Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами

Тюфтин, Андрей Андреевич

Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Тюфтин, Андрей Андреевич АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами»

Автореферат диссертации на тему "Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами"

На правах рукописи

г--

'у и

□□34В4ТОБ Тюфтин Андрей Андреевич

СИНТЕЗ НОВЫХ ЗАМЕЩЕННЫХ ПО НИЖНЕМУ ОБОДУ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИАКАЛИКС[4] АРЕНОВ И ИХ КОНЪЮГ АТОВ С КЛАТРОХЕЛАТАМИ

02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

? п г-' г, ^ „

* " 1,ил 2иИЗ

КАЗАНЬ - 2009

003484706

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН

Научный руководитель:

кандидат химических наук, доцент Соловьева Светлана Евгеньевна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Василевский Сергей Францевич;

доктор химических наук, профессор Альфонсов Владимир Алексеевич.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский физико-химический институт имени Л.Я. Карпова, Государственный Научный Центр

Защита диссертации состоится « 9 » декабря 2009г. в 10 час, на заседании диссертационного совета Д 022. 005. 01 при Учреждении Российской академии наук Институте органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 420088, г. Казань, ул. Арбузова, 8, ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН.

Автореферат разослан «_» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного сов< кандидат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из бурно развивающихся в последнее время направлений в супрамолекулярной химии является разработка и исследование свойств наноразмерных молекулярных и супрамолекулярных систем и устройств. Эти исследования носят не только фундаментальный характер, но обладают и практической значимостью для создания новых материалов в различных областях нанотехнологии и материаловедения: электроники, оптики, медицины и т.д. Наноразмерные молекулярные системы могут иметь в своем составе несколько структурных блоков, способных выполнять различные взаимодополняющие функции, например, рецепгорную и сигнальную функции, фотопреобразующую и аккумулирующую способность и т.п., что позволяет конструировать на их основе так называемые "smart" (интеллектуальные) материалы. Наиболее эффективная стратегия получения таких систем - «снизу-вверх» - заключается в объединении подходящих структурных единиц.

Каликсарены, получаемые в одну стадию, являются удобными молекулярными платформами для конструирования на их основе пространственно предорганизованных структур, обладающих ярко выраженными рецепгорными и амфифильными свойствами. В ряду каликсаренов особое место занимают тиакаликс[4]арены с мостиковыми атомами серы, широкие возможности модификации которых позволяют создавать широкий спектр прекурсоров для синтеза более сложных наноразмерных структур, в частности, конъюгатов с другими макроциклическими платформами с необходимыми функциональными свойствами. Клатрохелаты - макробициклические соединения с ионом металла, инкапсулированным в трехмерную полость лиганда, обладают широкими возможностями для модификации в двух ортогональных направлениях (меридиональном и аксиальном). Они характеризуются высокой химической устойчивостью, наличием оптически и редокс-активного металлоценгра, способностью к иммобилизации на поверхности подложки меридиональной или аксиальной плоскостями

Объединение этих двух макроциклических платформ - каликсаренов и клатрохелатов, позволит создавать наноразмерные молекулярные структуры, объединяющие привлекательные свойства составляющих их строительных блоков. В частности, такие конъюгаты могут представлять интерес для создания наноструктурных материалов для сенсорных устройств, элементов молекулярной

электроники, функциональных нанопленок и покрытий, супрамолекулярных ансамблей и устройств.

Целью работы является разработка стратегии и методов синтеза нового класса макроциклических соединений - конъюгатов тиакаликс[4]аренов и клатрохелатов - трисдиоксимата железа (II), установление структурных и пространственных факторов, влияющих на их образование, а также разработка методов синтеза их прекурсоров - стереоизомеров полностью и частично-замещенных тиакаликс[4]аренов, содержащих метиленовые спейсеры различной длины с концевыми меркапто-группами.

Научная новизна работы.

• Установлены особенности химического поведения дизамещенных омега-бромалкокситиакаликсаренов в реакциях с тиоацетатом калия, а также моно- и ди замещенных тиоацетатов тиакаликсаренов в реакциях гидролиза. Впервые получены новые моно- и дизамещенные п-треш-бутилтиакаликс[4]арены с тиоацето- и тиольными группами на нижнем ободе макроцикла.

• Впервые синтезированы бис-каликсарен, состоящий из двух монозамещенных серосодержащих производных я-«/?ет-бутилтиакалик[4]арена, а также стереоизомер конус несимметрично замещенного 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25-(2-тиоацетоэтокси),27-(2-бромэтокси),26,28-дигидрокси-2,8,14,2&-тетратиа-каликс[4]арека.

• Разработан метод синтеза и впервые получены конъюгаты м/л;с-диоксимата железа (II) и нефункционализированных п-/ире«-бутил-(тиа)каликс[4]аренов. Установлено, что образование клатрохелат-каликсаре нового конъюгата происходит за счет замещения только одного из двух атомов хлора в клатрохелатном фрагмете.

• Разработаны методы синтеза и впервые получены тетразамещенные омега-бромалкокси-, тиоацето- и меркаптопро из водные тиакаликс[4|арена в стереоизомерной форме 1,3-альтернат с различной длиной метиленовых спейсеров (п=2-5).

• Установлена зависимость между длиной метиле нового спейсера в омега-меркагтгоалкильных заместителях и способностью соответствующих тетразамещенных тиакаликс[4]аренов к образованию конъюгатов с клатрохелатами.

Практическая значимость заключается в разработке методов синтеза нового класса соединений - конъюгатов тиакаликс[4]аренов и клатрохелатов, перспективных соединений для создания наноструктурных материалов для сенсорных устройств, элементов молекулярной электроники, функциональных нанопленок и покрытий, супрамолекулярных ансамблей и устройств, а также в разработке методов синтеза ряда новых полностью и частично функционализированных тиакаликс[4]аренов в стереоизомерных формах конус и 1,3-альтернат.

Личный вклад соискателя заключается в постановке целей и задач, решаемых в диссертационной работе, выборе объектов, проведении экспериментальной работы, анализе полученных экспериментальных данных, обобщении полученных результатов, формулировании выводов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: «VI и VIII Научных конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов НОЦ КГУ», Казань, 2006, 2008 гг.; «Design and Synthesis of Supramolecular Architectures», Kazan, 2006, 2009; «IX Научной школе - конференции по органической химии», Москва, 2006; XV Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, Марий-Эл, 2007; «XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии», Москва, 2007; «X Молодежной конференции по органической химии», г. Уфа, 2007; «Республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов на соискание премии Н.И. Лобачевского», г. Казань, 2008; «IV International summer school «Supramolecular Systems in Chemistry and Biology», Tuapse, Russia, 2008; First Russian-Japanese Young Scientist Conference on Nanomaterials and Nanotechnology, Moscow, Russia, 2008; «I Городской студенческой конференции «Междисциплинарные исследования в области естественных наук», Казань, 2008; 12th International Seminar on Inclusion Compounds, Stellenbosch, South Africa, 2009; «Supramolecular Systems in Chemistry and Biology», Kyiv, Ukraine, 2009; «XXIV Международной Чугаевской конференции по координационной химии», Санкт-Петербург, 2009; «10-th International Conference on Calixanenes», Seoul, Korea, 2009;

V-th International Symposium «Design and synthesis of supramolecular architectures», Kazan, 2009; Итоговых научных конференциях ИОФХ им. А.Е. Арбузова (2006, 2008, 2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, а также 19 тезисов докладов в материалах различных конференций и симпозиумов.

Работа выполнена в лаборатории химии каликсаренов Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН, является частью исследований в соответствии с научным направлением Института по государственной бюджетной теме «Молекулярный дизайн селективных циклофановых рецепторов и конструирование супрамолекулярных систем, обладающих ионофорными, каталитическими и сенсорными свойствами на основе амфифидьных каликсаренов, дендримеров, полимеров, ионов металлов и ПАВ» (0120.0503493), «Закономерности процессов самоорганизации и распознавания с участием макроциклических соединений циклофановой природы и создание наноразмерных систем и устройств с различными функциональными свойствами» (№ госрегистрации 0120.803973). Работа поддержана грантами президента РФ для поддержки ведущих научных школ (НШ-5934.2006.3, НШ-3769.2008.3), Российским фондом фундаментальных исследований (07-03-000834-а «Пространственно предорганизованные рецепторы на основе функционализированных гидрокси-, меркапто- и анилинотиакаликс[4]аренов: дизайн и закономерности распознавания ионов металлов», 08-03-00399 «Новый класс металлокомплексов - конъюгаты клатрохелатов и каликсаренов»), программой №7 ОХНМ РАН "Химия и физико-химия супрамолекулярных систем и атомных кластеров", молодежным грантом в рамках Научно-образовательного центра КГУ «МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА» 2005, 2008 гг.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включает 81 рисунок, 50 схем, 7 таблиц и состоит из введения, двух основных глав, выводов, третьей главы экспериментальной части - и списка литературы, включающего 120 наименований. В первой главе обобщен и систематизирован материал по функционализации тиакаликс[4]арена (ТСА), серосодержащих «классических» каликсаренов, а также литературные данные о синтезе, строении, химическом поведении и практически полезных свойствах клатрохелатов. Основные результаты экспериментальных

исследований и их обсуждение приведены во второй главе. В третьей главе описаны проведенные экспериментальные исследования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В рамках настоящей диссертационной работы были предложены две синтетические стратегии получения каликсарено-клатрохелатных конъюгатов, схематически представленные на схеме 1 (пути а и б).

Путь а

Клатрохелат

Тиакаликс[4]арен Конус

Гость

Путь б

Гость

Клатрохелат Тиакаликс[4]арен 1,3-алыпернат

Схема 1. Молекулярный дизайн каликсарено-клатрохелатных конъюгатов состава 1:1 (а) и 1:2 (б) и их получение с помощью коваленгной сшивки.

