автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.05, диссертация на тему:Синтез и свойства нитропроизводных флуоресцеина

На правах рукописи

РГ

« од

п т

САМОЙЛОВ Денис Владимирович / /¿А

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НИТРОПРОИЗВОДНЫХ ФЛУОРЕСЦЕИНА

Специальность 05.17.05 -технология продуктов тонкого органического синтеза

Автореферат

диссертации на соискание

ученой степени кандидата химических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете)

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: засл. деятель науки России, доктор химических наук, профессор

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ: кандидат химических наук, старший научный сотрудник

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор химических наук, профессор

кандидат химических наук, доцент

ЕЛЬЦОВ Андрей Васильевич

РТИЩЕВ Николай Иванович

ГЛИБИН Евгений Николаевич

СТУДЗИНСКИЙ Олег Петрович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Государственный научный центр

Российской Федерации «НИОПИК»

Защита состоится « б» ил£Чл-С{ 2000 г. в_ч на заседании

Диссертационного Совета Д 063.25.04 в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу:

Санкт-Петербург, Московский пр., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке СПбГТИ (ТУ)

Замечания и отзывы по данной работе в одном экземпляре просим направлять по адресу: 198013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26, СПбГТИ (ТУ), Ученый совет

Автореферат разослан «.5"» СузЗиХ ^000 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета • Соколова Н. Б.

к. х. н.

к ^ОГК.иЦ-Л Г)

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Благодаря многообразию свойств ксамтсновые красители вляются популярными объектами для изучения влияния изменений структуры юлекулы на весь комплекс ее физико-химических свойств.

Z

:, Y',Y2,Z = H (ФЛ); X = Y1, Y2 = Br, Z = И (ЭО); X. Y1, Y2 = I, Z =11 (ЭР); : = Y', Y2 = Br,Z = CI (БР); X = N02, Y1, Y2, Z = H (ДИФ); : = H, Y1, Y2 = N02, Z = H (ДНФ'); X= N02, Y1, Y2 = Br, Z = H (ДНБ); :, Y\ Y2, = N02, Z = H (ТНФ); X = Br, Y1, Y2 = N02, Z = H (ДБН); Br, Y1 = N02, Y2, Z = II (ДБМН);

Производные Флуоресцеина (Фл) до сих пор представляют интерес как расители, ввиду яркости получаемых окрасок, обусловленной узкими полосами в пектрах поглощения и высокими коэффициентами экстинкиии. По данным третьего здания Colour Index International (CI) на 1971 г. ассортимент этих красителей оставляют 16 кислотных, 4 протравных, 18 спирторастворимых красителей и 6 игментов. В последнее время ксантеновые красители широко используются для збирателыюго окрашивания биологических объектов, в составе чернил для груйных принтеров. Благодаря синтетической доступности и ценным свойствам аибольшей популярностью, пользуются собственно Флуоресцеин (ФЛ) и его гтрагалоидпроизводные: Эозин (ЭО), Эритрозин (ЭР), Бенгальский Розовый (БР).

Удачное сочетание фотофизических свойств и возможность регулирования утей диссипации энергии электронного возбуждения введением заместителей

определили разнообразие областей применения галогенпроизводных Флуоресцеина. В качестве триплетных сенсибилизаторов они используются в системах записи информации, для генерации синглетного кислорода, фотодинамического воздействия на живые ткани. Галогснпроизводные Флуоресцеина широко изучались в системах фотогенерации водорода из воды. Благодаря высокой чувствительности люминесцентных параметров Флуоресцеина и его галогенпроизводных к природе и кислотности среды они нашли применение в аналитической химии в качестве флуоресцентных индикаторов. В последнее время эти красители широко используются в микробиологии в качестве зондов для биологических объектов.

Для ксантеновых красителей характерна сложная система протолитических равновесий, обусловленная наличием в структуре молекулы трех функциональных групп, способных к протонированию или ионизации - карбоксильная группа в фенильном фрагменте, гидроксильная и карбонильная - в ксантеновом. Поэтому в зависимости от кислотности среды и природы растворителя вещества этой группы могу находиться в катионной, нейтральной, фенолятной и моно- и дианионной формах, каждая из которых имеет характерный спектр поглощения, причем собственно красителем обычно является дианионная форма. Наличие карбоксигруппы в орто-положении к узловому углеродному атому, открывает возможность для" замыкания лактонного цикла, что определяет существование таутомерных форм. Растворители изменяют соотношение кислотно-основных и таутомерных форм ксантеновых красителей в растворах. Подробно изучены протолитические равновесия галогенпроизводных Флуоресцеина, однако в литературе нет достоверных данных о кислотно-основных свойствах нитропроизводных.

