Синтез аналогов ретиналя ряда спиропиранов и их взаимодействие с бактериоопсином тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.10, кандидат химических наук Лаптев, Алексей Владимирович

• Лаптев, Алексей Владимирович
• кандидат химических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат химических наук Лаптев, Алексей Владимирович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР "Фотохромы и их комплексы с биологическими объектами: способы получения, свойства и области применения"

2.1. Разнообразие фотохромных соединений и систем

2.2. Особенности применения фотохромных соединений и материалов

2.3. Фотохромные спиропираны и объекты биологического мира

2.4. Фотохромные спиробензопираны

2.4.1. Синтез бензазольных спиропиранов

2.4.2. Побочные соединения при синтезе спиропиранов

2.4.3. Строение и свойства бензазольных спиропиранов

2.5. Пути модификации структуры молекулы спиропирана

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Бактериородопсин, его структура и свойства

3.2. Дизайи целевых структур спиропиранов и моделирование хромофорной полости бактериородопсина

3.3. Синтез исходных соединений

3.3.1. Производные салицилового альдегида

3.3.2. Синтез исходных спиропиранов

3.3.3. Побочные соединения при реакции конденсации спиропиранов

3.4. Прямое формилирование спиропиранов

3.5. Получение ключевых синтонов для наращивания полиеновой цепи

3.6. Аналоги ретиналя

3.6.1. Синтез и исследование физико-химических зарактеристик спиропирановых аналогов ретиналя

3.6.2. Побочные соединения при восстановлении БШАН

3.7. Исследование фотохромного поведения полученных соединений

3.8. Синтез и исследование свойств модельных соединений

3.9. Изучение взаимодействия аналогов ретиналя с бактериоопсином

3.9.1. Получение АБР на основе спиропиран-содержащих аналогов ретиналя

3.9.2. Предварительные исследования фотохимического поведения АБР

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5. ВЫВОДЫ . П

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез аналогов ретиналя ряда спиропиранов и их взаимодействие с бактериоопсином»

Одним из интереснейших и актуальных направлений фундаментальной химии является создание и исследование молекул, способных изменять структуру и свойства под действием определенных внешних воздействий, таких как свет, рН среды (ионная сила), температура, катионы металлов, магнитные, электрические поля, колебательные химические реакции и прочее, этим поведением данные молекулы наиболее близки к сложному "живому" миру. Такие химические соединения являются важными представителями своих функциональных классов, поскольку подобная работа соединения, однозначный ответ на определенный внешний сигнал, делает перспективным применение их на практике. Важными преимуществами органических соединений можно считать относительную легкость производства, возможность получения изделий необходимой формы и структуры, а также регулирования и настройки большого числа физических параметров путем небольших модификаций молекулярной структуры. Из недостатков следует отметить относительно низкие стабильность и время практического использования изделия в текущих условиях современной технологии.

Поскольку с каждым днем становиться все сложнее открывать принципиально новые классы химических молекул, обладающих особыми управляемыми функциями, нередко исследователи создают новые молекулярные системы, соединением хорошо известных структур, получая новые полезные свойства объекта. Так за последние 20 лет было выдвинуто множество идей по практическому применению фотохромных соединений различного строения, многие из которых уже воплощены в жизнь, благодаря бинарному или многокомпонентному дизайну в том числе. Новые элементы устройств хранения информации, регистрирующие материалы (сенсоры), оптические переключатели большого числа различных объектов (как физических, так и биологического мира), включения в бытовые изделия (предметы одежды и искусства, косметика, средства защиты информации и документов), специальные фотохромные материалы с защитными от вредного излучения свойствами нашли применение в наши дни. Постоянно совершенствующиеся методы исследования молекулярных, супрамолекулярных и, особенно притягивающих большое число самых разных ученых в последнее десятилетие, наносистем неизбежно приводят к значительным прорывам в науке и технике, в начале какой то одной области знаний, затем совсем неожиданно для первооткрывателей, к перевороту в других областях науки, техники и промышленности.

В связи с вышесказанным дизайн и разработка способов получения новых молекулярных структур, содержащих фотохромные фрагменты в качестве активно работающей единицы и обладающих новыми полезными свойствами являются актуальным направлением для исследований в различных областях науки и техники,

В литературном обзоре будут рассмотрены известные на сегодняшний день основные классы фотохромных веществ и систем, особенности применения фотохромных материалов, и главное внимание будет уделено фотохромам ряда спиропиранов и их комплексам с объектами биологического мира.

2. Литературный обзор

Фотохромные соединения известны со второй половины 19 века, литературные свидетельства о наблюдениях Фритше, Меера, Фипсона, Марквалда дают отсчет летописи нового явления [1]. Интерес к фотохромизму резко увеличивался с 40-х годов 20 века, с этого периода наблюдалось бурное развитие физико-химических и синтетических методов и подходов, особенно известные работы этого периода — публикации групп Хирсберга и Фишера в Израиле. В 1950 Хирсберг [2] предложил определение "фотохромизм" (от греческого слова рИоБ-свет и сЬгоша-цвет) для описания этого явления, ранее употреблялись такие термины как "фототропия" и "фототропизм", очевидно неверно описывающее данное явление. Фотохромизм далее особенно активно изучался в течение 1960-х параллельно с развитием физическо-химических методов анализа (ИК-, ЯМР-, УФ-спектроскопии, и др.), органического синтеза, выделения и очистки вещества. Такие практические примеры как фотохромные стекла и среды для записи микроизображения были продемострированы в тот период и в дальнейшем стимулировали исследования. В 60-х годах возникла идея использования фотохромных материалов в качестве оптических элементов памяти для вычислительных машин. Однако оказалось, что фото деградация известных семейств фотохромных органических соединений ограничивает их потенциал для технических целей [3].

