ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2022, том 58, № 8, с. 862-877
Памяти академика РАН А.И. Коновалова
УДК 547.639.5
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ РАЗЛИЧНО
ЗАМЕЩЕННЫМИ АМИНОТИАКАЛИКС[4]AРЕНАМИ:
ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦЫ
ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
© 2022 г. Р. В. Шурпик, Д. Н. Шурпик*, А. В. Герасимов, И. И. Стойков**
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Химический институт им. А.М. Бутлерова,
Россия, 420008 Казань, ул. Кремлевская, 18
*e-mail: dnshurpik@mail.ru
**e-mail: ivan.stoikov@mail.ru
Поступила в редакцию 01.06.2022 г.
После доработки 20.06.2022 г.
Принята к публикации 23.06.2022 г.
Синтезирован ряд новых п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов, содержащих один триэтоксисилильный
фрагмент и третичные аминогруппы в конфигурации конус и 1,3-альтернат. Получены новые гибридные
органо-неорганические наночастицы диоксида кремния с фрагментами п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов.
Показано, что наночастицы, образованные из п-трет-бутилтиакаликс[4]аренов в конформации конус и
SiO2, избирательно взаимодействуют с ДНК молок лосося. Наночастицы SiO2/п-трет-бутилтиакаликс[4]-
арен в конформации 1,3-альтернат, содержащие N,N-диэтиламинопропильные фрагменты, способны
взаимодействовать с модельной ДНК тимуса теленка. Полученные гибридные материалы могут быть
использованы в медицине для транспорта нуклеиновых кислот.
Ключевые слова: п-трет-бутилтиакаликс[4]арен, ДНК тимуса теленка, ДНК молок лосося, диоксид
кремния, наночастицы, ЯМР, ассоциация
DOI: 10.31857/S0514749222080109, EDN: DDDTMU
ВВЕДЕНИЕ
день нанотехнологии и наномедицина открывают
новые, весьма значительные направления приме-
Применение синтетических органических со-
нения подобных материалов - это электроника,
единений в создании лекарственных препаратов
медицина, химическая фармацевтика, косметоло-
лидирует в современной фармацевтической инду-
гия и биомедицина [10-16]. Особый интерес вы-
стрии. Однако в последнее время появилась инте-
зывают разработки для обнаружения, диагностики
ресная тенденция объединения чистых органиче-
и лечения различных форм онкогенных вирусных
ских систем в передовые молекулярные архитек-
заболеваний. В этом направлении ведется актив-
туры на основе органо-неорганических систем [1].
ный поиск новых лекарственных препаратов, что
Эти междисциплинарные области, где возможны
связи между органическими и гибридными систе-
позволяет значительно улучшить качество челове-
мами, могут привести к конструированию мно-
ческой жизни [17]. В последние десятилетия вни-
гофункциональных соединений для разработки
мание исследователей в качестве потенциальных
практически ценных материалов, которые недо-
лекарственных препаратов привлекают нуклеино-
ступны при использовании классических мето-
вые кислоты и их синтетические аналоги [18-21].
дов органического синтеза [2-9]. На сегодняшний
Основным препятствием широкого применения
862
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
863
нуклеиновых кислот в биомедицинских целях слу-
ный макроциклический фрагмент к поверхности
жит отсутствие путей транспортировки в клетки и
наночастицы.
к мишеням внутри них, поэтому для их целевой
Синтетическая доступность прекурсоров тет-
доставки требуется создание специальных транс-
разамещенных по нижнему ободу п-трет-бутил-
портных систем [22]. Однако предполагается, что
тиакаликс[4]аренов в стереоизомерных формах
проникновение нуклеиновых кислот в клетку ос-
1,3-альтернат 1 и конус 2 [27] с различной ориен-
ложняется тем, что поверхность клетки заряжена
тацией сложноэфирных фрагментов относительно
отрицательно, как и сами нуклеиновые кислоты
макроциклического кольца, а также легкость их
[23]. В связи с этим нами в данной работе нами
дальнейшей химической модификации соответ-
был синтезирован ряд положительно заряженных
ствующими функциональными группами обусло-
гибридных наночастиц на основе нетоксичного
вили выбор данных соединений.
диоксида кремния, способных селективно рас-
Благодаря тому, что аминолиз сложных эфиров
познавать биополимеры. В качестве рецептор-
первичными аминами протекает с высокой ско-
ной компоненты были выбраны пространственно
ростью, а также тому, что исходные триэфиры 1
предорганизованные тиакаликс[4]арены. Для их
и 2 обладают хорошей растворимостью, данные
получения был разработан оригинальный синтез
реакции протекают с высокими выходами (рис. 1).
прекурсоров на основе замещенных по нижнему
Благодаря достаточно высокой основности ами-
ободу производных п-трет-бутилтиакаликс[4]-
нов (N,N-диметилпропан-1,3-диамин, N,N-ди-
арена, содержащих три третичные аминогруппы
этилпропан-1,3-диамин, N,N-диметилэтан-1,2-ди-
и один фталимидный фрагмент, в конфигурациях
амин) фталимидный фрагмент достаточно легко
1,3-альтернат и конус, а также синтез соответ-
может быть удален [28] с образованием свобод-
ствующих кремнийорганических производных ти-
ной аминогруппы. В связи с этим, аминолизом
акаликс[4]арена, содержащих один якорный фраг-
полученных ранее по литературной методике [27]
мент.
триэфиров 1 и 2 в конфигурациях 1,3-альтер-
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
нат и конус с избытком соответствующего пер-
вичного амина (N,N-диметилпропан-1,3-диамин,
Пошаговый синтез целевых гибридных орга-
N,N-диэтилпропан-1,3-диамин, N,N-диметилэтан-
но-неорганических наночастиц на платформе ди-
1,2-диамин) в инертной атмосфере аргона были
оксида кремния предполагает три основных этапа:
получены соединения 3-8 (рис. 1). Макроциклы
(1) синтез прекурсоров на основе замещенных по
3-8, находящиеся в конфигурации 1,3-альтернат,
нижнему ободу производных п-трет-бутилтиака-
были получены аминолизом триэфира на основе
ликс[4]арена, содержащих три третичные амино-
п-трет-бутилтиакаликс[4]арена 1 соответствую-
группы и один фталимидный фрагмент, в конфи-
щими аминами при комнатной температуре с вы-
гурациях 1,3-альтернат и конус; (2) синтез соот-
ходами 84-95%. Продукты 6-8 были выделены
ветствующих кремнийорганических производных
из реакционных смесей после аминолиза триэфи-
тиакаликс[4]арена, содержащих один якорный
ра на основе п-трет-бутилтиакаликс[4]арена 2 в
фрагмент [26]; (3) поверхностная модификация
конфигурации конус при пониженной температуре
наночастиц диоксида кремния синтезированны-
(-10°С).
ми макроциклами (рис. 1). На первом этапе ра-
В ИК спектрах тетразамещенных производных
боты были синтезированы различно замещенные
3-8 появляются полосы поглощения вторичных
по нижнему ободу тиакаликс[4]арены, содержа-
амидных групп. Следует отметить, что отсутствие
щие наряду с участками связывания (протонодо-
полос поглощения сложноэфирных групп (ν, 1735-
норные/протоноакцепторные мочевинные, кар-
1768 см-1) в ИК спектрах продуктов 3-8 свиде-
боксильные, сложноэфирные, аминогруппы) для
тельствует об отсутствии исходных тиакаликс[4]-
распознавания биологически важных соединений,
аренов и полноте протекания аминолиза.
дополнительный триэтоксисилильный фрагмент,
выполняющий якорную функцию, который позво-
Полученные аминопроизводные п-трет-бутил-
ляет ковалентно «прикрепить» полифункциональ-
тиакаликс[4]арена 3-8 были вовлечены в реакцию
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
864
ШУРПИК и др.
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
865
с 3-(триэтоксисилил)пропилизоцианатом. Реакция
поверхности синтезированными макроцикличе-
протекала в течение семи дней при пониженной
скими алкоксисиланами. Далее с целью получения
температуре (-10°С) в абсолютном ТГФ. В резуль-
гибридных частиц, обладающих способностью к
тате были синтезированы различно замещенные
связыванию с биомолекулами (ДНК, РНК) поверх-
по нижнему ободу п-трет-бутилтиакаликс[4]аре-
ность нанопорошка диоксида кремния модифи-
ны 9-14, содержащие γ-уреидопропил-триэтокси-
цировали макроциклическими алкоксисиланами
силильный фрагмент и третичные аминогруппы.
9-14 в ледяной уксусной кислоте. Таким образом,
Продукты 9-11 в конфигурации 1,3-альтернат по-
были синтезированы гибридные органо-неоргани-
лучены с выходами 62-71%. В случае аминопро-
ческие частицы 15-20.
изводных п-трет-бутилтиакаликс[4]арена
6-8,
На основании данных (см. таблицу), полу-
находящихся в конфигурации конус, с выхода-
ченных методом динамического светорассеяния
ми
51-67% были синтезированы макроциклы
(ДСР), можно сделать вывод о том, что модифи-
12-14, содержащие γ-уреидопропил-триэтокси-
кация поверхности наночастиц диоксида кремния
силильный фрагмент и третичные аминогруппы.
