1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал физической химии
  4. T. 95, № 12, 2021

Журнал физической химии, 2021, T. 95, № 12, стр. 1787-1803

Аддукты легких фуллеренов и аминокислот: синтез, идентификация и квантово-механическое моделирование их физико-химических свойств

Н. А. Чарыков a, b, В. А. Кескинов a, *, А. В. Петров c

a Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
190013 Санкт-Петербург, Россия

b Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (ЛЭТИ)
197022 Санкт-Петербург, Россия

c Институт химии Санкт-Петербургского государственного университета
198504 Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: keskinov@mail.ru

Поступила в редакцию 09.04.2021
После доработки 08.05.2021
Принята к публикации 11.05.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Рассмотрены различные методы синтеза бис-, трис- и окта-аддуктов легких фуллеренов C60 и C70; описаны выход и чистота получаемых аддуктов. Идентификация аддуктов проведена группой методов физико-химического анализа: элементный анализ, ИК-, электронная и рамановская спекроскопия, ВЭЖХ, масс-спектрометрия, комплексный термический анализ. Рассмотрено применение на атомно-молекулярном уровне компьютерного моделирования физико-химических свойств методами функционала плотности и молекулярной динамики.

Ключевые слова: бис-, трис-, окта-аддукты, легкие фуллерены, аминокислоты, лизин, треонин, аргинин, оксипролин, элементный анализ, ИК-, электронная и рамановская спекроскопия, ВЭЖХ, масс-спектрометрия, комплексный термический анализ, метод функционала плотности, молекулярная динамика

Фуллерены, обладающие уникальными химическими и физическими свойствами, привлекают большое внимание исследователей с момента их открытия в 1985 г. [1] благодаря широким возможностям их перспективного практического использования. Однако они фактически несовместимы с водой и водными растворами [2–5] что накладывает существенные ограничения на их применение. Так, по данным [2], растворимость С60 в воде составляет 0.02 нг/л. То же относится и к большинству производных легких фуллеренов [галоген- (фтор-, хлор-, бром- и иод-), оксо-, амино-, карбоксо-] – они, как правило, весьма малорастворимы в воде и в растворах [5–7]. Между тем водорастворимые формы производных фуллеренов могут находить самое широкое применение в машиностроении, строительстве и, особенно, в медицине и фармакологии (вследствие хорошей совместимости с водой, физиологическими растворами, кровью, лимфой, желудочным соком), косметологии (при использовании водных и водно-спиртовых основ), а также науке и технике. Из всего разнообразия путей, по которым шли исследования в этом направлении, следует отметить следующие: создание стабильных водных дисперсий фуллерена, например, [8, 9] (размер фуллереновых кластеров зависит от конкретного метода и изменяется в нанометровом диапазоне); получение устойчивых комплексных ассоциатов с гидрофильными веществами [3, 4, 10–12]. И в том, и в другом способе устойчивость систем сильно зависит от среды, в которой они находятся, кроме того, такие продукты не являются индивидуальными веществами, поэтому применение их как исходных реагентов для получения широкого спектра водорастворимых аддуктов фуллерена неприемлемо [13]. Третий путь функциализации фуллеренов – присоединение гидрофильных групп к фуллереновому кору, т.е. получение аддуктов. Данный способ наиболее универсален благодаря наличию у фуллеренов слабосопряженных двойных связей и высокой склонности их к реакции по двойной связи – реакции нуклеофильного и радикального присоединения. Большинство образующихся в результате этих процессов аддуктов имеют достаточную стабильность, что позволяет применять дальнейшие химические модификации для создания новых биологически активных веществ [13]. Наиболее известны в химии фуллерена реакции циклоприсоединения, известного в органической химии как диеновый синтез Дильса–Альдера, где С60 всегда выступает в роли диенофила [3, 14]. Реакции одностадийного присоединения первичных и вторичных аминов и реакции прямого присоединения аминокислот и дипептидов к фуллерену идут по радикальному механизму [15, 16]. Полученные соединения стабильны и физиологичны, так как при синтезе используют природные аминокислоты. Последнее было подтверждено биологическими тестами еще в конце 90-х и позднее [17–19]. Таким образом, одна из наиболее важных проблем применимости фуллеренов в биологическом и химическом смысле – создание водорастворимых соединений фуллеренов и получение их производных на основе матриц различных аминокислот. Этой теме и посвящен настоящий обзор.

СИНТЕЗ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ АДДУКТОВ ЛЕГКИХ ФУЛЛЕРЕНОВ С АМИНОКИСЛОТАМИ

К настоящему времени синтезированы различные классы водорастворимых производных фуллеренов – фуллеренолов, сложных эфиров с карбоновыми и дикарбоновыми кислотами, с аминокислотами, пептидами и белками и др. [15–53 ]. Например, полиамино- и полигидроксифуллерены, (а также несколько монофункциональных производных C60, содержащих полярные боковые цепи) были исследованы еще в первой половине 90-х годов [27, 28]. Так, в обзоре [53] сообщается о большом количестве различных полигидроксилированных производных фуллеренов, протестированных в различных химических и биологических модельных системах, которые показали как свои антиоксидантные, так и проокислительные характеристики. Было предложено несколько механизмов антиоксидантной активности фуллеренола. Кроме того, в этой статье также представлены патенты, касающиеся антиоксидантных свойств фуллеренола. Первая публикация о фуллеренах, содержащих множественные ковалентно связанные заместители производного амина, Хирша и др. [15], датирована 1991 годом. Все производные демонстрировали высокую растворимость в воде [15–30]. Было показано, что чем больше количество водорастворимых групп, добавленных к фуллерену, тем больше его растворимость в воде.

Главная проблема синтеза водорастворимых аддуктов фуллерена с гидрофильными соединениями (аминокислоты, пептиды) – несовместимость по растворимости компонентов реакции: очень гидрофобного фуллерена и гидрофильных аминокислот. Фуллерен для растворения требует апротонной неполярной среды, а аминокислоты – полярной водной среды. Гетерогенность реакционной системы увеличивает длительность реакционного процесса и уменьшает выход целевого продукта; применяемое при этом нагревание может приводить к рацемизации присоединяемого адденда (аминокислоты, пептида и т.п.) [13].

В США в 2001 г. запатентован метод получения функциализированного фуллерена симметрично расположенными полярными органическими фрагментами, содержащими от 1 до 20 атомов углерода и необязательно дополнительно содержащими кислород или азот [54], однако, из-за сложности и многостадийности его скорее следует считать чисто препаративным. Первое запатентованное решение было принято по получению аминокислотных аддуктов (производное лизина) путем синтеза фуллеренового производного аминокапроновой кислоты и последующего его присоединения к лизиновому производному гликопептида [55]. Для реакции с фуллереном использовали соли аминокапроновой, аминомасляной кислот со щелочными металлами в форме комплексов с 18-краун-6, система гетерогенная: о‑дихлорбензол – вода, нагрев при 60°С в течение 6–8 ч, после чего растворители отгоняют, остаток обрабатывают насыщенным раствором хлористого калия и водой.

