ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 311 ÓÄÊ 541.29:547.821.1’3 ÐÅÀÊÖÈß ÏÐßÌÎÃÎ ÔÅÍÈËÈÐÎÂÀÍÈß ÍÓÊËÅÎÃÅÍÍÛÌÈ ÊÀÒÈÎÍÀÌÈ ÊÀÊ ÌÅÒÎÄ ÑÈÍÒÅÇÀ ÍÅÈÇÂÅÑÒÍÛÕ È ÒÐÓÄÍÎÄÎÑÒÓÏÍÛÕ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈÉ, ÌÅ×ÅÍÍÛÕ ÒÐÈÒÈÅÌ 1 2 3 Í.Å. Ùåïèíà , Â.Â. Àâðîðèí , Ã.À. Áàäóí, Ñ.Á. Ëüþèñ , Â.Ì. Ôåäîñååâ, Ñ.Å. Óõàíîâ4 (êàôåäðà ðàäèîõèìèè; e-mail: neshchepina@mail.ru)  ðåçóëüòàòå èîí-ìîëåêóëÿðíûõ ðåàêöèé íóêëåîãåííûõ ôåíèë-êàòèîíîâ, ãåíåðèðóåìûõ ïðè β -ðàñïàäå òðèòèÿ â ñîñòàâå ìíîãîêðàòíî ìå÷åííîãî òðèòèåì áåíçîëà, ñ íóêëåîôèëüíûìè öåíòðàìè èññëåäóåìûõ ñóáñòðàòîâ âïåðâûå îñóùåñòâëåíî ïðÿìîå ôåíèëèðîâàíèå è ïîëó÷åíû íåèçâåñòíûå ðàíåå àðîìàòè÷åñêèå ïðîèçâîäíûå ïîëèâàëåíòíîãî ôòîðà, à òàêæå ðàçëè÷íûå ìå÷åííûå òðèòèåì N-ôåíèëçàìåùåííûå ïèðèäèíèåâûå ñîåäèíåíèÿ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ âàæíûìè ñèíòîíàìè ïðè áèîëîãè÷åñêèõ è ìåäèöèíñêèõ èññëåäîâàíèÿõ. Êëþ÷åâûå ñëîâà: òðèòèé, áåòà-ðàñïàä, íóêëåîãåííûå ôåíèë-êàòèîíû, ôòîðîíèåâûå ñîåäèíåíèÿ, ïèðèäèíèåâûå ñîåäèíåíèÿ. Ìíîãèå õèìè÷åñêèå ðåàêöèè cîïðîâîæäàþòñÿ îáðàçîâàíèåì êàðáåíèåâûõ èîíîâ. Äîëãîå âðåìÿ êàðáåíèåâûå èîíû ìîãëè áûòü ïîëó÷åíû òîëüêî êëàññè÷åñêèìè ìåòîäàìè, îñíîâàííûìè íà ãåòåðîëèçå ñâÿçè ñèëüíûìè àêöåïòîðàìè èëè â ïðèñóòñòâèå îêèñëèòåëåé [1]. Óäèâèòåëüíûå âîçìîæíîñòè ãåíåðèðîâàíèÿ ñâîáîäíûõ êàðáåíèåâûõ èîíîâ ïðèíåñ ðàçðàáîòàííûé âî âòîðîé ïîëîâèíå XX â. ÿäåðíî-õèìè÷åñêèé ìåòîä, îñíîâàííûé íà ïðîöåññàõ β-ðàñïàäà òðèòèÿ â ñîñòàâå ðàçëè÷íûõ óãëåâîäîðîäîâ [2-4]. Ïðîöåññ β-ðàñïàäà òðèòèÿ â óãëåâîäîðîäàõ ïðåäñòàâëåí íà ñõåìå 1. Ïðè óõîäå β-÷àñòèöû çà ïðåäåëû ìîëåêóëÿðíîé ñèñòåìû âîçíèêàåò ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé èîí, â êîòîðîì çàðÿä ïåðâîíà÷àëüíî ëîêàëèçîâàí íà àòîìå ãåëèÿ. Îäíàêî äîñòàòî÷íî áûñòðî ïðîèñõîäèò ïåðåðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè, è ðåçóëüòàòîì ýòî- ãî ÿâëÿåòñÿ îáîñîáëåíèå âíóòðè ìîëåêóëÿðíîãî èîíà äâóõ ÷àñòåé – íåéòðàëüíîãî àòîìà ãåëèÿ è çàðÿæåííîãî óãëåâîäîðîäíîãî ôðàãìåíòà. Ïðîñòðàíñòâåííîå ðàçäåëåíèå èõ âñëåäñòâèå ðàäèîàêòèâíîé îòäà÷è è ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ ñâîáîäíîãî êàðáåíèåâîãî èîíà. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî íåêîòîðûå ïåðâè÷íûå ìîëåêóëÿðíûå èîíû íåñòàáèëüíû è ìîãóò ôðàãìåíòèðîâàòü, âûõîäû êàðáåíèåâûõ èîíîâ äîñòàòî÷íî âûñîêè (òàáë. 1). Íàðÿäó ñ áîëüøèìè âûõîäàìè êàðáåíèåâûõ èîíîâ ÿäåðíî-õèìè÷åñêèé ìåòîä èìååò ðÿä ñóùåñòâåííûõ ïðåèìóùåñòâ ïåðåä êëàññè÷åñêèìè ìåòîäàìè: à) ïîëó÷åííûå êàòèîíû ÿâëÿþòñÿ «ñâîáîäíûìè», ò.