производными тиакаликсарена в конфигурации
В спектрах ЯМР 29Si макроциклов 9-11 и 12-14
конус [индекс полидисперсности (ИПД) ≥ 0.2],
наблюдается один сигнал в области ∆δSi -45-
по сравнению с конфигурацией 1,3-альтернат
46 м.д., относящийся к атому кремния во фраг-
(ИПД ≤ 0.1), способствует агрегации частиц.
менте CH2-Si(OEt)3, что подтверждает образова-
Одной из причин агрегации модифицированных
ние целевых продуктов. Структура полученных
частиц диоксида кремния является расположение
соединений охарактеризована рядом физических
липофильных трет-бутильных групп, которые в
методов: ЯМР 1Н, 29Si и 13С, двумерной 1Н-1Н
случае стереоизомеров конус направлены наружу,
NOESY ЯМР, ИК спектроскопией и масс-спект-
что вследствие гидрофобного эффекта приводит к
рометрией МАЛДИ.
слипанию частиц в воде.
Следующим этапом исследования стало изу-
С помощью просвечивающей электронной
микроскопии (ПЭМ) и сканирующей электрон-
чение взаимодействия макроциклических алкок-
ной микроскопии (СЭМ) был исследован инди-
сисиланов на основе п-трет-бутилтиакаликс[4]-
арена 9-14 с нанопорошком диоксида кремния.
видуальный размер синтезированных гибридных
частиц. В соответствии с полученным изображе-
В качестве подложки для химической модифика-
нием, при упаривании растворителя из частиц об-
ции поверхности нами был выбран нанопорошок
разуются сферические коллоидные структуры с
диоксида кремния с диаметром частиц 12 нм. На
размером ≈ 18 нм (рис. 2).
поверхности нанопорошка диоксида кремния на-
ходятся свободные силанольные группы, за счет
Поверхностная модификация наночастиц ди-
которых возможна химическая модификация его
оксида кремния соответствующим тиакаликс[4]
Характеристики синтезированных органо-неорганических частиц 15-20, установленные методами ТГ/ДСК/МС и
динамического светорассеяния
Динамическое светорассеяние (ДСР)
ТГ/ДСК/МС (1000°С)
Продукты
Средний гидродинамиче-
ИПД
H2O, %
Органическая часть,%
ский диаметр, нм
15 (1,3-альтернат)
162±1
0.11±0.01
2.6
8.1
16 (1,3-альтернат)
142±1
0.12±0.01
2.6
5.7
17 (1,3-альтернат)
142±1
0.12±0.01
2.9
6.7
18 (конус)
424±11
0.43±0.02
1.4
6.6
19 (конус)
229±3
0.21±0.01
1.0
4.7
20 (конус)
451±10
0.42±0.01
1.6
6.9
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
866
ШУРПИК и др.
(a)
(b)
ɂɨɧɧɵɣ ɬɨɤ
-10 Ⱥ
ɌȽ
ȾɋɄ ɦɤȼ ɦɝ
Ĺɷɤɡɨ
1.8
2
1.6
–
1
1.4
1.2
-
95
-
0
1.0
Рис. 2. Изображение гибридных частиц 15 получено
методами просвечивающей (а) - и сканирующей (b) -
1
0.8
90
-
-1
m/z
электронной микроскопии
2
0.6
85
m/z
3
-2
0.4
ареном была подтверждена с помощью метода
100
300
500
700
900
совмещенной термогравиметрии и дифференци-
Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ °C
альной сканирующей калориметрии (ТГ/ДСК):
Рис. 3. Кривые термогравиметрии (ТГ), дифференци-
потеря массы варьировалась в пределах 4.7-8.1%
альной сканирующей калориметрии (ДСК) и диффе-
(см. таблицу). Так, для гибридных органо-неорга-
ренциальной термогравиметрии (ДТГ) с масс-спек-
трометрическим детектированием (МС) для гибрид-
нических частиц 15 на рис. 3 приведены данные
ных органо-неорганических наночастиц 15
ТГ/ДСК/МС. По данным ТГ/ДСК анализа разло-
жение частиц происходит в две ступени, первая из
ассоциатов, характеризуемых смещением полосы
которых соответствует удалению молекул раство-
поглощения ДНК и/или соответствующими из-
рителя - воды и уксусной кислоты, а вторая сту-
менениями в поглощении смеси. Таким образом,
пень - разложению органической части, химиче-
поглощение отдельных компонентов в растворе в
ски привитой к поверхности диоксида кремния.
отсутствие взаимодействия должно иметь адди-
тивный характер.
Эффективная доставка ДНК внутрь клетки важ-
на для успеха молекулярной медицины будущего
При взаимодействии гибридных частиц 16 с
(например, ДНК-вакцинация и генная терапия).
ДНК из тимуса теленка наблюдался гиперхром-
Методы доставки синтетической ДНК (трансфек-
ный эффект полосы поглощения при 270 нм
ция) имеют много преимуществ по сравнению с
(рис. 4, b), что может быть связано с изменением
процедурами, опосредованными вирусами (ин-
конформации ДНК. В случае взаимодействия на-
фекция), такими как низкая цитотоксичность, низ-
ночастиц 15 с ДНК наблюдались незначительное
кая иммуногенность и высокая адаптивность [29].
изменение оптической плотности с гипохромным
В связи с этим выбор модельных ДНК обусловлен
эффектом полосы поглощения при 270 нм (рис. 4,
их размерами. Так, в случае ДНК из молок лосо-
а) и коагуляция образующихся ассоциатов. В слу-
ся ее молекулы обладают относительно низким
чае использования остальных гибридных орга-
молекулярным весом и небольшими размерами, а
но-неорганических частиц изменений в УФ спек-
ДНК из тимуса теленка наоборот - большим мо-
трах при добавлении ДНК не наблюдалось.
лекулярным весом и большими размерами [30].
Стоит отметить, что в синтезированных нано-
Взаимодействие гибридных органо-неорганиче-
частицах 15-20, в которых диоксид кремния моди-
ских наночастиц 15-20, модифицированных про-
фицирован производными тиакаликс[4]арена 9-14
изводными тиакаликсарена 9-14 с модельными
в конфигурации конус, поверхность может быть
ДНК из тимуса теленка и молок лосося было из-
покрыта трет-бутильными группами макроцик-
учено методами УФ спектроскопии, ДСР и ПЭМ.
ла, а аминогруппы оказываются экранированны-
Первоначально были записаны электронные
ми, что может препятствовать эффективному вза-
спектры поглощения модельной ДНК в присут-
имодействию с ДНК. Методом УФ спектроскопии
ствии различных количеств гибридных частиц в
было показано, что взаимодействие частиц 15-20
буфере (буфер 10 мМ Трис-HCl, 100 мМ NaCl, pH
с ДНК отсутствует. Также следует отметить, что
6.5). Известно, что взаимодействие некоторых со-
частицы 17, в отличие от частиц 16 и 15, не взаи-
единений с ДНК может приводить к образованию
модействуют с ДНК. Это, по-видимому, связано с
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
867
1
1.99
0.9
ȾɇɄ
ȾɇɄ
0.8
15
1.49
16
0.7
Ⱥɞɞɢɬɢɜɧɨɫɬɶ
0.6
Ⱥɞɞɢɬɢɜɧɨɫɬɶ
0.5
0.99
ɫɦɟɫɶ
ɫɦɟɫɶ
0.4
0.3
0.49
0.2
0.1
-0.01
0
200
250
300
350
400
200
250
300
350
400
Рис. 4. Спектры поглощения ДНК из тимуса теленка в присутствии гибридных частиц (а) - 15 (1×10-5 моль/л) и (b) - 16
(1×10-5 моль/л)
длиной линкера между амидной и аминогруппами
предположить тривиальный тип экзосвязывания
в синтезированных производных тиакаликс[4]аре-
(встраивание в большую бороздку), основываясь
на.
на структуре тиакаликс[4]арена и литературных
данных [31]. В связи с этим, взаимодействие ги-
В электронных спектрах поглощения ДНК из
бридных органо-неорганических частиц 15-20 с
тимуса теленка в присутствии исследованных ги-
ДНК тимуса теленка было изучено методом про-
бридных частиц 15 и 16 наблюдается подъем ба-
свечивающей электронной микроскопии. На рис. 5
зовой линии, обусловленный процессами свето-
представлены снимки, полученные методом про-
рассеяния. Формирование агрегатов также было
свечивающей электронной микроскопии, при вза-
подтверждено методом ДСР. Было установлено,
имодействии гибридных частиц 15-17 с ДНК ти-
что при взаимодействии гибридных частиц 15-20
муса теленка.
с ДНК происходит образование субмикронных ча-
стиц (D 200-600 нм) с индексом полидисперсно-
При взаимодействии частиц 15 и 16 с ДНК (1:1)
сти > 0.5.
