ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЙ КАРБЕН ЛОВИТ РАДИКАЛ NO

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЙ КАРБЕН ЛОВИТ РАДИКАЛ NO

Оксид азота использован для получения радикалов, сохраняющих мотив строения N-гетероциклических карбенов, радикальный центр которых локализован на фрагменте NO.

Исследование было проведено в Институте Основных Наук Южной Кореи. Руководитель работы Кимун Ким (Kimoon Kim) и члены его исследовательского коллектива проводили эксперименты с оксидом азота(II), молекулой, играющей важную роль в целом ряду биологических процессов. Молекула NO реакционноспособна – она представляет собой частицу с неподеленным электроном, то есть о ней можно говорить, как о свободном радикале.

Рисунок из J. Am. Chemi. Soc., 2015; 137 (14): 4642

Говоря простым языком, оксид азота NO часто играет роль медиатора в некоторых биологических процессах, обеспечивая протекание ряда важных для обмена веществ реакций. Радикалы зачастую образуются в процессах обмена веществ, причем в ряде случаев свободные радикалы способны реагировать с различными компонентами биологических тканей, повреждая их и нарушая их нормальное функционирование – по этой причине потенциальная роль, которую играют свободные радикалы в различных патологических состояниях, является предметом интенсивного изучения, которое, однако, не может похвастаться значительными успехами.

На настоящее время описано лишь небольшое количество органических соединений, способных реагировать с NO, образуя радикальные оксид-азотные производные, а примеров реакций NO с N-гетероциклическими карбенами, приводящих к подобному результату, до настоящего времени не было описано. Тем не менее, в литературе существовало достаточное количество примеров применения N-гетероциклических карбенов для стабилизации радикалов и радикал-ионов, образованных элементами главных подгрупп.

Стабилизированные N-гетероциклическими карбенами оксид-азотные радикалы были впервые получены с помощью непосредственного присоединения оксида азота(II) к двум доступным N-гетероциклическим карбенам в растворе. Строение продуктов реакции – светло-оранжевых твердых веществ, устойчивых по отношению к кислороду и влаге воздуха – было подтверждено с помощью методов ЭПР и рентгеноструктурного анализа. Функциональная группа, несущая радикальный центр, при нагревании твердых продуктов может быть перенесена на другой N-гетероциклический карбен, что позволяет предложить новые варианты переноса фрагмента NO. Следует, однако, отметить, что наряду с переносом NO с одного карбена на другой в процессе наблюдается выделение закиси азота (N₂O).

Результаты нового исследования интересны еще и тем, что полученные соединения представляют собой новый пример устойчивых синглетных карбенов, электронное строение и свойства которых имитируют металлоцентры.

Источник: J. Am.Chemi. Soc., 2015; 137 (14): 4642; DOI: 10.1021/jacs.5b01976