Ш.Халиков, Д.Шарипова, З.Сорбон

Научно - исследовательский институт национального Университета, Таджикистон

Е - mail: Xalikov1941 @mail.ru

Синтез и исследование фуллерен С₆₀ аминокислот

Корковой части поверхности фуллерена С₆₀ состоит из несколько шестигранников бензола и циклогексана, при перераспределение электронов в результате сопряжения двойных связей появляется несколько активных центров отвечающих за присоединения внешне атакующих реагентов.

Нами изучен процесс ковалентного присоединения аминной группы аминокислот к углеродным атомам бензолного строения корковой части поверхности С₆₀ обладающих свойством олефинов. Показано, что подбор соответствующих условий может привести к тому, что химическую реакцию можно направить по типу непосредственного нуклеофильного присоединения за счёт термостобилизации активной конформации фуллерена С₆₀. На первом этапе работы изучена растворимость фуллерена С₆₀ в углеводородных и полярных растворителях. Установлено, что растворимость фуллерена С₆₀ в бензоле, хлорбензоле, бромбензоле, толуоле, о - дихлорбензоле приблизительно составляет 31%, 33%, 35%, 33%, 40% соответственно. Во всех остальных растворителях С₆₀ растворяется в незначительных количествах.

Реакцию присоединения аминокислот к фуллерену С₆₀ проводили при разных условиях в разных растворителях. В результате пришли к выводу, что наилучшим условием для проведения реакции присоединения является использование в качестве растворителей хлорбензол, бромбензол, 1,2 - дихлор-бензол, бромнафталин и др. в течение 8 - 10 часов.

Результаты, полученные тонкослойной хроматографией на силуфольных пластинках в соответствующих хроматографических системах показывали образование одного нового продукта отличающиеся по коэффициенту распределения (R_f) по сравнению с исходными «продуктами». Притом выход фуллеренил С₆₀ - аминокислот количественно. Простота проведение реакции заключается в том, что соответствующая аминокислота растворяется в смеси диметилформамида и щелочи (0,2 н NaOH) в конической колбочке снабженной обратным холодильником и капельной воронкой и перемешиванием с помощью магнитной мешалки в течение 8 -10 часов. Фуллерен С₆₀ растворяется в опреде-ленном объёме хлорбензола, который принимает фиолетовую окраску и прикапывается к реакционной колбе при 80⁰С. Цвет раствора в стечением времени постепенно принимает темно - коричневую окраску и рН раствора из щелочного переходит в нейтральную. Причина такого изменения рН - среды заключается в том, что происходить частичный гидролиз хлорбензола с образованием фенола реагирующего с диметилформамидом и отщепления водородного протона из фенола, который становиться причиной изменения рН среды. В случае использования диметилсульфоксида или других растворителей в место ДМФА не наблюдается изменеие рН среды.

Процесс протекания и завершения реакции контролировали с помощью тонкослойной хроматографии на хроматографических пластинках «Silufol». Продукты реакции выделены в твердой форме, темно - коричневого цвета. В результате были синтезированы С₆₀ - глицина, С₆₀ - a, L - аланина, С₆₀ - b - ала-нина, С₆₀ - a, D - аланина, С₆₀ - L - лизина, С₆₀ - L - лизин - метиловый эфир и С₆₀ - a - аспарагиновой кислоты.

Интерпретация ИК - спектров показала утрачивание в ИК - спектре С₆₀ полос поглощения в области 3900, 2520, 2500 и 2450 см^-1. Такая же картина наблюдалась в ИК - спектре аминокислоты, где исчезают полосы поглощения в области 3400-3500 характеризующие свободные NH₂ – группы аминокислоты и 1280см^-1.

ИК - спектр полученных С₆₀ - аминокислот содержать полосы поглоще-ния, характерные для N - замещенных аминокислот: группа - СООН (1707см^-1, 1655см^-1), NH - вал. колебания (3350 - 3400 см^-1), NH - деформационное коле-бание (1550 см^-1), С₆₀ - NH - 1100 cм^-1, 965 см^-1 и 800 см^-1.

Элементный анализ С₆₀ - глицина показывало следующие соотношения элементов: % С = 70,5; % Н = 3,077; % N = 7,81. Рассчитанные значения для брутто - формулы С₆₅Н₂₉О₁₂ N₅(2Н₂О) - % С 71,5%; % Н 2,7%; % N 7,00.

Элементный анализ в случае С₆₀ - лизина: % С = 80; % Н = 3,07; % N 8,81. Рассчитанные значения для брутто - формулы С₉₀Н₄₆О₈N₆ (2Н₂О) - % С 81,2; % Н 3,88; % N 7,99.

На основе расчетов выяснилось, что на поверхности фуллеренил С₆₀ присоединяется пять молекулы глицина, две молекулы воды и три молекулы лизина и две молекулы воды.

В спектре ¹НЯМР при образовании ковалентной связи между ¹С(С₆₀) носящей двойную связь, и (α) NH₂-группы аминокислоты полностью исчезает сигнал относящийся к NH₂ группе с химическим сдвигом d 5м.д. и появляются дополнительные сигналы с δ7 и 7,3 м.д. соответствующие бензольному строению. Элементный анализ фуллерен С₆₀ - аминокислот на углерод, водород и азот измеряли на приборе varioMICRO CHNS по сравнению самыми аминокислотами показывал соответствия элементного состава. Это подтверждается также данными рентгеноструктурного анализа С₆₀ - глицина, т.к. происходит уменьшение интенсив-ности рефлексов, изменение их положения и исчезновение одной группы рефлексов и возникновение новой серии отрешений.