на изображениях ПЭМ наблюдаются два типа
ассоциатов: один в виде частиц 15 (рис. 5 a, b) и
Важной характеристикой частиц, определяю-
16 (рис. 5 c, d), полностью покрытых слоем ДНК
щей эффективность их взаимодействия с нукле-
(рис. 5, c), другой - в виде дендритных фракталь-
иновыми основаниями, является электрокине-
ных структур (рис. 5, d), образованных, по-види-
тический или дзета-потенциал, возникающий в
мому, за счет кулоновских взаимодействий и водо-
процессе движения дисперсных частиц в диспер-
родных связей между тиакаликс[4]ареном и ДНК.
сионной фазе [23-25]. Дзета-потенциал гибрид-
В качестве примера отсутствия взаимодействия на
ных частиц
15-20, определенный измерением
рис. 5, e, f приведены изображения системы ДНК
электрофоретической подвижности частиц, ва-
из тимуса теленка - частиц 17. На рис. 5, f наблю-
рьируется от 10 до 46 мВ, что обусловлено про-
дается формирование сферических частиц биопо-
тонированием третичных аминогрупп гибридных
лимера вследствие влияния частиц 17.
частиц 15-20 в буфере. В двойных системах ДНК
из тимуса теленка - частицы 15-20 значения дзе-
При взаимодействии гибридных частиц с ДНК
та-потенциала значительно меняются, принимая
из молок лосося только в случае частиц 18, 19 и 20
отрицательные значения: от -11 до -62 мВ, что,
наблюдался гипохромный эффект полосы погло-
очевидно, обусловлено обволакиванием положи-
щения при 270 нм, что может быть связано также
тельно заряженных частиц отрицательно заря-
с изменением конформации ДНК. В качестве при-
женными макромолекулами ДНК. A priori можно
мера на рисунке 6 приведены спектры поглощения
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
868
ШУРПИК и др.
(a)
(b)
2 ȝm
1 ȝm
15:DNA
15:DNA
1:1
1:10
(c)
(d)
1 ȝm
2 ȝm
16:DNA
16:DNA
1:1
1:1
(e)
(f)
2 ȝm
1 ȝm
17:DNA
17:DNA
1:1
1:1
Рис. 5. Изображение агрегатов, формирующихся при взаимодействии частиц 15-17 с ДНК из тимуса теленка, полученное
с помощью просвечивающей электронной микроскопии, в соотношениях (а, c-e) - 1:1; (b) - 1:10
ДНК из молок лосося в присутствии гибридных
оптической плотности с гипохромным эффектом
частиц 18. В случае взаимодействия гибридных
при 270 нм.
частиц 20, модифицированных тиакаликс[4]аре-
ном 14 в конфигурации конус, с ДНК из молок
При взаимодействии равных объемов коллоид-
лосося наблюдалось незначительное изменение
ных растворов гибридных частиц 15-17, модифи-
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
869
цированных тиакаликс[4]аренами 9-11 в конфигу-
1.8
рации 1,3-альтернат, с равными объемами ДНК
1.6
18
из молок лосося с одинаковыми концентрациями
1.4
(1.9×10-7 моль/л) наблюдается седиментация, в
ȾɇɄ
связи с этим нами был изучен процесс сорбции.
1.2
ɫɦɟɫɶ
Измеряли оптическую плотность Ai раствора био-
1
полимера при λ 270 нм после адсорбции наноча-
Ⱥɞɞɢɬɢɜɧɨɫɬɶ
0.8
стицами 9-11 и исходного раствора биополимера
А0 [32]. Процент сорбирования ДНК рассчитыва-
0.6
ли как отношение 100×(A0 - Ai)/A0. Оказалось что
0.4
эффективность извлечения ДНК (молоки лосося)
0.2
гибридными наночастицами 15 и 16 - 73 и 70%, а
частицами 17 составляет 51%, что, по-видимому,
0
200
240
280
320
360
400
связано с длиной линкера между амидной и ами-
Рис. 6. Спектры поглощения ДНК из молок лосося в
ногруппой.
присутствии гибридных частиц 18 (1.9×10-7 моль/л)
Взаимодействие ДНК молок лосося с синтези-
рованными гибридными органо-неорганическими
Концентрация анализируемых растворов состав-
частицами 15-18 также было изучено методом
ляла 3-5% (по массе). Масс-спектры записывали
просвечивающей электронной микроскопии. На
на спектрометре Bruker Ultraflex III MALDI-TOF.
рис. 7 представлены снимки, полученные мето-
В качестве матриц были использованы п-ни-
дом просвечивающей электронной микроско-
троанилин,
2,5-дигидроксибензойная кислота.
пии, смесей гибридных частиц 15 с ДНК (моло-
Масс-спектры ионизации электрораспылени-
ки лосося) с соотношением 1:1 (рис. 7, b) и 1:10
ем (ИЭР или ESI) получены на масс-спектроме-
(рис. 7, c). Исходная низкомолекулярная ДНК из
тре AmazonX (Bruker Daltonik GmbH, Бремен,
молок лосося в водном растворе изображена на
Германия). Измерения проводились в режиме ре-
рис. 7, а.
гистрации положительных ионов в диапазоне m/z
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
от 100 до 2800. Напряжение на капилляре -4500 В.
В качестве газа-осушителя использовался азот
Спектры ЯМР 29Si регистрировали на спектро-
с температурой 300°С и расходом 10 л∙мин-1.
метре BrukerWP-250 SY (Германия) (79.5 МГц)
Соединения растворяли в ацетонитриле до концен-
в CDCl3. Спектры ЯМР 1Н и 13С записывали на
спектрометре Bruker Avance 400 (Германия) на
трации 10-6 г/л. Данные обрабатывались с помо-
рабочей частоте 400.0 и 100.0 МГц соответствен-
щью программы DataAnalysis 4.0 (Bruker Daltonik
но. Химические сдвиги протонов определялись
GmbH, Бремен, Германия). Элементный анализ
относительно сигналов остаточных протонов дей-
кристаллических образцов был выполнен на при-
терированного растворителя (CDCl3, ДМСО-d6).
боре Perkin Elmer 2400 Series II. Температуру плав-
(a)
(b)
(c)
200 ȝm
5 ȝm
1 ȝm
Рис. 7. Изображения ДНК из молок лосося а - и изображение агрегатов, формирующихся при взаимодействии частиц 15
с ДНК из молок лосося, полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии, в соотношениях 15: ДНК
(b) - 1:1; (c) - 1:10
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
870
ШУРПИК и др.
ления веществ определяли на нагревательном сто-
боре Sonics Vibracell VCX 500 с применением
лике «Boetius». ИК спектры нарушенного полного
ступенчатого микротипа (диаметр 3 мм), погру-
внутреннего отражения регистрировали на Фурье-
жаемого в коллоидный раствор, при нормальных
спектрометре Spectrum 400 (Perkin Elmer) с при-
условиях. Мощность диспергирования варьиро-
ставкой НПВО Алмаз KRS-5: разрешение 1 см-1,
валась в диапазоне 20-40% от максимальной, для
накопление 64 скана, время регистрации 16 с, в ин-
избежания нагревания образца был задан период
тервале волновых чисел 400-4000 см-1. Размерное
диспергирования: диспергирование - 5 с, пауза -
распределение частиц по интенсивности, объему,
15 с.
количеству и индекс полидисперсности (индекс
pH растворов определялся на pH-метре Thermo
полидисперсности определялся как r2/ZD2, где r -
Orion.
стандартное отклонение гипотетического рас-
Общая методика синтеза соединений 3-5
пределения Гаусса и ZD - средневзвешенный по
(1,3-альтернат). В круглодонной колбе, снаб-
интенсивности гидродинамический диаметр) в
женной магнитной мешалкой, смешивали 0.5 г
растворе определяли методом динамического све-
(0.43 ммоль) триэфира 1 и 52.10 ммоль соответст-
торассеяния на анализаторе размеров наночастиц
вующего амина (N,N-диэтилэтан-1,2-диамина, N,N-
Zetasizer Nano ZS (Malvern) при температуре 20°С,
диметилпропан-1,3-диамина, N,N-диэтилпропан-
угол детектирования рассеянного света - 173° в
1,3-диамина), затем прибавляли 5 мл метанола.
полистирольных кюветах, лазер 4мВ He-Ne, дли-
Реакционную смесь перемешивали в течение
на волны - 633 нм. Ошибка определения разме-
70 ч при комнатной температуре. Раствор упари-
ров менее 2%. Эксперименты по просвечивающей
вали на роторном испарителе, промывали водой,
электронной микроскопии проводились на микро-
сухой остаток высушивали в вакууме над пентаок-
скопе JEOL JEM 100CX II после упаривания рас-
сидом фосфора.
