5-(2-quinolyl)tetrabenzoporphyrin and Its complexes with zinc, cobalt, copper and manganese. Synthesis, spectral, electrochemical and electrocatalytic properties

封面

如何引用文章

全文:

详细

By reacting phthalimide with quinaldine in the presence of zinc oxide, 3-(quinolin-2-ylmethylene)isoindolin-1-one was synthesized. Heating its mixture with excess phthalimide and zinc acetate leads to the formation of zinc 5-(2-quinolyl)tetrabenzoporphyrinate, which, when treated with acid, is converted to 5-(2-quinolyl)tetrabenzoporphyrin. The latter, when interacting with cobalt(II), copper(II) and manganese(II) chlorides in DMF, forms the corresponding metal complexes. The composition and structure of the obtained compounds were confirmed by a complex of physicochemical methods of analysis. The results of quantum-chemical calculations of complexes by DFT and TD-DFT methods are presented. The first absorption bands in theoretical electronic spectra are assigned to the corresponding electronic transitions in molecules. All synthesized tetrabenzoporphyrins have catalytic activity in the electroreduction reaction of oxygen; the cobalt complex exhibits the greatest activity.

全文:

ВВЕДЕНИЕ

Металлокомплексы тетрабензопорфиринов и их мезо-замещенных обладают свойствами, позволяющими использовать их в качестве активных материалов в тонкопленочной электронике [1], сенсорике [2], оптических преобразователях [3], а также в фотодинамической и бор-нейтронозахватной терапии [4]. Комплексы тетрабензопорфиринов с переходными металлами обладают электрокаталитической активностью в реакциях электровосстановления молекулярного кислорода [5].

Одним из методов синтеза мезо-гетарилзамещенных тетрабензопорфиринов является конденсация фталимида с СН-кислотами, например хинальдином. Ранее мы сообщали о синтезе мезо-тетра(2-хинолил)тетрабензопорфирина [6], тетрабензопорфиринов и их комплексов с цинком, содержащих от одного до трех мезо-хинолильных заместителей [7, 8], а также о синтезе и свойствах комплексов 5-(2-пиридил)тетрабензопорфирина [9]. Настоящая работа является продолжением исследований и касается синтеза 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирина 1, его новых комплексов с переходными металлами и исследования их спектральных, электрохимических и электрокаталитических свойств.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для синтез 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирина 1 в качестве одного из компонентов использовали продукт конденсации фталимида с хинальдином – 3-(хинолин-2-илметилен)изоиндолин-1-он 2. Он получен кипячением смеси фталимида и оксида цинка в избытке хинальдина в течение 2 ч с последующей обработкой соляной кислотой в соответствии со схемой 1.

 

Схема 1.

 

Соединение 2 представляет собой вещество желтого цвета. Его состав и строение подтверждали данными масс-спектрометрии, колебательной и ЯМР 1Н спектроскопии. В масс-спектре соединения 2 (LDI-TOF) (рис. S1, см. Дополнительные материалы) основным является сигнал иона [M + H]+ с m/z 272.65. В спектре ЯМР 1Н соединения 2, зарегистрированном в ДМСО-d6, в наиболее слабом поле присутствует синглет при 11.39 м. д., характеризующий резонанс протона группы NH, а в наиболее сильном – синглет при 6.96 м. д., соответствующий протону метиленовой группы. Сигналы остальных протонов в виде дублетов и триплетов находятся в области 8.38–7.56 м. д. (рис. S2, см. Дополнительные материалы). Спектр ЯМР 13С соединения 2 (рис. S3, см. Дополнительные материалы) также подтверждает его строение.

Нагревание смеси соединения 2 со значительными избытками фталимида (10 экв.), ацетата цинка (10 экв.) и ацетата натрия (10 экв.) приводит к образованию смеси двух соединений – тетрабензопорфирината цинка и 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирината цинка 3 в соответствии со схемой 2.

 

Схема 2.

 

Выделение комплекса 3 проводили экстракцией реакционной массы хлороформом с последующей колоночной хроматографией экстракта. Поскольку тетрабензопорфиринат цинка нерастворим в малополярных органических растворителях, выделение соединения 3 является достаточно простой задачей. Порфирины с большим числом мезо-заместителей образуются лишь в следовых количествах, и при хроматографии отделяются первой, слабо окрашенной зоной. Комплекс 3 представляет собой вещество темно-зеленого цвета, растворимое в полярных и неполярных органических растворителях. В его масс-спектре (MALDI-TOF, матрица – α-циано-4-гидроксикоричная кислота, CHCA) основным является сигнал иона [M + H]+ при 700.38 Да (рис. S4, см. Дополнительные материалы).

