + (/сзнуо^снзоснзс* +см)р|1ме'» 10
11
Строение соединения 11 подтверждено спектральными методами, а состав данными масс-спектров. Следует отметить, что фуллеропирролидин 11 образует монослои Ленгмюра, свойства которых будут рассмотрены ниже.
2. Синтез фосфорилированных и тиофосфорилированных производных фуллерена
Фосфорорганические производные фуллерена, содержащие фосфорильную группу известны. Нами впервые синтезированы фуллеропирролидины, содержащие тиофосфорильную группу. Известно, что тиофосфорильная группа в отличие от фосфорильной активно взаимодействует с солями металлов и алкилгалогенидами.
Для осуществления поставленной задачи - получения тиофосфорилированных фуллеропирролидинов нами были синтезированы новые фосфорилированный (16) и тиофосфорилированные (12-15, 17) альдегиды. Все альдегиды получены при взаимодействии соответствующих хлорангидридов фосфоновой или тиофосфоновой кислот с 4-гидроксибензальдегидом в присутствии гидрида Ыа в мягких условиях, с хорошими выходами. Все вновь синтезированные альдегиды выделены колоночной
хроматографией на БЮа элюентом этилацетат-гексан в различном соотношении. Чистота соединений определялась методом тонкослойной хроматографии, а состав элементным анализом. Строение доказано доступными физико-химическими методами (ИК, ЯМР 'Н, 31Р).
п Н0-(3-С(0)Н + 11 N811
С(0)Н)п
14 п=1;К=С2Н5;К,=ОСзН71»
15 п=1; К=К1=С2Н50
КРЧО/ЗУС(0)Н)П
12 п=2; Л=СНз; Х=Я
13 п=2; И=РЬ; Х=Я 16 п-2; К=СН3; Х=0
При введении вновь синтезированных альдегидов в реакцию Прато были получены соответствующие фосфорилированный и тиофосфорилированные монофуллеро-пирролидины, которые также были выделены колоночной хроматографией на ЭЮг. Чистота всех синтезированных производных фуллерена подтверждена данными ВЭЖХ и масс-спектрами, а строение доказано комплексом физико-химических методов, в том числе методами ЯМР Ш и 20 экспериментов.
СН3ШСН2СООН +12-17+ Си = 18 - 23
18,19
Я = Ме, РЬ
20
21
Определение масс молекулярных ионов соединений 18-23 масс-спектрометрией MALDITOF подтверждает их состав.
Известно, что использование в реакции Прато диальдегидов может привести к образованию в реакционной смеси различных фуллеренсодержащих продуктов: монофуллеропирролидина со свободной альдегидной группой, бис-фуллеропирролидина - соединения «гантельного» типа, бис-пирролидинофуллерена -бис-адцукта с замыканием на фуллереновую сферу, а также другие адцукты полиприсоединений. При использовании в реакции фосфорилированного диальдегида 16 удалось выделить из реакционной смеси и охарактеризовать три фуллереновых продукта: монофуллеропиррояидин 22 (описанный выше), бис-фуллеропирролидин «гантельного» типа 22а и бис-аддукт с замыканием на фуллереновую сферу 22Ь.
о
CH3NHCH2COOH ♦ CHjP-tO-O^i0'" h
В случае использования тиофосфорилированных диальдегидов (12 и 13) были выделены два фуллереновых продукта (монофуллеропирролидин (18, 19) и биспирролидинофуллерен (18b, 19Ь)).
19b R-Ph
Все продукты бис-присоединения также были выделены колоночной хроматографией на SÍO2. Чистота этих соединений также подтверждена данными ВЭЖХ-анализа, а состав методом масс-спектроскопии MAL-DI TOF.
Строение доказано спектральными методами. Так, УФ-спектры всех выделенных бис-аддуктов с замыканием на фуллереновую сферу (18b, 19Ь и 22Ь) идентичны литературным данным и фиксируют все полосы (394, 423.7, 438, 564 нм), характерные для экваториальных биспирролидинов фуллерена, а ИК-спектры не содержат полосы в области, соответствующей колебаниям альдегидной группы (1700, 1702 и 1697 см"1 соответственно). Строение бисфуллеропирролидина 22а также доказано методами УФ-, ИК- и масс-спектрометрии. В ИК-спектрах этого соединения также отсутствует полоса колебаний альдегидной группы, а масс-спектры зафиксировали два фрагментационных пика m/z 720 и m/z 1077.71 (вычисл. 1796.61)
Химия функциональных производных фуллерена изучена мало. В то же время известно, что тионфосфаты в присутствии алкилгалогенидов вступают в тион-тиольную перегруппировку, открытую Пищимукой. Так же ранее в работах Прато было показано, что фуллеропирролидины при взаимодействии с йодистым метилом образуют их катионные производные, которые хорошо растворимы в полярных средах в отличие от исходных фуллеропирролидинов. Исходя из этого, нами были изучена реакция двух тиофосфорилированных фуллеропирролидинов с избытком йодистого метила в запаянной ампуле при температуре 70-80°С.
СН,1
70-80 С
HjCvyCH,
0-P-SCH,+ Rl
21. й'=ОЕ1, И=Е< 25.И-ОЕ1
Действительно реакция идет с образованием йодметилата по атому азота пирролидинового цикла и метилтиольной группы по атому серы Р=Б группы. Выход продуктов составил 76 и 77%, соответственно.
Таким образом, нами впервые с использованием тион-тиольной перегруппировки Пищимуки получены «ониевые» тиолфосфорильные производные фуллеропирролидинов 24 и 25, которые хорошо растворимы в таких полярных растворителях, как ДМСО. Строение полученных продуктов было доказано с помощью физико-химических методов (ИК, ЯМР 31Р). В ИК - спектрах 24 и 25 исчезает малоинтенсивная полоса поглощения Р=в- группы (782 и 822 см"1) и появляется более интенсивная полоса Р=0-группы (1174 и 1172 см"1). В спектре ЯМР 31Р соединения 24 появляется сигнал, с характерным химическим сдвигом для тиолфосфорильного соединений (5Р = 60.80 м.д. для 24 по сравнению с 5Р =100.00 м.д для исходного соединения 20). Структура 24 также подтверждается данными Ш и 2Т) ЯМР экспериментов.
С целью получения растворимых в полярных растворителях фуллеропирролидинов нами были получены их «ониевые» производные, которые хорошо растворимы в диметилсульфоксиде и системе вода-ДМСО (9:1) и не растворимы в ароматических растворителях, в отличие от исходных фуллеропирролидинов.
к=-0-о-№0-ао)н; -О-о-р-о О ~]Г
СНз
О
II
-С^ОСН^ОСэН,^
6
УЛ-
он;
Строение полученных производных фуллеропирролидинов бьшо доказано методом ИК- и масс-спектроскопии (\1ALDI ТОР МБ).
Продолжая исследования по получению водорастворимых производных фуллерена нами совместно с сотрудниками ИБС РАН (г. Санкт-Петербург) было изучено взаимодействие поливинилпирролидона с концевой первичной аминогруппой (ПВП-МНг) и ряда новых тиофосфорилированных фуллеропирролидинов (18,19,20). 1|ве с Ме
-О-Р-ОРг
I
Е1
20
Во всех случаях были получены водорастворимые фуллеренсодержащие полимеры, которые исследовались с помощью седиментационного анализа, осуществленного на аналитической ультрацентрифуге Вескшап ХЫ и методом ТСХ (тонкослойной хроматографии).
Ме
ПВП-1ЧН2 +18,19
ПВП
К = Ме, РЬ
18', 19'
Поливинилпирролидон с концевой аминогруппой (ПВП-МНг) может присоединяться к фуллеропирролидинам 18, 19, как непосредственно к фуллереновой оболочке, так и к реакционно-способной альдегидной группе. Для того, чтобы убедиться по какому пути преимущественно идет реакция соединений 18, 19 с ПВП-МНг нами исследовано взаимодействие фуллеропирролидина 18 с п-бутиламином
Ме
s
Ме
s
II
д толу~~ 1
-н2о
■о-p-o-{>ch=nc4h9 сн3
■О-Р-О-
+ nh,c4h,
'2
сн3
18
31
Было получено соединение 31 с выходом 78% (в расчете на прореагировавший фуллерропирролидин 18). Строение фуллеропирролидина 31 доказано методами ИК- и масс-спектрометрии. Так в ИК-спектрах исчезает полоса соответствующая колебаниям альдегидной группы в области 1700 см"1 и появляется полоса характерная колебаниям C=N-связи в области 1648 см"1, в масс-спектрах зафиксирован пик молекулярного иона с m/z 1122.95 (выч. 1123.16). Таким образом, в случае взаимодействия фуллеропирролидинов 18 и 19 с ПВП-NHj присоединение аминогруппы идет в первую очередь по альдегидной группе, тогда как в случае фуллеропирролидина 20, где отсутствует альдегидный фрагмент, присоединение аминогруппы идет по фуллереновой оболочке.
Изучение реакции производных фуллерена с ДНК представляется важным для понимания особенностей их биологической активности. Бьио проведено исследование электрофореза в 0.8% агарозном геле плазмидной ДНК pUC 19 в присутствии полимерных производных тиофосфорилированных фуллеропирролидинов (ПВП-18, ПВП-19, ПВП-20) и показано, что в случае всех указанных продуктов имеет место однонитевой разрыв молекулы ДНК, в результате которого суперспирализованная ДНК превращается в кольцевую. Таким образом, установлено, что полимеры тиофосфорилированных фуллеропирролидинов на основе ПВП при взаимодействии с молекулой плазмидной ДНК, вызывают ее деструкцию.
