Черенок С. О. Каліксаренфосфонові кислоти. Синтез, стереохімія та властивості

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0524U000098

Облікова картка дисертації

0524U000098.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 02.00.03 - Органічна хімія

26-04-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 26.217.01

Інститут органічної хімії Національної академії наук України

Анотація

Дисертаційна робота присвячена розробці препаративних методів функціоналізації верхнього вінця калікс[4]аренів та тіакалікс[4]аренів фрагментами гідроксиметилфосфонових, метиленбісфосфонових, α-кетофосфонових та гідроксиметилен-бісфосфонових кислот, дослідженню структури, здатності до комплексоутворення та біологічної активності отриманих сполук. Реакціями моноформіл- та диформілпропоксикаліксаренів із триалкілфосфітами за наявності безводного хлороводню, натрієвими солями діалкілфосфітів, силіловими естерами кислот тривалентного фосфору отримано алкілові та силілові естери відповідних ди-, три- та тетрапропоксикаліксарен-гідроксиметилфосфонових кислот з препаративними виходами. Встановлено залежність стереохімічного результату реакцій фосфорилювання від ступеня алкілювання нижнього вінця диформілкаліксаренів. На основі отриманих естерів синтезовані відповідні каліксарен-гідроксиметилфосфонові кислоти. Реакцією тетрагідроксиформіл(тіа)каліксаренів та діалкоксиформіл-(тіа)каліксаренів із надлишком натрієвих солей діалкілфосфітів були синтезовані алкілові естери відповідних (тіа)каліксарен-метиленбісфосфонових кислот. Встановлено, що реакція протікає через стадії утворення каліксарен-гідроксиметилфосфонатів та фосфорильованих хінонметидів. Реакцією отриманих сполук з бромотриметилсиланом та метанолом синтезовані каліксарени та тіакаліксарени, які містять на верхньому вінці макроциклу один, два та чотири фрагменти метиленбісфосфонових кислот. Взаємодією хлорангідридів діалкокси- та тетраалкоксикаліксарен-карбонових кислот із триалкілфосфітами отримані естери каліксарен-α-кетофосфонових кислот та досліджена їхня будова структура в розчинах і кристалічному стані. Послідовною взаємодією утворених кетофосфонатів із бромотриметилсиланом та метанолом синтезовані каліксарен-α-кетофосфонові кислоти. Розроблено препаративний однореакторний метод введення на верхній вінець каліксаренів фрагментів гідроксиметиленбісфосфонових кислот, який полягає в послідовній обробці каліксарен-ацилхлоридів трис(триметилсиліл)фосфітом та метанолом. Розроблено препаративні методи регіоселективного алкілювання алкілових естерів тетрагідроксикаліксарен-фосфонових кислот спиртами в умовах реакції Міцунобу. Це дало змогу отримати отримано біфункціональні каліксарени з рецепторними угрупованнями фосфонових кислот на верхньому вінці, здатними зв’язувати амінокислоти, та 3 (метилтіо)пропокси групами на нижньому вінці, здатними до адгезії до золотої поверхні мікрочипів кондуктометричних сенсорів. Розроблено препаративні методи введення на верхній вінець тетрапропоксикаліксарену електронодефіцитних пентафторофенільних та пара-трет-бутилтетрафторофенільних фрагментів, здатних до утворення сендвічевих комплексів з аніонами та електронозбагаченими ароматичними молекулами. На їх основі отримані поліфтороарильні похідні каліксарен-дифосфонової та каліксарен-біс-гідроксиметилфосфонової кислоти. Методом ОФ ВЕРХ визначено константи стійкості комплексів каліксарен-гідроксиметилфосфонових та каліксарен-метиленбісфосфонових кислот з амінокислотами різної природи у водному розчині. На основі ди((3 метилтіа)пропокси)каліксарен-метиленбісфосфонової кислоти створено та досліджено кондуктометричний сенсор для виявлення аргініну у водних розчинах. Методом ОФ ВЕРХ встановлено, що калiксарен-тетракіс-метиленбісфосфонова кислота ефективно зв’язує тетрапептид Gly-Pro-Arg-Pro, задіяний у процесі полімеризації фібрину. Медико-біологічні дослідження синтезованих каліксаренфосфонових кислот засвідчили їхні низьку токсичність і різнопланову біологічну активність: каліксарен- та тіакаліксарен-тетракіс-метиленбісфосфонові кислоти є ефективними інгібіторами полімеризації фібрину; каліксарен-метиленбісфосфонова кислота та каліксарен-біс-гідроксиметилфосфонова кислота є потужними та селективними інгібіторами Na+,K+-АТФ-азної помпи гладеньком’язових клітин; каліксарен-α-кетофосфонові, каліксарен-метиленбісфосфонові та каліксарен-гідроксиметилфосфонові кислоти є ефективними інгібіторами протеїнтирозинфосфатаз та глутатіон S-трансфераз. Міцели амфіфільних каліксарен-гідроксиметилен-бісфосфонових кислот утворюють супрамолекулярні комплекси з флуоресцентно міченими полілізином та нуклеокапсидом ВІЛ-1 і переносять їх крізь біологічні мембрани.

Читати повністю

Публікації

1. Vovk A., Kalchenko V., Muzychka O., Tanchuk V., Muravyova I., Shivanyuk A., Cherenok S. Kukhar V. Calixarene Methylenebisphosphonic Acids: Alkaline Phosphatase Inhibition and Docking Studies. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2008. – V. 183 (2-3). – P. 625-626; DOI: 10.1080/10426500701793311

2. Cherenok S., Kalchenko V. Phosphorus-containing calixarenes (review). Top. Heterocycl. Chem. – 2009. – Vol. 20. – P. 229-273; DOI: 10.1007/7081_2008_12;

3. Атамась Л.І., Бойко В.І., Драпайло А.Б., Єсипенко О.А., Кальченко О.І., Клячина М.А., Матвєєв Ю.І., Мірошниченко С.І., Родік Р.В., Черенок С.О., Кальченко В.І. Cупрамолекулярна хімія каліксаренів (огляд). Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2009. – Т. 7 (2). – С. 28-36.

4. Kalchenko O.I., Cherenok S.О., Solovyov A.V., Kalchenko V.I. Influence of Calixarenes on Chromatographic Separation of Benzene or Uracil Derivatives. Chromatographia. – 2009. – Vol. 70 (5-6). – P. 717-721; DOI: 10.1365/s10337-009-1229-2;

5. Vovk A.I., Kononets L.A., Tanchuk V.Yu., Cherenok S.O., Drapailo A.B., Kalchenko V.I., Kukhar V.P. Inhibition of Yersinia protein tyrosine phosphatase by phosphonate derivatives of calixarenes. Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2010. – Vol. 20. – P. 483–487; DOI: 10.1016/j.bmcl.2009.11.126;

6. Solovyov A.V., Cherenok S.O., Kalchenko O.I., Atamas L.I., Kazantseva Z.I., Koshets I.A., Tsymbal I.F., Kalchenko V.I. Synthesis and complexation of amphiphilic calix[4]arene phosphonates with organic molecules in solutions and Langmuir-Blodgett films. J. Mol. Liq. – 2011. – V. 159 (2). – P. 117-123; DOI: 10.1016/j.bmcl.2009.11.126;

7. Cherenok S.O., Yuschenko O.A., Gritsenko P.G., Lugovskoy E.V., Koshel T.A., Chernishov V.I., Koliesnik I.O., Kalchenko O.I., Komisarenko S.V., Kalchenko V.I. Synthesis of calixarenemethylenebisphosphonic acids and their influence on fibrin polymerization. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2011. – V. 186, No. 4. – P. 964-965; DOI: 10.1080/10426507.2010.521212;

8. Lugovskoy E.V., Gritsenko P.G., Koshel T.A., Koliesnik I.O., Cherenok S.O., Kalchenko O.I., Kalchenko V.I., Komisarenko S.V. Calix[4]arene methylenebisphosphonic acids as inhibitors of fibrin polymerization. FEBS J. – 2011. – V. 278. – P. 1244 – 1251; DOI: 10.1111/j.1742-4658.2011.08045.x.

9. Cherenok S.O., Yushchenko O.A., Tanchuk V.Yu., Mischenko I.M., Samus N.V., Ruban O.V., Matvieiev Yu.I., Karpenko Yu.A., Kukhar V.P., Vovk A.I., Kalchenko V.I. Calix[4]arene-α-hydroxyphosphonic acids. Synthesis, stereochemistry and inhibition of glutathione S-transferase. Arkivoc. – 2012. – V. 4. – P. 278-298; DOI: 10.3998/ark.5550190.0013.421;

10. Kalchenko O., Cherenok S., Yushchenko O., Kalchenko V. Complexation of calix[4]arenehydroxymethylphosphonic acids with amino acіds. Binding constants determination of the complexes by HPLC method. J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. – 2013. – V. 76 (2). – P. 29-36; DOI: 10.1007/s10847-012-0169-x;

11. Kalchenko V.I., Cherenok S.O., Kosterin S.O., Lugovskoy E.V., Komisarenko S.V., Vovk A.I., Tanchuk N.Y., Kononets L.A., Kukhar V.P. Calixarene Phosphonous Acids; Synthesis and Biological Activity. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2013. – V.188 (1-3). – P. 232-237; DOI: 10.1080/10426507.2012.743147;

