Вплив 5,11,17,23-тетракіс(діізoпрoпоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикаліксарену на хроматографічне розділення екологічно небезпечних ароматичних сполук

Aim. To study the effect of 5,11,17,23 tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene additive to the MeCN/H2O mobile phase on selectivity of the HPLC separation of aromatic compounds using a Zorbax ODS support.Results and discussion. Calixarene improves the separation due to formation of the Host-Guest inclusion complexes. The linear dependence of 1/k’ on the calixarene concentration allows calculating the stability constants KA of the complexes. The correlation of the separation selectivity induced by the calixarene additives with the ratio of the stability constants of the Host-Guest inclusion complexes of the aromatic analytes was found. The complexation is influenced by logP and pKa parameters of the analytes. Short contacts between the calixarene Host and the aromatic Guest indicate that the inclusion complexes are stabilized by various hydrogen bonds, nonvalence van der Waals, π-π and hydrophobic interactions.Experimental part. The energy minimized structures of the calixarene complexes with p-fluorophenol, guaiacol, toluene and trichloromethylbezene were calculated using Hyper Chem 8, PM3, vacuum.Conclusions. The data obtained can be used in design of new phases for HPLC.Цель. Исследование влияния добавок 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетра-пропоксикаликс[4]арена к подвижной фазе MeCN/H2O на селективность ВЭЖХ разделения ароматических соединений с использованием неподвижной фазы Zorbax ODS.Результаты и их обсуждение. Каликсарен улучшает разделение вследствие образования комплексов включения Хозяин-Гость. Линейная зависимость 1/k’ аналита от концентрации каликсарена позволяет рассчитать константы устойчивости КА комплексов. Установлена корреляция селективности разделения, вызванная добавками каликсарена с отношением констант устойчивости комплексов включения Хозяин-Гость. На комплексообразование влияют параметры logP и pKa аналитов. Короткие контакты между каликсареном и ароматическим гостем свидетельствуют о том, что комплексы включения стабилизируются водородными связями, ван-дер-Ваальсовыми, π-π и гидрофобными взаимодействиями.Экспериментальная часть. Рассчитаны энергетически минимизированные структуры комплексов каликсарена с п-фторфенолом, гваяколом, толуолом и трихлорметилбензолом (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Выводы. Полученные данные могут быть использованы при разработке новых фаз для ВЭЖХ.Мета. Дослідження впливу добавки 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену до рухомої фази MeCN/H2O на селективність ВЕРХ розділення ароматичних сполук з використанням насадки Zorbax ODS.Результати та їх обговорення. Каліксарен покращує розділення завдяки формуванню комплексів включення Господар-Гість. Лінійні характеристики залежності 1/k’ аналіту від концентрації каліксарену дозволяють розрахувати константи стійкості КА комплексів. Встановлено кореляцію селективності розділення, індуковану додаванням каліксарену, зі співвідношенням констант стійкості комплексів включення ароматичних аналітів. На комплексоутворення впливають параметри logP і pKa аналітів. Короткі контакти між каліксареном та ароматичними аналітами свідчать про те, що комплекси включення стабілізуються водневими зв’язками, невалентними ван дер Ваальсовими, π-π та гідрофобними взаємодіями.Експериментальна частина. Розраховані енергетично мінімізовані структури каліксаренових комплексів з п-фторофенолом, гваяколом, толуеном і трихлорметилбензеном (Hyper Chem 8, PM3, вакуум).Висновки. Отримані дані можуть бути використані для розробки нових фаз для ВЕРХ

Хроматографічне дослідження комплексоутворення функціоналізованих калікс[4,8]аренів з ароматичними альдегідами