3. Электрохимическое и ЭПР исследование фуллеропирролидинов
Основной задачей, решаемой электрохимическими методами, является определение потенциалов восстановления и окисления, как меры энергий граничных орбиталей сольватированных молекул и оценка устойчивости продуктов электронного переноса. Важной особенностью молекул фуллеренов является способность легко, постадийно и обратимо принимать несколько электронов, не разрушая при этом фуллереновой структуры. При электрохимическом восстановлении дикарбэтоксиметано[60]-фуллерена и фосфорилированных метано[60]фуллеренов происходит медленное элиминирование метаногруппы уже при переносе двух электронов. При восстановлении аналогичного N-Me фуллеропирролидинов ретро-реакция не протекает при переносе даже пяти электронов, что свидетельствует о стабильности фуллеропирролидинов в процессе восстановления в отсутствие N-H протона. Электрохимические ретро-реакции являются важной отличительной особенностью функционально замещенных фуллеренов. На основе ретро-реакции может быть реализована схема синтеза новых труднодоступных производных фуллерена. В связи с вышесказанным представляет интерес исследование электрохимического восстановления и стабильности образующихся интермедиатов замещенных фуллеренов.
3.1. Электрохимическое поведение и ЭПР-исследование фуллеро-пирролидинового пространственно затрудненного фенола
Электрохимическое исследование К-метил-2-(3,5-ди-да/>гю-бутил-4-гидроксифенил)фуллерено-Сбо-[ 1,2-с]-пирролидина (2) проводилось в системе орто-дихлорбензол-ДМФА (3:1 v/v) в присутствии 0.1 М BU4NBF4. В этой системе потенциал разложения фонового электролита смещается в сторону отрицательных значений и поэтому на СУ электроде удается наблюдать три четких пика восстановления соединения 2, не искаженных процессами восстановления фонового электролита. Все пики по данным ЦВА являются обратимыми. Высоты этих пиков равны между собой и соответствуют переносу одного электрона. Восстановление соединения 2 в электрохимической ячейке непосредственно в резонаторе ЭПР спектрометра при потенциалах первой волны протекает аналогично литературным данным и сопровождается появлением сигнала анион-радикала соединения 2 с g=2.0000 и шириной линий ~0.075 мТ при 290 К. Восстановление при потенциалах второй волны приводит к образованию дианиона, а третьей волны - к образования радикал-трианиона.
Окисление соединения 2 не наблюдается в области потенциалов < +0.73 В. То, что фуллереновый фрагмент не окисляется в этих условиях, представляется вполне закономерным, поскольку известно, что фуллерен Qо достаточно трудно отдает электрон. Однако является неожиданным то, что в этих условиях не окисляется ни пирролидиновый, ни фенольный фрагмент молекулы. При окислении соединения 2 двуокисью свинца в толуоле по известной методике в атмосфере аргона при 25°С образуется феноксильный радикал' с g =2.0045 и шириной линии ~0.04 мТ с характерным расщеплением от двух мета-протонов фенильного ядра £¡2н = 0.18 мТ и от протона при С7, ян = 0.47 мТ и ядра l4N aN=0.09 мТ
2 (2')
Достаточно высокая стабильность феноксильного радикала (2)" позволила нам зафиксировать сателлитные линии в спектре ЭПР и отнести их к изотопам |3С : а4пс = +1.38 мТ, а\эс= -0.96 мТ, а3,5 вс = -0.86 мТ. Знаки этих констант СТВ были выбраны по эффекту уширения низкопольных/высокопольных компонент сателлитной СТС.
При электроокислении на Р1 электроде непосредственно в резонаторе ЭПР спектрометра радикал (2)" зарегистрировать не удалось. Возможно, это объясняется протеканием процессов их диспропорционирования и глубокой пассивацией электрода, тормозящей процесс окисления. Этот вывод подтверждают результаты исследования электрохимического окисления 2,4,6- три-трет-бутилфенола, который, как известно, образует стабильный феноксильный радикал. В аналогичных условиях для этого соединения методом ЭПР также не удалось зарегистрировать феноксильный радикал. На обратной ветви ЦВА кривой для соединения наблюдаются три ступени, соответствующие окислению радикал-трианиона, дианиона и анион-радикала.
Таким образом, полученные результаты показывают, что соединение 2 достаточно устойчиво в редокс-реакциях и обладает совокупностью свойств фуллерена Сбо и пространственно-затрудненного фенола. Оно легко окисляется с образованием стабильного феноксильного радикала и легко принимает электроны с образованием
стабильных анион-радикалов, дианионов и радикал-трианионов. Найденные редокс-свойства соединения 2 находят подтверждение при исследовании электронного строения этого вещества и некоторых продуктов его превращений методами квантовой химии. Действительно, расчеты методом РМЗ (пакет ОАМЕБЗ) показывают, что при окислении этого вещества электрон должен легче уходить с фенольного фрагмента, а при восстановлении - легко приниматься на фуллереновое ядро.
Таким образом, данные, полученные нами с использованием методов ЦВА, ЭПР и квантово-химических расчетов для впервые синтезированного фуллеропирролидинового пространственно-затрудненного фенола 2 позволяют предположить высокую активность этого вещества в процессах дезактивации различных радикальных частиц и возможность его использования в качестве антиоксиданта и радикальных ловушек.
3.2. Исследование электрохимического поведения фуллеропирролидииов 3-6
Методами • циклической вольтамперометрии и электролиза в сочетании с ЭПР и квантово-химическими расчетами полуэмпирическим методом РМЗ изучено также электрохимическое восстановление фуллеропирролидииов 3-6.
3 4
S 6
Для всех фуллеропирролидииов 3-6 на циклических вольтамперограммах, снятых на платиновом и стеклоуглеродном электродах в системе о-дихлорбензол-ДМФА (3:1 v/v) на фоне 0.1 М B114NBF4, как и в случае описанного выше фуллеропирролидинового пространственно затрудненного фенола, наблюдается по три обратимых одноэлектронных пика восстановления, сдвинутых в область более отрицательных потенциалов по сравнению с соответствующими пиками фуллерена С60. Потенциалы восстановления практически не зависят от природы заместителей в пирролидиновом цикле. Совокупность полученных данных свидетельствует о переносе всех трех электронов на фуллереновую сферу и стабильности образующихся анион-радикалов, дианионов и радикал-трианионов фуллеропирролидииов во временной шкале вольтамперных измерений (секунды). Высокая стабильность анионных интермедиатов подтверждается также данными ЭПР-спектроскопии, используемой в сочетании с ЦВА.
3.3. Особенности электрохимического восстановления тиофосфорилированных фуллеропирролидииов
Методом циклической вольтамперометрии в среде о-ДХБ-ДМФА (3:1 v/v)/0.1 М BU4NBF4 на стеклоуглеродном электроде исследовано электрохимическое восстановление фуллеропирролидииов 18 - 21. Электрохимическое восстановление
фуллеропирролидинов 20- 21 протекает аналогично ранее изученным представителям этого класса производных [60]фуллерена. На циклических вольтамперограммах в изученной среде регистрируется по три пика восстановления, а на обратной ветви ДВА по три сопряженных с ними пиков окисления. Следовательно, фуллеропирролидины 20, 21 в доступной области потенциалов обратимо, ступенчато принимают на молекулу три электрона с образованием, в конечном счете, радикал-трианионов по схеме:
в 1 р,ге<1
А + е - А" + е
На циклических вольтамперограммах соединений 18 и 19 наблюдается четыре пика восстановления. Первые две ступени восстановления идентичны восстановлению фуллеропирролидинов 20, 21. Наблюдается ступенчатый обратимый перенос двух электронов на фуллереновую сферу с образованием стабильных анион-радикалов и дианионов. Потенциал третьей ступени также соответствует переносу третьего электрона на фуллереновую сферу фуллеропирролидинов. Однако, в отличие от фуллеропирролидинов 20, 21, радикал-трианионы соединений 18, 19 неустойчивы. Поэтому анодные пики их окисления ниже, чем для соединений 20-21 при реверсе потенциала с третьего пика восстановления. Радикал-трианионы стабильны в случае фуллеропирролидина 20, который содержит аналогичную тиофосфонатную группу, но не содержит бензальдегидную группу. Следовательно, протекание последующих химических реакций в радикал-трианионе соединений 18 и 19 связано с совместным присутствием в молекуле тиофосфонатного и бензальдегидного фрагментов. Отсутствие четвертого пика для соединений 20, 21 и его наличие для фуллеропирролидинов 18, 19 однозначно свидетельствуют о том, что четвертый пик восстановления этих соединений связан с переносом электрона на бензальдегидный фрагмент. Таким образом, ступенчатый перенос трех электронов на фуллереновую сферу приводит к стабильным анион-радикалам, дианионам и неустойчивым радикал-трианионам. Все фуллеропирролидины 18 - 21 восстанавливаются труднее [60]фуллерена- потенциал первого пика моно-аддуктов 18 - 21 смещен в катодную область на 100 - 130 мВ.
4. Взаимодействие фуллеропирролидинов со свободными радикалами
Фуллерен и его производные являются «ловушками» свободных радикалов. Малая токсичность для теплокровных является весьма полезным свойством производных фуллерена. Изучение реакционной способности новых производных фуллерена по отношению к стабильным радикалам является важным для выявления влияния адденда на способность фуллеренового соединения быть «радикальной ловушкой», что имеет особое значение для изучения биологической активности производных фуллерена. Поэтому методом спектроскопии ЭПР совместно с сотрудниками Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова было изучено присоединение радикалов Ви1 (Л1) и Р(0)(0Рг')2 (Я2) к фуллеропирролидинам 2, 4, 7, 8. Определены константы скорости присоединения радикалов Я1 к этим фуллеропирролидинам и димеризации слин-аддуктов (СА) радикалов Я1 с этими соединениями.
Наиболее стабильная инверсионная форма молекулы 2 показана на следующем рисунке.
Ви<
Клапан конверта разбивает фуллереновую оболочку соединения 2 на два неэквивалентных фрагмента - син и анти.
Квантово-химические расчеты показали, что атомы Ь четырех связей сю-2 имеют максимальную пирамидальность, т.е. они будут в первую очередь подвергаться атаке свободными радикалами. Два других изомера, по-видимому, образуются в результате атаки атомов связей ш-3. Действительно, в спектрах ЭПР спин-аддуктов радикалов И2 и соединений 2,7,8 максимальную интенсивность имеют линии четырех изомеров, линии двух других - менее интенсивны. Согласно расчетам, пирамидальное™ атомов родственных связей различных фрагментов идентичны.
