Skip to main content
Log in

Synthesis of benzoazacrown ethers by transformation of benzocrown macrocycle and preparation of related complexing agents

  • Reviews
  • Published:
Russian Chemical Bulletin Aims and scope

Abstract

The results of studies aimed at producing and developing a new methodology of synthesis of functional derivatives of benzoazacrown ethers by stepwise transformation of the benzocrown macrocycle are generalized. The comprehensive study of the spatial structure and complexation properties of the starting benzocrown ethers, target benzoazacrown ethers, and their nearest structural analogs shows that the N-alkylbenzoazacrown derivatives exhibit a much higher ability to bind metal and ammonium cations compared to the corresponding N-phenylazacrown ethers. They are comparable with benzocrown ethers in complexation properties and exceed them in some cases. A new approach to the synthesis of dinitrodibenzodiazacrown ethers is proposed based on the one-step transformation of the macrocycle of the dinitrodibenzo18-crown-6 cis-isomer under the action of aliphatic diamines. The synthesis of styryl dyes containing the N-methylbenzoazacrown fragment is described. The detailed studies by electron spectroscopy, NMR spectroscopy, and X-ray diffraction analysis revealed a high potential of these dyes as optical molecular sensors for alkaline and alkaline-earth metal cations.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. H.-G. Löhr, F. Vögtle, Acc. Chem. Res., 1985, 18, 65.

    Article  Google Scholar 

  2. A. P. de Silva, H. Q. N. Gunaratne, T. Gunnlaugsson, A. J. M. Huxley, C. P. McCoy, J. T. Rademacher, T. E. Rice, Chem. Rev., 1997, 97, 1515.

    Article  Google Scholar 

  3. B. Valeur, I. Leray, Coord. Chem. Rev., 2000, 205, 3.

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. E. N. Ushakov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Russ. Chem. Rev., 2008, 77, 39.

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2008, 57, 1325 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2008, 1299].

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. A. V. Tsukanov, A. D. Dubonosov, V. A. Bren, V. I. Minkin, Chem. Heterocycl. Compd. (Engl. Transl.), 2008, 44, 899 [Khim. Geterotsikl. Soedin., 2008, 1123].

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. R. M. Izatt, K. Pawlak, J. S. Bradshaw, R. L. Bruening, Chem. Rev., 1991, 91, 1721.

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. K. Rurack, U. Resch-Genger, Chem. Soc. Rev., 2002, 31, 116.

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. S. Fery-Forgues, F. Al-Ali, J. Photochem. Photobiol. C, 2004, 5, 139.

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. S. P. Gromov, O. A. Fedorova, M. V. Alfimov, S. I. Druzhinin, M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1995, 44, 1922 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1995, 2003].

    Article  Google Scholar 

  11. S. I. Druzhinin, M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, O. A. Fedorova, Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.), 1995, 107, 721.

    CAS  Google Scholar 

  12. E. N. Ushakov, S. P. Gromov, O. A. Fedorova, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1997, 46, 463 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1997, 484].

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. S. P. Gromov, E. N. Ushakov, O. A. Fedorova, V. A. Soldatenkova, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1997, 46, 1143 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1997, 1192].

    Article  CAS  Google Scholar 

  14. S. P. Gromov, S. A. Sergeev, S. I. Druzhinin, M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, L. G. Kuz´mina, A. V. Churakov, J. A. K. Howard, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1999, 48, 525 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1999, 530].

    Article  CAS  Google Scholar 

  15. S. I. Druzhinin, M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, S. P. Gromov, S. A. Sergeev, M. V. Alfimov, J. Fluor., 1999, 9, 33.

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Russ. Chem. Rev., 2010, 79, 1099.

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. J. C. Lockhart, A. C. Robson, M. E. Thompson, S. D. Furtado, C. K. Kaura, A. R. Allan, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1973, 577.

    Google Scholar 

  18. C. J. Pedersen, M. H. Bromels, US Pat. 3847949; Chem. Abstrs, 1975, 82, 73049.

    Google Scholar 

  19. S. A. G. Hogberg, D. J. Cram, J. Org. Chem., 1975, 40, 151.

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. J. C. Lockhart, M. E. Thompson, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1977, 202.

    Google Scholar 

  21. H. C. van der Plas, Ring Transformations of Heterocycles, Academic Press, London—New York, 1973, 1, 484; 2, 352.

    Google Scholar 

  22. S. P. Gromov, Heterocycles, 2000, 53, 1607.

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. R. S. Sagitullin, S. P. Gromov, A. N. Kost, Tetrahedron, 1978, 34, 2213.

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. A. N. Kost, R. S. Sagitullin, S. P. Gromov, Heterocycles, 1977, 7, 997.

    Article  CAS  Google Scholar 

  25. S. P. Gromov, O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, V. V. Samoshin, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1993, 42, 960 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1993, 996].

    Article  Google Scholar 

  26. S. P. Gromov, O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, V. V. Samoshin, N. S. Zefirov, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1995, 44, 116 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1995, 121].

