Изобретение относится к химической и фармацевтической отраслям промышленности и касается химической функционализации фуллерена С ₆₀ , а именно, разработки способа получения нового класса серосодержащих производных фуллерена С ₆₀ . Изобретение может найти применение в биомедицинских исследованиях и в фармакологии, а также в органической фотовольтаике при разработке перспективных светопреобразующих материалов для органических солнечных батарей.

Фуллерены были открыты в 1985 году при масс-спектрометрическом анализе продуктов лазерного испарения графита [ W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl, R.E. Smalley. C ₆₀ : Buckminsterfullerene, Nature, 318, 162-163 (1985)]. После разработки методов получения фуллеренов в макроколичествах путем электродугового испарения графита [ W. Kratchmer, L.D. Lamb, К. Fostiropoulos, D.R. Huffman. C ₆₀ : a new form of carbon. Nature, 347, 354-358 (1990)] или при неполном сгорании углеводородов [ Н. Murayama, S. Tomonoh, J.M. Alford, M.E. Karpuk. Fullerene production in tons and more: From science to industry. Full. Nanotub. Carbon Nanostruct., 12, 1-9 (2004)] и эффективных методов разделения фуллеренов [ К. Nagata, Е. Dejima, Y. Kikuchi, М. ashiguchi. Kilogram-scale [60]fullerene separation from a fullerene mixture: Selective complexation of fullerenes with l ,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU). Chem. Lett. , 34, 178-179 (2005)] низший фуллерен C ₆₀ высокой чистоты стал доступен в килограммовых количествах по цене менее 15€/г [ http://www.neotechproduct.ru/ str6.php?lang=rus] .

В результате многолетних исследований фуллеренов и их производных среди них были обнаружены соединения, обладающие ценными свойствами, которые могут найти практическое применение. Так, производные фуллеренов С ₆₀ и С ₇₀ являются перспективными материалами для органических солнечных батарей, к.п.д. которых достигает 7-8% [ Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L.Yu, For the Bright Future— Bulk Heteroj unction Polymer Solar Cells with Power Conversion Efficiency of 7.4%. Adv. Mater. 22, 1-4, (2010)], а также незаменимыми компонентами полевых транзисторов [ T.D. Anthopoulos, С. Tanase et al. Ambipolar Organic Field-Effect Transistors Based on a Solution-Processed Methano fullerene. Adv. Mater., 16, 2174 (2004)]. Кроме того, некоторые производные фуллеренов могут найти применение в качестве высокотемпературных сверхпроводников [ M.J. Rosseinsky. Recent developments in the chemistry and physics of metal fullerides. Chem. Mater., 10, 2665-2685 (1998)], протонных проводников [ R. Maruyama. Electrochemical mass-flow control of hydrogen using a fullerene-based proton conductor. Electrochemica Acta, 48, 85-89 (2002)], материалов нелинейной оптики [ L. W. Tutt, A. Kost. Optical limiting performance of C ₆₀ and C ₇₀ solutions. Nature, 356, 225-226 (1992)] и др.