На основе полученных экспериментальных результатов и константы скорости присоединения радикалов к N0 определены константы скорости присоединения радикалов Я1 к соединениям 2. 4, 7, 8. Для соединений 4, 8 и 7 при их начальных концентрациях Со = 1.12-10"4 моль-л 1 и начальной концентрации N0 2.5-10 моль-л значения к/ равны соответственно 2-108, 3-Ю8 и 108 л-моль "'-с для соединения 2 при Со = Ю"3 моль-ли начальной концентрации N0 4 10 '3 моль-лк* = 3-108 л-моль "' с'. Из сравнения этих констант с константами скорости присоединения радикалов к метано[60]фуллеренам (Со= 10"3 моль-л"1, к/ = 4.0-10 л-моль "'-с "') и фуллерену Сзд (Со= 10'3 моль-л к/ = 2.7-105 л-моль "'-с "') следует, что незначительное увеличение пирамидальности атомов С си-связей приводит к заметному повышению реакционной способности фуллеропирролидинов.
Таким образом, синтезированные нами производные фуллерена могут проявить широкий спектр биологической активности, в частности, быть более эффективными «ловушками« различных радикальных продуктов в живом организме.
5. Биологическая активность вновь синтезированных соединений
Впервые изучены противораковые свойства синтезированных производных фуллерена. содержащие фрагмент пространственно затрудненного фенола и бис-хлорэтиламинную группу. Все эксперименты по исследованию противораковой активности выполнены в Институте проблем химической физики РАН (г.Черноголовка)
по общепринятым методикам испытания химических веществ на противораковую активность. Антилейкемическая активность испытывалась на штаммах Р-388 и L 1210. Наиболее чувствительной к производным фуллерена оказался штамм L 1210. При разовой дозе 2.5 мг/кг препарата наблюдается продление жизни подопытных животных -на 30% без изменения веса относительно контроля. На крупной опухоли меланоме В-16 было показано, что производные с фрагментом пространственно-затрудненного фенола и бис-хлорэтиламиногруппой замедляют развитие метастаз в животных.
Таким образом, впервые показано, что производные фуллерена, содержащие фармакофорные группы алкилирующего и антиоксидантного типа, проявляют, как химические вещества противораковую активность.
6. Монослои Ленгмюра на основе фоефорилированного фуллеропирролидина
В последнее время очень актуальны исследования по оценке межмолекулярных взаимодействий в системе «фуллереновое производное — биологическая среда», а также создание новых лекарственных форм для наиболее удобной и эффективной доставки того или иного соединения к биологической мишени. Моделями таких систем могут служить монослои Ленгмюра, получаемые на разделе фаз «воздух-вода». Нами в сотрудничестве с Нижегородской медицинской академией и Нижегородским техническим университетом были выявлены условия образования монослоев Ленгмюра на основе фоефорилированного фуллеропирролидина 11 и показано влияние рН субфазы на поведение монослоя. В нейтральной и слабокислой среде рН<7 монослой остается прочным, а в щелочной среде рН>9 происходит его разрыхление. Это объясняется тем, что в слабокислой среде протекает реакция с переносом протона на третичный атом азота, а в щелочной среде возможно протекает реакция гидролиза по фосфорсодержащей группе. Изменение природы производного изменяет поведение молекул в монослое.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. На основе реакции Прато впервые осуществлен направленный синтез по получению ряда нового типа фуллеропирролидинов, содержащих различные фармакофорные и реакционноспособные группы, в том числе растворимые в полярных средах.
2. Впервые осуществлена перегруппировка Пищимуки и получены тиоловые эфиры кислот фосфора в ряду производных фуллерена.
3. Найдено, что фуллеропирролидины легко вступают в ковалентное связывание с поливинилпирролидином, с образованием водорастворимых полимеров. Показано, что полученные фуллеренсодержащие полимеры вызывают деструкцию плазмидной ДНК.
4. Впервые совместно методом циклической вольтамперометрии и ЭПР в сочетании с in situ электролизом проведено систематическое исследование электрохимического восстановления и окисления вновь синтезированных фуллеропирролидинов. Показано, что фуллеропирролидины восстанавливаются труднее фуллерена С«> и в редокс-реакциях не происходит элиминирования присоединенного адденда.
5. Впервые выявлены условия образования монослоя Ленгмюра-Блоджетт на основе фоефорилированного фуллеропирролидина и зависимость свойств монослоя от кислотности субстрата.
6. Впервые показано, что вновь синтезированные фуллеропирролидины являются на два порядка более эффективными ловушками свободных углерод- и фосфор-центрированных радикалов, чем фуллерен Сбо-
7. Впервые установлено, что фуллеропирролидины, содержащие фрагмент бис-хлорэтиламина и пространственно затрудненного фенола, проявляют противораковую активность как химические соединения на штаммах лейкемии и меланомы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:
1. Нуретдинов И.А. Фуллеропирролидиновый пространственно- затрудненный фенол. Синтез, строение и свойства./ И А Нуретдинов, В.П. Губская, В.В. Янижин, В И. Морозов, В.В Зверев, А.В. Ильясов, Г.М. Фазлеева, Н.В. Настапова, Д.В. Ильматова.// Изв.АН, сер.хим.-2001,-№ 4,-С.582-587.
2 Нуретдинов И.А. Электрохимическое восстановление и окисление фуллеропирролидинов и ЭПР спектры парамагнитных интермедиатов / И.А Нуретдинов, В.В. Янилкин, В.П. Губская, В В Зверев, H В. Настапова, Г.М. Фазлеева.// Изв.АН, сер.хим.-2002,-№ 2,-С.250-255.
3. Губская В.П. Синтез новых функциональнозамещенных производных фуллерена С«./ В.П. Губская, Н.П. Коновалова, И.А. Нуретдинов, Г.М. Фазлеева, Л.Ш. Бережная, Ф.Г.Сибгатуллина, И.П. Карасева.// Изв.АН, сер.хим.-2002,-№ 9.-С.1582-1584.
4. Губская В.П. Синтез и строение новых бис- и поли-аддуктов фуллерена С60./ В.П. Губская, Л.Ш. Бережная, Г.М. Фазлеева, Н.И.Шишикина, В.В Зверев, И.А Нуретдинов.// Международный симпозиум Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах, Минск, -2002,-Сборник тезисов докладов, изд Белгосуниверситета,-С.219.
5. Гасанов Р.Г. Исследование методом ЭПР спин-аддуктов радикалов *Р(0)(0Рп)2 и *СМе3 с пирролидинофуллеренами Сбо-/ Р.Г.Гасанов, Б.Л, Туманский, М.В. Цикалова, И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, В.В. Зверев, Г.М. Фазлеева.// Изв.АН, сер.хим.-2002,-№ 12.- С.2531-2534.
6. Gasanov R.G. Study of spin-spin adducts for radicals OP (OPri)2, Ме(СН2)з CH2 to methano- and pyrrolidino[60]fullerenes by ESR spectroscopy./ R.G. Gasanov, B.L. Tumanskii, V.I. Sokolov, V.V. Bashilov, M.V. Tsikalova, I.A. Nuretdinov, V.P. Gubskaya, V.V. Zverev, L.Sh. Berezhnaya, and G.M.Fazleeva// 6th Biennal International Workshop Fullerenes and Atomic Clusters, St. Petersburg. Book of Abstracts. -2003.-P. 110.
7. Nuretdinov I.A. Synthesis and structures of the new substituted methanjfullerenes and pyrrolidinofullerenes./ I.A. Nuretdinov, V.P. Gubskaya, F.G.Sibgatullina, E.V. Ovechkina, I.P. Karaseva, L.Sh. Berezhnaya, and G.M.Fazleeva.// 6th Biennal International Workshop Fullerenes and Atomic Clusters, St. Petersburg. Book of Abstracts. -2003,- P. 120.
8. Мельникова Н.Б. Монослои Ленгмюра из фосфорилированных производных фуллерена./ Н.Б Мельникова, М.В. Куликов, И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, Л.Ш. Бережная, Г.М. Фазлеева, Ф.Г. Сибгатуллина, А.Д. Зорин, Н.В. Губанова// Вестник Нижегородского университете, Секция Химия.-2004.-Вып. 1(4).-С. 233239.
9. Мельникова Н.Б. Включение фосфорилированных производных фуллерена в искусственные мембраны./ Н.Б Мельникова, М.В. Куликов, И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, Л.Ш. Бережная, Г.М Фазлеева, Ф.Г. Сибгатуллина, А.Д. Зорин,
Н.В. Губанова.// Вестник Нижегородского университета, Секция Химия.-2004 -Вып. 1(4).-С. 240-246.
10. Нуретдинов И.А Поиск путей применения новых производных фуллеренов в биологии и нанотехнологии./ И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, Л.Ш Бережная, Г.М Фазлеева, Ф.Г. Сибгатуллина, Н.Б Мельникова, М.В. Куликов, Н.В. Губанова, А Д. Зорин.// Международный симпозиум «Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах». Сборник материалов. Минск. -2004,- С. 32-33.
11. Нуретдинов И.А. Функционально замещенные фуллерены для нанотехнологии./ И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, В.В. Янилкин, Л Ш.Бережная, Г.М Фазлеева, Ф.Г. Сибгатуллина, Е.В. Овечкина, Н.И. Шишикина.// IV Международная конференция « Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии» Авторефераты докладов. С,- Петербург. -2004,- С. 259.
12. Евлампиева Н.П. Характеристика полярности и структура фосфорилированных метанофуллеренов и фуллеропирролидинов./ Н.П. Евлампиева, В.В. Зверев, Дмитриева, В.П. Губская, Л.Ш. Бережная, Г.М. Фазлеева, И.А. Нуретдинов, Е.И. Рюмцев.// Журн. физ. химии. -2005.- С. 855-869.