Хотя производные Флуоресцеина активно исследовались с различных позиций, круг достаточно глубоко изученных соединений ограничен структурами с галогенами или гидроксигруппами в ксантсновой ядре. В литературе известны производные Флуоресцеина с нитрогруппами в ксантеновом ядре, некоторые из них являются красителями и включены в международный справочник по красящим веществам Colour Index International. Однако эта группа красителей не привлекла серьезного внимания исследователей; для них систематически не рассмотрены характерные для

:антеновых красителей проблемы синтетической доступности, химических ревращений и главное - зависимости физико-химических свойств от структуры, анримср весьма противоречива и неполна информация о синтезе и свойствах 4.5-ибром-2,7-дипитрофлуоресцеина - красителя Acid Red 91. Для других итропроизводных, часть которых давно получена, имеются разрозненные сведения 3 изучении их свойств и практическом применении.

Нитрогругша является активным заместителем и существенно влияет на эмнлекс химических и физико-химических свойств молекул. Поэтому можно эедполагать, что нитропроизводные Флуоресцеина будут выделяться своей стипиостыо в нуклеофильных реакциях и особенностями излучательных процессов.

Цель работы: Комплексное изучение питропроизводпых Флуоресцеина, шестых в литературе в качестве красителей. Оно включило отработку способов )лучения индивидуальных соединений, исследование влияния структуры красителей 1 кислотно-основные свойства и таутомерные превращения, а также спектральио-оминесцентныс характеристики в зависимости от природы среды.

Научная нопизна работы. Критически рассмотрены литературные данные по штезу смесей нитропроизводных Флуоресцеина и найдены условия позволившие случить индивидуальные 4,5-динитрофлуоресцеин (ДНФ), 2,7-дибром-4,5-динитро-пуорссцсин (ДНБ), 4,5-дибром-2,7-динитрофлуорссцеин (ДВН), 4,5-дибром-2-нитро-пуоресцсин (ДБМН), 2,4.5,7-тетранитро(|)луоресцеин (ТИФ). Для них определены »стояния систем кислотно-основных и таутомерных равновесий, что позволило .шжть степень склонности этих красителей к образованию лактонных форм по >авнснию с другими замещенными флуорссцеииами. С помощью по квантово-шическим расчетов охарактеризованы энергии образования лактонов из открытых эрм. У всех нитропроизводных Флуоресцеина обнаружена люминесценция, и |учены ее интенсивность и спектральные параметры в зависимости от числа и июжения нитрогрупп, а также природы среды.

Практическая значимость. Полученные в работе значения констант кислотно-шовных равновесий и спектрально-люминесцентные свойства нитропроизводных луоресцеина позволяют использовать их в качестве кислотно-основных и

люминесцентных индикаторов. Уточнены структуры красителей приведенных в справочнике Colour Index International.

Апробация работы: Результаты работы докладывались на Всеукраинской конференции по аналитической химии. Готовятся к публикации 2 статьи.

Публикации: По теме диссертации опубликованы 2 статьи в «Журнале общей химии», а также тезисы доклада на Всеукраинской конференции по аналитической химии, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Н. П. Комаря.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, экспериментальной части, выводов, списка литературы. Работа изложена на 107 страницах машинописного текста, содержит 2 схемы, 13 таблиц, 14 рисунков. Библиография включает 120 ссылок.

Содержание работы

1. Синтез и превращения нитропроизводных Флуоресцеина

Общим методом получения простейших производных Флуоресцеина является конденсация резорцина или соответствующих его производных с фталевым ангидридом содержащим необходимые заместители или без них в присутствии водоотнимающих реагентов. Фупкционализация ксантенового ядра осуществляется прямым электрофильным замещением. В диссертации методами ПМР-спектроскопии установлено что, при прямом нитровании Флуоресцеина нитрующей смесью образуется преимущественно 4,5-динитрофлуоресцеин (ДНФ). Тем самым показано, что красители Solvent Orange 16 (CI 45396) и CI 45395, описанные в литературе как индивидуальные вещества 4,5-динитрофлуоресцеин и 2,7-динитрофлуоресцеин (X = Н, Y1, Y2 = N02, Z = Н) соответственно, в действительности представляют собой одно и то же вещество - 4,5-динитрофлуоресцеин, а 2,7-изомер получить прямым нитрованием Флуоресцеина невозможно.

Сопоставление полученных в работе данных ПМР и УФ-спектров для индивидуальных 4,5-дибром-2,7-динитрофлуоресцеина (ДБН) и 4,5-дибром-2-нитрофлуоресцеина (ДБМН) с красителем Acid Red 91 (CI 45400), синтезированным по литературной методике, показало, что этот продукт представляет собой смесь двух

красителей, хотя в литературе ему приписана структура индивидуального вещества -ДБН. Этот факт подтверждается при сравнении электронных спектров и 'ГСХ красителей ДБН и ДБМН с литературными данными по ВЭЖХ и электронным спектрам коммерческого образца Acid Red 91. Таким образом, имеющиеся в литературе данные о кислотно-основных и фотофизических свойствах этого красителя относятся либо к продукту неполного нитрования ДБМН, либо к его смеси с ДБН. Индивидуальные вещества ДБН и ДБМН получены нами нитрованием 4,5-дибромфлуоресцсипа нитрующий смесыо с избытком азотной кислоты в жестких условиях, и с недостатком азотной кислоты в более мягких условиях, соответственно.

