Монослои и тонкие пленки тиакаликс[4]аренов с иммобилизованным цитохромом C как биомиметрическая модель антиоксидантной активности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Кочетков, Евгений Николаевич

• Кочетков, Евгений Николаевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Кочетков, Евгений Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Свойства каликс[п]аренов и тиакаликс[п]аренов

1.1.1 Номенклатура и стереохимия тиакаликс[4]аренов

1.1.2 Синтез тиакаликс[4]аренов

1.1.3 Физико - химические и фармакологические свойства калике- и тиакаликс[4]аренов

1.1.4 Комплексообразование и самоорганизация в объемной фазе

1.2 Общие закономерности формирования монослоев и тонких пленок25

1.2.1 Фазовые состояния монослоев на водной поверхности

1.2.2 Растянутая и конденсированная фазы

1.2.3 Пленки, перенесенные на твердую подложку

1.2.4 Взаимодействие с твердой подложкой

1.3 Биомиметическое взаимодействие биологически активных веществ с биомишенями

1.3.1 Биомиметические липидные системы как модель мембраны на основе Ленгмюровских монослоев

1.3.2 Биомиметическая минерализация

1.3.3 Взаимодействия рецептор - субстрат в Ленгмюровских монослоях каликс[4]аренов

1.3.4 Биомиметические модели железосодержащих протеинов и ферментов

1.4 Ферментные биосенсоры

ГЛАВА II

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исследуемые вещества

2.2 Методика получения монослоев Ленгмюра

2

2.2.1 Формирование монослоев и получение изотерм сжимаемости

2.2.2 Приготовление субфазы

2.3 Методика получения пленок на твердой подложке

2.3.1 Горизонтальный перенос монослоев по методике Ленгмюра-Шеффера

2.3.2 Поливочный способ формирования тонких пленок

2.4 Измерение краевых углов смачивания

2.5 УФ-спектрофотометрические исследования

2.6 Атомно-силовая микроскопия

2.7 Люминесцентный анализ

2.8 Очистка реактивов и растворителей

ГЛАВА III

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Физико - химические свойства монослоев и тонких пленок производных тиакаликс[4]арена по водной подложке

3.1.1 Фазовые состояния Ленгмюровских монослоев и пленок производных тиакаликс[4]арена на межфазной границе «вода- воздух»

3.1.2 Влияние природы водной подложки на характер межмолекулярного взаимодействия в монослоях изучаемых тиакаликс[4]аренов

3.2 Физико - химические закономерности иммобилизации цитохрома с в монослои тиакаликс[4]арена на водной субфазе в присутствии биологически - активных веществ

3.2.1 Исследование иммобилизации цитохрома с в монослои тиакаликс[4]арена над водой

3.2.2 Взаимодействие аскорбиновой кислоты и дигидрокверцитина с цитохромом с, иммобилизованным в монослои тиакаликс[4]арена

3.3 Условия получения и свойства тонких пленок производных тиакаликс[4]арена и тиакаликс[4]аренов с иммобилизованным cyt с на твердых подложках

3.3.1 Исследование получения тонких пленок тиакаликс[4]арена на различных подложках переносом по методу Ленгмюра - Шеффера

3.3.2 Свойства пленок тиакаликс[4]арена с иммобилизованным цитохромом с

3.3.3 Исследование взаимодействия цитохрома с, иммобилизованного в монослой тиакаликс[4]арена с биологически - активными веществами

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ ТРУДОВ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АК аскорбиновая кислота

дкв дигидрокверцетин

ЛБ пленка пленки Ленгмюра-Блоджетт

ЛШ пленка пленки Ленгмюра - Шеффера

БАВ биологически активные вещества

КА каликсарен

ТКА тиакаликсарен

Цитохром с с

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Монослои и тонкие пленки тиакаликс[4]аренов с иммобилизованным цитохромом C как биомиметрическая модель антиоксидантной активности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Установление взаимосвязи между свойствами тонких пленок, находящих широкое применение в различных областях науки и техники, и процессами, протекающими на границе раздела фаз, является одной из важнейших задач физической химии.

Изучение процессов на межфазных границах раздела (¡слеточных мембранах, тонких капиллярах и др.) в биологических системах обычно проводится либо in vitro, либо in vivo, что требует больших затрат и использования животных. В последнее время для описаиия стали привлекать упрощенные химические модели, способные имитировать биологические процессы, сократить время и ресурсы исследований, а также выявить новые закономерности.

Одним из приемов изучения биомиметических взаимодействий элементов биосистем с экзо- и эндогенными биологически - активными веществами (БАВ), является моделирование реакций на поверхности искусственных мембран, рецепторов, капилляров. Биомиметическими моделями могут быть тонкие пленки и ленгмюровские монослои молекул, склонных к структурированию и самоорганизации.

Одним из классов структурообразующих веществ, способных формировать монослои, являются макроциклы тиакаликсаренов (ТКА). Они имеют полость, способную включать молекулы "гостей" за счет гидрофобного связывания и к - л взаимодействий, мостиковые атомы серы и заместители на нижнем ободе, обуславливающие различные донорио -акцепторные взаимодействия. Следовательно, ТКА способны выполнять роль искусственного рецептора как низкомолекулярных БАВ, так и биополимеров в монослое.

Важным биополимером является металлопротеин - цитохром с (cyt с),

определяющий общий антиоксидантный статус организма за счет участия

в схемах фотосинтеза, дыхания и некоторых других окислительно -

восстановительных реакциях. Цитохром с проявляет себя как

6

антиоксидант, участвующий во многих каталитических реакциях цитохром с - оксидазы. Следовательно, монослои ТКА с иммобилизованным су1 с могут выполнять роль биомиметической модели антиоксидантной активности БАВ. Информация о физико - химических закономерностях создания биомиметических моделей антиоксидаптой активности металлопротеинов на основе монослоев и тонких пленок ТКА крайне скудна, а имеющиеся литературные данные носят разрозненный характер.

Цель работы:

- установление физико-химических закономерностей формирования тонких пленок производных тиакаликс[4]арена и иммобилизации цитохрома с в ленгмюровские монослои на различных подложках (вода, 1ТО, Аи, 81, ЭЮг) для создания биомиметической модели антиоксидантной активности.

В задачи исследования входило:

1. Изучение фазового состояния и условий получения монослоев производных тиакаликс[4]аренов и выбор соединений, способных образовывать стабильные и воспроизводимые ленгмюровские монослои на межфазой границе «вода-воздух».

2. Исследование физико-химических свойств монослоев тиакаликс[4]арена с иммобилизованным цитохромом с - элементов биомиметической модели антиоксидантной активности на водной субфазе аскорбиновой кислоты, монооксида азота и дигидрокверцитина, имеющих более высокий, чем металлопротеин, редокс-потенциал.

3. Установление физико-химических закономерностей формирования тонких пленок производных тиакаликс[4]арена с иммобилизованным цитохромом с на твердой подложке (кремний, кварц, индий олово оксид - 1ТО, золото).

Научная новизна:

1. Впервые установлена связь между структурой тиакаликс[4]аренов и физико - химическими свойствами пленок на водной поверхности.

Истинные жесткие конденсированные монослои образуют тиакаликс[4]арены с ш/эеш-бутилыюй группой на верхнем ободе, со-

I

| цианоалкокси-, п - цианобензилокси- группами и краун-эфирными

^ фрагментами на нижнем ободе. 7/?е/?г-бутилтиакаликс[4]арены с

( гидрофильными заместителями (ОН - группами) на нижнем ободе дают

монослои на субфазе, содержащей Ag+, за счет образования координационной связи между донорами электронов (Б и О) с ионами серебра.