Одна из наиболее важных перспектив практического применения соединений фуллеренов - их использование в медицинских исследованиях. На сегодняшний день уже известны водорастворимые производные фуллеренов, в основном содержащие ионогенные группы - аминные [ О. Troshina, P. Troshin, A. Peregudov, V. Kozlovski, R. Lyubovskaya. Photoaddition of N-Substituted Piperazines to C ₆₀ : An Efficient Approach to the Synthesis of Water-Soluble Fullerene Derivatives. Chem. Eur. Journal, 12, 5569-5577 (2006)] и карбоксильные [ M. Brettereich, A. Hirsch. A highly water-soluble dendro[60]fullerene. Tetrahedron Letters, 39, 2731-2734 (1998); 13 - 0. Troshina, P. Troshin, A. Peregudov, V. Kozlovskiy, J. Balzarini, R. Lyubovskaya. Chlorofullerene C ₆ oCl ₆ : a precursor for straightforward preparation of highly water-soluble polycarboxylic fullerene derivatives active against HIV. Org. Biomol. Chem., 5, 2783-2791 (2007)], являющиеся потенциальными противовирусными (в т. ч. анти-ВИЧ) [ S. Wilson in ((Perspectives of Fullerene Nanotechnology», E. Osawa Ed. 2001 , Kluver Academ; 15 - Патент РФ N° RU 2236852 CI «Средство для ингибирования репродукции оболочечных вирусов, способ его получения, фармацевтическая композиция и способ ингибирования вирусных инфекций», ЗАО "Деско", директор Л.Д. Раснецов] и нейрозащитными препаратами [ A. Lin, S. Fang, S. Lin, С. Chou, Т. Luh, L. Ho. Local carboxyfullerene protects cortical infarction in rat brain. NeuroScience Research, 43, 317-321 (2002)]. Некоторые производные фуллеренов показали высокую противоопухолевую активность в условиях фотодинамической [ Y. Tabata, Т. Ishii, Т. Aoyama, R. Oki, Y. Hirano, О. Ogawa, Y. Ikada in ((Perspectives of Fullerene Nanotechnology», E. Osawa (Ed.) 2001 , Kluver Academ. Publ., Dordrecht-Boston-London.; Андреев С. M. Лаптев В. П. Панферова Н. Г. Романова В. С, Петров В. В. Овчинников А. Е., Патент РФ RU 2005140680 А «Фармацевтическая композиция для фото динамической терапии и способ лечения онкологического заболевания с ее использованием»] и химической [ К. YASUHIKO, О. KENK, IDEAL STAR INC, патент JP2005053904 (A) «Fullerene and anticancer therapeutic agent»; Заявка на патент N°PCT/RU2007/000337. 2007 «Полифункциональные аминокислотные производные фуллерена С ₆₀ , содержащие биологически активные группировки, пептиды или белки, способы их получения (варианты), применение их в качестве доноров монооксида азота и в качестве вазодилататоров, а также способ ингибирования процесса метастазирования». Котельников А. И., Романова B.C., Богданов Г.Н., Коновалова Н.П., Котельникова Р. А., Файнгольд И. И., Фрог Е.С., Писаренко О. И., Бубнов Ю.Н., Давыдов М.И., Алдошин СМ.] терапии раковых опухолей. Таким образом, из всего сказанного выше можно сделать вывод о большой практической ценности производных фуллерена.

Прототипом заявляемого способа получения серосодержащих производных фуллерена является способ, согласно которому хлорфуллерен С ₆ оС1 ₆ взаимодествует со спиртами, реакция протекает в присутствии соответствующего алкоголята натрия в качестве основания (Фиг. 3) [ A. G. Avent, P. R. Birkett, A. D. Darwish, S. Houlton, R. Taylor, К. S. Т. Thomson, X. Wei, "Formation and characterization of alkoxy derivatives of [60]fullerene", J. Chem. Soc, Perkin Trans. 2, 2001, 782-786]. Данная реакция приводит к производным фуллеренов с пятью присоединенными алкокси-группами, что делает их сходными с соединениями общей формулы 1. Выход целевого продукта по реакции- низкий (менее 60 процентов). Также можно отметить низкую скорость протекания реакции (более одного часа).

Задачей изобретения является расширение арсенала производных фуллеренов.

Поставленная задача решается новым классом серосодержащих производных фуллеренов общей формулы 1, а именно:

где в общей формуле 1 X означает, но не ограничивается:

- отрицательный заряд («-»), локализованный на фуллереновом каркасе, или

- атом хлора (-С1), присоединенный к углеродному каркасу, или - нитрогруппа (-N0 ₂ ) или нитратная группа (-ON0 ₂ ), присоединенная к углеродному каркасу, или

- атом водорода (-Н), линейный или разветвленный алкильный (C _n H _2n+ i; п=1 -20), алкенильный (С _п Н _2п-1 ; п=1-20) или алкинильный радикал (С _П Н _2П-3 ; п=1 -20), присоединенный к фуллереновому каркасу, или

- лкоксильный 0-R или тиолатный фрагмент S-R, присоединенный к фуллереновому каркасу, где R - атом водорода или линейный или разветвленный алкильный (С _п Н _2п+1 ; п=1 -20), алкенильный (CnH _2n- i; п=1-20) или алкинильный радикал (С _п Н _2п - ₃ ; п=1 -20), или