Aim. To study the Host-Guest complexation of octakis(diphenoxyphosphoryloxy)-tetramethylcalix[4]resorcinarene (PRA), 5,17-bis(N-tolyl-iminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (IC4A), 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetra-propoxycalix[4]arene (PC4A) and oktakis(diethoxyphosphoryloxy)-tert-butylcalix[8]arene (PC8A)with benzaldehyde, salicylaldehyde, p-anisaldehyde, and veratraldehyde by RP HPLC and molecular modeling methods. Results and discussion. The stability constants of Host-Guest complexes (KA = 57 M-1 – 1649 M-1) strongly depend on the calixarene structure and the aromatic aldehyde nature. The enhancement of the complexing properties of calixarenes is observed in the row of PRA < IC4A < PC4A < PC8A. The volume of the calixarene molecular cavity plays the most important role in binding of aldehydes.Experimental part. The stability constants of calixarene complexes with aldehydes were determined by RP HPLC method in acetonitrile-water (80 : 20, v/v) solution. The RP HPLC analysis was performed using a LiChrosorb RP-18 column. Molecular modeling of calixarene complexes was carried out using a Hyper Chem 8.0 program. Conclusions.The Host-Guest complexation data can be used as a useful tool in design of calixarene based sensor devices for determination of the aromatic aldehydes in air or preparation of chromatographic phases for analysis of aldehydes in solutions.Цель. В работе методами ОФ ВЭЖХ и молекулярного моделирования изучено комплексообразование типа Хозяин-Гость октакис(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкаликс[4]резорцинарена (PRA), 5,17-бис(N-толил-иминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена (IC4A), 5,11,17,23-тетракис(диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетрапропоксикаликс[4]арена (PC4A) и октакис(диэтоксифосфорилокси)-трет-бутилкаликс[8]арена (PC8A) с бензальдегидом, салициловым альдегидом, п-анисовым альдегидом и вератровым альдегидом.Результаты и их обсуждение. Константы устойчивости комплексов Хозяин-Гость (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) в значительной степени зависят от структуры каликсарена и природы ароматического альдегида. Повышение комплексообразующих свойств каликсаренов наблюдается в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Наиболее важную роль в связывании ароматических альдегидов играет объем молекулярной полости функционализованного каликсарена.Экспериментальная часть. Константы устойчивости каликсареновых комплексов с альдегидами определяли методом ОФ ВЭЖХ в растворе ацетонитрил-вода (80 : 20, по объему). ОФ ВЭЖХ анализ проводили с использованием колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярное моделирование комплексов каликсарена осуществляли с помощью программы Hyper Chem, версия 8.0.Выводы. Полученные результаты по комплексообразованию функционализованных каликсаренов могут быть использованы при розработке сенсорных устройств для определения ароматических альдегидов в воздухе, а также при изготовлении хроматографических фаз для анализа альдегидов в растворах.Мета. У роботі методами ОФ ВЕРХ і молекулярного моделювання вивчено комплексоутворення типу Господар-Гість октакіс(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (PRA), 5,17-біс(N-толіл-імінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]арену (IC4A), 5,11,17,23-тетракіс(діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]арену (PC4A) і октакіс(діетоксифосфорилокси)-трет-бутилкалікс[8]арену (PC8A) з бензальдегідом, саліциловим альдегідом, п-анісовим альдегідом і вератровим альдегідом.Результати та їх обговорення. Константи стійкості комплексів Господар-Гість (КА = 57 М-1 – 1649 М-1) значною мірою залежать від структури каліксарену і природи ароматичного альдегіду. Збільшення комплексоутворювальних властивостей каліксаренів спостерігається в ряду PRA < IC4A < PC4A < PC8A. Найбільш важливу роль у зв’язуванні альдегідів відіграє об’єм молекулярної порожнини функціоналізованого каліксарену.Експериментальна частина. Константи стійкості каліксаренових комплексів з альдегідами визначали методом ОФ ВЕРХ у розчині ацетонітрил-вода (80 : 20, за об’ємом). ОФ ВЕРХ аналіз проводили з використанням колонки LiChrosorb RP-18. Молекулярне моделювання комплексів каліксарену здійснювали за програмою Hyper Chem, версія 8.0.Висновки. Отримані результати з комплексоутворення функціоналізованих каліксаренів можуть бути використані як інструмент у розробці сенсорних пристроїв на основі каліксарену для визначення альдегідів у повітрі, а також у виготовленні хроматографічних фаз для аналізу альдегідів у розчинах

