Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор.
1.1. Область супрамолекулярной химии. 8
1.2. Понятие молекулярного распознавания . 10
1.3. Стероиды в супрамолекулярной химии. 17
1.3.1. Классификация стероидов. 17
1.3.2. Дезоксихолевая кислота. 21
1.3.3. Апохолевая кислота. 22
1.3.4. Холевая кислота. 25
1.3.5. Другие стероидные молекулы хозяев. 36
1.3.6. Селективность образования кристаллических комплексов включений. 39
1.4. Методы получения и анализа структуры кристаллических комплексов включений . 41
1.5. Коэффициент упаковки полости хозяина. 41
ГЛАВА 2. Обсуждение результатов. 45
2.1. Изостевиол. v 45
2.2. Изостевиол - потенциальная платформа для создания молекулярных рецепторов нового типа . 51
2.3. Получение изостевиола и стевиола. Их молекулярная структура. 5 5
2.4. Семикарбазоны изостевиола. 60
2.5. Продукты восстановления изостевиола. 74
2.6. Ацилирование продуктов восстановления изостевиола. 91
2.7. Взаимодействие изостевиола и его производных с 1,3-дибромпропаном . 94
2.7.1. Сложные эфиры изостевиола. 94
2.7.2. Метиловый эфир 15-бромизостевиола. 102
2.8. Комплексы изостевиола с молекулами ароматических гостей. 109
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть. 138
Выводы. 148
Список литературы. 150
Приложение 164
- Понятие молекулярного распознавания
- Методы получения и анализа структуры кристаллических комплексов включений
- Изостевиол - потенциальная платформа для создания молекулярных рецепторов нового типа
- Взаимодействие изостевиола и его производных с 1,3-дибромпропаном
Введение к работе
В последние десятилетия значительное внимание исследователей привлекает к себе супрамолекулярная химия. Объектом изучения этой химии являют-ся процессы молекулярного распознавания и связывания различных химических объектов, приводящие к образованию супрамолекулярных частиц за счет нековалентных аттрактивных межмолекулярных взаимодействий. Синтез и изучение молекул-рецепторов, способных взаимодействовать по типу «гость-хозяин», являются необходимым этапом развития супрамолекулярной химии. На роль «хозяина» было опробовано множество органических соединений синтетического и природного происхождения: каликсарены, макрогетероцикличе-ские системы, циклофаны, циклодекстрины, сахара, стероиды, и т.д. В литературе описаны определенные достижения по связыванию этими рецепторами азотсодержащих ароматических гетероциклов, замещенных глюкопиранози-дов, различных ДНК и пр. Если говорить о природных соединениях, то их привлекательной особенностью, обеспечивающей селективность в молекулярном распознавании, является наличие у большинства из них жесткого углеводородного каркаса специфической формы, нескольких реакционноспособных групп, способных к химической трансформации, а также наличие хиральных центров.
Поиск новых платформ для создания молекулярных рецепторов на основе природных соединений является актуальной задачей. В этой связи наше внимание привлек изостевиол — дитерпеноид, выделяемый из растения Stevia ге-baudiana Bertoni. Он имеет хиральный жесткий тетрациклический углеводородный каркас своей специфической геометрии, реакционноспособные карбоксильную и кетонную группы, то есть в принципе сам мог бы выполнять роль рецептора. С другой стороны, одним из этапов создания молекулярных рецепторов на основе новой молекулярной структуры, как правило, является изучение реакционной способности базового соединения, в нашем случае изосте-виола, получение стартовых соединений, которые могли бы стать «строительными блоками» будущих рецепторов.
5 Поэтому целью данной диссертационной работ является изучение реакционной способности кетогруппы изостевиола, получение соответствующих реакционноспособных производных по атому С циклопентанового кольца, а также исследование способности к молекулярному распознаванию и связыванию самого изостевиола.