Ряд работ посвящен теоретическому исследованию производных фуллеренов с аминокислотами. В [56] на теоретическом уровне исследована способность фуллерена C60 взаимодействовать с аминокислотами. Как показали расчеты, наиболее благоприятны взаимодействия фуллерена с аргинином, лейцином и триптофаном, что связано с каркасной структурой соответствующих аминокислот (расчеты проводились с использованием DFT-B3LYP/3-21G). В [57] квантово-химическими методами рассчитаны молекулярные структуры гибридных производных C60 с аминокислотами. Более подробно применение расчетных методов на атомно-молекулярном уровне к производным фуллеренов и аминокислот будет изложено ниже в разделе “Компьютерное моделирование физико-химических свойств производных фуллеренов с аминокислотами”.

За последующие годы были синтезированы и изучены (как с точки зрения идентификации и чистоты получаемых продуктов, так и их некоторых физико-химических свойств) не только фуллерены С60, но и С70, функциализированные аминокислотами [58–81]. Работы [9, 29, 82–86] посвящены изучению биологической активности полученных водорастворимых производных фуллеренов и аминокислот.

В работе [45] были синтезированы и охарактеризованы амфифильные производные фуллерена С60 с аланином, цистеином и аргинином. Авторы пришли к выводу, что производные фуллерена C60 с аминокислотами способны предотвращать окислительную стресс-индуцированную гибель клеток без очевидной токсичности. В работе [50] синтезировано производное фуллерена С60 с лизином и изучена его биологическая активность. Авторы [51] синтезировали производное фуллерена С60 с глицином. Изучение цитотоксичности полученного производного на раковые клеточные линии показали, что производное С60 с глицином вызывает гибель раковых клеток. В работах [18, 78] были изучены нейропротективные свойства гибридных структур на основе C60 и производных пролина. Авторы установили, что все изученные соединения обладали антиоксидантной активностью и подавляли глутамат-индуцированное поглощение ионов Ca2+ в синаптосомах коры головного мозга крыс.

Основное число представленных в научной литературе синтезов относится преимущественно к фуллерену С60, значительно меньшее количество работ относится к синтезу производных на основе фуллерена С70. Несмотря на кажущуюся близость этих фуллеренов, их биологическое действие и физико-химические свойства могут существенно различаться [80, 81].

Следует отметить, что в большом числе работ не приводятся методики синтеза, а также данные по идентификации производных, а результаты изучения физико-химических свойств производных фуллеренов достаточно ограничены, несмотря на их значимость в оптимизации и разработке основных наиболее перспективных направлений практического использования углеродных нанокластеров. Кроме того, представленные в литературе методики синтеза производных фуллеренов в большинстве своем препаративны и позволяют получать только миллиграммовые количества, а в данных по биологической активности производных фуллеренов не проводится сопоставление и выявление взаимосвязи с физико-химическими свойствами производных [87].

Структурные формулы некоторых аддуктов С60 с аминокислотами представлены на рис. 1.

Рис. 1.

Структурные формулы некоторых аддуктов С60 с аминокислотами.

Структурные формулы некоторых аддуктов С60 с аминокислотами представлены на рис. 1. В табл. 1 представлены схемы синтеза некоторых аддуктов фуллеренов с различными аминокислотами, характеризующиеся конкретным стехиометрическим составом, а также приведены методы их идентификации. Как правило, это ИК-спектроскопия, рамановские спектры, электронная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, высокоэффективная жидкостная хроматография, (хромато)-масс-спектрометрия, элементный анализ, реже масс-спектроскопия, термический анализ. Некоторые примеры методов идентификации [87] представлены на рис. 2–6 и табл. 2.

Таблица 1.  