Обработкой комплекса 3 соляной кислотой в хлороформе получен 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирин 1. Его взаимодействием с хлоридами кобальта(II), меди(II) и марганца(II) в ДМФА синтезированы соответствующие металлокомплексы 46 в соответствии со схемой 3.

 

Схема 3.

 

Процесс комплексообразования контролировали спектрофотометрически, по исчезновению в спектрах поглощения реакционных масс полос, характерных для порфирина-лиганда 1, и появлению полос, соответствующих поглощению металлокомплексов. Все полученные соединения очищали колоночной хроматографией с использованием в качестве элюента хлороформа. Нужно отметить, что, несмотря на использование солей двухвалентных кобальта и марганца, в комплексах с порфиринами в аэробных условиях эти металлы окисляются до трехвалентного состояния [10, 11], и в настоящем случае в качестве экстралиганда выступает хлорид-ион. Порфирин 1 представляет собой вещество темно-зеленого цвета, растворимое в органических растворителях. В его масс-спектре (MALDI-TOF, CHCA) присутствует сигнал иона [M + H]+ при 638.21 Да (рис. S5, см. Дополнительные материалы). В спектре ЯМР 1Н соединения 1, измеренном в CDCl3 с добавлением CF3COOH (рис. S6, см. Дополнительные материалы), в наиболее слабом поле присутствуют сигналы протонов в мезо-положениях макроцикла в виде двух синглетов при 11.29 и 11.24 м. д. с соотношением интегральных интенсивностей 1:2. В областях 9.69–9.66 и 9.52–9.47 м. д. находятся два мультиплета с соотношением интегральных интенсивностей 4:2, характеризующие резонанс шести протонов хинолильного заместителя. Два дублета при 9.14–9.12 и 8.93–8.91 м. д. соответствуют резонансу четырех протонов бензольных колец в наиболее близких к мезо-заместителю положениях, а сигналы остальных 12 протонов бензольных колец макроцикла в виде нескольких мультиплетов находятся в области 8.54–8.52 м. д. В наиболее сильном поле присутствует широкий сигнал, соответствующий резонансу внутрициклических протонов, с максимумом при 1.20 м. д.

Металлокомплексы 46 также являются веществами темно-зеленого цвета, растворимыми в органических растворителях. В их масс-спектрах присутствуют сигналы ионов с m/z 694.82 [M – Cl]+, 698.80 [M + Н]+ и 690.74 [M – Cl]+ соответственно (рис. S7–S9, см. Дополнительные материалы). ИК спектры соединений 46 (рис. S10–S12, см. Дополнительные материалы) близки по характеру и содержат полосы, отвечающие колебаниям связей С–Н (3060–3050 см–1), С=С (1650–1590 см–1) и C=N (1430–1200 см–1).

Электронные спектры поглощения порфирина 1 и комплекса 3 представлены на рис. 1. Введение одного хинолильного заместителя в мезо-положение тетрабензопорфирина мало сказывается на положении полос поглощения. Их максимумы, как в спектре порфирина 1, так и комплекса цинка 3, находятся в тех же областях, что и в спектрах поглощения незамещенных тетрабензопорфирина [12] и его комплекса с цинком [13]. Отсутствие заметного влияния частичного мезо-арильного замещения на спектры поглощения тетрабензопорфиринов отмечалось и ранее [14, 15]. Это связано с полной некопланарностью заместителей плоскости макроцикла, подтвержденной ренгеноструктурным анализом [16] и, следовательно, отсутствием сопряжения их ароматических систем.

 

Рис. 1. Электронные спектры поглощения порфирина 1 (1) и комплекса 3 (2) в хлороформе.

 

На рис. 2 представлены электронные спектры поглощения комплексов 46. Можно видеть, что комплексообразование с кобальтом приводит к гипсохромному смещению полосы Q по сравнению с ее положением в спектре комплекса цинка на 7 нм, с медью – на 9 нм. Образование комплекса с марганцем напротив, сопровождается батохромным (9 нм) сдвигом первой полосы. Что касается положения полос В, то в спектре соединения 4 она находится в той же области, что и в спектре комплекса цинка 3, в спектре комплекса 5 – смещена гипсохромно на 13 нм, а в спектре соединения 6 – батохромно на 22 нм. В общем, подобные спектральные свойства характерны и для других тетрабензопорфиринатов Co(III) [17], Cu(II) [18] и Mn(III) [19].