Научная новизна работы. Впервые проведено систематическое иссле-дование реакционной способности кетогруппы изостевиола. Установлено, что взаимодействие изостевиола с семикарбазидом, 2,4-динитрофенилгидразином, бензиламином, гидроксиламином протекает с образованием иминов в положении С16. Реакция протекает с образованием исключительно -стереоизомерных иминов. Восстановление изостевиола и его метилового эфира боргидридом натрия протекает регио- и стереоселективно по карбонильной группе с образованием 16-гидроксипроизводных. Впервые показано, что взаимодействие метилового эфира изостевиола и его оксима в суперосновной среде (ДМСО, КОН) при использовании большого избытка 1,3 - дибромпропана, приводит к обра-зованию 15-бром изостевиола. Найдено, что изостевиол представляет собой новый тип молекулярных рецепторов на основе дитерпенового каркаса и способен образовывать индивидуальные молекулярные кристаллические комплексы с рядом ароматических соединений.
Практическая значимость работы. Свойство изостевиола образовывать молекулярные комплексы с молекулами ароматических соединений может быть использовано для разделения их регио- и стереоизомеров. Полученные производные изостевиола по атому С16 циклопентанового кольца могут быть использованы в качестве «строительных блоков» для создания нового типа молекулярных рецепторов на основе соединений дитерпенового ряда.
Апробация работы: Материалы диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: II Научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра КГУ "Материалы и технологии XXI века" (Казань, 2001), III Всероссийская конференция мо-
лодых ученых "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Саратов, 2001), III Международная конференция «Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии» (С.-Петербург, 2001), Международные симпозиумы по молекулярному дизайну и синтезу супрамоле-кулярных архитектур (Казань, 2000, 2002), Всероссийские конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар 2000, Казань, 2002), Молодежная научная школа по органической химии (Екатеринбург, 2000), итоговая конференция Казанского Научного Центра РАН (Казань, 2000,2001).
Публикации: По материалам диссертации имеется 13 публикаций, в том числе 7 статей в российских и международных изданиях и 6 тезисов конференций различного уровня.
Объем и структура диссертации» Работа оформлена на 204 страницах, содержит 2 таблицы, 51 рисунок, 40 ЯМР и ИК спектров. Она состоит из введения, трех глав, вывода, списка цитируемой литературы, включающего 118 наименования. Первая глава представляет собой литературный обзор публикаций посвещенных супрамолекулярной химии, в том числе кристаллическим комплексам включениям типа «гость-хозяин». В главе 2, состоящей из 8 разделов обсуждаются результаты собственных исследований реакционной способности изостевиола и его рецепторной активности. Глава 3 представляет собой описание эксперимента.
Работа выполнена в лаборатории химии природных соединений Института органической и физической им. А. Е. Арбузова Казанского Научного Центра Российской Академии наук. Автор выражает искреннюю и глубокую благодарность своим научным руководителям -д.х.н. Владимиру Евгеньевичу Катаеву и проф., д.х.н., Владимиру Алексеевичу Альфонсову, а также всем сотрудникам лаборатории химии природных соединений за постоянную помощь и поддержку в работе на всех этапах ее выполнения. Автор благодарит сотрудников лаборатории дифракционных методов ИОФХ им. А.Е. Арбузова за проведение рентгеноструктурного анализа, сотрудников лаборатории молекуляр-
7 ной спектроскопии за регистрацию ИК спектров, коллектив группы ЯМР спектроскопии за регистрацию спектров ЯМР, с.н.с, к.х.н. Мусина Р.З. за проведение масс-спектрального анализа, д.х.н. Юсупову Т.Н., н.с. Рыжикова Д.В. и к.х.н. Новикова В.Б. за выполнение некоторых анализов.
Автор выражает благодарность за финансовую поддержку в проведении исследований Российскому Фонду Фундаментальных Исследований (гранты 01-03-32188, 01-03-32190), Российско-Американской Программе BRHE "Фундаментальные исследования и высшее образование" (грант REC-007) и фонду НИОКР Академии наук Республики Татарстан (грант 07-7.4-39). Данная работа финансировалась также в рамках Комплексной программы научных исследований РАН "Новые принципы и методы создания направленного синтеза веществ с заданными свойствами" (проект "Клешневидные и макроциклические соединения, содержащие гетероциклические атропоизомерные фрагменты, как путь создания макроциклических рецепторов с заданными свойствами" и проект "Новые принципы получения и целевого использования энантиомерно чистых органических соединений").