å. íå èìåþò ïðîòèâîèîíà è ñîëüâàòíîé îáîëî÷êè; á) ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ êàðáåíèåâûå èîíû äîñòàòî÷íî óñòîé÷èâû, ïîñêîëüêó îáðàçóþòñÿ â ìàòðèöàõ àòîìîâ ãåëèÿ (ïîòåíöèàë èîíèçàöèè áëàãîðîäíîãî ãàçà çíà÷èÑõåìà 1 1 Åñòåñòâåííîíàó÷íûé èíñòèòóò Ïåðìñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà; 2Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò; Óíèâåðñèòåò Äæ. Ìýäèñîíà, Õàððèñîíáóðã, ÑØÀ (James Madison University, Harrisonburg, VA, USA); 4Ïåðìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò. 3 12 ÂÌÓ, õèìèÿ, ¹ 5 312 ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 Òàáëèöà 1 Âûõîäû êàðáåíèåâûõ èîíîâ, ãåíåðèðóåìûõ ïðè β-ðàñïàäå òðèòèÿ â íåêîòîðûõ óãëåâîäîðîäàõ Ìàòåðèíñêàÿ ìîëåêóëà Êàðáåíèåâûé èîí Âûõîä,% CH3T CH3+ 83 C2H5T C2H5+ 78 C6H5T C6H5+ 72 òåëüíî âûøå ïîòåíöèàëà èîíèçàöèè óãëåâîäîðîäíûõ ðàäèêàëîâ); â) èîí-ìîëåêóëÿðíûå ðåàêöèè ïðîòåêàþò íà ïîâåðõíîñòè ñòàáèëèçèðóþùåé ñîëè â îòñóòñòâèå ðàñòâîðèòåëÿ; ã) âíåøíèå ôàêòîðû ìàëî âëèÿþò íà ðåçóëüòàò ðåàêöèè, ïîñêîëüêó ïðîöåññû β-ðàñïàäà íå çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû, äàâëåíèÿ è ò.ï. Êîëè÷åñòâî ãåíåðèðóåìûõ êàðáåíèåâûõ èîíîâ ìîæåò áûòü âû÷èñëåíî ïî ôîðìóëå: . . NR+ = k A t, ãäå k - êîýôôèöèåíò, ïîñòîÿííûé äëÿ äàííîãî óãëåâîäîðîäà è ÷èñëåííî ðàâíûé äîëå β-ðàñïàäîâ, ïðèâîäÿùèõ ê îáðàçîâàíèþ êàðáåíèåâûõ èîíîâ; À – ðàäèîàêòèâíîñòü; t – âðåìÿ íàêîïëåíèÿ.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ êàðáåíèåâûõ èîíîâ èñïîëüçóþò òðèòèðîâàííûå óãëåâîäîðîäû: ïðè β-ðàñïàäå ìåòàíà îáðàçóåòñÿ ìåòèë-êàòèîí, ïðè β-ðàñïàäå òðèòèÿ â ñîñòàâå áåíçîëà îáðàçóåòñÿ ôåíèë-êàòèîí. Íî åñëè óãëåâîäîðîäû â ñâîåì ñîñòàâå ñîäåðæàò òîëüêî îäèí àòîì òðèòèÿ, òî ñëåäèòü çà ïðîäóêòàìè âçàèìîäåéñòâèÿ êàðáåíèåâûõ èîíîâ íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì, ïîñêîëüêó èõ êîëè÷åñòâî ÷ðåçâû÷àéíî ìàëî.  ýòîì ñëó÷àå íàèáîëåå óäîáåí ðàäèîìåòðè÷åñêèé ìåòîä. Èç âûøåñêàçàííîãî ñëåäóåò, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñâîáîäíûõ êàðáåíèåâûõ èîíîâ è èçó÷åíèÿ èõ ðå- àêöèé íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü óãëåâîäîðîäû, ñîäåðæàùèå, ïî êðàéíåé ìåðå, äâà àòîìà òðèòèÿ. Ãåíåðèðóåìûå ôåíèë-êàòèîíû ïðåäñòàâëÿþò îñîáûé èíòåðåñ, ïîñêîëüêó îáëàäàþò áîëüøåé óñòîé÷èâîñòüþ (ïî ñðàâíåíèþ ñ àëèôàòè÷åñêèìè àíàëîãàìè) è ôèêñèðîâàííîñòüþ ìåòêè, à òàêæå íå ñîçäàþò èçâåñòíûå â êëàññè÷åñêîé õèìèè òðóäíîïðåîäîëèìûå ñòåðè÷åñêèå ïðåïÿòñòâèÿ ïðè ìíîãèõ ðåàêöèÿõ ôåíèëèðîâàíèÿ. Èñòî÷íèê ôåíèë-êàòèîíîâ – ìå÷åííûé òðèòèåì áåíçîë áûë ïåðâîíà÷àëüíî ñèíòåçèðîâàí íàìè èç ìîëåêóëÿðíîãî òðèòèÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèé, ïðåäñòàâëåííûõ íà ñõåìàõ 2, 3 [5]. Ïîñêîëüêó äëÿ èçó÷åíèÿ èîí-ìîëåêóëÿðíûõ ðåàêöèé ôåíèë-êàòèîíîâ, ãåíåðèðóåìûõ ÿäåðíî-õèìè÷åñêèì ìåòîäîì, íåîáõîäèìî íàëè÷èå êàê ìèíèìóì äâîéíîé ìåòêè â ìîëåêóëå áåíçîëà, ìîæíî èñïîëüçîâàòü áîëåå ïðîñòóþ è óäîáíóþ ñõåìó ñèíòåçà äâóêðàòíî ìå÷åíîãî áåíçîëà.  îñíîâó ñèíòåçà äâóêðàòíî ìå÷åíîãî áåíçîëà áûëà ïîëîæåíà ðåàêöèÿ êàòàëèòè÷åñêîé çàìåíû àòîìîâ ãàëîãåíà òðèòèåì â ìîëåêóëå ïàðà-äèáðîìáåíçîëà (ñõåìû 4, 5). Ïðè ãåòåðîëèçå ôåíèëäèàçîíèåâûõ ñîëåé À.