Первая стратегия (путь а) заключается во взаимодействии монореберно функционализированного клатрохелата и дизамещенного (или, как частный случай, незамещенного) каликсарена в конформации конус с образованием конъюгата состава каликсарен-клатрохелат 1:1. При образовании такого конъюгата возникает дополнительная макроциклическая полость, способная, как и полость каликсарена, к взаимодействию с молекулами «гостями». Кроме того, остающиеся свободные гвдроксильные группы дизамещенного каликсарена создают дополнительные возможности для получения гетероядерных металлокомплексов или их дальнейшей

функционалшапии. Путь (б) (схема 1) основывается на использовании тетразамещенных тиакаликсаренов в конфигурации 1,3-алыпернат и монореберно функционализированных клатрохелатов. В этом случае образуются конъюгаты состава каликсарен - клатрохелат 1:2 , с двумя новыми макроциклическими полостями. В каждом ю конъюгатов (путь а и б) имеется возможность варьирования спейсерных фрагментов, изменения размеров образующихся полостей и способности к взаимодействию с молекулами гостями различной

природы, включая металлокомлексы и катионы металлов с образованием гетероядерных комплексов.

Одними их наиболее доступных производных клатрохелатов являются трисдиоксиматы железа(П), в частности, монореберно функционализированный реакционноспособными группами хлора (рис.1) 17,18-дихлор -1,8-дифтор- 4,5,11,12-тетрафенил-2,7,9,14,15,20- гексаокса-3,6,10,13,16,19-гекса-аза-1,8- диборбицикло(6.6.6)икоза -3,5,10,12,16,18 -гексаен-железа (II), соединение 1, которое и было выбрано нами в качестве объекта исследования. Наиболее подходящими агентами для функционализации клатрохелатов являются тиолсодержащие нуклеофилы. Поэтому в качестве нуклеофнлов - прекурсоров для синтеза тиакаликсарено-клатрохелатных конъюгатов были выбраны меркапгопроизводные. Эти соединения представляют и самостоятельный практический интерес, так как высокая реакционная способность тиольной группы обеспечивает большой синтетический потенциал данных соединений для дальнейшей модификации структуры макроцикла, способность выступать в качестве высокоселективных молекул-хозяев на тиофштьные ионы металлов и молекулярных тектонов, а также самоорганизовываться на поверхности золота, платины с образованием моно- и полислоев.

В связи с вышеизложенным, первым этапом нашего исследования стал синтез серосодержащих производных п-отреяг-бутилтиакаликс[4]арена.

Синтез и структура новых моно- и дн - замещенных серосодержащих производных тиакаликс[4]арена в конфигурации конус

В настоящее время известны различные способы введения тиольных групп в органические молекулы. Наиболее распространенными являются синтезы тиолов

Рис.1. Монореберно функционализированный трисдиоксимат FeflT). 1.

из алкилгалогенидов реакциями нуклеофильного замещения тиомочевиной, тиоацетатом, этилдитиокарбонатом металла и последующим гидролизом полученных тиоэфиров, либо их восстановлением до соответствующих тиолов. Для реализации первой стратегии сиктеза коныогатов была поставлена задача синтеза дистально замещенных по нижнему ободу производных тиакаликс[4]арена, содержащих со-тиолалкильные группы. В качестве стартового соединения было выбрано дизамещенное бромэтокси производное 4. Прямое алкшшрование тиакаликс[4]арена 2 дибромэтаном приводит к продукту, в котором две соседние фенокси-группы «сшиты» двумя метиленовыми звеньями. В связи с этим хемоселективный синтез соединения 4 был осуществлен в условиях реакции Мицунобу. Конфигурация конус соединения 4 была подтверждена в растворе методом Ш ЖЖУ ЯМР спектроскопии, а в кристаллической фазе - методом РСА.

Для получения тиолов из дизамещенного 4 были использованы широко известные методы синтеза меркапгопроизводных: взаимодействие с тиомочевиной или с Ыа2820з. Однако они приводили к образованию трудноразделимых реакционных смесей. Индивидуальные продукты удалось получить и выделить только при взаимодействии с тиоацетатом калия.

Схема 2. Взаимодействие соединения 4 с тиоацетатом калия. Продукты реакции и их выходы в зависимости от соотношения реагентов.

Избыток Продукты реакции и их

тиоацетата выходы (%)

5 6 7

8 - 55 -

6 - 55

3.65 66 34 -

2.5 45 6

2 30 10 5

Найдено, что продукты реакции и их выходы существенно зависят от соотношения реагентов (схема 2). При использовании стехиометрического соотношения реагентов (К8С(0)СНз: 4 =2:1) из реакционной смеси были выделены три продукта

5-7. Кроме ожидаемого дигиоэфира 5, выделенного с выходом 30%, были получены монозамещгнный тиоэфир 6, а также продукт 7. Образование монотиоэфира 6 может быть объяснено частичным гидролизом одного заместителя на нижнем ободе в щелочных условиях реакции нуклеофильного замещения. Несимметрично дизамещенный тиакаликсарен 7 был выделен с выходом 5%. С целью повышения выхода целевого дитиоэфира 5 был увеличен избыток тиоацетата калия в реакционной смеси. При его 25% избытке дизамещенный тиоэфир 5 был выделен после колоночной хроматографии с 45% выходом. Такое соотношение реагентов представляется оптимальным. При увеличении соотношения К8С(0)СНз: 4 до 3.65 наблюдается увеличение выходов как продукта 5 (до 66%), так и монозамещзиного производного 6 (до 34 %), что создает серьезные трудности при их разделении вследствие близких значений Использование еще большего избытка тиоацетата калия (6- 8- кратного) в тех же условиях приводит к образованию только монозамещенного производного 6 с выходом 55%, что свидетельствует об усилении процесса гидролиза эфирных групп на нижнем ободе макроцикла.

Производные 5-7 были охарактеризованы комплексом физических методов. Предварительно с помощью НБС^С и НМВС экспериментов были однозначно соотнесены сигналы в 'Н ЯМР спектрах и установлены химические сдвиги сигналов углерода. МОЕБУ экспериментами было установлено наличие ЯЭО между протонами СН2 и ОН групп заместителей при нижнем ободе, трет-бутилъных групп и ароматических протонов каликсаренового обода, что указывает на конфигурацию конус для данных соединений в растворе. В 'Н ЯМР спектре соединения 7 присутствуют четыре триплета от разных заместителей, что свидетельствует об ассиметричном дизамещении.

Рис. 2. Структура соединения 5 (а) и 7 (б - вид сбоку, в - вид сверху) по данным РСА. Атомы водорода показаны только для ОН групп. Внутримолекулярная водородная связь показана пунктиром.

В кристаллической фазе конформация конус продуктов 5 и 7 сохраняется, что было подтверждено методом РСА (рис.2).

Интересно отметить, что внутримолекулярная водородная связь в дизамещенных производных 5 и 7 не является циклической (рис.2), как у исходного макроцикла 2. Это является следствием межмолекулярных взаимодействий, в которых важную роль играют атомы серы как тиакаликсаренового обода, так и тиоацетатных групп.

Для получения меркапгопроизводных были проведены реакции гидролиза полученных тиоацетатов 5 и 6 в присутствии соляной кислоты в диоксане или гидрокарбоната калия в водно-этанольной смеси при различных соотношениях. Во всех случаях происходило либо «снятие» одной замещающей группы, либо образование исходного тиакаликсарена 2. При взаимодействии соединения 5 в гексане с двукратным избытком ВиЫН2 в течение 1.5 часов образовывался монозамещенный тиоэфир 6 в соотношении 1/2 к исходному 5. Таким образом, данные методы синтеза не привели к образованию дизамещенного тиола из соединения 5. Кипячение соединения 6 в бутиламине и гидразингидрате также приводит к удалению заместителя и образованию 2.

В процессе реакции 6 с двукратным избытком бутиламина в гексане были получены кристаллы комплекса соединения 6 с бугиламином, которые были охарактеризованы методом РСА (рис.3).

(данные РСА). Молекулы Состав продукта 8 был также подтвержден

Рис. 3. Структура аниона 6

Получить монотиол 8 удалось кипячением 6 в гексане в присутствии 2-кратного избытка бутиламина при 90°С в течение 1,5 ч (схема 3). В спектре 'Н ЯМР реакционной смеси, кроме сигналов протонов продукта реакции 8, были найдены группы сигналов, соответствующие дисульфиду 9 (бистиакаликсарену), который мог легко образоваться за счет окисления на воздухе. Выход тиола 8 составил 38%

бутиламмония и атомы водорода не показаны.

данными масс-спектрометрии электронного удара (т/г= 780).

Схема 3. Синтез тиола 8 и бистиакаликсарена 9.

Для подтверждения структуры соединения 9 было проведено полное окисление тиола 8 йодом в хлороформе в присутствии триэтиламина (схема 3). При этом удалось увеличить выход дисульфида до 78% Методами 2D ЯМР спектроскопии было показано, что тиакаликсареновая платформа сохраняет конфигурацию конус. Как и в монозамещгнном 6, протоны трет-буптькых групп 9 неэквивалентны и проявляются с различными химическими сдвигами: 1,16 (с, 9Н, С(СНз)з(С)), 1,20 (с, 9Н, С(СН3Ь(А)), 1,22 (с, 18Н, С(СН3Ь(В)). В масс-спектре ЭУ имеется пик молекулярного иона 1556.69 m/z, в MALDI TOF масс-спектре присутствовали пики 1558 [M+Hf, 1580 [M+Naf, 1597 [M+Kf.

Подобным образом ведут себя аналоги соединений 4-6 с тремя метиленовыми группами в заместителях нижнего обода.

Синтез и структура новых тетразамещенных серосодержащих производных тиакаликс[4]арена в конформации 1, 3 альтернат

Для сикгеза

тетразамешенных меркаптопрош-водных тиакаликс[4]аренов в конформации 1,3- альтернат в качестве стартовых соединений были выбраны со-бромалкильные производные 10. Алкилированием соединения 2 а,со-дибромалканами с различным числом метиленовых звеньев (п=3-6) в ацетоне в присутствии карбоната калия и каталитического количества иодида калия были получены тетрабромпроизводные 10 (b-е) (схема 4). Выход 10Ь составил 75% а для остальных - 36-52%. С ростом числа метиленовых звеньев в дибромалкане выход целевых продуктов существенно снижается. Увеличение длины метиленового сгейсера в а,®-дибромалканах может приводить к образованию продуктов внутри-

1 10(b-e): 10b, n=3; Юс,

п=4; 10d, n=5; 10e,n=6

Схема 4. Синтез бромпроизводных ТСА.

и межмолекулярной сшивки фенольных групп: мостиковым производным, бис-тиакаликсаренам и олигомерным продуктам. Применение избытка дибромалкана позволяет минимизировать образование последних. Соединение 10а (п=2), как и 4, было получено в условиях реакции Мицунобу.

Пространственная структура соединений 10(а-е) была установлена методами Ш Ж)Е спестроскопии. Наличие ядерного эффекта Оверхаузера (ЯЭО) между протонами метиленовых групп заместителей, протонами тргт-бутилькых групп и протонами ароматических колец тиакаликсаренового цикла (рис.4) позволяет однозначно сделать вывод об образовании в ходе реакции алкилирования тиакалис[4]арена 2 а,ш-дибромалканамистереошомеров 1,3-альтернат.

I,____________Г_XI____.Гд^.

- ^ 1 ~__. .1. I.....^

Рис. 4. ГО ОРГО>ЮЕ спектры соединения 10Ь в СОС13 при Т=303 К (а), схематически представлены основные ЯЭО (б).

Конформация 1,3-альтернат для соединения 10е (п=6) была подтверждена методом РСА (рис.5). Соединение 10е (п=6) кристаллизуется в хиральной пространственной группе Р4Ь Молекулы в кристалле расположены в колоннах (рис. 5 (справа)) и объединяются за счет слабых С-Н...Вг контактов.

Рис. 5. Кристаллическая структура соединения 10е (п=6), метод РСА, атомы водорода не показаны.

Синтез меркапго-тиакаликсаренов 12 (а-(1) из соответствующих бром производных был осуществлен двумя путями, представленными на схеме 5: через тиоацетаты (путь а) или шотиурониевые соли (путь б). Тиоацетаты 11 (а-(1) были получены взаимодействием 10 (а-<1) с избытком тиоацетата калия в ДМФА при температуре 90° в течение 2.5 ч с выходами 83-86%

KS(CO)CH;

ДМФА

11 (a-d)

SCINHifc

Диоксан

^ i^l <р„

10 (a-d)

13 b

SH SH

12a (n=2) выход: 42%

b (n=3) 79%

с (n=4) 97%

d (n=5) 92%

Схема 5. Синтез меркаптопроиз водных тиакаликсарена 12.

Для соотнесения сигналов и подтверждения конфигурации J,3-алыпернат в синтезированных тиоацетатах 11 (a-d) были проведены 2D lH-13C HSQC эксперименты и ID DPFGNOE эксперименты, показавшие сохранение конформации после реакции с тиоацетатом калия. Структура соединения lid (п=5), кристаллы которого были получены из ДМФА, была подтверждена методом РСА

(рис. 6). Примечательно, что несмотря на достаточно длинную углеродную цепь, алкильные заместители располагаются вдоль оси вращения молекулы.

Для получения меркатопроизводных п-шрет-бутилтиакаликс[4]арена 12 (a-d) из соединений 11 последние подвергали

c¿

Рис. 6. Кристаллическая структура соединения lid (п=5) по данным РСА, атомы щелочному и кислому гидролизу в различных водорода не показаны. средах. Наилучший результат достигался

кипячением соответствующих тиоацетатов 11 (a-d) в гидразин-моногидрате в течение 28 часов, в результате чего были получены меркапгопроизводные 12 (a-d) с выходами до 97%.

Альтернативный подход (схема 5, путь б) к синтезу тиола 12 через изотиурониевую соль был реализован на примере соединения 12Ь. При растворении 10Ь в диоксане и добавлении 4.5 - кратного избытка тиомочевикы образуется с количественным выходом изотиурониевая соль 13Ь, которую затем подвергали гидролизу в присутствии К2С03 в системе в метанол-вода (1:1) с образованием целевого продукта 12Ь с 55%выходом.

Проведенное сопоставление обоих путей синтез а тетрамеркагггопронз водных тнакаликсарена (схема 5) показало, что более эффективным является путь через тиоацетатные производные. По первой стадии у обоих подходов нет преимущества, тогда как на второй стадии — стадии гидролиза промежуточных продуктов, путь (а) отличает существенно более высокий выход и простота выделения продукта. В нем не требуется удаления избытка тиомочевины из реакционной смеси.

Синтез и структура конъюгатов незамещенных тиакалнксарена (2) и калнксарена (3) с трисднокснматом железа (И)

Исходные незамещенные каликсарены 2 и 3 имеют реакционные центры, способные к участию в реакциях нуклеоф иль того замещгния, т.е. возможно создание конъюгатов 14 (а, Ь) (рис. 7) состава 1:1 по стратегии, представленной на схеме 1а, с незамещенными исходными макроциклами в конформации конус с клатрохелатом 1.

Однако при взаимодействии клатрохелата 1 в присутствии карбоната натрия для 2 или гидрида натрия для 3 в ДМФА в течение 24 ч образовывались монозамещенные продукты 15 (а, Ь) 10-12%) (схема 6). Масс-спектр соединения 15Ь после колоночной хроматографии реакционной смеси имеет пик 1339.2 m/z, соответствующий фрагментированному 15b [1359(M+)-F] и пик молекулярного иона 1361.1 m/z - [M+Naj\ Из реакционной смеси соединения 2 и 1 был выделен продукт 15а, который при масс-спектральном исследовании методом HPLS ESI имел пики (М+]=1430.4 и [(M++Na)-F] 1435.4 m/z. Структура соединения 15а и стереоизомерная форма конус была подтверждена методами 2D ЯМР ROESY, COSY, HMBS и HSQC. Дополнительным подтверждением монозамещения в

Рис. 7. Коньюгаты 14а (a) X=S и 14Ь

(б) х=сн2.

Схема 6. Синтез монозамещенных конъюгатов каликс[4]арена итиакаликс[4]арена 15а и 15Ь.

реакции ТСА 2 и клатрохелата служит спектр |9РЯМР (282.4 МГц, СОС13, 295К), в котором сигналы двух ядер фтора не эквивалентны: квартет с 5=-167.63 мд принадлежит атому фтора незамещенной части клатрохелатной клетки, а дублет с 5=-169,13 мд соответствует замененному атому фтора. Полученные спектральные данные, частоты валентных колебаний, характеристики основных химических сдвигов и кросс-пиков в 20 ЯМР, сигналы в спектрах "И и данные о фрагментации в масс-спектрах соединений 15(а,Ь) оказались полезными для анализа и интерпретации спектров конъюгатов тиолов ТСА 12(Ь-с1) и клатрохелата 1.

Синтез и структура конъюгатов тетразамещенных тиолов 12(1x1) в стереоизомерной форме 1,3-альтернат стрисдиоксиматом железа (II)

Предварительно было проведено молекулярное моделирование конъюгатов тетрамеркапготиакаликсаренов 12 Ь-с1 с различной длиной метиленового спейсера с трисдиоксиматом железа (II) (рис.8) методом ММРШЭ (НурегСЬет 7.5).

Значения длин Fe-Fe для конъюгатов 16 (b-d) после оптимизации составили 1,8 (п=3), 1,9 (п=4) и 2,2 (п=5) нм, то есть каликсарено-клатрохелатные конъюгаты являются наноразмерными структурами. Для конъюгата со спейсером из трех метиленовых групп полученная структура практически симметрична (рис.8), при увеличении числа метиленовых звеньев до 4 и 5 наблюдается изгибание молекул конъюгатов относительно оси Fe-Fe. Для конъюгата 16Ь (п=3) mpm-бугильные группы пространственно сближены с фенильными группами клатрохелатных фрагментов. Несмотря на стабильность такой системы в газовой фазе, при синтезе такой структуры могут возникнуть сложности.

16Ь (п = 3)

16с (п = 41

Рис. 8. Оптимизированные методом ММ+ конъюгаты 16 b-d (п = 3-5).

16d (n = 5)

Следующим этапом нашей работы стало проведение синтеза конъюгатов. Предварительные эксперименты показали, что при использовании натриевых солей твдлов 12(b-d) и клатрохелата 1 дня получения конъюгатов образуются сложные смеси большого количества продуктов, разделить которые не удается. Поэтому мы проводили реакции тиолов 12(b-d) и клатрохелата 1 в мягких условиях в хлороформе или хлористом метилене в присутствии слабого основания -триэтиламина, а затем добавляли диметилформамид и нагревали реакционные смеси.

Синтез и структура конъюгата клатрохелата и тиола 12Ь с длиной метиленового спейсера п=3

Реакция тиола 12Ь с соединением 1 в концентрациях порядка 10"2 моль/л в присутствии NEt3 (СН2С12, а затем ДМФА) приводила к смеси продуктов неполного замещения. Для исключения возможности образования побочных продуктов мы провели эту реакцию при более низких (порядка 10"4 моль/л) концентрациях реагирующих веществ. В результате с 12% выходом был выделен конъюгат 17 (рис.9) состава 1:1, в его MA1DI TOF спектре имеется пик молекулярного иона [M+Na]+ 1714 m/z.

Рис.9. Конъюгат 17 с нумерацией атомов углерода (стрелками показаны основные кросс-пики ROESY). Оптимизированная методом ММ+ структура 17 (справа).

Структуру конъюгата 17 удалось установить методами 2D ЯМР спектроскопии. По спектрам COSY в ароматической области спектра были соотнесены сигналы орто-, мета- и пара- протонов ароматических колец в клатрохелатном фрагменте. HSQC и НМВС были использованы для соотнесения сигналов ядер !ЭС и соответствующих протонов. В ROESY спектре были найдены

кросс-пики CH2-21/Ar-H-3, СН2-20/Аг-Н-3 и СН2-5/Аг-Н-17, СН2-8/Аг-Н-17, подтверждающие сохранение конформации 1,3- альтернат тиакаликсарена. Кросс-пик f-Bu-H-19b/Ar-H-12o указывает на пространственную близость трет-бутилыюй группы TCA 19Ь и фенильных протонов клатрохелата. Две пары трет-бутилькых групп являются неэквивалентными из-за различного окружения и проявляются в области 1,20 и 1,33 мд. Наличие атомов бора в конъюгате было подтверждено "В ЯМР: имеется дублет в области 3,80 мд ('Jb-f=16,1 Гц). Возможной причиной циклизации только с одной стороны платформы тиакаликсарена являются стерические препятствия: трет-бутильные группы расположены слишком близко к клатрохелатным фенильным фрагментам, что подтверждено спектрам и ЯМР ROESY и данными молекулярного моделирования.