Понятие молекулярного распознавания
Характерными свойствами супрамолекулярных частиц,являются молекулярное распознавание, превращение и перенос. Молекулярное распознавание - одно из ключевых понятий супрамолекулярной химии - это процесс целенаправленного связывания, в котором рецептор (хозяин) эффективно взаимодействует с высокой избирательностью с определенным типом молекул субстрата (гостем). Если помимо центров связывания рецептор содержит также реакционно способные функциональные группы, он может влиять на химические превращения на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамоле-кулярного реагента или катализатора. Липофильный, растворимый в мембранах рецептор может выступать в роли носителя, осуществляя транспорт, перенос связанного субстрата. Следует отметить, что перенос и превращения относятся к свойствам не только супрамолекулярных ансамблей, но и большинства химических частиц [3,4]. Область молекулярного распознавания занимается изучением селективных молекулярных взаимодействий, которые контролируют или инициируют специфические физические функции биологических систем. Биология без молекулярного распознавания невообразима. Жизненно важные биохимические процессы, такие как молекулярный транспорт, процесс сохранения генетической информации и ассемблирование белков, включают в 9ебя молекулярное распознавание и комплексообразование как основные этапы. Изучение законов и ограничений, которые управляют этими внутримолекулярными взаимодействиями, чрезвычайно важны для понимания и управления этими процессами. Поэтому дизайн и конструирование синтетических рецепторов стали важной и быстроразвивающейся областью современной химии [2-4]. Тонкость контроля и эффективность наблюдения за процессами в биохимических системах зависят от степени селективности молекулярных взаимодействий, которые осуществляются в живых организмах.
Результаты проведенных за последние 20 лет исследований в области молекулярнрго распознавания обнаружили возможности, необходимые для дизайна, построения и придания энантио- и диастереоселективности молекулам «хозяев», а также способствовали концентрации внимания химиков именно в этой области. Тем не менее, одну из сверхзадач супрамолекулярной химии — получение синтетических рецепторов, обладающих такой же высокой селективностью, как и природные рецепторы, — все еще нельзя считать решенной. Две молекулы, участвующие в процесс образования ассоциатов, часто называются «хозяин и гость» или «рецептор и субстрат». «Хозяин» и «гость» понятия неоднозначные, так как «хозяин» может одновременно являться «гостем» какой либо другой молекулы. Размер и форма связывающей полости, образуемой молекулой-рецептором, а также ее жесткость и гибкость определяются природой структурных единиц ассоциатов. Для достижения высокой селективности необходимо при создании рецептора учитывать, насколько хорошо подогнаны друг к другу во всех трех измерениях архитектуры бубстрата и рецептора, и насколько удачно расположены центры связывания. Более того, субстрат и рецептор будут иметь большую поверхность контакта, если рецептор будет способен обволакивать гостя таким образом, чтобы достигалось максимально большое число связывающих нековалентных взаимодействий, и чтобы рецептор мог «почувствовать» молекулярную форму, размер и архитектуру субстрата. Это реализуется в молекулах-рецепторах, содержащих внутримолекулярные полости, щели или карманы, в которые может заходить подходящий субстрат. В таких вогнутых рецепторах центры связывания находятся внутри полости, в которую входят вступающие в связь субстраты, эти рецепторы эндо-полярны и могут быть также названы эндорецепторами. В качестве биологических аналогий можно привести расположение активных центров ферментов: маленький субстрат связывается внутри полости большой белковой молекулы. У экзорецепторов центры связывания находятся снаружи. Они используют для распознавания субстрата внешнюю поверхность, имеющую выпуклости и впадины. В таком случае связывание рецептор-субстрат происходит за счет взаи модействия двух поверхностей. Экзораспознавание, характеризующееся прочным и селективным связыванием, требует большой площади контакта и достаточного числа взаимодействий, а также геометрической и электронной комплиментарное между поверхностями рецептора и субстрата. Биологическими аналогиями такого типа связывания являются взаимодействия между белками, например, на границе раздела антитело-антиген, во время процесса иммунологического распознавания [4]. Таким образом, молекулы, выступающие в роли «хозяев», можно условно разделить на две группы, основываясь преимущественно на размере молекулы «хозяина» и форме ее связывающей поверхности.
