«Контейнерная химия»: комплексоны, комплексообразование, применение

Содержание

Слайд 2

Жесткость лиганда

Жесткость лиганда

Слайд 3

Предорганизация лиганда

Предорганизация лиганда

Слайд 4

Подандокоронанды (лариат-эфиры)

Подандокоронанды (лариат-эфиры)

Слайд 5

Лариат - эфиры

Лариат - эфиры

Слайд 6

Реагенты для магнитно-резонансной томографии Реагенты для получения радиофармакологических препаратов

Реагенты для магнитно-резонансной томографии

Реагенты для получения радиофармакологических препаратов

Слайд 7

Геометрическое соответствие

Геометрическое соответствие

Слайд 8

Плотность заряда катиона

Плотность заряда катиона

Слайд 9

Константы устойчивости комплексов с катионами серебра в различных неводных полярных растворителях.

Константы устойчивости комплексов с катионами
серебра в различных неводных полярных растворителях.

Слайд 10

Слайд 11

Валиномицин 12 фрагментов окси- и аминокислот; водородные связи RNH--O=COR природа растворителя

Валиномицин

12 фрагментов окси- и аминокислот;
водородные связи RNH--O=COR

природа растворителя влияет на

структуру валиномицина: в неполярных растворителях она овальна, а в полярных растворителях становится пропеллером.
Слайд 12

Образование комплексов с анионами

Образование комплексов с анионами

Слайд 13

Образование комплексов с анионами

Образование комплексов с анионами

Слайд 14

Образование комплексов с нейтральными молекулами Молекулы-гости: фенолы и анилины Ниртроанилин (1:2)

Образование комплексов с нейтральными
молекулами

Молекулы-гости: фенолы и анилины

Ниртроанилин (1:2)
Нитрофенол (1:2)
2-Нитрорезорцин (1:1)
2.6-Диаминопиридин

(1:2)
Слайд 15

Циклофаны и нейтральные молекулы

Циклофаны и нейтральные молекулы

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Гидролиз АТР в физиологических условиях При физиологическом значении рН и 30

Гидролиз АТР в физиологических условиях

При физиологическом значении рН
и 30 °С

период, за который половина количества молекул превращается в аде-
нозинмонофосфат (AMP), равен только 6 с, в то время как этот параметр для нека-
тализируемой реакции составляет, по оценкам,
3 000 000 лет. Ускорение – 1013 раз.
Слайд 19

рН 5—8.5 АТФазы

рН 5—8.5

АТФазы

Слайд 20

Применение краун-эфиров в химическом синтезе 1. Использование в качестве межфазных переносчиков.

Применение краун-эфиров в химическом синтезе

1. Использование в качестве межфазных переносчиков.

Слайд 21

Применение краун-эфиров в химическом синтезе 2. Модификация химической реакционной способности Активация анионов:

Применение краун-эфиров в химическом синтезе

2. Модификация химической реакционной способности

Активация анионов:

Слайд 22

Применение краун-эфиров в химическом синтезе 2. Модификация химической реакционной способности

Применение краун-эфиров в химическом синтезе

2. Модификация химической реакционной способности

Слайд 23

Применение краун-эфиров в аналитичекой химии Экстракция (природные ионофоры). Разделение катионов (щелочноземельных,

Применение краун-эфиров в аналитичекой химии

Экстракция (природные ионофоры).
Разделение катионов (щелочноземельных, тяжелых;

бинафтил-18-краун-6 - суперселективность к Sr2+
дициклогексан-18-краун-6 - с Co2+ в приcутствии Zn,
Ni, Cu, Pb, Sn ).
Большая перспектива в использовании краун-соединений открылась в области разделения изотопов. Например, можно отделить кальций-40 от кальция-44, разделить натрий-23 и натрий-24, литий-6 и литий-7, изотопы радиоактивных элементов. Это может иметь огромное значение для создания будущих реакторов термоядерного синтеза.
Концентрирование микропримесей (радионуклидов)
Слайд 24

Применение краун-эфиров в аналитической химии Колоночная хроматография (низкого, высокого давления и

Применение краун-эфиров в аналитической химии

Колоночная хроматография (низкого, высокого
давления и ионная

хроматография).
Ионнообменники
- сополимер винилзамещенных краун-соединений.
Разделение катионов, анионов,
производных мочевины, гетероциклических соединений.
Слайд 25

Применение краун-эфиров в физической химии Фотометрия (экстракция пикратов в орг. фазу,