13. Fazleeva G. Synthesis and properties new thiophosphorylated derivatives of fullerene С«/ G. Fazleeva, V. Gubskaya, K. Nodov, F. Sibgatullina, V.Yanilkin, N. Nastapova, Sh Latypov, Y. Efremov, I. Nuretdinov// 7lh Biennial International Workshop "Fullerenes and Atomic Clusters". St.Petersburg, Russia, -2005.- P. 105.
14. Gubskaya V.P. Synthesis and properties of new thiophosphorylated fulleropyrrolidines.The Pischimuka reaction in series of fullerene derivatives/ V.P. Gubskaya, G.M. Fazleeva, K.L. Nodov, F.G. Sibgatullina, V.V.Yanilkin, N.V. Nastapova, Sh.K. Latypov, A.A. Balandina, I.E. Ismaev, Ju.Ja. Efremov, I.A. Nuretdinov.// XIV Conference on Chemistry of Phosphorus Compounds Kazan, Russia. -2005,-P105.
15. Nasarova О Water soluble methanofullerene and fulleropyrrolidine derivatives based on poly-N-vinylpyrrolidone./ O. Nasarova, I. Nuretdinov, A Slita, L. Litvinova, A. Pronina, V Gubskaya, G. Fasleeva, G. Pavlov, О Kiselev, E. Panarin.// 5* International Symposium "Molecular Mobility and Order in Polymer Systems." St. Petersburg, Russia. -2005- P 045.
16. Назарова OB. Полимерные водорастворимые производные метанофуллеренов и фуллеропирролидинов./ О.В.Назарова, И.А. Нуретдинов, А.В. Слита, Г.М. Павлов, Н.П Евлампиева, Л.С. Литвинова, В П Губская, Г.М. Фазлеева, Л.Ш. Бережная, А.В. Пронина, О.И. Киселев, Е.Ф Панарин // Журнал прикладной химии -2005 - Т 78.-№ 12.-С. 2011-2016.
Р - 1 0 5 8
Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань,ул. Журналистов, 1/16, оф.207
Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 27.12.2005 г. Усл. п.л 1,19. Заказ № К-3913. Тираж 100 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.Синтез и свойства фуллеропирролидинов
Литературный обзор)
1.1. Присоединение азометиновых илидов к С^о
1.2. Функционализированные фуллеропирролидины
1.3. Фуллеропролины
1.4. Спин-меченые фуллеропирролидины
1.5. Ковалентно и нековалентно связанные донорно-акцепторные системы
1.6. Синтез полифуллереновых соединений
1.7. Синтез бис-пирролидинофуллеренов
ГЛАВА 2. Обсуждение результатов
2.1. Синтез фуллеропирролидинов с фармакофорными группами
2.2. Синтез фосфорилированных и тиофосфорилированных производных фуллерена. 2.3. Электрохимическое и ЭПР- исследование фуллеропирролидинов. 85 2.3.1. Электрохимическое поведение и ЭПР-исследование фуллеропирролидинового пространственно-затрудненного фенола
2.3.2. Исследование электрохимического поведения фуллеро-пирролидинов с фармакофорными группами
2.3.3. Особенности электрохимического восстановления тиофосфорилированных фуллеропирролидинов
2.4. Взаимодействие фуллеропирролидинов со свободными радикалами
2.5. Биологическая активность фуллеропирролидинов с фармакофорными группами.
2.6. Монослои Ленгмюра на основе фосфорилированного фуллеропирролидина
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
Принципиально новым объектом исследования, перспективным для создания нового поколения материалов и биологически активных препаратов являются фуллерены и их производные. Теоретические предпосылки потенциально высокой биологической активности фуллеренов основываются на уникальности физико-химических свойств замкнутой гидрофобной углеродной оболочки и присущей им высокой реакционной способности, наблюдаемой как в реакциях присоединения, так и радикальных процессах. Благодаря своей геометрии и электронной структуре, фуллерены способны образовывать многообразные moho-, бис- и поли- адцукты, содержащие фармакофорные группы и способны легко переходить в возбужденное состояние под действием различных факторов (в частности, видимого света, i химических доноров электронов), давая при этом анион-радикалы. В настоящее время имеется ряд экспериментальных данных, подтверждающих наличие у фуллеренов широкого спектра выраженной биологической активности, в том числе антивирусной (на различных штаммах вируса гриппа, ВИЧ) и фотодинамической активности (при лечении раковых заболеваний человека). Фотодинамическая активность фуллерена проявляется в его способности генерировать при облучении видимым светом в физиологических условиях из молекулярного кислорода, присутствующего в организме, синглетный кислород, который вызывает некроз г опухолевых тканей. По совокупности данных фуллерены не могут быть сегодня * отнесены к какому-либо из известных классов биологически активных веществ.
Основные усилия химиков направлены на получение различных водорастворимых производных фуллеренов. В то же время практически отсутствуют работы по синтезу и изучению свойств, производных фуллеренов, несущих фармакофорные или специфичные к различным рецепторам функциональные группы.
Известно, что фуллерен проявляет свойства «радикальной ловушки» и этим обусловлена его способность ингибировать радикальные процессы в живом организме. Мы полагаем, что сочетание в одной молекуле фрагментов, способных участвовать в ингибировании развития раковых клеток по различным механизмам, имеет принципиальное значение для определения способности фуллереновой оболочки быть с одной стороны транспортной единицей для фармакофорных групп, с другой стороны, для выявления способности самого фуллеренового ядра в зависимости от природы присоединенного фрагмента проявлять присущие ему свойства ингибировать радикальные процессы в живом организме.
Поэтому нам представляется актуальным осуществить комплексные исследования, включающие как синтез новых производных фуллерена с фармакофорными группами, так и изучение биологической и фотодинамической активности.
Целью настоящей работы является:
- разработка методов направленного синтеза новых типов функционально замещенных фуллеропирролидинов в том числе, растворимых в полярных средах и содержащих фармакофорные группы и группы, способные увеличить сродство к активным центрам ферментов и рецепторов;
- изучение биологической активности (противораковой и антивирусной) в качестве ловушек свободных радикалов и активности по отношению к ДНК.
Научная новизна. В работе впервые осуществлен направленный синтез производных фуллерена, содержащих «фармакофорные» группы, ответственные за проявление биологической активности: алкилирующие (бис- и моно-хлорэтиламиногруппы), антиоксидантные (фрагмент пространственно затрудненного фенола), фрагмент природного азотистого гетероцикла индола, входящего в состав ряда медицинских препаратов. Исследование генотоксичности этих соединений показало, что они не являются токсичными.
Впервые изучены реакции синтезированных фуллеропирролидинов со свободными углерод- и фосфор-центрированными радикалами и найдено, что изученные вещества являются в 100 раз более эффективными ловушками свободных радикалов, чем свободный фуллерен С60 ив 10 раз более эффективными, чем метанофуллерены. Это дает основание полагать, что новые синтезированные соединения могут выполнять полифункциональную биологическую роль.
Впервые синтезированы фуллеропирролидины, содержащие в своем составе альдегидную группу. В ходе этих исследований получены ранее неизвестные тиофосфорилированные производные фуллеренов со свободной альдегидной группой и впервые осуществлена перегруппировка Пищимуки в ряду тиофосфорилированных производных фуллеропирролидинов и получены тиоловые эфиры фосфоновых кислот фуллеропирролидинов.
Впервые изучено взаимодействие некоторых фуллеропирролидинов, содержащих различные функциональные группы, с поливинилпирролидоном с концевой аминогруппой. Найдено, что данные полимеры при взаимодействии с плазмидной ДНК pUC 19 разрушают ДНК, в результате суперспирализованная ДНК превращается в кольцевую.
Впервые исследованы реакции электрохимического восстановления и окисления синтезированных соединений и показано, что в них происходит некоторое снижение сродства к электрону фуллереновой сферы по сравнению с фуллереном Сво, но сохраняется способность фуллереновой сферы постадийно принимать три электрона с образованием стабильных анион-радикалов, дианионов и радикал-трианионов, а присоединенных фрагментов - донировать электроны. Практическая значимость.
Разработанные методы синтеза и полученные результаты имеют важное значение для синтеза новых производных фуллерена и выявлению среди них новых типов биологически активных препаратов, а также для определения роли фуллереновой оболочки в проявлении физических, химических и биологических свойств исследуемых молекул. В работе использованы новые подходы к получению неизвестных до этого фуллеропирролидинов, содержащих фармакофорные, фосфорильные, тиофосфорильные, альдегидные и «ониевые» группы, и изучению их свойств и электронного строения на базе сочетания экспериментальных (химических, хроматографических, спектроскопических, электрохимических) и квантово-химических методов, а также биологической активности. В ходе исследований установлено, что фуллеропирролидины являются эффективными ловушками радикалов и перспективными в качестве нового типа антиокислительных стабилизаторов в живых системах и в полимерных материалах.
Исследования противораковой активности фуллеропирролидинов с бис-хлорэтиламинной группой и фрагментом пространственно затрудненного фенола на штаммах лейкемии Р-388 и L-1210, а также меланоме В-16 показало, что они, как химические вещества, проявляют противораковую активность. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на различных международных конференциях: международном симпозиуме «Фуллерены и фуллереноподобные структуры в конденсированных средах» (г.Минск, 2002, 2004); 6Л и 7й1 Biennial International Workshop "Fullerenes and Atomic Clusters".( St.Petersburg, Russia, 2003, 2005); IV Международной конференции «Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии» (г. С.Петербург, 2004 г.); 5Л International Symposium Molecular mobility and order in polymer systems, Saint Petersburg, 2005; XIY International conference on chemistry of phosphorus Compounds, Kazan, Russia, 2005.
Публикации. По материалам диссертации имеется 16 публикаций, в том числе 8 статьей в международных и российских изданиях и 8 тезисов докладов на международных конференциях.