Синтез и идентификация аддуктов легких фуллеренов (C60) с аминокислотами

№ Аминокислота, аддукт Синтез Идентификация.
Методы и условия 		Ссылка
1 аргинин, C60(C6H13N4O2)8H8, (рис. 1а) производитель – ЗАО ИЛИП чистота 99.5 мас. % ИК- и УФ-спектроскопия, масс-спектрометрия, элементный анализ [42, 43]
2 аланин и аланил-аланин, C60(C3H6NO) и C60(C6H12N2O3) в [16] изучено модифицирующее действие водорастворимых производных C60 с DL-аланином и DL-аланил-DL-аланином на структуру и проницаемость липидного бислоя фосфатидилхолиновых липосом отсутствует; ссылка на работы [16] и [45] [44]
3 β-аланин, цистин и аргинин (рис. 1в, г, д) аддукты готовились для других производных; аминокислота (10 ммоль) и гидроксид натрия (20 ммоль) растворяли в 3 мл воды, а затем в этаноле (10–20 мл), полученный раствор добавляли в толуольный раствор С60 (0.1 ммоль, 60 мл) по каплям, затем опять добавляли капли 10% гидроксида тетрабутиламмония при перемешивании; раствор перемешивали при комнатной температуре 60 ч в атмосфере азота; водный слой отделяли от органического слоя, фильтровали, затем добавляли воду (3 мл), этанол (40 мл), чтобы вызвать осаждение продукта, который в дальнейшем переосаждался с H2O/EtOH 3 раза. Потом продукт очищали гель-эксклюзионной хроматографией с использованием декстрана (G25, Pharmaceutical Biotech)колонка с H2O. Продукт элюировали, затем элюировали непрореагировавшую аминокислоту и гидроксид натрия не описана, ссылка на более ранние работы [46] [46]
4 β-аланин (рис. 1в) получение производного β-аланина C60 [23] 1.5 г β-аланина и 0.85 г гидроксида натрия растворяли в 3 мл воды, а затем добавляли 20 мл этанола; полученный раствор  добавляли в C60 (раствор толуола) (55 мг, 35 мл) по каплям. Раствор перемешивали при комнатной температуре в атмосфере азота; чтобы убедиться, что реакция была полной, раствор переме-шивали 48 ч. Водный слой отделяли от бесцветного органического слоя, фильтровали, разбавляли 3 мл воды; затем добавляли 40 мл этанола, чтобы вызвать осадок продукта, который затем повторно осаждали с H2O/EtOH трижды. Затем продукт дополнительно очищали ме-тодом ВЭЖХ с использованием декстрана (G-25, Pharmacia Biotech), колонка с H2O. Сначала элюировали продукт, затем непрореагировавший β-аланин и гидроксид натрия элюировали. Тест с нингидрином не показал наличия свободного β-аланина в продукте Продукт охарактеризован методом ИК-фурье-спектроскопия, 1H ЯМР, 13С ЯМР, ВЭЖХ и элементный анализ.
Аналитические данные синтезированного и очищенного соединения:
ИК (KBr) υ: 3384 (NH), 2963 (Ce-H), 1575, 1407 (COO–), 1258, 1048 (C-N), 599, 528 см–1 (кор C60);
1H ЯМР (D2O) δppm: 2.27 (d, CH2), 2.80 (д, CH2), 3.56, 3.12, 1.08 (m, C60-H); 13С ЯМР (D2O) δppm: 180.7 (s, COOH), 165.0 (m, C60), 37.5 (s, CH2), 38.5(s, CH2);
ESI-MS m/z (%): 1343 (M+, 18.8), 1252 (30.0), 1165 (23.7), 1076 (31.3), 985 (13.7), 898 (17.9), 809 (7.95), 720 (100). Рассчитано для C81H49N7O14: C 72.38, H 3.65, N 7.30; найдено C 72.01, H 3.59, N 7.34. Результаты показывают: на молекулу C60 приходится семь β-аланиновых фрагментов 		[46–48]
5 цистеин (рис. 1б) цистеин (2.3 г) и гидроксид натрия (0.85 г) растворяли в 5 мл воды, а затем добавляли 20 мл этанола, полученный раствор добавляли к толуолу C60 (раствор) (60 мг, 60 мл) по каплям, затем 5 капель 10%-го гидроксида тетрабутиламмония добавляли при перемешивании. Раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 48 ч, азотная атмосфера; чтобы убедиться, что реакция завершена, раствор перемешивали 60 ч. Водный слой отделяли от органического слоя клена, фильтровали, разбавили 10 мл воды, затем добавили 60 мл этанола чтобы вызвать осаждение продукта, который в дальнейшем повторно осаждают смесью H2O/EtOH трижды. Затем продукт дополнительно очищали гель-эксклюзионной хроматографией с использованием колонки с декстраном (G-25, Pharmaceutical Biotech) с H2O. Продукт элюировали, а затем элюировали цистин и гидроксид натрия Соединение анализировали методами ИК-фурье-спектроскопии, 1H ЯМР, 13C ЯМР, LC-MS и элементного анализа
IR(KBr) $\nu $: 3425 (NH), 1623 (C–C),
1586 (COO−), 1405 (C–N), 1194 (N–C60), 656 (C–S), 541 (S–S), 527 (C60 core), cm−1; 1H NMR (D2O) δ ppm: 4.75 (s), 3.91 (s), 3.22 (s), 3.27 (s), 3.0 (m); 13C NMR (D2O) δ ppm: 172.8, 137–155, 77.4–76.8, 52.2, 51.4, 49.7, 32.7, 32.5; ESI-MS m/z (%): 1801 (M+−C3H6NO2S, 14.4), 1783 (86.4), 1642 (10.3), 1440 (13.8), 1328 (22.7), 1154 (21.7), 915 (9.63), 840 (21.8), 720 (100). Рассчитано для C90H60N10O20S10: C 56.25, H 3.13, N 7.29; найдено C 56.13, H 3.19, N 7.34 (мас.%). Согласно результатам, существует пять цистеиновых фрагментов на молекулу C60. 		[49]
6 лизин (рис. 1е) N-защищенный фуллеро-пирролидин (30 мг, 0.03 ммоль) растворяли в смеси 1 : 1 толуол/трифторуксусная кислота и перемешивали 12 ч. За реакцией следили с помощью ВЭЖХ (SiO2; толуол/пропанол, 9:1). После завершения снятия защиты растворители выпаривали и добавляли немного MeOH и снова упаривали. Остаток был поглощен CH2Cl2, и раствор по каплям добавляли к избытку гексана. Выпавшее в осадок твердое вещество отделяли центрифугированием, промывали небольшим количеством Et2O, а затем сушили в глубоком вакууме до получения коричневатого твердого продукта. Выход 25 мг (83.3%), т. пл. 251°C. Охарактеризованы с помощью элементного анализа, ИК-фурье- спектроскопии, 1H ЯМР, 13C ЯМР и масс-спектроскопии. ИК-фурье-спектры показали пики соответствующие фрагменту фуллерена, азометиновой связи и карбонильной группы. Два широких пика, соответствующих N–H-растяжению, получены для продукта, что указывает на снятие защиты с аминогруппы.
По расчету: C78O4H24N3F3: C, 83.35; H, 2.15; N, 3.74. найдено: C, 83.26; H, 2.14; N, 3.76 (мас. %);
ИК (KBr; cм–1) 528(C60), 1600 (CH=N), 1659 (C=O stretching), 3257 (NH stretching), 3497 (NH stretching); 1H ЯМР (400 MГц, DMSO-d6, Me4Si, 298 K) δ 1.50–1.97(m, 8H,–CH2–), 2.82 (3H, s, N–CH3), 4.1(s, 1H, –CH–), 4.45 (d, 2J = 9.3 Гц, 1H, HHC–N–), 4.90 (s, 1H, HC–N–), 5.25 (δ, 2J = 9.3 Гц, 1H, HHC–N–), 7.16 (δ, 3J = 8.0 Гц, 2H,ArH), 7.57(δ, 3J = 8.0 Гц, 2H, ArH), 7.80 (s, 3H, NH3), 8.23 (s, 1H, CH=N), 12.1(s, 1H, –COOH) ppm. 		[50]
7 глицин (рис. 1ж) Глицин (0.3–5.0 г) и гидроксид натрия (2.2 г) растворяли в 8 мл воды, добавляли 40 мл этанола, полученный раствор добавляли к раствору 35–150 мг C60 в 30–100 мл толуола или 1,2-дихлорбензола (или диоксана) по каплям. Раствор перемешивали при комнатной температуре, его цвет постепенно менялся от пурпурного до темно-коричневого. После перемешивания в течение 1 ч органический слой становился почти бесцветным. Убедившись, что реакция завершилась, раствор перемешивали 7 суток. Изменение цвета с фиолетового (характерного для C60 в толуоле) до красно-коричневого. Водный слой отделяли от бесцветного; органический слой, профильтрованный, разбавленный водой до 8.60 мл затем добавляли этанол, чтобы вызвать осаждение продукта, который далее переосаждали из H2O/EtOH. Нингидрин-тест показал отсутствие свободного глицина в продукте. После высыхания в вакууме был получен окончательный образец. ИК-спектры записаны на спектрофотометре Perkin-Elmer FT-IR с использованием дисков KBr − ИК-фурье-спектроскопия (KBr): m 3429, 2924, 1598, 1492, 1407, 1316, 1119, 670, 520 (C60) cм–1. Спектры ЯМР 1Н записаны в D2O при 20°C на аппарате Bruker AM 300 МГц. Спектры ЯМР 13С записаны в CDCl3 при 20°С. Прибор Bruker AM 75 МГц.1H ЯМР (300 МГц, D2O, TMS): δ = 3.90–4.10 (CH2COO), 5.80–6.10 (C60–H) ppm; 13C NMR (75 МГц, CDCl3, TMS): δ = 45 (CH2), 140–150 (C60), 176 (CO) ppm. (УФ–видимая) спектры поглощения записывали на спектрофотометр Hitachi U-3900.
Термогравиметрический анализ (ТГА) проводили в атмосфере азота с ТА.
Приборы термогравиметрического анализатора Q500 при 25–1000°C; скорость нагрева 10 К/мин (метод HiRes). 		[51]
8 гидроксипролин (рис. 1з) Производитель – ЗАО ИЛИП, Санкт-Петербург Чистота 99.8 мас. %
Идентификация: ИК- и УФ-спектроскопия, масс-спектрометрия, элементный анализ 		[52]
Рис. 2.

