Органічні люмінофори на основі похідних квадратної кислоти

Дослідження закономірностей перебігу реакцій дибутилскварату з CH-кислотами, азотвмісними гетероциклічними метиленовими основами, ціанамідом і тіонуючими агентами. Одержання в роботі нових моносквараїн і сквараїн симетричної і несиметричної будови.

Рубрика Химия
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 25.09.2015
Размер файла 44,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна Академія наук України

ФIЗИКО-ХIМIЧНИЙ IНСТИТУТ ім. О.В. БОГАТСЬКОГО

УДК 667.287.4+542.913+547.42+577.336

02.00.03 - органічна хімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

ОРГАНІЧНІ ЛЮМІНОФОРИ НА ОСНОВІ

ПОХІДНИХ КВАДРАТНОЇ КИСЛОТИ

ТАТАРЕЦЬ АНАТОЛІЙ ЛЕОНІДОВИЧ

Одеса - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в ДНУ "НТК "Інститут монокристалів" Національної академії наук України", м. Харків

Науковий керівник: кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Паценкер Леонід Давідович, ДНУ "НТК "Інститут монокристалів" Національної академії наук України", виконуючий обов'язки завідувача відділу органічних люмінофорів і барвників

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук Яволовський Аркадій Олександрович Фізико-хімічний інститут імені О.В. Богатського НАН України, старший науковий співробітник відділу каталізу

кандидат хімічних наук Федько Надія Федорівна Одеський національний університет імені І.І. Мечникова, старший викладач кафедри органічної хімії

Захист відбудеться "28" листопада 2008 року о 1230 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.219.02 в Фізико-хімічному інституті ім. О.В. Богатського НАН України за адресою: 65080, м. Одеса, Люстдорфська дорога, 86.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Фізико-хімічного інституту ім. О.В. Богатського НАН України.

Автореферат розісланий "24" жовтня 2008 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат хімічних наук Литвинова Л.О.

Анотації

Татарець А.Л. Органічні люмінофори на основі похідних квадратної кислоти. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.03 - органічна хімія. Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України, Одеса, 2008.

Проведено систематичне дослідження та з'ясовано закономірності перебігу реакцій дибутилскварату і 3-бутокси-4-(2,3-дигідрогетариліденметил)-3-циклобутен-1,2-діонів (моносквараїнів) з CH-кислотами, азотвмісними гетероциклічними метиленовими основами, ціанамідом і тіонуючими агентами. Розроблено препаративні методи синтезу та одержано нові моносквараїни і сквараїни симетричної і несиметричної будови, в яких атом кисню циклобутенонового фрагменту заміщено диціанометиленовою, ціаноцтовою, нітрооцтовою, 1,3-індандіоновою, барбітуровою, тіобарбітуровою, ціанамідною групами або атомом сірки. Встановлено більш високу реакційну здатність похідних моносквараїнів у порівнянні з квадратною кислотою та дибутилскваратом, що надало можливості вперше синтезувати сквараїнові барвники з бензоксазольним, 5_арил-1,3-оксазольним і 5_арил-1,3,4-оксадіазольним фрагментами. Вивчено зв'язок спектрально-люмінесцентних та інших фотофізичних властивостей сквараїнів і моносквараїнів з їх молекулярною будовою. Вперше знайдено реакцію фотоіндукованого гідролізу тіосквараїнів, яка дозволила розробити флуоресцентні матеріали з підвищеною стабільністю спектральних характеристик до дії світла. Створено нові перспективні флуоресцентні зонди і мітчики з поліпшеними експлуатаційними характеристиками, що захищені патентами та застосовані для вирішення актуальних медико-біологічних завдань. дибутилскварат гетероциклічний метиленовий

Ключові слова: сквараїни, моносквараїни, барвники, люмінофори, флуоресцентні зонди, мітчики, синтез, спектрально-люмінесцентні властивості, медико-біологічні застосування.

Татарец А.Л. Органические люминофоры на основе производных квадратной кислоты. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.03 - органическая химия. Физико-химический институт им. А.В. Богатского НАН Украины, Одесса, 2008.

В работе выяснены закономерности протекания реакций производных квадратной кислоты с CH-кислотами, гетероциклическими азотсодержащими метиленовыми основаниями, цианамидом и тионирующими агентами. Установлено, что дибутилскварат в присутствии азотистых оснований конденсируется с такими СН-кислотами, как малононитрил, циануксусный и нитроуксусный эфиры, 1,3-индандион, барбитуровая и тиобарбитуровая кислоты с отщеплением бутоксильной группы и дает 3_замещенные 4_оксо-1-циклобутен-1-олаты солевого строения, а с эквимолярным количеством гетероциклического метиленового основания (основания Фишера, кватернизованных индоленинов, 2_метилбензтиазола и хинальдина) образует 3_бутокси-4-(2,3-дигидрогетарилиденметил)-3-циклобутен-1,2-дионы (моносквараины). Моносквараины конденсируются с CH-кислотами и цианамидом с замещением карбонильного атома кислорода в положении 1 и образованием соответствующих производных моносквараинов. Моносквараины менее реакционноспособны по отношению к CH_кислотам, чем дибутилскварат, но легче реагируют с гетероциклическими метиленовыми основаниями.

Тионирование моносквараинов пентасульфидом фосфора приводит к замещению циклобутенонового атома кислорода в положении 2, тогда как при тионировании гидросульфидом натрия замещается бутоксильная группа. Конденсацией 1,2_дитиоквадратной и тетратиоквадратной кислот с гетероциклическими метиленовыми основаниями получены практически важные тиосквараины с карбоксильными группами.

Сквараины с замещенным циклобутеноновым атомом кислорода получены конденсацией 1_замещенных моносквараинов или 3_замещенных 4_оксо-1-циклобутен-1-олатов соответственно с одним или двумя эквивалентами гетероциклических метиленовых оснований. Из-за низкой CH-кислотности четвертичные соли 2_метилбензоксазола, 2_метил-5-арил-1,3-оксазолов и 2_метил-5-арил-1,3,4-оксадиазолов не реагируют с квадратной кислотой, дибутилскваратом и 3_замещенными 4-оксо-1-циклобутен-1-олатами, но конденсируются с моносквараинами и 1_замещенными моносквараинами, что позволило впервые синтезировать сквараины с соответствующими азольными фрагментами.

Сквараины и моносквараины являются эффективными красителями и люминофорами, перекрывающими спектральный диапазон от зеленой до ближней ИК области. Они обладают высокими коэффициентами экстинкции (до 265000 M-1см-1) и квантовыми выходами флуоресценции (до 80%) в неполярных и слабополярных растворителях. Замещение циклобутенонового атома кислорода приводит к длинноволновому смещению максимумов поглощения и флуоресценции. В зависимости от строения терминальных гетероциклов длинноволновый сдвиг усиливается в ряду: 5_арил-1,3,4-оксадиазол < 5_арил-1,3-оксазол < бензоксазол < индоленин < бензтиазол < 5_нитроиндоленин. Сквараины с замещенным циклобутеноновым атомом кислорода, в отличие от цианинов с открытой цепью и оксосквараинов, имеют дополнительную, коротковолновую полосу поглощения, связанную с электронными переходами на центральном фрагменте. Это делает их пригодными для возбуждения не только красными, но также голубыми и ультрафиолетовыми источниками света.

Квантовые выходы и времена жизни флуоресценции сквараинов в водных средах, как правило, ниже, чем для цианинов с открытой цепью, но эти характеристики значительно возрастают при ковалентном и нековалентном связывании с биологическими макромолекулами. Это позволяет использовать их в качестве эффективных высокочувствительных зондов.

Сквараины более устойчивы к действию света, чем соответствующие цианины с открытой цепью. Впервые обнаружено, что тиосквараины подвергаются фотогидролизу и превращаются в оксосквараины, обладающие большей яркостью свечения. Благодаря этому на основе сквараинов удалось получить материалы с высокой фотостабильностью спектральных характеристик.

Созданы новые сквараиновые и моносквараиновые зонды и метчики, пригодные для применений, основанных на измерении интенсивностей и времен жизни флуоресценции. Они перекрывают широкий спектральный диапазон, обладают высокой яркостью свечения и фотостабильностью. Эти красители применены для анализа и количественного определения протеинов, в иммунологии для изучения взаимодействия антигенов с антителами, в гибридизационном анализе, основанном на взаимодействии комплементарных пар олигонуклеотидов, для получения биологических изображений методом флуоресцентной микроскопии и при решении других медико-биологических задач.

Ключевые слова: сквараины, моносквараины, красители, люминофоры, флуоресцентные зонды, метчики, синтез, спектрально-люминесцентные свойства, медико-биологические применения.

Tatarets A.L. Organic luminophores based on squaric acid derivatives. - Manuscript.

Thesis for a Candidate's degree in the speciality 02.00.03 - Organic Chemistry. - A.V. Bogatsky Physico-chemical Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, Odesa, 2008.

The work systematically investigates the reactions of dibutyl squarate and 3_butoxy-4-(2,3-dihydrohetarylidenemethyl)-3-cyclobutene-1,2-diones (monosquaraines) with CH-acidic compounds, nitrogen containing heterocyclic methylene bases, cyanamide and thionating reagents. Preparative methods for the synthesis of monosquaraines and squaraines of symmetrical and unsymmetrical structure were developed and novel dyes, where cyclobutenone oxygen was replaced by dicyanomethylene, cyanoacetate, nitroacetate, 1,3-indanedione, barbituric, thiobarbituric, cyanamide groups or sulfur were synthesized. Monosquaraine derivatives were found to be more reactive than squaric acid and dibuty squarate, which allowed us to synthesize squaraine dyes containing benzoxazole, 5-aryl-1,3-oxazole and 5-aryl-1,3,4-oxadiazole moieties. The correlation between spectral- and other photophysical properties and the molecular structure of squaraines and monosquaraines was studied. We also found that thiosquaraines undergo a photoinduced hydrolysis to higher bright oxosquaraines, which substantially increases stability of the dyes brightness towards light exposure. New fluorescent probes and labels with improved characteristics were developed and tested for various biomedical applications.

Key words: squaraines, monosquaraines, dyes, luminophores, fluorescent probes, labels, synthesis, spectral-luminescent properties, biomedical applications.

Загальна характеристика роботи

Виникнення новітніх технологій та галузей практичного застосування вимагає створення барвників і люмінофорів з поліпшеними характеристиками і специфічними властивостями. Так, останнім часом значно зросла потреба у сполуках, що поглинають та випромінюють світло у червоній та ближній інфрачервоній області спектра. Це пов'язано з перспективністю їх використання як флуоресцентних мітчиків і зондів для медико-біологічних досліджень та клінічної діагностики, барвників для пристроїв запису і збереження інформації (CD-R, CD-RW, DVD), електрокопіювальних матеріалів, фотоелектричних пристроїв перетворення світлової (сонячної) енергії, сенсибілізаторів фотографічних процесів та ін. Одними з найперспективніших сполук для цієї спектральної області є так звані сквараїни - ціанінові барвники, поліметиновий ланцюг яких містить фрагмент 3-оксо-1-циклобутен-1-олату. Ці сполуки та методи їх одержання, що засновані на реакціях квадратної кислоти (3,4-дигідрокси-3-циклобутен-1,2-діону), досліджено ще зовсім недостатньо. Майже нічого не відомо про похідні сквараїнів, в яких атом кисню 3-оксо-1-циклобутен-1-олатного фрагмента заміщено атомом вуглецю, азоту або сірки.

Актуальність теми обумовлена практичною важливістю сквараїнових барвників, а також необхідністю дослідження реакцій квадратної кислоти та її похідних для розробки препаративних методів синтезу люмінофорів з поліпшеними експлуатаційними характеристиками, такими як розширений спектральний діапазон, висока яскравість світіння та підвищена фотостабільність.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є частиною планових досліджень Інституту монокристалів, що виконувалися у відповідності до теми відомчого замовлення НАН України: "Синтез та дослідження довгохвильових барвників та люмінофорів" (2004-2006 р.р., №0104U008441), а також міжнародних проектів УНТЦ №U111 "Червоні та інфрачервоні флуоресцентні зонди та мітчики для медико-біологічних досліджень", №3804 "Засновані на часах гасіння флуоресценції мітчики і зонди для медико-біологічних аналізів та моніторингу бактеріального забруднення" та №P313 "Медико-біологічні зонди та мітчики". Результати роботи використовувалися при виконанні науково-дослідних договорів з американськими компаніями LJL Biosystems (контракт №A-186/98), Luminex Corporation (контракт №А/88-2000) і Seta BioMedicals (контракт №А/129-02).

Мета і завдання дослідження. Головною метою роботи є з'ясування закономірностей перебігу реакцій похідних квадратної кислоти з CH-кислотами, ціанамідом і тіонуючими агентами; використання цих реакцій для синтезу сквараїнових барвників; створення медико-біологічних мітчиків і зондів на їх основі. Для досягнення цієї мети вирішувалися наступні основні завдання:

досліджувалися реакції дибутилскварату з CH-кислотами - малононітрилом, ціаноцтовим і нітрооцтовим естерами, барбітуровою та тіобарбітуровою кислотами, 1,3_індандіоном та азотвмісними гетероциклічними метиленовими основами, а також реакції одержаних похідних квадратної кислоти з C-, N- і S_нуклеофілами - CH-кислотами, ціанамідом і тіонуючими агентами; розроблялися препаративні методи синтезу сквараїнових барвників;

вивчався зв'язок спектрально-люмінесцентних та інших фотофізичних властивостей з молекулярною будовою одержаних барвників, а також шляхи поліпшення їх експлуатаційних характеристик;

досліджувалася можливість застосування синтезованих сквараїнових і моносквараїнових барвників як флуоресцентних мітчиків і зондів для вирішення актуальних медико-біологічних завдань.

Об'єкти дослідження: квадратна кислота, дибутилскварат, моносквараїни, сквараїнові барвники симетричної та несиметричної будови, у тому числі з заміщеним атомом кисню 3-оксо-1-циклобутен-1-олатного фрагмента.

Предмет дослідження: реакції похідних квадратної кислоти з CH-кислотами, ціанамідом та тіонуючими агентами, а також фотофізичні властивості та шляхи практичного застосування синтезованих сполук.

Методи дослідження: органічний синтез, хроматографія, рентгеноструктурний аналіз (РСА), мас-спектрометрія, ЯМР 1H, ІЧ, електронна абсорбційна та флуоресцентна спектроскопія, квантово-хімічні напівемпіричні розрахунки.

Наукова новизна роботи

Вперше проведено систематичне дослідження та з'ясовано закономірності перебігу реакцій дибутилскварату з CH-кислотами, азотвмісними гетероциклічними метиленовими основами, ціанамідом і тіонуючими агентами.

Синтезовано нові моносквараїни та сквараїнові барвники симетричної та несиметричної будови, в яких атом кисню циклобутенонового фрагменту заміщено диціанометиленовою, ціаноцтовою, нітрооцтовою, 1,3-індандіоновою, барбітуровою, тіобарбітуровою, ціанамідною групами або атомом сірки.

Встановлено більш високу реакційну здатність моносквараїнів у порівнянні з квадратною кислотою та дибутилскваратом, що надало можливості вперше синтезувати сквараїнові барвники з бензоксазольним, 5_арил-1,3-оксазольним і 5_арил-1,3,4-оксадіазольним фрагментами.

Вперше вивчено вплив заміщення атома кисню циклобутенонового фрагмента сквараїнів і моносквараїнів на їх спектрально-люмінесцентні властивості у водних і неводних розчинах та біологічних системах. Одержано закономірності щодо зв'язку фотофізичних властивостей синтезованих барвників з їх молекулярною будовою.

Вперше знайдено реакцію фотоіндукованого гідролізу тіосквараїнів в оксосквараїни, яка дозволила створювати флуоресцентні матеріали з підвищеною стабільністю спектральних характеристик до дії світла.

Практичне значення одержаних результатів. Створено нові флуоресцентні барвники, зонди і мітчики, що придатні для застосувань, заснованих на вимірюванні інтенсивностей та часів життя флуоресценції. Вони перекривають більш широкий спектральний діапазон, ніж раніше відомі сквараїнові та пентаметинові барвники, мають більш яскраве світіння і фотостабільність. Ці барвники пройшли тестування в Інституті молекулярної біології і генетики НАН України (Київ), Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України (Харків), у закордонних компаніях SETA BioMedicals (США), PerkinElmer, Inc. (США), Agilent (США), Tecan (Австрія), ReaMetrix, Inc. (США), Dako (Данія), Luminex Corp. (США), LJL Biosystems (США), Molecular Devices (США), ISS (США), Avanti Polar Lipids, Inc. (США), Edinburgh Instruments (Великобританія), Becton Dickinson (США), Pierce Biotechnology (США), Glen Research Corp. (США) та ін. Розроблені матеріали та методи їх синтезу захищені патентами та використовуються на практиці. Їх застосовано для аналізу та кількісного визначення протеїнів, в імунології для спостерігання взаємодії антигенів з антитілами, в гібридизаційному аналізі, заснованому на взаємодії комплементарних пар олігонуклеотидів, для одержання біологічних зображень методом флуоресцентної мікроскопії та при вирішенні інших медико-біологічних завдань.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні всієї синтетичної роботи: вивченні реакційної здатності, ідентифікації продуктів реакцій, одержанні цільових барвників, зондів, мітчиків і кон'югатів барвників з біологічними молекулами. Здобувачем проведено вимірювання електронних спектрів поглинання і флуоресценції, квантових виходів і фотостабільності. За участю здобувача здійснено постановку завдань дослідження, проведено обговорення та узагальнення отриманих результатів, формулювання висновків, написання наукових праць і заявок на винаходи та виконано комп'ютерне моделювання.

Автор вдячний к.х.н., с.н.с. С.В.Іксановій (Інститут органічної хімії НАН України) та к.б.н., с.н.с. В.І.Мусатову (Інститут монокристалів НАН України) за вимірювання спектрів ЯМР 1Н, а також іншим співробітникам Інституту монокристалів - к.х.н., с.н.с. В.М. Баумеру, Р.І.Зубатюку і С.В. Шишкіній за проведення рентгеноструктурних досліджень, пров. інж. С.У. Хабусевій за допомогу у вимірюванні електронних спектрів, пров. інж. Г.Г. Кононенко за здійснення елементного аналізу, с.н.с. Т.С. Дюбко та інж. В.І.Сидорову за допомогу в постановці біофізичних експериментів, к.ф.-м.н., с.н.с. М.Л. Погребняку за допомогу у проведенні флуоресцентної мікроскопії.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на 1-ій Регіональній конференції молодих вчених "Сучасні проблеми матеріалознавства" (Харків, 2002); 4-ій Всеукраїнській науковій конференції студентів і аспірантів "Сучасні проблеми хімії" (Київ, 2003); Відкритій всеукраїнській конференції молодих вчених і науковців "Сучасні питання матеріалознавства" (Харків, 2003); Міжнародних конференціях "Chemistry of Nitrogen Containing Heterocycles" (Харків, 2003, 2006); 20-ій і 21-ій Українських конференціях з органічної хімії (Одеса, 2004 і Чернігів, 2007); 8-ій Міжнародній конференції "Solar Energy and Applied Photochemistry" (Луксор, Єгипет, 2005); 3-ій Міжнародній конференції "Physics of Liquid Matter: Modern Problems" (Київ, 2005); 9-ій і 10-ій Міжнародних конференціях "Methods and Applications of Fluorescence" (Лісабон, Португалія, 2005 і Зальцбург, Австрія, 2007); Міжнародній конференції з хімії гетероциклічних сполук (Москва, Росія, 2005); 6_ій Міжнародній конференції молодих науковців "Optics and High Technology Material Science" (Київ, 2005); 2-ій Міжнародній конференції "Current Developments in Atomic, Molecular and Optical Physics with Applications" (Нью Делі, Індія, 2006); 3-ій Міжнародній конференції з молекулярної спектроскопії (Самарканд, Узбекистан, 2006); Міжнародній конференції "Photonics North" (Отава, Канада, 2007); Міжнародній конференції "Modern Physical Chemistry for Advanced Materials" (Харків, 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 9 статей у наукових журналах, 25 тез доповідей на міжнародних та українських конференціях, три патенти США і міжнародний патент.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і списку цитованої літератури (124 найменування). Загальний обсяг дисертації становить 178 сторінок, у том числі 16 таблиць і 24 рисунки, що займають 20 сторінок.

Основний зміст роботи

Перший розділ є оглядом літератури щодо відомих реакцій квадратної кислоти та її похідних, а також з методів синтезу сквараїнових барвників.

Другий розділ присвячено синтезу барвників на основі квадратної кислоти (1). Досліджуються реакції дибутилскварату з CH-кислотами - малононітрилом, ціаноцтовим і нітрооцтовим естерами, барбітуровою і тіобарбітуровою кислотами, 1,3-індандіоном та азотвмісними гетероциклічними метиленовими основами. Встановлено, що дибутилскварат (2) реагує з малононітрилом (3) та триетиламіном у ТГФ, спиртах і толуолі з відщепленням бутоксильної групи і утворенням 3_диціанометилен-2-бутокси-4-оксо-1-циклобутен-1-олату (4a), а не дибутилового естеру 5, як повідомлялося раніше.

Триетиламонійна сіль 4a, що є важливим інтермедіатом синтезу багатьох сквараїнових барвників, виявилася дуже гігроскопічною та недостатньо стійкою. Тому з метою одержання більш стабільного продукту було досліджено реакції дибутилскварату (2) з іншими азотистими основами і з високими виходами одержано відповідні солі - з 4-диметиламінопіридином, 1,4-диметилпіперазином, 1,4-діазабіцикло[2.2.2]октаном і піридином. Для оцінки відносного виходу реакції її проводили в однакових умовах (метанол, 60 хв., 20 C, концентрація реагентів 50 ммоль/л) так, щоб вона не доходила до кінця. Побічні продукти в цих умовах не утворюються. Знайдено, що вихід реакції залежить не тільки від сили азотистої основи, але і від стеричних перешкод, і зростає в ряду: (0.7%) < (20%) < (25%) < (65%) < (95%). Солі і є найбільш стабільними і зберігаються при кімнатній температурі багато років.

Аналогічно малононітрилу (3), ціаноцтовий (6) і нітрооцтовий (7) естери, 1,3-індандіон (8), барбітурова (9) і тіобарбітурова (10) кислоти утворюють солі 11-15. Швидкість реакції зростає в ряду: 7 < 9 10 < 6 < 8 < 3.

Взаємодією дибутилскварату (2) з еквімолярними кількостями гетероциклічних метиленових основ 16-19 в етанолі з триетиламіном одержано моносквараїни 20-23. Але кватернізовані похідні 2_метилбензоксазолу (24), 5_арил-1,3-оксазолу (25) і 5_арил-1,3,4-оксадіазолу (26) через недостатню CH-кислотність не реагують навіть при використанні більш сильних основ. Альдегід Фішера (27) та нітрильне похідне 28 мають більшу CH-кислотність, ніж кватернізований індоленін 16, але вони також виявилися інертними, певно, через стеричні перешкоди, що чинять формільна та ціаногрупа.

На прикладі диціанометиленового похідного 29 досліджено два шляхи синтезу моносквараїнів з заміщеним атомом кисню - з солі та з моносквараїну 20.

Другий метод має певні переваги над першим, бо дозволяє одержувати продукт із значно вищим виходом. Тому саме другим шляхом, тобто взаємодією 20 з CH-кислотами, ціанамідом і тіонуючими агентами отримано систематичний ряд похідних моносквараїнів 29-36. Аналогічно синтезовано барвники 37-41. Швидкість цих реакцій зростає в ряду: барбітурова кислота < нітрооцтовий естер < ціанамід < 1,3-індандіон < ціаноцтовий естер < малононітрил. Моносквараїни є менш реакційноздатними по відношенню до CH-кислот, ніж дибутилскварат. Тіонування моносквараїну 20 пентасульфідом фосфору приводить до заміщення циклобутенонового атома кисню в положенні 2 (35), тоді як при тіонуванні гідросульфідом натрію заміщується бутоксильна група (36).

Конденсацією квадратної кислоти (1) з двома еквівалентами похідних індоленіну 16, 42 або 19е при кип'ятінні у суміші 1_бутанолу з толуолом або піридином синтезовано оксосквараїни 43 і 44. Водорозчинний сквараїн 44, що містить карбоксильні групи, становить інтерес як флуоресцентний мітчик для медико-біологічних застосувань. Кватернізований індоленін 16 і основа Фішера 42, обидва утворюють сквараїн 43, але в першому випадку вихід дещо більший, 87% замість 78%. Похідні бензоксазолу, 5_арил-1,3-оксазолу і 1,3,4-оксадіазолу не реагують ні за яких відомих умов проведення подібних реакцій.

Квадратна кислота (1) з ціанопохідним 28 утворює сквараїн 45 з нітрильними групами в поліметиновому ланцюзі, у той час як альдегід Фішера (27) несподівано відщеплює формільну групу і дає звичайний сквараїн 43.

Далі було розглянуто шляхи синтезу похідних сквараїнів з заміщеним циклобутеноновим атомом кисню. Пряме заміщення атому кисню оксосквараїнів взаємодією з CH-кислотами та ціанамідом виявилося неможливим. Похідні сквараїнів симетричної будови 46-54 вдалося одержати конденсацією 3_заміщених 4_оксо-1-циклобутен-1-олатів 4а, 11, 13-15 з двома еквівалентами гетероциклічної метиленової основи (кватернізованими індоленінами або 2_метилбензтіазолом) при кип'ятінні у суміші 1_бутанол - толуол. Але азоли 24-26 не реагують.

Взаємодією моносквараїнів 16, 29-31, 33, 34, 37 і 39-41 з гетероциклічними метиленовими основами при кип'ятінні у суміші 1_бутанолу з толуолом або піридином синтезовано сквараїни 46-50, 55, 57-64. Моносквараїни виявилися більш реакційноздатними, ніж квадратна кислота (1), дибутилскварат (2) та його похідні 4, 11-15. Це надало змогу вперше одержати сквараїни 65-71 з бензоксазольним і арилазольними фрагментами.

Відомим методом синтезу тіосквараїнів є пряме тіонування оксосквараїнів пентасульфідом фосфору або реагентом Лоуссона (Lowesson). Цим методом одержано дитіосквараїн 72. Але тіонування сквараїнів, що містять карбоксильні групи (наприклад, 44), призводить до складної суміші продуктів.

У літературі повідомлялося про можливість синтезу дитіосквараїнів з 1,3-дитіоквадратної кислоти (73) та кватернізованих індоленінів. Але ми встановили, що ця кислота незалежно від умов проведення реакції конденсується переважно по атомам сірки та утворює не дитіосквараїни 72 i 74, а звичайні оксосквараїни 43 i 44. Дитіосквараїни за цим методом утворюються лише у слідових кількостях. Перебіг реакції по атомам сірки надав змогу вперше використати солі 1,2-дитіо- (75) та тетратіоквадратних кислот (76) для синтезу відповідно монотіо- (77, 78) та дитіосквараїнів (72, 74), які було одержано із задовільними виходами. Цей метод, на відміну від прямого тіонування оксосквараїнів, дозволив отримати практично важливі тіосквараїни з карбоксильними групами.

Тіонований моносквараїн 35, як і очікувалося, дає оксосквараїн 43, тоді як похідне 36 утворює симетричні та несиметричні тіосквараїни 77, 79, 80.

Будову цільових сполук підтверджено даними ЯМР 1H, ІЧ спектроскопії, мас-спектрометрії та елементного аналізу, а структури , 11, 13, 14, 20, 29 і 35 доведено ще і РСА.

На підставі знайдених закономірностей щодо реакційної здатності похідних квадратної кислоти розроблено препаративні методи синтезу сквараїнів та одержано нові медико-біологічні мітчики і зонди (відповідно для ковалентного і нековалентного зв'язування) з поліпшеними характеристиками. Синтезовано кон'югати барвників з модельним протеїном - альбуміном крові бика (BSA).

Таблиця 1 Приклад спектральних характеристик моносквараїнових барвників

Середовище

погл.,

нм

,

М-1см-1

фл., нм

, %

29

Хлороформ

Етанол

PB1

BSA2 / PB

470

459

467

469

50100

523

510

515

512

1.7

1.3

0.9

8.6

40

Хлороформ

Етанол

PB

BSA / PB

470

462

469

470

50200

524

510

516

520

2.4

2.1

1.2

10

41

Етанол

PB

BSA / PB

41-BSA3

462

469

470

469

50000

515

521

513

515

2.2

1.9

21

28

1 Фосфатний буфер, pH 7.4. 2 Комплекс. 3 Кон'югат

У третьому розділі досліджуються спектрально-люмінесцентні та інші фотофізичні властивості одержаних барвників, зондів, мітчиків і кон'югатів. Вивчаються спектри поглинання і флуоресценції, коефіцієнти екстинкції (), квантові виходи (), часи життя флуоресценції () та фотостабільність. Продемонстровано перспективність застосування цих сполук для вирішення актуальних медико-біологічних завдань.

Моносквараїни поглинають і флуоресціюють в області 420-530 нм ( 26500-116000 М-1см-1). Стоксові зсуви 900-2200 см-1. Квантові виходи у водних та органічних розчинниках дуже низькі, але у присутності протеїнів квантові виходи деяких моносквараїнів значно зростають (табл. 1). Така поведінка найбільш характерна для диціанометиленових (29, 39-41), ціанамідного (31) та бутилціаноацетатного (34) похідних. Завдяки високій чутливості інтенсивності флуоресценції до мікрооточення, високим коефіцієнтам екстинкції та квантовим виходам диціанометиленові моносквараїни 29, 40 і 41 виявилися найбільш перспективними флуоресцентними зондами для медико-біологічних застосувань, таких як якісне і кількісне визначення протеїнів та одержання зображень клітин методом флуоресцентної мікроскопії, а N_гідроксисукцинімідний (NHS) естер моносквараїна 41 може використовуватися також і як ковалентний мітчик біологічних молекул.

Спектральні характеристики окремих сквараїнів представлено в табл. 2 у порівнянні з пентаметиновим барвником Cy5 фірми General Electric Healthcare (США), що є одним з кращих довгохвильових мітчиків.

Сквараїни, через їх цвітер-іонну будову, є гідрофобними, тобто нерозчинними у воді барвниками, але введення сульфогруп робить їх водорозчинними. Максимуми поглинання та випромінювання знаходяться в області 548-757 нм ( 55000-265000 М-1 см-1), що понад 200 нм більше, ніж для моносквараїнів. На відміну від оксосквараїнів та Cy5 похідні з заміщеним циклобутеноновим атомом кисню (крім ціанаміду) наряду з інтенсивною довгохвильовою смугою поглинання мають ще одну, короткохвильову смугу в області 360-460 нм з = 16000-42000 М-1см-1 Згідно з квантово-хімічними напівемпіричними розрахунками (метод AM1 CI) цю смугу пов'язано з електронними переходами на заміщеному циклобутеноновому фрагменті. Наявність короткохвильової смуги надає змогу збуджувати флуоресценцію барвників не тільки червоними, але ще й синіми та УФ джерелами випромінювання, що розширює можливості практичного використання нових сквараїнів як у медико-біологічних застосуваннях, так і в новітніх оптичних носіях інформації, що працюють з синім лазерним діодом.

Таблиця 2 Спектральні характеристики водорозчинних сквараїнів у фосфатному буфері (PB) pH 7.4, в комплексах з BSA (89.6 мкМ) та в кон'югатах з BSA (D/P1 = 1)

Мікрооточення

погл., нм

,

М-1см-1

фл., нм

, %

, нс

80

PB

628

163000

642

3

0.15

BSA / PB

649

661

35

80-BSA

646

662

9

1.30

60

PB

659

207000

676

2

0.29

BSA / PB

673

693

30

60-BSA

671

694

3

2.61

62

PB

624

245000

635

2

0.16

BSA / PB

639

648

40

62-BSA

638

650

19

2.26

63

PB

658

182000

677

3

0.29

BSA / PB

679

695

45

63-BSA

676

695

13

3.32

78

PB

636

216000

648

6

0.36

BSA / PB

655

666

28

78-BSA

648

666

8

2.44

53

PB

667

188000

685

7

0.84

BSA / PB

683

699

44

53-BSA

681

702

24

3.26

44

PB

632

265000

642

6

0.35

BSA / PB

645

654

38

44-BSA

642

655

27

1.84

Cy5

PB

647

250000

664

27

1.00

BSA / PB

647

664

27

Cy5-BSA

653

672

20

1.87

1 Число молекул барвника, пов'язаних з молекулою BSA

Термінальні гетероцикли і замісники в циклобутеноновому фрагменті суттєво впливають на положення смуг поглинання і випромінювання, квантові виходи та часи життя флуоресценції. В ряду гетероциклів: 5_(4_дифеніліл)-1,3,4-оксадіазол < 5_(4-дифеніліл)-1,3-оксазол < бензоксазол < індоленін < бензтіазол < 5_нітроіндоленін та замісників: кисень < тіобарбітурова кислота < барбітурова кислота < монотіо < ціанамід < дитіо < 1,3-індандіон < диціанометилен < ціаноацетат спостерігається довгохвильове зміщення максимумів. Тобто довгохвильові зсуви спостерігаються при заміщенні циклобутенонового атома кисню будь-яким з досліджених замісників.

Квантові виходи сквараїнів у водних середовищах дуже низькі, але в слабополярних розчинниках сягають 80% (для 66). Для симетричних індоленінових сквараїнів у хлороформі квантові виходи зростають у послідовності: барбітурова кислота (3.4%) тіобарбітурова кислота (3.8%) < дитіо (6.1%) індандіон (6.1%) < бутилціаноацетат (13.1%) монотіо (13.5%) < ціанамід (22%) < оксо (32%) < диціанометилен (44%). В метанолі квантові виходи зменшуються в 2-10 разів і зазначений ряд дещо змінюється: барбітурова кислота (1.2%) тіобарбітурова кислота (1.2%) індандіон (1.4%) < дитіо (2.6%) < ціаноацетат (3.0%) < монотіо (4.0%) ціанамід (4.3%) < оксо (5.2%) < диціанометилен (8.3%). Найбільші квантові виходи, як і у випадку моносквараїнів, мають диціанометиленові похідні. Молекули сквараїнів є більш полярними у порівнянні з ціаніновими барвниками з відкритим поліметиновим ланцюгом. Тому їх флуоресценція гаситься у полярних розчинниках - метанолі і воді, але посилюється у менш полярному хлороформі.

Значне збільшення інтенсивності світіння спостерігається при ковалентному та нековалентному зв'язуванні сквараїнів з протеїнами. Встановлено, що зростання квантових виходів пов'язано, головним чином, з переходом барвника з водного середовища до менш полярного мікрооточення біологічної макромолекули. Часи життя флуоресценції () сквараїнів у водних розчинах, у протилежність до Cy5, також суттєво зростають при зв'язуванні з протеїнами (табл. 2), що дозволяє використовувати їх як зонди і мітчики у медико-біологічних застосуваннях, заснованих на вимірюванні цього параметру.

Вивчено вплив протеїнів різної природи на спектральні властивості сквараїнів. Встановлено, що похідні 65 і 64 найкращим чином підходять для кількісного визначення BSA, у присутності якого збільшують інтенсивність світіння відповідно у 190 і 80 раз. Сквараїн 46 є більш придатним для аналізу альбуміну людини (HSA), а 59, 60 і 65 дають суттєвий флуоресцентний відгук на яєчний авідин. Визначено константи стабільності нековалентних комплексів сквараїнів з BSA, що описують спорідненість барвників до протеїнів. Ці константи зростають в ряду: оксо- < тіо- < диціанометиленові сквараїни та знижуються зі збільшенням кількості сульфогруп в молекулі. Барвники 53, 63, 59 і 60 застосовано для дослідження мембранних процесів у клітинах.

Досліджено стійкість водорозчинних сквараїнів до дії світла, що є надзвичайно важливою експлуатаційною характеристикою барвників. Фотостабільність оцінювали за зміною оптичної густини та інтенсивності флуоресценції водних розчинів з концентрацією 10-6-10-7 М при опромінюванні світлом галогенової лампи. Графіки зміни інтенсивності флуоресценції від часу є аналогічними графікам зміни оптичної густини. Диціанометиленові сквараїни мають більшу фотостійкість у порівнянні з оксосквараїнами та Cy5. Зазвичай оптична густина та інтенсивність флуоресценції барвників зменшуються при опромінюванні, що пов'язано з фоторозпадом. Тому дуже несподіваним результатом виявилося те, що оптична густина та інтенсивність флуоресценції тіосквараїна 78 при опромінюванні спочатку зростають і тільки після цього починають повільно зменшуватися. Цей ефект пов'язано з фотоактивованим гідролізом тіосквараїну 78 в оксосквараїн 44, який має більш високу яскравість та фотостабільність, ніж 78. Тіосквараїн 80 також піддається фотогідролізу з утворенням оксосквараїну 62, але фотостабільність 62 є меншою, ніж 44, і тому зростання оптичної густини та інтенсивності флуоресценції не спостерігається. Тіосквараїни піддаються фотогідролізу також у комплексах і кон'югатах з біомолекулами. Це дозволило створити флуоресцентні зонди і мітчики з високою стабільністю спектральних характеристик у процесі експлуатації.

Четвертий розділ є експериментальною частиною, що містить основні методики синтезу та очистки інтермедіатів і цільових продуктів. Наведено фізико-хімічні характеристики одержаних сполук, що підтверджують їх будову та чистоту, методики квантово-хімічних розрахунків, спектральних, фотофізичних і біофізичних експериментів. Достовірність одержаних результатів досягалася багаторазовим повторенням експериментів в однакових умовах та комплексним використанням сучасних експериментальних і теоретичних методів дослідження.

Висновки

Вирішено наукові завдання щодо з'ясування закономірностей перебігу реакцій похідних квадратної кислоти з C-, N- и S-нуклеофілами - CH-кислотами, гетероциклічними азотвмісними метиленовими основами, ціанамідом і тіонуючими агентами. Розроблено препаративні методи синтезу сквараїнових і моносквараїнових барвників, у том числі з заміщеним циклобутеноновим атомом кисню. Встановлено зв'язок між їх фотофізичними властивостями та молекулярною будовою. На основі одержаних результатів створено нові флуоресцентні зонди та мітчики з поліпшеними характеристиками, що були захищені патентами та застосовані для вирішення актуальних медико-біологічних завдань.

Дибутилскварат у присутності азотистих основ конденсується з СН-кислотами з утворенням 3_заміщених 4_оксо-1-циклобутен-1-олатів сольової будови. Швидкість реакції зростає в ряду: нітрооцтовий естер < барбітурова кислота тіобарбітурова кислота < ціаноцтовий естер < 1,3-індандіон < малононітрил. Взаємодія дибутилскварату з еквімолярною кількістю гетероциклічної метиленової основи (основи Фішера та кватернізованих індоленінів, 2_метилбензтіазолу і хінальдіну) приводить до утворення 3-бутокси-4-(2,3-дигідрогетариліденметил)-3-циклобутен-1,2-діонів (моносквараїнів).

Моносквараїни конденсуються з CH-кислотами та ціанамідом з заміщенням карбонільного атома кисню в положенні 1 та утворенням похідних моносквараїнів. Швидкість реакції зростає в ряду: барбітурова кислота < нітрооцтовий естер < ціанамід < 1,3-індандіон < ціаноцтовий естер < малононітрил. Моносквараїни є менш реакційноздатними по відношенню до цих CH_кислот, ніж дибутилскварат, але легше реагують з гетероциклічними метиленовими основами. Тіонування моносквараїнів пентасульфідом фосфору приводить до заміщення циклобутенонового атома кисню в положенні 2, тоді як при тіонуванні гідросульфідом натрію заміщується бутоксильна група.

Препаративним методом синтезу заміщених сквараїнів є конденсація 1_заміщених моносквараїнів або 3_заміщених 4_оксо-1-циклобутен-1-олатів відповідно з одним або двома еквівалентами гетероциклічних метиленових основ. Реакції 1,2_дитіоквадратної та тетратіоквадратної кислот з гетероциклічними метиленовими основами є загальним методом синтезу монотіо- і дитіосквараїнів, що на відміну від прямого тіонування оксосквараїнів дозволяє синтезувати практично важливі тіосквараїни з карбоксильними групами. 1,3-Дитіоквадратна кислота реагує переважно по атомах сірки та утворює оксосквараїни.

Четвертинні солі 2_метилбензоксазолу, 2_метил-5-арил-1,3-оксазолів і 2_метил-5-арил-1,3,4-оксадіазолів не реагують з квадратною кислотою, дибутилскваратом і 3_заміщеними 4-оксо-1-циклобутен-1-олатами, але конденсуються з моносквараїнами та 1_заміщеними моносквараїнами, що дозволило вперше синтезувати сквараїни з азольними фрагментами. Альдегід Фішера і 2_(3,3-диметил-3H-2-індоліл)ацетонітрил не реагують з дибутилскваратом і 3_заміщеними 4_оксо-1-циклобутен-1-олатами, але при кип'ятінні з квадратною кислотою у суміші 1_бутанол - толуол ціанопохідне утворює оксосквараїн з нітрильними групами в поліметиновому ланцюзі, а альдегід Фішера дає оксосквараїн з елімінуванням формільних груп.

Сквараїни і моносквараїни є ефективними барвниками і люмінофорами, що перекривають спектральний діапазон від зеленої до ближньої ІЧ області. Вони мають високі коефіцієнти екстинкції (до 265000 M-1см-1) і квантові виходи флуоресценції (до 80%) у неполярних і слабополярних розчинниках. Заміщення циклобутенонового атому кисню приводить до довгохвильового зсуву максимумів поглинання та флуоресценції. У залежності від будови термінальних гетероциклів довгохвильовий зсув збільшується в ряду: 5_арил-1,3,4-оксадіазол < 5_арил-1,3-оксазол < бензоксазол < індоленін < бензтіазол < 5_нітроіндоленін. Сквараїни з заміщеним циклобутеноновим атомом кисню, на відміну від відкритоланцюгових ціанінів та оксосквараїнів, мають короткохвильову смугу поглинання, пов'язану з електронними переходами на центральному фрагменті. Це робить їх придатними для збудження не тільки червоними, але ще й синіми та ультрафіолетовими джерелами світла.

Квантові виходи і часи життя флуоресценції сквараїнів у водних середовищах, як правило, нижчі ніж для ціанінів з відкритим ланцюгом. Але на відміну від відкритоланцюгових ціанінів ці характеристики значно зростають при ковалентному та нековалентному зв'язуванні з біологічними макромолекулами. Збільшення кількості сульфогруп приводить до зростання квантових виходів та часів життя флуоресценції сквараїнів та їх кон'югатів з протеїнами. Константи стабільності нековалентних комплексів, що описують спорідненість барвників до протеїнів, зростають в ряду: оксо- < тіо- < диціанометиленові сквараїни та знижуються зі збільшенням кількості сульфогруп в молекулі.

Сквараїнові барвники більш стійкі до дії світла, ніж відповідні ціаніни з відкритим ланцюгом. Тіосквараїни у процесі фотогідролізу перетворюються на оксосквараїни, що мають більш яскраве світіння. Це дозволяє використати їх для створення матеріалів з високою фотостабільністю спектральних характеристик у процесі експлуатації.

Основний зміст дисертації викладено у роботах

Zubatyuk R. I. 4-Dimethylaminopyridinium 2-butoxy-3-dicyanomethylene-4-oxo-1-cyclobuten-1-olate / R. I. Zubatyuk, V. N. Baumer, A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, O. V. Shishkin // Acta Crystallographica Section E. - 2004. - V. 60. - P. o2252-o2254. (Здобувачем здійснено синтез та проаналізовано молекулярну будову сполук).

Tatarets A. L. Synthesis of novel squaraine dyes and their intermediates / A. L. Tatarets, I. A. Fedyunyaeva, E. Terpetschnig, L. D. Patsenker // Dyes and Pigments. - 2005. - Vol. 64, No. 2. - P. 125-134. (Виконано всю синтетичну роботу).

Шишкина С.В. Молекулярная и кристаллическая структура 3-бутокси-4-(1,3,3-триметил-2,3-дигидро-1Н-2-индолилиденметил)-3-циклобутен-1,2-диона и его тиоаналога / С.В. Шишкина, В.Н. Баумер, О.В. Шишкин, А.Л. Татарец, Л.Д. Паценкер // Журнал структ. хим. - 2005. - Т. 46, №1. - С. 156-160. (Синтезовано зазначені сполуки та проаналізовано їх будову).

Tatarets A. L. Synthesis of water-soluble, ring-substituted squaraine dyes and their evaluation as fluorescent probes and labels / A. L. Tatarets, I. A. Fedyunyayeva, T. S. Dyubko, Ye. A. Povrozin, A. O. Doroshenko, E. A. Terpetschnig, L. D. Patsenker // Anal. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 570, No. 2. - P. 214-223. (Синтез, дослідження спектральних властивостей та обговорення результатів).

Nizomov N. Spectral-luminescent study of interaction of squaraine dyes with biological substances / N. Nizomov, Z. F. Ismailov, Sh. N. Nizamov, M. K. Salakhitdinova, A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, G. Khodjayev // J. Mol. Struct. - 2006. - Vol. 788, No. 1-3. - P. 36-42. (Виконано всю синтетичну роботу; аналіз результатів).

Ioffe V. M. A new fluorescent squaraine probe for the measurement of membrane polarity / V. M. Ioffe, G. P. Gorbenko, Ye. A. Domanov, A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, E. A. Terpetsching, T. S. Dyubko // Journal of Fluorescence. - 2006. - V. 16, No. 1. - P. 47-52. (Виконано всю синтетичну роботу; участь в обговоренні результатів).

Ioffe V. M. Examining protein-lipid interactions in model systems with a new squarylium fluorescent dye / V. M. Ioffe, G. P. Gorbenko, A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, E. A. Terpechnig // Journal of Fluorescence. - 2006. - V. 16, No. 4. - P. 547-554. (Виконано всю синтетичну роботу).

Volkova K. D. Spectroscopic study of squaraines as protein-sensitive fluorescent dyes / K. D. Volkova, V. B. Kovalska, A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, D. V. Kryvorotenko, S. M. Yarmoluk // Dyes and Pigments. - 2007. - Vol. 72, No. 3. - P. 285-292. (Виконано всю синтетичну роботу; участь у спектральних дослідженнях).

Ioffe V. M. Tracing lysozyme-lipid interaction with long-wavelength squaraine dyes / V. M. Ioffe, G. P. Gorbenko, P. K. J. Kinnunen, A. L. Tatarets, O. S. Kolosova, L. D. Patsenker, E. A. Terpetschnig, T. S. Dyubko // Journal of Fluorescence. - 2007. - V. 17, No. 1. - P. 65-72. (Виконано всю синтетичну роботу; аналіз результатів).

Пат. PCT/US03/10995, МПК 7 C07D. Dyes and fluorescent compounds / E. A. Terpetschnig, L. Patsenker, A. Tatarets, I. Fedyunyaeva, I. Borovoy - № WO 03/087052 A2 ; заявл. 10.04.2003 ; опубл. 23.10.2003.

Пат. 10/724580 США, C12Q 1/68, C07D 213/46. Luminescent compounds / E. A. Terpetschnig, L. D. Patsenker, A. Tatarets - № US 2004/0166515 A1 ; заявл. 28.11.2003 ; опубл. 26.08.2004.

Пат. 10/986446 США, G01N 33/00. Luminescent Compounds / E. A. Terpetschnig, A. Tatarets, O. Galkina, I. Fedyunyaeva, L. Patsenker - № US 2005/0202565 A1 ; заявл. 10.11.2004 ; опубл. 15.09.2005.

Пат. 10/724580 США, C07D 215/12, C07H 19/04. Luminescent Compounds / E. A. Terpetschnig, L. Patsenker, A. Tatarets; Заявитель и патентообладатель E. A. Terpetschnig. - № US 7250517 B2 ; заявл. 28.11.2003 ; опубл. 31.07.2007.

Татарец А.Л. Исследование взамодействия дибутилскварата с CH кислотами / А.Л. Татарец // Сучасні проблеми матеріалознавства: 1 Регіональна конф. молодих вчених, 27-29 травня 2002 р. : тези доп. - Харків, 2002. - С. 24.

Татарец А.Л. Реакционная способность некоторых производных квадратной кислоты / А.Л. Татарец, О.Ю. Замигайло // Сучасні проблеми хімії : 4 Всеукр. наукова конф. студентів та аспірантів, 21-22 травня 2003 р. : тези доп. - Київ, 2003. - С. 127-128.

Татарец А.Л. Тионированные скварилиевые красители / А.Л. Татарец, И.А. Федюняева // Сучасні питання матеріалознавства: Відкрита всеукр. конф. молодих вчених та науковців, 9-13 вересня 2003 р. : тези доп. - Харків, 2003. - С. 58.

Tatarets A. L. Interaction of nitrogen containing heterocyclic methylene bases with squaric acid derivatives / A. L. Tatarets, I. A. Borovoy, L. D. Patsenker // Chemistry of Nitrogen Containing Heterocycles CNCH-2003 : Internat. Conf., 30 September - 3 October 2003 : abstracts - Kharkiv, 2003. - P. 135.

Татарец А.Л. Новые скварилиевые красители с заместителями в циклобутеновом фрагменте / А.Л. Татарец, И.А. Федюняева, О.С. Галкина, Э.А. Терпечниг, Л.Д. Паценкер // 20 Укр. конф. з орган. хімії, 20-24 верес. 2004 р. : тези доп. - Одеса, 2004. - Т. 2. - С. 578.

Nizomov N. Influence of the nature of solvent on photostability of squaraine dyes / N. Nizomov, E. N. Kurtaliev, Sh. N. Nizomov, B. M. Krasovitskii, L. D. Patsenker, A. L. Tatarets, I. A. Fedyunyayeva // 8 Internat. Conf. on Solar Energy and Applied Photochemistry SOLAR'05, 20-25 February 2005 : abstracts - Luxor (Egypt), 2005. - P. 93-94.

Tatarets A. L. New Monosquaraine dyes as fluorescent probes and labels for biological macromolecules / A. L. Tatarets, L. D. Patsenker, Ye. A. Povrozin, I. A. Fedyunyayeva // Methods and Applications of Fluorescence MAF9 : 9 Internat. Conf., 4-7 September 2005 : abstracts - Lisbon (Portugal), 2005. - P. 242.

Федюняева И.А. Влияние природы гетероциклического фрагмента на спектральные свойства несимметричных скварилиевых красителей / И.А. Федюняева, А.Л. Татарец, О.С. Колосова, Ю.А. Кудрявцева, И.Г. Ермоленко, Л.Д. Паценкер // Международ. конф. по химии гетероциклических соед., 17-21 окт. 2005 г. : тезисы докл. - М., 2005. - С. 335.

Nizomov N. Photonics of squaraine dyes molecules / N. Nizomov, Z. F. Ismailov, Sh. N. Nizamov, L. D. Patsenker, A. L. Tatarets, I. A. Fedyunyaeva, G. Khodjaev // Current developments in atomic, molecular and optical physics with applications : 2 Internat. Conf., 21-23 March 2006 : abstracts - New Delhi (India), 2006. - P. 89.

Татарец А.Л. Спектрально-люминесцентные свойства скварилиевых красителей с заместителями в циклобутеновом фрагменте / А.Л. Татарец, И.А. Федюняева, Л.Д. Паценкер, С.У. Хабусева // 3 международ. конф. по молекулярной спектроскопии, 29-31 мая 2006 г. : тезисы докл. - Самарканд (Узбекистан), 2006. - С. 76-77.

Tatarets A. Thiosquarylium Dyes as High-Photostable Biomedical Markers / A. Tatarets, O. Kolosova, Ye. Povrozin, E. Obukhova, I. Fedyunyayeva, E. Terpetschnig, L. Patsenker // Photonics North : Internat. Conf., 4-6 June 2007 : abstracts - Ottawa (Canada), 2007. - P. 83.

Tatarets A. Spectral properties of long-wavelength dicyanomethylene-squarylium dyes / A. Tatarets, S. Khabuseva, E. Terpetschnig, L. Patsenker // Modern physical chemistry for advanced materials : Internat. Conf., 26-30 June 2007 : abstracts - Kharkiv, 2007. - P. 351-352.

Tatarets A. Dicyanomethylene squarylium dyes as the red and near-infrared fluorescent probes for proteins and cell / A. Tatarets, L. Patsenker, S. Khabuseva, E. Terpetschnig // Methods and Applications of Fluorescence MAF10 : 10 Internat. Conf., 9-12 September 2007 : abstracts - Salzburg (Austria), 2007. - P. 149.

Татарец А.Л. Синтез и свойства люминофоров на основе квадратной кислоты / А.Л. Татарец, О.С. Колосова, И.А. Федюняева, Е.Н. Обухова, Л.Д. Паценкер // 21 Укр. конф. з орган. хімії, 1-5 жовтня 2007 р. : тези доп. - Чернигів, 2007. - С. 64.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Особливості будови та загальні способи одержання похідних 1,4-дигідропіридину з флуорованими замісниками, їх біологічна активність. Використання синтезу Ганча для утворення похідних 4-арил-1,4-дигідропіридину на основі о-трифлуорометилбензальдегіду.

    дипломная работа [734,7 K], добавлен 25.04.2012

  • Амінокислоти як безбарвні кристалічні речовини, деякі солодкуваті на присмак, дають солі з кислотами й основами: розгляд хімічних властивостей, знайомство з методами одержання. Характеристика окремих представників амінокислот та їх основних похідних.

    курсовая работа [724,5 K], добавлен 21.05.2019

  • Номенклатура, електронна будова, ізомерія, фізичні, хімічні й кислотні властивості, особливості одержання і використання алкінів. Поняття та сутність реакцій олігомеризації та ізомеризації. Специфіка одержання ненасичених карбонових кислот та їх похідних.

    реферат [45,5 K], добавлен 19.11.2009

  • Характеристика кінетичних закономірностей реакції оцтової кислоти та її похідних з епіхлоргідрином. Встановлення впливу концентрації та структури каталізатору, а також температури на швидкість взаємодії карбонової кислоти з епоксидними сполуками.

    магистерская работа [762,1 K], добавлен 05.09.2010

  • Синтез похідних амінопіразолу, заміщених гідразинів, похідних гетерілпіримідину, алкілпохідних конденсованих гетерілпіримідинів. Електрофільна гетероциклізація ненасичених похідних піразолопіримідину під дією галогенів, концентрованої сульфатної кислоти.

    реферат [128,0 K], добавлен 20.10.2014

  • Вивчення стародавніх уявлень про хімічні процеси. Натурфілософія та розвиток алхімії. Поява нових аналітичних методів дослідження хімічних реакцій: рентгеноструктурного аналізу, електронної та коливальної спектроскопії, магнетохімії і спектроскопії.

    презентация [926,6 K], добавлен 04.06.2011

  • Обґрунтування вибору методу виробництва сірчаної кислоти. Вивчення фізико-хімічних закономірностей проведення окремих технологічних стадій та методів керування їх ефективністю. Розрахунок матеріального та теплового балансу процесу окисного випалу сірки.

    контрольная работа [126,2 K], добавлен 28.04.2011

  • Характеристика вихідної сировини та готової продукції. Хімізм одержання тартратної кислоти та коефіцієнти виходу по стадіях. Розрахунок витрати вихідного продукту кальцій тартрату на 1 т 100% тартратної кислоти. Постадійні матеріальні розрахунки.

    курсовая работа [322,2 K], добавлен 11.05.2014

  • Основні принципи дизайну координаційних полімерів. Електронна будова та фізико-хімічні властивості піразолу та тріазолу. Координаційні сполуки на основі похідних 4-заміщених 1,2,4-тріазолів. Одержання 4-(3,5-диметил-1Н-піразол-4-іл)-4Н-1,2,4-тріазолу.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.12.2011

  • Розгляд термічного та екстракційного способів одержання фосфатної кислоти. Технологічна схема виробництва фосфатної кислоти дигідратним способом. Матеріальний розрахунок розміщення апатитового концентрату та екстрактора. Утилізація фторовмісних газів.

    курсовая работа [362,1 K], добавлен 18.02.2015

  • Стадії протікання реакції епіхлоргідрина з гідроксилвмісними сполуками. Константи швидкості реакції оцтової кислоти з ЕХГ в присутності ацетату калію. Очищення бензойної кислоти, епіхлогідрин. Методика виділення продуктів реакції, схема установки.

    курсовая работа [702,8 K], добавлен 23.04.2012

  • Вивчення хімічного складу і структурної будови нуклеїнових кислот. Характеристика відмінних рис дезоксирибонуклеїнових кислот (ДНК) і рибонуклеїнові кислоти (РНК). Хімічні зв'язки, властивості і функції нуклеїнових кислот, їх значення в живих організмах.

    реферат [1,2 M], добавлен 14.12.2012

  • Розгляд одержання сульфатної кислоти контактним і нітрозним способами. Розрахунок та порівняння питомої матеріалоємності процесу одержання ацетилену з карбіду кальцію різного складу. Вибір найбільш вигідних варіантів проведення технологічного процесу.

    контрольная работа [114,4 K], добавлен 27.05.2012

  • Характеристика процесів окиснення: визначення, класифікація, енергетична характеристика реакцій; окиснювальні агенти, техніка безпеки. Кінетика і каталіз реакцій радикально-ланцюгового і гетерогенно-каталітичного окиснення вуглеводнів та їх похідних.

    реферат [504,0 K], добавлен 05.04.2011

  • Основні положення атомно-молекулярного вчення. Періодичний закон і система хімічних елементів Менделєєва. Електронна теорія будови атомів. Характеристика ковалентного, водневого і металічного зв'язку. Класифікація хімічних реакцій і поняття електролізу.

    курс лекций [65,9 K], добавлен 21.12.2011

  • Сучасний стан проблеми тютюнопаління у світі. Виробництво тютюнових виробів. Види та сорти тютюну та їх переробка. Хімічний склад диму і дія його на організм. Фізико-хімічні властивості ціанідної кислоти. Токсикологічна характеристика синильної кислоти.

    курсовая работа [245,8 K], добавлен 18.12.2013

  • Способи, процес і головні методи біологічного синтезу лимонної кислоти та її продуцентів. Циркуляційний, глибинний та неперервний комбінований способи біосинтезу оцтової кислоти. Вбираюча здатність наповнювачів. Процес синтезу ітаконової кислоти.

    курсовая работа [380,7 K], добавлен 26.08.2013

  • Cинтез нових поліциклічних систем з тіопірано-тіазольним каркасом. Сучасні вимоги до нових біологічно-активних сполук. Створення "лікоподібних молекул" з невисокою молекулярною масою. Біологічна активність нових поліциклічних конденсованих систем.

    автореферат [89,1 K], добавлен 09.04.2009

  • Характеристика лимонної кислоти та способів її отримання. Аналіз принципів і способів отримання оцтової кислоти. Властивості і застосування ітаконової кислоти. Біологічний синтез лимонної, оцтової та ітаконової кислоти, особливості і умови даних процесів.

    курсовая работа [119,9 K], добавлен 26.08.2013

  • Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат-іон. Застосування сульфатної кислоти і сульфатів в промисловості. Хімічні та фізичні властивості сульфатної кислоти, її взаємодія з металами. Розклад цукру і целюлози під дією сульфатної кислоти.

    презентация [688,5 K], добавлен 30.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.