Применение краун-эфиров в физической химии

Фотометрия (экстракция пикратов в орг. фазу, анализ

кол-ва
экстрагируемого ве-ва оптическим методом).
Потенциометрия (использование макроцикла в титрующем
расворе).
Полярография (катионы, образующие комплексы, сильно
адсорбируются на капельном электроде).
Кондуктометрия (изменение электропроводности в присутствии
и отсутствии карун-соединений).
Ион-селективные электроды (переносчики в электродах).
Слайд 26

Каликсарены

Каликсарены

Слайд 27

Слайд 28

Каликсарены Пентацикло[19.3.1.13,7. 19,13. 115,19]октакоза-1(25),3,5,7(28),9,11,13(27),15,17,19(26),21,23-додекаен 25,26,27,28-тетрагидрокси- каликс[4]арен (R = H)

Каликсарены

Пентацикло[19.3.1.13,7. 19,13. 115,19]октакоза-1(25),3,5,7(28),9,11,13(27),15,17,19(26),21,23-додекаен

25,26,27,28-тетрагидрокси-
каликс[4]арен (R = H)

Слайд 29

Особенности каликсаренов: высокая температура плавления низкая растворимость в органических растворителях Физико-химические

Особенности каликсаренов:
высокая температура плавления
низкая растворимость в органических
растворителях

Физико-химические

методы исследования
ИК-спектры: валентные колебания ОН-групп в области 3200 см-1
В УФ-спектрах имеется полоса поглощения при 280-288 нм
ЯМР-спектры: более простые спектры по сравнению с линейными
аналогами
Масс-спектры: распад с сохранением циклической структуры и
отщеплением заместителей
Слайд 30

Комплексообразование c органическими молекулами

Комплексообразование c органическими молекулами

Слайд 31

Комплексообразование c c органическими молекулами

Комплексообразование c c органическими молекулами

Слайд 32

Комплексообразование c органическими молекулами

Комплексообразование c органическими молекулами

Слайд 33

Слайд 34

Этвуд и его исследовательская группа показали, что даже очень небольшое количество

Этвуд и его исследовательская группа показали, что даже очень небольшое количество

молекул толуола, оставшихся в кристаллах материала, могут предотвратить структурный «коллапс» каликсарена. Оставшиеся молекулы толуола способствуют тому, что в структуре каликсаренов остается большое количество свободных полостей, способных акцептировать молекулы газообразных веществ. Каликсарен получает способность быстро и обратимо абсорбировать ацетилен и углекислый газ.

Комплексообразование с газами.

Слайд 35

Экстракция из воды в органическую фазу

Экстракция из воды в органическую фазу

Слайд 36

Экстракция из воды в органическую фазу

Экстракция из воды в органическую фазу

Слайд 37

Экстракция из воды в органическую фазу

Экстракция из воды в органическую фазу

Слайд 38

Экстракция из воды в органическую фазу

Экстракция из воды в органическую фазу

Слайд 39

Не мешают: Электрохимические сенсоры

Не мешают:

Электрохимические сенсоры

Слайд 40

Ассоциация 20 молекул каликсарена: экстракция цитохрома, использование его в каталитических процессах Структура комплеса (РСА) Цитохром-каликсарен

Ассоциация 20 молекул каликсарена: экстракция цитохрома, использование его в каталитических процессах

Структура

комплеса (РСА)
Цитохром-каликсарен
Слайд 41

Циклодекстрины D-Глюкопираноза α-1,4-гликозидная связь

Циклодекстрины

D-Глюкопираноза

α-1,4-гликозидная связь

Слайд 42

Циклодекстрины, номенклатура α-CD β-CD γ-CD

Циклодекстрины, номенклатура

α-CD

β-CD

γ-CD

Слайд 43

Строение циклодекстринов

Строение циклодекстринов

Слайд 44

Комплексообразование циклодекстринов

Комплексообразование циклодекстринов

Слайд 45

Комплексообразование циклодекстринов с катионами металлов β-ЦД

Комплексообразование циклодекстринов
с катионами металлов

β-ЦД

Слайд 46

Комплексообразование циклодекстринов с органическими молекулами Константы комплексообразования

Комплексообразование циклодекстринов
с органическими молекулами

Константы комплексообразования

Слайд 47

Комплексообразование циклодекстринов 21

Комплексообразование циклодекстринов

21

Слайд 48

Слайд 49

Реакции, протекающие в полости ЦД

Реакции, протекающие в полости ЦД

Слайд 50

Реакции, протекающие в полости ЦД Реакционная способность не коррелирует с прочностью

Реакции, протекающие в полости ЦД

Реакционная способность не коррелирует с прочностью
комплекса. Необходима

наиболее выгодная
пространственная ориентация субстрата для эффектиного
протекания реакции.
Слайд 51

Комплексообразование с ЦД позволяет увеличить растворимость органических соединений в воде, (алифатические

Комплексообразование с ЦД позволяет
увеличить растворимость органических соединений в воде,
(алифатические кислоты

- 1-20 раз);
изменить диссоциацию молекул
(констаны кислотности фенолов, орагнических кислот);
изменить редокс-потенциал;
изменить ряд физико-химических характеристик
(фотофизические, спектральные);
изменить КД спектры оптически активных веществ;
умньшить летучесть соединения
(уменьшение потерь при хранении летучих масел).