2. Впервые показана высокая рецепторная способность трет-бутилтиакаликс[4]аренов с неполярными заместителями на нижнем ободе по отношению к цитохрому с, причем иммобилизация металлопротеина происходит по типу физической адсорбции Ленгмюра.

3. Впервые изучено биомиметическое взаимодействие цитохрома с с антиоксидантами - аскорбиновой кислотой и дигидрокверцитииом, на монослоях ш/>е/л-бутилтиакаликс[4]арена, с иммобилизованным металлопротеином. Изменение свойств водной субфазы и монослоев в присутствии биологически - активных веществ позволяет рассматривать пленки тиакаликс[4]арена с иммобилизованным цитохромом с в качестве биомиметической модели или элемента сложного сенсора на вещества, имеющие более высокий по сравнению с цитохромом с редокс-потенциал.

4. Показано, что на инертных твердых подложках (кремний, кварц, индий олово оксид 1ТО) первоначально образуются пленки 1иакаликс[4]арена островкового характера, в отличие от золота, на котором сплошная пленка образуется при однократном переносе.

Практическая значимость

Тиакаликс[4]арены (ТКА) как искусственные рецепторы перспективны для экспрессного изучения биомиметических взаимодействий лекарственных веществ, не проводя длительных и дорогостоящих экспериментов на животных. Пленки ТКА с иммобилизованными ферментами, металлопротеинами и другими распознающими элементами могут быть использованы в качестве

биосенсоров на маркеры заболеваний, токсичных метаболитов, ионов металлов и различных полюентов. Применение биосенсоров с наноразмерными чувствительными элементами в аналитической химии позволяет отказаться от токсичных аналитических реагентов, сократить время и стоимость анализа, улучшить селективность и пределы обнаружения аналитов.

Способность ТКА сглаживать неровности твердых поверхностей позволяет конструировать атомарно-гладкие, гидрофобные подложки при исследовании органических и биологических образцов методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Полученные платформы лишены некоторых недостатков пиролитического графита, слюды и кристаллического кремния - наиболее доступных подложек АСМ.

На защиту выносятся положения, сформулированные в выводах.

Объекты исследования

В работе использован cyt с, выделенный из сердца быка, формула которого и его основные редокс - реакции отражены на схеме 1.1.

Схема 1.1. Структура гема и редокс - реакции цитохрома с

В качестве структурных элементов монослоев были использованы ТКА, формулы которых представлены в таблице 1.1. Все изучаемые ТКА были синтезированы и охарактеризованы методами ЯМР Н1 и С13, МАЛДИ ТОФ, ИК-, элементного анализа в Институте Органической и Физической Химии им. А.Е. Арбузова в лаборатории Антипина И.С. Свойства и структура перенесенных пленок были изучены на кафедре физики

402* + 4Н+ + 02 - 402 + 2Н20: 30,- + 4Hf + 20, - 30, +

соон

I

coon

а)

б)

Казанского научно - исследовательского технологического университета в лаборатории "Спектроскопии, микроскопии и термического анализа" (зав. кафедрой Нефедьев Е.С.), а также в лаборатории «Электрохимического синтеза» под руководством Кадирова М.К.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на XVI Нижегородской сессии молодых ученых (естественно - научные дисциплины) («Красный плес», 2011), XVI Конференции молодых ученых - химиков Нижегородской области (Нижний Новгород, 2013), I Всероссийской XII Ежегодной научной сессии молодых ученых и студентов с международным участием «Современные решения актуальных научных проблем в медицине» (Нижний Новгород, 2013).

Личный вклад автора. Автор участвовал в постановке задач исследования, сборе и анализе литературных данных, выполнении эксперимента, анализе, обработке и интерпретации полученных данных, написании статей для публикации.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 патент, 6 статей в ведущих рецензируемых журналах и тезисы 2 докладов на всероссийских научных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертационая работа состоит из введения, 3 глав (литературный обзор, результаты работы и их обсуждение, экспериментальная часть). Работа представлена на 123 страницах машинописного текста, содержат 12 таблиц, 42 рисунка, 6 схем. Список цитируемой литературы включает 111 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа выполнена при финансовой поддержке Научно-образовательного центра (грант 14.740.11.0384).

Формула ТКА и шифр Номенклатура по Д. Гютше Формула ТКА и шифр Номенклатура по Д. Гютше

в^Т =ч I гА О р о о { , О см КС N0 1 5,11,17,23 -тeтpa-тpeт-бyтил-25,26,27,28-тeтpa(3-цианопропокси) -2,8,14, 20-тетратиакаликс [4] ар ен 0 0 0 0 СК СК N0 КС V 25,26,27,28-тетра(3-цианопропокси)-2,8,14, 20-тетратиакаликс[4]арен

¿Л %\ 1 ГА С ^ ) ,г CN СК КС КС Ц 5,11,17,23 -тетра-трет-бутил- 25,26,27,28-тетра(цианометокси)-2,8,14, 20-тетратиакаликс [4]арен \ЯАс Ас Б VI 5,11,17,23-тетра-трет-бутил- 25.27-ди(2-тиоацетоэтокси)- 26.28-дигидрокси-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен

0000 сх ск оч см Ш 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25,26,27,28-тетра(п-цианобензокси)-2,8,14, 20-тетратиакаликс[4]арен Хщ<4 £л 7 тЛ 0 он он 0 V VII 5,11,17,23-тетра-трет-бутил- 25.27-ди(2-тиометилэтокси)- 26.28-дигидрокси-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен

Ас.Ч НЛс ш ^-О^ IV 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25,27-ди(3-тиоацетопропокси) -2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен-монокраун-5 ¿ЛЧ 1 /Л он он 6 6 VIII 5,11,17,23-тетра-трет-бутил-25,27-ди(2-тиобензилэтокси)-26,28-дигидрокси-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен

он

ГЛАВАI ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Свойства каликс[п]аренов и тиакаликс[п]аренов

Каликсарены - новый класс макроциклов ароматического характера, получают при конденсации формальдегида с фенолами в присутствии основных катализаторов [1]. Среди них преимущественно образуются макроциклы с четным числом мономерных звеньев п = 4,6,8. Свое название эти соединения получили от их способности образовывать полости (по Гютше от греческого «calix» - чаша).

Действительно, тетрамеры с объемным радикалом R, по форме напоминают чашу. Более поздние РСА данные доказали существование других конформаций, однако термин утвердился

а и используется для обозначения всего класса [ 1 п]

-метациклофанов. При замене мостиковой метиленовой группы на атомы серы образуются тиакаликсарены.

В классических каликсаренах (КА) выделяют верхний, центральный кольцевой и нижний ободы. Верхний обод образован трет - бутильными (реже другими) алкильными заместителями. Обладая гидрофобным эффектом заместители верхнего обода контролируют растворимость каликсаренов в полярных фазах (вода) и обеспечивают им амфифильную природу. Поверхность, образованная арильными фрагментами, формирует центральный обод.

Ароматические кольца склонны к катион- к - взаимодействиям с катионами переходных, щелочных и щелочноземельных металлов с диаметрами, близкими к размерам полости, при этом образуются л -комплексы (энергия Гиббса 5 - ЗОкДж-моль"1) или комплексы включения [2].

Гидрокси- или алкокси- заместители нижнего обода способствуют нековалентным взаимодействиям и образованию комплексов типа «гость-хозяин». Энергия, выделяющееся при образовании слабой связи за счет %-к стэкинг - взаимодействия (0 - 50 кДж-моль"1), сил Ван-дер-Ваальса (до 5 кДж-моль"1) и водородных связей (4-120 кДж-моль"1, в органических молекулах до 60 кДж-моль"1) компенсируется множественностью взаимодействия, что приводит к значительной энергии связывания, и, следовательно, к стабилизации комплекса [2]. Энергия связывания может увеличиваться за счет оптимальной конфигурации КА.