 

Рис. 2. Электронные спектры поглощения комплексов 4 (1), 5 (2) и 6 (3) в хлороформе.

 

Для обоснования влияния ионов металлов на спектральные свойства синтезированных соединений нами проведены квантово-химические расчеты молекулярного и электронного строения их молекул методом DFT [20]. Расчеты проводились при помощи программного комплекса Firefly 8.2.0 [21]. Посторенние начальных геометрий, обработка и представление результатов выполнены с использованием программного комплекса Chemcraft [22]. При расчетах использовали обменно-корелляционный функционал PBE0 [23] в сочетании с базисом def2-TZVP [24], поскольку их применимость показана ранее при расчетах металлокомплексов тетрабензопорфирина [9, 25]. В результате расчетов определены формы и энергии граничных орбиталей в молекулах комплексов 36 (рис. 3).

 

Рис. 3. Формы и энергии граничных орбиталей (эВ) в молекулах комплексов 3–6. ΔE = EHOMOELUMO, эВ.

 

Расчеты показали, что молекулы соединений 35 обладают плоскими макроциклами, комплекс 6 имеет заметное седлообразное искажение макроцикла, а хинолильный заместитель в каждом случае развернут к плоскости под углом, близким к 90°. Орбитали HOMO всех комплексов локализованы на изоиндольных фрагментах, а орбитали HOMO–1 сосредоточены, в основном, на мезо-атомах углерода и внутрициклических атомах азота. Орбитали LUMO в случае комплексов трехвалентных металлов 4 и 6 локализованы на атомах металлов и экстралигандах, а в молекулах комплексов 3 и 5, как и орбитали LUMO+1 в молекулах всех соединений, на пиррольных фрагментах и мезо-атомах углерода. В целом, форма и характер орбиталей близки к рассчитанным для металлокомплексов незамещенного и мезо-пиридилзамещенного тетрабензопорфиринов [25, 9]. Энергетические зазоры HOMO–LUMO для комплексов находятся в пределах 2.72–2.01 эВ и увеличиваются в ряду 5 > 4 > 3 > 6.

Нами выполнены расчеты теоретических электронных спектров поглощения (TD-DFT/PBE0/ def2-TZVP) комплексов 3, 4, 6 в газовой фазе, поскольку, как было показано ранее [26], влияние сольватации на положение полос в теоретических спектрах поглощения порфириноидов незначительно, и, следовательно, учет сольватационных эффектов не оправдывает дополнительных вычислительных затрат. Нужно отметить, что использованное нами программное обеспечение непригодно для расчета спектров поглощения комплексов меди (открытая электронная оболочка). Рассчитанные спектры поглощения комплексов представлены на рис. 4.

 

Рис. 4. Рассчитанные электронные спектры поглощения комплексов 3 (а), 4 (б), 6 (в).

 

В каждом случае, первые полосы поглощения большей частью соответствуют переходам HOMO → LUMO, HOMO–1 → LUMO, HOMO → LUMO+1, HOMO–1 → LUMO+1. В целом, положения первых полос в рассчитанных спектрах поглощения коррелируют с их положением в экспериментальных спектрах.

Мы провели исследования электрохимических и электрокаталитических свойств порфирина 1 и комплексов 36 методом циклической вольтамперометрии. Измерения проводили в стеклянной трехэлектродной термостатированной электрохимической ячейке, устройство которой подробно описано в [27].

На рис. 5 в качестве примера представлены циклические вольтамперные кривые, полученные для электрода, модифицированного комплексом кобальта 4, полученные в результате измерений в атмосфере аргона (кривая 1) и после насыщения электролита кислородом (кривая 2). На кривой 1 присутствуют катодные и анодные максимумы, отвечающие процессам окисления – восстановления как иона металла (M), так и макроциклического лиганда (L). На второй кривой появляется новый интенсивный максимум в области потенциалов –0.1÷–0.35 В, характеризующий процесс восстановления кислорода. Циклические I–E-кривые, полученные для порфирина 1 и комплексов 3, 5, 6, имеют такой же характер и отличаются положением и количеством максимумов на кривых. Для металлокомплексов характерны одна стадия электровосстановления (окисления) тетрабензопорфинового макрокольца. Показано, что в щелочном электролите электронные переходы свойственны для металлоцентров переменной валентности: процессы электровосстановления фиксируются для Co3+ ↔ Co2+ при Ered/ox = 0.23 В, для Cu2+ ↔ Cu1+ при Ered/ox = –0.36 В и Mn3+ ↔ Mn2+ при Ered/ox = –0.01 В. Наблюдаемые процессы по значениям потенциала и количеству электричества могут быть отнесены к квазиобратимым одноэлектронным процессам.