Первая группа состоит из сравнительно маленьких молекул с выпуклыми связывающими поверхностями. Эти хозяева обычно взаимодействуют с ограниченной частью (меньше чем половина) поверхности «гостя». Вторая группа включает в себя относительно большие молекулы с вогнутой поверхностью. Эти «хозяева» обычно связывают «гостя» посредством инкапсулирования его внутрь «полости» или «кармана». Поскольку поверхность связывания «хозяина» является вогнутой, а «гостя» - выпуклой, то взаимодействие осуществляется через множество точек, благодаря чему реализуется боле$ сильное связывание, чем в случае молекул первой группы [5]. По геометрическим типам строения распознавание можно подразделить на сферическое, тетраэдрическое, распознавание ионов аммония и родственных ему субстратов, распознавание нейтральных молекул и анионных субстратов. [3, 4, 6] Распознавание сферических субстратов, т. е. положительно заряженных катионов щелочных, щелочноземельных и лантаноидных металлов, или отрицательно заряженных галогенид-анионов - самый простой из известных процессов распознавания субстратов. Можно выделить три, основных класса рецепторов, способных к распознаванию сферических субстратов: — природные макроциклы, обладающие свойствами антибиотика (например, валиомицин); синтетические макроциклические полиэфиры, краун-эфиры и их производные, а также сферанды;
Методы получения и анализа структуры кристаллических комплексов включений
Соединения включения наиболее часто получают при медленном выпаривании растворов хозяина и гостя [см. например 11, 12, 24,30, 35] или просто перекристаллизацией [см. например 7, 17]. Чаще в качестве растворителей используют спирты [11, 27, 30, 42,] или избыток гостя [13, 21, 26, 33, 35, 38, 41]. Причем Накано с сотрудниками обнаружил [19], что при использовании обоих методов для одних и тех же гостей (нитрилы, уксусная кислота) в случае комплексов включений холевой кислоты могут быть получены кристаллы различной структуры. В случае дезоксихолевой кислоты подобного не наблюдается вследствие отсутствия гидроксильной группы при углеродном атоме С . Также при получении клатратов может быть использован абсорбционный метод и метод замены гостя.[28]. Для установления структуры кристаллических комплексов включения используются различные методы. Для получения предварительной или дополнительной информации используются ИК, УФ и ЯМР спектроскопии, термогравиметрия, спектроскопия электронно-спинового резонанса, СЕМ (сканирующая электронная микрография). Но окончательно о структуре клатрата можно судить только по результатам РСА, поскольку все остальные методы могут использоваться только в совокупности и не дают полной информации о взаимном расположении молекул в кристалле. Как уже было отмечено выше, в последнее время было изучено и описано множество соединений типа гость-хозяин, имеющих различные размеры и функциональные группы. Однако целенаправленный дизайн кристаллических структур, имеющих полость заданного размера и способных выступать в роли селективного хозяина, является все еще достаточно сложной задачей.
Хорошо известно, что для получения комплексов типа гость-хозяин необходима стерическая комплиментарность между полостью хозяина и фрагментами молекулы гостя (в молекулярном распознавании это называется реализацией механизма «ключ-замок»). В частности, размер включаемого элемента играет определяющую роль в связывании молекулы гостя хозяином с открытой молекулярной структурой. В комплекс входят те соединения, которые точно соответствуют размерам полости хозяина, а молекулы большего или меньшего размера - не включаются. Для того, чтобы оценить коэффициент стерического соответствия между хозяином и гостем, Ребек и Месоцци ввели термин "коэффициент упаковки" полости хозяина, который определяется как соотношение между молекулярным размером фрагмента гостя, включающегося в полость, и размером самой полости хозяина [32]. Однако такой подход используется крайне редко, чаще всего рассматривается лишь молекулярный размер компонентов [46]. Параметр «коэффициент упаковки» рассчитывается по четырем размерам полости хозяина и молекулярному объему молекулы гостя в кристалле комплекса включения. Следует отметить, что коэффициент упаковки полости комплекса имеет тенденцию к возрастанию с увеличением размера гостя. Гости с коэффициентом упаковки 70% не образуют стабильных кристаллических комплексов включений, они вызывают изомеризацию структуры хозяина, увеличивая размер полости, или/и изменяют стехиометрическое соотношение гость : хозяин в комплексе. Особенности такой упаковки приводят к тому, что увеличивается отталкивание между фрагментами гостей, и уменьшаются их степени свободы в полости хозяина. С другой стороны, гости с коэффициентом упаковки 55% также не способны образовывать кристаллические комплексы включения и вызывают изомеризацию кристаллической упаковки до другого типа с меньшим размером полости. Из,этого следует, что оптимальная величина коэффициента кристаллической упаковки для образования стабильных кристаллических комплексов включения должна варьироваться в диапазоне 55-70% [32]. Однако имеются примеры существования кристаллических комплек сов включения с коэффициентом упаковки полости 48% . Это происходит в тех случаях, когда гости способны к образованию сильных межмолекулярных взаимодействий, таких как л-л взаимодействия и водородные связи, например, в комплексе холевой кислоты с фенолом [32]. Из этого следует, что предварительная оценка коэффициентов упаковки полости молекул хозяев, а также оценки их способности к связыванию за счет ММВС или 7U-7U взаимодействий, в принципе позволяет прогнозировать селективное молекулярное распознавание. Таким образом, одним из широко используемых в супрамолекулярной химии типов молекулярных рецепторов (хозяев) являются хо левые кислоты.