Замена в КА метиленовых мостиковых фрагментов на гетероатомные может привести к изменению химического поведения и комплексообразующей способности макроцикла и его производных. В частности, мостиковый атом серы обладает неподеленной электронной парой и вакантной Зс1-орбиталью, за счет которых склонен к координации ионов металлов и окислению до 80 и 802.

Гидрофобная полость: -включение гостей

Греш-бутнльные группы: - контроль растворимости /у \ як0?™2 группы

\ / - замена на другие группы

Ароматические кольца: -адсорбция протонов -детектирование -антенна

'Г

5 Мосншкоеыс атомы серы: ОН ОН ОЦ ОН -неподеленная пара этектронов Фенольные атомы кислорода: " вакантная 3с1 орОпталь -способность к координашш -способность к окислению до

БО н БОо

-способность к координашш с ионами металлов

Рисунок 1.1. Функциональные свойства тиакаликсаренов*

На рисунке 1.1 представлены прикладные возможности ТКА в зависимости от их структуры.

* Рисунок взят из докторской диссертации Соловьевой С.Е. Казань - 2012.

13

1.1.1 Номенклатура и стереохимия тиакаликс[4]аренов

Из-за сложности применения номенклатуры ИЮПАК к соединениям с большой молекулярной массой для объектов макромолекулярной химии используется тривиальная номенклатура. При описании тиакаликсаренов используют номенклатуру Давида Гютше. В основе номенклатуры лежит название простейшего представителя -

25,26,27,28 - тетрагидроксикаликс[4]арена (рис. 1.2). Цифра в квадратных скобках уточняет количество ароматических (арильных) фрагментов в

среднем ободе, положение заместителей указывается

соответствующими числами, а природа заместителей

обозначается в соответствии с названием по ИЮПАК. При

Рисунок 1.2. Схематичное изображение заМене метиленовых групп, 25,26,27,28-тетрагидроксикаликс[4]арена

соединяющих бензольные

фрагменты, на атомы серы получится 25,26,27,28-тетрагидрокси-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен - простейший представитель S -замещенных КА.

Уникальное строение определяет специфичность и разнообразие конформаций КА, которые обусловлены как пространственным расположением заместителей в бензольном кольце, так и положением

Заместители на верхнем и нижнем ободах допускают инверсии двух типов: «кислород через центральный обод» (oxygen through annulus) и «пара - заместитель через центральный обод» (para substituent through annulus) (рис. 1.3) [3].

самих бензольных колец.

переходы

Положение бензольных фрагментов относительно главной

Я1

*<жус

члстичниш конус

ПЛОСКОСТИ

проходящей через метиленовые или тиа - группы, определяет еще четыре основных конформации (рис. 1.4): конус, частичный конус, 1,2-альтернат и 1,3-альтернат [4].

макроцикла,

Я1

^г-шмсрти

Рисунок 1.4. Основные конформации калике- и тиакаликс[4]аренов

Следует выделять конформационно мобильные и конформационно жесткие остовы КА, то есть каликсарены, в которых возможны или невозможны переходы между основными конформациями. Конформационные изменения обусловлены переходами заместителей верхнего или нижнего обода через внутреннюю полость макроцикла [1]. Малые размеры полости циклических олигомеров, очевидно, могут создавать значительные стерические препятствия для протекания конверсии. КА (п - 6) и особенно КА (п = 8) сохраняют конформационную подвижность даже при низких температурах. Более предпочтительно использовать конформационно жесткие каликсарены с объемными заместителями и с числом мономерных звеньев п = 4, у которых трансаниулярные переходы возможны только в жестких условиях [5].

Выход КА (п = 4) в синтезе зависит от разбавления: при высоких концентрациях исходных веществ доминируют реакции линейного роста цепи. Выход продукта ТКА 91% достигался при двухстадийной реакции, в которой линейные тетрамеры на первом этапе гидроксиметилировали формальдегидом в присутствии 10% ИаОН (или КОН). Вторым этапом являлась кислотно - катализируемая циклизация спиртов (схема 1.2, путь

1.1.2 Синтез тиакаликс[4]аренов

I) [6].

Схема 1.2

. Х1 Т | >У

£>н он он

Х,=Х}= СН., Х2=.? Х1=Х3= 5, Х2=СН2 Х1= Х2=Хз= Ь

1 > НСНО Я!, 1 СУ, (ОСН. 1!8«Н. ЕС - 63"|

2) ка, ДяОН, »пячвала

Х1=Хз=Х^=СН2,Х;=3 ХгХз= 5, Х:=Х,=СН: XI- Х^Хз= Й. Х4=СН:

ОНо^онОН

БС1,

-V

СН2С12

Одностадийный синтез ТКА исключительно с серными мостиковыми атомами осуществлен путем реакции линейного тетрамера с БСЬ. (Схема 1.2, путь II) [6].

Более предпочтительным оказался одностадийный синтез [7,8] из п-ш/?еш-бутилфенола, приводящий, однако, к меньшим выходам (54%). Элементарную серу, п-ягреш-бутилфенол, гидроксид натрия медленно нагревали до 230 °С в диметиловом эфире тетраэтиленгликоля и выдерживали при данной температуре в течение трех часов, в результате чего образуется продукт (схема 1.3). Выход продукта можно повысить до 74% [9] и 84 %, оптимизируя условия [10].

Схема 1.3

О

V

ОН

Сера; ЫаОН

-

Тетраглим 230 С"

у \ /У®

он он 6н он

Синтез ТКА без трет-бутильной группы осуществлен по реакции де-я7/>ет-бутилирования [11].

В целом следует отметить, что в настоящее время в препаративном синтезе чистого ТКА достигнуты значительные успехи, что позволяет использовать его в качестве элемента биомиметической модели.

Схема из докторской диссертации Соловьевой С.Е.

16

1.1.3 Физшсо - химические и фармакологические свойства калике- и тиакаликс[4]арс110в

Калике - и тиакаликсарены имеют высокие температуры плавления (200 - 450 С0), которые превышают значения, характерные для линейных аналогов, и резко падают при замещении гидроксильных групп нижнего обода на простые и сложные эфирные группы [5].

Еще одной характерной особенностью является их низкая растворимость в воде и органических растворителях, что часто затрудняет очистку и идентификацию этих соединений. Природа заместителя в пара-положении значительно влияет на растворимость КА и ТКА. Среди КА с неполярными заместителями наиболее растворимыми являются - п-аллилкаликсарены, а минимальной растворимостью л-фенилкаликсарены. Каликсарен, замещенный в пара- положении 2-гидроксиэтильной группой, обладает значительной растворимостью в более полярных растворителях, например, в диметилсульфоксиде. Перевод КА в простые и сложные эфиры обычно повышает их растворимость в неполярных средах. Тиакаликс[4]арены хорошо растворимы в хлороформе.

УФ-спектры КА и соответствующих им линейных олигомеров не обнаруживают больших различий. Оба класса соединений имеют максимумы поглощения на 280 и 288 нм с примерно одинаковыми коэффициентами экстинкции. Как показывают данные приведенные в [5], с увеличением размера цикла положение максимума не меняется, хотя молярные коэффициенты экстинкции возрастают от г = 9800 моль"1-см"1 (п — 4) до 8 =23100 моль^-см"1 (п = 8) в хлороформе для КА с трет -бутильными группами на верхнем ободе.

Для полосы поглощения при 280 нм молярный коэффициент экстинкции, рассчитанный на один арильный цикл, остается постоянным, а для полосы поглощения при 288 нм возрастает при увеличении размера цикла. Наиболее значительным изменением в спектрах при увеличении

цикла является изменение соотношения интенсивности полос поглощения при 280 и 288 нм.