ТНФ ДБН

Схема 1. Синтез нитропроизводных Флуоресцеина

Исследованы некоторые синтетические возможности взаимных превращений между нитробромпроизводными Флуоресцеина. В частности при бромировании 2.4.5,7-тетранитрофлуоресцеина (ТНФ) в уксусной кислоте образуется ДБН в смеси с побочными продуктами. Тем самым показана возможность замещения нитрогругшы на бром в положениях 4.5. При нитровании Эозина в различных условиях замещение

брома на нитрогруппу не происходит: не образуется ни ДБН, ни 2,7-дибром-4,5-динитрофлуоресцеин (ДНБ), вопреки литературным данным, а наблюдается окислительное разрушение хромофора. Последний краситель получен в виде индивидуального вещества бромированием ДНФ в растворе карбоната натрия как свидетель для идентификации возможных продуктов замещения.

Установлено различие в поведение нитропроизводных по отношению к водным щелочам, которое определяется положением нитрогрупп в молекуле. Так исходно желтые при водные растворы ДНБ и ДНФ при повышении рН до 11 постепенно приобретают темно-синий цвет уже на холоду, а при длительном воздействии горячей щелочи обесцвечиваются в течение нескольких часов. Напротив, ТНФ и ДБМН инертны по отношению к щелочи при выдержке в течение суток при рН 13. Изучение кинетики реакции ДНФ со щелочью в водном растворе в диапазоне показало, что реакция обратима и описывается уравнением первого порядка по исходному веществу и гидроксил-ионам. Для ДНФ выделен глубокоокрашенный промежуточный продукт этой реакции. Данные его ПМР-спектра и элементного состава свидетельствуют, что в его структуре сохранились бензольные циклы, не произошло отщепление или замещение имеющихся функциональных групп, не появились новые функции в свободных положениях, что позволило с достаточной уверенностью приписать ему структуру красителя фенолфталеинового ряда: 2-[2,4-дигидрокси-3-нитрофенил-(2-гидрокси-3-нитро-4-оксо-2,5-циклогексадиенилиден)-метил]бензойной кислоты. (ДНФГ).

Ы02 НО^ 1

N0.

2

о2ы к мо2

НО I

СООН

ДНФГ

Я = Н, СНз, С2Н5.

На примере ДНФ установлена возможность перециклизации ксантеновых красителей в соответствующие производные акридина аналогично превращению катионов пирилия в пиридиновые аналоги. При нагревании в спиртового раствора

ЦНФ с водными растворами аммиака, метиламина и этиламина получены :оответственно незамещенное по азоту, метильное и этилыюе акридиновые троизводные.

По нашим наблюдениям ДНФГ не вступает в реакцию с аммиаком, с которым исходное нитросоединение - ДНФ реагирует наиболее легко. Этот факт может :лужить аргументом в пользу того, что указанный продукт гидролиза (ДНФГ) имеет лруктуру с разомкнутым пирановым циклом, поскольку если бы пирановый цикл :охранился, он должен был бы реагировать с аммиаком аналогично исходному зеществу.

2. Протолитические равновесия нитропроизводных Флуоресцеина

В зависимости от кислотности среды и природы растворителе ксантеновые срасители могут существовать в катионной (а), нейтральной: хиноидной (в), тктонной (г), цвиттер-ионной (б), моноанионной фенолятной (е) или карбоксилатной д); и дианионной формах (ж) (схема 2). Каждая форма имеет характерный спектр юглошения, причем красителями являются формы (е) и (ж) с ионизованной "идроксигруппой. Сложная система прототропных равновесий обусловлена наличием 1 дианионе красителя трех центров протонирования: 2-х в ксантеновом фрагменте, и >дного - в фенильном. Из-за наличия карбоксигруппы в орто-положении к узловому тлероду возможно существование лактонной формы.

Спектрофотометрического изучение кислотно-основных свойств ксантеновых :расителей представляет значительную трудность, так как равновесия их анионных [юрм перекрываются, а электронные спектры частиц (е) и (ж), (в) и (д), (а) и (б) очень юхожи. Близость значений р/^ и р Кл2 не позволяет экспериментально арегистрировать спектр моноаниона.

Использование для нитропроизводных Флуоресцеина современных пектрофотометрических методов изучения перекрывающихся протолитических >авновесий и математической обработки экспериментальных данных, позволило декватно количественно описать комплекс кислотно-основных и спектральных войств этих веществ в 50%-ном водном этаноле.

0, L

г о, он

X X

О

Ti COOH

|l Z

в Z

k1.0H

Схема 2. Система протолитических и таутомерных равновесий производных Флуоресцеина

В результате определены термодинамические значения рК3 и спектры фенолятных моноанионов (с), недоступные для непосредственного измерения (табл. 1).