Способность к молекулярному распознаванию гостей этими стероидами обусловлена следующей спецификой их молекулярной геометрии. Метальные и гидроксильные группы холевых кислот ориентированы по разные стороны тет-рациклического углеводородного каркаса (Рис. 1) и молекула, таким образом, имеет свою липофильную (внешнюю) и свою гидрофильную (внутреннюю) стороны. По этой причине супрамолекулярная структура этих стероидов весьма своеобразна. В кристалле реализуются бислоевые структуры, образованные ди-мерами (тримерами) холевых кислот. В каждом таком слое молекулы стероида связаны межмолекулярными водородными связями (ММВС) между гидро-ксильными и карбоксильными группами. Области существования ММВС являются гидрофильными. Области между внешними сторонами молекул являются липофильными и представляют собой каналы, в которых располагаются липофильные фрагменты молекул гостей. Полярные группы гостей ориентированы в сторону гидрофильных областей и участвуют в системе ММВС вместе с полярными группами хозяина. Специфика супрамолекулярной структуры холевых кислот обусловлена также и цис-сочленением колец А и В, придающим молекуле «Г-образную» структуру (Рис. 1) и обуславливающим возможность так называемой офсетной (шиферной) укладки слоев. Способность холевых кислот к молекулярному распознаванию и супра-молекулярная структура образующихся клатратов определяются в первую очередь количеством гидроксильных групп и местом их расположения. Например, согласно данным кембриджской базы структурных данных, [51], наибольшее количество кристаллических клатратов (охарактеризованных методом
Изостевиол - потенциальная платформа для создания молекулярных рецепторов нового типа
Изостевиол является индивидуальным энантиомером, содержащим 6 хи-ральных атомов углерода, имеющих (по данным РСА [54]) абсолютную конфигурацию (R)-C\ (S)-C5, (R)-C\ (S)-C9, (S)-Ci0, (S)-C13. На наш взгляд, изостевиол и синтезированные на его основе производные с успехом могут быть использованы в качестве строительных блоков для создания нового типа молекулярных рецепторов.
Для этого имеются следующие предпосылки. Во-первых, изостевиол имеет жесткий углеводородный каркас специфической геометрии. Роль геометрии (конфигурации) стероидного (да и вообще любого жесткого) каркаса в молекулярном распознавании была показана в литературном обзоре — это: (а) Закрепление атомов и групп, являющихся центрами связывания моле кул гостей, в определенных, специфических точках пространства, что обеспечивает комплиментарность структур хозяина (рецептора) и гостя; (б) Образование внутри- и межмолекулярных полостей, имеющих специ фическую геометрию, что также обеспечивает комплиментарность хо зяина (рецептора) и гостя; И то, и другое иллюстрируется образованием клатратов холевых кислот и особенностями их супрамолекулярной структуры — кристаллическая упаковка офсетного (шиферного) типа , обусловленного «Г-образной» геометрией холевых кислот. В отличии от холевых кислот, изостевиол имеет «развернутую», более протяженную (8,7А против 6,8А) геометрию тетрациклического углеводородного каркаса. Структура этого каркаса, а именно тип сочленения колец, и будет определять, собственно, новизну молекулярных рецепторов на .основе изостевио-ла по сравнению с широко известными молекулярными рецепторами на основе холевых кислот. Изостевиол имеет транс-сочленение циклов А и В, а холевые кислоты — цис-сочленение.