 

Рис. 5. IЕ-Кривые для электрода с комплексом 4 в атмосфере аргона (1) и при насыщении электролита кислородом (2).

 

Исследование электрокаталитического поведения металлокомплексов проводилось путем измерения циклических I–E-кривых при полном насыщении электролита молекулярным кислородом. С целью выяснения механизма протекания процесса электровосстановления выполнен расчет эффективного числа электронов (п) по уравнению Рэндлса–Шевчика (1) [28]:

Ip=2723/2ScADA1/2υ1/2, (1)

где Ip – максимальный ток (ток пика) (А); S – поверхность электрода (см2); сA – растворимость вещества А (моль/л); DA –коэффициент диффузии (см2/с); υ – скорость сканирования (В/с). В расчетах использованы следующие значения параметров, входящих в уравнение: S = 0.64 cм2, с2) = 1.2·10–3 моль/л, D(O2) = 1.9·10–5 см2/с.

Значения потенциалов наблюдаемых максимумов и рассчитанных как полусуммы анодных и катодных максимумов редокс-переходов (ERed/Ox) при скорости сканирования 20 мВ/c для синтезированных соединений, а также эффективное число электронов приведены в табл. 1. Значения E1/22) и расчет n показал, что изученные соединения проявляют электрокаталитическую активность в реакции восстановления молекулярного кислорода в щелочном растворе. Эффективное число электронов (n) для них составляет 2.0–2.7, что указывает на возможность направлять протекание процесса электровосстановления кислорода как по 2- (O2 + H2O + 2ē → HO2 + OH), так и по 4-электронному механизму (O2 + 2H2O + 4ē → 4OH). Изученные соединения можно расположить в ряд активности по n: Co > Cu > 2H ≥ Mn ≥ Zn. В целом, электрокаталитическая активность 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирина и его комплексов находится на уровне других порфириновых соединений, близких по строению [9, 29–31], и, таким образом, изменение характера мезо-заместителя с донорного [5] на акцепторный мало сказывается на электрокаталитической активности металлокомплексов.

 

Таблица 1. Электрохимические и электрокаталитические свойства соединений 1–6.а

Соединение (М)

M3+ ↔ M2+ (M2+ ↔ M1+)

Процесс L → L–.

E1/2(O2), В

Emax(O2), В

n

Eкат, В

Eан, В

Ered/ox, В

Eкат, В

Eан, В

Ered/oх, В

1 (2Н)

–1.34

–0.90

–1.12

–0.30

–0.38

2.3

3 (Zn)

–1.32

–0.93

–1.13

–0.28

–0.34

2.0

4 (Co)

0.17

0.28

0.23

–1.34

–0.90

–1.12

–0.28

–0.37

2.7

5 (Cu)

(–0.64)

–0.08

–0.36

–1.37

–0.88

–1.13

–0.27

–0.34

2.5

6 (Mn)

(–0.12)

0.10

–0.01

–1.34

–0.93

–1.14

–0.23

–0.34

2.2

Без катализатора

–0.35

–0.40

2.0

а Eкат и Eан – потенциалы катодных и анодных процессов; Еred/ox – редокс-потенциал. Погрешность в определении значений потенциалов ±0.01 В.

 

Следует также отметить, что величины энергетических зазоров ΔE = EHOMOELUMO в комплексах коррелируют с потенциалами восстановления (L → L–.) макроциклов. С уменьшением ΔE эти потенциалы незначительно возрастают. Кроме того, наибольшую каталитическую активность при двухэлектронном восстановлении кислорода проявляет комплекс марганца, который, по данным квантово-химических расчетов, единственный обладает неплоской геометрией и наименьшим зазором ΔE.

