СИНТЕЗ И СТРОЕНИЕ 4-(9-ГИДРОКСИ-1,4,7-ТРИОКСИНОНИЛ)ФТАЛОНИТРИЛА
Аннотация
Взаимодействием 4-нитрофталонитрила с триэтиленгликолем в среде осушенного диметилсульфоксида в присутствии прокаленного карбоната калия в течение 12 ч при 60 °C получен 4-(9-гидрокси-1,4,7-триоксинонил)фталонитрил. Выделение целевого продукта осуществляли выливанием реакционной массы в холодную дистиллированную воду с последующей экстракцией дихлорметаном. После отгонки растворителя при пониженном давлении, заключительную очистку проводили методом колоночной хроматографии используя элюирующую смесь состава: этилацетат : гексан (1:3). После удаления растворителей при пониженном давлении продукт сушили в вакууме в течение 4 ч при 80 °C. Структура полученного соединения установлена на основании данных элементного анализа, ИК и 1Н ЯМР спектроскопии, масс-спектрометрии и рентгеноструктурного анализа. В масс-спектре соединения обнаружены два сигнала, соответствующие комплексам с щелочными металлами: 299 [M+Na]+ и 315 [M+К]+ Da. Методом испарения растворителя из раствора 4-(9-гидрокси-1,4,7-триоксинонил)фталонитрила в этилацетате при пониженной температуре были получены монокристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа. По данным кристаллографического исследования 4-(9-гидрокси-1,4,7-триоксинонил)фталонитрил в кристаллическом состоянии представляет собой моногидрат, в котором молекула воды координирована триэтиленгликольным фрагментом. Элементарная ячейка содержит четыре молекулы кристаллогидрата, связанных межмолекулярными водородными связями. Таким образом, триэтиленгликольный фрагмент образует хелатную полость, которая способна координировать молекулу воды или катионы щелочных металлов, таких как Na+ и К+. Геометрические характеристики, полученные оптимизацией моногидрата триэтиленгликользамещенного фталонитрила в газовой фазе методом DFT/B3LYP/6-31G(d,p), согласуются с данными рентгеноструктурного анализа.
Для цитирования:
Кузнецова А.С., Дмитриев М.В., Завьялов А.В., Койфман О.И., Исляйкин М.К. Синтез и строение 4-(9-гидрокси-1,4,7-триоксинонил)фталонитрила. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 3. С. 15-21.
Литература
Sharman W.M., Van Lier J.E. Synthesis of phthalocyanine precursors. Porphyrin Handb. 2003. V. 15. P. 1–60. DOI: 10.1002/chin.200417264.
Islyaikin M.K., Danilova E.A. Structural analogs of tetrapyrrole macrocycles and their biological properties. Rus. Chem. Bulletin, International Edition. 2007. V. 56. N 4. P. 689 – 706.
Danilova E.A., Islyaikin M.K. Synthesis of thiadiazole hemihexaporphyrazine bearing iso-propyloxy groups and its trinuclear NiII complex. Macroheterocycles. 2012. V. 5. N 2. P. 157 – 161. DOI: 10.6060/mhc2012.120577i.
Islyaikin M.K., Khelevina O.G., Danilova E.A., Lomova T.N. Synthesis, structure features and acid-base interactions of az-olcontaining macroheterocyclic compounds. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2004. V. 47. N 5. P. 35 – 45 (in Russian).
de la Torre G., Vazquez P., Aguillo-Lopez F., Torres T. Role of structural factors in the nonlinear optical properties of phthalo-cyanines and related compounds. Chem. Rev. 2004. V. 104. N 9. P. 3723 – 3750. DOI: 10.1021/cr030206t.
Trukhina O.N., Zhabanov Yu.A., Krasnov A.V., Danilova E.A., Islyaikin M.K. Synthesis and thermal behavior of unsubsti-tuted [30]trithia-2,3,5,10,12,13,15,20,22,23,25,30-dodecaazahexaphyrin. JPP. 2011. N 15. P. 1287 – 1291. DOI: 10.1142/S108842461100418X.
Trukhina O.N., Rodríguez-Morgade M.S., Wolfrum S., Caballero E., Snejko N., Danilova E.A., Gutiérrez-Puebla E., Islyaikin M.K., Guldi D.M., Torres T.J. Scrutinizing the chemical nature and photophysics of an expanded hemiporphyrazine: the special case of [30]trithia-2,3,5,10,12,13,15,20,22,23,25,30-dodecaazahexaphyrin. JACS. 2010. N. 132. P. 12991 – 12999. DOI: 10.1021/ja104577d.
Danilova E.A., Melenchuk T.V., Trukhina O.N., Zakharov A.V. Islyaikin M.K. Thiadiazole containing macrocycles as core-modified analogues of phthalocyanine. Macroheterocycles. 2010. V. 3. N 1. P. 33 – 37.
Erdem S.S., Nesterova I.V., Soper S.A., Hammer R.P. Solid-phase synthesis of asymmetrically substituted “AB3-type” phthal-ocyanines. J. Org. Chem. 2008. N 73. P. 5003 – 5007. DOI: 10.1021/jo800536v.
Tuncel S., Dumoulin F., Gailer J., Sooriyaarachchi M., Atilla D., Durmus M., Bouchu D., Savoie H., Boyle R.W., Ahsen V. A set of highly water-soluble tetraethyleneglycol-substituted Zn(II) phthalocyanines: synthesis, photochemical and photophysi-cal properties, interaction with plasma proteins and in vitro phototoxicity. Dalton Trans. 2011. N 40. P. 4067 – 4079. DOI: 10.1039/c0dt01260b.
Ke M.-R., Yeung S.-L., Fong W.-P., Ng D.K.P., Lo P.-Ch. A phthalocyanine–peptide conjugate with high in vitro photodynam-ic activity and enhanced in vivo tumor-retention property. Chem. Eur. J. 2012. N 18. P. 4225 – 4233. DOI: 10.1002/chem.201103516.
Obraztsov I., Noworyta K., Hart A., Gobeze H.B., Kc Ch.B., Kutner W., D’Souza F. Langmuir−Blodgett films of self-assembled (alkylether-derivatized Zn phthalocyanine)− (C60 imidazole adduct) dyad with controlled intermolecular distance for photoelectrochemical studies. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. N 6. P. 8688 – 8701. DOI: 10.1021/am501446g.
Sawada K., Kobayashi M., Satoh K. Complex formation of phthalocyanine derivatives substituted by polyethylene oxide with alkali metal ions in methanol. Monatsh Chem. 2015. N 146. P. 547 – 558. DOI: 10.1007/s00706-014-1398-z.
Sastre A., Bassoul P., Fretigny Ch., Simon J., Roger J.-P., Thami T. A mesomorphic amphiphilic phthalocyanine derivative used for the functionalization of the grid surface of a field effect transistor. New J. Chem. 1998. P. 569 – 578. DOI: 10.1039/A708759D.
Li Y., Wang J., Zhang X., Guo W., Li F., Yu M., Kong X., Wu W., Hong Z. Highly water-soluble and tumor-targeted photo-sensitizers for photodynamic therapy. Org. Biomol. Chem. 2015. N 13. P. 7681 – 7694. DOI: 10.1039/C5OB01035G.
Li F., Liu Q., Liang Z., Wang J., Pang M., Huang W., Wu W., Hong Z. Synthesis and biological evaluation of peptide-conjugated phthalocyanine photosensitizer with highly hydrophilic modifications. Organic & Biomolecular Chemistry. 2016. P. 1 – 44. DOI: 10.1039/C6OB00122J.
Young, J.G., Onyebuagu W.J. Synthesis and characterization of di-disubstituted phthalocyanines. Org. Chem. 1990. V. 55. N 7. P. 2155 – 2159. DOI: 10.1021/jo00294a032.
Becker H. Organikum. Practical works on organic chemistry. M.: Mir. 1979. V. 2. 402 p. (in Russia).
CrysAlisPro, Agilent Technologies, Version 1.171.37.33 (release 27-03-2014 CrysAlis171 .NET).
Sheldrick G.M. Crystal structure refinement with SHELXL. Acta Cryst. Section C. 2015. V. 71. P. 3 – 8. DOI: 10.1107/S2053229614024218.
Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J, Howard J.A.K., Puschmann H. OLEX2: a complete structure solution, refinement and analysis program. J. Appl. Cryst. 2009. V. 42. P. 339 – 341. DOI: 10.1107/S0021889808042726.
Granovsky A.A. Firefly version 8.1. http://classic.chem. msu.su/gran/gamess/index.html.
Minkin V.I., Simkin B.Ya., Minyaev R.M. Quantum chemistry of organic compounds. Mechanisms of reactions. M.: Khimiya. 1986. 248 p. (in Russian).
Zhurko G.A. http://www.chemcraftprog.com.
Snow A.W., Shirk J.S., Pong R.G.S. Oligooxyethylene liquid phthalocyanines. JPP. 2000. N 4. P. 518 – 524. DOI: 10.1002/1099-1409(200008)4:5<518::AID-JPP279>3.0.CO;2-E.
Yanık H., Aydın D., Durmus M., Ahsen V. Peripheral and non-peripheral tetrasubstituted aluminium, gallium and indium phthalocyanines: Synthesis, photophysics and photochemistry. J. Photochem. Photobiol. 2009. N 206. P. 18 – 26. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2009.05.005.
Hiraoka M. Crown compound. Properties and applications. M.: Mir. 1986. 363 p. (in Russian).
Akkurt H.Y.Y., Okur A., Gül A. Unsymmetrical phthalocyanines with cyclopalladated azo functions. JPP. 2012. N 16. P. 192 – 199. DOI: 10.1142/S1088424612004525.
Hargittai M., Rossi A. Theoretical investigation of the molecular structure of manganese dichloride. Inorg. Chem. 1985. V. 24. N 26. P. 4758 – 4760. DOI: 10.1021/ic00220a069.
Coruh A., Yilmaz F., Sengez B., Kurt M., Cinar M., Karabacak M. Synthesis, molecular conformation, vibrational, electronic transition, and chemical shift assignments of 4-(thiophene-3-ylmethoxy)phthalonitrile: a combined experimental and theoretical analysis. Struct Chem. 2011. V. 22. P. 45 – 56.