Новый виток внимания к фотохромизму начался в 1980-х, главным образом, благодаря ставшим широко изветным исследованиям устойчивых к фотодеградации спирооксазиновых и хроменовых производных. Эти исследования инициировали изготовление и коммерческое применение фотохромных глазных линз и очков. С тех пор, были внедрены и другие коммерческие проекты и были открыты и исследованы новые классы фотохромных веществ. Также были открыты и исследовании такие родственные явления, как термо-, электро-, пьезо-, трибо-, ионо-, сольвато-, хиро-, галосольватохромизм [4-7].

Под современным понятием фотохромизм понимают обратимое превращение вещества из одного состояния в другое, происходящее хотя бы в одном направлении под действием света и сопровождающееся появлением или изменением поглощения в видимой области спектра (наряду с различиями в спектрометрических (оптических) свойствах возможны различия в других физических свойствах) [3-5]: О

Термодинамически стабильная форма (А) трансформируется излучением в форму (В). Обратная реакция может происходить термически (фотохромизм Т-типа) или фотохимически (фотохромизм Р-типа). Следует отметить также, что свет и тепло далеко не единственные факторы влияющие на эту реакцию (см. выше виды хромизма / родственные явления). Наиболее распостраненные фотохромные молекулы имеют бесцветную или бледно-желтую форму (А) и окрашенную форму (В), например, красную или голубую. Это явление относится к положительному фотохромизму, в случае Лтах(А) > я1ШХ (В) фотохромизм отрицательный или обратный [4,8].

Современный органический синтез является неисчерпаемым источником для получения разнообразных фотохромных систем. Органические вещества, обладающие фотохромными свойствами, были систематизированы по типу превращений, приводящих к их обратимым спектральным изменениям. Знание специфики каждого фотохромного процесса позволяет вести направленный поиск веществ и подбор для них соответствующей среды при разработке эффективных фотохромных систем.

Слиропираны наиболее хорошо исследованный класс фотохромных соединений. Они способны вступать в электроциклические реакции фотоциклизации 4п+2 типа (п=1). Вообще реакция фотоциклизации характерна также для спирооксазинов, дигидроиндолизинов, диарилэтиленов,- хроменов, фульгидов и пр. Цель первых работ заключалась в разработке фотохромных стекол для защиты органов зрения от светового излучения ядерного взрыва. В течение последних 20 лет исследований в этом направлении привели к созданию производства фотохромных оптических линз для массового потребления с широкой гаммой цветовой окраски [4].

Заключение диссертации по теме «Биоорганическая химия», Лаптев, Алексей Владимирович

5. ВЫВОДЫ

1. Отработаны препаративные методы синтеза ряда замещенных салициловых альдегидов (3)-(6), Сб-фосфонатного реагента с нитрильной терминальной группой (15).

2. Подобраны и оптимизированы условия циклизации индоленина (7) с салициловыми альдегидами (4) и (5), при этом были получены ключевые производные спиропиранов (8а), (9).

3. Впервые разработан метод прямого селективного формилирования спиропиранов, имеющих электронно-акцепторные заместители в пирановом цикле, по 5 положению молекулы, и осуществлен синтез ключевого исходного спиропирана (86).

4. Предложен и осуществлен синтез двух серий аналогов ретиналя (а) и (б), у которых триметилциклогексеновое кольцо ретиналя заменено на фрагмент спиропирана с различной топографией. Универсальная синтетическая процедура заключалась в двукратном повторении стадий олефинирования по Хорнеру-Эммонсу соответствующих карбонильных предшественников (8) С5-фосфонатом (15) и восстановления нитрильной функции БЮАН в промежуточных нитрилах.

5. Детально изучены продукты побочных реакций конденсации индоленина (7) с производными салицилового альдегида, а также в процессе восстановления Б1ВАН нитрильной функции в промежуточных нитрилах.

6. Исследованы спектрально-кинетические характеристики новых гибридных фотохромных аналогов ретиналя (19)-(24).

7. Изучен процесс взаимодействия двух серий синтезированных спиропирансодержащих аналогов ретиналя с бактериоопсином в составе апомембран На1оЬаЫепит sa.lina.rum.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Лаптев, Алексей Владимирович, 2008 год

1. Hirshberg Y. // Compt. Rend. Acad. Sci., Paris.- 1950.- V. 231.- P. 903.

2. BertelsonR.C. in: Photochromism.G.H. Brown (Ed). Wiley. N.Y.- 1971.- P. 49-294, 397-431.

3. Bouas-Laurent H., Durr H. Photochromism. Molecules and Systems. Elsevier. London.- 2003.

4. Ben L., Richard A.V-D., Koumura N., Geertsema E. Chiroptical molecular switches. // Chem. Rev.-2000.-V. 100.-P. 1789-1816.

5. Zhou J., Li Y., Tang Y., Zhao F., Song X., Li E. Detailed invesrtigation on a negative photochromic spiropyran. // J. Photoch. Photobiol. A-Chem.- 1995.- V. 90,- P. 117-123.

6. Berkovic G., Krongauz V., Weiss V. Spiropyrans and spirooxazines for memories and switches. // Chem. Rev.- 2000,- V. 100.- P. 1741-1753.

7. Marevtsev V.S., Zaichenko N.L. Peculiarities of photochromic behaviour of spiropyrans and spirooxazines. // J. Photochem. Photobiol. A-Chem.-1997.- V. 104,- P. 197-202.