Объем и структура диссертации. Работа оформлена на 177 страницах, содержит
14 таблиц, 31 рисунок и 45 схем реакций. Она состоит из введения, 3-х глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 164 наименования. Глава 1 представляет собой литературный обзор, посвященный анализу методов функционализации молекулы фуллерена с использованием процесса [2 + 3] циклоприсоединения 1,3-диполей с образованием фуллеропирролидинов, содержащих в своей молекуле пятичленный азотосодержащий гетероциклический фрагмент. В главе 2, состоящей из 9 разделов, обсуждаются результаты собственных исследований по синтезу и изучению свойств новых производных фуллерена Сбо - фуллеропирролидинов, содержащих различные функциональные группы, в том числе и «фармакофорные» группы. Глава 3 представляет собой описание проделанного эксперимента.
Работа выполнена в лаборатории физиологически активных элементо-органических соединений Института органической и физической химии имени А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской Академии наук. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю - заведующему лабораторией, профессору, доктору химических наук, члену-корреспонденту АН РТ Нуретдинову И.А. за постоянное внимание и помощь, оказанные в процессе выполнения работы. Особую сердечную благодарность автор выражает кандидату химических наук, старшему научному сотруднику Губской В.П. за раскрытие особенностей синтеза и выделения сложных фуллереновых структур и неоценимую помощь по всем вопросам в процессе выполнения и оформления работы, а также всем остальным сотрудникам лаборатории за поддержку. Автор выражает искреннюю благодарность: сотрудникам лаборатории воспроизводимых лекарственных средств - д.х.н. Янилкину В.В. и к.х.н. Настаповой Н.В. за проведенные электрохимические исследования синтезированных соединений, с.н.с. лаборатории; к.х.н. Звереву В.В. за квантово-химические расчеты некоторых моделей полученных соединений; сотрудникам лаборатории радиоспектроскопии зав. лабораторией, д. х. н. Латыпову Ш.К., к.ф.-м.н. Исмаеву И.Э., Баландиной A.A. за снятие спектров ЯМР и помощь в их интерпретации; к.х.н. Морозову В.И. за снятие спектров ЭПР и ценные советы при обсуждении результатов; сотрудникам лаборатории масс-спеюроскопии к.х.н. Ефремову Ю.Я., к.х.н. Шарафутдиновой Д.Р. за снятие масс-спектров; сотруднику лаборатории РСА к.ф-м.н. Губайдуллину А.Т. за проведенный рентгено-структурный анализ; д.х.н., проф. Р.Г. Гасанову и д.х.н. Б.Л. Туманскому (Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова) за исследования взаимодействия полученных нами соединений со свободными радикалами; проф. Н.П. Коноваловой за проведение экспериментов по исследованию противораковой активности (Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка, Московская область); д.т.н., проф. Н.Б. Мельниковой и к.х.н. Н.В. Губановой за исследование образования монослоев Ленгмюра на основе синтезированных нами соединений (Нижегородская государственная медицинская академиия и Нижегородский государственный университет); к.х.н. О.В. Назаровой за проведение экспериментов по получению водорастворимых полимеров на основе тиофосфорилированных фуллеропирролидинов (Институт высокомолекулярных соединений РАН, г. Санкт-Петербург).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. На основе реакции Прато впервые осуществлен направленный синтез по получению ряда нового типа фуллеропирролидинов, содержащих различные фармакофорные и реакционноспособные группы, в том числе растворимые в полярных средах.
2. Впервые осуществлена перегруппировка Пищимуки и получены тиоловые эфиры кислот фосфора в ряду производных фуллерена.
3. Найдено, что фуллеропирролидины легко вступают в ковалентное связывание с поливинилпирролидоном с концевой аминогруппой, с образованием водорастворимых полимеров. Показано, что полученные фуллеренсодержащие полимеры вызывают деструкцию молекулы плазмидной ДНК.
4. Впервые совместно методом циклической вольтамперометрии и ЭПР в сочетании с in situ электролизом проведено систематическое исследование электрохимического восстановления и окисления синтезированных фуллеропирролидинов. Показано, что фуллеропирролидины восстанавливаются труднее фуллерена С60 и в редокс-реакциях не происходит элиминирования присоединенного адденда.
5. Впервые выявлены условия образования монослоя Ленгмюра-Блоджетт на основе фосфорилированного фуллеропирролидина и зависимость свойств монослоя от кислотности субстрата.
6. Показано, что синтезированные фуллеропирролидины являются на два порядка более эффективными ловушками свободных углерод- и фосфор-центрированных радикалов, чем фуллерен С60.
7. Впервые установлено, что фуллеропирролидины, содержащие фрагмент бис-хлорэтиламина и пространственно затрудненного фенола, проявляют противораковую активность, как химические соединения на штаммах лейкемии и меланомы.
1. Ь). Станкевич И.В. Достижения химии фуллеренов./ И.В. Станкевич, В.И.
2. Соколов.// Изв.АН. Сер. хим.-2004.- № 9.-С. 1749-1770.
3. Kratschmer W. С60: new form of carbon./ W. KrStschmer, L.D. Lamb, K. Fostirpoulos, D.R. Huffman.//Nature.-1990.- V 347.- P 354-358.
4. Vul A. Ya. Fullerene Applications: The First Steps From Dreams to Reality./ A. Ya. Vul, D.R. Huffman // Mol. Mat. -1998.- V 10.-P. 37-46.
5. Hirsch A. The Chemistry of the Fullerenes./ A. Hirsch.// Georg Thieme Verlag.
6. Stuttgart. New York. 1994.- P. 87-106.
7. Юровская M.A. Реакции циклоприсоединения к бакминстерфуллерену С60: достижения и перспективы./ М.А. Юровская, И.В. Трушков // Изв. АН. Сер.хим.-2002.-№ 3.- С.343-413.
8. Соколов В.И. Проблема фуллеренов: химический аспект./ В.И.Соколов.// Изв.
9. АН, серия хим.-1993.-№1.- С. 10-18.
10. Караулова Е.Н. Фуллерены: методы функционализации и перспективы применения производных./ Е.Н.Караулова, Е.И. Багрий.// Успехи химии.-1999.- Т.68-№ 11.- С.979-998.
11. Wilson St.R. Organic Chemistry of Fullerenes./ St.R. Wilson, D.I. Schuster, B. Nuber, M.S. Meier, M. Maggini, M. Prato, and R. Taylor.// Fullerenes: Chemistry,
12. Physics, and Technology, Edited by Karl M. Kadish and Rodney S. Ruoff-2000.-P.91-176.
13. Prato M. 60]FuIlerene chemistry for materials science applications./ M. Prato.// J. Mater. Chem.-1997.- V 7.- P. 1097-1109.
14. Wudl F. Fullerenes: Synthesis,Properties and Chemistry of Large Carbon Clusters./ F.Wudl, A.Hirsch, K.C.Khemani, T.Suzuki, P-M. Allemand, A.Koch,
15. H.Eckert, G.Srdanov, and H.M.Webb//ASC Symposium Series 468. Washington.-1992.-P. 161-165.
16. Hirsch A. Addition Reactions of Buckminsterfiillerene (C6o)-/ A. Hirsch // Synthesis. -1995.-P 895-913.
17. Prato M. Fulleropyrrolidines: A Family of Full-Fledged Fullerene Derivatives./ M.Prato and M.Maggini // Acc.Chem.Res. -1998.- V 31.- P.519-526.
18. Maggini M. Addition of Azomethine Ylides to Ceo.Synthesis, Characterization, and Functionalization of Fullerene Pyrrolidines./ M.Maggini, G.Scorrano, M.Prato.// J.Am.Chem.Soc. -1993.- V 115.- P. 9798-9799.
19. Matsumoto K. Stereospecific cycloadditions of cis- and trans-N-benzyl-1, 2-diphenylaziridines with C(,qJ K.Matsumoto, M.Ciobanu, H.Katsura, R.Ohta, T.Uchida.// Heterocycl.Commun. -1996.- V 2.- P. 545-547.
20. Bianco A. Molecular Recognition by a Silica-Bound Fullerene Derivative./ A. Bianco, F. Gasparrini, M. Maggini, D. Misiti, A. Polese, M.Prato, G.Scorrano, C. Toniolo, C. Villani // J.Am.Chem.Soc. -1997.- V 119.- P. 7550-7552.
21. Iyoda M. Reactions of C6o with a-silylamine derivatives: two types of 3+2] addition of azomethilene ylides to C60J M. Iyoda, F. Sultana, M. Komatsu.// Chem. Lett. -1995.-P. 1133-1134.
22. Zhang X.Reaction of C60 with Benzocyclobutenol Expeditions Route to Fullerene Adducts./ X. Zhang, M. Willems, C. S. Foote.// Tetrahedron Lett. -1993,- V 34.- P. 8187-8188.
23. Liou K.-F. Photoinduced reactions of tertiary amines with 60] fullerene; addition of an a-C-H bond of amines to [60]fullerene./ K.-F. Liou, C.-H.Cheng.// Chem. Commun. -1996.- P. 1423-1424.
24. Gan L. Synthesis of Fullerene Amino Acid Derivatives by Direct Interaction of Amino Acid Ester with C60./ L.Gan, D.Zhou, C.Luo, H.Tan, C.Huang, M.Lii, J.Pan, and Y.Wu.// J.Org.Chem. -1996.- V 61.- P. 1954-1961.
25. Gan L. Synthesis of Pyrrolidine Ring- Fused Fullerene Multicarboxylates by Photoreaction / L. Gan, J. Jiang, Y. Su, Y. Shi, C. Huang, J. Pan, M.Lii, and Y. Wu.// J. Org. Chem. -1998.- V 63.- P. 4240-4247.
26. Novello F. Stereoselective additions to 60] fullerene / F. Novello, M. Prato, T. Da Ros, M.De Amici, A. Bianco, and C. Toniolo.// Chem.Commun. -1996.- P.903-905.
27. Da Ros T. Easy Access to Water-Soluble Fullerene Dervatives via 1,3- Dipolar Cycloadditions of Azometine Ylides to C60./ T. Da Ros, M. Prato, F. Novello, M. Maggini, E. Banfi.// J.Org. Chem. -1996.- V. 61.- P. 9070-9072.