- остаток тиокислоты -S(CH ₂ ) _n COOH или ее эфира -S(CH ₂ ) _n COOR, или амида - S(CH ₂ )nCONR'R ² , присоединенный к фуллереновому каркасу, где n=l-20, a R, R ¹ и R ² - атомы водорода или линейные или разветвленные алкильные (C _m H _2m+ i ; п=1 -20), алкенильные (C _m H _2m- i ; п=1 -20) или алкинильные (C _m H _2m-3 ; п=1 -20) радикалы; где в общей формуле 1 фрагмент SR ¹ описывается, но не ограничивается нижеследующими определениями:

- остаток тиокислоты или её сложного эфира, где R ¹ имеет вид XCOOR; X - линейный или разветвленный алкиленовый (С _п Н ₂ п; п=1 -20), алкениленовый (С _п Н _2п-2 ; п=1 -20) или алкиниленовый (С _п Н _2п-4 ; п=1 -20) радикал, а также насыщенный (С _п Н ₂ п- ₂ ; п=3-8), ненасыщенный (CnH _2n- 4; n=5-8, С _п Н ₂ п- ₆ ; п=5-8, С _п Н2 _П-8 ; п=8) или ароматический цикл; R

- атом водорода (-Н), линейный или разветвленный алкильный (C _n H ₂ n ₊ i ; п=1 -20), алкенильный (C _n H ₂ n-i ; п=1 -20) или алкинильный радикал (С _п Н _2п -з; п=1 -20);

- остаток амида тиокислоты, где R ¹ имеет вид XCONRR'; X - линейный или разветвленный алкиленовый (С _п Н ₂ п; п=1 -20), алкениленовый (С _п Н _2п-2 ; п=1 -20) или алкиниленовый (С _п Н ₂ п- ₄ ; п=1 -20) радикал, а также насыщенный (С _п Н _2п-2 ; п=3-8), ненасыщенный (C _n H _2n . ₄ ; n=5-8, C _n H _2n . ₆ ; n=5-8, С _п Н _2п -8; п=8) или ароматический цикл; R и R' - атомы водорода или линейные или разветвленные алкильные (C _n H _2n+ i ; п=1 -20), алкенильные (C _n H _2n- i ; п=1 -20) или алкинильные (С _п Н _2п- з; п=1 -20) радикалы;

- остаток тиола, где R ¹ - атом водорода или линейный или разветвлённый алкильный (C _n H _2n+ i; п=1 -20), алкенильный (С _п Н _2П -ь п=1 -20) или алкинильный радикал (С _п Н _2П- з; п=1 -20), а также насыщенный (С _п Н2 _П- 2; п=3-8), ненасыщенный (С _п Н2 _П-4 ; n=5-8, С _п Н ₂ п- ₆ ; n=5-8, С _п Н ₂ п-8; п=8) или ароматический цикл; - фрагмент общей формулы -S(CH ₂ ) _n SR, где R - атом водорода или линейный или разветвлённый алкильный (C _n H _2n +i; п=1-20), алкенильный (С _п Н _2п-1 ; п=1-20) или аг.кинильный радикал (С _п Н _2п-3 ; п=1-20), а также насыщенный (С _п Н _2п-2 ; п=3-8), ненасыщенный (C _n H _2n-4 ; n=5-8, C _n H _2n- 6; n=5-8, С _п Н _2п-8 ; п=8) или ароматический цикл;

- фрагмент общей формулы -S(CH ₂ ) _n OR, где R - атом водорода или линейный или разветвлённый алкильный (C _n H _2n+ i; п=1-20), алкенильный (С _п Н _2п-1 ; п=1-20) или алкинильный радикал (С _п Н _2п- з; п=1-20), а также насыщенный (С _п Н _2п-2 ; п=3-8), ненасыщенный (С _п Н2 _П-4 ; n=5-8, С _п Н _2п-6 ; п=5-8, С _п Н2п _-8 ; п=8) или ароматический цикл;

- фрагмент общей формулы -S(CH ₂ ) _n Hal, где Hal - F, О, Вг или I;

- фрагмент общей формулы -S(CH ₂ )„NRR' или -S(CH ₂ ) _n N ⁺ RR'R"X ^" , где R, R' и R"- атомы водорода или линейные или разветвленные алкильные (C _n H _2n+ i; п=1-20), алкенильные (C _n H _2n- i ; п=1-20) или алкинильные (С _п Н _2п-3 ; п=1-20) радикалы; а также насыщенные (С _п Н2 _П- 2; п=3-8), ненасыщенные (C _n H _2n-4 ; n=5-8, C _n H _2n- 6; n=5-8, С _п Н _2п-8 ; п=8) или ароматические циклы; X ^" - любой анион.