8. Rebiere N., Moustrou C., Meyer M., Samat A., Guglielmetti R., Micheau J.-C., Aubard J. Structure-property relationships in a series of photochromic thiophen-substituted 3H-naphtho2,l-b.pyrans. // J. Phys. Org. Chem.- 2000,- V. 13,- P. 523-530.

9. Heller H.G., Horspool W.M., Song P.-L. Fulgides and related systems, in Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology. CRC. Boca Raton (FL).- 1995.- Ch. 13, Ch. 21-33.

10. Yokoyama Y. Fulgides for memories and switches. // Chem. Rev.- 2000.- V. 100.- P. 17171739.

11. Nakazumi H., Makita K., Nagashiro R. New sol-gel photochromic thin films made by superfine particles of organic photohromic compounds. // J. Sol-Gel Technology.- 1997.- V. 8.- P. 901-909.

12. Ichimura K. Photoalignment of Liquid-crystal systems. // Chem. Rev.- 2000.- V. 100.- P. 1847-1873.

13. Durr H., Bouas-Laurent H. Photochromism molecules and systems. Elsevier: Amsterdam.-1990,- Chs.19-20.

14. Heyn M.P., Borucki B., Otto H. Chromophore reorientation the photocycle of bacteriorhodopsin: experimental methods and functional significance. // Biochem. Biophys. Acta.- 2000.- V. 1460.- P. 60-74.

15. Groesbeek M. Bacteriorhodopsins and bovine rhodopsins with a modified chromophore. // Ph.D. thesis.- 1993.- Leiden University.- 138 pp.

16. Nainba K., Suzuki S. Photo-control of enzyme activity with a photochromic spiropyran compound modification of a -amylase with spiropyran compound // Chem. Lett.- 1975.- V. 9- P. 947-950.

17. Pieroni O., Fissi A., Ciardelli F. Photochromic poly(a -amino acid)s: photomodulation of molecular and supramolecular stincture. // Reactive&Functional Polymers.- 1995.- V.26.- P. 185-199.

18. Fissi A., Pieroni O., Ciardelli F., Ruggeri G., Umezawa K. Photoresponsive polypeptides: photochromism and conformation of poly(L-glutamic acid) containing spiropyran units. // Biopolymers.- 1993.- V.33.- P. 1505-1517.

19. Fissi A., Pieroni O., Angelini N., Lenci F. Photoresponsive polypeptides. Photochromic and conformational behavior of spiropyran-containing poly(L-glutamate)s under acid conditions. // Macromolecules.- 1999,- V.32.-P. 7116-7121.

20. Satoh M., Fuji Y., Kato F., Komiyama. Competitive counterion binding and dehydration of polyelectrolytes in aqueous solutions. //Polymer.-1991.- V.32.- P. 892-896.

21. Satoh M., Hirose T., Komiyama J. Solvent-induced and salt-induced coil-helix transition of poly(l-lysine) salts in water/alcohol mixtures // Polymer.- 1993.- V.34.- P.4762-4766.

22. Fujimoto K., Amano M., Horibe Y., Inouye M. Reversible photoregulation of helical structures in short peptides under indoor lighting/dark conditions. // Organic Letters.- 2006.- V.8.- №.2.-P.285-287.

23. Fujimoto K., Oimoto N., Katsuno K., Inouyoe M. Effective stabilisation of a-helical structures in short peptides with acetylenic cross-linking agents. // Chem. Com. 2004. - P. 1280-1281.

24. Willner I., Rubin S., Cohen Y. Photoregulated binding of spiropyran-modified concanavalin-a to monosaccharide-functionalized self-assembled monolayers on gold electrodes. // J. Am. Chem. Soc.- 1993.- V. 115,- P. 4937-4938.

25. Zahavy E., Rubin S., Willner I. Examination of the conformational dynamics of photoregulated Concanavalin A by time-resolved light scattering. // J. Chem. Soc., Chem. Com.- 1993. V.23.-P. 1753-1755.

26. Willner I., Rubin S. Control of the structure and functions of biomaterials by light. // Angew. Chem. Internat. Ed.- 1996.- V. 35.- P. 367-385.

27. Willner I., Rubin S., Shatzmiller B., Zor T. Reversible light-stimulated activation and deactivation of alpha-chymotrypsin by its immobilization in photoisomerizable copolymers. // J. Am. Chem. Soc.- 1993.- V. 115.- P. 8690- 8694.

28. Liondagan M., Willner I. Nitro spiropyran-modified alpha-chymotrypsin, a photostimulated biocatalyst in an organic solvent: effects of bioimprinting. // J. Photochem. Photobiol. A-Chem.-1997.-V. 108.-P. 247-252.

29. Willner I., Liondagan M., Katz E. Photostimulation of dinitrospiropyran-modified glucose oxidase in the presence of DNP-antibody-A biphase-switch for the amperometric transduction of recorded optical signals. // Chem. Commun.- 1996.- P. 623-624.

30. Tomizaki K., Jie X., Mihara H. A chromism-based assay (CHROBA) technique for in situ detection of protein kinase activity. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2005. V. 15. -P. 1731-1735.

31. Gregoriadis G. (Ed.) in: Liposomes as Drug Carriers. John Wiley & Sons. New York.- 1987.

32. Tanaka M., Yonezawa Y. Photochemical regulation of the electrical properties of the novel planar bilayer lipid membrane incorporating spiropyran derivatives. // J. Phys. Chem.- 1996.- V. 100,-p. 5160-5162.