Таблица. 1. Показатели термодинамических констант ионизации и спектральные характеристики анионов производных Флуоресцеина в 50%-ном (по массе) водном этаноле (25 °С)

Краситель Константы ионизации Длинноволновые максимумы поглощения моно- и дианионов: Х„а11С, им, (8-10°, лмоль'см"')

Р^а, Р^а2 Дианион Моноанион

ДНФ 5.36±0.16 5.0±0.2 493 (76) 503 (93)

ДНБ 1.12±0.02 5.33±0.04 —6 505 (80) —6 514(81)

ДБН 3.39±0.04 5.15±0.08 410(8.3); 536(14.4) = 400(4.0); 543 (22)

ДБМН 4.31±0.04 6.19±0.03 410(5.1); 519(61) 410(5.1); 525 (21.5)

ТНФ 1.4±0.2 2.38±0.11 407(15.1); 515 (~1) 400(6.2); 516(34)

Обнаруженные для красителей ТНФ, ДБН и ДБМН изменения величины коэффициента экстинкции моно- и дианионов под влиянием состава среды (рис. 1), объяснены наличием таутомерного равновесия с участием бесцветных форм анионов - лактопов (з) и (и). Поэтому для описания протолитических равновесий нитропроизводных Флуоресцеина использована наиболее общая схема равновесий, включающая анионные лактоны, по аналогии с близкими по химической структуре и системе протолитических равновесий фенолфталеиновыми красителями.

Исходя из математического описания этой схемы и допущения о равенстве коэффициентов экстинкции хиноидных анионов (е) и (ж) галоген- и нитропроизводных Флуоресцеина, определены константы таутомерных равновесий (А'т,), характеризующие вклад отдельных таутомеров в систему равновесий и микроконстанты ионизации (к), отражающие кислотность функциональных групп в конкретной таутомерной форме (микрокопстанты), и (табл. 2).

Длина волны, нм

Рис. 1. Спектры поглощения смеси дианионов (ж, и) 2,4,5,7-тетранитрофлуоресцеина в различных средах: 1 - вода (рН 9), 2 - 50% водный этанол (ра'г 9), 3 - н-пентанол + 4* 10"4 моль/л Веронала + 1.6-10"4 моль/л ВиОЫа, 4 - 0.01 моль/л Бридж 35 в воде, 5 -0.003 моль/л цетилтриметиламмоний бромида в воде, 6 - 0.016 моль/л додецилсульфата натрия в воде, 7 - 0.092 моль/л додецилсульфата натрия в воде. В водных мицеллярных средах рН 6.9

Таблица 2. Оценки микроконстант ионизации и констант таутомерного равновесия нитропроизводных Флуоресцеина.

Краситель ^то Кп ркг.соон рк|,он рки. ркз.ь

ДНФ > 100 < 10"3 0.05 5.0 3.1 - -

ДНБ <0.3 < 10"3 < 3-10 3 5.3 1.0-1.1 - -

ДБН ~ 700 2.7 4.6 5.3 1.1 3.5 5.1

ДБМН - 103 1.8-2.8 -0.3 5.8 - 4.4-4.5 -6.7

ТНФ >200 1.4 80 3.9 - 1.6 2.1

Хотя лактонные анионы входят в предложенную общую схему, оказалось что 1ля 4,5-инитронитропроизводных (ДНФ и ДНБ) в 50%-ном водном этаноле такие 1актоны не образуются. В этом они подобны галогенпроизводным. Напротив анионы >,7-производных значительно лактонизованы в этой среде, аналогично 1)енолфталеинам. Влияние положения нитрогрупп на стабильность лактонных шионов проявилось в различной подвижности таутомерного равновесия при вменении среды. Сдвиг равновесия в сторону лактонных структур наблюдался у шанионов ДБН и ТНФ при переходе от воды к 50%-ному водному этанолу и лицеллярным растворам коллоидных ПАВ (анионного, катионного и неионогенного), ю отсутствовал у ДНБ. Аналогично дианионы ДБМН и ТНФ сильно лактонизоватись > н-пентаноле, тогда как ДНФ оставался в основном в хиноидной форме. Ионоанионы 2,7-нитропроизводных менее склонны к образованию лакгонов, чем шанионы, тогда как для несимметричного мононитросоединения ДБМН - картина »братная.

Оказалось, что в случае ТНФ нитрогруппы в положениях 4 и 5 не препятствуют тктонизации анионов, как в красителях ДНФ и ДНБ, а напротив способствуют ей. )чсвидно решающим структурным фактором, определяющим склонность дианионов фоизводных Флуоресцеина к замыканию лактонного цикла является начичие штрогрупп в положениях 2,7 ксантенового ядра.

Проведенные квантово-химические расчеты стандартных энтальпий перехода :иноидных анионов в лактонные (табл. 3) показали что, указанное влияние штрогрупп на таутомерные равновесия анионов нитропроизводных определяется. ¡ольшим энергетическим выигрышем при лактонизации хиноидных структур (е, ж), 1меющих 2,7 нитрогруппы по сравнению со структурами в которых они отсутствуют.

Низкий коэффициент экстинкции ионизованной формы ДНФГ может быть бусловлен его частичной лактонизацией. Это является еще одним аргументом в юльзу фенолфталеиновой структуры этого вещества.

Таблица. 3. Стандартные теплоты образования (Д Н) различных форм нитропроизводных Флуореецеина и переходов межу ними в вакууме, ккал/моль

Вещество В Г Е 3 Ж И Переход

В->Г Е-»3 Ж->И

ДНФ -58 -65 -135 -122 -124 -125 -7 13 -1

ДНБ -50 -53 -124 -114 -114 -112 -3 10 2

ДБН -49 -54 -116 -116 -114 -126 -5 0 -12

ДБМН -57 -61 -125 -117 -111 -122 -4 8 -11

ТНФ -43 -49 -132 -123 -128 -146 -6 9 -18

3. Спектрально-люминесцентные свойства нитропроизводных Флуореецеина

Изучение спектрально-люминесцентных параметров нитропроизводных Флуореецеина показало, что некоторые из них (в особенности ТИФ) имеют неожиданно высокий квантовый выход флуоресценции (фг) по сравнению с многими ароматическими соединениями. При переходе от этанола к ДМСО и особенно к ацетону величина фг возрастает в несколько раз, достигая в последнем растворителе около 0.7 для соединений ДБН и ТИФ.

Исходя из сходства спектров поглощения анионов нитропроизводных Флуореецеина со спектрами анионов Эозина в органических средах и сравнения рА", этих красителей, полученные в серии растворителей параметры люминесценции с достаточной уверенностью отнесены к ионизованному хромофору [формы (е) и (ж)]. На примере ТНФ в 50% водном этаноле показано, что величины фг его моно- (е) 0.11 и дианиона (ж) 0.07 близки, в отличие от ФЛ, у которого фг этих форм отличаются в 3 раза. То есть ф/- анионов нитропроизводных практически определяются ионизацией гидроксигрупп ксантенового хромофора.

Люминесценция лактонных таутомеров (г, з, и) ксантеновых красителей до сих пор не изучена, поскольку эти структуры не поглощают в характерной для окрашенных форм области 450-520 им, где обычно проводили возбуждение. При возбуждении нейтрального (г) . дианионного (и) лактонов ТНФ в области 366 и 410

им соответственно, мы не обнаружили люминесценцию с квантовым выходом более КГ4.

Величины фг анионов нитропроизводных Флуоресцеина в спиртовых растворах находятся в пределах от 0.005 до 0.28, (табл. 4), что в общем отвечает данным для "алоидзамещенных Флуоресцеина. Красители можно расположить в порядке убывания фг в этой среде в следующий ряд: ФЛ > ЭО > ТНФ > ЭР > ДБН > ДНБ > ЦНФ > ДБМН. В отличие от всех остальных ароматических соединений, увеличение тела нитрогрупп в ядре повышает фг.

Таблица 4. Спектрально-люминесцентные свойства анионов Флуоресцеина и его троизводных в этаноле.

Краситель А.а, нм уа«10"\ см"1 А-с, нм Ус'Ю"3, см'1 Дус-10'3. см"1 Фг

ДНФ 497 20.1 517 19.2 0.9 0.006

ДНБ 516 19.4 525 19.0 0.4 0.012

ДБМН 526 19.0 561 17.6 1.4 0.005

ДБН 539 18.6 581 17.1 1.5 0.027

ТНФ 522 19.2 552 18.0 1.2 0.28

Фл 499 20.0 520 19.2 0.8 0.95

Эо 527 19.0 550 18.2 0.8 0.69

Эр 532 18.8 551 18.2 0.6 0.08

Положение максимума поглощения и флуоресценции анионов штрофлуоресцеинов определятся не только количеством, но и положением жтрогрупп, и является сочетанием гипсохромного (гипсофлорного) эффекта 4.5 амещения и батохромного (батофлорного) - 2,7. Например в этанолыюм растворе :уммарная величина сдвига относительно аниона ЭО принимает значения: от -29 ю +12 нм, а Д^- от -23 до +31 нм. Одна нитрогруппа в положении 2 сдвигает оба «ксимума так же как 2 атома брома в положениях 2,7. В порядке возрастания фоизводные Флуоресцеина располагаются в ряд: ДНФ < ФЛ < ДНБ < ТНФ < ДБМН : ЭО < ЭР < ДБН.

Квантово-химические расчеты дианионов изомерных соединений ДНБ и ДБН юказали, что ксантеновое ядро в обеих структурах плоское, но угол поворота

фталевого фрагмента 76° и нитрогруппы 54° относительно его плоскости в красителе ДНБ отличается от красителя ДБН: 94° и 28° соответственно, что подтверждает малое влияние заместителей во фгалевом остатке на спектры и кислотно-основные ксантеновых красителей. Несмотря па различия в геометрии углеродного скелета и положении заместителей в ксангеновом ядре, конфигурация ВЗМО и дипольные моменты основных состояний в обеих структурах практически повторяются.

Построенные па основании расчетов диаграммы изменения электронной конфигурации молекулы при переходе в возбужденное состояние (рис. 2) наглядно демонстрируют различия в направлении поляризации и поляризации возбуждения двух изомерных молекул, что объясняет значительную разницу (31 им) в положении длинноволнового максимума поглощения анионов этих анионов

Рис. 2. Диаграммы перераспределения 'зарядов на атомах в дианионах (ж) красителей ДБН - а и ДНБ - б при переходе из основного во Фрапк-Коидоновское возбужденное состояние, (фталевые остатки не показаны). Площади кругов пропорциональны величинам изменения зарядов на атомах. Темные - отрицательное

В изученных растворителях Ха и нитрофлуоресцеииов возрастают симбатно; максимумы обеих полос в органических растворителях сдвинуты в длинноволновую область относительно своего положения в спектрах в воде; наибольший (в среднем 30 им) сдвиг вызывает ДМСО, а наименьший (в среднем 15 им) 50%-ый этанол.

а

б

изменение, светлые - положительное.

Величины стоксовых сдвигов для спиртовых растворов

итропроизводных находятся в пределах 820-1430 см'1. В порядке убывания Дус мешенные Флуоресцеины можно расположить в ряд: ДБН > ДБМН > ТНФ > ДНФ > 'Л > ЭО > ЭР > ДНБ, то есть имеет место тот же характер влияния положения итрогрупп на этот параметр, как для Ха, . Во всей серии растворителе этот ряд )храпяется. Растворители занимают следующие положения по порядке увеличения

Волновое число, см'1

ис. 2. Нормированные спектры аниона 4,5-динитрофлуоресцеина в этаноле: оглощения (I) и флуоресценции (2) - при комнатной температуре; флуоресценции !) и фосфоресценции (4) - при 77°К.

Наблюдения люминесценции в этанольных стеклах при 77°К показали, что ¿личина фг для большинства нитропроизводных Флуоресцеина, в отличие от тогенпроизводных, при понижении температуры резко возрастает и даже для ДПФ эстигает 0.42, тогда как величина фр[1 не превышает 0.02. Энергия триплетного ровня (Е/), определенная из спектров фосфоресценции, для нитропроизводных аходится в пределах (16.0-17.4)-103 см"' и возрастает в ряду: ДБМН < ЭО < ДНБ <

ФЛ < ДНФ, а величина St Т расщепления (3.3-3.8)-103 см"1 - в ряду: ЭО < ДНФ < ФЛ < ДНБ. Видно, что по влиянию на эти параметры, нитрогруппа мало отличаются от галогена. Анионы соединений ДБН и ТНФ, склонные к замыканию лактонного цикла, практически полностью лактонизуются в стеклах этанола и поэтому для них параметры фосфоресценции нам определить не удалось. Резкое усиление лактонизации при замораживании можно объяснить снижением энергии активации этой реакции и фиксацией оптимальной для замыкания цикла геометрии - фталевый остаток перпендикулярен ксантеновому кольцу.

Из сравнения люминесцентных параметров при 295°К и 77°К следует, что нитрогруппа в ряду нитрофлуоресцеинов оказывает наибольшее влияние на безызлучательные процесс дезактивации ¿^-состояния молекул данных соединений, скорость которых (кы) при 295°К по-видимому зависит от природы растворителя. Вероятным путем расхода энергии является образование нефлуорссцирующего лактона, который впоследствии раскрывает лактонный цикл, образуя краситель в основном состоянии.

Выводы:

1. С целью изучения комплекса химических, кислотно-основных и спектрально-люминесцентных свойств нитропроизводных Флуоресцеина уточнено строение

известных красителей этого ряда, приведенных в Colour Index, найдены условия получения индивидуальных 4,5-динитрофлуоресцеина, 2,7-дибром-4.5-динитрофлу-ореецеина, 4,5-дибром-2.7-дипитрофлуореецеин. 4,5-дибром-2-нитрофлуоресцеина. 2,4,5,7-тетранитрофлуоресцеина

3. Наличие питрогрупп в 4,5-положениях ксаптенового ядра значительно облегчает раскрытие пиранового цикла под действием щелочи и открывает

возможность перециклизации ксантеновых красителей в соответствующие производные акридина. Косвенными методами показано, что наиболее вероятная структура продукта частичного щелочного гидролиза 4,5-динитрофлуоресцеина -соответствующий нитрогидроксифенолфталеиновый краситель.

5. Спектрофотометричсское исследование кислотно-основных свойств нитробромпроизводных Флуоресцеина выявило противоположный характер влияния

эгрупп в положениях 4,5 и 2,7 на состояния и подвижность их таутомерных !есий под влиянием среды.

а. В ряду известных производных Флуоресцеина только соединения с згруппами в положениях 2 и 7 ксантенового ядра склонны к образованию |цных анионов. 4,5-Динитропроизводные не образуют лактонных анионов и мерное равновесие малочувствительно к составу растворителя. По данным ово-химических расчетов эффект положения нитрогруппы определяется ним энергетическим выигрышем при лактоннзации хиноидных структур с 2,7-)группами.

б. Моноанионы динитропроизводных менее склонны к образованию лактонов, диапионы, а для несимметричного мононитросоединения 4.5-дибром-2-)флуоресцеина- картина обратная.

6. У изученных нитропроизводных Флуоресцеина, как и -у известных [дзамещенных, наблюдается интенсивная люминесценция. Её параметры сильно ят от положения нитрогрупп и природы среды. По влиянию люминесцентные :тва нитрогруппы существенно отличаются от галогенов.

7. Увеличение количества нитрогрупп в ксантеновом ядре, особенно в кепиях 2,7, при прочих равных условиях повышает квантовый выход эссценции, тогда как накопление атомов галоидов оказывает обратный эффект, шесцентные параметры 2,7-нитропроизводных более чувствительны к природе орителя.

6. Положение длинноволновых максимумов поглощения и соответственно несценции обусловлено гипсохромным (гипсофлорным) эффектом 4,5->групп и батохромным (батофлорным) - 2,7-нитрогрупп.

7. Для 2,4,5,7-тетранитропроизводного показано, что интенсивная эесценция характерна для фенолятных хиноидных анионов (собственно телей), причем ее эффективность не зависит от ионизации карбоксигруппы :вого остатка.

8. В отличие от полигалоидфлуоресцеинов, у 4,5-динитропризводных овый выход флуоресценции в этаноле при замораживании возрастает в десятки

раз, что свидетельствует о безызлучателыюй диссипации энергии возбуждения в жидком растворе через синглет.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Самойлов Д. В., Мартынова В. П., Ельцов А. В. Нитропроизводныс Флуоресцеина. //ЖОХ. 1999. Т. 69. Вып. 9. С. 1508-1520.

2. Самойлов Д. В., Мчедлов-Петросян Н. О., Мартынова В. П., Ельцов А. В. Протолитическис равновесия нитропроизводных Флуоресцеина // ЖОХ. 2000. 'Г. 70. Вып. 8. С. 1343-1357.

3. Ионные равновесия в растворах гидроксиксантеновых красителей. / Самойлов Д. В., Водолазкая Н. А., Мартынова В. П., Мчедлов-Петросян Н. О. // Тез. докл. на Всеукраинской конференции по аналитической химии, посвященной 100-летию со дня рождения профессора И. П. Комаря, Харьков, 16-19 мая 2000. С.36.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИНТЕЗ И ПРЕВРАЩЕНИЯ НИТРОПРОИЗВОДНЫХ ФЛУОРЕСЦЕИНА

1.1. Анализ ассортимента нитрокрасителей.

1.2. Синтез нитропроизводных Флуоресцеина.

1.3. Реакционная способность.

2. ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ НИТРОПРОИЗВОДНЫХ ФЛУОРЕСЦЕИНА.

2.1. Особенности изучения протолитических равновесий ксантеновых красителей.

2.2. Расширенная схема равновесий.

2.3. Электронные спектры.

2.4. Микроконстанты ионизации.

2.5. Таутомерные равновесия.

2.6. Подвижность таутомерного равновесия вдц влиянием среды.

3. СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА НИТРОПРОИЗВОДНЫХ ФЛУОРЕСЦЕИНА.

3.1 Влияние структурных факторов.

3.2. Влияние растворителя.

3.3. Флуоресценция нитропроизводных Флуоресцеина.

3.4. Квантово-химические расчеты.

3.5. Низкотемпературная флуоресценция и фосфоресценция.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ВЫВОДЫ.

Собственно ксантеновые красители, то есть соединения основой которых является 9-фенилксантилий получены в конце XIX - начале XX века [1-6]:

СХ

Сам фенилксантилий структура нестабильная и не может применяться как краситель, красителями являются его дигидрокси- и диаминопроизводные, среди которых наиболее известными являются производные Флуоресцеина (ФЛ).

Фл: X, Y1, Y2, Z = Н; Эо: X = Y1, Y2 = Br, Z = Н;

Эр:Х^^2 = 1,г = Н; БР: X, Y1, Y2 = Br , Z =С1;

ДНФ:X = N02, Y1, Y2, Z = Н; ДНФ': Х = Н, Y1, Y2, = N02, Z = Н

ДНБ: Х= N02, Y1, Y2 = Br, Z = H; ТНФ: X, Y1, Y2, = N02, Z = H;

ДБМН: X= Br, Y1 = N02, Y2, Z = H; ДБН: X = Br, Y1, Y2 = N02, Z = H

Хотя ксантеновые красители являются старейшим химическим классом, они до сих пор представляют интерес с точки зрения колорирования, ввиду яркости получаемых окрасок, обусловленной узкими полосами в спектрах поглощения и высокими (~105 л-моль'^см"1) коэффициентами экстинкции.