творов в хлороформе/метаноле с концентрацией
10-4-10-6 г/мл на никелевой сетке (150 Меш, по-
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
крытой формваром) в течение часа. Эксперименты
[N-(3',3'-диметиламинопропил)-карбамоилме-
по сканирующей электронной микроскопии про-
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
водились на микроскопе Carl Zeiss Merlin. Анализ
каликс[4]арен (3) (1,3-альтернат). Выход 0.48 г
методом совмещенной термогравиметрии и диф-
(88%), белый порошок, т.пл. 111°C. ИК спектр, ν,
ференциальной сканирующей калориметрии (ТГ/
см-1: 3322 (NH), 2952, 1667 (C=O). Спектр ЯМР
ДСК) проводили на термоанализаторе STA 449 F1
1Н (CDCl3), δ, м.д.: 1.22 c [9H, (CH3)3C], 1.23 c
Jupiter (Netzsch). Анализ проводился в платино-
[9H, (CH3)3C], 1.26 c [18H, (CH3)3C], 1.70-1.79
вых тиглях объемом 40 мкл с крышкой, имеющей
м (6H, CH2CH2CH2), 2.22 с [6Н, N(СН3)2], 2.25
1 отверстие диаметром 0.5 мм, при постоянных
с [12Н, N(СН3)2], 2.34-2.38 м (6H, CH2N), 2.73
скоростях нагрева (10 и 4 K/мин) в динамической
т (2H, OCH2CH2, 3JHH 5.4 Гц), 3.24-3.30 м (6H,
атмосфере аргона при скорости потока 20 мл/мин
NHCH2), 3.33-3.38 м (2H, CH2NH2), 3.95-4.10 м
при атмосферном давлении. Для анализа исполь-
[6H, OCH2C(O)], 7.39 с (2Н, ArH), 7.52 с (2Н, ArH),
зовались образцы массой 10-20 мг. Диапазон на-
7.53 д (2Н, ArH, 4JHH 2.4 Гц), 7.59 д (2Н, ArH, 4JHH
грева 303-1173 K.
2.5 Гц), 7.85 т [2Н, C(O)NH, 3JHH 5.1 Гц], 8.27 т [1Н,
C(O)NH, 3JHH 5.4 Гц]. Спектр ЯМР 13C (CDCl3),
Электронные спектры поглощения регистриро-
δ, м.д.: 27.5, 27.5, 31.2, 31.3, 34.5, 38.0, 38.2, 41.4,
вали на спектрометре «Shimadzu UV-3600», тол-
45.6, 57.6, 71.1, 71.3, 72.6, 127.3, 127.5, 127.9, 128.6,
щина пропускающего слоя 1 см.
130.5, 132.7, 132.8, 133.2, 147.1, 147.3, 147.5, 156.9,
Деионизированную воду первой степени очист-
157.0, 168.3, 168.4. Масс-спектр (ESI), m/z (Iотн,
ки с сопротивлением > 18.0 MОм·см при 25°C
%): 1190.8 (100) [M + H]+. Найдено, %: C 59.53; H
получали из дистиллированной воды на системе
7.97; N 7.23; S 10.22. C63H95N7O7S4. Вычислено,
Millipore-Q.
%: C 63.55; H 8.04; N 8.23; S 10.77.
Диспергирование коллоидных и нераствори-
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
мых образцов ультразвуком выполнялось на при-
[N-(3',3'-диэтиламинопропил)-карбамоилме-
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
871
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
1170.5 (56) [M + Na]+. Найдено, %: C 62.01; H 7.81;
каликс[4]арен (4) (1,3-альтернат). Выход 0.47 г
N 8.05; S 11.10. C60H89N7O7S4. Вычислено, %: C
(84%), белый порошок, т.пл. 87°C. ИК спектр, ν,
62.74; H 7.81; N 8.54; S 11.17.
см-1: 3317 (NH), 2963, 1660 (C=O). Спектр ЯМР 1Н
Общая методика синтеза соединений 6-8 (ко-
(CDCl3), δ, м.д.: 0.96-1.04 м (18H, NCH2CH3), 1.22
нус). В круглодонной колбе, снабженной магнитной
с [9H, (CH3)3C], 1.22 с [9H, (CH3)3C], 1.25 с [18H,
мешалкой, смешивали 0.5 г (0.43 ммоль) триэфира
(CH3)3C], 1.65-1.76 м (6H, CH2CH2CH2), 2.44-2.53
2 и 52.10 ммоль соответствующего амина (N,N-
м [18Н, N(CH2СН3)2, CH2N], 2.69 т (2Н, NH2, 3JHH
диэтилэтан-1,2-диамина, N,N-диметилпропан-1,3-
5.7 Гц), 3.21-3.26 м (4H, NHCH2), 3.30-3.35 м (2H,
диамина, N,N-диэтилпропан-1,3-диамина), затем
NHCH2), 3.76 д [2H, OCH2C(O), AB-система, 2JHH
прибавляли 5 мл метанола. Реакционную смесь
15.1 Гц], 3.87 д [2H, OCH2C(O), AB-система, 2JHH
перемешивали в течение 24 часов при комнатной
15.1 Гц], 4.03 т (2H, OCH2CH2, 3JHH 5.7 Гц), 4.28 с
температуре, последующие 46 ч - при охлаждении
[2H, OCH2C(O)], 7.36 с (2Н, ArH), 7.48 с (2Н, ArH),
(0°C). Раствор упаривали на роторном испарителе,
7.56 уш.с (2Н, ArH), 7.57 уш.с (2Н, ArH), 7.91 т [2Н,
осадок промывали водой, сухой остаток высуши-
C(O)NH, 3JHH 5.1 Гц], 8.32 т [1Н, C(O)NH, 3JHH
вали в вакууме над пентаоксидом фосфора.
5.3 Гц]. Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 11.3,
11.5, 26.0, 26.3, 26.7, 30.9, 31.2, 31.3, 34.4, 34.5,
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
38.1, 38.3, 38.5, 38.6, 39.0, 41.4, 46.9, 50.8, 50.85,
[N-(3',3'-диметиламинопропил)-карбамоилме-
50.9, 51.6, 71.1, 71.2, 71.3, 127.2, 127.4, 127.6,
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
128.1, 128.9, 130.5, 131.8, 132.1, 132.5, 133.1, 133.3,
каликс[4]арен (6) (конус). Выход 0.42 г (80%),
133.6, 133.8, 146.9, 147.0, 147.1, 147.4, 147.4, 157.1,
белый порошок, т.пл. 131-134°C. ИК спектр, ν,
157.2, 158.9, 168.4, 168.5. Масс-спектр (МАЛДИ),
см-1: 1672 (C=O), 2952, 3312 (NH). Спектр ЯМР
m/z (Iотн, %): 1274.7 (100) [M + H]+, 1269.9 (60)
1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.91 c [9H, (CH3)3C], 0.91 c [9H,
[M + Na]+. Найдено, %: C 64.88; H 8.31; N 6.88;
(CH3)3C], 1.29 с [18H, (CH3)3C], 1.75-1.84 м (6H,
S 9.99. C69H107N7O7S4. Вычислено, %: C 65.00; H
CH2CH2CH2), 2.19-2.20 м [6Н, N(СН3)2], 2.22-
8.46; N 7.69; S 10.06.
2.25 м [12Н, N(СН3)2], 2.28-2.38 м (8H, CH2N,
CH2NH2), 3.21-3.26 м (2Н, NH2), 3.31-3.52 м (6H,
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
NHCH2), 4.19 т (2H, OCH2CH2, 3JHH 4.7 Гц), 4.48 д
[N-(2',2'-диметиламиноэтил)-карбамоилме-
[2H, OCH2C(O), AB-система, 2JHH 15.1 Гц], 4.71 д
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
[2H, OCH2C(O), AB-системы, 2JHH 15.1 Гц], 4.98 с
каликс[4]арен (5) (1,3-альтернат). Выход 0.47 г
[2H, OCH2C(O)], 6.95-7.0 м (2Н, ArH), 7.01-7.21 м
(95%), белый порошок, т.пл. 121°C. ИК спектр, ν,
(2Н, ArH), 7.67 с (2Н, ArH), 7.68 с (2Н, ArH), 8.82-
см-1: 3322 (NH), 2952, 1671 (C=O). Спектр ЯМР
8.87 м [3Н, C(O)NH]. Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ,
1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.: 1.20 уш.с [9H, (CH3)3C],
м.д.: 31.3, 31.3, 34.31, 34.4, 34.5, 37.2, 37.3, 45.7,
1.20 уш.с [9H, (CH3)3C], 1.22 с [18H, (CH3)3C],
41.2, 58.4, 70.5, 71.1, 73.1, 127.7, 127.7, 128.4, 129.2,
2.13 с [6Н, N(СН3)2], 2.14 с [12Н, N(СН3)2], 2.30-
129.9, 131.5, 133.7, 133.7, 134.1, 146.7, 146.7, 156.4,
2.36 м (8H, CH2N, NH2), 3.15-3.25 м (8H, NHCH2,
156.6, 157.3, 167.5, 167.7. Масс-спектр (МАЛДИ),
CH2NH2), 3.52 д (2H, OCH2CO, AB-система, 2JHH
m/z (Iотн, %): 1190.6 (100) [M + H]+, 1212.4 (60) [M +
14.4 Гц), 3.61 д, (2H, OCH2CO, AB-система, 2JHH
Na]+. Найдено, %: C 60.36; H 7.82; N 7.22; S 10.65.