Дослідження комплексоутворення каліксaрeнів з фенолами методом ОФ ВЕРХ

The Host-Guest complexation of octakis(diphenoxyphosphoryloxy)tetramethylcalix[4]resorcinarene, 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene and 5,11,17,23-tetrakis(diisopropoxyphosphonyl)-25,26,27,28-tetrapropoxycalix[4]arene with a series of 11 phenols (phenol, p-fluorophenol, p-chlorophenol, p-bromophenol, pyrogallol, p-cresol, p-aminophenol, p-nitrophenol, salicylic aldehyde, guaiacol and veratrole) has been studied by the high-performance liquid chromatography (RP HPLC) method. Chromatographic characteristics and log P of industrial phenols have been determined. Using the relationship of the phenol retention factor k’ vs the calixarene concentration in the mobile phase the stability constants of the supramolecular complexes KA (29-331 M-1) have been determined. The stability constants of the calixarene complexes show that the Host-Guest interaction strongly depends on the nature of the substituents in the Host and Guest molecules. Calixresorcinarene functionalized by diphenoxyphosphoryl groups and calixarene containing tolyliminomethyl groups formed more stable complexes with some phenols compared to calixarene functionalized by diisopropoxyphosphonyl groups. In accordance with the molecular modeling data the complexation does not change the C2v flattened-cone conformation of the calixarene skeleton. The Host-Guest complexes are stabilized by the intermolecular hydrogen bonds of phenolic OH groups with oxygen atoms of P = O groups at the upper rim, and OH groups at the lower rim of the macrocycle. Hydrophobic interactions also participate in the complexation. Комплексообразование типа гость-хозяин oктакис-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкаликс[4]резорцинарена, 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена и 5,11,17,23-тетракис диизопропоксифосфонил)-25,26,27,28-тетрапропоксикаликс[4]aрена с серией 11 фенолов (фенол, п-фторфенол, п-хлорфенол, п-бромфенол, пирогаллол, п-крезол, п-аминoфенол, п-нитрофенол, салициловый альдегид, гваякол, вератрол) было исследовано методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). Определены хроматографические характеристики фенолов и рассчитаны значения их липофильности log P. С использованием зависимости коэффициентов удерживания фенолов k’ от концентрации каликсаренов в подвижой фазе определены константы устойчивости их супрамолекулярных комплексов KA, которые находятся в пределах 29-331 М-1. Значения констант устойчивости показали, что взаимодействие типа гость-хозяин в значительной мере зависит от природы заместителей в молекулах Гостя и Хозяина. Каликсрезорцинарен, функционализованный дифеноксифосфорилокси-группами, и каликсарен, содержащий толилиминометильные группы, давали более устойчивые комплексы с некоторыми фенолами, чем каликсарен с диизопропоксифосфонильными группами. Согласно данным молекулярного моделирования комплексообразование не приводит к изменению конформации каликсаренового скелета уплощенный конус C2v. Комплексы типа гость-хозяин стабилизируются межмолекулярными водородными связями фенольных OH-групп с атомами кислорода P = O групп верхнего обода макроцикла и OH-групп его нижнего обода. Гидрофобные взаимодействия также играют роль в комплексообразовании. Комплексоутворення типу гість-господар oктакіс-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4] резорцинарену, 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену тa 5,11,17,23-тетракіс (діізопропоксифосфоніл)-25,26,27,28-тетрапропоксикалікс[4]aрену з низкою 11 фенолів (фенол, п-фторофенол, п-хлорофенол, п-бромофенол, пірогалол, п-крезол, п-амінoфенол, п-нітрофенол, саліциловий альдегід, гваякол, вератрол) було досліджено методом високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ). Визначені хроматографічні характеристики фенолів та розраховано значення їх ліпофільності log P. З урахуванням залежності коефіцієнтів утримання фенолів k’ від концентрації каліксаренів у рухомій фазі визначені константи стійкості їх супрамолекулярних комплексів KA, які знаходяться в межах 29-331 М-1. Значення констант стійкості комплексів вказують на те, що взаємодія типу гість-господар значною мірою зумовлена природою замісників у молекулах гостя та господаря. Каліксрезорцинарен, функціоналізований дифеноксифосфорилокси-групами, і каліксарен, що містив толіліміно-групи, утворювали стійкіші комплекси з деякими фенолами порівняно з каліксареном, що містив діізопропоксифосфонільні групи. За даними молекулярного моделювання комплексоутворення не змінює конформацію каліксаренового кістяка C2v сплощений конус. Комплекси типу гість-господар стабілізуються міжмолекулярними водневими зв’язками фенольних OH-груп з атомами кисню P = O груп верхнього вінця і OH-груп нижнього вінця макроциклу. Гідрофобні взаємодії також відіграють роль у комплексоутворенні.

Калікс[4]арен α-гідроксифосфонові кислоти як потенційні інгібітори протеїнтирозинфосфатаз