Í. Íåñìåÿíîâ ñ ñîòðóäíèêàìè âïåðâûå ïîëó÷èë íåèçâåñòíûå ðàíåå ôåíèëüíûå îíèåâûå ïðîèçâîäíûå áðîìà è õëîðà [6, 7]. Óñîâåðøåíñòâîâàâ ìåòîäèêó ñèíòåçà, îíè ñìîãëè ïîâûñèòü êðàéíå íèçêèé âûõîä ôåíèëáðîìîíèåâûõ ñîåäèíåíèé ñ 0,6 äî 12% [8, 9]. Ê ñîæàëåíèþ, âñå ïîïûòêè ðàñïðîñòðàíèòü äàííûé ìåòîä íà ïîëó÷åíèå ñîåäèíåíèé ïîëèâàëåíòíîãî ôòîðà îêîí÷èëèñü íåóäà÷åé. Ëèøü ïðèìåíåíèå ðàçðàáîòàííîãî íàìè ÿäåðíîõèìè÷åñêîãî ìåòîäà ïîçâîëèëî óñïåøíî îñóùåñòâèòü íå òîëüêî îäíîñòàäèéíûé ñèíòåç òðóäíîäîñòóïíûõ îíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ V−VIIa ãðóïï, ìå÷åííûõ òðèòèåì, íî è ïîëó÷èòü íåèçâåñòíûå ðàíåå òåòðàôåíèëàììîíèåâûå è äèôåíèëôòîðîíèåâûå ïðîèçâîäíûå [10]. Íà ñõåìå 6 ïðåäñòàâëåí ÿäåðíî-õèìè÷åñêèé ñèíòåç îíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ ïîëèâàëåíòíîãî ôòîðà. Ñõåìà 2 Ñõåìà 3 ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 313 Ñõåìà 4 Ñõåìà 5  ñëó÷àå ôòîðáåíçîëà âûõîä äèôåíèëôòîðîíèåâîé ñîëè ñîñòàâëÿë íå áîëåå 6−7%. Ñòðóêòóðà ïîëó÷åííûõ ôòîðîíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ äîêàçàíà ñ ïîìîùüþ ðàäèîõèìè÷åñêèõ ìåòîäîâ: ïî àíàëîãèè õðîìàòîãðàôè÷åñêîãî ïîâåäåíèÿ ñ èçâåñòíûìè äèôåíèëáðîìîíèåâûìè ñîåäèíåíèÿìè, à òàêæå ìåòîäîì èçîìîðôíîé ñîêðèñòàëëèçàöèè. Ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå ñóáñòðàòà ï-ôòîðòîëóîëà âûõîä ñîîòâåòñòâóþùåãî ï-òîëèëôåíèëôòîðîíèÿ óâåëè÷èâàëñÿ áîëåå ÷åì â äâà ðàçà (16%) [11−13]. Ïîäîáíîãî ðåçóëüòàòà ñëåäîâàëî îæèäàòü. Èçâåñòíî, ÷òî ôòîð ïî ñâîèì õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì çíà÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ îò äðóãèõ ãàëîãåíîâ [14]. Ñâÿçûâàþùèå ýëåêòðîíû àòîìà ôòîðà íàõîäÿòñÿ çíà÷èòåëüíî áëèæå ê ÿäðó, âñëåäñòâèå ÷åãî ïîëÿðèçàöèÿ ñâÿçè óìåíüøàåòñÿ, ôòîð ïðè ýòîì ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå ýëåêòðîîòðèöàòåëüíûì èç âñåõ ýëåìåíòîâ. Ýëåêòðîíîàêöåïòîðíûé ýôôåêò ãàëîãåíà çàìåòíî ïàäàåò îò F ê I, ïðè÷åì íàèáîëüøåå èçìåíåíèå íàáëþäàåòñÿ ïðè ïåðåõîäå îò ôòîðà ê õëîðó. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷åíèå ÿäåðíî-õèìè÷åñêèì ìåòîäîì íåèçâåñòíûõ ôòîðîíèåâûõ ñîåäèíåíèé âîçìîæíî ëèøü â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ôòîðáåíçîëîâ ñ ñèëüíûìè ýëåêòðîíîäîíîðíûìè çàìåñòèòåëÿìè â ïàðà-ïîëîæåíèè àðîìàòè÷åñêîãî êîëüöà. Äðóãîå íàïðàâëåíèå íàøèõ èññëåäîâàíèé çàêëþ÷àëîñü â èçó÷åíèè èîí-ìîëåêóëÿðíûõ ðåàêöèé íóêëåîãåííûõ ôåíèë-êàòèîíîâ ñ ïîëèäåíòíûìè íóêëåîôèëà- ìè – øåñòè÷ëåííûìè ãåòåðîöèêëè÷åñêèìè ïðîèçâîäíûìè àçîòà. Øèðîêî èçâåñòíî, ÷òî øåñòè÷ëåííûå àçîòñîäåðæàùèå ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ − êðàéíå âàæíûå îáúåêòû áèîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé. Ýòî èçâåñòíûå â ïðèðîäå ïðîèçâîäíûå íèêîòèíîâîé êèñëîòû (êîìïîíåíòû êîôåðìåíòîâ, âèòàìèíà Â2 è Â6), à òàêæå ëåêàðñòâåííûå ïðåïàðàòû, ñîäåðæàùèå â ñâîåì ñîñòàâå ãåòåðîöèêëè÷åñêîå ïèðèäèíîâîå êîëüöî (ïèðîêñèêàì, îáëàäàþùèé ïðîòèâîâîñïàëèòåëüíîé àêòèâíîñòüþ, íèôåäèïèí è àìëîäèïèí, ïðèìåíÿåìûå äëÿ ëå÷åíèÿ ñòåíîêàðäèè, à òàêæå ïèíàöèäèë – ïðåïàðàò äëÿ ëå÷åíèÿ ãèïåðòîíè÷åñêîé áîëåçíè) [15– 17]. Ñîåäèíåíèÿ áåíçîïèðèäèíà (õèíîëèíà) îòêðûëè íîâûå ãîðèçîíòû â õèìèè ëåêàðñòâåííûõ ïðåïàðàòîâ [18–21], è îñîáåííî ýòî êàñàåòñÿ ïðèíöèïèàëüíî íîâîãî êëàññà ñèëüíîäåéñòâóþùèõ àíòèáàêòåðèàëüíûõ ïðåïàðàòîâ õèíîëîíîâîãî è ôòîðõèíîëîíîâîãî ðÿäà, áåç êîòîðûõ ñåãîäíÿ òðóäíî ïðåäñòàâèòü ñîâðåìåííûé àðñåíàë àíòèáàêòåðèàëüíûõ õèìèîòåðàïåâòè÷åñêèõ ñðåäñòâ [22, 23]. Ïðè èçó÷åíèè áèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ ñ ó÷àñòèåì ïèðèäèíîâîãî êîëüöà è ìåòàáîëèçìà ëåêàðñòâåííûõ âåùåñòâ â îðãàíèçìå âåñüìà ïåðñïåêòèâíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ìå÷åíûõ ñîåäèíåíèé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçðàáîòêà íîâîãî ñïîñîáà ââåäåíèÿ òðèòèåâîé ìåòêè â îðãàíè÷åñêèå ìîëåêóëû, à òàêæå ñîçäàíèå ïðîñòîãî è ýôôåêòèâíîãî ñèíòåçà ìå÷åííûõ òðèòèåì Ñõåìà 6 13 ÂÌÓ, õèìèÿ, ¹ 5 314 ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 Ñõåìà 7 áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ñîåäèíåíèé – âàæíàÿ è àêòóàëüíàÿ çàäà÷à, ñòîÿùàÿ ïåðåä ðàäèîõèìèêàìè [24, 25]. Ê ñîæàëåíèþ, âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ñèíòåç ñëîæíûõ áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ îáúåêòîâ ñ ôèêñèðîâàííîé òðèòèåâîé ìåòêîé ÿâëÿåòñÿ êðàéíå ñëîæíûì è òðóäîåìêèì. Ïðÿìûå ìåòîäû ôåíèëèðîâàíèÿ àçîòà â ïðîèçâîäíûõ ïèðèäèíà îòñóòñòâóþò [26], ëèøü äëÿ ñàìîãî ïèðèäèíà âîçìîæíî ââåäåíèå ôåíèë-êàòèîíà ïî ðåàêöèè À.Í. Íåñìåÿíîâà ÷åðåç äèôåíèëéîäîíèåâûå ñîëè [27]. Ïðèìåíåíèå ÿäåðíî-õèìè÷åñêîãî ìåòîäà ñèíòåçà ïîçâîëèëî íàðóøèòü êëàññè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ è îñóùåñòâèòü ïðÿìîå ôåíèëèðîâàíèå àòîìà àçîòà â ïðîèçâîäíûõ ïèðèäèíà íóêëåîãåííûìè ôåíèë-êàòèîíàìè è ñîîòâåòñòâåííî ïðîâåñòè îäíîñòàäèéíûé ñèíòåç ìå÷åííûõ òðèòèåì íåèçâåñòíûõ è òðóäíîäîñòóïíûõ Nôåíèëçàìåùåííûõ îíèåâûõ ñîåäèíåíèé (ñõåìà 7) [28– 30]. Ñõåìà ñèíòåçà ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì (ñì. ñõåìà 7).  ðåçóëüòàòå èîí-ìîëåêóëÿðíûõ ðåàêöèé ñâîáîäíûõ ôåíèë-êàòèîíîâ ñ çàìåùåííûìè ïèðèäèíàìè è õèíîëèíàìè âïåðâûå áûë ñèíòåçèðîâàí ðÿä òðóäíîäîñòóïíûõ ñòåðè÷åñêè çàòðóäíåííûõ ïèðèäèíèåâûõ è õèíîëèíèåâûõ ñîëåé ñ ôèêñèðîâàííîé òðèòèåâîé ìåòêîé.  òàáë. 2 ïðåäñòàâëåíû âûõîäû ìå÷åííûõ òðèòèåì N-ôåíèëüíûõ ÷åòâåðòè÷íûõ ïèðèäèíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ. Ëåãêîñòü ýëåêòðîôèëüíîé àòàêè íà àòîì àçîòà çàâèñèò ïðåèìóùåñòâåííî îò äâóõ îñíîâíûõ ôàêòîðîâ: íóêëåîôèëüíîñòè àòîìà àçîòà, ÷òî âûðàæàåòñÿ â ïëîòíîñòè çàðÿäà íà íåì è â ñòåïåíè ñòåðè÷åñêèõ çàòðóäíåíèé. Ìåòèëüíûå ãðóïïû, áëàãîäàðÿ ãèïåðñîïðÿæåíèþ è èíäóêòèâíîìó ýôôåêòó, ÿâëÿþòñÿ çàìåñòèòåëÿìè, ñëàáî óâåëè÷èâàþùèìè îñíîâíîñòü ãåòå- ðîöèêëè÷åñêîãî àòîìà