14.4 Гц), 3.89 т (2H, OCH2CH2, 3JHH 6.7 Гц), 4.24
C63H95N7O7S4. Вычислено, %: C 63.55; H 8.04; N
с [2H, OCH2C(O)], 7.35 с (2Н, ArH), 7.43 с (2Н,
8.23; S 10.77.
ArH), 7.57 т [2Н, C(O)NH, 3JHH 5.6 Гц], 7.60 д (2Н,
ArH, 4JHH 2.5 Гц), 7.70 д (2Н, ArH, 4JHH 2.5 Гц),
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
7.84 т [1Н, C(O)NH, 3JHH 5.4 Гц]. Спектр ЯМР 13C
[N-(3',3'-диэтиламинопопил)-карбамоилме-
(ДМСО-d6), δ, м.д.: 30.8, 30.9, 33.9, 33.9, 34.0, 36.8,
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
36.9, 40.74, 45.2, 57.9, 70.1, 70.7, 72.7, 127.3, 127.3,
каликс[4]арен (7) (конус). Выход 0.53 г (48%),
127.9, 128.8, 129.5, 131.0, 133.2, 133.7, 146.2, 146.3,
белый порошок, т.пл. 192°C. ИК спектр, ν, см-1:
155.9,
156.2,
156.9,
167.1,
167.2. Масс-спектр
3328 (NH), 2963, 1667 (C=O). Спектр ЯМР 1Н
(МАЛДИ), m/z (Iотн, %): 1148.6 (100) [M + H]+,
(CDCl3), δ, м.д.: 0.89 с [9H, (CH3)3C], 0.97-1.05 м
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
872
ШУРПИК и др.
[27H, (CH3)3C, NCH2CH3], 1.29 с [18H, (CH3)3C],
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
1.77-1.84 м (6H, CH2CH2CH2), 2.53-2.59 м [12Н,
[N-(3',3'-диметиламинопропил)-карбамоилме-
N(CH2СН3)2], 3.27-3.48 м (8H, NHCH2, CH2NH2),
токси]-28-[2'-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
4.25-4.31 м [2H, CH2CH2C(O)], 4.53-4.49 м [2H,
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
(9)
(1,3-аль-
OCH2C(O)], 4.69-4.65 м [2H, OCH2C(O)], 4.96 с
тернат). Выход 0.41 г (69%), порошок светло-жел-
[2H, OCH2C(O)], 6.98 уш.с (2Н, ArH), 7.00 уш.с
того цвета, т.пл. 81-83°C. ИК спектр, ν, см-1: 3317
(2Н, ArH), 7.67 с (2Н, ArH), 7.68 с (2Н, ArH), 8.57-
(NH), 2952, 1644 (С=О), 1264 (C-O-C), 764 (Si-O).
8.61 м [1Н, C(O)NH], 8.88-9.01 м [2Н, C(O)NH].
Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.63-0.67 м (2H,
Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 13.3, 30.3, 31.3,
CH2Si), 1.20-1.25 м [45H, (CH3)3C, OCH2CH3],
33.4, 38.0, 41.2, 49.9, 60.7, 66.2, 70.4, 114.9,115.0,
1.52-1.60 м (2H, CH2CH2Si), 1.69-1.72 м (2H,
123.6, 124.0, 142.8, 143.5, 160.7, 163.9, 168.6. Масс-
CH2CH2CH2), 1.78-1.84 м (4H, CH2CH2CH2), 2.23
спектр (МАЛДИ), m/z (Iотн, %): 1274.6 (100) [M +
с [12Н, N(СН3)2], 2.25 с [6Н, N(СН3)2], 2.32-2.34
H]+. Найдено, %: C 66.45, 66.88; H 8.31, 8.28; N
м (6H, СH2N), 2.53 с [2H, OCH2C(O)], 3.14 д.т
6.88, 6.71; S 9.49, 9.99. C69H107N7O7S4. Вычислено,
(2H, NHCH2, 3JHH 13.1, 6.7 Гц), 3.22-3.33 м [4H,
%: C 65.00; H 8.46; N 7.69; S 10.06.
CH2C(O)NHCH2], 3.39 д.т (4H, NHCH2, 3JHH 13.1,
6.4 Гц), 3.83-3.86 м (6H, OCH2CH3), 4.17-4.25 м
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
(2Н, OCH2), 4.69 д [2H, OCH2C(O), AB-система,
[N-(2',2'-диметиламиноэтил)-карбамоилме-
2JHH 16.1 Гц], 4.94 д [2H, OCH2C(O), AB-система,
токси]-28-[2'-аминоэтокси]-2,8,14,20-тетратиа-
2JHH 16.1 Гц], 5.95 т [1Н, NHC(O)NH, 3JHH 4.7 Гц],
каликс[4]арен (8) (конус). Выход 0.47 г (94%),
6.05 т [1Н, NHC(O)NH, 3JHH 5.3 Гц], 7.37 д (2Н,
белый порошок, т.пл. 195-197°C. ИК спектр, ν,
ArH, 2JHH 2.4 Гц), 7.48 д (2Н ArH, 2JHH 2.4 Гц),
см-1: 1667 (C=O), 2952, 3334 (NH). Спектр ЯМР
7.62 с (2H, ArH), 7.67 с (2H, ArH), 8.54 т (2Н, NH,
1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.84 уш.с. [18H, (CH3)3C], 1.33
3JHH 5.5 Гц), 8.59-8.63 м (1Н, NH). Спектр ЯМР
уш.с [9H, (CH3)3C], 1.34 с [9H, (CH3)3C], 2.29 с
13C (CDCl3), δ, м.д.: 18.5, 27.7, 30.9, 31.3, 31.3,
[6Н, N(СН3)2], 2.35 с [12Н, N(СН3)2], 2.68-2.73 м
45.5, 45.5, 131.9, 147.2. Спектр ЯМР 29Si (CDCl3),
(4H, CH2N), 3.40-3.63 м (8H, NHCH2, NH2), 4.51 д
δ, м.д.: -45.03. Масс-спектр (МАЛДИ), m/z (Iотн,
[2H, OCH2C(O), AB-система, 2JHH 14.3 Гц], 4.61-
%): 1437.7 (100) [M + H]+, 1459.7 (70) [M + Na]+.
4.64 м (2H, OCH2CH2), 4.77 д [2H, OCH2C(O),
AB-система, 2JHH 14.3 Гц], 5.18 с [2H, OCH2C(O)],
Найдено, %: C 59.83; H 8.01; N 7.71; S 8.99; Si 1.90.
5.57-5.63 м (4Н, CH2N, CH2NH2), 6.90-6.93 м (2Н,
C73H116N8O11S4Si. Вычислено, %: C 60.05; H 7.98;
N 7.78; S 8.91; Si 1.95.
ArH), 6.94-6.97 м (2Н, ArH), 7.73 с (2Н, ArH), 7.76
с (2H, ArH), 8.24 уш.с [1Н, C(O)NH], 8.56 уш.с [2Н,
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
C(O)NH]. Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 31.3,
[N-(3',3'-диэтиламинопропил)-карбамоилме-
33.4, 39.0, 41.2, 46.7, 60.4, 66.2, 70.4, 114.9, 115.0,
токси]-28-[2'-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
124.0, 123.6, 142.8, 143.5, 160.7, 163.9, 168.6. Масс-
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена (10) (1,3-аль-
спектр (МАЛДИ), m/z (Iотн, %): 1148.5 (100) [M +
тернат). Выход 0.31 г (62%), Порошок свет-
H]+. Найдено, %: C 61.84; H 7.61; N 8.01; S 11.10.
ло-желтого цвета, т.пл. 79-82°C. ИК спектр, ν,
C60H89N7O7S4. Вычислено, %: C 62.74; H 7.81; N
см-1: 3316 (NH), 2965, 1644 (С=О), 1264 (C-O-C),
8.54; S 11.17.
1077 (Si-O), 953. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ,
Общая методика синтеза соединений 9-14.
м.д.: 0.62-0.66 м (2H, CH2Si), 0.96-1.01 м (18Н,
В круглодонной колбе, снабженной магнитной
NCH2CH3), 1.19-1.22 м [45H, (CH3)3C, OCH2CH3],
мешалкой, перемешивали при охлаждении (0°C)
1.51-1.82 м (8H, CH2CH2CH2), 2.45-2.59 м (6Н,
смесь 0.50 г (0.48 ммоль) тиакаликс[4]арена 3-8 и
СН2N), 3.11-3.16 м (2H, NHCH2), 3.26-3.39 м (8H,
0.12 мл (0.48 ммоль) 3-изоцианатопропилтриэток-
NHCH2, OCH2СH2NH), 3.81-3.95 м [8H, OCH2CH3,
сисилана в 20 мл абсолютного ТГФ в присутствии
OCH2C(O)], 4.16-4.22 м [2H, OCH2C(O)], 4.70 д
триэтиламина в течение 168 ч. Растворитель упа-
(2Н, OCH2C(O), 2JH 16.1 Гц], 4.92 д (2Н, OCH2,
рили при пониженном давлении. Остаток промы-
2JHH 16.1 Гц), 5.98-6.09 м [1Н, NHC(O)NH], 6.13
вали абсолютным н-гексаном (3×10 мл) и сушили
т [1Н, NHC(O)NH, 3JHH 5.4 Гц], 7.35 д (2Н, ArH,
в вакууме над P2O5.
