Макроциклические полиамины (полиаза-крауны) оказали огромное влияние на многие области науки в XX веке. Их способность как лигандов прочно связывать катионы металлов и небольшие молекулы открывает широкие возможности для применения в области катализа, фото- и электрокатализа, разделения, молекулярного распознавания, систем таргетной биодоставки, медицинской диагностики и терапии.

Свойства полиаза-краунов можно эффективно регулировать размером макроцикла и природой заместителей у атомов азота. Принципиально иные свойства можно ожидать при введении гидроксильных групп к атомам азота макроциклических полиаминов. Однако N-гидроксилированные производные полиаза-краунов практически не известны в литературе.

Ученым Лаборатории органических и металл-органических азот-кислородных систем Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН удалось получить краун-гидроксиламины, включающие в себя несколько единиц N-OH в одной молекуле. Они образуют устойчивые комплексы, содержащие ион d-металла (Cu(II), Ni(II), Mn(II) и Zn(II)), координированный сразу несколькими гидроксиламиновыми фрагментами. Структура и стабильность краун-гидроксиламинов и их комплексов во многом определяются сильными внутримолекулярными водородными связями между группами N-OH. Краун-гидроксиламиновые комплексы демонстрируют pH-зависимое поведение, при этом эффективность связывания металлов увеличивается при депротонировании N-OH групп. Они также проявляют хорошую каталитическую активность в аэробной окислительной активации связей S-H и N-H, тогда как соответствующие комплексы макроциклических аминов малоэффективны в этих реакциях.

Описание работы опубликовано в журнале Nature Communications. Соавторами стали сотрудники Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН и МФТИ.

Источник: ИОХ РАН.