Кроме того поставленная задача решается способом получения серосодержащих производных фуллеренов общей формулы 1 , включающим взаимодействие хлорфуллерена С ₆ оС1 ₆ с нуклеофильным агентом в присутствии основания, в котором в качестве нуклеофильного агента берут производные тиокислот, тиокислоты или тиолы. Процесс ведут при температуре 0-150 °С, преимущественно при 50-60 °С.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Заявляемые серосодержащие производные фуллеренов, описывающиеся общей формулой 1, являются новым, ранее неизвестным классом соединений фуллеренов. Предполагается, что эти производные фуллеренов найдут применение в фармакологических и медицинских исследованиях в качестве биосовместимой формы фуллерена. В то же время, перспективным может быть их использование в органической фотовольтаике в качестве материалов для органических солнечных батарей.

На сегодняшний день известно не так много серосодержащих производных фч'ллерена, в которых есть ковалентная связь между атомами серы и атомами углерода фуллеренового каркаса. В качестве примеров таких производных можно привести продукт внутримолекулярного присоединения тиолов к двойной связи С ₆₀ 2 [ М. Izquierdo, S. Osuna, S. Filippone, A. Martin-Domenech, M. Sola, N. Martin. Eur. J. Org. Chem., 6231-6238 (2009)], соединение 3, образующееся в результате реакции Дильса- Альдера [ М. Ohno,S. Kojima, Y. Shirakawa, S. Eguchi. Tetrahedron Lett. ,36, 6899 (1995)], а также соединение 4, в котором имеется тиирановый цикл [ X. Yang, S. Huang, Z. Jia, Z. Xiao, Z. Jiang, Q. Zhang, L. Gan, B. Zheng, G. Yuan, S. Zhang. J. Org. Chem., 73, 2518-2526 (2008)] (Фиг.1). Однако, все эти производные фуллерена сложно считать близкими структурными аналогами серосодержащих производных фуллеренов общей формулы 1, т.к. в их состав входит всего один атом серы, ковалентно связанный с фуллереновым каркасом, и они являются продуктами реакций циклизации или циклоприсоединения.

Наиболее близкими структурными аналогами заявляемых серосодержащих производных фуллерена являются описанные ранее смеси соединений общей формулы C ₆ o(SR') _n с неустановленными составом и строением [ Y. Takaguchi,Y. Katayose. Y. Y?.nagimoto, J. Motoyoshiya, H. Aoyama,T.Wakahara,Y. Maeda, T. Akasaka. Chem. Lett. , 32, 1 124 (2003) (n=2), 26 - L. Y. Chiang, United States Patent "Polyorganofullerenes", JVs 6046361 от 4.04.2000 (n=2-30 )].

Имеется ряд принципиальных отличий заявляемых соединений общей формулы 1 от известных ранее аналогов. Во-первых, соединения общей формулы 1 имеют четко установленную структуру с пятью фрагментами SR, присоединёнными к фуллереновому каркасу вокруг одного пятичленного цикла. Во-вторых, в структуре 1 реализуется циклопентадиенильный мотив присоединения аддендов к каркасу фуллерена С ₆ о, а не мотивы [1 ,2] -присоединения по [6,6]-связи фуллеренового каркаса, как в C ₆₀ (SR') ₂ или рандемизованного полиприсоединения, как в C6o(SR') _n . В-третьих, соединения общей формулы 1 содержат в своей структуре дополнительный фрагмент X, ответственный за проявление соединениями формулы 1 специфических свойств.