28. Zhou D. The synthesis and fluorescence of a metoxy-phenyl-substituted C6o-pyrrolidine derivative./ D. Zhou, L. Gan, C. Luo, C. Huang, Y. Wu.// Solid State Commun. -1997.- V. 102.- P. 891-893.
29. Ajamaa F. Restricted Rotation in (Phenylpyrrolidino)fullerene Derivatives./ F. Ajamaa, T.M. Figueira Duarte, C. Bourgogne, M. Holler, P.W. Fowler, and J.-F. Nierengarten.// Eur.J.Org.Chem.- 2005.- P. 3766-3774.
30. Bianco A. Synthesis, Chiroptical Properties, and Configurational Assigment of Fulleroproline Derivatives and Peptides / A. Bianco, M. Maggini, G. Scorrano, C.
31. Toniolo, G. Marconi, C. Villani, and M. Prato.//J. Am. Chem. Soc. -1996.- V. 118.-P. 4072-4080.
32. Maggini M. Addition reactions of C6o leading to fulleropyrrolidines./ M. Maggini, G. Scorrano, A. Bianco, C. Toniolo, R.P. Sijbesma, F. Wudl, and M. Prato.// J. Chem. Soc. Chem. Comm. -1994.-P. 305-307.
33. Novello F. Stereoselective additions to 60]fullerene./ F. Novello, M. Prato, T. Da Ros, M. De Amici, A. Bianco, and C. Toniolo.// Chem. Commun. -1996.- P. 903905.
34. Tan X. Resolution and absolute configuration of a C2-symmetric trans-2,5-disubstituted fulleropirrolidine./ X. Tan, D.I. Schuster and R Wilson.// Tetrahed. Lett. -1998.- V 39.- P. 4187-4190.
35. Li Y. Preparation of a novel stable nitroxyde based on 60] fulleropyrrolidine and its magnetic properties./ Y. Li, Z. Mao, J. Xu, J. Yang, Z. Guo, D. Zhu, J. Li, and B. Yin.// Chem. Phus. Lett. -1997- V 265.- P 361-364.
36. Arena F. Synthesis and EPR-Studies of Radicals and Biradical Anions of C6o Nitroxide Derivatives./ F. Arena, F. Bullo, F. Conti, C. Corvaja, M. Maggini, M. Prato, and G. Scorrano.//J. Am. Chem. Soc. -1997.- V. 119.- P. 789-791.
37. Mizuochi N. A Two-Dimensional EPR Nutation Study on Excited Multiplet States of Fullerene Linked to a Nitroxide Radical./ N. Mizuochi, Y. Ohba, and S, Yamauchi.// J. Phys. Chem. A. -1997.- V. 101.- P. 5966-5968.
38. Li Y. L. Synthesis and characterization of stable nitroxides based on fiillerenes (C6o, C7o) and magnetic study./ Y. L. Li, J.-H. Xu, D.-G. Zheng, J. K. Yang, C.-Y. Pan, and D.-B. Zhu.// Solid State Commun. -1997.- V. 101.- P. 123-125.
39. Zheng D.-G. Preparation of stable nitroxides intergrated into 70]fullerene./ D.-G. Zheng, Y.-L. Li, Z. Mao, and D.-B. Zhu.// Synth. Commun.-1998.-V.28.-N 5.- P. 879-886.
40. Guldi D.M. Fullerenes: Three dimensional electron acceptor materials. / Dirk M.Guldi.// Chem. Commun. -2000.- P. 321-327.
41. Guldi D.M. Fullerene-porphyrin architectures; photosynthetic antenna and reaction center models./ Dirk M. Guldi.// Chem. Soc. Rev. -2002.- V. 31.- P. 22-36.
42. Prato M. Synthesis and electrochemical properties of substituted fulleropyrrolidines./ M .Prato, M. Maggini, C. Giacometti, G Scorrano, G.Sandona, and G. Farnia.// Tetrahedron. -1996.- V. 52.- P. 5221-5234.
43. Guldi D.M. Through-bond mechanism versus exciplex formation in the photochemistry of fullerene/ferrocene donor-bridge-acceptor dyads./ D.M. Guldi, M. Maggini, G. Scorrano, and M. Prato.// Res. Chem. Intermed. -1997.- V. 23.- P. 561-573.
44. Guldi D.M. Intra- and intermolecular electron transfer in fullerene/ferrocene based donor-bridge-acceptor dyads./ D.M. Guldi, M. Maggini, G. Scorrano, and M. Prato.// J. Am. Chem. Soc. -1997.- V. 119.- P.
45. Iyoda M. Benzoquinone-linked fullerenes with a pyrrolidine spacer./ M. Iyoda, F. Sultana, A. Kato, M. Yoshida, Y. Kuwatini, M. Komatsu, and S. Nagase.// Chem. Lett. -1998.- P. 63-64.
46. Sun Y. Fullerides of Pyrrolidine-Functionalized C6o./ Y. Sun, T. Drovetskaja, R.D. Bolskar, R. Bau, P.D.W. Boyd, and C.A. Reed.// J.Org. Chem. -1997.- V. 62.- P. 3642-3649.
47. Drovetskaya T. A fullerene porphyrin conjugate./ T. Drovetskaya, C.A. Reed, and P. Boyd.// Tetrah. Lett. -1995. V. 36.- P 7971-7974.
48. Imahori H. Synthesis of closely spaced porphyrin-fullerene./ H. Imahori and Y. Sakata.// Chem. Lett. -1996.- P. 199-200.
49. Akiyama T. Synthesis and self-assemly of porphyrin-linked fullerene on gold surface using S-Au linkage./ T. Akiyama, H. Imahori, A. Ajawakom, and Y. Sakata // Chem. Lett. -1996.-N 10.-P 907-908.
50. Higashida S. Synthesis and photophysical behavior of porphyrins with two C6o units./ S. Higashida, H. Imahori, T. Kaneda, and Y. Sakata.// Chem. Lett. -1998.- P. 605-607.
51. Guldi D.M. Fullerenes: Three dimensional electron acceptor materials / D.M. Guldi // Chem. Commun. -2000.- P. 321-327.
52. Illescas B.M. 60] fullerene-based electron acceptors with tetracyano-p-quinodimethane (TCNQ) and dicyano-p-quinodiimine (DCNQI) derivatives./ B.M. Illescas, N. Martin, and C. Seoane.// Tetrahed.Lett. -1997.- V. 38.- P. 2015-20.
53. Herranz M.A. Donor/Acceptor Fulleropyrrolidine Triads/ M.A. Herranz, B.M. Illescas, and N. Martin.// J.Org.Chem. -2000.- V. 65.- P. 5728-5738.
54. Illescas B.M. 60] Fullerene Adducts with Improved Electron Acceptor Properties./ B.M. Illescas, and N. Martin // J.C>rg.Chem.-2000.- V. 65. P. 5986-5995.
55. Sauve G. Singlet and Triplet Excited State Behaviors of C6o in Nonreactive and Reactive Polymer Films./ G. Sauve, N.M. Dimitrijevic, P.V. Kamat.// J. Phys. Chem. -1995.- V. 99. P. 1199-1203.
56. Itaya A. Photoinduced electron transfer of C60-doped poly(vinylcarbazole) films as revaled by picosecond laser photolysis./ A. Itaya, I. Suzuki, Y. Tsuboi, H. Miyasaka.// J. Phys. Chem. B. -1997.- V. 101. P. 5118-5123.
57. Gupta N. Exergonic electron-transfer reaction between 60] fullerene anion and carbazole cation./ N. Gupta, K.S.V. Santhanam.// J. Chem. Soc., Chem. Commun. -1994.- P. 2409-2410.
58. Hutchison K. Bucky Light Bulbs: White Light Electroluminescence from a Fluorescent C6o Adduct Single Layer Organic LED./ K. Hutchison, J. Gao, G. Shick, Y. Rubin, F. Wudl.// J. Am. Chem. Soc. -1999.- V. 121.- P. 5611-5612.
59. Губская В.П. Синтез новых фуллеропирролидинов, содержащих карбазольный фрагмент./ В.П. Губская, Е.В. Овечкина, В.В. Янилкин, В.И. Морозов, Н.В. Настапова, В.В. Зверев, Н.М. Азанчеев, И.А. Нуретдинов.// Изв. АН. Сер.хим.-2005.-№2.- С.329-335.
60. Biju V. Clusters of Bis- and Tris-Fullerenes./ V. Biju, P.K. Sudeep, K. George Thomas, and M.V. George.// Langmuir. -2002.- V. 18.- P. 1831-1839.
61. Zhang S. Acylation of 2,5-Dimethoxycarbonyl60]fulleropyrrolidine and Synthesis of Its Multifullerene Derivatives./ S. Zhang, L. Gan, C. Huang, M. Lu, J. Pan, and X. He.//J. Org. Chem. -2002.- V. 67. P. 883-891.
62. Lucas A.I. The First Dumbbell-type C60 Dimer Connected By a Double donor Spacer./ A.I. Lucas, N. Martin, L. Sanchez, and C. Seoane.// Tetrahedron Lett. -1996.- V. 37.- P. 9391-9394.
63. Segura J.L. Molecular triads of soluble oligo-2, 6-naphthylenevinylenes and capped with 60] fullerene./ J.L. Segura and N. Martin.// Tetrahedron Lett. -1999.- V. 40. P. 3239-3242.
64. Diederich F. Templated Regioselective and Stereoselective Synthesis in Fullerene Chemistry./F. Diederich, R. Kessinger.// R. Acc. Chem. Res. -1999.- V. 32.- P. 537-545.
65. Isaacs L. Tether-Directed Remote Functionalization of Buckminsterfullerene: „ Regiospecific Hexaadduct Formation./ L. Isaacs, R.F. Haldimann, F. Diederich.//
66. Angew. Chem. Int. Ed. Eng. -1994.- V. 33.- P. 2339-2342.
67. Dietel E. Synthesis and electrochemical investigations of molecular architectures involving C60 and tetraphenylporphyrin as building blocks./ E. Dietel, A. Hirsch, E. Eichhom, A. Rieker, S. Hackbarth, B. Roder.// Chem. Commun. -1998.- P. 19811982.