Calix[4]arene are known to be a promising scaffold for designing inhibitors of protein tyrosine phosphatases.In this work calix[4]arene mono- and bis-α-hydroxymethylphosphonic acids have been tested in vitro for the inhibitory activity against some therapeutically important protein tyrosine phosphatases. The results obtained have shown that these macrocyclic compounds can inhibit CD45, PTP1B, and SHP2 with IC50 values in the micromolar range. At the same time the inhibitors have demonstrated lower activity toward other protein tyrosine phosphatases such as TC-PTP and PTPβ. It has been found that mono-substituted calix[4]arene is more potent inhibitor of CD45 than the bis-substituted one and shows about 2-15 fold selectivity over TC-PTP, PTPβ, SHP2 and PTP1B. Model 4-hydroxyphenyl-α-hydroxymethylphosphonate displays at least one order lower activity than the phosphonate derivatives of calix[4]arene. Thus, the combination of a macrocyclic platform and α-hydroxymethylphosphonate group is essential for the inhibition activities of these compounds. Computer-simulated docking studies have been performed using AutoDock 4.2 programme by the example of PTP1B. The data obtained indicate that the inhibitors can bind in the active site of the enzyme. To clarify the inhibition mechanism the possible enzyme-inhibitor complexes have been considered using several crystal structures of PTP1B and all stereoisomeric forms of the inhibitors.Известно, что каликс[4]арены могут быть перспективной платформой для конструирования ингибиторов протеинтирозинфосфатаз. В этой работе каликс[4]арен моно- и бис-α-гидроксиметилфосфоновые кислоты были испытаны как ингибиторы некоторых терапевтически важных протеинтирозинфосфатаз. Полученные результаты свидетельствовали о том, что эти макроциклические соединения могут ингибировать РТР1В, CD45 и SHP2 со значениями IC50 в микромолярном диапазоне.Вместе с тем, ингибиторы демонстрировали меньшую активность относительно других протеинтирозинфосфатаз, таких как TC-PTP и PTPβ. Было найдено, что моно-замещенный каликс[4]арен является лучшим ингибитором CD45 чем бис-замещенный макроцикл и проявляет приблизительно 2-15-кратную селективность по сравнению с ингибированием TC-PTP, PTPβ, SHP2 и PTP1B. Модельное соединение 4-гидроксифенил-α-гидроксиметилфосфонат характеризуется по меньшей мере на порядок меньшей активностю, чем фосфонатные производные каликс[4]арена. Таким образом, макроциклическая платформа и α-гидроксиметилфосфонатная группа играет важную роль для обеспечения ингибирующей способности соединений. Молекулярный докинг был проведен с использованием программы AutoDock 4.2 на примере РТР1В. Полученные результаты показали, что ингибиторы могут связываться в активном центре фермента. Для выяснения механизма ингибирования были рассмотрены возможные фермент-субстратные комплексы, сформированные с использованием различных кристаллических структур РТР1В и всех стереоизомерных форм ингибиторов.Відомо, що калікс[4]арени є перспективною платформою для розробки інгібіторів протеїнтирозинфосфатаз. У цій роботі калікс[4]арен моно- та біс-α-гідроксиметилфосфонові кислоти були випробувані як інгібітори деяких терапевтично важливих протеїнтирозинфосфатаз. Отримані результати свідчили про те, що ці макроциклічні сполуки можуть інгібувати РТР1В, CD45 та SHP2 зі значеннями IC50 в мікромолярному діапазоні. Разом з тим, інгібітори демонстрували меншу активність відносно інших протеїнтирозинфосфатаз, таких як TC-PTP і PTPβ. Було встановлено, що моно-заміщений калікс[4]арен є кращим інгібітором CD45, ніж біс-заміщений макроцикл і виявляє приблизно 2-15-кратну селективність впливу відносно TC-PTP, PTPβ, SHP2 та PTP1B. Модельна сполука 4-гідроксифеніл-α-гідроксиметилфосфонат характеризується щонайменше на порядок гіршою активністю, ніж фосфонатні похідні калікс[4]арену.Таким чином, поєднання макроциклічної платформи та α гідроксиметилфосфонатної групи відіграє важливу роль для інгібуючої здатності цих сполук. Молекулярний докінг було проведено з використання програми AutoDock 4.2 на прикладі РТР1В. Отримані результати показали, що інгібітори можуть зв’язуватися в активному центрі ферменту. Для з’ясування механізму інгібування були розглянуті можливі фермент-субсратні комплекси, сформовані з використанням різних кристалічних структур РТР1В та всіх стереоізомерних форм інгібіторів

Дослідження комплексоутворення калікс[4]aрену та калікс[4]резорцинарену із смоляними кислотами методом ОФ ВЕРХ. Визначення констант зв’язування