Наиболее сильно отличаются способы синтеза соединений. Так, известно, что соединения C ₆₀ (SR') ₂ получают по реакции фотохимического присоединения дисульфидов к фуллереновому каркасу, протекающей в присутствии дифенилдиселенида в качестве инициатора радикальной реакции. Этот способ применим лишь к ограниченному кругу субстратов и отличается низкими выходами целевого продукта реакции. Полимеркаптофуллерены C6 ₀ (SR') _n получают по реакции полисульфо- (C ₆ o(S0 ₄ ) _n ) или полинитрофуллеренов (C ₆₀ (NO ₂ ) _n ) с меркаптанами, тиолами или тиокислотами, протекающей в присутствии основания - триэтиламина или 1 3-диазабицикло[5.4.0]ундецена-7 (ДБУ). Образующиеся соединения являются сложными смесями продуктов с неустановленными составом и строением.. Заявляемый способ получения серосодержащих производных фуллерена общей формулы 1 основан на взаимодействии хлорфуллерена С ₆₀ С1 ₆ с производными тиокислот, тиокислотами и тиолами в присутствии основания (Фиг.2). В качестве основания можно использовать карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, третичные амины, например триэтиламин, а также любые другие соединения, к которым может применяться термин «основания» ввиду их способности связывать выделяющийся в реакции НС1. Наилучшие результаты были получены с использованием в качестве основания ацетата натрия.

Принципиальным отличием данного изобретения является использование тиолов и аналогичных им соединений в качестве реагентов для функционализации хлорфуллерена С ₆₀ С1 ₆ К преимуществам заявляемого способа получения серосодержащих производных фуллерена можно также отнести использование мягких оснований (ацетата натрия или карбоната калия), быстроту протекания синтезов (1 ч) и высокие выходы продуктов (от 60% до 75%).

Наиболее гладко реакции протекают при температуре 50-60°С и, как правило, со 100%) селективностью приводят к образованию серосодержащих производных фуллерена общей формулы 1. В случае, когда из за низкого качества реагента или особенностей его строения реакция протекает с меньшей селективностью, целевой продукт может быть выделен в чистом виде с выходом более 60% в результате хроматографической очистки. Реакция хлорфуллерена С ₆₀ С1 ₆ со спиртами в присутствии соответствующего алкоголята натрия в качестве основания, приводящая к образованию алкокси производных фуллерена 5 с низкими выходами приведена на фиг.З

Разработанный подход позволяет получать самые разнообразные производные фуллеренов. Отдельные примеры синтезированных соединений представлены на Фиг. 4. Реакция хлорфуллерена С ₆₀ С1 ₆ с эфирами тиокислот протекает в присутствии избытка основания - карбоната калия или ацетата натрия, при нагревании раствора реагентов в толуоле в течение 1-2 часов. Выделение продуктов реакции осуществляется с помощью колоночной хроматографии на силикагеле с использованием в качестве элюента смесей толуола с ацетонитрилом. Таким способом было получено соединение 1а (Пример 1), которое в результате кислотного гидролиза превращается в поликарбоксильное производное lb. В качестве реагентов успешно использовали тиокислоты, что позволило провести одностадийный синтез поликарбоксильных производных lb - 1е (примеры 2- 4), соли которых отличаются высокой растворимостью в воде (>50 мг/мл). Реакция с тиокислотами протекает в присутствии избытка основания-ацетата натрия, при нагревании. По мере протекания реакции в осадок из реакционной смеси выпадают натриевые соли продукта, которые затем отделяются фильтрованием, растворяются в дистиллированной воде. Из водного раствора соединения lb - 1е осаждаются добавлением соляной кислоты. Разработанный метод синтеза позволяет легко и эффективно получать поликарбоксильные производные фуллерена в мультиграммовых количествах.

Необходимо отметить, что в зависимости от структуры тиокислоты или её эфира, жесткости используемого основания и условий проведения реакции, образующиеся соединения могут содержать атом хлора в качестве шестого адденда, присоединенного к фуллереновому каркасу, или атом водорода, или гидроксильную группу или просто отрицательный заряд, делокализованный в циклопентадиенильном фрагменте на фуллереновом каркасе. В последнем случае образуются фуллереновые анионы, такие как lb, которые отличаются чрезвычайной устойчивостью и не протонируются в водной среде и даже при действии органических кислот (уксусная, трифторуксусная). Подобные стабильные фуллереновые анионы являются уникальными и могут найти практические приложения, в частности, в нелинейной оптике и для получения материалов с необычными магнитными свойствами [28 - P.W.Stephens, D.Cox, J.W.Lauher, L.Mihaly, J.B.Wiley, P.-M.Allemand, A.Hirsch, K.Holczer, Q.Li, J.D.Thompson, F.Wudl. Nature, 355, 331 (1992)].