68. Qian W. Towards Sixfold Functionalisation of Buckminsterfullerene (C6o) at Fullyu
69. Addressable Octahedral Sites./ W. Qian, Y. Rubin .// Angew.Chem., Int. Ed. Engl. -1999.- V. 38.- P. 2356-2360.
70. Hawkins J.M. Regiochemistry of the Bisosmylation of C60:"Ortho, Meta, and Para" in Three Dimensions./ J.M. Hawkins, A. Meyer, T.A. Lewis, U. Bunz, R. Nunlist, G.E. Ball, T.W. Ebbesen, K. Tanigaki.// J. Am. Chem. Soc. -1992.- V. 114.- P. 7954-7955.
71. Hirsch A. Fullerene Chemistry in Three Dimensions: Isolation of Seven Regioisomeric Bisadducts and Chiral Trisadducts of C6o and Di(etoxycarbonyl)methylene./ A. Hirsch, I. Lamparth, H.R. Karfiinkel.//
72. Angew.Chem., Int. Ed. Engl. -1994.- V. 33.- P. 437-438.
73. Djojo F. The Addition Pattern of C6o Trisadducts Involving the Positional Relationships e and trans-n (n=2-4). Isolation, Properties and Determination of the
74. Absolute Configuration of Trismalonates and Tris(bisoxazolines)./ F. Djojo, A. Hirsch, S. Grimme // Eur. J. Org. Chem.-1999.- P.3027-3039.
75. Hirsch A. Regiochemistry of Multiple Additions to the Fullerene Core: Synthesis of a Th-symmetric Hexakisadduct of Côo and Di(ethoxycarbonyl)methylene./ A. Hirsch, I. Lamparth, T. Grösser, H.R. Karfunkel // J. Am. Chem. Soc.-1994.-V.116.-P 9385-9386.
76. Schick G. Opening and Closure of the Fullerene Cage in cis-l-Bisimino Adducts of C6o: The Influence of the Addition Pattern and the Addent.l G. Schick, A. Hirsch, H. Mauser, T. Clark // Chem. Eur. J.-1996.- V. 2.- P. 935-943.
77. Djojo F. Regiochemestry of twofold additions to6,6]bonds in C6o: influence of the addend-independent cade distortion in 1,2-monoadducts./ F. Djojo, A. Herzog, I. Lamparth, F. Hampel, A. Hirsch //A. Chem. Eur. J. -1996.- V. 2.- P. 1537-1547.
78. Qian W. Complete Control over Addend Permutation at All Six Pseudoocthedral Positions of Fullerene C60./ W. Qian, Y. Rubin.// J. Am. Chem. Soc. -2000.- V 122.-P. 9564-9565.
79. Lu Q. Preparation and Characterization of Six Bis(N-methylpyrrolidine)-C60 Regioisomers: Magnetic Deshielding in die Different Bisadducts of C60./ Q. Lu, D.I. Schuster, S. R. Wilson.// J. Org. Chem. -1996.- V. 61.- P. 4764-4768.
80. Kordatos K. Isolation and Characterization of Eight Bisadducts of Fulleropyrrolidine Derivatives./ K. Kordatos, S. Bosi, T. Da Ros, A. Zambon, V. Luchini, and M. Prato.// J. Org. Chem. -2001.- V. 66.- P. 2802-2808.
81. Эмануэль H.M. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов/ Н.М.Эмануэль.// Наука, Москва. -1977.- С. 184.
82. Проценко Л.Д. Химия и фармакология синтетических противоопухолевых препаратов/ Л.Д.Проценко, З.П.Булкина.// Справочник. Наукова думка. Киев. -1985.- С. 246.
83. Elderfield R. Synthesis of Potential Anticancer Agent. I Nitrogen Mustards Derived from p-N, N-Bis(2-chlorethyl)amino]benzaldehyde./ R. Elderfield, I. Covey, J. Geduschek, W. Meyer, A. Ross, and J. Ross.// J. Org. Chem. -1958.- V. 23.- P. 1749-1753.
84. Everett J. Aryl-2-halogenoalkylamines. Part XII. Some Carboxylic Derivatives of NN-Di-2-chlorethylaniline./ J. Everett, J. Roberts, and W. Ros.// J. Chem. Soc. -1953.- P. 2386-2392.
85. Da Ros T. Medicinal chemistry with fullerenes and fullerene derivatives./ T.Da Ros and M. Prato.// Chem.Commun. -1999.- P. 663-669.
86. Wilson St.R. Biological Aspects of Fullerenes./ St.R. Wilson.// Fullerenes: Chemistry, Physics, and Technology, Edited by Karl M. Kadish and Rodney S. Ruoff.-2000.- P.437-465.
87. Преображенская M.H. Син-анти-изомерия 3-арилгидразонов 6-метилпипе-ридинидиона-2,3./ M.H. Преображенская, Н.В.Уварова, Ю.Н. Шейнкер, Н.Н. Суворов.// ДАН СССР. -1963.- Т. 148.- С. 1088-1090.
88. Гринев А.Н. Новый продукт конденсации n-бензохинона с N-метил-Р-аминокротоновым эфиром./ А.Н. Гринев, В.Н. Ермакова, А.П. Терентьев.// Журн. общ. химии. -1962.- Т. 32.- С. 1948-1951
89. Schlueter J.A Synthesis, Purification, and Characterisaton of the 1:1 Addition Product of Сбо and Anthrancene./ J.A Schlueter, J.M. Seaman, Sh. Taha, H. Cohen, K.R. Lukke, H.H. Wang, J.M. Williams.// J.Chem.Soc., Chem. Commun. -1993.- P. 972-974.
90. Tsuda M. Isalation and Characterization of Dies-Alder Adducts of C60 with Anthracene and Cyclopentadiene./ M. Tsuda, T. Ishida, T. Nogami, S. Kurono, and Ohashi.// J.Chem.Soc., Chem. Commun. -1993.- P. 1296-1298.
91. Ajie H. Characterisation of the Soluble All-Carbon Molecules C6o and C70./ H. Ajie, M.M. Alvarez, S.J. Anz, R.D. Beck, F. Diederich, K. Fostiropoulos, D.R. Huffman,
92. W. Kràetschmer, I. Rubin, K.E. Schriver, D. Sensharma, and R.L. Whetten.// J.Phus.Chem. -1990.- V. 94.- P. 8630-8633.
93. Мельников H.H. Справочник по пестицидам./ H.H. Мельников, K.B. Новожилов, C.P. Белан, Т.Н. Пылова.// M.: Химия.-1985.- С.37-38.
94. Yamago S. Tetriary Phosphines, P-Chiral Phosphinites and Phosphonic Acid Esters Bearing Fullerene Substituent. Metal Complexes and Redox Properties/ S. Yamago, M. Yanagawa, H. Mukai, E. Nakamura.// Tetrahedron. -1996.-V.2.- P.5091-5103.
95. Нуретдинов И.A. О фосфорилированных метанофуллеренах./ И.А. Нурет-динов, В.П. Губская, Л.Ш. Бережная, А.В. Ильясов, Н.М. Азанчеев.// Изв.АН. Сер.хим.-2000.-№ 12.- С.2046-2048.
96. Романова И.П. Присоединение азида дифенилфосфиновой кислоты к 60]фуллерену./ И.П. Романова, О.Г. Синяшин, Г.Г. Юсупова, В.И. Коваленко, Ю.Я. Ефремов, Ю.В. Бадеев, И.И. Вандюкова, И.А. Аракелян // Изв.АН. Сер.хим. -1999.- №11.- С. 2168-2171.
97. Романова И.П. Модификация фуллерена Сбо фосфорилированными диазосоединениями./ И.П. Романова, Э.И. Мусина, А.А. Нафикова, В.В. Зверев, Д.Г. Яхфаров, О.Г. Синяшин.// Изв.АН. Сер.хим. -2003.- С. 1660-1667.
98. Pellicciari R. Synthesis of methano60]fullerenephosphonic and methano[60]fullerenediphosphonic acids./ R.Pellicciari, B.Natalini, L.Amori, M.Marinozzi, and R.Seraglia// Synlett.- 2000.-P. 1816-1819.
99. Karayannis N.M. Neutral Organophosphorus Chalcogenidemetal and Decomposition Products/ N.M. Karayannis, C.M. Mikulski, and L.L. Pytlewski // Inorg.Chimica Acta Reviews. -1971.- P. 69-105.
100. Пищимука П.С. О превращениях тио- и селенофосфорных эфиров./ П.С. Пищимука.// Журн.Росс.Физ.Хим.Общ. -1912.- Т. 44.- С. 1406-1554.
101. Croasmun W.R. Two-Dimensional NMR Spectroscopy./ W.R. Croasmun, R.M. Carlson.//VCH: Weinheim, 1987.
102. Derome A.E. Modern NMR Techniques for Chemistry Research./ A.E. Derome. // Pergamon. -1988.
103. Atta-ur-Rahman //One and Two-Dimensional NMR Spectroscopy./ Atta-ur-Rahman.// Elsevier: Amsterdam. -1989.
104. Levy G.C. Topics in Carbon-13 NMR Spectroscopy/ G.C. Levy.// Wiley-Interscience: New York. -1979.
105. Breitmaier E. Carbon-13 NMR Spectrscopy: High Resolution Methods and Applications in Organic Chemistry and Biochemistry./ E. Breitmaier, W. Voelter.// VCH: Weincheim. -1987.
106. Nakamura Y. First Isolation and Characterization of Eight Regioisomers for 60]Fullerene-Benzyne Bisadducts./ Y. Nakamura, N. Takano, T. Nishimura, E. Yashima, M. Sato, T. Kudo, J. Nishimura.// Org. Lett.-2001.-V.3.-N 8.-P.1193-1196.