Во-вторых, изостевиол имеет две реакционноспособные группы, расположенные по одну сторону липофильного каркаса. Изостевиол является кетокислотой, причем карбоксильная и кетонная функции ориентированы по одну сторону карбоциклического каркаса. То есть, так же как и холевая кислота, изостевиол имеет свою липофильную (внешнюю) сторону и гидрофильную (внутреннюю) сторону. Поэтому, по аналогии с холе-выми кислотами можно ожидать, что как сам изостевиол, так и продукты взаимодействия его реакционно способных групп, будут проявлять способность к молекулярному распознаванию и иметь специфические супрамолекулярные структуры. Кроме того, ориентация функциональных групп изостевиола по одну сторону его тетрациклического каркаса позволит сшивать изостевиольные фрагменты в пинцетообразные и макроциклические структуры. Однако, для реализации идеи создания молекулярных рецепторов на основе изостевиола требуется большая подготовительная работа, требующая, в первую очередь, изучение реакционной способности изостевиола и его способности к связыванию молекул гостей. Поэтому, целью данной работы было поставлено изучение реакционной способности кетогруппы изостевиола, получение соответствующих производных по атому С16 циклопентанового кольца, а также исследование способности к молекулярному распознаванию самого изостевиола. Синтезированные в ходе работы производные изостевиола планируется использовать в дальнейшем в качестве «строительных блоков» при создании более сложных, пинцетообразных или макроциклических изостевиольных производных различной практической направленности, в том числе молекулярных рецепторов. В таком качестве изостевиол и его производные ранее не использовались. Все известные нам публикации посвящены синтезу некоторых производных изостевиола с целью выявления свойств регуляторов роста растений [59,61,62,63,64,65,66].
Взаимодействие изостевиола и его производных с 1,3-дибромпропаном
Итак, нами были получены 16-имино- и 16-гидрокси производные изостевиола, являющиеся, на наш взгляд, удобными стартовыми реагентами для получения пинцетообразных структур на основе изостевиола. Работу в этом направлении мы начали с 16-оксима изостевиола.
Мы предприняли попытку сшить два изостевиольных фрагмента путем алкилирования полученных оксимов в суперосновной среде (ДМСО, КОН) 1,3-дибромпропаном по методике, описанной в [96]. К суперосновным относятся системы, состоящие из сильного основания и растворителя или реагента, способного специфически связывать катион, высвобождая сопряженный анион [97]. Обычно в качестве сильного основания используется гидроокись щелочного металла, хотя активны и специально приготовленные оксиматы, алкоголяты, а также четвертичные аммониевые основания, а в качестве второго компонента - линейные и циклические эфиры глико-лей, диполярные апротонные растворители (ДМСО), сульфоланы, окиси фос-финов, амиды, амины [98]. Для нашей реакции была выбрана наиболее доступная система КОН-ДМСО. Суперосновность этой системы в первом приближении обусловлена разделением ионной пары основания и образованием высокоосновного и мало-сольватированного димсил-аниона [97, 98]. Также играют роль кооперативные эффекты изменения диэлектрической проницаемости среды, водородного связывания, активности воды и степени гидратации ионов [98, 99]. Реакция проводилась в гетерогенной среде (смесь диметилсульфоксида и КОН) при 60С. Однако в случае изостевиола наличие карбоксильной группы могло осложнить протекание реакции (рис. 35). Могли реализоваться несколько направлений алкилирования — по оксимной группе, по карбоксильной группе и по обеим группам одновременно. Реакцию проводили следующим, образом: измельченный КОН и диметилсульфоксид перемешивали при комнатной температуре до образования однородной смеси.