àçîòà [31], è ñîîòâåòñòâåííî ìàëî âëèÿþùèìè íà ýëåêòðîííûé ôàêòîð. Âåðîÿòíî, â ñëó÷àå ïðèñîåäèíåíèÿ ñâîáîäíûõ ôåíèë-êàòèîíîâ ê àòîìó àçîòà îïðåäåëåííóþ ðîëü èãðàåò ñòåðè÷åñêèé ôàêòîð, ÷òî âèäíî èç ñðàâíåíèÿ âûõîäîâ N-ôåíèëïèðèäèíèÿ è ïèêîëèíèåâ (òàáë. 2). Îäíîâðåìåííî ýëåêòðîíîäîíîðíûå çàìåñòèòåëè â ïèðèäèíîâîì êîëüöå îáëåã÷àþò ïðîòåêàíèå äðóãîé êîíêóðåíòíîé ðåàêöèè – ðåàêöèè ýëåêòðîôèëüíîãî çàìåùåíèÿ, ÷òî òàêæå âåäåò ê óìåíüøåíèþ âûõîäà îíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ â ñëó÷àå èîí-ìîëåêóëÿðíûõ ðåàêöèé ñ ìåòèëïèðèäèíàìè è ìåòèëõèíîëèíîì ïî ñðàâíåíèþ ñ íåçàìåùåííûìè ñîåäèíåíèÿìè. Îñîáåííî ñèëüíî âëèÿíèå çàìåñòèòåëÿ ñêàçûâàåòñÿ â ñëó÷àå 4-áåíçèëïèðèäèíà, ïðèâîäÿ ê óìåíüøåíèþ âûõîäà îíèåâîé ñîëè ïðàêòè÷åñêè â äâà ðàçà (òàáë. 2). Àòîìû ãàëîãåíîâ ïðîÿâëÿþò ñèëüíûé èíäóêòèâíûé ýôôåêò è ÿâëÿþòñÿ ñëàáûìè ìåçîìåðíûìè äîíîðàìè; îíè ïðèâîäÿò ê ñóùåñòâåííîìó óìåíüøåíèþ îñíîâíîñòè, ÷òî ñèëüíåå ñêàçûâàåòñÿ â α-ïîëîæåíèè (âûõîä â ñëó÷àå 2-áðîìïèðèäèíà çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì â ñëó÷àå ìåòèëïèðèäèíîâ). Ñíèæåíèå âåëè÷èíû pKa äëÿ ïèðèäèíîâ ñ êîíäåíñèðîâàííûìè áåíçîëüíûìè êîëüöàìè (õèíîëèí è õèíàëüäèí) ïðèâîäèò ê äàëüíåéøåìó ñíèæåíèþ âûõîäà îíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ (òàáë. 2). Âëèÿíèå ýëåêòðîíîàêöåïòîðíîãî ãàëîãåíà â ìîëåêóëå 3-áðîìõèíîëèíà òàêæå ñêàçûâàåòñÿ íà ñíèæåíèè âûõîäà îíèåâîé ñîëè, íî íå òàê ñèëüíî, êàê â ñëó÷àå ïèðèäèíîâ. Òàêèì îáðàçîì, ÿäåðíî-õèìè÷åñêèé ìåòîä ñ óñïåõîì ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ îäíîñòàäèéíîãî ïîëó÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ òðóäíîäîñòóïíûõ çàìåùåííûõ N-ôåíèëïèðèäèíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ, ìå÷åííûõ òðèòèåì, ÷òî îñîáåííî âàæíî ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 Òàáëèöà 2 Âûõîäû ìå÷åííûõ òðèòèåì ÷åòâåðòè÷íûõ ïèðèäèíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ ïðè ÿäåðíî-õèìè÷åñêîì ñèíòåçå Ñóáñòðàò Âûõîä îíèåâîé ñîëè, % Ïèðèäèí 66±2 2-Ìåòèëïèðèäèí 35±3 3-Ìåòèëïèðèäèí 36±2 4-Ìåòèëïèðèäèí 25±1 2-Áðîìïèðèäèí 25±1 4-Áåíçèëïèðèäèí 12±1 Õèíîëèí 21±3 2-Ìåòèëõèíîëèí 18±3 3-Áðîìõèíîëèí 16±1 ïðè öåëåíàïðàâëåííîì ñèíòåçå áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ïðåïàðàòîâ. Ïðîâåäåííûå äîïîëíèòåëüíûå èññëåäîâàíèÿ ñ ñèíòåçèðîâàííûìè íåàêòèâíûìè ñâèäåòåëÿìè ïîêàçàëè, ÷òî ïðàêòè÷åñêè âñå N-ôåíèëüíûå îíèåâûå ïðîèçâîäíûå ïèðèäèíà îáëàäàþò ÿðêî âûðàæåííîé áèîëîãè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ, ïðè÷åì èíãèáèðóþùèé ýôôåêò ïðîÿâëÿåòñÿ â îòíîøåíèè êàê ãðàìïîëîæèòåëüíûõ, òàê è ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé. Áèîëîãè÷åñêèé ñêðèíèíã âûÿâèë ïåðñïåêòèâíûå íàïðàâëåíèÿ äëÿ ÿäåðíî-õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà ñèíòîíîâ äëÿ äåòàëüíûõ áèîëîãè÷åñêèõ è ìåäèöèíñêèõ èññëåäîâàíèé. Îáùàÿ ìåòîäèêà