Каликсарены проявляют бактериостатическое действие по отношению к различным патогенным организмам. Высказано предположение, что этот эффект коррелируется к хелатообразующей способности по отношению к Fe2+. Продемонстрирована туберкулостатическая и антибактериальная активность в экспериментах in vivo и показано, что наиболее важным фактором является гидрофильно -липофильпый баланс молекул КА. Кроме того, интерес к этим соединениям вызван также их противоопухолевой активностью [5, стр. 495-496].

1.1.4 Комплексообразование и самоорганизация в объемной фазе

Агрегация КА как и других макроциклов является типичным явлением, протекающим в концентрированных растворах. Особенно эта проблема актуальна при формировании пленок Леигмюра - Блоджетт (ЛБ).

Одним из объяснений агрегации молекул ТКА на энергетическом уровне является рассмотрение взаимодействия между молекулами как полностью делокализованными структурами - экситопами.

При взаимодействии экситонов наблюдается возбуждение энергетических уровней (расщепление Давыдова) (рис. 1.5 а), в отличие от невозмущенных энергетических уровней изолированной молекулы в разбавленном растворе, что приводит к изменению электронных спектров. Для возбужденного энергетического состояния димера имеется два возможных уровня. Это может быть объяснено фазовым взаимодействием при переходах (смене) дипольного момента. Если дипольные моменты двух молекул параллельны, как показано на рисунке 1.5 б, то в более низком энергетическом состоянии Е' общий дипольный момент перехода димера равен нулю и, соответственно, этот переход запрещен. Переходы на более высокие уровни энергии Е", приводящие к гипсохромному

18

смещению (Н-полоса) разрешены, что часто и наблюдается в пленках ЛБ. Если переходы диполей происходят по одной линии (рис. 1.5 в), переходы в более высокое энергетическое состояние запрещены, а в спектре наблюдается батохромный сдвиг. Более крупные агрегаты этого типа показывают больший сдвиг с интенсивным узким поглощением - их называют 1-агрегатами [12].

F

Ннлб

Мономер

' ф Ил»

а)

Е"

Е'

Димср

Е"-

Е"

Г ■

у- ©—©©—©

О—©0—©

б) Параллельный переход диполей в) Линейный переход диполей Гипсохромньтй сдвиг Батахромный сдвиг

Рисунок 1.5. Эффект агрегации и энергетические уровни молекулы*

Следует отметить, что рассмотренные ориентации - две крайних формы молекулярной агрегации. Реальные переходы диполей происходят под некоторым углом друг к другу, что приводит к более сложным спектральным изменениям. В литературе отсутствует описание влияния молекулярной агрегации на электронный спектр ТКА. Вышеупомянутые эффекты хорошо описаны на других ароматических системах.

На рисунке 1.6 сравниваются спектры поглощения амфифильных гемицианинов в виде ЛБ пленки и в растворе хлороформа [13]. Первая полоса поглощения расширена и претерпевает значительное синее смещение в полимолекулярной пленке по сравнению с раствором. Как считают авторы работы [13], этот результат обусловлен Н-агрегацией в ЛБ

Рисунок взят из книги Petty М.С. Langmuir - Blodgett Films. An Introduction.

19

пленке. В случае смешанного монослоя гемицианина с длинноцепочечной жирной кислотой, его спектр поглощения приближается к спектру раствора гемицианина [14].

раствор пленки

Аотн А°™

X, нм

Рисунок 1.6. Электронный спектр гемицианина в растворе хлороформа (сплошная линия) и ЛБ пленки (36 слоев). Стрелки указывают в каком направлении сдвигаются кривые

Эффект .Г-агрегации проиллюстрирован на спектре поглощения монослоя смеси 1:1 амфифильного цианина с октадеканом [12] (рис. 1.7 а). Сохранение узкой полосы поглощения (отсутствие уширения) является следствием совпадения по фазе осцилляций с хромофорами. Плотнейшая упаковка хромофоров достигнута размещением молекул по типу кирпичной кладки (рис. 1.7 б). Октадекановая цепь соответствует цилидрическим отверстиям, остающимся на месте амфифильного цианина. Следует учитывать, что проявления эффекта 1-агрегации в спектрах существенно зависят от условий нанесения монослоя и от природы соседнего слоя.

к' I

с„н„

Dllbuo

(mqocoq

Октадекан б)

х

350

450

550

X, нм

а)

Рисунок 1.7. J - агрегация в смешанном монослое цианинового красителя и октадекана (а). Условное изображение молекул (вид сверху) в блочной упаковке (б) *

Поскольку КА и ТКА обладают низкой растворимостью в полярных растворителях и имеют амфифильную природу, то можно объяснить склонность таких молекул к формированию агрегатов в растворах. Однако, в отличие от традиционных ПАВ при агрегировании КА проявляется ряд отличительных особенностей. Например, при мицеллообразовании сульфонато - каликсаренов с алкильными цепями на нижнем ободе в водных растворах возможны переходы конформационно мобильных КА из альтернат - структур в конусы [15]. Перегруппировка легче проявляется для циклов с числом арильных фрагментов с п = 8. Для К А с п = 6 перегруппировки происходят реже, поскольку они обладают меньшими внутренними полостями. Кроме того, они дополнительно стабилизируются в конусной конформации за счет гидрофобного взаимодействия между алкильными цепями. Более стабильными являются замещенные КА с п = 4, поскольку они конформационно жесткие и блокированы в своей исходной конформации.

' Рисунок взят из книги Petty М.С. Langmuir- Blodgett Films. An Introduction

Другой редкий тип организации - образование димеров - описан в работе [16]. Авторам удалось зафиксировать обратимое образование полимерной цепочки из димеров - звеньев КА, сшитого через один активный заместитель нижнего обода, при этом заместителями верхного обода являются карбамидные донорные группы. Таким образом, каждый димер представляет собой две чаши, направленные верхними ободами в противоположные стороны, а соединение чаш между собой происходит за счет ковалентной связи. При растворении димеров в подходящем растворителе в присутствии акцепторных молекул - «гостей» происходит самопроизвольная линейная организация, при которой молекула «гость» оказывается включена в донорные полости сразу двух соседних звеньев.

Вышеописанный процесс димеризации существенно отличается от образования димеров КА с серосодержащими заместителями на поверхности золота [17], при котором конусы двух КА создают капсулу.

Однако для КА в растворах более характерны реакции связывания с ионами и молекулами, чем самоорганизация. Комплексообразование может протекать даже с нейтральными молекулами, значительно превышающими размер полости. В работе [18] описана рецепторная способность трех производных КА с заместителями на верхнем ободе по отношению к липополисахаридам из клеточных мембран грамм -отрицательных бактерий с молекулярной массой примерно 10 кДа. Очевидно, что взаимодействие осуществляется за счет множественных водородных, Ван - дер- Вальсовых и сил нековалентной природы между рецепторными группами заместителей КА и полисахаридами. Активность по отношению к компонентам клеток указывает на потенциальные антибактериальные способности изученных КА.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кочетков, Евгений Николаевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gutsche С. D., Stoddart J. F. In Calixarenes Revisited, Monographs in supramolecular chemistry. - Cambridge, U.K : The Royal Society of Chemistry, 1998.

2. Стид Дж. В., Этвуд Дж. Л. Супрамолекулярная химия. -«Академкнига».: 2007. - в 2 томах.

3. Ikeda A., Shinkai S. Novel Cavity Design Using Calix[n]arene Skeletons: Toward Molecular Recognition and Metal Binding.// Chem. Rev. - 1997- Vol. 97.-pp. 1713—1734.