Состав и строение полученных соединений были доказаны с использованием комплекса физико-химических методов исследования: спектроскопии ЯМР на ядрах Ή и ¹³ С, двумерной корреляционной спектроскопии, ИК-спектроскопии, оптической спектроскопии поглощения и элементного анализа. Чистота соединений подтверждена с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. Обсуждение всех полученных спектральных и аналитических данных не представляется возможным в рамках данной заявки. Поэтому приводятся данные для наиболее типичных соединений.

На Фиг. 5 и Фиг. 6 приведены ЯМР спектры соединения 1а, которые

13

подтверждают его С ₅ -симметричную структуру. В спектре ЯМР С соединения 1а обнаружено 28 сигналов, соответствующих sp -гибридным атомам углерода фуллеренового каркаса, 3 сигнала, соответствующих карбоксильным атомам углерода (всего 31 сигнал в области слабых полей), 4 сигнала от зр ³ -гибридных атомов углерода фуллеренового каркаса и 9 - от sp -гибридных атомов аддендов (всего 13 сигналов в области сильных полей). Этот спектр полностью согласуется с молекулярной структурой соединения 1а. Спектр ЯМР Ή соединения 1а имеет довольно сложную структуру из частичного наложения сигналов от трех типов симметрически неэквивалентных -S-CH ₂ CH ₂ COOMe групп. Однако наблюдаемые интегральные интенсивности сигналов и их мультиплетности в целом соответствует предложенной структуре. Высокая чистота полученного препарата 1а подтверждается хроматограммой, приведенной на Фиг. 7.

На Фиг. 8 изображены ЯМР спектры соединения lb. Это соединение представляет собой стабильный на воздухе фуллереновый анион, единственной структурной аналогией которого являются полученные нами соли аниона [C ₆₀ (CN) ₅ ] ^~ [ P. A. Troshin, Е. A. Khakina, A. S. Peregudov, D. V. Konarev, I. V. Soulimenkov, S. M. Peregudova, and R. N. Lyubovskaya, Eur. J. Org. Chem. 2010, 3265-3268]. Спектр ЯМР 1H соединения lb содержит лишь сигналы, принадлежащие пяти эквивалентным по симметрии остаткам 3-меркаптопропановой кислоты. Заметим, что один из сигналов при 3.37 м.д. перекрывается с сигналом воды, присутсвующей в ДМСО-Об. Область слабых полей в спектре ЯМР ¹³ С содержит пик при 173 м.д., соответствующий карбоксильной группе (-С(О)ОН), и семь сигналов, принадлежащих фуллереновому каркасу. Область сильных полей представлена двумя сигналами от зр ³ -гибридных атомов углерода эквивалентных по симметрии остатков 3-меркаптопропановой кислоты и одним сигналом от пяти эквивалентных по симметрии зр ³ -гибридных атомов у. лерода фуллеренового каркаса. Таким образом, молекула lb имеет уникальную для соединений фуллеренов симметрию C _5v , причем ось симметрии пятого порядка проходит через циклопентадиенильный фрагмент, локализованный на фуллереновом каркасе. Анализ соединения lb методом ВЭЖХ оказался невозможным ввиду его прочного связывания с сорбентом. Масс-спектр соединения lb показал сигнал, соответствующий аниону [lb] ^" при m/z=1245, пик фрагментарного иона [lb-ОН] ^" при m/z=1228, а также пики, соответствующие дианионам [lb-H] ^2" (m/z=622) и [1Ь-Н-ОН] ^2" (m/z=613.5) (Фиг. 9). Таким образом, данные масс-спектрометрии полностью подтверждают состав соединения lb. На Фиг. 10 представлены спектры ЯМР Ή и ¹³ С соединения 1с, содержащего пять остатков 1 1 -меркаптоундекановой кислоты. Спектр ЯМР Ή демонстрирует сигнал атома водорода, присоединенного к фуллереновому каркасу, в виде синглета при 5.15 м.д. Наблюдается также группа сигналов при 3.31 м.д., относящаяся к метиленовым звеньям, непосредственно соседствующим с карбоксильными группами в соединении 1с. При 2.26 м.д. наблюдается мультиплет, который можно приписать метиленовым группам, соседствующим с атомами серы, присоединенными к фуллереновому каркасу. Также наблюдается сигналы метиленовых протонов при 1.36, 1.60 и 1.84 м.д. Спектр

1 ^

ЯМР С по числу сигналов и наблюдаемым химическим сдвигам полностью соответствует молекулярной структуре соединения 1с.