    Article  Google Scholar 

  27. M. V. Alfimov, Yu. V. Fedorov, O. A. Fedorova, S. P. Gromov, R. E. Hester, I. K. Lednev, J. N. Moore, V. P. Oleshko, A. I. Vedernikov, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1996, 1441.

    Google Scholar 

  28. O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, O. V. Yescheulova, P. V. Tsapenko, Yu. V. Pershina, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2000, 49, 1853 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2000, 1881].

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, O. V. Yescheulova, Yu. V. Pershina, P. V. Tsapenko, S. P. Gromov, Synth. Commun., 2002, 32, 1909.

    Article  CAS  Google Scholar 

  30. O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, I. E. Baronova, O. V. Yescheulova, E. A. Fedorchuk, K. Gloe, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2004, 53, 396 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2004, 381].

    Article  CAS  Google Scholar 

  31. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, O. A. Fedorova, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1995, 44, 923 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1995, 950].

    Article  Google Scholar 

  32. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, O. A. Fedorova, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1996, 45, 648 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1996, 687].

    Article  Google Scholar 

  33. S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. I. Vedernikov, S. P. Gromov, Arkivoc, 2004, 11, 36.

    Google Scholar 

  34. S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, S. P. Gromov, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2005, 41, 461 [Zh. Org. Khim., 2005, 41, 468].

    Article  CAS  Google Scholar 

  35. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1999, 48, 1190 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1999, 1204].

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, Pat. RF 2161153; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2000, 36 (in Russian).

    Google Scholar 

  37. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, A. I. Vedernikov, L. G. Kuz´mina, A. V. Churakov, Yu. A. Strelenko, J. A. K. Howard, Eur. J. Org. Chem., 2003, 3189.

    Google Scholar 

  38. S. N. Dmitrieva, O. V. Tikhonova, S. P. Gromov, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2005, 41, 1387 [Zh. Org. Khim., 2005, 41, 1415].

    Article  CAS  Google Scholar 

  39. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, A. I. Vedernikov, N. A. Kurchavov, L. G. Kuz´mina, Y. A. Strelenko, M. V. Alfimov, J. A. K. Howard, J. Phys. Org. Chem., 2009, 22, 823.

    Article  CAS  Google Scholar 

  40. A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, L. G. Kuz´mina, N. A. Kurchavov, Yu. A. Strelenko, J. A. K. Howard, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2009, 58, 978 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2009, 954].

    Article  CAS  Google Scholar 

  41. V. G. Avakyan, S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, M. V. Alfimov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2004, 53, 24 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2004, 25].

    Article  CAS  Google Scholar 

  42. G. E. Pacey, Y. P. Wu, B. P. Bubnis, Synth. Commun., 1981, 11, 323.

    Article  CAS  Google Scholar 

  43. R. Ungaro, B. El Haj, J. Smid, J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 5198.

    Article  CAS  Google Scholar 

  44. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, V. E. Krasnovsky, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1997, 46, 519 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1997, 540].

    Article  CAS  Google Scholar 

  45. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1999, 48, 537 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1999, 542].

    Article  CAS  Google Scholar 

  46. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. Yu. Turchanov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2002, 51, 1335 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2002, 1232].

    Article  CAS  Google Scholar 

  47. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, Pat. RF 2215738; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2003, 31 (in Russian).

    Google Scholar 

  48. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, Synthesis, 2003, 593.

    Google Scholar 

  49. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. I. Vedernikov, N. A. Kurchavov, L. G. Kuz´mina, N. A. Kataeva, J. A. K. Howard, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2004, 40, 1200 [Zh. Org. Khim., 2004, 1247].

    Article  CAS  Google Scholar 

  50. S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, N. A. Kurchavov, A. I. Vedernikov, L. G. Kuz´mina, A. Ya. Freidzon, A. A. Bagatur´yants, Yu. A. Strelenko, J. A. K. Howard, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2010, 59, 1192 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2010, 1167].

    Article  CAS  Google Scholar 

  51. S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, N. A. Kurchavov, A. I. Vedernikov, A. Ya. Freidzon, S. S. Basok, A. A. Bagatur´yants, Yu. A. Strelenko, S. P. Gromov, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2011, 47, 1101 [Zh. Org. Khim., 2011, 47, 1081].

    Article  CAS  Google Scholar 

  52. N. A. Kurchavov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, L. G. Kuz´mina, S. P. Gromov, VII Int. Symp. “Design and Synthesis of Supramolecular Architectures” (Kazan, October 6—10, 2014), Kazan, 2014, 591.

    Google Scholar 

  53. S. N. Dmitrieva, N. I. Sidorenko, A. I. Vedernikov, L. G. Kuz´mina, J. A. K. Howard, T. M. Buslaeva, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2007, 56, 993 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2007, 958].

    Article  CAS  Google Scholar 

  54. L. G. Kuz´mina, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, J. A. K. Howard, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2007, 56, 1003 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2007, 967].

    Article  Google Scholar 

  55. T. M. Buslaeva, E. A. Krylova, E. V. Volchkova, S. P. Groov, S. N. Dmitrieva, N. I. Sidorenko, Russ. J. Non-Ferrous Metals (Engl. Transl.), 2009, 50, 461 [Izv. Vuzov. Tsvetn. Metallurg., 2009, 28].