ВЫВОДЫ

Таким образом, в результате работы синтезированы 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирин и его новые комплексы с цинком, кобальтом, медью и марганцем. Исследованы их спектральные свойства, установлено, что положение полос в теоретических спектрах поглощения коррелирует с их положением в экспериментальных. На основании электрохимических исследований установлено, что синтезированные соединения проявляют каталитическую активность в реакции электровосстановления кислорода в щелочном растворе, максимальной обладает комплекс кобальта.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Элементный анализ выполнен на приборе FlashEA 1112 CHNS-O Analyzer (Thermo Fisher Scientific, США). Масс-спектры (LDI-TOF, без матрицы) зарегистрированы на приборе Shimadzu Biotech AXIMA Confidence (Shimadzu Corporation, Япония). ИК спектры сняты на спектрофотометре Avatar 360 FT-IR (Thermo Fisher Scientific, США) в области 400–4000 см–1 в тонких пленках на стекле KRS-5. Спектры ЯМР 1Н (500.13 МГц) записаны на приборе Bruker Avance-500 (Bruker Daltonics GmbH, Германия) в CDCl3 или ДМСО-d6. В качестве реперных использованы сигналы остаточных протонов растворителей. Электронные спектры поглощения измерены на спектрофотометре Helios Zeta (Thermo Fisher Scientific, США) в кварцевых прямоугольных кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм при 25°С. Для спектральных измерений использовали хлороформ квалификации ХЧ (Экос-1, Россия).

3-(Хинолин-2-илметилен)изоиндолин-1-он (2). Смесь 5.0 г (0.03 моль) фталимида, 10 мл (10.6 г, 0.07 моль) хинальдина и 2.0 г (0.025 моль) оксида цинка кипятили 2 ч, затем охлаждали и переносили в 150 мл 15%-ной соляной кислоты. Полученную смесь перемешивали 30 мин и добавляли 50 мл хлороформа. Органический слой отделяли, промывали водой и отгоняли растворитель. Остаток растворяли в хлороформе и хроматографировали на колонке, заполненной силикагелем 60 (Merck) (элюент – смесь хлороформ–этанол, 50:1), собирая основную желтую зону. Выход 6.5 г (70%), вещество желтого цвета, растворимо в хлороформе, ацетоне, ДМСО, ДМФА. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 11.39 с (1Н), 8.38 д (1Н, J 8.0 Гц), 8.25 д (1Н, J 9.0 Гц), 8.10 д (1Н, J 8.0 Гц), 7.95–7.93 м (1Н), 7.85 д (1Н, J 8.0 Гц), 7.78–7.76 м (2Н), 7.65 т (2Н, J 9.0 Гц), 7.58 т (1Н, J 8.0 Гц), 6.96 с (1Н). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-d6), dС, м. д.: 168.35, 160.21, 156.24, 150.91, 148.11, 147.79, 139.03, 138.30, 137.44, 129.06, 126.58, 123.74, 121.51, 117.11, 102.93, 79.63. Масс-спектр (LDI-TOF), m/z: 272.65 [M + Н]+. Электронный спектр поглощения (хлороформ), lmax, нм (lgε): 382 (4.22). Найдено, %: C 79.46; H 4.49; N 10.05. C18H12N2O. Вычислено, %: C 79.39; H 4.44; N 10.29. M 272.09.

5-(2-Хинолил)тетрабензопорфиринат цинка (3). Смесь 1.0 г (3.6 ммоль) соединения 2, 5.3 г (36 ммоль) фталимида, 8.0 г (36 ммоль) дигидрата ацетата цинка и 5.0 г (36 ммоль) тригидрата ацетата натрия выдерживали 45 мин при 320°С. После охлаждения реакционную массу измельчали и вносили в 300 мл 2%-ного раствора гидроксида натрия. Полученную смесь кипятили 20 мин, отфильтровывали, промывали 200 мл воды и сушили, затем экстрагировали хлороформом в аппарате Сокслета до получения слабоокрашенного экстракта. Из экстракта отгоняли растворитель, остаток хроматографировали на колонке, заполненной нейтральным оксидом алюминия 90 (Macherey-Nagel), элюируя хлороформом. Собирали основную (вторую) зеленую зону, растворитель удаляли, остаток сушили при 100°С в течение 4 ч. Выход 0.55 г (22%), темно-зеленый порошок, растворимый в хлороформе, ТГФ, ДМФА, ДМСО. Масс-спектр, m/z (Iотн, %): 700.38 (100) [M + Н]+. Электронный спектр поглощения (хлороформ), lmax, нм (lge): 631 (4.99), 428 (5.13). Найдено, %: C 77.31; H 3.61; N 9.86. C45H25N5Zn. Вычислено, %: C 77.09; H 3.59; N 9.99. M 699.14.

