Макрогетероциклы/Macroheterocycles

Содержание

2024 Vol. 17 Is. 4 — 2024-12-24

Иттербиевые комплексы производных хлорина е6 для таргетной NIR-II биовизуализации

Alexander Popov — 2024-12-24

Получены два новых производных хлорина е₆, содержащих хелатирующие группы на периферии макроцикла, а также были синтезированы и охарактеризованы их комплексы с иттербием. Обнаружено, что излучение иона иттербия в ближней инфракрасной области II (NIR-II) сенсибилизировалось хлоринами, при этом эффективность сенсибилизации зависела от расстояния между атомом Yb и хлориновым ядром. Проведены детальные исследования люминесценции комплексов иттербия и эксперименты in vitro, в ходе которых изучена кинетика накопления в опухолевых клетках. Благодаря своим свойствам полученные металлокомплексы могут найти потенциальное применение в флуоресцентной визуализации в NIR-II диапазоне.

Антибактериальная активность полимерных форм хлорофилла и гемина в отношении S. aureus и E. coli

Dmitry V. Gruznov — 2024-12-24

Увеличение числа антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов приобретает все более массовый характер. Перспективными и современными антимикробными средствами представляются металло-порфирины. Известные представители металлопорфиринов – хлорофилл (Chl) и гемин. В работе представлены результаты исследований эффективности комплексов Chl и гемина с поли-N-винилпирролидоном (ПВП) в качестве антимикробного средства в отношении Staphylococcus aureus и Escherichia coli. Представлен способ получения полимерных форм Chl и гемина. С помощью световой оптической микроскопии полимерных пленок Chl-ПВП и гемин-ПВП были обнаружены структурные неоднородности в виде отдельных агрегированных частиц правильной формы размером 1.7–2 мкм, равномерно распределенные в полимерной матрице. Рассчитаны константы связывания этих веществ с полимером, которые составили 5.0·10⁴ л/моль для Chl и 3.3·10 ⁴ л/моль для гемина. Получены экспериментальные данные по релизу веществ из полимерной матрицы. Установлено, что полное высвобождение Chl из ПВП наблюдалось через 13 ч, а гемина – через 10 ч. В микробиологических исследованиях получены данные о сравнительном антимикробном действии свободной и полимерной форм веществ. В дальнейшем эти результаты могут быть использованы при разработке препаратов против микробных инфекций.

мезо-Бромирование – эффективный способ повышения скорости реакции цианокобаламина с сероводородом

Vladimir S. Osokin — 2024-12-24

Показано, что, в отличие от немодифицированного цианокобаламина, бромированный в положении C10 макроцикла цианокобаламин (CNCbl-Br) восстанавливается сероводородом до Co(II) комплекса (Cbl(II)-Br). В отличие от глутатиона, сероводород способен атаковать связь C-Br в Cbl(II)-Br, что приводит к дебромированию макроцикла. Предложен механизм реакции, включающий медленную стадию отщепления 5,6-диметилбензимидазола, последующее быстрое присоединение сероводорода к иону Co(III) и перенос электрона от атома серы к иону Co(III). Высокая реакционная способность бромированного цианокобаламина по отношению к H₂S открывает перспективы использования этого комплекса в качестве антидота для
сероводорода.

(5,10,15,20-Тетра(4-трифторметилфенил)порфинато)кобальт(II). Реакции с гетероциклическими основаниями как модель формирования донорно-акцепторных PET систем

Elena V. Motorina — 2024-12-24

Данное исследование проведено с учетом необходимости нахождения оптимальной природы якорной группы при создании PET систем координационного типа на основе металлопорфиринов и производных наноформ углерода и для нахождения ключевых характеристик первых как рецепторов гетероциклических оснований в сенсорике. Изучены равновесия и скорости реакций (5,10,15,20-тетра(4-трифторметилфенил)порфинато)-кобальта(II) (СоT(4-CF₃Ph)P) с имидазолом и пиридином (Im и Py) в среде толуола методом время-зависимого спектрофотометрического титрования, разработанного специально для медленно устанавливающихся равновесий. Для доказательства химического строения образующихся комплексов использованы методы электронной и ИК спектроскопии поглощения, ¹H ЯМР и масс-спектрометрии. Установлена быстрая и медленная координация соответственно первой и второй молекулы оснований, протекающая в обоих случаях обратимо. Константы равновесий координации K₁, K₂ определены равными 3.16·10³, 1.53·10³ и 1.12·10⁴, 4.28·10³ л·моль^-1 для Py и Im соответственно. Молекулы Im, координируюясь быстрее по сравнению с Py (k = 1.033 и 56.1·10^-4 л·моль^-1·с^-1), сильнее связываются порфириновым комплексом и демонстрируют практически более приемлемые значения оптического отклика и минимального предела определения основания. Эти параметры необходимо учитывать при формировании координационных комплексов металлопорфирин – замещенный фуллеропирролидин наряду с учетом обратимости процесса, требуемого расстояния между донором и акцептором и времени жизни PET состояний при фотовозбуждении.