Фотография кристаллов производного С60 с L‑лизином (С60(C6H14N2O2)2).

Рис.3.

ИК-спектр производного С60 с L-гидроксипролином (С60(C5H9NO3)2).

Рис. 4.

Электронный спектр производного С60 с L-аргинином (C60(C6H13N4O2)8H8), D – оптическая плотность, λ – длина волны.

Рис. 5.

Жидкостная хроматограмма производного С60 с L-треонином (С60(C4H9NO3)2). Колонка: “Phenomenex® NH2” (150 × 2.0 мм, 5 мкм, 100 A), элюент: ацетонитрил / водный раствор уксусной кислоты (0.1%) (5:95), 0.2 мл/мин, объем дозируемой пробы 20 мкл, детектирование: диодная матрица.

Рис. 6.

Термический анализ кристаллогидрата производного С60 с L-лизином (С60(C6H14N2O2)2).

Таблица 2.  

Комплексный термический анализ производного С60 с L-лизином (С60(C6H14N2O2)2)

№ Tm, °C
(Tb – Te), °C 		$\Delta {{m}_{i}}{\text{/}}m_{0}^{{{\text{calc}}}}$, % $\Delta {{m}_{i}}{\text{/}}m_{0}^{{{\text{exp}}}}$, % Процесс
1  343.15
303.15–433.15 		8.2 8.2 C60(C6H14N2O2)2 ⋅ 5H2O → C60(C6H14N2O2)2 + 5H2O
2  483.15
443.15–578.15 		11.6 11.1 C60(C6H14N2O2)2 + O2 → C60(NH(CH2)4CH3)2 + + 2CO2 + N2 + 2H2O
3  673.15
593.15–793.15 		11.2 10.6 C60(NH(CH2)4CH3)2 + 14O2 → C60(NHCH=O)2 + + 8CO2 + 10H2O
4  863.15
833.15–903.15 		2.4 2.5 C60(NHCH=O)2 → C60NH2(NHCH=O) + CO
5 963.15
903.15–1033.15 		2.9 2.5 C60NH2(NHCH=O) → C60(NH2)2 + CO
6 1073.15
1053.15–1093.15 		2.8 2.8 C60(NH2)2 + O2 → C60 + 2H2O + N2
7 1203.15
109.15–1323.15 		>14 >14 Частичное окисление C60

Обозначения: Tm – температура максимума термоэффекта, Tb и Te – температуры начала и окончания термического эффекта, Δ mi/m0 – потеря массы, m0– начальная масса [87].

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОИЗВОДНЫХ ФУЛЛЕРЕНОВ С АМИНОКИСЛОТАМИ

Основныe методы теоретического подхода к изучению производных фуллеренов с аминокислотами и расчета физико-химических свойств – теория функционала плотности (DFT – Density Functional Theory) и молекулярная динамика. В основе применения теории DFT лежит зависимость свойств молекул от электронной структуры, тогда как в молекулярной динамике для свойств моделируемых систем определяющую роль играют межмолекулярные взаимодействия, которые опосредованно (через силовые поля), также зависят от электронной структуры.

В работе [65] впервые выполнен расчет теплоемкости для легкого производного фуллерена с аминокислотой C60–Arg в широком диапазоне температур. Расчеты теплоемкости проведены в гармоническом приближении методом DFT, реализованным в модуле DMol3 программного комплекса Materials Studio. Оптимизация геометрии C60–Arg выполнена с использованием функционалов PBE, PW91 и HCTH, полного электронного атомного базиса DNP (4.4) и допуска по общей энергии, равного 2 × 10–5 Хартри.

Расчеты теплоемкости проведены для двух типов молекул C60–Arg с различным расположением аминокислотных остатков: с равномерным (рис. 7a) и “сатурноподобным” распределением (рис. 7б) при температуре от 50 до 320 K. По результатам расчетов выяснено, что при ~50 K наблюдается очень хорошее согласие между расчетными и экспериментальными данными, при этом систематическое различие увеличивается с повышением температуры и достигает 20% при 320 К. Последний факт связан с существенным вкладом ангармонизма при высоких температурах. Показано, что различные изомеры не влияют на величину теплоемкости.

Рис. 7.

Производное фуллерена С60–Arg с равномерным (а) и “сатурнообразным” (б) расположением аминокислотных остатков.

В работе [88] электронная структура производного C70 и L-треонина (C70–Thr) рассчитывалась методом DFT, реализованным в модуле DMol3 (программный пакет Materials Studio) с использованием функционала PW91 с базисом dnp (4.4) в полноэлектронном подходе. После полной оптимизации геометрии молекул заряды атомов оценивались по схеме Малликена. Динамические и структурные характеристики C70, Thr и C70–Thr определялись классическим методом молекулярной динамики с использованием модуля Forcite с силовым полем UFF и рассчитанными на предыдущем этапе значениями атомных зарядов. Время моделирования составляло 500 пс. Бинарные системы C70–H2O и C70–Thr–H2O моделировались с использованием 1500 молекул воды на одну молекулу фуллерена и производного фуллерена. Моделирование бинарной системы, содержащей L‑треонин, проводили с использованием двух молекул Thr и такого же количества молекул воды. Указанные выше бинарные системы исследованы с помощью ансамбля NVT с МД-моделированием при T = 293.15 K с использованием термостата Нозе.

Распределения электронной плотности для молекул C70, Thr и C70–Thr, рассчитанные методом DFT, представлены на рис. 8. Рассчитанные заряды атомов в молекулах Thr и C70–Thr представлены в табл. 3. Основные особенности полученных результатов связаны с зарядами атомов азота в аминокислоте и в производном фуллерена. Вероятно, электронная система фуллерена притягивает электронную пару атома азота и приводит к уменьшению всех зарядов атомов в аминокислоте. Функция радиального распределения (ФРР) между молекулами воды и атомами азота из аминокислоты (Thr) и производного C70–Thr представлена на рис. 9. Хорошо видно, что оба атома азота в производных фуллерена защищены ядром фуллерена и аминокислотными остатками, в то время как отдельные аминокислоты более доступны для воды молекулы. На рис. 9 представлена РФР между атомами углерода ядра фуллерена и молекулами воды. Функционализация фуллерена двумя L-треониновыми группами недостаточна для существенного изменения распределения молекул воды вокруг ядра фуллерена. Радиальные функции распределения между молекулами воды и атомами кислорода из гидроксильной, карбоксильной и карбонильной групп представлены на рис. 10. Анализ полученных результатов показывает, что наиболее близкое положение молекул воды наблюдается у атома кислорода в карбонильной группе.