33. Seki T., Ichimura K., Ando E.Stable J-aggregate formation of photoinduced merocyanine in bilayer membrane. //Langmuir.- 1988.-V.4.-P. 1068-1069.

34. Ohya Y., Okuyama Y., Fukunaga A. Ouchi T. Photo-sensitive lipid membrane perturbation by a single chain lipid having terminal spiropyran group. // Supramolecular Science.- 1998.- V. 5.-P. 21-29.

35. Khairutdinov R.F., Hurst J.K. Photocontrol of ion permeation through bilayer membranes using an amphiphilic spiropyran. // Langmuir.- 2001.- V. 17.- p. 6881-6886.

36. Wohl J.C., Kuciauskas D. Isomerization dynamics of photochromic spiropyran molecular switches in phospholipids bilayers. // J. Phys. Chem.- 2005.- V.109.- P.21893-21899.

37. Kocer A., Walko M., Meijberg. A light-actuated nanovalve derived form a chennel protein. // Science. 2005,- V.309.- P. 755-758.

38. Hirakura T, Nomura Y, Aoyama Y, Akiyoshi K. Photoresponsive nanogels formed by the self-assembly of spiropyrane-bearing pullulan that act as artificial molecular chaperones. // Biomacromolecules.- 2004.-V.5. P.1804-1809.

39. Inouye M. Spiropyran Derivatives as Multifunctional artificial receptors for biologically important species. //Mol. Cryst. Liq. Cryst. Section A.- 1994.- V. 246.- P. 169-172.

40. Inouye M., Kim K., Kitao T. Selective coloration of spiro pyridopyrans for guanosine derivatives. // J. Am. Chem. Soc.- 1992.- V. 114.- P. 778-780.

41. Inouye M. Artificial-Signaling Receptors for biologically important chemical species. // Coordination Chemistry Reviews.- 1996.- V. 148,- P. 265-283.

42. Andersson J-n., Li S., Lincoln P., Andersson J-m. Photoswitched DNA-binding of a photochromic spiropyran.//J. Am. Chem. Soc 2008.-V. 130.-№36.-P. 11836-11837.

43. Hamada F., Ito R. Photochromic molecular recognition of gamma-cyclodextrin bearing a spiro2H-benzopyran-2,2'-indoline. moiety. // Macromol. Rapid Commun.- 1994,- Vol. 15.- P. 531-536.

44. Hamada F., Hoshi K., Higuchi Y., Murai K., Akagami Y., Ueno A. Photochromic molecular recognition of beta-cyclodextrin bearing spiropyran moiety for organic guests. // J. Chem. Soc., Perkin Trans.- 1996.- V.2.- P.2567-2570.

45. Ueno A., Suzuki I., Osa T.J. Association dimers, excimers, and inclusion complexes of pyrene-appended gamma-cyclodextrins. // J. Am. Chem. Soc.- 1989. V. 111.- №. 16.- P. 6391-6397.

46. Ipe B.I., Mahima S, and Thomas K.J. Light-induced modulation of self-assembly on spiropyran-capped gold nanoparticles: a potential system for the controlled release of amino acid derivatives. // J. Am. Chem. Soc.- 2003.- V. 125. P. 7174-7175.

47. Edahiro J., Sumaru K., Tada Y., Ohi K., Takagi Т., Kameda M., Shinbo Т., Kanamori Т., Yoshimi Y. In situ control of cell adhesion using photoresponsive culture surface. // Biomacromolecules.- 2005.- V.6.- P. 970-974.

48. Higuchi A., Hamamura A, Shindo Y., Kitamura H., Yoon B.O., Мог Т. Uyama Т., Umezawa A. Photon-modulated changes of cell attachments on poly(spiropyran-co-methyl methacrylate) Membranes // Biomacromolecules.- 2004.- V. 5- P. 1770-1774.

49. Willner I., Willner B. Photoswitchable Biomaterials as grounds for optobioelectronic devices. // Bioelectrochemistry and Bioenergetics.- 1997.- V. 42.- P. 43-57.

50. Самуилов В.Д. Иммуноферментный анализ. // Соросовский образовательный журнал. -1999.-№. 12.-С. 9-15.

51. Willner I., Willner В. Biomaterials intergrated with electronic elements: en route to bioelectronics. // Trends in Biotechnology.- 2001.- V. 19,- P. 222-230.

52. Weston D.G., Kirkham J., Cullen D.C. Photo-modulation of horseradish peroxidase activity via covalent attachment of carboxylated-spiropyran dyes. // Biochim. Biophys. Acta.- 1999.- 1428.-P. 463-467.

53. Harada M., Sisido M., Hirose J., Nakanislii M. Photocontrolled uptake and release of photochromic haptens Mab's: evidence of photoisomerization inside the hapten binding site. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1994. - V. 67. - P. 1380-1385

54. Захс Э.Р., Мартынова В.П., Эфос Jl.C. Синтез и свойства спиропиранов, способных к обратимому раскрытию пиранового кольца. // ХГС.- 1979.- №. 2.- Р. 435-459.

55. Decker Н., Felser Н. Вег.- 1908.- В. 41- S. 1997.64. (a) Dilthey W., Wizinger R. Вег.- 1926.- В. 59. S. 1856.; (б) Lowenbein A., Katz W., Вег.-1926.-В. 59.-S. 1377.

56. Dickinson R., Heilbron I.M. Styrylpyrylium Salts. Part VIII. 3-styryl derivatives of P -naphthapyrylium chloride. // J. Chem. Soc.- 1927.- V. 1,- P. 14-19.