5-(2-Хинолил)тетрабензопорфирин (1). 0.50 г комплекса 3 растворяли в 30 мл хлороформа, добавляли 20 мл концентрированной соляной кислоты и интенсивно перемешивали 10 ч. Реакционную массу разбавляли 200 мл воды, органический слой отделяли, промывали 100 мл воды и 50 мл 10%-ного раствора аммиака, растворитель отгоняли. Остаток хроматографировали на колонке, заполненной нейтральным оксидом алюминия 90 (Macherey-Nagel), элюируя хлороформом. Собирали основную зеленую зону, растворитель удаляли, остаток высушивали при 100°С в течение 4 ч. Выход 0.41 г (91%), темно-зеленый порошок, растворимый в хлороформе, ТГФ, ДМФА, ДМСО. Масс-спектр, m/z: (Iотн, %): 638.21 (100) [M + Н]+. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3+5% CF3COOH), δ, м. д.: 11.29 с (1Н), 11.24 с (2Н), 6.69–6.66 м (4Н), 9.52–9.47 м (2Н), 9.13 д (2Н, J 8.0 Гц), 8.92 д (2Н, J 9.0 Гц), 8.64–8.52 м (12Н), –1.20 уш. с (4Н). Электронный спектр поглощения (хлороформ), lmax, нм (lge): 665 (4.07), 610 (4.22), 601 (4.20), 433 (5.02), 418 (4.96). Найдено, %: C 84.88; H 4.30; N 10.55. C45H27N5. Вычислено, %: C 84.75; H 4.27; N 10.98. M 637.23.

Общая методика синтеза комплексов Co(III), Cu(II) и Mn(III) с 5-(2-хинолил)тетрабензопорфирином 4–6. Смесь 0.10 г (0.16 ммоль) порфирина 1, 1.0 ммоль хлорида металла (CoCl2‧6H2O, CuCl2‧2H2O или MnCl2‧4H2O) и 30 мл ДМФА перемешивали при 150°С в течение 40 мин. После охлаждения смесь разбавляли 200 мл воды, осадок отфильтровывали, промывали 100 мл воды и сушили. Остаток растворяли в хлороформе и хроматографировали на колонке, заполненной нейтральным оксидом алюминия 90 (Macherey-Nagel), элюируя хлороформом. Собирали основные зеленые зоны, растворитель удаляли, остатки высушивали при 100°С в течение 4 ч. Полученные металлокомплексы представляют собой темно-зеленые порошки, хорошо растворимые в хлороформе, ТГФ, ДМФА, ДМСО, нерастворимые в воде, разбавленных кислотах и щелочах.

5-(2-Хинолил)тетрабензопорфиринат хлоркобальта (4). Выход 0.10 г (87%). ИК спектр, ν, см–1: 3058, 2923 (C–H), 1654, 1594 (C=C), 1300, 1204 (C=N), 756. Масс-спектр, m/z: (Iотн, %): 694.82 (100) [M – Cl]+. Электронный спектр поглощения (хлороформ), lmax, нм (lgε): 624 (4.78), 427 (4.99). M 729.11.

5-(2-Хинолил)тетрабензопорфиринат меди (5). Выход 0.10 г (91%). ИК спектр, ν, см–1: 3053, 2923 (C–H), 1653, 1594 (C=C), 1502 (C–N), 1301, 1204 (C=N), 755. Масс-спектр, m/z: (Iотн, %): 698.80 (100) [M + H]+. Электронный спектр поглощения в хлороформе, lmax, нм (lgε): 622 (4.45), 415 (4.96). M 698.14.

5-(2-Хинолил)тетрабензопорфиринат хлормарганца (6). Выход 0.10 г (85%). ИК спектр, ν, см–1: 3052, 2924 (C–H), 1653, 1594 (C=C), 1465, 1422 (C–N), 1302, 1203 (C=N), 755. Масс-спектр, m/z: (Iотн, %): 690.74 (100) [M – Cl]+. Электронный спектр поглощения (хлороформ), lmax, нм (lgε): 640 (4.41), 450 (4.96). M 725.12.

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследования проведены с использованием ресурсов Центра коллективного пользования научным оборудованием Ивановского государственного химико-технологического университета при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (соглашение № 075-15-2021-671).

ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Работа выполнена в рамках государственного задания (тема № FZZW-2024-0004).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы для этой статьи доступны по doi 10.31857/S0044460X24080031 для авторизованных пользователей.

×

作者简介

T. Rumyantseva

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

编辑信件的主要联系方式.
Email: taisialeb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4110-0572
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153000

N. Berezina

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Email: taisialeb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1784-7091
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153000

M. Bazanov

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Email: taisialeb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0425-2021
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153000

N. Galanin

Ivanovo State University of Chemistry and Technology

Email: taisialeb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6117-167X
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153000

参考

  1. Takahashi K., Shan B., Xu X., Yang S., Koganezawa T., Kuzuhara D., Aratani N., Suzuki M., Miao Q., Yamada H. // ACS Appl. Mat. Interfaces. 2017. Vol. 9. N 9. P. 8211. doi: 10.1021/acsami.6b13988
  2. Paolesse R., Nardis S., Monti D., Stefanelli M., Di Natale C. // Chem. Rev. 2017. Vol. 117. N 4. P. 2517. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00361
  3. Baluschev S., Yakutkin V., Miteva T., Wegner G., Roberts T., Nelles G., Yasuda A., Chernov S., Aleshchenkov S., Cheprakov A. // New J. Phys. 2008. Vol. 10. N 1. Article no. 013007. doi: 10.1088/1367-2630/10/1/013007
  4. Gottumukkala V., Ongayi O., Baker D.G., Lomax L.G., Vicente M.G.H. // Bioorg. Med. Chem. 2006. Vol. 14. N 6. P. 1871. doi: 10.1016/j.bmc.2005.10.037
  5. Евсеев А.А., Базанов М.И., Галанин Н.Е., Петров А.В., Андриевский Г. // Изв. вузов. Сер. хим. и хим. технол. 2004. Т. 47. № 10. С. 24.
  6. Галанин Н.Е., Колесников Н.А., Кудрик Е.В., Шапошников Г.П. // ЖОрХ. 2004. Т. 40. № 2. С. 297; Galanin N.E., Kolesnikov N.A., Kudrik E.V., Shaposhnikov G.P. // Russ. J. Org. Chem. 2004. Vol. 40. N 2. P. 269. doi: 10.1023/b:rujo.0000034952.23380.cd
  7. Галанин Н.Е., Кудрик Е.В., Лебедев М.Е., Александрийский В.В., Шапошников Г.П. // ЖОрХ. 2005. Т. 41. № 2. С. 306; Galanin N.E., Kudrik E.V., Lebedev M.E., Aleksandriiskii V.V., Shaposhnikov G.P. // Russ. J. Org. Chem. 2005. Vol. 41. N 2. Р. 298. doi 10.1007/ s11178-005-0161-7
  8. Коптяев А.И., Базанов М.И., Галанин Н.Е. // ЖОрХ. 2020. Т. 56. № 5. С. 735; Koptyaev A.I., Bazanov M.I., Galanin N.E. // Russ. J. Org. Chem. 2020. Vol. 56. N 5. С. 788. doi: 10.1134/S1070428020050103
  9. Майорова Е.И., Румянцева Т.А., Базанов М.И., Галанин Н.Е. // ЖОХ. 2023. Т. 93. № 7. С. 1114; Mayorova E.I., Rumyantseva T.A., Bazanov M.I., Galanin N.E. // Russ. J. Gen. Chem. 2023. Vol. 93. N 7. P. 1751. doi: 10.1134/S1070363223070162
  10. Nasri S., Guergueb M., Brahmi J., Al-Ghamdi Y.O., Molton F., Loiseau F., Turowska-Tyrk I., Nasri H. // Molecules. 2022. Vol. 27. N 24. Article no. 8866. doi: 10.3390/molecules2724886.
  11. Anand N., Yadava S., Chaurasia P.K., Bharati S.L. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. Vol. 64. N 9. P. 1101. doi: 10.1134/S003602361909002X
  12. Koehorst R.B.M., Kleibeuker J.F., Schaafsma T.J., de Bie D.A., Geurtsen B., Henrie R.N., van der Plas H.C. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1981. N 7. P. 1005. doi: 10.1039/P29810001005
  13. Edwards L., Gouterman M., Rose C.B. // J. Am. Chem. Soc. 1976. Vol. 98. N 24. P. 7638. doi: 10.1021/ja00440a031
  14. Senge M.O., Bischoff I. // Tetrahedron Lett. 2004. Vol. 45. N 8. P. 1647. doi: 10.1016/j.tetlet.2003.12.121
  15. Filatov M.A., Lebedev A.Y., Vinogradov S.A., Cheprakov A.V. // J. Org. Chem. 2008. Vol. 73. N 11. P. 4175. doi: 10.1021/jo800509k
  16. Lebedev A.Y., Filatov M.A., Cheprakov A.V., Vinogradov S.A. // J. Phys. Chem. (A). 2008. Vol. 112. N 33. P. 7723. doi: 10.1021/jp8043626
  17. Мамардашвили Г.М., Чижова Н.В., Кайгородова Е.Ю., Мамардашвили Н.Ж. // ЖНХ. 2017. Т. 62. № 3. С. 296; Mamardashvili G.M., Chizhova N.V., Kaigorodova E.Y., Mamardashvili N.Zh. // Russ. J. Inorg. Chem. Vol. 62. N 3. P. 301. doi: 10.1134/S0036023617030123
  18. Cromer S., Hambright P., Grodkowski J., Neta P. // J. Porph. Phthal. 1997. Vol. 1. N 1. P. 45. doi: 10.1002/(SICI)1099-1409(199701)1:1<45::AID-JPP3>3.0.CO;2-D
  19. Wang L., Fang Y., Xu W., Ou Z., Kadish K.M. // J. Porph. Phthal. 2019. Vol. 23. N 9. P. 1057. doi: 10.1142/S1088424619501013
  20. Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. 1965. Vol. 140. N 4A. P. A1133. doi: 10.1103/PhysRev.140.A1133
  21. Granovsky A.A. Firefly, V. 8.2.0. http://classic.chem.msu.su/gran/gamess/index.html.
  22. Andrienko G.A. Chemcraft, V.1.8. http://www.chemcraftprog.com
  23. Adamo C., Vincenzo B. // J. Chem. Phys. 1999. Vol. 110. N 13. P. 6158. doi: 10.1063/1.478522
  24. Rappoport D., Furche F. // J. Chem. Phys. 2010. Vol. 133. N 13. Article no. 134105. doi: 10.1063/1.3484283
  25. Eroshin A.V., Otlyotov A.A., Kuzmin I.A., Stuzhin P.A., Zhabanov Y.A. // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23. N 2. 939. doi: 10.3390/ijms23020939
  26. Martynov A.G., Mack J., May A.K., Nyokong T., Gorbunova Y.G., Tsivadze A.Yu. // ACS Omega. 2019. Vol. 4. N 4. P. 7265. doi: 10.1021/acsomega.8b03500
  27. Филимонов Д.А., Алексеева С.В., Базанов М.И., Койфман О.И., Кокорин М.С. // Макрогетероциклы. 2018. Т. 11. № 1. С. 52. doi: 10.6060/mhc151204b
  28. Майрановский В.Г. В кн.: Порфирины: спектроскопия, электрохимия, применение / Под ред. Н.С. Ениколопяна. М.: Наука, 1987. С. 127.
  29. Березина Н.М., Базанов М.И., Максимова А.А., Семейкин А.С. // ЖФХ. 2017. Т. 91. № 12. С. 2084; Berezina N.M., Bazanov M.I., Maksimova A.A., Semeikin A.S. // Russ. J. Phys. Chem. (A). 2017. Vol. 91. N 12. P. 2377. doi: 10.1134/S0036024417120032
  30. Laba K., Lapkowski M., Officer D.L., Wagner P., Data P. // Electrochim. Acta. 2020. Vol. 330. 135140. doi 10.1016/ j.electacta.2019.135140
  31. Do Ngoc Minh, Berezina N.M., Bazanov M.I., Semeikin A.S., Glazunov A.V. // Macroheterocycles. 2014. Vol. 7. N 1. P. 73. doi: 10.6060/mhc131159b

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Additional Materials
下载 (1MB)
3. Fig. 1. Electronic absorption spectra of porphyrin 1 (1) and complex 3 (2) in chloroform.

下载 (69KB)
4. Fig. 2. Electronic absorption spectra of complexes 4 (1), 5 (2) and 6 (3) in chloroform.

下载 (70KB)
5. Fig. 3. Forms and energies of frontier orbitals (eV) in molecules of complexes 3–6. ΔE = EHOMO – ELUMO, eV.

下载 (442KB)
6. Fig. 4. Calculated electronic absorption spectra of complexes 3 (a), 4 (b), 6 (c).

下载 (126KB)
7. Fig. 5. I–E curves for an electrode with complex 4 in an argon atmosphere (1) and with saturation of the electrolyte with oxygen (2).

下载 (65KB)
8. Scheme 1.

下载 (48KB)
9. Scheme 2.

下载 (97KB)
10. Scheme 3.

下载 (128KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».