The Host-Guest complexation of octakis-(diphenoxyphosphoryloxy)tetramethylcalix[4]resorcinarene (CR) and 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene (CA) with 6 diterpenoid (resin) acids has been studied by the reversed phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC). The chromatographic characteristics (retention time tR and retention factor k’) of resin acids have been determined. The lipophilicity values log P of the acids, binding constants KA (395-682 M-1 for CR and 844-1268 M-1 for CA), as well as Gibbs free energies ∆G (-14.79 – -16.14 kJ/mol for CR and -16.70 – -17.67 kJ/mol for CA) of the complexes with resin acids have been calculated. Molecular modelling of CA complexes has revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and nitrogen atoms of imino groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the CA macrocycle. Molecular modelling of CR complexes has shown the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of acids and oxygen atoms of diphenoxyphosphoryloxy groups at the upper rim of the CR macrocycle. The effect of log P values on KA values of the CR/CA complexes has been assessed. The linear dependence of the binding constants on the acid lipophilicity indicates a significant role of solvophobic interactions on the complexation. The relationship between supramolecular (KA) and physicochemical (log P, pKa) characteristics of acids has been determined.Комплексообразование типа Гость-Хозяин oктакис-(дифеноксифосфорилокси)-тетраэтилкаликс[4]резорцинарена (CR) и 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]aрена (CA) с 6 дитерпеноидными ( смоляными) кислотами было исследовано методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ). Определены хроматографические характеристики (время удерживания tR и фактор удерживания k’) смоляных кислот. Рассчитаны значения липофильности log P смоляных кислот и констант связывания KA их комплексов (395-682 М-1 для CR и 844-1268 М-1 для CA), а также значения свободных энергий Гиббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR и -16.70 – -17.67 кДж/моль для CAL) со смоляными кислотами. Молекулярное моделирование комплексов CA показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами азота имино-групп верхнего обода макроцикла CA или атомами кислорода гидроксильных групп его нижнего обода. Молекулярное моделирование комплексов CR показало наличие водородных связей между карбоксильными группами кислот и атомами кислорода дифеноксифосфорилокси-групп верхнего обода макроцикла CR. Оценено влияние log P на константы связывания KA комплексов CR/CA. Линейная зависимость КА от log P кислот свидетельствует о влиянии сольвофобных взаимодействий на процесс комплексообразования.Комплексоутворення типу Гість-Господар oктакіс-(дифеноксифосфорилокси)-тетраметилкалікс[4]резорцинарену (CR) та 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену (CA) з 6 дитерпеноїдними (смоляними) кислотами було досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ). Визначені хроматографічні характеристики (час утримання tR тa фактор утримання k’) смоляних кислот. Розраховано значення ліпофільності log P смоляних кислот тa констант зв’язування KA комплексів (395-682 М-1 для CR тa 844-1268 М-1 для CA), а також значення вільних енергій Гіббса ∆G (-14.79 – -16.14 кДж/моль для CR тa -16.70 – -17.67 кДж/моль для CA) із смоляними кислотами. Молекулярне моделювання комплексів CA вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами азоту іміно-груп верхнього вінця CA макроцилу або атомами кисню ОН груп його нижнього вінця. Молекулярне моделювання комплексів CR вказало на присутність водневих зв’язків між карбоксильними групами кислот тa атомами кисню дифеноксифосфорилокси-груп верхнього вінця макроциклу CR. Здійснено оцінку впливу log P на константи зв’язування KA комплексів CR/CA. Лінійна залежність КА від log P кислот вказує на роль сольвофобних взаємодій на комплексоутворення. Встановлено взаємозв’язок між супрамолекулярними (KA) тa фізико-хімічними (log P, pKa) характеристиками кислот

Дослідження комплексоутворення 5,17-біс-(n-toлілімінометил)-25,27-дипропоксика- лікс[4]aрену з бензойними кислотами методами оф верх та молекулярного моделювання