ÿäåðíî-õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà Âñå èîí-ìîëåêóëÿðíûå ðåàêöèè ïðîâîäèëè â çàïàÿííûõ ñòåêëÿííûõ àìïóëàõ, ñîäåðæàùèõ èñòî÷íèê ñâîáîäíûõ ôåíèë-êàòèîíîâ – ìíîãîêðàòíî ìå÷åííûé òðèòèåì áåíçîë, èññëåäóåìûå íóêëåîôèëû è êðèñòàëëû ñòàáèëèçèðóþùåé ñîëè. Äëÿ íàêîïëåíèÿ ïðîäóêòîâ ðåàêöèè â êîëè÷åñòâå, äîñòàòî÷íîì äëÿ èõ íàäåæíîãî îïðåäåëåíèÿ, àìïóëû ñ ðåàêöèîííîé ñìåñüþ âûäåðæèâàëè íå ìåíåå 1 ìåñÿöà, íåïðîðåàãèðîâàâøèé áåíçîë îòãîíÿëè, à çàòåì âûäåëÿëè è èäåíòèôèöèðîâàëè ñèíòåçèðîâàííûå ñîåäèíåíèÿ. Ñèíòåç ôòîðîíèåâûõ ñîåäèíåíèé Ïîëíîñòüþ òðèòèðîâàííûé áåíçîë ñèíòåçèðîâàí ïî ðàçðàáîòàííîé ðàíåå ìåòîäèêå [5] èç ãàçîîáðàçíîãî 14 ÂÌÓ, õèìèÿ, ¹ 5 315 òðèòèÿ ïóòåì åãî ïåðåâîäà ñíà÷àëà â âîäó, çàòåì â àöåòèëåí ñ ïîñëåäóþùåé òðèìåðèçàöèåé íà àëþìîíèêåëüìîëèáäåíîâîì êàòàëèçàòîðå. Õèìè÷åñêàÿ ÷èñòîòà ïîëó÷åííîãî áåíçîëà ñîñòàâëÿëà 99,8%, à óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü – 1 Êè/ìë.  ñòåêëÿííûå àìïóëû ïîìåùàëèñü êðèñòàëëû ñòàáèëèçèðóþùåé ñîëè (KBF4, KI, KClO4), à çàòåì ýôèðíûé ðàñòâîð ôòîðáåíçîëà èëè ïàðà-ôòîðòîëòîëóîëà. Ýôèð îòãîíÿëè â âàêóóìå, è â àìïóëó äîáàâëÿëè áåíçîëüíûé ðàñòâîð òðèòèðîâàííîãî áåíçîëà (â ìîëüíîì ñîîòíîøåíèè ~1:1000). Àìïóëû ñ ðåàêöèîííîé ñìåñüþ âûäåðæèâàëè íå ìåíåå 1 ìåñ ïðè ïîíèæåííîé òåìïåðàòóðå (íå âûøå 5°Ñ, òâåðäàÿ ôàçà) äëÿ íàêîïëåíèÿ ïðîäóêòîâ ðåàêöèè â êîëè÷åñòâå, äîñòàòî÷íîì äëÿ èõ íàäåæíîãî îïðåäåëåíèÿ. Àìïóëû âñêðûâàëè, íåïðîðåàãèðîâàâøèé áåíçîë îòãîíÿëè è ïðîâîäèëè àíàëèç ñèíòåçèðîâàííûõ òðèòèðîâàííûõ ïðîäóêòîâ ñ ïîìîùüþ òîíêîñëîéíîé õðîìàòîãðàôèè ñ ëþìèíåñöåíòíûì èíäèêàòîðîì (“Silufol UV-254”). Ðàäèîàêòèâíîñòü òðèòèÿ èçìåðÿëè ñöèíòèëëÿöèîííûì ìåòîäîì â ñöèíòèëëÿòîðå íà îñíîâå äèîêñàíà. Ñèíòåç ïèðèäèíèåâûõ ïðîèçâîäíûõ Èñòî÷íèê ñâîáîäíûõ ôåíèë-êàòèîíîâ – äâóêðàòíî òðèòèðîâàííûé áåíçîë ïîëó÷åí èç ïàðà-äèáðîìáåíçîëà è ãàçîîáðàçíîãî òðèòèÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè êàòàëèòè÷åñêîé çàìåíû ãàëîãåíà íà òðèòèé [32]. Îáúåìíàÿ óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü ïîëó÷åííîãî ðàñòâîðà â ãåêñàíå ñîñòàâèëà 4 Êè/ìë, ìàññîâàÿ êîíöåíòðàöèÿ áåíçîëà â ðàñòâîðå – 7,1.10–2 ìîëü/ë, óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü – 56,3 Êè/ììîëü, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò êðàòíîñòè ìåòêè, ïðàêòè÷åñêè ðàâíîé 2 (õèìè÷åñêàÿ ÷èñòîòà ïîëó÷åííîãî áåíçîëà íå ìåíåå 99%).  êà÷åñòâå ñóáñòðàòîâ èñïîëüçîâàëè êîììåð÷åñêè äîñòóïíûå ïèðèäèí, õèíîëèí, 2-, 3- è 4-ìåòèëïèðèäèíû, 4-áåíçèëïèðèäèí, 2-ìåòèëõèíîëèí, 2-áðîìïèðèäèí è 3-áðîìõèíîëèí. Èîí-ìîëåêóëÿðíûå ðåàêöèè îñóùåñòâëÿëè ïî ñòàíäàðòíîé ìåòîäèêå â çàïàÿííûõ àìïóëàõ, ñîäåðæàùèõ òðèòèðîâàííûé áåíçîë (èñòî÷íèê ôåíèë-êàòèîíîâ), ñóáñòðàòû (çàìåùåííûå ïèðèäèíû) â ìîëüíîì ñîîòíîøåíèè ~1:1000, êîòîðûå áûëè íàíåñåíû íà êðèñòàëëû ñòàáèëèçèðóþùåé ñîëè (òåòðàôòîðîáîðàòà êàëèÿ èëè éîäèäà êàëèÿ). Àìïóëû ñ ðåàêöèîííîé ñìåñüþ âûäåðæèâàëèñü íå ìåíåå 1 ìåñ äëÿ íàêîïëåíèÿ ïðîäóêòîâ ðåàêöèè â êîëè÷åñòâå, äîñòàòî÷íîì äëÿ èõ íàäåæíîãî îïðåäåëåíèÿ, íåïðîðåàãèðîâàâøèé áåíçîë îòãîíÿëè, à çàòåì ïðîâîäèëè âûäåëåíèå è èäåíòèôèêàöèþ ñèíòåçèðîâàííûõ ñîåäèíåíèé. Ðàäèîõðîìàòîãðàôèþ ïîëó÷åííûõ òðèòèðîâàííûõ ïðîäóêòîâ îñóùåñòâëÿëè íà ñòåêëÿííûõ ïëàñòèíêàõ “Reverse Phase C18 silica gel” (“Fluorescent Indicator”) ñ èñïîëüçî- 316 ÂÅÑÒÍ. ÌÎÑÊ. ÓÍ-ÒÀ. ÑÅÐ. 2. ÕÈÌÈß. 2009. Ò. 50. ¹ 5 âàíèåì â êà÷åñòâå ýëþåíòà àöåòîíèòðèëà. Ó÷àñòêè íîé ïåðåíîñèëè â ñöèíòèëëÿòîð íà îñíîâå äèîêñàíà, àäñîðáöèîííîãî ñëîÿ õðîìàòîãðàììû ïî 0,5 ñì äëè- è ïðîâîäèëè èçìåðåíèå èõ ðàäèîàêòèâíîñòè. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå ÐÔÔÈ (ïðîåêò ¹ 07-03-00881). ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Rapport Z., Stang P.J. Dicoordinated Carbocations. Chichester, 1997. 2. Íåôåäîâ Â.Ä., Ñèíîòîâà Å.Í., Òîðîïîâà Ì.À.// Ðàäèîõèìèÿ. 1976. 18. Ñ. 234. 3. Íåôåäîâ Â.Ä., Ñèíîòîâà Å.Í., Òîðîïîâà Ì.À. Õèìè÷åñêèå ïîñëåäñòâèÿ áåòà-ðàñïàäà. Ì., 1978. 4. Speranza M. // Chem.Rev. 1993. 93. P. 2933. 5. Íåôåäîâ Â.Ä., Ñèíîòîâà Å.Í., Êîðñàêîâ Ì.Â., Àëåêñååâ Å.Ã.// Ðàäèîõèìèÿ. 1973. 15. Ñ. 635. 6. Íåñìåÿíîâ À.Í., Òîëñòàÿ Ò.Ï., Èñàåâà Ë.Ñ.// ÄÀÍ ÑÑÑÐ. 1955. 104. Ñ. 872. 7. Íåñìåÿíîâ À.Í., Òîëñòàÿ Ò.Ï.// ÄÀÍ ÑÑÑÐ. 1955. 105. Ñ. 95. 8. Íåñìåÿíîâ À.Í., Òîëñòàÿ Ò.Ï., Èñàåâà Ë.Ñ.// ÄÀÍ ÑÑÑÐ. 1957. 117. Ñ. 996. 9. Íåñìåÿíîâ À.Í., Ëèñè÷êèíà È.Í., Âàí÷èêîâ À.Í., Òîëñòàÿ Ò.Ï.// Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. Cåð õèì. 1976.1. Ñ. 228. 10. Shchepina N.E., Nefedov V.D., Toropova M.A., Avrorin V.V., Lewis S.B., Mattson B.// Tetrahedron Lett., 2000. 41. P. 5303. 11. Íåôåäîâ Â.Ä., Òîðîïîâà Ì.À., Áàäóí Ã.À., Àâðîðèí Â.Â., Ôåäîñååâ Â.Ì.// Ðàäèîõèìèÿ. 2001. 43. Ñ. 461. 12. Shchepina N.E., Badun G.A., Nefedov V.D., Toropova M.A., Fedoseev V.M., Avrorin V.V., Lewis S.B. //Terahedron Lett. 2002. 43. P. 4123. 13. Ùåïèíà Í.Å., Íåôåäîâ Â.Ä., Òîðîïîâà Ì.À., Áàäóí Ã.À., Àâðîðèí Â.Â., Ôåäîñååâ Â.Ì. //Ðàäèîõèìèÿ. 2002. 44.Ñ. 344. 14. Èñèêàâà Í., Êàáàÿñè Å. Ôòîð. Õèìèÿ è ïðèìåíåíèå. Ì., 1982. Ñ. 86. 15. Èâàíñêèé Â.È. Õèìèÿ ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ì., 1978. 16. Äæèëêðèñò Ò. Õèìèÿ ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ì., 1996. 17. Pozharskii A.F., Soldatenkov A.T., Katritzky A.R. Heterocycles in Life and Society. N.Y., 1997. 18. Ïèëþãèí Ã.Å. Ãóöóëÿê Á. Ì.// Óñï. õèì. 1963. 32. Ñ. 167. 19. Ñèäîð÷óê È.È., Ñòàäíèé÷óê Ð.Ô., Òèùåíêî Å.Í., Áîðäÿêîâñêàÿ Ë.Ò. // Õèì.-ôàðì. æóðí. 1978.12. ¹ 7. Ñ. 78. 20. Áîåâ Â.È., Ìîñêàëåíêî À.È., Äàåâà Å.Ä. // Õèì.-ôàðì. æóðí. 1995. 29. ¹ 11. Ñ. 29. 21. Bennett T.N., Paguio M., Gligorijevic B., Seudieu C., Kosar A.D., Davidson E., Roepe P.D. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2004. 48. P. 1807. 22. Ïàäåéñêàÿ Å.Í., ßêîâëåâ Â.