Особенности молекулярного строения и кислотно-основная ионизация конъюгата 5-(4`-аминофенил)-10,15,20-трис(4`- сульфофенил)порфина с Аш-кислотой в воде

  • В. Б. Шейнин Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
  • Д. А. Иванов Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
  • О. М. Куликова Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
  • О. И. Койфман Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН
Ключевые слова: Водорастворимые азокрасители, мезо-аминофенилпорфин, мезо-сульфофенилпорфин, Ашкислота , азо-гидразонная таутомерия, протонирование

Аннотация

Методом DFT/B3LYP/6-31G(d,p) проанализирована связь между молекулярным строением и кислотноосновными свойствами водорастворимого коньюгата, полученного азосочетанием катиона диазония 5-(4`-аминофенил)-10,15,20-трис(4`-сульфонатофенил)порфина с 1-амино-8-нафтолят-3,6-дисульфонатом (Aш-кислотой) в щелочной среде. Показано, что устойчивой формой пентаниона этого азосоединения является гидразонный транс-таутомер с 1,2-хиноидной структурой Аш-фрагмента. Самой кислой является гидразонная NNH-группа, диссоциация которой начинается в области выше рН 12 и не может быть охарактеризована количественно. Диссоциация других более слабых кислотных групп коньюгата ограничена верхней границей водной шкалы рН. Наибольшей основностью обладают пирролениновые атомы азота порфириновой платформы H2P, которая дипротонируется с близкими значениями ступенчатых констант. Показано, что причиной синхронного дипротонирования H2P являются эффекты заместителей и образование аквакомплекса (H2O)2[H4P2+], которые действуют совместно. Дальнейшее протонирование Аш-фрагмента ограничено нижней границей водной шкалы рН. Аквакомплекс является агрегационно устойчивым цвиттер-ионом, не образующим порфириновых J-агрегатов даже в присутствии индукторов самосборки. Причиной высокой агрегационной устойчивости является стерический эффект объемного Аш-фрагмента.

Литература

Ivanov D.A., Sheinin V.B., Lyubimtsev A.V., Kulikova O.M., Koifman О.I. Macroheterocycles 2019, 12, 375-381. https://doi.org/10.6060/mhc190338s

Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Jr., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas Ö., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09 (Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009).

Sheinin V.B., Kulikova O.M., Koifman O.I. Macroheterocycles 2018, 11(4), 363-370. https://doi.org/10.6060/mhc181109s

Sheinin V.B., Kulikova O.M., Koifman O.I. J. Mol. Liq. 2019, 277, 397-408. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.12.105

Batsanov S.S. Inorg. Mater. 2001, 37, 871-885. https://doi.org/10.1023/A:1011625728803

Etter M.C. Acc. Chem. Res. 1990, 23, 120-126. https://doi.org/10.1021/ar00172a005

Steed J.W., Atwood J.L. Supramolecular Chemistry. Chichester: J. Wiley&Sons Ltd., 2000. p. 745.

Sheinin V.B., Ivanova Y.B., Berezin B.D. Russ. J. Coord. Chem. 2002, 28, 149-151. https://doi.org/10.1023/A:1014248604993

Sheinin V.B., Ivanova Y.B., Berezin B.D. Russ. J. Gen. Chem. 2002, 72, 1128-1131. https://doi.org/10.1023/A:1020719303646

Sheinin V.B., Simonova O.R., Ratkova E.L. Macroheterocycles 2008, 1, 72-78. https://doi.org/10.6060/mhc2008.1.72

Sheinin V.B., Ratkova E.L., Mamardashvili N.Zh. J. Porphyrins Phthalocyanines 2008, 12, 1211-1219. https://doi.org/10.1142/S1088424608000595

Sheinin V.B., Shabunin S.A., Bobritskaya E.V., Koifman O.I. Macroheterocycles 2011, 4, 80-84. https://doi.org/10.6060/mhc2011.2.02

Sheinin V.B., Shabunin S.A., Bobritskaya E.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. Macroheterocycles 2012, 5, 252-259. https://doi.org/10.6060/mhc2012.120989s

Sheinin V.B., Bobritskaya E.V., Shabunin S.A., Koifman O.I. Macroheterocycles 2014, 7, 209-217. https://doi.org/10.6060/mhc141033s

Zurita A., Duran A., Ribo J.M., El-Hachemi Z., Crusats J. SC Adv. 2017, 7, 3353-3357. https://doi.org/10.1039/C6RA27441B

Опубликован
2021-01-27
Как цитировать
Шейнин, В., Иванов, Д., Куликова, О., & Койфман, О. (2021). Особенности молекулярного строения и кислотно-основная ионизация конъюгата 5-(4`-аминофенил)-10,15,20-трис(4`- сульфофенил)порфина с Аш-кислотой в воде. Макрогетероциклы/Macroheterocycles, 13(3), 252-259. извлечено от https://mhc-isuct.ru/article/view/3278
Выпуск
Том 13 № 3 (2020)
Раздел
Порфирины