4. Gutsche C.D., Dhawan В., Levine J.A., No K.H., Bauer L.J. Conformational Isomers of The Ethers and Esters of Calix[4]arenes.// Tetrahedron.- 1983.- Vol. 39.-№3.- pp. 409—426.

5. Вебер Э., Фёгтле Ф. Химия комплесков «Гость -Хозяин». Синтез, структуры и применение. - М.:Мир, 1988. - 511с.

6. Sone Т., Ohba Y., Moriya К., Kumada Н., Ito К. Synthesis and properties of sulfur-bridge analogs of p-tert-butylcalix[4]arene.//TeTpahedron. -1997. -Vol.53.-pp. 10689-10698.

7. Kumagai H., Hasegawa M., Miyanari S., Sugawa Y., Sato Y., Hori Т., Ueda S., Kamiyama H., Miyano S.. Facile synthesis of p-tert-butylthiacalix[4]arene by the reaction of p-tert-butylphenol with elemental sulfur in the presence of a base //TeTpahedron Lett. -1997. -Vol.38, -pp. 3971-3972.

8. Iki N.s Kabuto C., Fukushima Т., Kumagai H., Takeya H., Miyanari S., Miyashi Т., Miyano S. Synthesis of p-tert-Butylthiacalix[4]arene and its Inclusion Property. // Tetrahedron. - 2000. - Vol. 56. - pp. 1437-1443.

9. Patel M. H., Patel V. В., Shrivastav P. S.. Genesis of: a one-pot highly efficient synthesis of TC4A. // Tetrahedron Lett. - 2008. - Vol. 49.- pp. 30873091.

10. Patel M. H., Shrivastav P. S. Microwave assisted synthesis of Thiacalix[n]arenes . // J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. - 2009 - Vol. 63. -pp. 379-382.

11. Akdas H., Bringel L., Graf E., Hosseini M.W., Mislin G., Pansanel J., Cian A.D. Thiacalixarenes: Synthesis and structural analysis of thiacalix[4]arene and of p-tert-butylthiacalixarene. // Tetrahedron Lett. - 1998. - Vol. 39. - pp. 23112314.

12. Kuhn H., Mobius D., Bucher H. Spectroscopy of monolayer assemblies, in Techniques of Chemistry. -New York.: Wiley. - 1972 - Vol.1. - pp.577 -702.

13. Neal D.B., Kalita. N., Pearson C., Petty M.C., Lloyd J.P., Roberts G.G., Ahmad M.M., Feast W.J. Multilayer assemblies for nonlinear optics.// Sinthetic Metals. - 1989. - 28. - pp.711 - 719.

14. Schildkraut J.S., Penner T.L., Willard C.S., Ulman A Adsorbtion and second harmonic generation of monomer and aggregate hemicyanine dye in Langmuir -Blodgett films.// Optics Letts. - 1988. -13. - 134-6.

15. Basilio N., Garcia-Rio L., Martin-Pastor M. Calixarene-Based Surfactants: Evidence of Structural Reorganization upon Micellization.// Langmuir. - 2012. -28.-pp. 2404-2414.

16. Castellano R. K., Rudkevich D. M., Rebek J. Jr. Polycaps: Reversibly formed polymeric capsules.// National Academy of Sciences. USA. - 1997. — Vol.94.-pp. 7132-7137.

17. Xu S., Podoprygarina G., Bohmer V., Ding Z., Rooney P., Rangan C., Mittler S. Tetraurea calix[4]arenes with sulfur function: syntesis, dimerization to capsules, and self-assembly on gold.// Org. Biol.Chem.-2007. - Vol.5. -pp. 558568.

18. Mecca T., Cunsolo F. Calix[4]arene-based ligands as endotoxin receptors.// Tetrahedron. - 2007. - Vol.63.- pp. 10764-10767.

19. Shinkait S., Ikeda A. Novel interaction of calixarene % - systems with metal ions and iullerenes.// Pure &Appl. Chem. - 1999. - Vol.71- №2 -pp. 275 - 280.

20. Iki N., Morohashi N., Kabuto C., Miyano S. Coordination of Epithio Groups of p-tert-ButyIthiacalix[4]arene in Zn2+ Complex Studied by X-ray Crystallography. // Chem. Lett. - 1999. - pp. 219-220.

21. Bilyk A., Hall A.K., Harrowfield J.M., Hosseini M.W., Skelton B.W., White A.H.. Systematic Structural Coordination Chemistry of p-tert-Butyltetrathiacalix[4]arene: 1. Group 1 Elements and Congeners.// Inorg. Chem. -2001.-Vol. 40. -pp.672-686.

22. Bilyk A., Dunlop J.W., Hall A.K., Harrowfield J.M., Hosseini M.W., Koutsantonis G.A., Skelton B.W., White A.H. Systematic Structural Coordination Chemistry of p-tert-Butyltetrathiacalix[4]arene: Main Group Metal Complexes Other Than Those of Group 1. // Eur. J. Inorg. Chem. - 2010. - pp. 2089-2105.

23. Bilyk A., Dunlop J.W., Fuller R.O., Hall A.K., Harrowfield J.M., Hosseini M.W., Koutsantonis G.A., Murray I.W., Skelton B.W., Stamps R.L.,. White A.H. Systematic Structural Coordination Chemistry of p-tert-Butyltetrathiacalix[4]arene: Further Complexes of Transition-Metal Ions// Eur. J. Inorg. Chem. - 2010. - pp. 2106-2126.

24. Bilyk A., Dunlop J.W., Fuller R.O., Hall A.K., Harrowfield J.M., M.W. Hosseini, Koutsantonis G.A., Murray I.W., Skelton B.W., Sobolev A.N., Stamps R.L., White A.H.. Systematic Structural Coordination Chemistry of p-tert-Butyltetrathiacalix[4]arene: Further Complexes of Lanthanide Metal Ions // Eur. J. Inorg. Chem. - 2010. - pp. 2127-2152.

25. Yamada M., Shimakawa Y., Kondo Y., Hamada F.. Thiacalix[4]arene-rubidium assembly: supramolecular architecture based on alkali metal coordination and cation-7r interactions. // Cryst. Eng. Comm. - 2010. - Vol. 12. -pp. 1311-1315.

26. Yamada M., Hamada F. Thiacalix[4]arene-potassium assemblies: a supramolecular architecture based on coordination polymers and a dimeric structure based on triangular pyramidal arrangements.// Cryst. Eng. Comm. -2011. - Vol. 13. -pp. 2494-2499.

27. Iki N., Narumi F., Fujimoto Т., Morohashi N., Miyano S. Selective synthesis of three conformational isomers of tetrakis[(ethoxycarbonyl) methoxy]thiacalix[4]arene and their complexation properties towards alkali metal ions.// J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. - 1998. - pp. 2745-2750.

28. Lhotak P., Stastny V., Zlatuskova P., Stibor I., Michlova V., Tkadlecova M., Havlicek J., Sykora J. Synthesis and 1H NMR complexation studies of thiacalixarene tetraacetates. // Collect. Czech. Commun. - 2000. - Vol. 65.- pp. 757-771.

29. Stoikov 1.1., Yushkova E.A., Zhukov A.Yu., Zharov I., Antipin I.S., Konovalov A.I. Solvent extraction and self-assembly of nanosized aggregates of p-tert-butylthiacalix[4]arenes tetrasubstituted at the lower rim by tertiary amide groups and monocharged metal cations in the organic phase.// Tetrahedron. -2008. - Vol. 64.- pp. 7489-7497.