12. Ruban A.V., Rozhenko A.B., Pirozhenko V.V., Shishkina S.V., Shishkin O.V., Cherenok S.O., Kalchenko V.I. Perfluorophenylcalix[4]arenes: perspective hosts for nucleophilic guests. Synthesis, structure and quantum chemical calculations. Tetrahedron Lett. – 2013. – V. 54 (27). – P. 3496-3499; DOI: 10.1016/j.tetlet.2013.04.083;

13. Trush V.V., Cherenok S.O., Tanchuk V.Yu., Kukhar V.P., Kalchenko V.I., Vovk A.I. Calix[4]arene methylenebisphosphonic acids as inhibitors of protein tyrosine phosphatase 1B. Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2013. – V. 23 (20). – P. 5619-5623; DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.08.040;

14. Kalchenko O.I., Cherenok S.О., Kalchenko V.I., Solovyov A.V., Gorbatchuk V.V. The study of the complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxy-calix[4]arene with benzoic acids by RP HPLC and molecular modeling methods. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2013. – Т. 11 (3). – С. 3-8; DOI: 10.24959/ophcj.13.752;

15. Shatursky O.Ya, Kasatkina L.A., Rodik R.V., Cherenok S.O., Shkrabak A.A., Veklich T.O., Borisova T.A., Kosterin S.O., Kalchenko V.I. Anion carrier formation by calix[4]arene-bis-hydroxymethylphosphonic acid in bilayer membranes. Org. Biomol. Chem. – 2014. – V. 12(48). – P. 9811-9821; DOI: 10.1039/c4ob01886a;

16. Trush V.V., Tanchuk V.Y., Cherenok S.O., Kalchenko V.I., Vovk A.I. Calix[4]arene α-hydroxymethylphosphonic acids as potential inhibitors of protein tyrosine phosphatases. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2014. – Т. 12 (1). – С. 39-42; DOI: 10.24959/ophcj.14.782;

17. Komisarenko S.V., Kosterin S.O., Lugovskoy E.V., Cherenok S.O., Tanchuk V.Yu., Vovk A.I., Kalchenko V.I. Synthesis and characterization of calixarene methylene bisphosphonic acids as effectors of biochemical processes. In Book: “LIGANDS: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND ROLE IN BIOTECHNOLOGY”. – New York: Nova Science Publishers, Inc., 2014. – 295 p. – Chapter 3. – P. 67-116.

18. Комисаренко С.В., Кальченко В.И., Костерин С.А., Луговской Э.В., Лабинцева Р.Д., Черенок С.О., Бевза А.В. Каликс[4]аренметилен¬бисфосфоновые кислоты – перспективные наноэффекторы биохимических процессов. В книге «Наноразмерные системы и наноматериалы: исследования в Украине» /Редкол.: А.Г.Наумовец (глав. ред.); НАН Украины. – Киев: Академпериодика, 2014. – 768 с. – Глава 5 «Нанобиотехнологии». – P. 455-473.

19. Kalchenko O., Cherenok S., Rodik R., Mely Y., Kalchenko V. Complexation of calixarene hydroxymethylphosphonic acid with tryptophan and N-acetyltryptophan amide. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2014. – Т. 12 (2). – С. 21-26; DOI:10.24959/ophcj.14.796;

20. Kalchenko O.I., Cherenok S.O., Savonik L.M., Solovyov A.V., Gorbatchuk V.V., Kalchenko V.I. Investigation of the sorption of calix[4]arene and calix[4]resorcinarene tetraalkylderivatives with the LiChrosorb RP 18 surface by RP HPLC and computer modeling methods. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2014. – Т. 12 (3) – P. 17-22; DOI:10.24959/ophcj.14.799;

21. Kalchenko O., Cherenok S., Kalchenko V. Complexation of Calix[4]arene bis-Hydroxymethylenediphosphonic Acid with Amino acids. Binding Constants Determination by RP HPLC Method. Fr.-Ukr. J. Chem. – 2015. – V. 3(2). – P. 93-100; DOI: 10.17721/fujcV3I2P93-100; (фахове видання).

22. Kalchenko, O.; Cherenok, S.; Drapailo, A.; Kharchenko, S.; Kalchenko, V. Complexation of (thia)calix[4]arene phosphonic acids with amino acids and peptydes. Binding constants determination of the complexes by RP HPLC method. In book: Modern Directions in Chemistry, Biology, Pharmacy and Biotechnology / editor in chief Volodymyr Novikov. – Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House, 2015, 256 p. – Р. 20-31

23. Trush V.V., Cherenok S.O., Tanchuk V.Yu., Kalchenko V.I., Vovk A.I. Evaluation of inhibition of protein tyrosine phosphatase 1B by calixarene-based α-ketophosphonic acids. Chem. Biol. Lett. – 2015. – Vol. 2 (1). – P. 1-5; DOI: http://www.pubs.iscience.in/journal/index.php/cbl/article/view/253;