107. Bosi S. Antimycobacterial activity of ionic fullerene derivatives./ S. Bosi, T. Da Ros, S. Castellano, E. Banfi, and M. Prato.// Bioorg.Med.Chem. Lett. -2000.- V. 10. P. 1043-1045.
108. Wei X. Solid state 13C NMR and optical non-linearities study of C60 trimethylenediamine adducts./ X. Wei, C. Hu, Z. Suo, P. Wang, W. Zhang, X. Zheng, E.C. Alyea.// Chem. Phys. Lett.-1999.-V. 300.-P. 385-391.
109. Hebard A.F. Superconductivity at 18 К in potassium-doped fiillerene (C60)./ A.F. Hebard, MJ. Rosseinsky, R.C. Haddon, D.W. Murphy, S.H.M. Glarum, T.T.M. Palstra, A.P. Ramirez, A.R. Kortan.//Nature. -1991.- V. 350.- P. 600-601
110. Cassell A.M. Aufbau von DNA/Fulleren-Hybrid-materialien./ A.M. Cassell, W.A. Scrivens und J.M. Tour.//Angew.Chem.-1998.- V.110.-N 11.- P. 1670-1672.
111. Нуретдинов И. А. Электрохимическое восстановление некоторых метанофуллеренов. О механизме ретро-реакции Бингеля./ И.А. Нуретдинов, В.В. Янилкин, В.П. Губская, Н.И. Максимюк, Л.Ш. Бережная.// Изв. АН. Сер.хим. -2000.- С. 426-429.
112. Походенко В.Д. Феноксильные радикалы./ В.Д.Походенко.// Наукова Думка. Киев.-1969.- С. 118.
113. Конарев Д.В. Донорно-акцепторные комплексы и ион-радикальные соли на основе фуллеренов./ Д.В .Конарев, Р.Н.Любовская.// Успехи химии. -1999.- Т. 68.- Р. 23-44.t 125. Haufler R.E. Efficient Production of C6o (Buckminsterfullrene), C6oH36, and the
114. S Solvated Buckide Ion./ R.E. Haufler, J. Conceicao, L.P.F. Chibante, Y. Chai, N.E.
115. Byrne, S. Flanagan, M.M. Haley, S.C. O'Brien, C. Pan, Z. Xiao, W.E. Billups, M.A. Ciufolini, R.H. Hauge, J.L. Margrave, L.J. Wilson, R.F. Curl, and R.E. Smalley.// J. Phys. Chem. -1990.- V. 94.- P. 8634-8636.
116. Echegoyen L. Electrochemistry of Fullerenes./ L. Echegoyen, F. Diederich, and L.E. Echegoyen.// Fullerenes: Chemistry. Physics, and Technology. Edited by Karl M.Kadish and Rodney S.Ruoff. -2000.- Lohn Wiley & Sons. Inc. Chapter. P. 1-51.
117. Holczer K Alkali-fulleride superconductors: synthesis, composition, and. diamagnetic shielding./ K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R.B. Kaner, K.-J. Fu, R.L Whetten., F.N. Diederich.// Science. -1991. V.252, N5009. - P. 1154-1157.
118. Aviram A. Molecular Electronic-Science and Technologie./ A. Aviram.// Angew. Chem.- 1989.- V.101, N4. -P.536-537
119. Aviram A. Molecular rectifiers./ A. Aviram, M.A .Ratner.// Chem. Phys. Lett. -1974.- V. 29.- P. 277-283.
120. Metzger R.M. The quest for unimolecular devices./ R.M. Metzger, C. Panetta.// New J. Chem. -1991.- V. 15,- P. 201-221.0
121. Fu K. Fullerene-Centered Macromolecules as Unimolecular Micellar Structures./
122. K. Fu, A. Kitaygorodskiy, Ya-P Sun.// Chem. Mater. 2000. V.12, N 8. - P.2073-2075.
123. Ouali L. Fullerene-Oligophenylenevinylene Hybrids: Synthesis, Electronic Properties, and Incorporation in Photovoltaic Devices./ L. Ouali, V. Krasnikov, G. Hadziioannou.// J. Am. Chem. Soc. 2000. - V.122, N31. - P.7467-7479
124. Suna A. Fullerene in Photoconductive Polymers. Charge Generation and Charge Transport. / A. Suna.// J. Phys. Chem. B. -1997.- V. 101.- P. 5627-5638.
125. Ramos A.M. Photoinduced Electron Transfer and Photovoltaic Devices of a Conjugated Polymer with Pendant Fullerenes./ A.M. Ramos, M.T. Rispens, J.K.J van Duren, C.J. Hummelen, R.A.J. Janssen.// J. Am. Chem. Soc. -2001.- V. 123.- P. 6714-6715.
126. Prasad P.N Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers./ P.N. Prasad, D.J. Williams.// Wiley, New York. 1991. - P. 320.
127. Tabata Y. Photodynamic effect of polyethylene glycol- modified fullerene on tumor./ Y. Tabata, Y. Murakami, Y. Ikada.// Japn. J. Cancer Res. -1997.- V. 88.-N11.- P. 1108-1116.
128. Походенко В.Д. Проблемы химии свободных радикалов./ В.Д. Походенко, JI.C. Дегтярев, В.Г. Кошечко, B.C. Куц // Наукова Думка. Киев. -1984.- С. 261.
129. Бучаченко A.JI. Стабильные радикалы./ A.JI. Бучаченко, A.M. Вассерман.// Химия. Москва. -1973,- С. 408.
130. Манн Ч. Электрохимические реакции в неводных растворителях./ Ч. Манн, К. Барнес.// Химия. Москва. -1974,- С. 480.
131. Ершов В.В. Пространственно-затрудненные фенолы / В.В. Ершов, Г.В. Никифоров, А.А. Володькин.// Химия. Москва. -1972.- С. 328.
132. Stewart. J.J.P. Optimization of parameters for semiempirical methods. I. Method./ J.J.P. Stewart.// J. Comput. Chem. -1989.- V. 10.- N2.- P. 209-220.
133. Зверев В.В. Потенциалы ионизации и окисления и строение катион-радикалов сульфенамидов, тиобисаминов и аминосульфенатов / В.В.Зверев, Б.М.Мусин, В.В.Янилкин.// Журн. общ. хим. -1997.- Т. 67.- N8.- С. 1337-1342.
134. Miller L.L. Simple, comprehensive correlation of organic oxidation and ionization potentials / L.L. Miller, G.D. Nordblom, E.A. Mayeda.// J. Org. Chem. -1972,- V. 37.-N6- P. 916-918.
135. Mochida K. A. Correlation of Electrochemical Oxidation and Ionization Potentials of Group 4B Dimetals / K. Mochida, A. Itani, M. Yokoyama, T. Tsuchiya, S. Worley, J. Kochi // Bull. Chem. Soc. Jpn. -1985.- V. 58.- N7.- P. 2149-2150.
136. Нуретдинов И.А. Фуллеропирролидиновый пространственно-затрудненный фенол. Синтез, строение и свойства./ И.А. Нуретдинов, В.П. Губская, В.В.
137. Янилкин, В.И. Морозов, В.В. Зверев, А.В. Ильясов, Г.М. Фазлеева, Н.В. Настапова, Д.В. Ильматова.// Изв. АН. Сер.хим. -2001.- С. 582-587.
138. Eaton S.S. EPR Spectra of С60 Anions./ S.S Eaton., G.R Eaton.//Appl. Magn. Reson. 1996. - V.l 1, N2. - P.155-170.
139. Каргин Ю.М. Электрохимические реакции производных кислот фосфора./ Ю.М. Каргин, Ю.Г. Будникова, В.В. Янилкин // Журн.общ.хим. -1991.- Т. 61.-N9.- С. 1962-1967.
140. Laikov D.N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets./ D.N. Laikov.// Chem. Phys. Lett. -1997.- V. 281.- N13.- P. 151-156.
141. Perdew J.P. Generalized gradient approximation made simple./ J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof.// Phys. Rev. Lett. -1996.- V. 77.- P. 3865-3871
142. Гасанов Р.Г. Применение метода спиновых ловушек для кинетических измерений./ Р.Г. Гасанов, Р.Х. Фрейдлина.// Успехи химии. -1987.- Т. 56.- С. 447-465.
143. Maliszewskyi N.C. Langmuir films of C60, C60O, and C6iH2./ N.C. Maliszewskyi, P.A. Heiney, D.R. Jones, R.M. Stroning, M.A. Cichy, A.B. Smith.// Langmuir.-1993.-V. 9.-N 6.- P. 1439-1441.
144. Галюе 3. Теоретические основы электрохимического анализа./ З.Галюс.// М.:Мир. -1974.- С 552.
145. Янилкин В.В. Полная энергия реорганизации и ее составляющие в процессах одноэлектронного окисления соединений фосфора в ацетонитриле./ В .В .Янилкин, В.В.Зверев.// Изв. АН. Сер. хим. -1999.- N4- С. 682-689.
146. Coppinger G.M. Reaction between 2, 6-Di-t-butyl-p-cresol and Bromine./ G.M. Coppinger, T.W. Campbell.// J.Am.Chem.Soc.- 1953.- V. 75.-N 3.- P.734-736.
147. Гордон А. Спутник химика./ А.Гордон, P. Форд.// перевод с англ.// М.: Мир.-1976.-С.437-445.
148. Органикум II практикум по органической химии. / перевод с нем.// М.: Мир.-1979.- С.353-377.
149. Москва В.В. Диалкоксифосфонметоксиацетали новый тип фосфорили-рованных ацеталей./ В.В. Москва, Н.А. Москва, Т.В. Зыкова, Л.И. Хаскин.// Журн. Общ. Хим.- 1983.-Т. 53.-№ 1.-С.237-238.
150. Galliot Ch. Polyaminophosphines Containing Dendrimers. Synthesis and Characterizations./ Ch. Galliot, D. Prevote, An.-M. Caminade, and J.-P. Majoral.// J.Am. Chem. Soc. -1995.- V.117.-№20.-P.5470-5476.