The Host-Guest complexation of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids has been studied by reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP HPLC) method (the mobile phase – MeCN/H2O, 86/14 v/v, the column support – LiChrosorb RP 18, UV detector, l = 254 nm). The study of the chromatographic behaviour of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene and benzoic acids, as well as determination of their main chromatographic characteristics – the retention times tR and capacity factors k’ have been performed. On the basis of the data obtained the lipophilicity log P, as well as the binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids have been calculated. The binding constants and Gibbs free energies of the complexes of 5,17-bis-(N-tolyliminomethyl)-25,27-dipropoxycalix[4]arene with benzoic acids are in the range of 335-910 М-1 or -14.38 – -16.85 kJ/mol, respectively. The influence of the benzoic acids lipophilicity log P and pKa values on the binding constants KA of the complexes has been examined. It has been found that decrease of the log P and pKa values increases the binding constants KA of the complexes. Molecular modeling of the complexes revealed the presence of hydrogen bonds between carboxylic groups of the acids and nitrogen atoms of imino-groups at the upper rim or oxygen atoms of the hydroxyl groups at the lower rim of the calixarene macrocycle. A linear dependence of the binding constants from the acid lipophilicity log P indicates a significant role of solvatophobic interactions during the complexation process.Комплексообразование типа Гость-Хозяин 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами исследовано методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) (подвижная фаза – MeCN/H2O, 86/14, колоночная насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено исследование хроматографического поведения и определены основные хроматографические характеристики 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена-рецептора и бензойных кислот-субстратов – времена удерживания tR и коэффициенты емкости k’. На основе полученных данных рассчитаны значения липофильности log P бензойных кислот, а также констант связывания и свободных энергий Гиббса комплексов 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]арена с бензойными кислотами. Рассчитанные значения констант связывания и свободных энергий Гиббса находятся в пределах 335-910 М-1 и -14.38 – -16.85 кДж/моль, соответственно. Исследовано влияние липофильности log P и рКа замещенных бензойных кислот на константы связывания KA их комплексов с каликсaреном. Установлено, что константы связывания KA возрастают по мере снижения значений липофильности log P и рКа бензойных кислот. Проведенное молекулярное моделирование комплексов показало наличие водородных связей между карбоксильными группами бензойных кислот и атомами водорода иминогрупп верхнего обода или атомами кислорода гидроксильных групп нижнего обода каликсаренового макроцикла. Линейная зависимость констант связывания от липофильности log P кислот указывает на заметную роль сольватофобных взаимодействий при комплексообразовании с 5,17-бис-(N-толилиминометил)-25,27-дипропоксикаликс[4]ареном.Комплексоутворення типу Гість-Господар 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами досліджено методом обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії (ОФ ВЕРХ) (рухома фаза - MeCN/H2O, 86/14 за об’ємом, колоночна насадка марки LiChrosorb RP 18, УФ-детектор, l = 254 нм). Проведено дослідження хроматографічної поведінки та визначені основні хроматографічні характеристики 5,17-біс-(N-толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену та бензойних кислот-субстратів – час утримання tR та коефіцієнти ємкості k’. На підставі отриманих даних розраховано значення ліпофільності log P бензойних кислот, а також констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів каліксaрену з бензойними кислотами. Розраховані значення констант зв’язування та вільних енергій Гіббса комплексів 5,17-біс-(N толілімінометил)-25,27-дипропоксикалікс[4]aрену з бензойними кислотами знаходяться в межах 335-910 М-1 та -14.38 – -16.85 кДж/моль, відповідно. Досліджено вплив ліпофільності log P та рКа заміщених бензойних кислот на константи зв’язування KA їх комплексів з каліксaреном. Встановлено, що константи зв’язування KA збільшуються по мірі зниження значень ліпофільності log P та рКа бензойних кислот. Проведено молекулярне моделювання комплексів включення, яке вказує на наявність водневих зв’язків між карбоксильними групами бензойних кислот та атомами водню iміногруп верхнього вінця або атомами кисню гідроксильних груп нижнього вінця каліксаренового макроциклу. Лінійна залежність констант зв’язування від ліпофільності log P кислот вказує на помітну роль сольватофобних взаємодій при їх комплексоутворенні з 5,17-біс-(N-толілімінометил)- 25,27-дипропоксикалікс[4]aреном

Комплексоутворення калікс[4]аренгідроксиметил-фосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетил-триптофанамідом