pH-Dependent Receptor Based on Dithiaporphyrins for Selective Binding of Perchlorate Ions

Sergey A. Syrbu — 2024-12-24

The work presents the synthesis procedure and results of the study of the interconnection between the geometric structure of dithia-substituted analogues of tetraphenylporphyrins and their acid-base and spectral properties.
Double-protonated forms of bromine-substituted dithiaporphyrins were found to be able to coordinate perchlorate ions in a neutral solvent, which can be of use in designing a receptor platform of liquid-phase sensor materials.

Электронные и стерические эффекты периферических заместителей, влияющие на координационные и окислительно-восстановительные свойства порфиринатов кобальта(III)

Svetlana V. Zaitseva — 2024-12-24

Координационная способность смешаннозамещенных порфиринатов кобальта(III) по отношению к некоторым N-основаниям изучена спектрофотометрическим методом. Установлены закономерности совместного влияния электронного и стерического эффектов заместителей на периферии макроцикла на устойчивость комплексов. Изучена зависимость термодинамики процесса координации от природы N-основания. Рассчитанные для исходных порфиринатов кобальта(III) энергии граничных молекулярных орбиталей, величины зазора ВЗМО-НСМО и полученные электрохимические характеристики демонстрируют способность комплексов участвовать в окислительно-восстановительных реакциях.

Antimicrobial Photodynamic Therapy Activity Properties of 2,6-Brominated and -Iodinated BODIPY Core Dyes and their π-Extended 3,5-Distyryl Analogues

Akwesi Ndundu — 2024-12-24

The photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) activity properties of 2,6-dibrominated and -diiodinated meso-methyl phenyl ester BODIPY dyes π-extended with 3,5-p-dibenzyloxystyryl groups at the 3,5-positions were investigated against Gram-(+) Staphylococcus aureus and Gram-(−) Escherichia coli bacteria and Candida albicans fungus using LEDs with output maxima at 660 and 530 nm. The core dyes were found to have significantly higher PACT activities than the π-extended dyes in the context of the Gram-(+) and -(−) bacterial strains, while low PACT activity was also observed against Candida albicans with the 2,6-dibrominated core dye. The results are consistent with the trends reported in a previous study with BODIPY core and 3,5-divinylene dyes and provide further evidence that research related to the PACT activity properties of BODIPYs should focus primarily on halogenated core dyes. The use of a methyl-β-cyclodextrin inclusion complex was found to significantly enhance the aqueous solubility and PACT activity of the 2,6-diiodinated with 3,5-p-dibenzyloxystyryl groups at the 3,5-positions.

Влияние закономерностей замещения в ряду производных BODIPY на агрегационные свойства в смесях бинарных растворителей

Elena V. Antina — 2024-12-24

Набор из пяти флуоресцентных молекулярных сенсоров BODIPY с различной структурой был исследован в водных смесях органических растворителей (тетрагидрофуран, диметилсульфоксид и ацетонитрил). Было показано, что агрегационное поведение в ряду изученных соединений подвержено даже небольшим структурным изменениям, таким как, например, положение гетероатома. Гидроксильные фрагменты в исследованных соединениях вызывали интенсивный сенсорный ответ на содержание воды в тетрагидрофуране и ацетонитриле, достигая 80% гашения в пределах 0–10 об.% воды в смеси. Выбор бинарной смеси растворителей также сильно влияет на спектроскопический обратный вызов во время процесса агрегации. Было обнаружено, что содержание воды в бинарных смесях очень похоже на давно известные данные об образовании микронеоднородностей в соответствующих смесях. В случае производного мезованилина-BODIPY исследование затухания флуоресценции позволило нам графически продемонстрировать неоднородность смеси вода – ТГФ около 75–85 об.% водной фазы. Формальный анализ спектроскопических свойств фосфоров в бинарных смесях растворителей позволяет предположить, что специфические взаимодействия растворителей можно отделить от эффектов агрегации.