57. Wizinger R., Wenning H. Uber intramoleulare isonisation. // Helv. Chim. Acta.- 1940.- B. 23.-S. 247.

58. Fischer E., Hirshberg Y. Formation colored forms of spirans by low-temperature irradiation. // J. Chem. Soc.- 1952.- V. 11,- P. 4522-4530.

59. Hinnen A., Audic Ch., Gautron R. The structural identification of dicondensed products derived from the reaction of excess Fischer's base with salicylaldehydes. // Bull. Soc. Chim. France.- 1968,- N 5.- P. 2066-2078.

60. Брауде E.B., Гальберштам M.A. Синтез и спектральные характеристики фотохромных 6-и 8-фенилзамещенных индолиновых спирохроменов. // ХГС.- 1974,- №. 7.- С. 943-945.

61. Ono H. et al. Photochromic compound// Patent 3692800 (USA).- 1972.

62. Guglietmetti R., Metzger J. Synthese d'une serie de spiropyrannes benzothiazoliques. // Bull. Soc. Chim. France.- 1967.- V. 8.- P. 2824-2834.

63. Conte M., Guglietmetti R., Metzger J. Synthese et propriétés physico-chimiques de bases de Schiff en serie benzothiazolique. // Bull. Soc. Chim. France.- 1967.- V. 8.- P. 2834-2841.

64. Caddick S. Microwave-assisted organic-reactions. // Tetrahedron- 1995.- V. 51 — P. 1040310432.

65. Bram G., Loupy A., Majdoub M., Gutierez E., Ruiz-Hitzky E. Alkylation of potassium acetate in dry media thermal-activation in commercial microwave-ovens. // Tetrahedron— 1990.- V. 46.-P. 5167-5176.

66. Kasmi S., Hamelin J., Benhaoua H. Microwave-assisted solvent-free synthesis of iminothiazolines. // Tetrahedron.- 1998.- V. 39.- P. 8093-8096.

67. Zhao W., Carreira E.M. Solid-phase synthesis of photochromic spiropyrans. // Organic Letters.- 2005.- V.7.- №.8.- p. 1609-1612.

68. Koelsch C. F., Workman W. R. J. Some thermochromic spirans. // Am. Chem. Soc.- 1952.- V. 74,- №. 24.- P. 6288-89.

69. Чунаев Ю. M., Пржиялговская H.M., Гальберштам M.A. Взаимодействие винилогов основания Фишера с салициловыми альдегидами. // ХГС.- 1981.- N. 5.- С. 649-653.

70. McCoy C.P., Donnelly L., Jones D.S., Gorman S.P. Synthesis and characterization of polymerisable photochromic spiropyrans: towards photomechanical biomaterials. // Tetrahedron Letters.- 2007.- V.48.- P. 657-661.

71. Knott E.B. The colour of organic compounds. Part V. Thermochromic spirans. // J. Chem. Soc.- 1951,-V.- 11.- P.3038-3047.

72. Захс Э.Р., Звенигородская JI.A., Лешенюк Н.Г., Мартынова В.П. Бромирование спиропиранов и восстановление их нитропроизводных. // ХГС.- 1977.- №. 10.- С. 13201326.

73. Самойлова Н.П., Гальберштам М.А. О некоторых реакциях замещения в ряду фотохромных индолинспирохроменов. // ХГС.- 1977,- № 8.- С. 1065-1068.

74. Гальберштам М.А., Артамонова Н.Н., Самойлова Н.П. Синтез З'-ацилзамещенных индолиновых спиропиранов. // ХГС.- 1975.- №. 2.- С. 197-203.

75. Cho Y.J., Lee S.H., Bae J.W., Pyun H.-J., Yoon C.M. Fischer's base as a protecting group: protection and deprotecting of 2-hydroxybenzaldehydes. // Tetrahedron Letters.- 2000.- V. 41.-P. 3915-3917

76. Linyong Z., Zhu M.-Q., Hurst J.K., Li A.D.Q. Light-controlled molecular switches modulate nanocrystal fluorescence. // J. Am. Chem. Soc.- 2005.- V. 127.- P. 8968-8970.

77. Inouye M. Molecular design and synthesis of signal transducer receptors. // Mol. Cryst. Liq. Cryst.- 1997.- V. 297.- P. 359-364.

78. Liu Z., Jiang L., Lianga Z., Gaoa Y. Photo-switchable molecular devices based on metal-ionic recognition. // Tetrahedron Letters.- 2005.- N. 46.- P. 885-887.

79. Alfimov M.V., Fedorova O.A., Gromov S.P. Photoswitchable molecular receptors. // J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 2003,- V. 158. P. 183-198.

80. Leea M.J., Yoob B.W., Shine S.T., Keum S.R. Synthesis and properties of new liquid crystalline compounds containing an indolinobenzospiropyranylazo group. Part 3. // Dyes & Pigments. -2001,-N. 51.-P. 15-24.

81. Samoladas A., Bikiaris D, Zorba Т., Paraskevopoulos K.M., Jannakoudakis A. Photochromic behavior of spiropyran in polystyrene and polycaprolactone thin films effect of UV absorber and antioxidant compound. // Dyes & Pigments. 2006.- V. 1.- P. 1-8.

82. Kashima I., Okubo M., Qno Y., Itoi M., Kida N., Hikita M., Enomoto M., Kojima N. Ferromagnetism and its photo-induced effect in 2D iron mixed-valence complex coupled with photochromic spiropyran. // Synthetic Metals. 2005.- V. 155.- P. 703-706.