The Host-Guest complexation of calixarene hydroxymethylphosphonic acid with tryptophan and N-acetyltryptophan amide has been investigated by the RP HPLC method in H2O/MeCN (99/1) solution (column support Hypersil CN, UV-detector, λ = 254 nm). Adsorption of calixarene hydroxymethylphosphonic acid on the Hypersil CN surface has been studied. It has been found that hydroxymethylphosphonic acid is characterized by reversible sorption on the Hypersil CN surface. The binding constants (KA = 23000 M-1 and 39000 M-1 for tryptophan and N-acetyltryptophan amide, respectively) of the supramolecular complexes have been calculated from the ratio between the capacity factors k’ of the Guest and the calixarene hydroxymethylphosphonic acid Host concentration in the mobile phase. The Gibbs free energies of the tryptophan and N-acetyltryptophan amide complexes are -24.84 and -26.15 kJ/mol, respectively. The molecular modelling of calixarene hydroxymethylphosphonic acid and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide (Hyper Chem, version 8, force field PM3) has indicated that the complexes are stabilized by hydrogen bonds, electrostatic, π-π, and solvatophobic interactions. The geometric parameters of the energy minimized calixarene macrocycle and its complexes with tryptophan and N-acetyltryptophan amide have been calculated. According to the calculations it has been shown that the Host-Guest complexation does not change the flattened-cone conformation of calixarene. Finally, the inverse correlation has been found between the KA values of the complexes and the Log P values of the guest molecules.Методом ОФ ВЭЖХ исследован процесс комплексообразования типа Хозяин-Гость каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом в растворе H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Исследовано взаимодействие каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты с поверхностью хроматографической насадки Hypersil CN. Установлено, что каликсаренгидроксиметилфосфоновая кислота характеризуется обратимой сорбцией на поверхности Hypersil CN. Константы связывания супрамолекулярных комплексов (23000 M-1 и 39000 M-1 для триптофана и N-aцетилтриптофанамида, соответственно) были рассчитаны из соотношения меж- ду коэффициентом емкости k’ молекулы Гостя и концентрацией каликсаренгидроксиметилфосфо­новой кислоты Хозяина в подвижной фазе. Значения свободных энергий Гиббса комплексов каликса­ренгидроксиметилфосфоновой кислоты с триптофаном и N-aцетил-триптофанамидом составили -24.84 и -26.15 кДж/моль, соответственно. Проведено молекулярное моделирование каликсаренгидрокси- метилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом (Hyper Chem, версия 8, силовое поле PM3). Отмечается, что супрамолекулярные комплексы могут стабилизироваться водородными связями, а также электростатическими, π-π, и сольватофобными взаимодействиями. Рассчитаны геометрические параметры энергетически минимизированных структур каликсаренгидроксиметилфосфоновой кислоты и ее комплексов с триптофаном и N-aцетилтриптофанамидом. Согласно расчетам показано, что процесс комплексообразования не меняет конформацию макроциклического остова каликсарена. Установлено, что значения KA повышаются со снижением Log P молекул Гостей.Методом ОФ ВЕРХ досліджено процес комплексоутворення типу Господар-Гість каліксаренгідрокси- метилфосфонової кислоти з триптофаном та N-aцетилтриптофанамідом у розчині H2O/MeCN (99/1) (насадка Hypersil CN, УФ-детектор, λ = 254 нм). Досліджено взаємодію каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з поверхнею хроматографічної насадки Hypersil CN. Встановлено, що каліксаренгідроксиметилфосфонова кислота характеризується оберненою сорбцією на поверхні Hypersil CN. Кон- станти зв’язування супрамолекулярних комплексів (23000 M-1 і 39000 M-1 для триптофану і N-aцетилтриптофанаміду, відповідно) були розраховані із співвідношення між коефіцієнтом ємкості k’ молекули Гостя і концентрацією каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти Господаря в рухомій фазі. Значення вільних энергій Гіббса комплексів каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти з триптофаном і N-aце- тилтриптофанамідом складає -24.84 і -26.15 кДж/моль, відповідно. Здійснено молекулярне моделювання каліксаренгідроксиметилфосфонової кислоти і її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом (Hyper Chem, версія 8, силове поле PM3). Супрамолекулярні комплекси можуть стабілізуватись водневими зв’язками, а також електростатичними, π-π, і сольватофобними взаємодіями. Розраховані геометричні параметри энергетично мінімізованих структур каліксаренгідроксиметилфосфонової кис- лоти та її комплексів з триптофаном і N-aцетилтриптофанамідом. Показано, що значення KA зрос­тають зі зниженням Log P молекул субстратів, а процес комплексоутворення не змінює конформації макроциклічного кістяка каліксарену

Дослідження сорбції тетраалкільних похідних калікс[4]аренів і калікс[4]резорцинаренів з поверхнею LiChrosorb RP 18 методами ОФ ВЕРХ та молекулярного моделювання