4JHH 2.4 Гц), 7.46-7.54 м (2Н, ArH), 7.62 с (2H,
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
873
ArH), 7.66 с (2H, ArH), 8.57 т (2Н, NH, 3JHH 5.4 Гц),
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
(12) (конус).
8.74 т (1H, NH, 3JHH 4.5 Гц). Спектр ЯМР 13C
Выход 0.33 г (55%), порошок светло-желтого цвета,
(CDCl3), δ, м.д.: 7.6, 7.7, 8.0, 11.4, 11.4, 11.6, 18.4,
т.пл. 78-82°C. ИК спектр, ν, см-1: 3328 (NH), 2962,
18.4, 23.3, 23.7, 23.7, 24.1, 25.5, 27.2, 30.9, 31.2,
1652 (С=О), 1265 (C-O-C), 1030 (Si-O), 1079, 760.
34.2, 34.3, 34.4, 37.9, 39.9, 41.2, 42.8, 46.9, 50.7,
Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.63-0.67 м (2H,
52.6, 58.4, 58.5, 70.6, 71.7, 75.5, 126.8, 127.5, 127.7,
CH2Si), 1.21-1.25 м [45H, (CH3)3C, OCH2CH3],
131.5, 131.8, 134.8, 146.5, 147.2, 147.2, 155.9,
1.52-1.60 м (2H, CH2CH2Si), 1.73-1.76 м (2H,
157.7, 158.9, 161.3, 167.8, 168.7. Спектр ЯМР 29Si
CH2CH2CH2), 1.85-1.90 м (4H, CH2CH2CH2), 2.29
(CDCl3), δ, м.д.: -45.18. Масс-спектр (МАЛДИ),
с [12Н, N(СН3)2], 2.34 с [6Н, N(СН3)2], 2.49-2.52
m/z (Iотн, %): 1523.6 (100) [M + H]+, 1545.6 (56)
м (6H, NHCH2), 3.37-3.42 м [4H, C(O)NHCH2,
[M + Na]+. Найдено, %: C 61.02, H 8.41; N 7.36; S
CH2C(O)NHCH2], 3.79-3.85 м (6H, OCH2CH3),
8.25; Si 1.80. C79H128N8O11S4Si. Вычислено, %: C
4.18 м (2Н, OCH2), 4.59-4.63 м [2H, OCH2C(O)],
62.33; H 8.48; N 7.36; S 8.43; Si 1.84.
4.79-4.83 м [2H, OCH2C(O)], 5.85-5.91 м [2Н,
NHC(O)NH], 5.99-6.34 м [1Н, NHC(O)NH], 7.40 д
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
(2Н, ArH, 4JHH 2.4 Гц), 7.50 д (2Н, ArH, 4JHH 2.4 Гц),
[N-(2',2'-диметиламиноэтил)-карбамоилме-
7.59 c (2H, ArH), 7.64 с (2H, ArH), 8.47 уш.с. (3Н,
токси]-28-[2’-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
NH). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 13.4, 18.4,
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена (11) (1,3-аль-
24.8, 26.4, 31.3, 33.4, 38.0, 41.1, 45.6, 47.0, 58.4,
тернат). Выход 0.61 г (71%), порошок светло-жел-
58.7, 66.2, 67.2, 114.9, 115.0, 123.6, 124.0, 142.8,
того цвета, т.пл. 80-82°C. ИК спектр, ν, см-1: 3336
143.5, 160.7, 160.8, 163.9, 168.6. Спектр ЯМР 29Si
(NH), 2952, 1647 (С=О), 1264 (C-O-C), 1078 (Si-O),
(CDCl3), δ, м.д.: -45.5. Масс-спектр (МАЛДИ), m/z
954. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.62-0.66 м
(Iотн, %): 1437.8 (100) [M + H]+, 1459.8 (65) [M +
(2H, CH2Si), 1.20-1.25 м [45H, (CH3)3C, OCH2CH3],
Na]+. Найдено, %: C 60.90; H 8.13; N 6.93; S 8.11;
1.52-1.66 м (8H, CH2СH2CH2, CH2CH2СH2Si), 2.21
Si 1.56. C73H116N8O11S4Si. Вычислено, %: C 60.97;
с [12Н, N(СН3)2], 2.27 с [6Н, N(СН3)2], 2.44-2.51 м
H 8.13; N 7.79; S 8.92; Si 1.95.
(6H, CH2N), 3.12-3.17 м (2Н, NHCH2), 3.25-3.29 м
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
(2Н, NHСH2), 3.32-3.51 м (4H, NHСH2), 3.80-3.85
[N-(3',3'-диэтиламинопропил)-карбамоилме-
м (6H, OCH2CH3), 4.19-4.25 м (2H, OCH2CH2),
токси]-28-[2'-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
4.71 д (2Н, OCH2, AB-система, 2JHH 16.1 Гц), 4.98
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
(13) (конус).
д (2Н, OCH2, AB-система, 2JHH 16.1 Гц), 5.88 т [1Н,
Выход 0.26 г (51%), порошок светло-желтого цве-
NHC(O)NH, 3JHH 4.9 Гц], 5.94 т [1Н, NHC(O)NH,
та, т.пл. 80°C. ИК спектр, ν, см-1: 3316 (NH), 2965,
3JHH 5.5 Гц], 7.36 д (2Н, ArH, 4JHH 2.3 Гц), 7.43 т
1644 (С=О), 1264 (C-O-C), 1077 (Si-), 953. Спектр
(1Н, NH, 3JHH 4.6 Гц), 7.47 д (2Н, ArH, 4JHH 2.4 Гц),
ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.60-0.65 м (2H, CH2Si),
7.72 с (2H, ArH), 7.74 с (2H, ArH), 8.48 т (2Н, NH,
0.86-0.92 м [9H, (CH3)3C], 0.97-1.05 м [26H,
3JHH 4.8 Гц). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 14.2,
(CH3)3C, NCH2CH3], 1.17-1.28 м [27H, (CH3)3C,
14.3, 31.1, 31.4, 31.5, 34.1, 34.4, 34.4, 37.9, 60.6,
OCH2CH3], 1.58-1.67 м (8H, CH2CH2CH2), 2.45-
60.8, 70.5, 70.6, 71.9, 123.2, 128.9, 129.2, 129.9,
2.59 м (6Н, СН2N), 3.11-3.16 м (2H, NHCH2),
130.8, 132.5, 133.3, 133.4, 133.8, 134.9, 135.0, 146.3,
3.26-3.39 м (8H, NHCH2, OCH2СH2NH), 3.76-3.82
146.4, 146.9, 158.5, 157.2, 159.3, 168.3, 169.6, 169.9.
м (6Н, OCH2CH3), 3.98-4.19 м [2H, OCH2C(O)],
Спектр ЯМР 29Si (CDCl3), δ, м.д.: -45.22. Масс-
4.64 с [2H, OCH2C(O)], 5.04 д [2Н, OCH2C(O), 2JHH
спектр (МВЛДИ), m/z (Iотн, %): 1395.5 (100) [M +
15.2 Гц], 5.49 д [2Н, OCH2C(O), 2JHH 16.1 Гц], 5.99-
H]+, 1417.4 (72) [M + Na]+. Найдено, %: C 57.81;
6.05 м [1Н, NHC(O)NH], 6.12-6.26 м [1Н, NHC(O)
H 7.52; N 8.01; S 8.52; Si 1.30. C70H110N8O11S4Si.
NH], 6.92 с (2Н, ArH), 7.10 с (2H, ArH), 7.61 с (4H,
Вычислено, %: C 60.22; H 7.94; N 8.03; S 9.19; Si
ArH), 8.06 уш.с (2Н, NH), 8.15 уш.с (1H, NH).
2.01.
Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.: 13.3, 13.4, 24.8,
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
18.4, 30.3, 31.3, 33.4, 38.0, 45.6, 49.9, 58.4, 60.7,
[N-(3',3'-диметиламинопропил)-карбамоилме-
66.2, 76.4, 114.9, 124.0, 143.5, 157.6, 163.9, 168.6.
токси]-28-[2'-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
Спектр ЯМР 29Si (CDCl3), δ, м.д.: -45.18. Масс-
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
874
ШУРПИК и др.
спектр (МАЛДИ), m/z (Iотн, %): 1523.6 (100) [M +
ли от частиц центрифугированием. Полученный
H]+, 1545.6 (46) [M + Na]+. Найдено, %: C 61.02,
влажный порошок диспергировали в 10 мл изо-
H 8.41; N 7.36; S 8.25; Si 1.80. C79H128N8O11S4Si.