Рис. 8.

Распределение электронной плотности в фуллерене С70 (а), треонине (б) и производном C70–Thr (в).

Таблица 3.  

Усредненные заряды (в единицах заряда электрона), атомов азота и кислорода из гидроксильных (–OH), карбоксильных (–COOH) и карбонильных (C=O) групп, определенные по схеме Малликена

Система O(–COOH) O(–OH) O(–C = O) N
Thr –0.632 –0.660 –0.337 –0.743
C70–Thr –0.420 –0.496 –0.398 –0.268
Рис. 9.

Радиальные функции распределения между молекулами воды и атомами азота в С70-Thr (а) и в отдельной молекуле треонина (б).

Рис. 10.

Функции радиального распределения между молекулами воды и атомами кислорода гидроксильной (1), карбоксильной (2) и карбонильной (3) групп.

В работе [89] методом DFT с использованием базиса плоских волн в программе CASTEP рассчитаны значения экранирования для всех атомов углерода молекулы C60-Arg для интерпретации спектров ЯМР. Расчеты проведены с использованием функционала PBE с набором плоских волн, которые определялись значением cutoff, равным 610 эВ. Спектры ЯМР 13С рассчитаны относительно тетраметилсилана. Сравнение экспериментальных и расчетных спектров показывает, что изомер с “сатурноподобным” (рис. 7б) распределением аминокислотных остатков описывает экспериментальный спектр более адекватно (рис. 11). Последний факт подтвержден расчетом полной энергии изомеров. Различие между полными энергиями “сатурноподобного” и изомера с равномерным распределением аминокислотных остатков составляет 6.5 эВ, т.е. “сатурноподобный” изомер более устойчив.

Рис. 11.

Экспериментальный спектр ЯМР 13С, полученный с помощью метода CP/MAS (время контакта 2 мс) и рассчитанный с помощью DFT.

Для расчета динамической структуры использовался метод классической молекулярной динамики в программе FORCITE программного обеспечения Materials Studio. В то же время использовалось силовое поле COMPASS II с соответствующими зарядами. Распределения аминокислотных остатков над ядром фуллерена были однородными и “сатурноподобными” (рис. 7б). В расчете использовалась ячейка с периодическими граничными условиями, содержащая одну молекулу производного C60-Arg и 1500 молекул воды. Рассчитана бинарная система C60-Arg–вода при T = 300 K в ансамбле NVT в течение 1000 пс.

По результатам молекулярно-динамических расчетов можно сделать вывод, что наиболее важной характеристикой, влияющей на взаимодействие производного C60-Arg с молекулами воды, является стерический фактор. На рис. 12 представлены данные о радиальном распределении между каждым типом атомов изомеров C60-Arg: “сатурноподобное” и равномерное распределения. Можно выделить следующие особенности: (i) в случае “сатурноподобной” структуры молекулы воды располагаются с атомами ядра фуллерена ближе, чем с униформой; (ii) атом кислорода гидроксильной группы обоих изомеров наиболее сильно притягивает молекулы воды; (iii) в случае “сатурноподобного” изомера молекулы воды располагаются ближе ко всем атомам молекулы C60-Arg. Этот факт, вероятно, связан с более высокой степенью ионности “сатурноподобного” изомера.

Рис. 12.

Радиальная функция распределения между атомами кислорода воды и различными атомами производного C60-Arg; I – атомы углерода остова фуллерена, II – атомы азота остатков аргинина, III – атомы кислорода остатков аргинина. Верхние графики соответствуют равномерным распределениям функциональных групп, нижние – “сатурноподобным” распределениям; un − немодифицированный фуллерен.

В работе [90] изомер c полярным расположением аминокислотных остатков гидроксипролина C60-Hyp (см. рис. 13) был выбран исходя из минимума полной энергии, рассчитанной методом DFT, реализованным в программе DMol3 с функционалом PBE и атомарным базисом DNP, заряды оценивались по схеме Малликена. Для оценки организации молекул воды в водной среде C60‑Hyp мы применили метод молекулярной динамики, реализованный в FORCITE, модуль программного комплекса Material Studio. Смоделированная система содержала одну молекулу C60‑Hyp и 3000 молекул воды. Мы использовали NVT-ансамбль, длительность 5 нс, шаг по времени 1 фс при температуре T = 298.15 K, силовое поле UFF с расчетными зарядами. В табл. 4 представлены заряды атомов a–e (рис. 14).

Рис. 13.

Изомер С60-Hyp с полярным расположением аминокислотных остатков. Буквы a–e соответствуют атомам, представленным в табл. 4.

Таблица 4.  

Рассчитанные атомные заряды (в зарядах электрона) производного C60-Hyp, которые применялись в расчетах методом молекулярной динамики (а–е – см. рис. 13)

Атом Заряды
O (a) –0.570
C (b) 0.187
N (c) –0.561
O (d) –0.450
O (e) –0.455
Рис. 14.

Радиальные функции распределения различных типов атомов в C60-Hyp; a – кислород гидроксильной группы, b – углеродные атомы модифицированного остова фуллерена, с – атом азота, d – атом кислорода карбонильной группы, e – атом кислорода карбоксильной группы.

По результатам компьютерного моделирования с использованием метода молекулярной динамики (рис. 13) можно выделить следующие особенности:

молекулы воды расположены ближе всего к атомам кислорода карбоксильной группы (рис. 14, d, e) (3.25 и 3.21 Å), благодаря комбинированным действиям двух близко расположенных атомов кислорода, чего не наблюдается для более заряженного одиночного атома кислорода гидроксильной группы (рис. 14, а) (3.31 Å);

максимальное значение ФРР молекул воды относительно атома углерода ядра фуллерена (рис. 14, b), показывает, что молекулы воды приближаются к этому атому намного меньше по сравнению с атомами кислорода аминокислотного остатка;

атомы азота (рис. 14, с) (5.55 Å) практически не имеют контакта с молекулами воды вследствие стерических трудностей.

В ряде работ по компьютерному моделированию аддуктов фуллеренов и аминокислот изучаются соединения, в которых аминокислота не связана с фуллереном химической связью, а устойчивый комплекс образуется посредством невалентных взаимодействий. В рассмотренных работах анализируются только взаимодействия между чистым фуллереном и молекулами аминокислот, хотя в работах и проводятся расчеты с модифицированием фуллеренового кора различными атомами и функциональными группами.

Методом DFT были рассчитаны адсорбционные комплексы фуллерена и фенилаланина в газовой фазе и в воде [91]. Для расчетов применялись функционалы M062X и B3LYP с базисом 6-31G(d). Было показано, что в выбранных четырех вероятных местах адсорбции молекулы фенилаланина энергия связывания аминокислоты с фуллереном зависит от распределения электронной плотности после полной оптимизации геометрии рассчитываемого комплекса. Расстояния молекулы фенилаланина до фуллеренового кора составляли для функционала M062X 3.61 и 3.60 Å в газовой фазе и воде, соответственно, тогда как для функционала B3LYP соответствующие значения составляли 4.38 и 4.45 Å.