83. Einaga Y., Taguchi M., Li G., Akitsu Т., Gu Z., Sugai Т., Sato O. Magnetization increase of iron oxide by photoinduced aggregation of spiripyran. // Chem. Mater. 2003.- V. 15.- N.I.- p.8-10

84. Wojtyk J.T.C., Kazmaierb P.M. and Buncel E. Effects of metal ion complexation on the spiropyran-merocyanine interconversion: development of a thermally stable photo-switch. // Chem. Commun. 1998.- P. 1703-1704.

85. Tanaka M., Kamada K., Ando H., Kitagaki T., Shibutani Y., Yajima S., Sakamoto H., Kimura K. Metal-ion stabilization of photoinduced open colored isomer in crowned spirobenzothiapyran. // Chem. Commun. 1999.- P. 1453-1454

86. Shao N., Zhang Y., Cheung S., Yang R., Chan W., Mo T., Li K., Liu F. Copper ion-selective fluorescent sensor based on the inner filter effect using a spiropyran derivative. // Anal. Chem. -2005,- V. 77.- P. 7294-7303.

87. Benard S.P.Yu. New spiropyrans showing crystalline-state photochromism. // Adv. Mater. -2000.- V. 12.- P. 48-50.

88. Aldoshin S.M., Nikonova L.A., Smirnov V.A., Shilov G.V., Nagaeva N.K. Structure and photochromic properties of single crystals of spiropyran salts // J. Mol. Structure. 2005.- V. 750.-P. 158-165.

89. Zhang H, Yia T., Li F, Delahaye E., Clement Yu P.R. Photochromic response of nanoparticles of spiropyran-MnPS3 intercalate: A search for optically bistable nanocomponents // Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 2007. V. 186. P. 173-177.

90. Spagnoli S., Block D., Botzung-Appert E., Colombier I., Baldeck P.L., Ibanez V., and Corval A. Photochromism of spiropyran nanocrystals embedded in sol-gel matrices // J. Phys. Chem. B. -2005.- V. 109. P. 8587-8591.

91. Guo X., Zhang D., Zhou Y., Zhu D. Synthesis and spectral investigations of a new dyad with spiropyran and fluorescein units: toward information processing at the single molecular level. // J. Org. Chem. 2003.- V. 68.- P. 5681-5687.

92. Querol M., Bozic B., Salluce N., Belser P. Synthesis, metal complex formation, and switching properties of spiropyrans linked to chelating sites. // Polyhedron. 2003.- V. 22.- P. 655-664;

93. Zhu L., Khairutdinov R.F., Cape J.L., Hurst J.K. Photoregulated Transmembrane Charge Separation by Linked Spiropyran-Anthraquinone Molecules. // J. Am. Chem. Soc. 2006 - V. 128.- P. 825-835.

94. Bahr J.L., Kodis G, Garza L., Lin S., Moore A.L., Moore T.A., Gust D. Photoswitched singlet energy transfer in a porphyrin-spiropyran dyad. // J. Am. Chem. Soc. 2001.- V. 123.- P. 7124-7133.

95. Grofcsika A., Baranyai P., Bitter I., Grun A., Koszegi E., Kubinyi M., Pal K., Vidoczy T. Photochromism of a spiropyran derivative of l,3-calix4.crown-5. // J. Mol. Structure. 2002.-V. 614.-P. 69-73.

96. Zhu L., Zhu M.-Q., Hurst J.K., Li A.D.Q. Light-controlled molecular switches modulate nanocrystal fluorescence. // J. Am. Chem. Soc. 2005.- V. 127.- P. 8968-8970.

97. Choi H., Ku B.-S., Keum S.-R., Kang S.O., Ко J. Selective photoswitching of a dyad with diarylethene and spiropyran units. // Tetrahedron. 2005. V. 61.- P. 3719-3723.

98. Cho M.J., Kim G.W., Jun W.G., Lee S.K., Jin J.-I., Choi D.H. Multifunctional photochromic spiropyran dendrimers and their relaxation behaviors of photochromism. // Thin Solid Films. -2006. V. 500.- P. 52 60

99. Hori Т., Tagaya H., Nagaoka Т., Kadokawa J., Chiba K. Photochromism of sulfonated spiropyran in a silica matrix. // Applied Surface Science.- 1997.- V. 111/117.- P. 530-533.

100. Tachibana H., Yamanaka Y., Abe M. Temperature-dependent behavior of Langmuir monolayers of an amphiphilic spiropyran. // Thin Solid Films.- 2003.- V. 440.- P. 94-99.

101. Becker R.S., Kolk J. Photochromism: spectroscopy and photochemistry of pyran and thiopyran derivatives // J. Phys. Chem.- 1968.- V. 72.- P. 997-1001.

102. Arakawa S., Kondo H., Seto. Photochromism. Synthesis and properties of indolinospirobenzothiopyrans. // J. Chem. Lett.- 1985.- P. 1805-1808.

103. Холманский A.C., Малкин Я.Н. Фотохромизм иитрозамещенных индолиновых спиротиопиранов. // ЖФХ,- 1986.- № 10.- С. 2522-2525.

104. Guglielmetti R., Metzger. Synthese d'une serie de spiropyrannes benzothiazoliques // J. Bull. Chim. France.- 1967.- V. 8.- P. 2824-2834.

105. Джапаридзе К.Г., Элашвили З.М. Синтез и фотохромные свойства 3'-нафтилзамещенных бензотиазольных спирохроменов. // ХГС. 1971.- V. 11.- С. 1491-1492.

106. Guglielmetti R., Davin-Preteli Е., Metzger J. Composes spiropyranniques en serie benzoselenazolinique. //J. Bull. Chim. France.-1971.- V. 2.- P. 556-559.

107. Rondom J., Guglielmetti R., Metzger J. Synthese spiropyrannique en seie benzoxazolinique. // J. Bull. Chim. France.-1971.- V. 7.- P. 2581-2584.

108. Береснева Н.К., Захс Э.Р., Эфрос JI.C. Продукты конденсации солей 1,2,3-триметилбензимидазолия с о-оксиальдегидами. // ХГС.- 1970.- №. 8.-.С. 1004-1005.

109. Береснева Н.К., Захс Э.Р., Эфрос JI.C. Продукты конденсации солей 5-нитро- и 5,6-динитро-1,2,3-триметилбензимидазолия с о-оксиальдегидами. // ХГС.- 1971.- №. 7.- С. 961-966.

110. Oesterhelt D., Stoeckenius W. Rhodopsin-Like Protein from the purple membrane of halobacterium halobium. // Nature.- 1971.- V. 233.- P. 149-152.

111. Govindjee R., Ohno K., Ebrey T.G. Effect of the Removal of the COOH-terminal Region of Bacteriorhodopsin on its Light-Induced H+ Changes. // Biophys. J.- 1982.- V. 38,- N 1.- P. 8587.

112. Stoeckenius W. Bacterial Rhodopsins: Evolution of a Mechanistic Model for the Ion Pumps. // Protein Sci.- 1999.- V. 8.- N 2.- P. 447-459.

113. Subramaniam S., Henderson R. Crystallographic analysis of protein conformational changes in the bacteriorhodopsin photocycle. // Biochim. Biophys. Acta.- 2000.- V. 1460.- P. 157-165.

114. Okada-Shudo Y., Yamaguchi I., Tomioka H., Sasabe H. Real-time processing using polarization discrimination of bacteriorhodopsin. // Synthetic Metals.- 1996.- V. 81.- P. 147-149.

115. Hirai Т., Subramaniam S. Structural insights into the mechanism of proton pumping by bacteriorhodopsin. // FEBS Letters.- 2000.- V. 545.- P. 2-8.

116. Birge R.R. Nature of the primary photochemical events in rhodopsin and bacteriorhodopsin. // Biochim. Biophys. Acta.- 1990,- V. 1016.- №. 3.- P. 293-327.

117. Haupts U., Tittor J., Oesterhelt D. Closing on bacteriorhodopsin: progress in understanding the molecule. // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.- 1999. V. 28. - P. 367-399.

118. Luecke H., Richter H.T., Lanyi J.K. Proton transfer pathways in bacteriorhodopsin at 2.3 angstrom resolution. // Science.- 1998.- V. 280, N 5371.- P. 1934-1937.

119. Ovchinnikov Yu.A. Bioorganic chemistry of rhodopsins. // Pure Appl. Chem.- 1986.- V. 58.-№. 5.- P. 725-736.

120. Овчинников Ю.А., Абдулаев Н.Г., Фейгина М.Ю., Киселев А.В., Лобанов Н.А., Назимов И.В. Первичная структура бактериородопсина. // Биоорган, химия.- 1978.- Т. 4.-№. 11.- С. 1573-1574.

121. Hacket N.R., Stem L.J., Chao В.Н., Kronis K.A., Khorana H.G. Structure-function studies on bacteriorhodopsin. V. Effects of amino acid substitutions in the putative Helix F. // J. Biol. Chem.- 1987.- V. 262, N 19.- P. 9277-9284.

122. Brown L.S. Reconciling crystallography and mutagenesis: a synthetic approach to the creation of a comprehensive model for proton pumping by bacteriorhodopsin. // Biochim. Biophys. Acta.- 2000.- V. 1460,- №. 1.- P. 49-59.

123. Vsevolodov N. Biomolecular electronics. Boston: Birkhauser.- 1998.

124. Min J., Choi J.-W., Lee W.H., Kim U.R. Photoreceptor consisting of spiropyran-bacteriorhodopsin films for photosignal enhancement. // Biosensors & Bioelectronics.- 1998.- V. 13.-P. 1151-1155.

125. Bernstein F.C. The protein data bank, a computer based arhival file for macromolecular structure. // J. Mol. Biol.- 1977,- V. 112.- P. 535-542.

126. Schobert В., Cupp-Vickery J., Hornak V., Smith S., Lanyi J. Crystallographic structure of the К intermediate of bacteriorhodopsin: conservation of free energy after photoisomerization of the retinal. // J Mol Biol.- 2002.- Y. 321. P. 715-726.

127. Ходонов A.A., Еремин C.B., Локшин Дж.Л., Швец В.И., Демина О.В., Хитрина Л.В., Каулен А.Д. Аналоги ретиналя и их применение для исследования бактериородопсина. // Биоорган, химия,- 1996. Т. 22, № 10-11. - С. 747-778.

128. Кириллова Ю.Г., Хитрина Л.В., Ходонов А.А. Взаимодействие метилциклопентеновых аналогов ретиналя с бактериоопсином. // Биологические мембраны.- 1993. Т. 10, № 4. - С. 472-473.

129. Груздь В.Г., Драпкина Д.А., Иншакова В.А., Дорошина Н.И. 3- и 5-Нитро-2-оксибензальдегиды. // Методы получения химических реактивов и препаратов, изд. ИРЕА: вып. 16.- 1967.-С.111-112.

130. Hinnen A. Synthesis of photochromic indolinespiropyrans. // Patent 3950356 (USA).- 1976.

131. Sakuragi M., Aoki K., Tomaki T. The role of triplet state of nitrospiropyran in their photochromic reaction. // Bull. Chem. Soc.- 1990.- Y. 63.- № 1.- P. 74-79.

132. Лаптев A.B., Лукин А.Ю., Беликов H.E., Швец В.И., Демина О.В., Барачевский В.А., Ходонов А.А. / 5-Формил-замещенные индолиновые спиробензопираны и способ их получения. // Заявка на изобретение № 2008112485 от 02.04.2008.

133. Васильев А.А., Серебряков Э.П. Методы получения карбозамещеиных сопряженных диенов. // Успехи химии. 2001.- Т. 9 - С. 70.

134. Thirsk С., Whiting A. Polyene natural products. // J. Chem. Soc. Perkin Trans.-2002.- V. 1.-P. 999-1023.

135. Ходонов А.А. Синтетический подход к исследованию взаимосвязи структура -активность в ретиноид-белковых комплексах бактериородопсине и рецепторах ретиноевой кислоты. //Диссертация д.х.н.- 1997.

136. Walker BJ. in: Organophosphorous reagents in organic synthesis. Cadogan J.I.G. (Ed.). London: Academic Press.- 1979.

137. Boutagy J., Thomas R. Horner-Emmons olefmation: stereochemistry, mechanic and kinetic aspect. // Chem. Rev. 1974. V. 74.- P. 7487-7498.

138. Khodonov A.A., Shevyakov S.V., Mironova E.V., Shvets V.I., Demina O.V., Khitrina L.V., Kaulen A.D. Synthesis and Properties of a New Dye, Containing the Crown Ether Moiety // Molecular Crystals Liquid Crystals.- 2000.- V. 345,- P. 317-322.

139. Миронова E.B., Лукин А.Ю., Шевяков C.B., Алексеева С.Г., Швец В.И., Демина О.В., Ходонов А.А., Хитрина JI.B. Синтез и свойства аналогов бактериородопсина, содержащих электронно-плотные метки в хромофоре. // Биохимия. 2001.- Т. 56, № 11. С. 1638-1648.

140. Пашков Г.И., Савостьянова M.B., Шабля A.B., Шахвердов Т.А. Молекулярная фотоника. Наука.- JL- 1970.- с. 299.

141. Bens А.Т., Frewert D.F., Kodatis К., Kryschi С., Martin H.-D., Trommsdorff H.P. Coupling of chromophores: carotenoids and photoactive diarylethenes photoreactivity versus radiationless deactivation// Eur. J. Org. Chem. - 1998. V. 11. - P. 2333-2338.

142. Барачевский В.А., Карпов P.E. Фотоника наноструктурированных систем на основе фотохромных спиросоединений. // Химия высоких энергий.- 2007. Т. 41.- № 3.- С. 226248.

143. Nakanishi К., Balogh-Nair V., Arnaboldi М., Tsujimoto К., Honig В. An external pointcharge model for bacteriorhodopsin to account for its purple color. // J. Amer. Chem. Soc. -1990.- V. 102.- № 27.- P. 7945-7947.

144. Balogh-Nair V., Carriker J.D., Honing В., Kamat N., Motto M.G., Nakanishi K., Sen R., Sheves M.A., Tsujimoto K. The opsin shift in bacteriorhodopsin studies with artificial bacteriorhodopsins. // Photochem. Photobiol.- 1981.- V. 33.- № 4.- P. 483-488.

145. Ходонов А.А., Мицнер Б.И., Звонкова Е.Н., Евстегнеева Р.П. Ароматические аналоги 13-цис- и полностью-транс-ретиналя. // Биоорган. Химия.- 1987.- Т. 13.- № 2.- С. 238-251.

146. Maeda A., Asato А.Е., Lui R.S.H., Yoshizawa Т. Interaction of aromatic retinal analogues with apopurple membranes of halobacterium halobium. // Biochemistry.- 1984.- V. 23.- № 11.-P. 2507-2513.

147. Ovchinnikov Yu.A., Rliodopsin and bacteriorhodopsin: structure-function relationship. // FEBS Lett.- 1982,- V.142.- № 2.- P. 179-191.

148. Nakanishi K. Biophysical studies of retinal proteins. Ebrey T.G., Hoing В., Frauenfelder H. (Eds.). Urbana-Chapaign: University of Illinois Press. - 1987.- P. 304.

149. Шкроб A.M., Родионов A.B., Овчинников Ю.А. Ароматические аналоги бактериородопсина. // Биоорганическая химия. 1981.- Т.7.- № 8.- С. 1169-1194.

150. Albeck A., Friedman N., Sheves М., Ottolenghi М. Factors affecting the absorption maxima of acidic forms of bacteriorhodopsin. A study with artificial pigments. // Biophys. J. 1989.- V. 56.-P. 1259-1265.

151. Sheves M., Friedman N., Albeck A., Ottolenghi M. Primary photochemical events in bacteriorhodopsin: study with artificial pigments. // Biochemistry. 1985.- V.24.- №.5.- P. 12601265.

152. Warshawsky A., Kalir R., Patchornik A. Functionalization of Polystyrene. 1. Alkylation with Substituted Benzyl Halide and Benzyl Alcohol Compounds. // J. Org. Chem. 1978,- V. 43, N 16. P. 3151-3157.

153. Oesterhelt D., Stoeckenius W. Isolation of the cell membrane of Halobacterium halobium and its fractionation into red and purple membrane. // Methods Enzymol 1974- V. 31 (Pt A).-P. 667-678.