пропилового спирта при ультразвуковой обработ-
Вычислено, %: C 62.33; H 8.48; N 7.36; S 8.43; Si
ке. Полученный коллоидный раствор исследовали
1.84.
методом динамического светорассеяния и просве-
чивающей и сканирующей электронной микроско-
5,11,17,23-Тетра-трет-бутил-25,26,27-трис-
пии. Далее органический слой выпаривали, оста-
[N-(2',2'-диметиламиноэтил)-карбамоилме-
ток сушили в вакууме при пониженном давлении.
токси]-28-[2'-γ-уреидопропилтриэтоксисилил]-
2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
(14) (конус).
Частицы диоксида кремния
15, модифи-
Выход 0.35 г (67%), порошок светло-желтого цве-
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
та, т.пл. 81°C. ИК спектр, ν, см-1: 3330 (NH), 2962,
25,26,27-трис[N-(3',3'-диметиламинопропил)-
карбамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
1668 (С=О), 1191 (C-O-C), 1092 (Si-O), 1023, 781.
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
Спектр ЯМР 1Н (CDCl3), δ, м.д.: 0.62-0.66 м (2H,
(9)
(1,3-альтернат). ИК спектр, ν, см-1:
1068
CH2Si), 0.97 c [9H, (CH3)3C], 1.07 c [9H, (CH3)3C],
(Si-O-Si). Найдено, %: C 5.21; H 3.47; N 2.08; S
1.26 c [18H, (CH3)3C], 1.17-1.20 м (9H, OCH2CH3),
0.98; Si 40.54, для частиц, содержащих 8.1% (со-
1.55-1.64 м (8H, CH2СH2CH2, CH2CH2СH2Si), 2.19
гласно данным ТГ/ДСК/МС анализа) тиакаликса-
уш.с [18Н, N(СН3)2], 3.15-3.54 м (8Н, NHCH2),
рена 9.
3.75-3.84 м (6H, OCH2CH3), 4.67 с (2H, OCH2),
5.17 д (2Н, OCH2, AB-система, 2JHH 15.4 Гц), 5.36
Частицы диоксида кремния
16, модифи-
д (2Н, OCH2, AB-система, 2JHH 15.4 Гц), 5.96 т [1Н,
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
NHC(O)NH, 3JHH 5.5 Гц], 6.16 т [1Н, NHC(O)NH,
25,26,27-трис[N-(3',3'-диэтиламинопропил)-
3JHH 5.8 Гц], 6.97 с (2Н, ArH), 7.10 с (2H, ArH), 7.58
карбамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
с (4H, ArH), 8.08 т (2Н, NH, 3JHH 5.2 Гц), 8.35 т (1Н,
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
NH, 3JHH 5.5 Гц). Спектр ЯМР 13C (CDCl3), δ, м.д.:
(10) (1,3-альтернат). ИК спектр, ν, см-1: 1062
9.13, 16.48, 22.60, 23.86, 26.38, 26.73, 31.44, 35.23,
(Si-O-Si). Найдено, %: C 6.31; H 2.84; N 0.48; S
37.72, 38.42, 40.57, 41.09, 45.55, 57.48, 59.02, 59.38,
2.68; Si 42.46, для частиц, содержащих 5.7% (со-
69.48, 69.70, 81.06, 133.49, 134.63, 135.34, 135.64,
гласно данным ТГ/ДСК анализа) тиакаликсаре-
144.66, 151.68, 151.94, 159.12, 169.75, 210.85.
на 10.
Спектр ЯМР 29Si (CDCl3), δ, м.д.: -45.9. Масс-
Частицы диоксида кремния
17, модифи-
спектр (МАЛДИ), m/z (Iотн, %): 1395.3 (100) [M +
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
H]+. Найдено, %: C 59.77; H 7.37; N 8.01; S 8.52; Si
25,26,27-трис[N-(2',2'-диметиламиноэтил)кар-
1.80. C70H110N8O11S4Si. Вычислено, %: C 60.22; H
бамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
7.94; N 8.03; S 9.19; Si 2.01.
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен
Общая методика модификации поверхности
(11) (1,3-альтернат). ИК спектр, ν, см-1: 1071
частиц диоксида кремния органотриалкокси-
(Si-O-Si). Найдено, %: C 5.21; H 3.13; N 2.08; S
0.98; Si 40.54, для частиц, содержащих 6.7% (со-
силильными производными п-трет-бутилтиа-
гласно данным ТГ/ДСК анализа) тиакаликсаре-
каликс[4]арена
9-14 (конус,
1,3-альтернат).
на 11.
0.04 г тиакаликсарена 9-14 диспергировали в 5 мл
ледяной уксусной кислоты при ультразвуковой
Частицы диоксида кремния
18, модифи-
обработке, затем добавляли в раствор 0.4 г нано-
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
порошка диоксида кремния [Sigma-Aldrich, 12 нм,
25,26,27-трис[N-(3',3'-диметиламинопропил)-
площадь поверхности составляет 175-225 м2/г
карбамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
(BET)], растворенного в 15 мл ледяной уксусной
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
кислоты. Коллоидную суспензию диспергировали
(12) (конус). ИК спектр, ν, см-1: 1067 (Si-O-Si),
в ультразвуковой ванне в течение 1 ч. Далее кол-
813, 462. Найдено, %: C 2.82; H 3.13; N 0.30; Si
лоидную суспензию промывали изопропиловым
44.35, для частиц, содержащих 6.6% (согласно
спиртом (3×30 мл). Изопропиловый спирт отделя-
данным ТГ/ДСК/МС анализа) тиакаликсарена 12.
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
875
Частицы диоксида кремния
19, модифи-
гидрофобного эффекта в воде. Было выявлено,
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
что частицы, модифицированные п-трет-бутил-
25,26,27-трис[N-(3',3'-диэтиламинопропил)-
тиакаликс[4]аренами 12-14 в конфигурации конус,
карбамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
селективно взаимодействуют с ДНК из молок ло-
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арена
сося. Также было установлено, что частицы 16,
(13) (конус). ИК спектр, ν, см-1: 1062 (Si-O-Si),
модифицированные тиакаликс[4]ареном 10 в кон-
807, 461. Найдено, %: C 6.46; H 2.56; N 0.30; Si
фигурации 1,3-альтернат, содержащим на ниж-
44.32, для частиц, содержащих 4.7% (согласно
нем ободе N,N-диэтиламинопропильные фрагмен-
данным ТГ/ДСК анализа) тиакаликсарена 13.
ты, способны к результативному взаимодействию
с модельной ДНК из тимуса теленка по сравнению
Частицы диоксида кремния
20, модифи-
с остальными аминами.
цированные
5,11,17,23-тетра-трет-бутил-
25,26,27-трис[N-(2',2'-диметиламиноэтил)кар-
На взаимодействие с модельными ДНК влияет
конфигурация макроциклов и длина линкера. В
бамоилметокси]-28-[2'-γ-уреидопропилтри-
этоксисилил]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен
связи с этим потенциальный спектр применения
подобных соединений весьма широк: они могут
(14) (конус). ИК спектр, ν, см-1: 1063 (Si-O-Si),
использоваться как для оценки количественных и
810, 454. Найдено, %: C 3.61; H 3.13; N 0.35; Si
качественных изменений структуры нуклеиновых
41.64, для частиц, содержащих 6.9% (согласно
кислот при различных физиологических состояни-
данным ТГ/ДСК/МС анализа) тиакаликсарена 14.
ях организма, так и для тестирования компонентов
Спектрофотометрические измерения. Кон-
окружающей среды. Также они могут применять-
центрацию раствора ДНК тимуса теленка опреде-
ся в качестве векторов, специфичных к определен-
ляли с использованием молярного коэффициента
ным фрагментам ДНК, и непосредственно в каче-
поглощения ε260 6600 моль-1 см-1. Концентрацию
стве лекарственных препаратов.
раствора ДНК молок лосося определяли с исполь-
ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА
зованием формулы Mr×m/V моль/мл. Чистоту ДНК
проверяли путем определения отношения погло-
Работа выполнена при финансовой поддержке
щения А260/А280, которое составило более 1.9, что
Программы стратегического академического ли-
указывает на то, что ДНК была достаточно свобод-
дерства Казанского (Приволжского) федерального
ной от белка. Растворы готовили с использованием
университета («Приоритет-2030»).
водного буфера (10 мМ Трис-HCl, 100 мМ NaCl,
Регистрация ЯМР и масс-спектров проводилась
рН 6.5). Спектры соединения, ДНК и их смеси из-
за счет средств Программы стратегического акаде-
меряли в диапазоне длин волн 200-400 нм.
мического лидерства Казанского (Приволжского)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
федерального университета («Приоритет-2030»).