Компьютерное моделирование взаимодействия фуллерена С60 с молекулой L-гистидина представлено в работе [92]. Для расчетов электронной структуры и полной оптимизации геометрии применялся метод RHF с базисом 6-31G*. Оценка энергии взаимодействия молекулы аминокислоты и кора фуллерена проводилась с помощью метода MP2. Расстояние между атомами водорода молекулы аминокислоты, которые имеют слабо положительный заряд, и между атомами молекулы фуллерена определены как 3.0–3.1 Å.

В [93] было изучено невалентное взаимодействие 20 L-аминокислот с фуллереновым кором С60 методом DFT (модуль DMol3 из пакета Materials Studio), с применением функционала PBE, базиса DNP и поправки Гримме для невалентных взаимодействий. Полностью оптимизировалась геометрия комплексов в газовой фазе и водной среде и рассчитывалась полная энергия системы. В работе проведен сравнительный анализ энергий образования комплексов в вакууме и воде. Показана ограниченность подхода, объясняющего взаимодействие молекулы аминокислоты с фуллереновым кором только гидрофобным механизмом.

Взаимодействию молекулы пролина с поверхностью фуллеренового кора C60 посвящена работа [94]. В расчете методом DFT (реализация в Spartan) применялся функционал B3LYP и базис 6-31G(d). Рассчитывались такие показатели, как оптимальная геометрия (длины связей) и ИК-спектры в интервале температур 298.15–398.15 K, энергия адсорбции, орбитальные энергии HOMO и LUMO. Показано, что адсорбция пролина на фуллереновом коре эндотермична и невозможна в реальном эксперименте.

Эффективный подход для расчета pKa аддукта L-аланин-С60 с помощью квантово-химических методов представлен в [95]. Применялись методы HF и DFT (программа Gaussian) с базисом 6-31G(d) и функционалом B3LYP для расчета равновесной геометрии и колебательных частот в газовой фазе. Затем рассчитывались энергии гидратации и электронные энергии в воде (континуальная модель PCM). В работе детально рассмотрены изомеры аддукта и найден наиболее энергетически выгодный; показано, что образование цвиттер-ионов COO––CH(Me)–NH$_{2}^{ + }$–C60H и COOH–CH(Me)–NH$_{2}^{ + }$–${\text{C}}_{{60}}^{ - }$ с отрицательными зарядами, локализованными на COO– или ${\text{C}}_{{60}}^{ - }$ очень маловероятно.

В [96] методом DFT были рассчитаны энергии взаимодействий фуллерена и пептидов из аминокислот лизина и аланина с функционалами BLYP и VWN и базисом DNP (модуль DMol3 из пакета Materials Studio). Показано, что функционал BLYP не годится для моделирования такого рода систем, тогда как функционал VWN дает надежные, хотя и несколько заниженные значения. Также в [96] применялся метод молекулярной механики, были исследованы силовые поля AMBER и MM+, входящие в пакет HyperChem. При этом наилучшие результаты относятся к применению силового поля AMBER. Такого рода расчеты наглядно демонстрируют возможности применения расчетных методов и для выяснения природы взаимодействия белковых молекул и фуллерена.

Адсорбция аланина на фуллерене С60 моделировалась методом DFT в работе [97]. Модельный комплекс оптимизировался с применением функционала M062X и базиса 6-31G* (программа Gaussian). Рассчитывались энергии адсорбции, индексы реакционной способности, атомные заряды и глобальный перенос электронной плотности (GEDT) в газовой и водной среде. Показано, что устойчивое соединение образуется при расстояниях между молекулой аланина и фуллереновым кором в 3.03–3.07 Å.

Невалентные взаимодействия глицина, инкапсулированного в фуллерен C60, изучены в [98]. Применялся функционал M06-2X и базис 6-311G(d,p). Результаты расчетов показывают, что фуллереновый кор значительно влияет на структуру и электронные свойства молекулы глицина, находящейся внутри. В частности, несмотря на значительное отталкивание молекулы глицина от атомов углерода фуллерена, молекула аминокислоты деформируется и склонна образовывать цвиттер-ион, а пространственное расположение молекулы глицина определяется взаимодействием атома азота с электронной системой фуллерена.

Энергия гидратации аддуктов фуллерена аспарагиновой кислоты и метионина рассчитывалась в работе [99]. Рассматривались объекты, состоящие из фуллеренового остова и пяти однородных аминокислотных остатков. Энергия гидратации рассчитывалась методом DFT с применением как UA- и PCM-подходов для континуального учета среды, так и обобщенного метода Борна. Заряды на атомах определялись по схеме Малликена после расчета с применением функционала B3LYP и базисов 6-31G(d) и 6-31+G(d,p). Показано, что с помощью обобщенного метода Борна можно достаточно хорошо воспроизводить энергию гидратации для нейтральных и заряженных аддуктов фуллерена C60 и аминокислот.

В работе [100] моделируется адсорбция аминолевулиновой кислоты с фуллереном C60. Для расчетов применялся метод DFT (программа GAMESS) с функционалом B3LYP и базисом 6‑31G*. Расчеты показали, что наибольшую роль в адсорбции аминокислоты играет электростатическая энергия. При этом электронные свойства и геометрическая структура фуллеренового кора меняется незначительно.

Таким образом, современные методы компьютерного моделирования на атомно-молекулярном уровне позволяют глубже понять как электронные и структурные особенности производных фуллеренов с аминокислотами, так и их физико-химические свойства.

Работа была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (код проекта № 20-13-50017 Экспансия).

Список литературы

  1. Kroto H.W., Heath J.R., O’Brien S.C. et al. // Nature. 1985. V. 318. № 6042. P. 162.

  2. Ruoff R.S., Tse D.S., Malhorta R., Lorents D.S. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. № 13. P. 3379.

  3. Сидоров Л.Н., Юровская М.А. Фуллерены: учебное пособие. М.: Экзамен, 2005. 688 с.

  4. Пиотровский Л.Б., Киселев О.И. Фуллерены в биологии: учебное пособие. СПб.: Росток, 1.2006. 336 с.

  5. Semenov K.N., Charykov N.A., Keskinov V.A. // J. Chem. Eng. Data. 2010. V. 55. P. 13.

  6. Семенов К.Н., Чарыков Н.А., Кескинов В.А. // Журн. физ. химии. 2013. Т. 87. № 1. С. 62.

  7. Семенов К.Н., Чарыков Н.А., Кескинов В.А. и др. // Журн. прикл. химии. 2010. Т. 83. № 6. С. 946.