30. Stoikov I.I., Yushkova E.A., Bukharaev A.A., Biziaev D.A., Ziganshina S.A., Zharov I. Self-Assembly of Stereoisomers of p-tert-Butyl Thiacalix[4]arenes Tetrasubstituted at the Lower Rim by a Tertiary Amide Group with Cations of p- and d-Elements in the Organic Phase. // J. Phys. Chem. C.-2009.-Vol. 113.-pp. 15838-15844.

31. Csokai V., Grun A., Parlagh G., Bitter I. Synthesis and alkali cation extraction ability of l,3-alt-thiacalix[4]mono(crown) ethers.// Tetrahedron Lett. - 2002. - Vol. 43. - pp. 7627-7629.

32. Lee J.K., Kim S.K., Bartsch R.A., Vicens J., Miyano S., Kim J.S. Rapid Metal Ions Shuttling through 1,3-AIternate ThiacaIix[4]crown Tubes.// J. Org. Chem. -2003.- Vol.68. - pp. 6720-6725.

33. Антипин, И.С, Соловьева C.E., Стойков И.И., Вершинина И.С., Прибылова Г.А., Тананаев И.Г., Мясоедов Б.Ф. Экстракция технеция (VII) тетракетонами и тетраэфирами каликс[4]аренов из кислых и щелочных сред.// Изв. АН. Сер. хим. - 2004. -№ 1. - С. 124-129.

34. Antipin, I. S., Pribylova G. A., Solovyeva S. E., Tananaev I. G., Konovalov

A. I., Myasoedov B. F. Transuranium, rare earth elements and technetium (VII)

113

extraction by calix[4]arenes from acidic and alkaline media.// Special Publication Royal Society of Chemistry. Recent Advances in Actinide Science. - 2006. - Vol. 305. - pp. 557-559.

35. Ben АН M., Bureau C., Martelet C., Jaffrezic-Renault N., Lamartine R., Ben Ouada H. Comparison of thiacalix[4]arene thin films behaviour on different transducers for copper ion detection.// Mat. Sci. & Eng. C. - 2000. - Vol. 7. -pp. 83-89.

36. Wang F., Liu Q., Wu Y., Ye B. Langmuir-Blodgett film of p-tert-butylthiacalix[4]arene modified glassy carbon electrode as voltammetric sensor for the determination of Ag+.//Journal of Electroanalytical Chemistry. - 2009. -630. - pp. 49-54.

37. Szigeti Z., Malona A., Vigassy Т., Csokai V., Grun A., Wygladacz K., Ye N., Xuc C., Chebny V.J., Bitter I., Rathore R., Bakker E., Pretsch E. Novel potentiometric and optical silver ion-selective sensors with subnanomolar detection limits.// A. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 572. - pp. 1-10.

38. Gupta V.K., Jain A.K., Ludwig R., Maheshwari G. Electroanalytical studies on cadmium(II) selective potentiometric sensors based on t-butyl thiacalix[4]arene and thiacalix[4]arene in poly(vinyl chloride). // Electrochim. Acta. - 2008. - Vol.3. - pp. 2362-2368.

39. Bereczki R., Csokai V., Grun A., Bitter I., Toth K. Crown bridged thiacalix[4]arenes as cesium-selective ionophores in solvent polymeric membrane electrodes.// A. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 569. - pp. 42-49.

40. Адамсон А. Физическая Химия Поверхностей. -M.: Мир, - 1979. - 586 с.

41. Michael .С. Petty. Langmuir - Blodgett films. An Introduction. - Cambridge University Press, - 1996. - 256 p.

42. Gaines G.L. Insoluble monolayers at liquid-gas interfaces./ Interscience. New York. - 1966.-P. 208.

43. Ha J-M., Solovyov A., Katz A. J. Accessibility in Calix[8]arene-Bound Gold Nanoparticles: Crucial Role of Induced-Fit Binding.// Phys. Chem. C. - 2010. -114.-pp. 16060-16070.

44.Thompson А. В., Cope S. J., Swift T. D., Notestein J. M. Adsorption of n-Butanol from Dilute Aqueous Solution with Grafted Calixarenes.// Langmuir. 2011.- 27. - pp. 11990 - 11997.

45. Chen M. Development of glucose amperometric biosensor based on a novel attractive enzyme immobilization matrix: Amino derivative of thiacalix[4]arene.// Analytica Chimica Acta. - 2011. - 687.- pp. 177-183.

46. Rurack K., Martinez-Manez R. The Supramolecular Chemistry of Organic-Inorganic Hybrid Materials. -John Wiley & Sons, Inc.: - 2010. - 782 p.

47.Huisman В. H., Thoden van Velzen E.U., Veggel F. C., Engbersen J. F., Reinhoudt D. N. Self-Assembled Monolayers of Calix[4]arene derivatives on Gold.// Tetrahedron Letters. - 1995- 36. -18. - pp.3273-3276.

48. Zhang S., Echegoyen L. Supramolecular Incorporation of Fullerene on gold Surfaces: Comparison of C60 Incorporation bi Self-Assembled Monolayers of Different Calix[4]arene (n =4,6,8) Derivatives.// J.Org.Chem. - 2005. - 70- pp. 9874-9881.

49. Лисичкин Г.В. Химия привитых поверхностных соединений.-М.: ФИЗМАТЛИТ. - 2003. -592 с.

50. Cram D.J. The design of molecular hosts, guests and their complexes ( Nobel Lecture).// Angew. Chem. - 1988. - Vol. 27. - pp.l009 - 1020.

51.Накагаки M. Физическая химия мембран. - M.: Мир. - 1991. - 255 с.

52. Eeman М., Delen М. From biological membranes to biomimetic model membranes.// Biotechnol. Agron. Soc. Environ. - 2010. -Vol. 14. - 4. - pp.719 -736.

53. Brockman H., Lipid monolayers: why use hals a membrane to characterize protein - membrane interactions? //Curr. Opin. Struct. Biol. - 1999.- Vol.9-pp.438 -443.

54. Maget -Dana R. The monolayer technique: a potent tool for studying the interfacial properties of antimicrobial and membrane - lytic peptides and their interaction with lipid membranes.// Biochim. Biophis. Acta. - 1999. - 1462. -pp.109-140.

55. Lowenstam H.A.,Weiner S.On Biomineralization. - New York.: Oxford University Press. - 1989.

56. Mann. S. Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials Chemistry. - New York.: Oxford University Press. - 2001.

57. Mann. S.,Hannington J.P.,Williams R.J.P. Phospholipid Vesicles as a Model System for Biomineralization.// Nature -1986. - 324. - pp.565-567.

58. Young J.R., Didymus J.M., Bown P.R., Prins B., Mann S. Crystal assembly and phylogenetic evolution in heterococcoliths. Nature. -1992. - 356. - pp.516518.

59. Anderson H.C., Hsu H.H.T., Raval P., Hunt T.R., Schwappach J.R., Morris D.C., Schneider D.J. The Mechanism of Bone Induction and Bone Healing by Human Osteosarcoma Cell - Extracts. - Germany.: Springer: Heidelberg. -1995.-pp. 129-134.

60. Mann S., Frankel R. B., Blakermore R.P. Structure, morphology and crystal growth of bacterial magnetite.// Nature. -1984. - 310. - pp. 405-407.

61. Mann S., Sparks N.H.C., Frankel R. B., Bazylinski D.A., Jannasch H.W. Biomineralization of ferrimagnetic greigite (Fe3S^) and iron pyrite (FeS2) in a magnetotactic bacterium.//Nature. -1990. - 343. - pp. 258-261.

62. Bazylinski D.A., Heywood B.R., Mann S., Frankel R. B. Fe304 and Fe3S4 in a bacterium.// Nature. -1993. - 366. - pp. 218-218.