Tetrahydroxycalix[4]arene, tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]resorcinarenes are capable to reversible adsorption on the surface of the hydrophobic support LiChrosorb RP 18 under conditions of the reversed-phase high performance liquid chromatography. The main chromatographic characteristics of tetrahydroxycalix[4]arene, a series of tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]resorcinarenes have been determined. It has been found that in the conditions selected (the mobile phase is acetonitrile/water, 86/14, v/v) the retention times of the compounds studied are in the wide range from 4.67 min to 88.0 min depending on the nature of the substituents in the macrocyclic skeleton of the molecule. Thus, the retention times increase with increase of the length of the alkyl substituents at the lower rim of the calixarene macrocycle. According to the molecular modelling data the most effective sorption is explained by the inclusion of LiChrosorb RP 18 octadecyl groups into the lipophilic cavity formed by the alkyl substituents at the lower rim of the macrocycle of calixarene/calixresorcinarene. Thus, the molecular cavity formed by the benzene rings remains opened for the Host-Guest complexation with the analyte molecules. This sorption of tetraalkoxycalix[4]arenes and tetraalkylcalix[4]arenes on the LiChrosorb RP 18 surface can significantly improve its resolution ability in RP HPLC analysis. The influence of replacement of tetrahydroxycalix[4]arene hydroxyl protons with the alkyl groups on the conformation of the macrocycle has been studied.Тетрагидроксикаликс[4]арен, тетраалкоксикаликс[4]арены и тетраалкилкаликс[4]резорцинарены обратимо сорбируются на поверхности гидрофобной насадки LiChrosorb RP 18 в условиях обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Определены основные хроматографические характеристики тетрагидроксикаликс[4]арена, серии тетраалкоксикаликс[4]аренов и тетраалкилкаликс[4]резорцинаренов. Установлено, что в выбранных условиях (подвижная фаза – ацетонитрил/вода в соотношении 86/14 по объему) времена удерживания исследуемых соединений находятся в широком диапазоне 4.67-88.0 мин в зависимости от природы заместителей в макроциклическом скелете молекулы. При этом время удерживания возрастает по мере увеличения длины алкильных заместителей на нижнем ободе каликсаренового макроцикла. Согласно данным молекулярного моделирования наиболее эффективная сорбция происходит за счет включения октадецильних групп насадки в липофильную полость, образованную алкильными заместителями нижнего обода макроцикла каликсарена/каликсрезорцинарена. При этом молекулярная полость, сформированная бензольными кольцами макроцикла, остается открытой для комплексообразования с молекулами аналитов. Такая сорбция тетраалкоксикаликс[4]аренов и тетраалкилкаликс[4]резорцинаренов на поверхности хроматографической насадки LiChrosorb RP 18 может существенно улучшить ее селективность по отношению к аналитам в условиях обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии. Исследовано влияние замены гидроксильных протонов тетрагидроксикаликс[4]арена алкильными группами на конформацию макроциклического скелета молекулы.Тетрагідроксикалікс[4]арен, тетраалкоксикалікс[4]арени та тетраалкілкалікс[4]резорцинарени здатні до оберненої сорбції на поверхні гідрофобної насадки LiChrosorb RP 18 в умовах обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Визначені основні хроматографічні характеристики тетрагідроксикалікс[4]арену, низки тетраалкоксикалікс[4]аренів та тетраалкілкалікс[4]резорцинаренів. Встановлено, що у вибраних умовах (рухома фаза – ацетонітрил/вода у співвідношенні 86/14 за об’ємом) час утримання досліджуваних сполук знаходиться в широкому діапазоні 4.67-88.0 хв в залежності від природи замісників у макроциклічному кістяку каліксарену. При цьому час утримання зростає по мірі збільшення довжини алкільних замісників на нижньому вінці каліксаренового макроциклу. Згідно з даними молекулярного моделювання найбільш ефективна сорбція відбувається за рахунок включення октадецильних груп насадки LiChrosorb RP 18 в ліпофільну порожнину, утворену алкільними замісниками нижнього вінця макроциклу каліксарену/каліксрезорцинарену. При цьому молекулярна порожнина, сформована бензеновими кільцями макроциклу, залишається відкритою для комплексоутворення з молекулами аналітів.Така сорбція тетраалкоксикалікс[4]аренів та тетраалкілкалікс[4]резорцинаренів на поверхні хроматографічної насадки типу LiChrosorb RP 18 може суттєво поліпшити її роздільну здатність по відношенню до аналітів в умовах обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Досліджено вплив заміни гідроксильних протонів тетрагідроксикалікс[4]арену алкільними групами на конформацію макроциклічного кістяка молекули

Тhiacalix[4]arene phosphonate C-800 as a novel fluorescent probe for zinc in living cells

Zn ions are significant for maintaining the proper human organism functioning, thus monitoring­ the zinc content in living cells and the development of sensitive tracking systems and sensors for Zn is particularly important. The purpose of the work was to study the properties of synthetic thiacalix[4]arene C-800 (5,11,17,23-tetrakis[(hydroxy-ethoxyphosphonyl)methyl])-25,26,27,28-tetrahydroxythiacalix[4]arene) as a fluo­rescent sensor for zinc ions in living cells. Our studies demonstrated that thiacalix[4]arene C-800 containing­ four hydroxy-ethoxyphosphonylmethyl groups on the upper rim exhibited fluorescent properties at 340 nm excitation wavelength. Fluorescence intensity of thiacalix[4]arene C-800 was increased significantly in the presence of Zn cations, while cations of other metals, such as Mg2+, Ca2+, Cd2+, and Pb2+ did not affect it. Computer modeling demonstrated that two Zn cations interact with the oxygen atoms of four hydroxy-ethoxyphosphonylmethyl groups. It was shown that thiacalix[4]arene C-800 quickly penetrated rat myometrial cells that led to an increased intracellular fluorescence level. The addition of Zn2+ to cells, stained with thiacalix[4]arene C-800, was followed an even greater increase of intracellular fluorescent signal intensity. No effect of thiacalix[4]arene C-800 on reactive oxygen species production in myometrial cells was detected as well as on cells viability in the range of its 50-250 μM concentrations. Thus, thiacalix[4]arene C-800 can potentially be used as a selective fluorescent probe for the detection of Zn2+ in living cells