  8. Andrievsky G.V., Kosevich M.V., Vovk O.M. et al. // J. Chem. Soc. 1995. V. 12. P. 1281.

  9. Парнес З.Н., Романова В.С., Андреев С.М. и др. Адъюванты. Патент РФ 2129436 // 27.04.1999.

  10. Andersson T., Nilsson K., Sundahl M. et al. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1992. P. 604

  11. Yamakoshi Y.N., Yagami T., Fukuhara K. et al. // Ibid. 1994. P. 517.

  12. Nakanishi T., Ariga K., Morita M. et al. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2006. V. 284–285. P. 607.

  13. Андреев С.М., Башкатова Е.Н., Башкатова Ю.Н. и др. Cпособ получения аддуктов фуллерена. Патент РФ 2462474 // 27.09.2012 Бюл. № 27.

  14. Юровская М.А. // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 5. С. 26.

  15. Hirsch A., Li Q., and Wudi F. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991. V. 30. P. 309.

  16. Романова В.С., Цыряпкин В.А., Ляховецкий Ю.А. и др. // Изв. РАН. Cер. xим. 1994. № 6. С. 1154.

  17. Масалова О.В., Шепелев А.В., Атанадзе С.Н. и др. // Докл. РАН. 1999. Т. 369. № 3. С. 411.

  18. Меджидова М.Г., Абдуллаева М.В., Федорова Н.Е. и др. // Антибиотики и химиотерапия. 2004. Т. 49 № 8−9. С. 13.

  19. Андреев С.М., Бабахин А.А., Петрухина А.О. и др. // Докл. РАН. 2000. Т. 390. № 2. P. 261.

  20. Friedman S.H., DeCamp D.L., Sijbesma R. et al. // J. Am. Chem. Soc. 1993. V. 115. P. 6506.

  21. Sijbesma R., Srdanov G., Wudl F. et al. // Ibid. 1993. V. 115. P. 6510.

  22. Schinazi R.F., Sijbesma R., Srdano G. et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 1993. V. 37. P. 1707.

  23. Friedman S.H., Wudl F., Rubin Y., Kenyon G.L. // Proc. Electrochem. Soc. 1994. V. 24. P. 662.

  24. Schinazi R.F., McMillan A., Juodawlkis A.S. et al. // Ibid. 1994. V. 24. P. 689.

  25. Triggle D.J. // Chemtracts: Org. Chem. 1994. V. 7. P. 57.

  26. Schinazi R.F., Bellavia C., Gonzalez R. et al. // F. Proc. Electrochem. Soc. 1995. V. 10. P. 696.

  27. Chiang L.Y., Wang L.-Y., Swirczewski J.W. et al. // Org. Chem. 1994. V. 59. P. 3960.

  28. Wudl F., Hirsch A., Khemani K. et al. // ACS Syrup. Ser. 1992. V. 481. P. 161.

  29. Андреев С.М., Лаптев В.П., Панферова Н.Г. и др. Фармацевтическая композиция для фотодинамической терапии и способ лечения онкологического заболевания с ее использованием. Патент РФ 2323722 // 10.05.2008 Бюл. № 13.

  30. Андреев С.М., Башкатова Е.Н., Хаитов М.Р., Пургина Д.Д. Cпособ получения водных нанодисперсий фуллерена. Патент РФ 2548971 // 20.04.2015 Бюл. № 11.

  31. Li J., Takeuchi A., Ozawa M. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1993. V. 23. P. 1784.

  32. Chiang L.Y., Bhonsle J.B., Wang L. et al. // Tetrahedron. 1996. V. 52. P. 4963.

  33. Chiang L.Y., Upasani R.B., Swirczewski J.W. // J. Am. Chem. Soc. 1992. V. 114. P. 10154.

  34. Meier M.S., Kiegiel J. // Org. Lett. 2001. V. 3. P. 1717.

  35. Szymanska L., Radecka H., Radecki J. et al. // Biosens.Bioelectron. 2001. V. 16. P. 911.

  36. Mirkov S.M., Djordjevic A.N., Andric N.L. et al. // Nitric Oxide. 2004. V. 11. P. 201.

  37. Kokubo K., Matsubayashi K., Tategaki H. et al. // ACS Nano. 2008. V. 2. № 2. P. 327.

  38. Yang J.M., He W., Ping H. et al. // Chinese. J. Chem. 2004. V. 22. № 9. P. 1008.

  39. Sheng W., Ping H., Jian Min Z. et al. // Synthetic Communications. 2005. V. 35. № 13. P. 1803.

  40. Chiang Long Y. Fullerene Derivatives as Free Radical Scavengers. US patent 5648523. July 15, 1997.

  41. Lamparth I., Hirsch A. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994. P. 1727–1728.

  42. Shestopalova A.A., Keskinov V.A., Klepikov V.V. et al. // J. Mol. Liq. 2015. V. 211. P. 301.

  43. Шестопалова А.А., Чарыков Н.А., Калачева С.С., Семенов К.Н. // В сб.: Химия и химическое образование XXI века, 2015. С. 96.

  44. Kotelnikova R.A., Kotelnikov A.I., Bogdanov G.N. et al. // FEBS Letters. 1996. V. 389. № 2. P. 111.

  45. Vol’pin M.E., Belavtseva E.M., Romanova V.S. et al. // Mendeleev Comm. 1995. V. 4. P. 129.

  46. Hu Z., Guan W., Wang W. et al. // Carbon. 2008. V. 46. P. 99; Cell Biol Int. 2007. V. 31. P. 798.

  47. Wang I.C., Tai L.A., Lee et al. // J. Med. Chem. 1999. V. 42. № 22. P. 4614. https://doi.org/10.1021/jm990144s

  48. Gan L.B., Luo C.P. // Chinese Chem. Letters. 1994. Vol. 5. № 4. P. 275.

  49. Hu Z., Guan W., Wang W. et al. // Chem-Biol Interact 2007. V. 167. P. 135.

  50. Kumar A., Rao M.V., Menon S.K. // Tetrahedron Lett. 2009. V. 50. P. 6526.

  51. Jiang G., Yi F., Duan J., Li G. // J. Mater. Sci: Mater. Med. 2015. V. 26. P. 1.

  52. Semenov K.N., Meshcheriakov A.A., Charykov N.A. et al. // RSC Advances. 2017. № 7. P. 15189.

  53. Djordjevic A., Srdjenovic B., Seke M. et al. // J. Nanomaterials. Hindawi Publishing Corporation. 2015. Article ID 567073. P. 15.

