Регіо- та стереоселективна функціоналізація калікс[4]аренів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ02.00.03 - органічна хімія органічна хімія АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук Робота виконана у відділі хімії фосфоранів Інституту органічної хімії НАН України Науковий консультант: доктор хімічних наук, професор, чл.-кор. НАН України Хиля Володимир Петрович Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри органічної хімії доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Бальон Ярослав Григорович Інститут ендокринології та обміну речовин ім.Вони мають внутрішньомолекулярні високовпорядковані ліпофільні чашеподібні порожнини, утворені ароматичними фрагментами макроциклічного кістяка, завдяки чому демонструють здатність розпізнавати та звязувати в стійкі комплекси типу „гість-господар”, а також розділяти близькі за властивостями катіони, аніони та нейтральні молекули. Попередня організація декількох біоафінних груп на поверхні молекулярної платформи каліксаренів використовується для створення високоефективних та селективних лігандів або рецепторів біомолекул, і, таким чином, ця властивість може бути застосована для створення нових біоактивних речовин. Вони мають чотири гідроксильні групи на нижньому (вузькому) вінці та чотири активних пара-положення фенольних кілець на верхньому (широкому) вінці, і тому, за допомогою простих, добре розроблених методів органічної хімії, на цю платформу можуть бути введені різні за властивостями функціональні групи. Робота виконувалась згідно планової бюджетної тематики відділу хімії фосфоранів ІОХ НАН України „Дизайн, синтез та дослідження біоактивних каліксаренів” та „Молекулярний дизайн, синтез та дослідження макроциклічних рецепторів біологічно активних та екологічно небезпечних молекул та йонів” (№ держреєстрації 0102U000802 та 0106U000007); в рамках програми НАН України “Новітні медико-біологічні проблеми та навколишнє середовище людини” за темою „Проведення синтезу каліксаренів та вивчення їх комплексоутворення з біологічно-активними речовинами різноманітних класів” (№ держреєстрації 0104U007742); в рамках програми НАН України „Розробка пріоритетних напрямків розвитку хімії” за темою „Розробка нових підходів до створення хіральних каліксаренів як будівельних блоків супрамолекулярних каталізаторів та функціональних наноструктур” (№ держреєстрації 0104U000061), а також міжнародних наукових фондів: INCO-COPERNICUS „Розробка технологій ефективного знешкодження радіоактивних відходів з використанням нових фосфорильованих іонофорів” (1999-2000 рр.) та Science & Technology Center in Ukraine „Хіральні каліксарени для дизайну гібридних органічно-неорганічних металокомплексних каталізаторів асиметричних реакцій” (2005-2008 рр.) Для досягнення цієї мети необхідно було розвязати наступні завдання: 1) дослідити можливість регіоселективної 1,2-функціоналізації гідроксильних груп (алкілування, сульфонілування) і вивчити вплив природи реагентів та сили основи на напрямок проходження цих реакцій;З метою розробки препаративних та безпечних методів синтезу алкоксикаліксаренів було вивчено алкілування калікс[4]аренів по вузькому вінцю в середовищі ДМСО - NAOH як альтернативу до класичного методу в середовищі ДМФА - NAH. Реакція калікс[4]арену 1а в ДМСО з 10-кратним надлишком алкілброміду в присутності концентрованого водного розчину NAOH приводить до тетраалкоксикаліксаренів 2а-с в конформації конус з виходом 60-85% (схема 1). Алкілування тетрагідрокси-трет.-бутилкаліксарену 1b в аналогічних умовах приводить до функціоналізації двох сусідніх ОН груп макроциклу з утворенням сполук 3а-d в конформації конус з виходом 76-93% В ПМР спектрі калікс[4]арену 3а протони OCH2 груп алкільного фрагмента є діастереотопними і дають два мультиплети при 3.86 і 4.05 м.д., котрі перетворюються в АВ спінову систему з константою 2JH-H 7 Гц при подавленні спін-спінової взаємодії сусідніх метиленових груп. Розроблений метод алкілування в середовищі ДМСО - NAOH дозволяє отримати і тетралкоксикалікс[4]арени з трет.-бутильними групами 5 при використанні як вихідної речовини 25,27-діалкоксикалікс[4]арену 4a, який, на відміну від проксимально заміщеного калікс[4]арену 3а, легко реагує з алкілбромідами в цих умовах (схема 2). Таким чином, проведене дослідження дозволяє запропонувати алкілування в середовищі ДМСО - NAOH як препаративний метод синтезу тетраалкокси-та 25,26-діалкокси-трет.-бутилкалікс[4]аренів як альтернативу стандартному методу алкілування в середовищі ДМФА - NAH.Вперше визначена теоретично можлива кількість стереоізомерів каліксаренів із різнофункціоналізованими бензольними кільцями, що дозволило розробити два стратегічних підходи до синтезу внутрішньохіральних калікс[4]аренів: 1) синтез проксимальних гетерофункціоналізованих діастереомерів з подальшим їх розділенням; 2) асиметричний синтез тетрафункціоналізованих каліксаренів.

Основний зміст роботи