Ï. Ôòîðõèíîëîíû. Ì., 1995. 23. Ôèðñîâ À.À., Âîñòðîâ Ñ.Í., Ëóáåíêî È.Þ., Ïîðòíîé Þ.À./ / Êëèíè÷åñêàÿ ìèêðîáèîëîãèÿ è àíòèìèêðîáíàÿ õèìèîòåðàïèÿ. 2004. 6. Ñ. 252. 24. Saljoughian M.// Synthesis. 2002. 13. P. 1781. 25. Ñèäîðîâ Ã.Â., Ìÿñîåäîâ Í.Ô. // Óñï. õèì. 1999.13. Ñ. 398. 26. Pausacker K.H. // Austr. J. Chem. 1958.11. P. 200. 27. Ìàêàðîâà Ë.Ã, Íåñìåÿíîâ À.Í. // Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ. 1945. 6. Ñ. 617. 28. Ùåïèíà Í.Å., Íåôåäîâ Â.Ä., Òîðîïîâà Ì.À., Àâðîðèí Â.Â., Ãåìáèöêèé Ä.Ñ., Ëüþèñ Ñ.Â., Ìýòòñîí Á. // Ðàäèîõèìèÿ. 1999. 41. Ñ. 523. 29. Ùåïèíà Í.Å., Àâðîðèí Â.Â., Áàäóí Ã.À. Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2296752 îò 10.04.2007 30. Ùåïèíà Í.Å., Àâðîðèí Â.Â., Àëåêñàíäðîâà Ã.À., Áàäóí Ã.À. Ïàòåíò ÐÔ ¹ 2320647 îò 27.03.2008. 31. Katritzky A.R. Handbook of Heterocyclic Chemistry. Oxford.1985. 32. Ùåïèíà Í.Å., Àâðîðèí Â.Â., Áàäóí Ã.À., Ôåäîñååâ Â.Ì., Óõàíîâ Ñ.Å., Ëüþèñ Ñ.Á. //Ðàäèîõèìèÿ. 2007. 49. Ñ. 551. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 19.03.09 REACTION OF DIRECT PHENYLATION BY NUCLEOGENIC CATIONS AS A METHOD OF SYNTHESIS OF UNKNOWN OR COMPLICATED COMPOUNDS LABELED WITH TRITIUM N.Ye. Shchepina, V.V. Avrorin, G.A. Badun, S.B. Lewis, V.M. Fedoseev, S.Ye. Ukhanov As a result of ion-molecular reactions of nucleogenic phenyl cations, generated by tritium β -decay in polytritiated benzene, with nucleophilic centers of investigated substrates the direct phenylation has been realized and unknown tritium labeled aromatic derivatives of polyvalent fluorine together with the different N-phenyl substituted pyridinium compounds which are important syntones for biological and medical investigations have been synthesized. Key words: tritium, β-decay, nucleogenic phenyl cations, fluorine compounds, pyridinium compounds. Ñâåäåíèÿ îá àâòîðàõ: Ùåïèíà Íàäåæäà Åâãåíüåâíà – çàâ. ëàáîðàòîðèåé êàôåäðû ðàäèîõèìèè ÅÍÈ ÏÃÓ (Åñòåñòâåííîíàó÷íûé èíñòèòóò Ïåðìñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî óíèâåðñèòåòà), êàíä. õèì. íàóê (neshchepina@mail.ru); Àâðîðèí Âèêòîð Âàëåíòèíîâè÷ – cò. íàó÷. ñîòð. êàôåäðû ðàäèîõèìèè ÑÏáÃÓ, êàíä. õèì. íàóê; Áàäóí Ãåííàäèé Àëåêñàíäðîâè÷ – äîöåíò êàôåäðû ðàäèîõèìèè õèìè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ, êàíä. õèì. íàóê (badunga@yandex.ru); Scott B. Lewis – Associated Professor PhD (Chemistry) James Madison University, Department of Chemistry, Harrisonburg, VA 22807; Ôåäîñååâ Âëàäèìèð Ìèõàéëîâè÷ – çàâ. êàôåäðîé ðàäèîõèìèè õèìè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÌÃÓ, äîêò. õèì. íàóê, ïðîôåññîð (939-47-93); Óõàíîâ Ñåðãåé Åâãåíüåâè÷ – äîöåíò êàôåäðû òåõíîëîãèè òîïëèâà è óãëåðîäíûõ ìàòåðèàëîâ õèìèêî-òåõíîëîãè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà ÏÃÒÓ (Ïåðìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò), êàíä. õèì. íàóê.