  54. Friedman S.H., Schinazi R.F., Wudl F. et al. Method of Treatment of Viral Infection Including HIV Using Water Soluble Fullerenes. Патент США US6613771B2 // 15.11.2001

  55. Жмак М.Н., Вольпина О.М., Куприянова М.А. и др. Фуллереновое производное гликопептида, обладающее адъювантной активностью. Патент РФ 2124022 // 21.12.1998

  56. Leon A., Jalbout A.F., Basiuk V.A. // Chem. Phys. Lett. 2008. V. 452. P. 306.

  57. Dolinina T.Yu., Luzhkov V.B. // Russ. Chem. Bull. 2012. V. 61. № 8. P. 1631.

  58. Semenov K.N., Charykov N.A., Murin I.V., Pukharenko Yu.V. // J. Mol. Liq. 2015. V. 202. P. 50.

  59. Семенов К.Н., Иванова Н.М., Чарыков Н.А. и др. // Журн. физ. химии. 2017. Т. 91. № 2. С. 318.

  60. Noskov B.A., Timoshen K.A., Akentiev A.V. et al. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2017. V. 529. P. 1.

  61. Lelet M.I., Semenov K.N., Andrusenko E.V. // J. Chem. Thermodynamics. 2017. V. 115. P. 7.

  62. Semenov K.N., Charykov N.A., Meshcheriakov A.A. // J. Mol. Liq. 2017. V. 242. P. 940.

  63. Semenov K.N., Andrusenko E.V., Charykov N.A. et al. // Progress in Solid State Chemistry. 2017. V. 47−48. P. 16.

  64. Serebryakov E.B., Semenov K.N., Stepanyuk I.V. // J. Mol. Liq. 2018. V. 256. P. 507.

  65. Iurev G.O., Lelet M.I., Pochkayeva E.A. et al. // J. Chem. Thermodynamics. 2018. V. 127. P. 39.

  66. Burley G.A., Keller P.A., Pyne G.S. // Full. Sci. Techol. 1999. V. 7. P. 973.

  67. Bianco A., Da Ros T., Prato M., Toniolo C. // J. Pept. Sci. 2011. V. 7. P. 208.

  68. Gan L., Zhou D., Luo C. et al. // J. Org. Chem. 1996. V. 61. P. 1954.

  69. Klemenkova Z.S., Romanova V.S., Tsyryapkin V.A. et al. // Mend. Comm. 1996. V. 6. № 2. P. 602.

  70. Enes R.F., Tome A.C., Cavaleiro J.A.S. // Tetrahedron. 2005. V. 61. P. 1423.

  71. Watanabe L.A., Bruiyan M.P.I., Jose B. et al. // Tetrahedron Lett. 2004. V. 45. P. 7137.

  72. Varon A., Naide F // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 1993. Vol. 28. P. 31.

  73. Bianco A., Lucchini, Maggini M. // J. Peptide Sci. 1998. V. 4. P. 364.

  74. Bianco A., Bertolini T., Crisma M. et al. // Ibid. 1997. V. 50. P. 159.

  75. Раснецов Л.Д., Шварцман Я.Ю., Лялина И.К. и др. Cпособ получения водорастворимых аминокислотных производных фуллерена. Патент РФ 2213039 // 27.09.2003 Бюл. № 27.

  76. Котельников А.И., Романова В.С., Богданов Г.Н. и др. Полифункциональные аминокислотные производные фуллерена C60. Патент РФ 2462473 // 27.09.2012. Бюл. № 27.

  77. Магдесиева Т.В., Левицкий О.А., Амбарцумян А.А., Кочетков К.А. Cпособ получения энантиомерно чистых (s) аминокислот на основе комплекса [(s) -bpb-gly] ni (ii), напрямую связанных с фуллереновым ядром через α-углеродный атом, в форме хиральных (a) и (c) 1,4-аддуктов [60]фуллерена. Патент РФ 2614247 // 24.03.2017 Бюл. № 9.

  78. Tat’yanenko L.V., Dobrokhotova O.V., Kotel’nikova R.A., et al. // Pharm. Chem. J. 2011. V. 45. № 6. P. 329.

  79. Semenov K.N., Charykov N.A., Postnov V. et al. // Russ. Chem. Rev. 2016. V. 85. P. 38.

  80. Liu Q., Zhang X., Zhang X. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013. V. 5. № 21. P. 11101.

  81. Liu Q., Zheng J., Guan M. et al. // Ibid. 2013. V. 5. № 10. P. 4328.

  82. Раснецов Л.Д. Cредство для ингибирования репродукции оболоченных вирусов, способ его получения, фармацевтическая композиция и способ ингибирования вирусных инфекций. Патент РФ 2236852 // 27.09.2004. Бюл. № 27.

  83. Пиотровский Л.Б. // Рос. нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 7−8. С. 6.

  84. Grigoriev V.V., Petrova L.N., Ivanova et al. // Biology Bull. 2011. V. 38. P. 125.

  85. Kotel’nikova R.A., Faingol’d I.I., Poletaeva D.A. et al. // Russ. Chem. Bull. 2011. V. 6. P. 1172.

  86. Jensen A.W., Wilson S.R., Schuster D.I. // Bioorg. Med. Chem. 1996. V. 4. P. 767.

  87. Семенов К.Н. Cинтез, идентификация, физико-химические свойства и фазовые равновесия в системах, содержащих легкие фуллерены и их производные: Дис. … докт. хим. наук. СПб.: СПбГУ. 2016. 338 с.

  88. Serebryakov E.B., Zakusilo D.N., Semenov K.N. et al. // J. Mol. Liq. 2019. V. 279. P. 687. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.02.013

  89. Ageev S.V., Iurev G.O., Podolsky N.E. et al. // Ibid. 2019. V. 291. P. 111256. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111256

  90. Meshcheriakov A.A., Iurev G.O., Luttsev M.D. et al. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2020. V. 196. P. 111338.

  91. Kaya M.F., Alver Ö., Parlak C. and Ramasami P. // Main Group Met. Chem. 2019. V. 42. P. 135.

  92. Lal B.// J. Mol. Model. 2007. V. 13. P. 531. https://doi.org/10.1007/s00894-007-0179-6

  93. Basiuk V.A., González-Luciano E. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2016. V. 24. P. 371. https://doi.org/10.1080/1536383X.2016.1163687

  94. Ahmadi R., Sarvestani M.R.J., Taghavizad R., Rahim N. // Chem. Methodologies. 2020. V. 4. P. 68.

  95. Luzhkov V.B., Romanova V.S., Kotelnikov A.I. // Russ. Chem. Bull., Intern. Edition. 2014. V. 63. P. 567.

  96. Basiuk V. A., Bassiouk M. // J. Computational and Theoretical Nanoscience. 2011. V. 8. P. 243.

  97. Khavidaki H.D., Soleymani M. // Phys. Chem. Res. 2020. V. 8. P. 657. https://doi.org/10.22036/pcr.2020.227279.1759

  98. Shahamirian M., Azami S.M. // Physics Letters A. 2019. V. 383. P. 126004. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2019.126004

  99. Krapivin V.B., Luzhkov V.B. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 525 P. 012033 https://doi.org/10.1088/1757-899X/525/1/012033

  100. Kiaa M., Golzar M., Mahjoub K., Soltani A. // Superlattices and Microstructures 2013. V. 62. P. 251. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2013.07.010

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Журнал физической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал