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.
Similar content being viewed by others
References
H.-G. Löhr, F. Vögtle, Acc. Chem. Res., 1985, 18, 65.
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.
B. Valeur, I. Leray, Coord. Chem. Rev., 2000, 205, 3.
E. N. Ushakov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Russ. Chem. Rev., 2008, 77, 39.
S. P. Gromov, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2008, 57, 1325 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2008, 1299].
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].
R. M. Izatt, K. Pawlak, J. S. Bradshaw, R. L. Bruening, Chem. Rev., 1991, 91, 1721.
K. Rurack, U. Resch-Genger, Chem. Soc. Rev., 2002, 31, 116.
S. Fery-Forgues, F. Al-Ali, J. Photochem. Photobiol. C, 2004, 5, 139.
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].
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.
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].
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].
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].
S. I. Druzhinin, M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, S. P. Gromov, S. A. Sergeev, M. V. Alfimov, J. Fluor., 1999, 9, 33.
M. V. Rusalov, B. M. Uzhinov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Russ. Chem. Rev., 2010, 79, 1099.
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.
C. J. Pedersen, M. H. Bromels, US Pat. 3847949; Chem. Abstrs, 1975, 82, 73049.
S. A. G. Hogberg, D. J. Cram, J. Org. Chem., 1975, 40, 151.
J. C. Lockhart, M. E. Thompson, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1977, 202.
H. C. van der Plas, Ring Transformations of Heterocycles, Academic Press, London—New York, 1973, 1, 484; 2, 352.
S. P. Gromov, Heterocycles, 2000, 53, 1607.
R. S. Sagitullin, S. P. Gromov, A. N. Kost, Tetrahedron, 1978, 34, 2213.
A. N. Kost, R. S. Sagitullin, S. P. Gromov, Heterocycles, 1977, 7, 997.
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].
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].
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.
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].
O. A. Fedorova, A. I. Vedernikov, O. V. Yescheulova, Yu. V. Pershina, P. V. Tsapenko, S. P. Gromov, Synth. Commun., 2002, 32, 1909.
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].
S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, O. A. Fedorova, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1995, 44, 923 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1995, 950].
S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, O. A. Fedorova, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1996, 45, 648 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1996, 687].
S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. I. Vedernikov, S. P. Gromov, Arkivoc, 2004, 11, 36.
S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, S. P. Gromov, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2005, 41, 461 [Zh. Org. Khim., 2005, 41, 468].
S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1999, 48, 1190 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1999, 1204].
S. P. Gromov, A. I. Vedernikov, S. N. Dmitrieva, Pat. RF 2161153; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2000, 36 (in Russian).
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.
S. N. Dmitrieva, O. V. Tikhonova, S. P. Gromov, Russ. J. Org. Chem. (Engl. Transl.), 2005, 41, 1387 [Zh. Org. Khim., 2005, 41, 1415].
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.
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].
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].
G. E. Pacey, Y. P. Wu, B. P. Bubnis, Synth. Commun., 1981, 11, 323.
R. Ungaro, B. El Haj, J. Smid, J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 5198.
S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, V. E. Krasnovsky, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1997, 46, 519 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1997, 540].
S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Engl. Transl.), 1999, 48, 537 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 1999, 542].
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].
S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, Pat. RF 2215738; Byul. Izobr. [Invention Bulletin], 2003, 31 (in Russian).
S. P. Gromov, S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, Synthesis, 2003, 593.
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].
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].
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].
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.
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].
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].
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].
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).
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.
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.
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].
N. I. Sidorenko, Ph.D. (Chem.) Thesis, M. V. Lomonosov Moscow State Academy of Fine Chemical Technology, Moscow, 2007, 165 pp. (in Russian).
R. Crossley, Z. Goolamali, J. J. Gosper, P. G. Sammes, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1994, 513.
T. Tozawa, Y. Misawa, S. Tokita, Y. Kubo, Tetrahedron Lett., 2000, 41, 5219.
S. N. Dmitrieva, M. V. Churakova, A. I. Vedernikov, L. G. Kuz´mina, S. P. Gromov, Tetrahedron, 2011, 67, 2530.
S. P. Gromov, M. V. Churakova, S. N. Dmitrieva, Russ. Chem. Bull. (Int. Ed.), 2005, 54, 814 [Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2005, 797].
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).
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.
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).
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.
E. N. Ushakov, M. V. Alfimov, S. P. Gromov, Macroheterocycles, 2010, 3, 189.
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).
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).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
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
About this article
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
Received:
Revised:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11172-015-1068-2