Синтезированы новые тетразамещенные по
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
нижнему ободу п-трет-бутилтиакаликс[4]арены,
Шурпик Дмитрий Николаевич, ORCID: https://
содержащие один триэтоксисилильный фрагмент
orcid.org/0000-0002-7914-6533
и три амидные и третичные аминогруппы, в конфи-
Шурпик Рамиля Василевна, ORCID: https://
гурациях конус и 1,3-альтернат и получены на их
orcid.org/0000-0003-4982-5962
основе новые гибридные органо-неорганические
наночастицы. Показано, что образование агрегатов
Герасимов Александр Владимирович, ORCID:
частиц в растворе зависит от конфигурации макро-
https://orcid.org/0000-0003-4213-9724
цикла. В случае стереоизомеров 1,3-альтернат в
Стойков Иван Иванович, ORCID: https://
уксусной кислоте образуются с мономодальным
orcid.org/0000-0002-3019-7866
распределением органосиликатные наночастицы
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
(18 нм). Для стереоизомеров конус, у которых ли-
пофильные трет-бутильные группы направлены
Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-
наружу, характерно слипание частиц вследствие
тересов.
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
876
ШУРПИК и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
va V.F., Zenkova, M.A. Russ. Chem. Rev. 2017, 86,
113.] doi 10.1070/RCR4604/meta
1. Bagwe R.P., Hilliard L.R., Tan, W. Langmuir. 2006, 22,
18. Li J., Wang Y., Zhu Y., Oupický, D. J. Control. Release.
4357-4362. doi 10.1021/la052797j
2013, 172, 589-600. doi 10.1016/j.jconrel.2013.04.010
2. Santra S., Zhang P., Wang K., Tapec R., Tan W. Anal.
19. Järver P., O’Donovan L., Gait M.J. Nucleic. Acid. Ther.
Chem. 2001, 73, 4988-4993. doi μ10.1021/ac010406+
2014, 24, 37-47. doi 10.1089/nat.2013.0454
3. Kuzin Y., Kappo D., Porfireva A., Shurpik D., Stoi-
20. Lebleu B., Moulton H.M., Abes R., Ivanova G.D.,
kov I., Evtugyn G., Hianik, T. Sensors. 2018, 18, 3489.
Abes S., Stein D.A., Iversen P.L., Arzumanov A.A.,
doi 10.3390/s18103489
Gait M.J. Adv. Drug Deliv. Rev. 2008, 60, 517-529. doi
4. Stoikova E.E., Sorvin M.I., Shurpik D.N., Budni-
10.1016/j.addr.2007.09.002
kov H.C., Stoikov I.I., Evtugyn, G.A. Electroanalysis.
21. Torres A.G., Threlfall R.N., Gait M.J. Artif. DNA PNA
2015, 27, 440-449. doi 10.1002/elan.201400494
XNA. 2011, 2, 71-78. doi 10.4161/adna.17731
5. Monger B.C., Landry M.R. Appl. Environ. Microbiol.
22. Han L., Zhao J., Zhang X., Cao W., Hu X., Zou G.,
1993,
59,
905-911. doi
10.1128/aem.59.3.905-
Duan X., Liang X. J. ACS Nano. 2012, 6, 7340-7351.
911.1993
doi 10.1021/nn3024688
6. Zhang Y., Tu J., Wang D., Zhu H., Maity S.K., Qu X.,
23. Тараховский Ю.С. Биохимия. 2009, 74, 1589-1602.
Bogaert B., Pei H., Zhang, H. Adv. Mater. 2018, 30,
[Tarahovsky Y.S. Biochemistry. 2009, 74, 1293-1304.]
1703658. doi 10.1002/adma.201703658
doi 10.1134/S0006297909120013
7. Pjura P.E., Grzeskowiak K., Dickerson R.E. J.
24. Saito Y., Kawakami S., Yabe Y., Yamashita F., Hashi-
Mol. Biol. 1987, 197, 257-271. doi 10.1016/0022-
da M. Biol. Pharm. Bull. 2006, 29, 1986-1990. doi
2836(87)90123-9
10.1248/bpb.29.1986
8. Wilson W.D., Tanious F.A., Barton H.J., Jones R.L.,
25. Pelisek J., Gaedtke L., DeRouchey J., Walker G.F.,
Fox K., Wydra R.L., Strekowski L. Biochemistry. 1990,
Nikol S., Wagner E. J. Gene Med. 2006, 8, 186-197.
29, 8452-8461. doi 10.1021/bi00488a036
doi 10.1002/jgm.836
9. Martin R.F., Denison L. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys.
26. Якимова Л.С., Зиатдинова Р.В., Евтюгин В.Г., Ри-
1992, 23, 579-584. doi 10.1016/0360-3016(92)90014-
званов И.Х., Стойков, И.И. Изв. АН. Сер. хим.
9
2016, 4, 1053-1060. [Yakimova L.S., Ziatdinova R.V.,
10. Hasanzadeh M., Pournaghi-Azar M.H., Shadjou N.,
Evtugyn V.G., Rizvanov I.K., Stoikov I.I. Russ. Chem.
Jouyban A. J. Anal. Chem. 2016, 71, 386-395. doi
Bull. 2016, 65, 1053-1060.] doi 10.1007/s11172-016-
10.1134/S106193481602009X
1412-1
11. Sivasankarapillai V.S., Pillai A.M., Rahdar A., Sob-
27. Stoikov I.I., Galukhin A.V., Zaikov E.N., Antipin I.S.
ha A.P., Das S.S., Mitropoulos A.C., Mokarra M.H.,
Mendeleev Commun. 2009, 19, 193. doi 10.1016/
Kyzas G.Z. Nanomaterials. 2020, 10, 852. doi 10.3390/
j.mencom.2009.07.006
nano10050852
28. Kubasov A.S., Turishev E.S., Golubev A.V., By-
12. Wang Y., Sun S., Zhang Z., Shi, D. Adv. Mater. 2018,
kov A.Y., Zhizhin K.Y., Kuznetsov N.T. Inorganica
30, 1705660. doi 10.1002/adma.201705660
Chim. Acta.
2020,
507,
119589. doi
10.1016/
13. Xu S., Lu H., Zheng X., Chen L. J. Mater. Chem. C.
j.ica.2020.119589
2013, 1, 4406-4422 doi 10.1039/C3TC30496E
29. Luo D., Han E., Belcheva N., Saltzman W.M. J.
14. Rosenholm J.M., Sahlgren C., Lindén M. Nanoscale.
Control. Release. 2004, 95, 333-341. doi 10.1016/
2010, 2, 1870-1883. doi 10.1039/C0NR00156B
j.jconrel.2003.11.019
15. Larsericsdotter H., Oscarsson S., Buijs J. J. Colloid
30. Ukhatskaya E.V., Kurkov S.V., Matthews S.E.,
Interface Sci.
2001,
237,
98-103. doi
10.1006/
Loftsson T. J. Pharm. Sci. 2013, 102, 3485-3512. doi
jcis.2001.7485
10.1002/jps.23681
16. Kesse S., Boakye-Yiadom K.O., Ochete B.O., Opoku-
31. Hu W., Blecking C., Kralj M., Šuman L., Piantani-
Damoah Y., Akhtar F., Filli M.S., Farooq M.A.,
da I., Schrader T. Chem. Eur. J. 2012, 18, 3589-3597.
Aquib M., Mily B.J.M., Murtaza G., Wang B.
doi 10.1002/chem.201100634
Pharmaceutics.
2019,
11,
77.
doi
10.3390/
32. Cleaves II H.J., Crapster-Pregont E., Jonsson C.M.,
pharmaceutics11020077
Jonsson C.L., Sverjensky D.A., Hazen R.A.
17. Амирханов Р.Н., Зарытова В.Ф., Зенкова М.А. Усп.
Chemosphere. 2011, 83, 1560-1567. doi 10.1016/
хим. 2017, 86, 113-127. [Amirkhanov R.N., Zaryto-
j.chemosphere.2011.01.023
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022
МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ
877
Modification of Silicon Dioxide with Variously Substituted
Aminothiacalix[4]arenes Organic-inorganic Nanoparticles
for Nucleic Acid Binding
R. V. Shurpik, D. N. Shurpik*, A. V. Gerasimov, and I. I. Stoikov**
Kazan Federal University, A.M. Butlerov Chemistry Institute, ul. Kremlyovskaya, 18, Kazan, 420008 Russia
*e-mail: dnshurpik@mail.ru
**e-mail: ivan.stoikov@mail.ru
Received June 1, 2022; revised June 20, 2022; accepted June 23, 2022
A number of new p-tert-butylthiacalix[4]arenes containing one triethoxysilyl fragment and tertiary amino
groups in the cone and 1,3-alternate configurations have been synthesized. New hybrid organo-inorganic silica
dioxide nanoparticles with fragments of p-tert-butylthiacalix[4]arenes have been obtained. It has been shown
that nanoparticles formed from p-tert-butylthiacalix[4]arenes in the cone and SiO2 conformations selectively
interact with salmon milt DNA. SiO2/p-tert-butyl-thiacalix[4]arene nanoparticles in the 1,3-alternate confor-
mation containing N,N-diethylaminopropyl fragments can interact with model calf thymus DNA. The resulting
hybrid materials can be used in medicine for the transport of nucleic acids.
Keywords: p-tert-butylthiacalix[4]arene, calf thymus DNA, salmon milt DNA, silicon dioxide, nanoparticles,
NMR, association
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 58 № 8 2022