После этого прибавили 16-гидроксииминоизостевиол (6) и 1,3-дибромпропан, нагревали при кипении водяной бани 6 часов при постоянном перемешивании. Продукт реакции экстрагировали бутанолом, промывали водой, сушили сульфатом магния. После удаления бутанола получили, по данным ТСХ, единственный продукт - светло-желтые кристаллы, которые отфильтровывали и сушили на водоструйном насосе. Этот продукт имел т. пл. 220С. В его ИК спектре по-прежнему присутствовали полосы оксимной группировки -C=N-OH (937, 1690, 3290см"1), а также имелась полоса карбонильной группы (1710 см"1) и интенсивные полосы 1150, 1180 см"1, характерные для сложноэфирной группы. Анализ ИК спектра позволяет сделать вывод, что реакция оксима (6) с 1,3-дибромпопаном прошла по пути этерификации карбоксильной группы, не затронув при этом группу =N-OH, и был получен диэфир 1,3-пропандиола 16-дигидроксииминоизостевиола (14). В пользу того, что полученный продукт действительно является диэфиром оксима изостевиола (14) свидетельствует также отсутствие полос гидроксильных групп в области 3300 - 3500 см"1, а также данные элементного анализа. Найдено, % : С 72.67, Н 10.05, N 4.48. C43H6606N2 . Вычислено, % -С 73.14..Н 9.42, N 3.97. Схема этой реакции представлена на рис. 35. В связи с этим нам показалось интересным изучить поведение в этой реакции самого изостевиола. Как и следовало ожидать, изостевиол также вступает в реакцию алкилирования 1,3-дибромпропаном (рис. 35). Реакцию проводили в тех же условиях с использованием различного стехиометрического соотношения реагентов (дибромид : изостевиол 1:2 Вг(СН2)3Вг дмсо, кон 1:1 Рис. 35. Схема взаимодействия изостевиола и его оксима с дибромпропаном. Соотношение реагентов 1:1 приводило к образованию двух продуктов, которые были разделены колоночной хроматографией. Использование же соотношения дибромид:изостевиол 1:2 приводит к тому, что реакция протекает однозначно с образованием лишь одного продукта, который, согласно ИК и ПМР спектрам, идентичен продукту, полученному при соотношении реагентов 1:1 и имеющему более высокое значение Rf. Его спектральные данные согласуются со структурой диэфира 1,3-пропандиола изостевиола (15). ИК спектр: 1160, 1180 (-СООС-), 1725 (-СООН), 1740 (-00) см 1. С целью окончательного установления пространственной структуры диэфира (15) был проведен его рентгеноструктурный анализ (РСА). Симметрически независимую часть элементарной ячейки кристалла составляет одна молекула диэфира. Ее структура имеет пинцетообразный характер (так называемая «твизер» структура). Она изображена на рис. 36. На представленном рисунке видно, что два изостевиольных фрагмента, соединенные диэфирным мостиком, расположены друг над другом.
Их относительная ориентация близка к ортогональной. Продукту с меньшим значением Rf, который был получен при реакции изостевиола с 1,3-дибромпропаном при соотношении реагентов 1:1, можно приписать структуру (16). Его ИК спектр очень похож на спектр диэфира (15), однако в этом случае наблюдается также присутствие полос, характерных для ОН-группы: 1160 см-1 (С-О), 1150, 1180 см"1 (СОС), 1720,1740 см-1 (ОО) и 3450, 3530 см"1 (ОН). Эта структура подтверждается и масс-спектром высокого разрешения. В масс-спектре электронного удара наблюдается интенсивный пик молекулярного иона (М+). Точно измеренное значение массы этого иона хорошо совпадает с рассчитанной величиной, исходя из элементного состава молекулы со структурой С23Н36О4: Mz.3Kcn=376.2628, Mzpac4=376.2613. С получением диэфира (15) появилась возможность химическим путем доказать структуру диоксима (14), получив его встречным синтезом (рис. 35). Действительно, оказалось, что диэфир (15) реагирует с гидроксиламином в
![Синтез каликс[4]резорцинов фосфорилированных по верхнему и нижнему ободу молекулы и изучение их комплексообразующей способности в реакциях с соединениями Pt(II),Pd(II),Rh(II),Rh(III)](/i/i/4280/281721.png "Синтез каликс[4]резорцинов фосфорилированных по верхнему и нижнему ободу молекулы и изучение их комплексообразующей способности в реакциях с соединениями Pt(II),Pd(II),Rh(II),Rh(III) Наумова Асия Альбертовна")