На Фиг. 1 1 изображён спектр ЯМР ¹³ С соединения 1е, содержащего пять остатков меркаптоуксусной кислоты. В представленном спектре имеется 28 сигналов, соответствующих sp -гибридным атомам углерода фуллеренового каркаса, 3 сигнала, соответствующих карбоксильным атомам углерода, 4 сигнала от зр ³ -гибридных атомов углерода фуллеренового каркаса и 3 сигнала, принадлежащих зр ³ -гибридным атомам углерода аддендов. Таким образом, спектр полностью подтверждает С ₈ -симметричную структуру соединения 1е.

Заявляемое изобретение иллюстрируется, но никак не ограничивается, следующими примерами.

Пример 1. Синтез соединения 1 а.

Хлорфуллерен С ₆₀ С1 ₆ (500 мг, 0,5 ммоль) растворяли в атмосфере аргона в 200 мл свежеперегнанного толуола. К раствору в токе аргона прибавляли 500 мг измельченного в ступке сухого ацетата натрия и большой избыток метилового эфира 3- меркаптопропионовой кислоты (1 ,6 мл, 14,4 ммоль). Реакционную смесь нагревали до 50-60 °С при интенсивном перемешивании в течение шести часов. Степень протекания реакции контролировали с помощью тонкослойной хроматографии на пластинке с силикагелем. Выделение продуктов реакции осуществляли с помощью колоночной хроматографии на силикагеле с использованием в качестве элюентов смесей толуола с ацетонитрилом. Выход аналитически чистого (99+%) продукта составил 420 мг (64% от теории).

1H ЯМР (600 МГц, CDC1 ₃ , δ, м.д): 2.76 (т, 2Н), 2.86 (м, 6Н), 2.94 (т, 2Н), 3.50 (м, 6Н), 3.61 (т, 2Н), 3.73 (м, 17Н), 5.18 (с,1Н).

¹³ С ЯМР (150 МГц, CDC1 ₃ , δ, м.д): 27.95, 28.19, 33.08, 33.90, 34.94, 34.95, 51.93, 51.97, 51.99, 53.81, 55.80, 56.58, 60.27, 128.24, 129.05, 142.66, 142.90, 143.10, 143.66, 143.98, 144.23, 144.29, 144.36, 144.52, 144.55, 144.80, 146.50, 146.73, 146.79, 147.57, 147.97, 148.12, 148.22, 148.28, 148.48, 148.72, 148.84, 149.68, 150.57, 153.04, 153.70.

Пример 2. Синтез соединения lb.

Хлорфуллерен С ₆₀ С1 ₆ (1500 мг, 1,6 ммоль) растворяли в атмосфере аргона в 800 мл свежеперегнанного толуола. К раствору прибавляли 5-10 г измельченного в ступке сухого ацетата натрия и большой избыток 3-меркаптопропановой кислоты (3,75 мл, 35 ммоль). Реакционную смесь нагревали до 50-60 °С при интенсивном перемешивании в течение часа. Протекание реакции сопровождалось образованием красно-оранжевого осадка продукта. После окончания реакции осадок отфильтровывали, промывали ацетоном и затем смывали с фильтра дистиллированной водой. В полученный ярко- красный раствор добавляли по каплям соляную кислоту до полного осаждения поликарбоксильного производного lb. Образовавшийся ярко-красный осадок отделяли центрифугированием, промывали трижды дистиллированной водой и затем переносили с ацетоном в круглодонную колбу на 250 мл и упаривали досуха. Выход продукта составил 1450 мг (72% от теории).

Ή ЯМР (600 МГц, (CD ₃ ) ₂ SO, δ, м.д): 2.73 (т, ЮН), 3.37 (т, ЮН), 12.32 (уш. с, 5Н) ¹³ С ЯМР (150 МГц, (CD ₃ ) ₂ SO, δ, м.д): 28.55, 36.20, 57.35, 127.10, 142.45, 146.10, 146.55, 147.12, 148.32, 155.17, 173.44.