Синтез и структура конъюгата клатрохелата и тиола 12с с длиной метиленового спеысера п=4

Реакцию 12с клатрохелатом 1 проводили в присутствии трютиламина в дихлометане с концентрациями реагентов порядка Ю"2 моль/л. После того, как в реакционной смеси перестали происходить изменения по данным ТСХ, добавляли ДМФА и смесь нагревали при 90 °С в течение 24 часов. Конъюгат 16с (рис.10) состава каликсарен-клатрохелат 1:2 был получен с 58% выходом после колоночной хроматографии. В масс-спектре MALDI TOF 16с имеются пики молекулярного иона m/z 2422[М]+, 2445[M+NaJ\ 2461[М+КГ.

Рис.10. Конъюгат 16с с нумерацией атомов углерода. Стрелками показаны основные кросс-пики ЯОЕБУ.

Структуру соединения 16с устанавливали методами 2D ЯМР: HSQC, НМВС, COSY, ROESY. В НМВС спектре имеются кросс-пики C-10¡/Ar-H-12 и C-l¡/Ar-H-3 (или С-1,/СН2-5), из которых определяются значения химических сдвигов ядер углеродов C-l¡ и С-10,; химические сдвиги С-12, C-llj, C-2j, С-13, С-3 определены благодаря наличию кросс-пиков C-12/Ar-H-14, С-11¡/Ar-H-13, С-2/Аг-Н-З, С-3/Ar-Н-3. В 'Н ЯМР спектре соединения 16с эквивалентные тре«i-бутильные группы проявляются в виде синглета в области 1,30 мд. Симметрия спектра указывает на симметричное строение молекулы конъюгата 16с и полное замещение атомов хлора клатрохелата. Сигналы F и В были определены ЯМР "В и F. В спектре F (524 МГц, CDC13) имеется один сигнал в виде квартета 5 = -168.05 мд. В спектре "В (524 МГц) присутствует дублет 3,81 мд (JB-f = 15.60 Гц). Пространственная структура соединения 16с была установлена с помощью методов 2D ROESY и NOESY. Наличие кросс-пиков между протонами ароматических колец тиакаликсарена и метиленовых протонов заместителей указывают на стереоизомерную форму /,3-альтернат каликсаренового остова. В ROESY спектре был найден кросс-пик между протонами m/jem-бутильных групп ТСА и орто-протонами Н-12 фенильных колец клатрохелатного фрагмента, что указывает на пространственную близость данных фрагментов и изгиб молекулы относительно оси Fe-Fe в пространстве.

Синтез и структура конъюгатов клатрохелата и тиола 12d с длиной метиленового спейсера п=5

Соединение 16d, с пятью метиленовыми группам в заместителях, было получено с гораздо меньшим выходом (2% после колоночной хроматографии, элюент хлороформ) (схема 7), чем 16с. Основным продуктом реакции является соединение 18 с тремя клатрохелатными фрагментами в одной молекуле. Причиной такого протекания реакции, возможно, является изменение геометрической комплементарное™ каликсаренового и клатрохелатного фрагментов в зависимости от длины метиленовых спейсеров. Второй причиной образования соединения 18 с двумя клатрохелатным и фрагментами с незамещенным атомом хлора, вероятно, является более низкая реакционная способность второго атома галогена в клатрохелатном фрагменте. Реакция проводилась неоднократно, и во всех случаях основным продуктом являлось соединение 18 с выходом 65%

läd 2% ( )/f\S Г

' 18 65%

Схема 7. Синтез конъюгатов 16d и 18 с пятью метиленовыми звеньям и.

Подтверждение образования конъюгата 16d состава 1:2 было сделано с использованием методов ESI-HPLS и MALDI-TOF масс-спектрометрии и методов 2D ЯМР. ES1-HPLS масс спектр соединения 16d содержит пик m/z (%): 2495.2 [M+NH4jT (100), а также пик 1906.4 m/z соответствующий фрагменгированной

а б

Рис.11, а, НМВС спектр соединения Хбс! в области сигналов ароматических протонов, б, ЯОЕЭУ спектр с кросс-пиком (обведен кружком) между протонами Н-4Ь(^-Ви- ТСА) и Н-12 (фенильные группы клатрохелата).

частице tM+-2F-C28H2oB2F2N404].

В MALDI TOF масс-спектре имеются пики m/z 2476[М]+, 2501[M+NaI+ и 2518(М+К]+ (матрица дигидробензойная кислота). Структура соединения 16d, в том числе и пространственная, была установлена тем же комплексом методов (COSY, НМВС, HSQC, ROESY), что и для соединения 16с. На рис. На представлена часть НМВС спектра соединения 16d в области сигналов ароматических протонов с указанием кросс-пиков ароматической области, а на рис. ! 16 приведен ROESY спектр с кросс-пиком (обведен кружком) между протонами t-Ви-Н-4Ь (ТСА) и Н-12 (фенильные группы клатрохелата). Сигналы F и В были определены ЯМР ПВ и 19F (524 МГц, CDC13). (ЯМР 19F 8, м.д.): -168.04 (кв, 4F, J =22.1 Гц, BF), ЯМР "В, 5, м.д.: 3.81 (д, 2В, J=16.80 Гц, B-F).

§0 6/3+

ib/Ar-i 1-12 4ty3 Ф /3+

XlKr- 7+/3

6 0 /3+

5/12 5/3

tj 0

5+/12+ Ц 0

8, 8+/12+ щ 8/3<0i)f +/3+

Ц} w\

Рис.12. Часть 2Б ROESY спектра соединения 18 с различными взаимодействиями между протонами /-Ви-Н-4Ь+/Аг-Н-12 и /-Ви-Н-4Ь/Аг-Н-12+, характеризующих циклическое/нециклическое строение молекулы. СОС13, 500 МГц, 295 К.

Молекулярная масса соединения 18 была охарактеризована Е31-НРЬ8 масс-спектрометрией, в спектре присутствует один пик молекулярного иона 3243.1

(М+МН^ т/г, наблюдается широкое изотопное распределение, что характерно для соединений, содержащих большое количество атомов таких, как В, И, С, Б. Изучение структуры конъюгата 18 методом ЯМР является более сложной задачей, чем для предыдущих соединений 16с,(1, поскольку в молекуле предположительно присутствуют два типа клатрохелатных фрагментов. Для ее установления был использован комплекс методов 20 ЯМР спектроскопии (СОЙУ, НМВС, НБС^С, 1ЮЕ8У). На рис.12 представлена схематичная структура конъюгата 18 с нумерацией атомов углерода. Для соотнесения сигналов в ароматической области спектра НМВС частично-замещенных клатрохелатных фрагментов соединения 18, были использованы соответствующие данные соединения 15Ь. По кросс пикам ядер углеродов и протонов С-10Г/Аг-Н-12+, С-17*/ Аг-Н-19+ и С-14+/ Аг-Н-12+, С-21+/ Аг-Н-19+ в НМВС спектре было установлено, что ароматические фрагменты клатрохелатов являются неэквивалентными.

Неэквивалентность фрагментов может говорить о неполном замещении атомов хлора в клатрохелатах. Дополнительным доказательством того, что в молекуле присутствуют незамещенные клатрохелатные фрагменты, является наличие в спектре 1ЮЕ8У кросс-пика Г-Ви-Н-4Ь/Аг-Н-12+ малой интенсивности, который обусловлен тем, что алкильная цепочка конформационно лабильна, и фрагменты пространственно не сближены (рис. 12). А интенсивный кросс-пик ¿-Ви-Н-4Ь+/Аг-Н-12, наоборот, указывает на пространственную сближенность ароматических протонов Аг-Н-12 и трет-бутильных групп ТСА, как и в случае циклической части соединений 16с,(1 (рис. 12).

Кросс-пики в спектрах МОЕБУ и КОЕБУ для всех конъюгатов 16с,<1 - 18 являются негативными, что говорит об отсутствии динамических обменов в системах.

В спектре "р ЯМР имеется два сигнала <5 = -167.56 (д, 2Р15) и -167.88 (м, 4р15>15+) мд, проявляющиеся из-за неэквивалентности атомов фтора двух клатрохелатных фрагментов.

Таким образом, реакцией нуклеофильного замещения атомов хлора в дихлоридном трисдиоксимате Ре(П) 1 были впервые получены представители нового класса гибридных комплексов - конъюгаты 15 а,Ь, а также конъюгаты 1618. Установлена зависимость образования различных продуктов макроцикпшации от длины спейсера заместителей в тиакаликс[4]аренах.

Выводы

1. Разработаны методы синтеза и впервые получены новые моно- и ди-замещенкые п-/я/7е/и-бутилтиакаликс[4]арены с тиоацето- и меркапгогруппами. Найден метод получения частично-замещгнных меркапгосеросодержащих ТСА из тиоацетатов в присутствии органического основания - н-бутиламина. Гидролиз тиоацетатов в присутствии HCl, К.НСО3 гаи их гидразинолиз оказались неэффективными для получения ди- и моно-замещенных тиолов на тиакалихсареновой платформе, поскольку приводят к удалению функциональных групп ТСА с нижнего обода и образованию тиакаликс[4]арена.

2. Получены и охарактеризованы новые несимметрично-дизамещенный 5,11,17,23-тетра-«!рет-бутил-25-(2-тиоацетоэтокси), 27-(2-бромэтокси), 26,28-дигидрокси- 2,8,14,20 - тетратиакаликс[4]арен и бискаликсарен, состоящий из двух монозамещенных серосодержащих п-треш-бутилтиакалик[4]аренов в конформации конус.

3. Установлено, что образование клатрохелат-каликсареновых конъюгатов при взаимодействии трис-диоксшата железа (II) каликс[4]ареном и тиакалккс[4]ареном происходит за счет замещения только одного из двух атомов хлора в клатрохелатном фрагменте.

4. Разработаны методы синтеза и впервые получены тетразамешенные омега-бромалкокси-, тиоацето- и меркагтгопроиз водные тиакаликс[4]арена в конформации 1,3-альтернат с различной длиной метиленового спейсера (п=2-5). Установлено, что наиболее эффективным методом введения тиольной группы в нижний обод тетразамещенных тиакаликсаренов является гидразинолиз соответствующих тиоацетатов.

5. Разработаны методы синтеза и получены первые представители нового класса наноразмерных макроциклических соединений - конъюгаты функционализированных по нижнему ободу тиакаликс[4]аренов и клатрохелатов.

6. Установлена зависимость между длиной метиленового спейсера в омега-мсркапгоалкильных заместителях и способностью соответствующих теразамещенных тиакаликс[4]аренов к образованию конъюгатов с клатрохелатами. Показано, что дпина метиленового спейсера п=3 является недостаточной для образования конъюгата состава 1:2. Метиленовый спейсер с п=4 является наиболее оптимальным для получения конъюгата с двумя фрагментами клатрохелата на одну тиакаликсареновую платформу, а увеличение длины спейсера до п=5 приводит к конъюгату с тремя клатрохелатнымифрагменгами.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Тюфтин, A.A. Тиакаликс[4]арены с терминальными меркапто-группами в нижнем ободе: синтез и структура [Текст] / A.A. Тюфтин, С.Е. Соловьева, A.A. Муравьев, Ф.М. Полянцев, Ш.К. Латыпов, И.С. Антипин//Изв. АН. Сер. хим. -2009, № 1, - С. 145-151.

2. Тюфтин, A.A. Синтез и строение тиакаликс[4]аренов, содержащих омега-меркаптоалкокси группы по нижнему ободу / A.A. Тюфтин, A.A. Муравьев, Ф.М. Полянцев, Ш.К. Латыпов, К.А. Лысенко, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов [Текст] // Уч. записки КГУ. Сер. «Естеств. Науки». - 2008. - Т. 150, кн.3. -С. 8-22.

3. Тюфтин, A.A. Синтез и структура новых моно- и ди - замещенных серусодержащих производных п-тре/я-бутилтиакаликс[4]арена [Текст] / A.A. Тюфтин, С.Е. Соловьева, C.B. Харламов, К.А. Лысенко, Ш.К. Латыпов, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Уч. записки КГУ. Сер. «Естеств. Науки». - 2009 - Т. 151, кн.З, С. 9-22.

4. Тюфтин, A.A. Синтез и структура тиольных производных тиакапикс[4]арена -прекурсоров для получения новых наноструктур [Текст] / A.A. Тюфтин, A.A. Муравьев, C.B. Коробко, Л.Ф. Гачиуллина, Ш.К. Латыпов, К.А. Лысенко, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Сборник статей XIV Всероссиской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Изд. КГУ. - 2007, - Вып. 1,-С. 583-586.

5. Тюфтин, A.A. Коныогаты тиакаликс[4]аренов и клатрохелатов - новый класс координационных соединений / A.A. Тюфтин, A.A. Муравьев, C.B. Коробко, Я.З. Волошин, М. Gruner, W. Habicher, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов [Текст] // Сборник статей XI Молодежной конференции по органической химии, Екатеринбург, 23-29 ноября, - 2008. - С. 547-548.

6. Tyuftin, A. A. Synthesis of mono-, di- and tetra- mercapto derivatives of thiacalix[4]arenes / A.A. Tyuftin, S.E. Solovieva, L.F. Galiullina, I.S. Antipin, A.I. Konovalov [Text] // IV-th International Symposium «Design and Synthesis of Supramolecular Architectures». Book of abstracts. - Kazan, Russia, May 13 - 17,-2006. - P. 163.

7. Тюфтин, A.A. Синтез moiîo-, ди- и тетра серусодержащих производных п-тргт-бутилтиакаликс[4]арена [Текст] / A.A. Тюфтин, Л.Ф. Галиуллина, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Сборник тезисов «IX Научной школы - конференции по органической химии», г. Москва, Россия, 11-15 дек., - 2007. - С. 370.

8. Tyuftin, A.A. Mono-, di- and tetramercaptoderivatives of thiacalix[4]arenes / A.A. Tyuftin, C.E. Solovieva, L.F. Galiullina, K.A. Lysenko, M.U. Antipin, I.S. Antipin, A.I Konovalov [Text] // Сборник тезисов «XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии», Москва, Россия, - 23-28 сен., - 2007. - Т. 5. - С. 127.

9. Тюфтин, A.A. Синтез новых тиольных производных тиакаликс[4]арена - прекурсоров для получения наноструктур [Текст] / A.A. Тюфтин, A.A. Муравьев, Ш.К. Латыпов, К.А. Лысенко, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Сборник тезисов «X Молодежной конференции по органической химии», г. Уфа, Россия, 26-30 ноября, -2007.-С. 291.

10. Тюфтин, A.A. Исследование структуры тиольных производных тиакаликс[4]арена методом одно и двумерной ЯМР спектроскопии в жидкой фазе [Текст] / A.A. Тюфтин, Ф.М. Полянцев, Ш.К. Латыпов, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Структура и динамика молекулярных систем», Сборник тезисов докладов и сообщений «XV Всероссийской конференции», Тезисы докладов, р-ка Марий Эл, Россия - 2007. -С. 241.

11. Тюфтин, A.A. Тиакаликс[4]арены с фрагментами серы на нижнем ободе: прекурсоры для получения наноблоков, нанослоев и молекулярных устройств [Текст] / A.A.

Тюфтин, A.A. Муравьев, Л.Ф. Галиуляина, Ш.К. Латыпов, С.Е. Соловьева, И.О. Антипин А.И. Коновалов // Сборник тезисов «Республиканского конкурса научных работ студентов и аспирантов на соискание премии Н.И. Лобачевского», г. Казань, Россия, 30 хнв. - 2008. - Т. 3. - С. 375.

12. Tyuftin, A.A. New derivatives ofmono-, di and tetra sulfur containing substituted by lower rim thiacalixarenes. New clathrochelates-thiacalixarene conjugates [Text] / A.A. Tyuftin, S.E. Solovieva, S.V. Korobko, Y.Z. Voloshin, F.M. Polyancev, Sh.K. Latipov, K.A. Lysenko, I.S. Antipin, A.I. Konovalov // «IV international summer school «Supramolecular Systems in Сheistry and Biology». Book of abstracts. - Tuapse, Russia, 28 Sep. - 2 Oct. -2008. - P. 134.

13. Tyuftin, A.A. New clathrocheIates-thiacalix[4]arene conjugates as precursors for nanomaterials [Text] / A.A. Tyuftin, A.A. Muravyov, S.V. Korobko, Y.Z. Voloshin, M. Gruner, W. Habicher, S.E. Solovieva, I.S. Antipin, A.I. Konovalov// First Russian-Japanese Young Scientist Conference on Nanomaterials and Nanotechnology. Book of abstracts.-Moscow, Russia, 06-07 Oct., - 2008. - P. 39.

14. Тюфтин, A.A. Тиакаликсарены с тиоэфирными группами на нижнем ободе: новые конъюгаты с клатрохелатами [Текст] / A.A. Тюфтин, A.A. Муравьев, Я.З. Волошин, К.А. Лысенко, М. Gruner, W. Habicher, С.Е. Соловьева, И.С. Антипин, А.И. Коновалов // Сборник тезисов «VIII Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра КГУ «Материалы и технологии XXI века», Казань, Россия, 28-29 окт., - 2008. - С. 80.

15. Soloveva, S.E. Conjugates of thiacalixarenes and clathrochelates - new inclusion compounds [Text] / S.E. Soloveva, A.A. Tyuftin, Y.Z. Voloshin, M. Gruner, W. Habicher, I.S. Antipin, A.I. Konovalov// Abstracts «12й1 International Seminar on Inclusion Compounds». Book of abstracts. - Stellenbosch, - South Africa, 4-9 Apr.- 2009. - P. 24.

16. Soloveva, S.E. Conjugates of lower rim substituted thiacalix[4]arenes and clathrochelates / S.E. Soloveva, A.A. Tyuftin, Y.Z. Voloshin, M. Gruner, W. Habicher, I.S. Antipin, A.I. Konovalov // «V-tb International Symposium Supramolecular Systems in Chemistry and Biology». Book of abstracts. Kyiv. - Ukraine, May 12-16. - 2009. - P. 189.

17. Gruner, M. Lower Rim Substituted Thiacalix[4]arene and Clathrochelate Conjugates with Encapsulated Metal Ion / M, Gruner, A.A. Tyuftin, S.E. Soloveva, W.D. Habicher, I.S. Antipin, Ya.Z. Voloshin, A.l. Konovalov // Abstracts «10th International Conference on Calixarenes», Seoul, Korea, July 13-16. - 2009. - P2.

18. Soloveva, S.E. Lower rim substituted thiacalix[4]arenes and clathrochelates: Conjugates, containing encapsulated metal ion / S.E. Soloveva, A.A. Tyuftin, Y.Z. Voloshin, M. Gruner, W. Habicher, I.S. Antipin, A.I. Konovalov // Тезисы докладов «XXIV Международной Чугаевской конференции», Санкт-Петербург, 15-19 июня. - 2009. - С. 509

19. Soloveva, S.E. Conjugates of lower rim substituted thiacalix[4]arenes and clathrochelates -new nanoscale polymacrocyclic molecules / Soloveva S.E., A.A. Tyuftin, M. Gruner, W. Habicher, Y.Z. Voloshin, I.S. Antipin, A.I. Konovalov // Abstracts " Design and synthesis of supramolecular architectures", Kazan, Russia. - October 12-16,2009. - P. 35.

Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии издательства Казанского государственного университета Тираж 100 экз. Заказ 21/11

420008, ул. Профессора Нужина, 1/37 тел.: 233-73-59, 292-65-60

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Тюфтин, Андрей Андреевич

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1. Синтез и структура каликсаренов

1.1. Тиакаликсарены 13 1.1.1. Номенклатура и синтез тиакаликс[4]арена

1.2.Строение и спектральные свойства тиакаликс[4]арена

1.3. Комплексообразущие свойства тиакаликс[4]ареиа

1.4. Функционализация тиакаликс[4]арена 18 1.4.1. Функционализация нижнего обода тиакаликс[4]арепа и получение различных стереоизомерных форм

1.4.1.1. Тетраалкилирование

1.4.1.2. Дистальное алкилирование

2. Классические каликс[4]арены с атомами серы на нижнем ободе: методы синтеза, свойства

2.1. Тетразамещение по фенольным гидроксильным группам

2.2. Дизамещенные по фенольным гидроксильным группам серосодержащие каликс[4]арены

2.3. Введение серосодержащего заместителя в пара-положение верхнего обода каликсаренов

2.4. Свойства замещенных серосодержащими группами каликс[4]аренов

3. Тетрамеркаптотиакаликс[4]арен

4. Клатрохелаты 37 4.1 .Структура трис-диоксиматов железа (II)

4.2. Синтез макроциклических трис-диоксиматов

4.3. Функционализация трис-диоксиматов железа (II)

4.4. Реакции клатрохелатов с серосодержащими нуклеофилами

4.5. Применение клатрохелатов

Глава 2. Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами

Обсуждение результатов)

2.1. Синтез серосодержащих дизамещенных п-треш-бутилтиакаликс[4]аренов

2.1.1. Синтез тиоацетатов п-гарега-бутилтиакаликс[4]арена

2.1.2. Синтез частично замещенных меркаптопроизводных

2.2. Синтез тетрамеркаптопроизводных п-трега-бутилтиакаликс[4]арена

2.2.1, Синтез тетрабромпроизводных п-трет-бутилтиакаликс[4]арена

2.2.2.Синтез тетрамеркаптопроизводных п-шрет-бутилтиакаликс[4]арена

2.3. Синтез (тиа)каликс[4]арепо-клатрохелатных конъюгатов

2.3.1. Синтез и структура конъюгатов трис-диоксимата железа (II) с незамещенными (тиа)каликс[4]аренами

2.3.2. Сиитез и структура конъюгатов меркаптопроизводных тиакаликс[4]аренов в стереоизомерной форме 1,3-альтернат и клатрохелата

2.3.2.1. Моделирование конъюгатов

2.3.2.2. Синтез и структура конъюгата клатрохелата и меркаптопроизводного п-гарет-бутилтиакаликс[4]арена с длиной метиленового спейсера п=

2.3.2.3. Синтез и структура конъюгата клатрохелата и меркаптопроизводного п-т/?ет-бутилтиакаликс[4]арена с длиной метиленового спейсера п=

2.3.2.4. Синтез и структура конъюгата клатрохелата и меркаптопроизводного п-треш-бутилтиакаликс[4] арена с длиной метиленового спейсера п=

2.3.2.5. Структура конъюгата состава 1:

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Методики синтеза частично-замещенных тиакаликс[4]аренов

3.2. Методики синтеза тетразамещенных тиакаликс[4]аренов

3.3. Синтез каликсарено-клатрохелатных конъюгатов

3.3.1. Моделирование

3.3.2. Методики синтеза конъюгатов с незамещенными тиа)каликс[4] аренами

3.3.3. Методики синтеза конъюгатов меркаптопроизводных тиакаликс[4]аренов и клатрохелата

Введение диссертация по химии, на тему "Синтез новых замещенных по нижнему ободу серосодержащих производных тиакаликс[4]аренов и их конъюгатов с клатрохелатами"

Актуальность темы. Одним из бурно развивающихся в последнее время направлений в супрамолекулярной химии является разработка и исследование свойств паноразмерных молекулярных и супрамолекулярных систем и устройств. Эти исследования носят не только фундаментальный характер, но обладают и практической значимостью для создания новых материалов в различных областях нанотехнологии и материаловедения: электроники, оптики, медицины и т.д. Наноразмерные молекулярные системы могут иметь в своем составе несколько структурных блоков, способных выполнять различные взаимодополняющие функции, например, рецепторную и сигнальную функции, фотопреобразующую и аккумулирующую способность и т.п., что позволяет конструировать на их основе так называемые "smart" (интеллектуальные) материалы. Наиболее эффективная стратегия получения таких систем - «снизу-вверх» - заключается в объединении подходящих структурных единиц.

Каликсарены, получаемые в одну стадию, являются удобными молекулярными платформами для конструирования на их основе пространственно предорганизованных структур, обладающих ярко выраженными рецепторными и амфифильными свойствами. В ряду каликсаренов особое место занимают тиакаликс[4]арены с мостиковыми атомами серы, широкие возможности модификации которых позволяют создавать широкий спектр прекурсоров для синтеза более сложных наноразмерных структур, в частности, коньюгатов с другими макроциклическими платформами с необходимыми функциональными свойствами. Клатрохелаты — макробициклические соединения с ионом металла, инкапсулированным в трехмерную полость лиганда, обладают широкими возможностями для модификации в двух ортогональных направлениях (меридиональном и аксиальном). Они характеризуются высокой химической устойчивостью, наличием оптически и редокс-активного металлоцентра, способностью к иммобилизации на поверхности подложки меридиональной или аксиальной плоскостями.

Научная новизна работы.

• Установлены особенности химического поведения дизамещенных омега-бромалкокситиакаликсаренов в реакциях с тиоацетатом калия, а также моно- и ди замещенных тиоацетатов тиакаликсаренов в реакциях гидролиза. Впервые получены новые моно- и дизамещенные п-гарега-бутилтиакаликс[4]арены с тиоацето- и тиольными группами на нижнем ободе макроцикла.

• Впервые синтезированы бис-каликсарен, состоящий из двух монозамещенных серосодержащих производных /?-гарет-бутилтиакалик[4]арена, а также стереоизомер конус несимметрично замещенного 5,11,17,23-тетра-трега-бутил-25-(2-тиоацетоэтокси),27-(2-бромэтокси),26,28-дигидрокси-2,8,14,20-тетратиа-каликс[4]арена.

• Разработан метод синтеза и впервые получены конъюгаты mpz/с-диоксимата железа (II) и нефункционализированных п-т/?ега-бутил-(тиа)каликс[4]аренов. Установлено, что образование клатрохелат-каликсаренового конъюгата происходит за счет замещения только одного из двух атомов хлора в клатрохелатном фрагменте.

• Разработаны методы синтеза и впервые получены тетразамещенные омега-бромалкокси-, тиоацето- и меркаптопроизводные тиакаликс[4]арена в стереоизомерной форме 1,3-альтернат с различной длиной метиленовых спейсеров (п=2-5).

• Разработаны методы синтеза и впервые получены представители нового класса наноразмерных макроциклических соединений - конъюгаты функционализированных по нижнему ободу тиакаликс[4]аренов в стереоизомерной форме 1,3-альтернат и клатрохелатов - ш/шс-диоксимата железа (II), структура которых установлена комплексом физических методов. • Установлена зависимость между длиной метиленового спейсера в омега-меркаптоалкильных заместителях и способностью соответствующих тетразамещенных тиакаликс[4]аренов к образованию конъюгатов с клатрохелатами.

Практическая значимость заключается в разработке методов синтеза нового класса соединений - конъюгатов тиакаликс[4]аренов и клатрохелатов, перспективных соединений для создания наноструктурных материалов для сенсорных устройств, элементов молекулярной электроники, функциональных нанопленок и покрытий, супрамолекулярных ансамблей и устройств, а также в разработке методов синтеза ряда новых полностью и частично функционализироваиных тиакаликс[4]аренов в стереоизомерных формах конус и 1,3-альтернат.

Международной Чугаевской конференции по координационной химии», Санкт-Петербург, 2009; «Ю-th International Conference on Calixarenes», Seoul, Korea, 2009; V-th International Symposium «Design and synthesis of supramolecular architectures», Kazan, 2009; Итоговых научных конференциях ИОФХ им. А.Е. Арбузова (2006, 2008, 2009 гг.).

Работа выполнена в лаборатории химии каликсаренов Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН, является частью исследований в соответствии с научным направлением Института по государственной бюджетной теме «Молекулярный дизайн селективных циклофановых рецепторов и конструирование супрамолекулярных систем, обладающих ионофорными, каталитическими и сенсорными свойствами на основе амфифильных каликсаренов, дендримеров, полимеров, ионов металлов и ПАВ» (0120.0503493), «Закономерности процессов самоорганизации и распознавания с участием макроциклических соединений циклофановой природы и создание наноразмерных систем и устройств с различными функциональными свойствами» (№ госрегистрации 0120.803973). Работа поддержана грантами президента РФ для поддержки ведущих научных школ (НШ-5934.2006.3, НШ-3769.2008.3), Российским фондом фундаментальных исследований (07-03-000834-а «Пространственно предорганизованные рецепторы на основе функционализированных гидрокси-, меркапто- и анилинотиакаликс[4]аренов: дизайн и закономерности распознавания ионов металлов», 08-03-00399 «Новый класс металлокомплексов - конъюгаты клатрохелатов и каликсаренов»), программой №7 ОХНМ РАН "Химия и физико-химия супрамолекулярных систем и атомных кластеров", молодежным грантом в рамках Научно-образовательного центра КГУ «МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА» 2005, 2008 гг.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включает 81 рисунок, 47 схем, 7 таблиц и состоит из введения, двух основных глав, выводов, третьей главы -экспериментальной части - и списка литературы, включающего 120 наименований. В первой главе обобщен и систематизирован материал по функционализации тиакаликс[4]арена (ТСА), серосодержащих «классических» каликсаренов, а также

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны методы синтеза и впервые получены новые моно- и ди-замещенные п-га/?ет-бутилтиакаликс[4]арены с тиоацето- и меркаптогруппами. Найден метод получения частично-замещенных меркаптосеросодержащих ТСА из тиоацетатов в присутствии органического основания — н-бутиламина. Гидролиз тиоацетатов в присутствии НС1, КНС03 или их гидразинолиз оказались неэффективными для получения ди- и моно-замещепиых тиолов на тиакаликсареновой платформе, поскольку приводят к удалению функциональных групп ТСА с нижнего обода и образованию тиакаликс[4]арена.

2. Получены и охарактеризованы новые несимметрично-дизамещенный 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25-(2-тиоацетоэтокси), 27-(2-бромэтокси), 26,28-дигидрокси- 2,8,14,20 - тетратиакаликс[4]арен и бискаликсарен, состоящий из двух монозамещеппых серосодержащих п-га/?ега-бутилтиакалик[4]аренов в конформации конус.

3. Установлено, что образование клатрохелат-каликсареновых конъюгатов при взаимодействии га/л/с-диоксимата железа (II) каликс[4]ареном и тиакаликс[4]ареном происходит за счет замещения только одного из двух атомов хлора в клатрохелатном фрагменте.

4. Разработаны методы синтеза и впервые получены тетразамещенные амега-бромалкокси-, тиоацето- и меркаптопроизводные тиакаликс[4]арена в конформации 1,3-альтернат с различной длиной метиленового спейсера (п=2—5). Установлено, что наиболее эффективным методом введения тиольной группы в нижний обод тетразамещенных тиакаликсаренов является гидразинолиз соответствующих тиоацетатов.

6. Установлена зависимость между длиной метиленового спейсера в омега-меркаптоалкильных заместителях и способностью соответствующих теразамещенных тиакаликс[4]аренов к образованию конъюгатов с клатрохелатами.

Показано, что длина метиленового спейсера п=3 является недостаточной для образования конъюгата состава 1:2. Метиленовый спейсер с п=4 является наиболее оптимальным для получения конъюгата с двумя фрагментами клатрохелата на одну тиакаликсареновую платформу, а увеличение длины спейсера до п=5 приводит к конъюгату с тремя клатрохелатными фрагментами.

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Тюфтин, Андрей Андреевич, Казань

1. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия. Концепции и перспективы / Ж.-М. Лен, Пер. с англ. // Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН -1998. 334 с.

2. Стид, Дж. В. Супрамолекулярная химия. Пер. с англ.: в 2т. / Дж. В. Стид, Дж. Л. Этвуд // М.: ИКЦ «Академкнига», Т.1 2007. - 480 с.

3. Gutsche, C.D. Calixarenes. Monograps in supramolecular chemistry Text] / C.D. Gutsche // Cambridge: Royal Society of Chemistry. 1989.

4. Gutsche, D. Calixarenes Revisited / Monographs in Supramolecular Chemistry // The Royal Society of Chemistry. 1998. - P. 235.

5. Stewart, D. R. Isolation, Characterization, and Conformational Characteristics of p-tert-Butylcalix9-20]arenes [Text] / D. R. Stewart, C. D. Gutsche // J. Am. Chem. Soc. 1999.-Vol. 121.-P. 4136.

6. Mandolini, L. Calixarenes In Action Text] / L. Mandolini, R. Ungaro, Eds. Imperial College Press, 2002. P. - 271.

7. Miyano, S. Thiacalixarenes Text] / S. Miyano, N. Morohashi, // Chem Rev. -2006,-Vol. 13.-P. 5291 5316.

8. Lhotak, P. Chemistry of Thiacalixarenes Text] / P. Lhotak // Eur. J. Org. Chem.-2004.-P. 1675- 1692.

9. Sone, Т. Synthesis and properties of sulfur-bridged analogs of p-tert-Butylcalix4]arene [Text] / T. Sone; Y. Ohba, K. Moriya, H. Kumada, K. Ito // Tetrahedron 1997. - Vol. 53. - P. 10689 - 10698.

10. Kon, N. Synthesis of /?-/eri-butylthiacalix«]arenes (n=4, 6, and 8) from a sulfur-bridged acyclic dimer of ¿?-/er/-butylphenol [Text] / N. Kon, N. Iki, S. Miyano // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. - 43. - P. 2231 - 2234.

11. Mitesh, H. Genesis of thiacalixarenes: a one-pot highly efficient synthesis of TC4A Text] / H. Mitesh, H. Patel, B. Vijay, S. Shrivastav / Tetrahedron Letters 2008. -Vol. 49.-P. 3087-3091.

12. Furer, V.L. DFT and IR spectroscopic analysis of /?-/er/-butylthiacalix4]arene [Text] / V.L. Furer, E.I. Borisoglebskaya, V.V. Zverev, V.I. Kovalenko // Spectrochimica Acta Part A 2006. Vol. 63. - P. 207 - 212.

13. Bernardino, R. Structure and conformational equilibrium of thiacalix4]arene by density functional theory [Text] / R.J Bernardino., B.J. Costa Cabral // J. Mol. Struct: Theochem.-2001.-Vol. 549.-P. 253.

14. Kajiwara, T. Transition metal and lanthanide cluster complex constructed with thiacalixn]arene and its derivatives [Text] / T. Kajiwara, N. Iki, M. Yamashita // Coord. Chem, Rev.- 2007. -№. 251.-P. 1734- 1746.

15. Lhotak, P. Tetraalkylated 2,8,14,20-tetrathiacalix4]arenes: Novel infinite channels in the solid state [Text] / P. Lhotak, M. Himl, S. Pakhomova, I. Stibor // Tetrahedron Lett. 1998. - Vol. 39.-P. 8915.

16. Lhotak, P. Alkylation of thiacalix4]arenes [Text] / P. Lhotak, Michal Himl, I. Stibor, H. Petrickova // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. 43. - P. 9621 - 9624.

17. Iwamoto, K Synthesis and Ion Selectivity of All Conformational isomers of tetrakis((ethoxycarbonyl)methoxy)calyx4]arene [Text] / K. Iwamoto., S. Shinkai // J. Org. Chem. 1992. - № 57. - P. 7066 -7073.

18. Asfari, Z. Calixarenes 2001 / Z. Asfari, V. Böhmer, J.Harrowfield, J. Vicens // Kluver Academic publishers: Netherlands, 2001.

19. Matsumiya, H. Acid-base properties of sulfür-bridged calix4]arenes [Text] / H. Matsumiya, Y. Terazono, N. Iki, S. Miyano // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 2002. - P. 1166- 1172.

20. Lhotak, P. Upper rim substitution of thiacalix4]arene / P. Lhotak, M. Himl, I. Stibor, J. Sykora, I. Cisarova // Tetrahedron Lett. 2001. - Vol. 42. - P. 7107- 7110.

21. Konovalov, A.I. Supramolecular systems based on calixarenes Text] // A. I. Konovalov, I.S. Antipin // Focus Article. Mendeleev Chem. Comm. 2008. - Vol. 18. -P. 229 - 237.

22. Mitsunobu, O. The use of Diethyl Azodicarboxylate and triphenylphosphine in Synthesis and Transformation of Natural Products Text] / O. Mitsunobu // Synthesis, 1. -№ l.-P. 1-28.

23. Bitter, I. An expedient route to />-te/Y-butylthiacalix4]arene 1,3-diethers via Mitsunobu reactions [Text] /1. Bitter, C. Viktor. // Tetrahedron Lett. 2003. - Vol. 44. -P. 2261 -2265.

24. Csokai, V. Functionalized thiacalix- and calix4]arene-based Ag+ ionophores: synthesis and comparative NMR study [Text] / V. Csokai, A. Grun, B. Balazs, A. Simon, G. Toth, I. Bitter // Tetrahedron- 2006. Vol. 62. - P. 10215 - 102.

25. Csokai, V. Chemoselective ring closure of thiacalix4]arene-l,3-bis(N-co-hydroxyalkylamides) via the Mitsunobu reaction [Text] // V. Csokai, A. Simon, B. Balazs, G. Toth, I. Bitter / Tetrahedron 2006. - Vol. 62. - P. 2850 - 2856.

26. Dudic, M. Synthesis and spectroscopic properties of porphyrin-(thia)calix4]arene conjugates [Text] / M. Dudic, P. Lhotak, 1. Stibor, H. Dvorakova, J. Lang // Tetrahedron -2002.-Vol. 58.-P. 5475.

27. Piner R. D. Dip-Pen Nanolithography / R. D. Piner, J. Zhu, F. Xu; S. Hong, C.A. Mirkin // Science 1999. - Vol. 283. - P. 661-663.

28. Сигэру О. Химия органических соединений серы / Пер. с япон. Под ред. E.H. Прилежаевой. М., «Химия». 1995. - 512 с.

29. Yordanov, A. T. Synthesis of Heavy Metal Ion Selective Calix4]arenes Having Sulfur Containing Lower-Rim Functionalities [Text] / A. T. Yordanov, J. T. Mague, D. M. Roundhil // Inorg. Chem. 1995. -Vol. 34. - P. 5084 - 5087.

30. Yordanov, A. Chemically modified calix4]arenas as selective complexants for metal ions: comparison with crowns and thiacrowns [Text] / A. Yordanov, M. Roundhill // New J. Chem., 1996. - Vol. 20. - P. 447 - 451.

31. Yordanov, A. Calixarenes Derivatized with Sulfur-Containing Functionalities as Selective Extractants for Heavy and Precious Metal Ions Text] /А. T. Yordanov, B.R. Whittlesey, D. M. Roundhill // Inorg. Chem. 1998. - Vol. 37. - P. 3526 - 3531.

32. Ludwig, R. Calixarene-Based Molecules for Cation Recognition Text] / R. Ludwig, N. Т. К. Dzung // Sensors 2002. - Vol. 2. - P. 397 - 416.

33. Zheng, Qi-Yu. A Facile Method for Synthesis of Calix4]crowns Containing Nitrogen and Sulfur Atoms [Text] / Qi-Yu Zheng, Ch.-F. Chen, Z.-T. Huang // J. Chem. Research (S) 1999. - P. 212 - 213.

34. Arduini, A. Recognition of quaternary ammonium cations by calix4]arene derivatives supported on gold nanoparticles [Text] / A. Arduini, D. Demuru, A. Pochini, A. Secchi // Chem. Commun. 2005. - P. 645 - 647.

35. Kumar, S. A convenient single step synthesis of p-thiomethylmethylcalixarenes and metal ion extraction studies Text] / S. Kumar, H. M. Chawla, R. Varadarajan // Tetrahedron-2003.-Vol. 59.-P. 7481 7484.

36. Chen, H. Comparative Study of Protein Immobilization Properties on Calixarene Monolayers Text] / H. Chen, M. Lee, S. Choi, J.-H. ICim, H.-J. Choi, S.-H. Kim, J. Lee, K.Koh//Sensors-2007.-Vol. 7.-P. 1091 1107.

37. Yordanov, A. Extraction selectivites of lower rim substituted calix4]arene hosts induced by variations in the upper rim substituents [Text] / A.T. Yordanov, D. M. Roundhill, J. T. Mague // Inorganica Chimica Acta 1996. - Vol. 250. - P. 295 - 302.

38. Yordanov, A. T. Derivatized Calix4]arenes as Selective Phase Transfer Extractants for Heavy Metal and Oxyion Salts [Text] / A. T. Yordanov; N. J. Wolf, E. M.

39. Georgiev , H. F. Koch, O. M. Falana, D. M. Roundhill // Comments on Inorganic Chemistry 1999.-P. 163 - 175.

40. Lu, J.-Q. A new solid-state silver ion-selective electrode based on a novel tweezer-type calixarene derivative Text] / J.-Q. Lu, D.-W. Pang, X.-S. Zeng, X.-W. He // Journal of Electroanalyt. Chem. 2004. - Vol. 56. - P. 37 - 43.

41. Li, H. Calixarene capped quantum dots as luminescent probes for Hg2+ ions Text] / H. Li, Y. Zhang, X. Wang, D. Xiong, Y. Ba // Materials Lett. 2007. - Vol. 61. -P. 1474-1477.

42. Memona, S. A useful approach toward the synthesis and metal extractions with polymer appended thioalkyl calix4]arenes [Text] / S. Memona, M. Tabakcib, D. M. Roundhill, M. Yilmaz // Polymer 2005. - Vol. 46. - P. 1553 - 156.

43. Schonher, H. Lattice Structure of Self-Assembled Monolayers of Dialkyl Sulfides and Calix4]arene Sulfide Adsorbates on Au(lll) Revealed by Atomic Force Microscopy [Text] / II. Schonherr, G. J. Vancso // Langmuir- 1999. Vol. 15. - P. 5541 - 5546.

44. Xu, S. Tetraurea calix4]arenes with sulfur functions: synthesis, dimerization to capsules, and self-assembly on gold [Text] / S. Xu, G. Podoprygorina, V. Bohmer, Z.

45. Ding, P. Rooney, C. Rangand, S. Mittler // Org. Biomol. Chem. 2007. - Vol. 5. - P. 558-568.

46. Akdas, H. Telramercaptotetrathiacalix4]arene the Most Sulfur Enriched Ligand: Synthesis and Structural Analysis [Text] / H. Akdas, E. Graf, M. W. Hosseini, P. Rao, A. De Cian // Journal of Supramolecular Chemistry 2 2002. - P. 21 - 28.

47. Pedersen, С. J. Cyclic polyethers and their complexes with metal salts Text] / C. J. Pedersen // J. Am. Chem. Soc. 1967. - Vol. 89, issue: 26. - P. 7017 - 7036.

48. Pedersen, C. J. Macrocyclic Polyethers: Dibenzo-18-Crown-6 Polyether and Dicyclohexyl-18-Crown-6 Polyether Text] / C. J. Pedersen // Organic Syntheses, Coll. -1988. Vol. 6. P. 395.

49. Voloshin, Y. Z. Clathrochelates: synthesis, structure and properties / Y. Z. Voloshin, N. A. Kostromina, R. Kramer // Elsevier 2002. - P. 419.

50. Christopherson, H. The molecular and ionic solubility of nickel dimethylglyoximate Text] / H. Christopherson, E.B. Sandell. // Anal. Chim. Acta -1954.-Vol. 10. -P. 1-9.

51. Schrayzer, G. N. Chemie der Metall-Koordinationsverbindungen, I. Reaktion von Bis-dimethylglyoxim-nickel mit Borverbindungen Text] / G. N. Schrayzer // Chem. Ber.- 1962. Vol. 95, issue: 61. -P. 1438 1445.

52. Umland, F. Carbon-Free Metal Chelate Rings Containing Boron / F. Umland, D. Thierig // Angew. Chem. 1962. - Vol. 1, issue: 6. - P. 333 - 334.

53. Волошин, Я.З. Реберно-функционализированные клатрохелатные трис-диоксиматы железа (II) с пендантными фрагментами различных типов: пути синтеза, строение и свойства Текст] / Я.З. Волошин // Изв. АН, сер. Хим. 2004. -С. 92 - 97.

54. Voloshin, Y.Z. Cage iron(II) complexes with apical and ribbed adamantyl substituents: The creation of second (hydrophobic) shell of an encapsulated metal ion

55. Text. // Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, A. S. Belov, A. Yu. Lebedev, I. S. Makarov, M. E. Gurskii, M. Yu. Antipin, Z. A. Starikova, Yu. N. Bubnov // Inorganica Chimica Acta-2007.-Vol.- 360.-P. 1543 1554.

56. Alpha, B. Luminescence Probes: The Eu and Tb Cryptates of Polypyridine Macrobicyclic Ligands Text] / B. Alpha, V. Balzani, J.-M.Lehn S. Perathoner, N. Sabbatini // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1987. - Vol. 26. - P. 1266.

57. Волошин, Я.З. Оксиматы металлов как строительные блоки: от моноядерных комплексов к супер- и супрамолекуялрным системам Текст] // Я. 3. Волошин, O.A. Варзацкий / XXII Междун. Чугаевская конф. по корд. Хим., Кишенев, Молдова. -2005.-С. 25.

58. Voloshin, Y. Z. Tuning a Metal's Oxidation State: The Potential of Clathrochelate Systems Text] / Y. Z. Voloshin, O. A. Varzatskii, I. I. Vorontsov, M. Yu. Antipin // Angew. Chem. Int. Ed. 2005. - Vol. 44, isuue: 22. - P. 3400 - 3402.

59. Stott, K. Excitation Sculpting in High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Application to Selective NOE Experiments Text] / K. Stott, J. Stonehouse, J. Keeler, T-L. Hwang, A-J. Shaka // J. Am.Chem. Soc. 1995. - Vol. 117.-P. 4199.

60. Atta-ur-Rahman. One and Two Dimensional NMR Spectroscopy / Atta-ur-Rahman // Elsevier, Netherlands. 1989. - P. 578.

61. Gofrey, J.J. Mercaptans and amides from thioethers // U.S. 3.086.049 (CI. 260561), Apr.6, 1963, Appl. Mar. 16, I960.- P. 3.

62. Wallance, O. B. Mild, selective deprotonation of thioacetates using sodium thiomethoxide Text] / O. B.Wallance., D.M. Springer // Tetrahedron Lett. 1998. - Vol. 39.-P. 2693 -2694.

63. Huang, Y. Preparation of Disulfides by Reduction of Sodium Alkyl Thiosulfates with Metallic Samarium and Catalytic Amount of Iodine Text] // Y. Huang, Y. Zhang, Y.; Y. Wang // Synth. Commun. 1997. - Vol. - 27. - P. 1043 - 1047.

64. Li, X.-M. Catalytic Microcontact Printing without Ink Text] / X.-M. Li, M. Peter, J. Huskens, D. N. Reinhoudt //Nano Letters -2003, Vol. 3, - No. 10, - P. 1449-1453.

65. Pfammatter, M.J. Synthesis of w-Substituted Alkanethiols and (Bromomethyl)methylthiomalonates Text] / M. J. Pfammatter, V. Siljegovic, T. Darbre, R. Keese // Helvetica Chimica Acta 2001, - Vol. - 84. - P. 678-689.

66. Aherne, D. Programming a Gold Nanocrystal to Recognize and Selectively Bind a Molecular Substrate in Solution Text] // D. Aherne, S. N. Rao, D. Fitzmaurice // J. Phys. Chem. B .- 1999. -Vol. 103.-P. 1821-1825.

67. Pople, J. A. Self-Consistent Orbitals for Radicals / J. A. Pople, R. K. Nesbet // J. Chem. Phys. 1954. - Vol. - 22. - P. 571.

68. Molecular baskets based on tetramercaptotetrathiacalix4]arene and tetrathiacalix[4]arene [Text] / IT. Akdas, L. Bringel, V. Bulach, E. Graf, M.W. Hosseini, A. De Cian // Tetrahedron Lett. 2002. - Vol. 43. - P. 8975 - 8979.cJJ\. 90 ^fCe

69. Караулова, E. H. / Синтез сульфидов, тиофенов и тиолов типа соединений, встречающихся в нефтях // Е. Н. Караулова // М.: «Наука». 1988. - С. 207.

70. Фаттахов, С.Г. Синтез и некоторые превращения 1,3-бис-омега-(формилфенокси)алкил]-6-метилурацилов [Текст] / С.Г. Фаттахов, С.Е. Соловьева, B.C. Резник. // Ж. общ. хим.-2000. Т. 70.- Вып. 3.- С.495-502.

71. Bellamy, L. J. The infrared spectra of complex molecules / L. J. Bellamy. 1975. -Vol. 1 (3rd ed.), Halsted Press, a division of John Wiley & Sons, Inc., New York, P. 433.

72. Allinger N. L. Molecular mechanics parameters Text] / N. L. Allinger, X. Zhou, J. Bergsm // Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. Vol. 312. issue 1. - 1994. - P. 69-83.

73. Яцимирский, К.Б. Синтез макроциклических соединений Текст] / К. Б. Яцимирский, А. Г. Кольчинский, В. В. Павлищук, Г. Г. Таланова // Киев: Наук, думка. 1987.-280 с.

74. Conformational Properties and Intramolecular Weak Interactions in Substituted Dithia3.3.1]metacyclophanes [Text] / T. Moriguchi, M. Inoue, K. Sakata, A. Tsuge // Chemistry Lett. 2001 - P. 586 - 587.

75. Gordon, A.J. A Chemists Companion: A Handbook of Practical Data, Techniques, and References Text] / A.J. Gordon, R. A. Ford // Wiley Interscience, New York, London, Sydney, Toronto, 1972, 537 pp.

76. G.M. Sheldrick, SHELXTL v. 5.10, Structure Determination Software Suit, Bruker AXS: Madison, Wisconsin, USA.