    Article  Google Scholar 

  56. E. A. Krylova, S. N. Dmitrieva, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, T. M. Buslaeva, M. D. Prokhorov, E. V. Volchkova, N. I. Sidorenko, Pat. RF 2412737; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2011, 6 (in Russian).

    Google Scholar 

  57. S. N. Dmitrieva, N. I. Sidorenko, A. I. Vedernikov, N. A. Kurchavov, L. G. Kuz´mina, T. M. Buslaeva, S. S. Basok, A. K. Buryak, J. A. K. Howard, S. P. Gromov, Mendeleev Commun., 2009, 19, 21.

    Article  CAS  Google Scholar 

  58. S. N. Dmitrieva, N. I. Sidorenko, N. A. Kurchavov, A. I. Vedernikov, A. Ya. Freidzon, L. G. Kuz´mina, A. K. Buryak, T. M. Buslaeva, A. A. Bagatur´yants, Yu. A. Strelenko, J. A. K. Howard, S. P. Gromov, Inorg. Chem., 2011, 50, 7500.

    Article  CAS  Google Scholar 

  59. S. N. Dmitrieva, N. I. Sidorenko, A. I. Vedernikov, S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2007, 56, 1537 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2007, 1479].

    Article  CAS  Google Scholar 

  60. N. I. Sidorenko, Ph.D. (Chem.) Thesis, M. V. Lomonosov Moscow State Academy of Fine Chemical Technology, Moscow, 2007, 165 pp. (in Russian).

    Google Scholar 

  61. R. Crossley, Z. Goolamali, J. J. Gosper, P. G. Sammes, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1994, 513.

    Google Scholar 

  62. T. Tozawa, Y. Misawa, S. Tokita, Y. Kubo, Tetrahedron Lett., 2000, 41, 5219.

    Article  CAS  Google Scholar 

  63. S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. I. Vedernikov, L. G. Kuz´mina, S. P. Gromov, Tetrahedron, 2011, 67, 2530.

    Article  CAS  Google Scholar 

  64. S. P. Gromov, M. V. Churakova, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2005, 54, 814 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2005, 797].

    Article  CAS  Google Scholar 

  65. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, E. N. Ushakov, V. A. Livshits, A. I. Vedernikov, V. P. Tsybyshev, N. A. Kurchavov, S. Yu. Zaitsev, M. V. Alfimov, Pat. RF 2398800; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2010, 25 (in Russian).

    Google Scholar 

  66. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, A. I. Vedernikov, N. A. Kurchavov, L. G. Kuz´mina, S. K. Sazonov, Yu. A. Strelenko, M. V. Alfimov, J. A. K. Howard, E. N. Ushakov, J. Org. Chem., 2013, 78, 9834.

    Article  CAS  Google Scholar 

  67. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, N. A. Lobova, L. G. Kuz´mina, S. N. Dmitrieva, O. V. Tikhonova, M. V. Alfimov, Pat. RF 2278134; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2006, 17 (in Russian).

    Google Scholar 

  68. S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, N. A. Lobova, L. G. Kuz´mina, S. N. Dmitrieva, Yu. A. Strelenko, J. A. K. Howard, J. Org. Chem., 2014, 6768.

    Google Scholar 

  69. E. N. Ushakov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Macroheterocycles, 2010, 3, 189.

    Article  CAS  Google Scholar 

  70. V. V. Bondarenko, S. Yu. Zaitsev, M. S. Tsar´kova, E. A. Varlamova, M. A. Kordonskaya, I. N. Staroverova, E. V. Tul´skaya, S. N. Dmitrieva, S. P. Gromov, M. V. Alfimov, Izv. Vuzov. Khim. Khim. Tekhnol. [Bulletin of Higher Educational Institutions. Chem. Chem. Technol.], 2007, 50, 25 (in Russian).

    CAS  Google Scholar 

  71. S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, I. S. Zaitsev, S. Yu. Zaitsev, A. N. Timonin, M. S. Tsar´kova, Izv. Vuzov. Khim. Khim. Tekhnol. [Bulletin of Higher Educational Institutions. Chem. Chem. Technol.], 2011, 54, 29 (in Russian).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to S. P. Gromov.

Additional information

Based on the materials of the V International Conference on Physical Chemistry of Crown Compounds, Porphyrins, and Phthalocyanines (September 15—19, 2014, Tuapse, Russia) and the VII International Symposium "Design and Synthesis of Supramolecular Architectures" (October 6—10, 2014, Kazan, Russia).

Published in Russian in Izvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 8, pp. 1726—1745, August, 2015.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Dmitrieva, S.N., Vedernikov, A.I., Ushakov, E.N. et al. Synthesis of benzoazacrown ethers by transformation of benzocrown macrocycle and preparation of related complexing agents. Russ Chem Bull 64, 1726–1745 (2015). https://doi.org/10.1007/s11172-015-1068-2

Download citation

  • Received:

  • Revised:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-015-1068-2

Key words

Navigation