Пример 3. Синтез соединения 1с.

Хлорфуллерен С ₆₀ С1 ₆ (500 мг, 0,5 ммоль) растворяли в атмосфере аргона в 400 мл свежеперегнанного толуола. К раствору прибавляли 3-5 г измельченного в ступке сухого ацетата натрия и большой избыток 1 1 -меркаптоундекановой кислоты (1462 мг, 7 ммоль). Реакционную смесь нагревали до 50-60 °С при интенсивном перемешивании в течение часа. Протекание реакции сопровождалось образованием красно-оранжевого осадка продукта. После окончания реакции осадок отфильтровывали, промывали ацетоном и затем смывали с фильтра дистиллированной водой. В полученный ярко- красный раствор добавляли по каплям соляную кислоту до полного осаждения прликарбоксильного производного 1с. Образовавшийся ярко-красный осадок отделяли центрифугированием, промывали трижды дистиллированной водой и затем переносили с ацетоном в круглодонную колбу на 250 мл и упаривали досуха. Выход продукта составил 650 мг (72% от теории).

Ή ЯМР (600 МГц, (CD ₃ ) ₂ CO:CS ₂ (1 : 1), δ, м.д): 1.36 (м, 50 Н), 1.60 (м, 20 Н), 1.84 (м, 10 Н), 2.26 (м, 10 Н), 3.31 (м, ЮН), 5.15 (с, 1Н). ¹³ C ЯМР (150 МГц, (CD ₃ ) ₂ CO:CS ₂ (1 : 1), δ, м.д): 25.19, 29.52, 29.63, 29.67, 29.77, 29.8, 30, 30.05, 30.09, 33.6, 33.71 , 33.87, 53.99, 55.91 , 56.59, 60.50, 143.19, 143.22, 143.28, 143.60, 144.01, 144.12, 144.17, 144.34, 144.39, 144.43, 144.69, 145.24, 145.34, 146.77, 146.85, 147.60, 147.95, 148.12, 148.30, 148.51 , 148.59, 148.71, 150.35, 151.22, 153.15, 154.34, 174.26.

Пример 4. Синтез соединения 1е.

Хлорфуллерен С ₆₀ С1 ₆ (1006 мг, 1 ,1 ммоль) растворяли в атмосфере аргона в 700 мл свежеперегнанного толуола. К раствору прибавляли 5-10 г измельченного в ступке сухого ацетата натрия и большой избыток меркаптоуксусной кислоты (3 мл, 30 ммоль). Реакционную смесь нагревали до 50-60 °С при интенсивном перемешивании в течение часа. Протекание реакции сопровождалось образованием красно-оранжевого осадка продукта. После окончания реакции осадок отфильтровывали, промывали ацетоном и затем смывали с фильтра дистиллированной водой. В полученный ярко-красный раствор добавляли по каплям соляную кислоту до полного осаждения поликарбоксильного производного 1е. Образовавшийся ярко-красный осадок отделяли центрифугированием, промывали трижды дистиллированной водой и затем переносили с ацетоном в круглодонную колбу на 250 мл и упаривали досуха. Выход продукта составил 818 мг (65% от теории).

Ή ЯМР (600 МГц, (CD ₃ ) ₂ CO:CS ₂ (1 : 1), δ, м.д): 4.24 (с, 4Н), 4.27 (с, 2Н), 4.35 (с, 4Н) ^|3 С ЯМР (150 МГц, (CD ₃ ) ₂ CO:CS ₂ (1 : 1), δ, м.д) 35.16, 35.47, 36.41, 41.15, 55.78, 53.63, 56.71, 142.96, 143.13, 143.20, 143.34, 143.81 , 144.09, 144.17, 144.21 , 144.25, 144.49, 1^4.69, 145.12, 146.59, 146.80, 146.87, 147.02, 147.57, 148.00, 148.12, 148.32, 148.47, 148.67, 148.77, 150.03, 150.64, 153.54, 153.70, 169.60, 169.88, 170.01.

Таким образом, заявляемое техническое решение предлагает новый класс серосодержащих производных фуллеренов общей формулы 1 для расширение арсенала производных фуллеренов. Способ их получения обеспечивает выход целевого продукта по реакции выше 60 процентов. Также можно отметить высокую скорость протекания реакции (менее одного часа).