Некоторые примеры применения ЦД

Капсулирование биологически активных соединений
ускорения процессов переноса в организме,
пролонгированного действия лекарственных препаратов,
для защиты от внешних факторов
( устойчивость к окислению витамина D, простагландинов);
создание более удобных лекарственных форм .

Глазные капли
«Вольтарен»

Слайд 52

Капсулирование и высвобождение диазепама из полости циклодекстрина

Капсулирование и высвобождение диазепама из полости циклодекстрина

Слайд 53

Кукурбитурилы

Кукурбитурилы

Слайд 54

гликольурильные фрагменты Структура кукурбитурилов

гликольурильные фрагменты

Структура кукурбитурилов

Слайд 55

СВ (от английского слова CucurBiturile) Структура кукурбитурилов За 100 мг: 82

СВ (от английского слова CucurBiturile)

Структура кукурбитурилов

За 100 мг: 82 €

78 € 166 € 342 €
Слайд 56

Синтез кукурбитурилов

Синтез кукурбитурилов

Слайд 57

Обладает высоким отрицательным зарядом на донорных атомах кислорода; Образует комплексы с

Обладает высоким отрицательным зарядом на донорных атомах кислорода;
Образует комплексы с положительно

заряженными частицами;
Обладает структурной «жёсткостью».

56

Комплексообразование кукурбитурилов

18-краун-6-эфир

α-ЦД

CB[6]

Слайд 58

«Супрамолекулярная химия кукурбитурилов», В. П. Федин Комплексообразование кукурбитурилов с катионами металлов 59

«Супрамолекулярная химия кукурбитурилов», В. П. Федин

Комплексообразование кукурбитурилов с катионами металлов

59

Слайд 59

Слайд 60

Комплексообразование кукурбитурилов

Комплексообразование кукурбитурилов

Слайд 61

Слайд 62

Комплексообразование кукурбитурилов с органическими молекулами

Комплексообразование кукурбитурилов с органическими молекулами

Слайд 63

67

67

Слайд 64

Комплексообразование кукурбитурилов с органическими молекулами

Комплексообразование кукурбитурилов с органическими молекулами

Слайд 65

Фотохимические реакции в полости СВ

Фотохимические реакции в полости СВ

Слайд 66

Слайд 67

тиофлавина Т Данный процесс имитирует интеркаляцию тиофлавина Т в амилоидные фибриллы

тиофлавина Т

Данный процесс имитирует интеркаляцию тиофлавина Т в амилоидные фибриллы (разгорание

флуоресценции в 1000 раз), что лежит в основе применения тиофлавина Т в медицине для лечения болезней Паркинсона и Альцгеймера

Ca2+ - в 270 раз

Na+- в 160 раз

Кооперативное взаимодействие СВ + органическая молекула +
катион металла

Слайд 68

Комплексы с цис-платином

Комплексы с цис-платином

Слайд 69

CB[7]-контролируемая цитотоксичность функционализированных наночастиц золота

CB[7]-контролируемая цитотоксичность функционализированных наночастиц золота

Слайд 70

Адресная доставка лекарства к больному органу

Адресная доставка лекарства к больному органу

Слайд 71

«Принцип работы наноклапана». Работающие в воде pH-регулируемые наноклапаны представляют собой присоединенные

«Принцип работы наноклапана». Работающие в воде pH-регулируемые
наноклапаны представляют собой присоединенные

к поверхности
пористых кварцевых наночастиц линейные молекулы, которые
при нейтральных и низких (кислых) значениях pH связываются с молекулами
псевдоротаксана и закрывают поры (слева на рисунке). При повышении
pH до щелочных значений, клапаны открываются и содержащееся в
порах вещество (родамин В - rhodamine B, показан красным) высвобождается
(справа на рисунке). Родамин B – флюоресцирующее вещество и
его высвобождение из наносфер легко регистрировать по
увеличению интенсивности флюоресценции.

Адресная доставка лекарства к больному органу