63. Heywood B.R., Mann S. Chem. Mater. Molecular Construction of Oriented Inorganic Materials: Controlled Nucleation of Calcite and Aragonite under Compressed Langmuir Monolayers. - 1994. - 6. - pp. 311 -318.

64. Mann S., Heywood B.R., Rajam S., Birchall J.D. Nature. Controlled crystallization of CaC03 under stearic monolayers.// -1988. - 334. - pp. 692695.

65. Fricke M., Volkmer D., Krill C.E., Kellerman M., Hirsch A. Vaterite polymorph switching controlled by surface charge density of an amphiphilic dendron-calix[4]arene.// Cryst. Growth Des. -2006. - 6. - pp. 1120 -1123.

66. Fricke M., Volkmer D. In Biomineralization I. - Springer: New York.: 2007; pp 1-41.

67. DiMasi E., Olszta M.J., Patel V.M, Gower L.B. When is template directed mineralization realle template directed?// CrystEngComm. - 2003. -5.- pp.346 -350.

68. Loste E., Diaz - Marti., Zarbakhsh A., Meldrum F.C. Study of Calcium Carbonate Precipitation under a Series of Fatty Acid Langmuir Monolayers Using Brewster Angle Microscopy.//Langmuir. - 2003. -19.- pp. 2830 - 2837.

69. Chen Y., Xiao J.W., Wang Z.N., Yang S.H. Obstrvation of an amorphous Calcium Carbonate Precursor on a Stearic Acid Monolayer Formed during the Biomimetic Mineralization of CaC03.// Langmuir. - 2009. -25.- pp. 1054 -1059.

70. Xiao J., Wang Z., Tang Y., Yang S.Biomimetic Mineralization of CaC03 on a Phospholipid Monolayer: From an Amorphous Calcium Carbonate Precursor toCalcite via Vatwrite.W Langmuir. - 2010. -26(7).- pp. 4977 - 4983.

71. Miguel G., Perez - Morales M., Martin - Romero M. T., Munoz E., Richardson T. H., Camacho L. J - Aggregetion of a Warer - Soluble Tetracationic in Mixed LB Films with a Calix[8]arene Carboxylic Acid Derivative.// Langmuir. - 2007- 23. - pp.3794 - 3801.

72. Ye Z., Pang S., He W., Shi X., Guo Z., Zhu L. Copper(II) ion induced monolayer formation ofp-tert-butylthiacalix[4]arene at the air-water interface.//Spectrochimica Acta Part A. - 2001. - Vol.57. - pp. 1443 - 1447.

73. Zheng H., Dong H., Yan Z., Wen L., Zhang S., Ye B. Determination of Copper at a Glassy Carbon Electrode Modified with Langmuir- Blodgett Film of p-tert-Butylthiacalix[4]arene.\\Electroanalysis. - 2006. -Vol.18. - 21. - pp. 2115-2120.

74. Dutton P. J., Conte L. Terbium Luminescence in Langmuir - Blodgett Films of Octafunctionalized Calix[4]resorcinarenes.// Langmuir. - 1999. -15. pp. 613617.

75. Kim J.H., Kim Y.G., Lee К. H., Kang S. W., Koh K. N. Size selective molecular recognition of calyx[4]arenes in Langmuir - Blodgett monolayers.//Synthetic metals. - 2001. -117. - pp. 145-148.

76. Esker A. R., Zhang L.H., Olsen С. E., No K., Yu H. Static and Dynamic Properties of Calixarene Monolayers at the Air/Water Interface.l. pH Effects with p-Dioctadecanoylcalix[4]arene.//Langmuir. - 1999. -15. - pp.1716-1724.

77. Liu F., Lu G., He W., Liu M., Zhu L. Supramolecular interaction of diamino calix[4]arene derivative with nucleotides at the air-water interface.// Thin Solid Films. - 2002. -414. - pp. 72-77.

78. Shahgaldian P., Sciotti M. A., Pieles U. Amino-Substituted Amphiphilic Calixarenes: Self-Assembly and Interactions with DNA.//Langmuir. - 2008. -24. - pp. 8522-8526.

79. Vitovica P., Nikolelis D.P., Hianik T. Study of calix[4]resorcinarene-dopamine complexation in mixed phospholipid monolayers formed at the air-water interface.//Biochimica et Biophysica Acta. - 2006. -1758. - pp. 18521861

80. Collman J.P., Reed C.A. Synthesis of ferrous porphyrin complexes. A hypothetical model for deoxymyoglobin. // J. Amer. Chem. Soc.- 1973. -Vol. 95. -P. 2048.

81. Тернер Э., Карубе И., Уилсон Дж. Биосенсоры: основы и приложения. -М.:Мир, 1992. 614 с.

82. Rusling J.F., Nassar A. E.//J.Am.Chem.Soc. 1991.- Vol.l 15. - pp.l 1891 -11897.

83 Turdean G.L., Popescu I.C., Curulli A., Palleschi G. Iron(III) protoporphyrin IX - single-wall carbon nanotubes modified electrodes for hydrogen peroxide and nitrite detection // Electrochim.Acta. - 2006. - Vol.51. - pp.6453 - 6441.

84. Те J.S., Wen Y., Zhang W.D. et al. Application of multi-walled carbon nanotubes functionalized with hemin for oxygen detection in neutral solution// J. Electroanal. Chem. - 2004. - Vol. 562. - pp. 241 - 246.

85. Dunbar A.D.F., Richardson Т.Н., Hutchinson J., Hunter C.A. Langmuir-Schaefer films of five different free base tetraphenylporphyrins for optical-based gas sensing of N02 // Sensors and Actuators B. 2008. -Vol. 128.-pp.468 -481.

86. Gong F.C., Xiao Z.D., Cao z., Wu D.X. A selective artemisinin-sensor using metalloporphyrin as a recognition element entrapped in the Au-nanoparticles-chitosan modified electrodes// Talanta. - 2007.- Vol.72. - pp. 1453 - 1457.

87. Karyakin A.A., Karyakina E.E. Prussian Blue-basedartificial peroxidase'as a transducer for hydrogen peroxide detection. Application to biosensors // Sensors ans Actuators B. - 1999. - Vol.57. - pp.268.

88. Karyakin A.A., Puganova E.A., Bolshakov I.A, Karyakina E.E. Electrochemical Sensor with Record Performance Characteristics. // Angewandte Chemie. -2007. - Vol.46 - pp. 7822 - 7824 .

89. Будников Г.К., Евтюгин Г.А., Майстренко B.H. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и медицине. - М.: Бином. Лаборатория знаний. - 2009. - 416с.

90. Shina D. М., Kim Т. Н., Chung G., Kim К. Surface orientation and complex formation of new calixarenederivatives containing sulfur ligands.//Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. -2005. - Vol. 257 - 258. - 461-465 pp.

91. Marenco C., Stirling C. J. M., Yarwood J. Thiacalixarene self-assembled monolayers on roughened gold surfaces and their potential as SERS-based chemical sensors.//J. Raman Spectrosc. - 2001. - 32. - pp. 183 - 194.

92. Chen H., Lee M., Choi S., Kim J-H., Choi H.-J., Kim S.-H., Lee J., Koh.K. Comparative Stydy of Protein Immobilization Properties on Calixarene Monolayers.// Sensors. - 2007. -7. - pp. 1091-1107.

93. Chen M., Zhang W., Jiang R., Diao G. Development of glucose amperometric biosensor based on a novel attractive enzyme immobilization matrix: Amino derivative of thiacalix[4]arene.// Analytica Chimica Acta. -2011. -687.-pp. 177-183.

94. Kozlova M.N., Ferlay S., Solovieva S.E., Antipin I.S., Konovalov A.I., Kyritsakas N., Hosseini M.W. Molecular tectonics: on the formation of 1-D silver coordination networks by thiacalixarenes bearing nitrile groups.// Dalton Trans.-2007.-P. 5126-5131

95. Kozlova M.N., Ferlay S., Kyritsakas N., Hosseini M.W., Solovieva S.E., Antipin I.S., Konovalov A.I. Molecular tectonics: 3-D organisation of decanuclear silver nanoclusters. // Chem. Commun. -2009. -P.2514-2516.

96. Muravev A.A., Solovieva S.E., Kochetkov E.N., Mel'nikova N.B., Safiullin R.A., Kadirov M.K., Latypov S.K., Antipin I.S., Konovalov A.I. Thiacalix[4]monocrowns substituted by sulfur-containing anchoring groups: new ligands for gold surface modification.// Macroheterocycles - 2013. т 6(4). -pp. 302-307.

97. Тюфтин A.A., Соловьева C.E., Харламов C.B., Лысенко К.А., Латыпов Ш. К., Антипин И.С., Коновалов А. И. Синтез и структура новых моно- и дизамещенных серусодержащих производных п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов.// Уч. зап. Казан, гос. унив., Сер. Естеств. Науки. -2009.-Т. 151. - Вып. 3.-С. 9-22.

98. Muravev А.А., Solovyeva S.E., Latypov S.K., Antipin I.S., Konovalov A.I. Synthesis and Characterization of Thiacalix[4]Monocrowns Modified by Thioether Groups on the Lower Rim.// Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. -2013. - V. 188.-No. 4.-P. 499-502.

99. Адаме H.K. Физика и химия поверхностей. - М.: ОГИЗ, 1947. - 568 с.

100. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М: Химия, 1989. -253 с.

101. Кейл Б. Лабораторная техника органической химии. - М: Мир, 1966.613 с.

102. Evtugyn G.A., Stoikov I.I., Belyakova S.V., Stoikova E.E., Shamagsumova R.V., Zhukov A.Yu., Antipin I.S., Budnikov H.C. Selectiv of solid - contact Ag potentiometric sensors based on thiacalix[4]arene derivatives.// Talanta. - 2008.76.441 -447 pp.

103. Диксон M., Уэбб Э., Ферменты: пер. с англ. JI.M. Гинодмана, М.И. Левянт / под ред. В.К. Антонова, А.Е. Браунштейна. - Мир, М., 1982, Т. 2, 418 с.

104. Pereverzev М. О., Vygodina Т. V., Konstantinov A. A. and Skulachev V. P., Biochem Soc Trans.,2003,31, 1312.

105. Осипов A.H., Борисенко Г. Г., Владимиров Ю.А. Биологическая роль нитрозильных комплексов гемопротеинов. // Успехи биологической химии. - т.47.- 2007.- С. 259-292.

106. Culotta К., Koshland D.E. NO news is good news. // Science 258. - 1992. -P. 1862-1865.

107. Oplander C., Romer A., Paunel-Gorgiilii A. et al. Dermal application of nitric oxide in vivo: kinetics, biological responses, and therapeutic potential in humans. // Clin. Pharmacol. Ther. 2012. - 91. - 6. - 1074-1082 pp.

108. Stone J.R., Sands R.H., Dunham W.R., Marietta M. A. Electron paramagnetic resonance spectral evidence for the formation of a pentacoordinate nitrosyl-heme complex on soluble guanylate cyclase.

109. Осипов A.H., Степанов Г.О., Владимиров Ю.А., Козлов А.В.. Каган В.Е. Биохимия. -2006, 71, №10. - С. 222.

110. Синюков В. В. Вода известная и неизвестная- М.: Знание, 1987.— 176 с.

111. Мельникова Н.Б., Соловьёва С.Е., Кадиров М.К., Кочетков Е.Н., Низамеев И.Р., Сафиуллин Р.А., Попова Е.В., Антипин И.С., Коновалов А. И.Подложка атомно-силового микроскопа. Описание полезной модели к патенту. RU 110082 U1W Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. -10.11.2011 .Бюл. №31.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ ТРУДОВ

1. Мельникова Н. Б. Монослои трет-бутилтиакаликс[4]арена как биомиметическая модель окисления антиоксидантов цитохромом е./ Н. Б. Мельникова, Е. Н. Кочетков, С. Е. Соловьева, Е. В. Попова, И. С. Антипин, А. Е. Большакова, О. Е. Жильцова, А. И. Коновалов.// Изв. АН. Сер. хим.-2011. № 9.С. 1915-1921.

2. A. A. Muravev. Thiacalix[4]monocrowns Substituted by Sulfur-ContainingAnchoring Groups: New Ligands for Gold Surface ModificationA A. A. Muravev, S. E. Solovieva, E. N. Kochetkov, N. B. Mel'nikova, R. A. Safiullin, M. K. Kadirov, S. K. Latypov, I. S. Antipin, A. I. Konovalov.// Макрогетероциклы/Macroheterocycles. - 2013. 6(4).302-307.

3.N. B. Mel'nikova. ter/-Butylthiacalix[4]arene monolayers as a biomimetic model for the oxidation of antioxidants with cytochrome c.\ N. B. Mel'nikova, E.N. Kochetkov, S.E. Solovieva, E.V. Popova, I.S. Antipin, A.E. Bol'shakova, O.E. Zhil'tsova, A.I. Konovalov.W Russian Chemical Bulletin. - 2011. 60(9). 1948 - 1955.

4. Мельникова H. Б. Подложка атомно-силового микроскопа. Описание полезной модели к патенту. RU 110082 Ul\ Н.Б.Мельникова, С. Е.Соловьёва, М. К. Кадиров, Е.Н. Кочетков, И. Р.Низамеев, Р. А.Сафиуллин, Е. В.Попова, И. С. Антипин, А. И.Коновалов.\\ Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. -10.11.2011 .Бюл. №31.

5. Низамеев И. Р. Самоорганизованные монослои некоторых каликсаренов на твердой поверхности: методы определения толщины./ И.Р. Низамеев, Р.А. Сафиуллин, Е.С.Нефедьев, М.К.Кадиров, С.Е. Сольвьева, И.С. Антипин, Н.Б. Мельникова, Е.Н. Кочетков.// Вестник Казанского Государственного Технологического Университета.-2011. №14. С.35-38.

6. Сафиуллин Р. А. Монослои цианопропокси- п - трет-

бутилтиакаликс[4]арена на

подложекА Р. А.

Сафиуллин, Е. Н. Кочетков, Н. Б. Мельникова, С. Е. Соловьева, И. С. Антипин, М. К. Кадиров, Е. С. Нефедьев.\\ Вестник Казанского Государственного Технологического Университета. - 2012. №15. С.61-62.

7. Сафиуллин Р. А. Реакция на нитрат серебра пленок Ленгмюра-Блоджетт ряда производных тиакаликс[4]аренов.// Вестник Казанского Государственного Технологического Университета. -2013. №8.С.48-50.

8. Кочетков E.H. Монослои трет-бутилтиакаликс[4]арена как биомиметическая модель каталитического окисления цитохромом с.\\ E.H. Кочетков, Н.Б. Мельникова, С.Е. Сольвьева, Е.В. Попова, И.С. Антипин, А.И. Коновалов, А.Е. Исакова, O.E. Жильцова, А.А Логунов \\ Сборник тезисов докладов I Всероссийского симпозиума по поверхностно-активным веществам "От коллоидных систем к нанохимии". - Казань. -2011.-С.85.

9. Кочетков E.H. Наноразмерные биомиметические модели на основе монослоев тиакаликс[4]арена.\\ E.H. Кочетков, Н.Б. Мельникова\\ Сбоник материалов XVI конференции молодых ученых - химиков Нижегородской области. - Нижний Новгород. - 2013. - С.46-47.