24. Kalchenko O.I., Cherenok S.O., Solovyov A.V., Gorbatchuk V.V., Suikov S.Yu., Kalchenko V.I. The Study of the Complexation of Calix[4]arene and Calix[4]resorcinarene with Resin Acids by RP HPLC Method. Binding Constants Determination. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2016. – Т. 14 (2). – P. 41-46; DOI: 10.24959/ophcj.16.884;

25. Kalchenko O.I., Cherenok S.O., Solovyov A.V., Suikov S.Yu., Kalchenko V.I. The study of calixarenes complexation with phenols by RP HPLC. Журнал Органічної та Фармацевтичної Хімії. – 2017. – Т. 15 (1). – С. 45-51; DOI: 10.24959/ophcj.17.910;

26. Kalchenko O., Cherenok S., Suikov S., Kalchenko V. Study of Calixarene Complexation with Biologically Active Carboxylic Acids by RP HPLC Method. Fr.-Ukr. J. Chem. – 2017. – V. 05 (2). – P. 49-55; DOI: 10.17721/fujcV5I2P49-55;

27. Rodik R, Cherenok S., Kalchenko O., Yesypenko O., Lipkowski J., Kalchenko V. Functional Сalixarenes for Material and Life Science. Curr. Org. Chem. – 2018. – Vol. 22. – P. 2196-2218;

28. Soldatkin O., Marchenko S., Soldatkina O. Cherenok S., Kalchenko O., Prynova O., Sіlenko O., Kalchenko V., Dzyadevych S. Conductometric sensor with calixarene based chemosensitive element for the arginine detection. Chem. Pap. – 2018. – V. 72 (11). – P. 2687–2697; DOI: 10.1007/s11696-018-0515-6;

29. Cherenok S., Soldatkin O., Marchenko S., Soldatkina O., Kalchenko O., Prynova O., Silenko O., Dzyadevych S., Kalchenko V. 3-Methylsulfidopropoxycalixarene methylenebisphosphonic acid for aminoacids chemosensor. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2019. – V.194 (4-6). – P. 382-383; DOI: 10.1080/10426507.2018.1550491;

30. Кальченко., В.І.; Єсипенко, О.А.; Кальченко, О.І.; Черенок, С.О.; Бойко. В.І. Хіральні каліксарени. В книзі: Стратегія синтезу і біоактивність органічних молекул. Київ: Інтерсервіс, 2019. – С. 143-196.

31. Selihova A., Cherenok S., Kalchenko O., Kalchenko V. Tetrahydroxycalixarene methylenebisphosphonic acids: synthesis, stereochemistry, and aminoacids complexations. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem. – 2022. – V.197 (5-6). – P.526–5528; DOI: 10.1080/10426507.2021.2011875;

32. Kalchenko O., Cherenok S., Silenko O., Kalchenko V. Influence of the nature of amino acids on the formation of supramolecular complexes with calixarene-methylene(bis)phosphonic acid. Theoretical and Experimental Chemistry. – 2022. – V.58 (4).–P.254-260; DOI: 10.1007/s11237-022-09742-5;

33. Kobzar O., Shulha Y., Buldenko V., Cherenok S., Silenko O., Kalchenko V., Vovk A. Inhibition of glutathione S-transferases by photoactive calix[4]arene α-ketophosphonic acids. Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2022. – V.77. – P.1-7; DOI: 10.1016/j.bmcl.2022.129019;

34. Rodik R.V., Cherenok S.O., Postupalenko V.Y., Oncul S., Brusianska V., Borysko P., Kalchenko V.I., Mely Y., Klymchenko A.S. Anionic Amphiphilic Calixarenes for Peptide Assembly and Delivery. J. Colloid Interface Sci. – 2022. -V. 624. - P. 270-278; DOI: 10.1016/j.jcis.2022.05.124;

Читати повністю

Файли

Cherenok_Final.pdf

autoreferat-Referat_Cherenok.pdf

Схожі дисертації

0424U000010

Бур'янов Володимир Вікторович

Розробка нових каталітичних систем для ефективного гетерогенного гідрування похідних хіноліну

0423U100213

Шупенюк Василь Ігорович

Синтез триазенів на основі 4-заміщених похідних 9,10-антрахінону

0421U103476

Гайдаржи Іван Іванович

Синтез і властивості аліфатичних перфтороалкоксіалкіламінів та перфтороалкоксибензойних кислот

0421U102526

Якименко Ігор Юрійович

Реакції арилсульфонілпохідних хінонімінів з нуклеофілами

0521U101480

Святенко Людмила Костянтинівна

Реакційна здатність нітроароматичних сполук і циклічних нітроамінів. Квантово-хімічне моделювання