(Br)2BODIPY фотосенсибилизаторы: влияние особенностей функционализации на фотофизические, фотохимические характеристики и агрегационное поведение в растворах

Sofya A. Dogadaeva — 2024-12-24

Синтез малотоксичных фотосенсибилизаторов с оптимальным соотношением интенсивности флуоресценции и генерации синглетного кислорода (тераностиков) является актуальной задачей. В этой области исследований дифторбораты дипиррометенов (BODIPY) занимают существенное место. Нами представлены результаты синтеза, анализа строения, изучения хромофорных, флуоресцентных и генерационных характеристик BODIPY, замещенных атомами брома в α,α-, β,β- и β′,β′- положениях, их фото-, термостабильности, а также особенностей агрегационного поведения в смешанном растворителе ТГФ–вода. Полученные результаты проанализированы в сравнении с негалогенированными соединениями. Установлено, что введение атомов брома в молекулу тушит флуоресцентные, но усиливает генерационные свойства BODIPY. (α-Br)₂- и (β-Br)₂-замещенные BODIPY можно рассматривать как потенциальные тераностики с преобладанием функции биовизуализатора, а (β′-Br)₂-BODIPY в большей степени проявляет функцию фотосенсибилизатора. Симметричное бромирование BODIPY незначительно влияет на фото- и термическую стабильность по сравнению с незамещенными аналогами. Исследованные бромзамещенные дипиррометенаты бора(III) характеризуются образованием нефлуоресцирующих Н-агрегатов в смешанном растворителе ТГФ-вода при содержании воды в смеси более 70%.

Комплексные соединения 4- и 5-аминосалициловых кислот с циклодекстринами как перспективные противоязвенные средства

Natalia S. Borisova — 2024-12-24

Спектрофотометрически в диапазоне длин волн от 190 до 350 нм исследовано образование комплексов включения по типу “гость – хозяин” в водных растворах 4-, 5-аминосалициловых кислот (4-, 5-АСК) и α-, β-, γ-циклодекстринов (α-, β-, γ-ЦД). Методом непрерывных вариаций показано, что в исследуемых реакционных системах “4-АСК + α-ЦД + H₂O”, “4-АСК + β-ЦД + H₂O”, “4-АСК + γ-ЦД + H₂O”, “5-АСК + α-ЦД + H₂O”, “5-АСК + β-ЦД + H₂O”, “5-АСК + γ-ЦД + H₂O” аминосалициловые кислоты образуют комплексные соединения с циклодекстринами состава 1:1. С помощью метода молярных отношений рассчитаны константы устойчивости (K) образующихся комплексов 4-АСК∙∙∙α-ЦД, 4-АСК∙∙∙β-ЦД, 4-АСК∙∙∙γ-ЦД, 5-АСК∙∙∙α-ЦД, 5-АСК∙∙∙β-ЦД, 5-АСК∙∙∙γ-ЦД в интервале температур 296–321 К. Анализ полученных результатов показал: 1) при данных температурах 4-, 5-аминосалициловые кислоты и α-, β-, γ-циклодекстрины образуют сравнительно устойчивые комплексы включения (K ~10²–10⁴ л/моль); 2) с ростом температуры значения констант устойчивости комплексных соединений уменьшаются. Изучение температурных зависимостей K позволило определить стандартные значения изменений энергии Гиббса (ΔG°), энтальпии (ΔH°) и энтропии (ΔS°) комплексообразования. Отрицательные значения ΔG°, ΔH° и ΔS° свидетельствуют, соответственно, о самопроизвольности реакций между АСК и ЦД, их экзотермичности и уменьшении числа частиц вследствие образования комплексов. Для рассматриваемых систем обнаружен термодинамический компенсационный эффект, указывающий на возможное сходство механизмов комплексообразования между 4-, 5-аминосали-циловыми кислотами и α-, β-, γ-циклодекстринами. Полученные сведения о составе, константах устойчивости и термодинамических параметрах были использованы при разработке методики синтеза комплексных соединений АСК∙∙∙ЦД. Наработан опытный образец комплекса 5-аминосалициловой кислоты с β-циклодекстрином и изучена его противоязвенная активность. Фармакологическими исследованиями (на моделях ацетилсалициловой и гистаминовой язв) установлено, что комплекс 5-АСК∙∙∙β-ЦД в дозе 50 мг/кг проявил выраженную противоязвенную активность, сравнимую с референтным препаратом (карбеноксолоном) в дозе 100 мг/кг.

Molecular Details of the Interaction of Sorafenib with 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin

Thi Lan Pham — 2024-12-24

Present study addresses the molecular aspects of the interaction between the anticancer drug sorafenib and 2-hydroxy-propyl-β-cyclodextrin. Formation of the complex was confirmed by means of powder X-ray diffraction. Infrared microscopy confirmed uniform distribution of sorafenib and 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin. The detailed mechanism of complex formation in an aqueous media was examined using ATR-FTIR spectroscopy. The inclusion of the pyridine ring of sorafenib in the tori of cyclodextrin has been demonstrated, as well as the interaction of the active molecule with the sugar backbone of the carrier. Obtained results provided new details in the mechanisms of complex formation between anticancer drugs and cyclodextrin’s torus.