Соединения, содержащие карбоксильную или сульфогруппу в фенильном фрагменте, применяются как кислотные (Флуоресцеин и его аналоги), а при наличии салицилового фрагмента - как протравные. Алюминиевые соли используются в качестве пигментов [7]. По данным третьего издания Colour Index International (CI) на 1971 г. ассортимент этих красителей составляют 16 кислотных, 4 протравных и 18 спирторастворимых красителей и 6 пигментов [8]. Большинство из них - галоидпроизводные, причем наиболее известные: Эозин (ЭО), Эритрозин (ЭР), Бенгальский Розовый (БР), содержат четыре однородных заместителя в ксантеновом ядре. В ассортименте имеются также вещества с двумя галогенами, карбокси-, гидрокси- и нитрогруппой в ксантеновом ядре, а также с этерифицированной карбоксильной группой фталевого остатка.

В последнее время ксантеновые красители широко используются для избирательного окрашивания биологических объектов [9], в составе чернил для струйных принтеров [10] и в косметике [11,12]. В 50-60-е годы они активно изучались как модели для экспериментального подтверждения теоретических представлений о механизме крашения. Изучалось влияние рН, ионной силы на кинетику и эффективность выбирания красителя из красильной ванны, строения красителя на прочность выкраски [13-15]. Позже появились работы, посвященные установлению соответствия структуры коммерческих образцов красителей и их чистоты методом ТСХ [16], и ВЭЖХ [17,18] (в основном в косметических товарах).

Общим методом получения производных Флуоресцеина является конденсация резорцина или соответствующих его производных с фталевым У ангидридом, содержащим необходимые заместители или без них, в присутствии водоотнимающих агентов (серная или фосфорная кислоты) или кислот Льюиса. В простейших случаях реакция идет с высоким (до 90%) выходом в течение 0.5

2 ч, а очистка красителей - нетрудоемкая операция [7], что является причиной их популярности.

Атомы брома и йода вводятся в ксантеновое ядро путем прямого галогенирования Флуоресцеина, тогда как для введения в него хлора применяют конденсацию соответствующих хлор-резорцинов' с фталеным ангидридом . Это связано с тем, что прямое хлорирование приводит к замещению гидроксигрупп на хлор [1]. При введении в конденсацию пирогаллола вместо резорцина образуется ценный комплексон - Галлеин (4,5-дигидроксифлуоресцеин) [19]. Аналогичным образом получают красители с карбоксигруппами в ксантеновом ядре. Бромирование в щелочной среде [20] протекает более селективно, чем при использовании в качестве растворителя спирта или уксусной кислоты [21], что обусловлено активацией субстрата и лучшей растворимостью промежуточных продуктов бромирования. Однако даже в первом случае выделение индивидуальных моно-, ди- и трибромпродуктов (в том числе несимметричных) представляет большие трудности [20]. Для йодирования применяется йодистоводородная кислота в воде или спирте в присутствии окислителей (перхлораты) или хлорид йода [2]. По селективности и гамме образующихся продуктов реакция полностью повторяет ситуацию для бромирования. Популярность тетрагалогенпроизводных Флуоресцеина обусловлена их синтетической доступностью, поскольку исчерпывающее галогенирование ксантенового ядра в щелочной среде протекает легко и чисто.

Достаточно интенсивные исследования химии ксантеновых красителей проводились в конце XIX - начале XX века [1-6, 22-24] одновременно с их получением и были, хотя и детальными, но недостаточно информативными ввиду отсутствия современных физико-химических методов. Выводы по сути происходящих процессов основаны на общих представлениях, далеких от современных. Например установлено, что Флуоресцеин и его производные в жестких условиях разлагаются щелочами. На начальной стадии отмечено образование глубокоокрашенных интермедиатов [4,5,23-25], которые при дальнейшем воздействии щелочи разлагаются до соответствующих производных резорцина и (2,4-дигидроксибензоил)-бензойной кислоты. Хотя структуры интермедиатов не установлены, щелочной гидролиз активно применялся для установления положения заместителей с ксантеновом ядре. 'ff

Поскольку при щелочном гидролизе дихлор- , дибром- и динитрозамещенных Флуоресцеинов были выделены и идентифицированы соответствующие 2-замещенные резорцины [4,26-28], то сложилось представление, что электрофильное замещение Флуоресцеина идет в первую очередь в положения 4 и 5, что впоследствии было подтверждено ^-ЯМР [17,29]. Поэтому ксантеновые красители, содержащие заместители в положениях 2,7, получаются только косвенными методами. Например 2,7-дибромфлуоресцеин образуется при восстановительном дебромировании Эозина хлористом оловом в кислой среде [27], а 2,7-дихлорфлуоресцеин -конденсацией 4-хлоррезорцина [28].

Для получения красителей с заместителями в фенильном фрагменте в конденсацию вводят соответствующим образом функционализированный фталевый ангидрид. Так, например, получают протравные красители, Бенгальский Розовый [8], 4'- и 5'-нитрофлуоресцеины [30,31].

Два последних изомера всегда образуются в виде препаративно трудно разделяемой смеси [31]. Самостоятельного интереса они почти не представляют, тогда как получаемые из них восстановлением соответствующие амины [32] широко применяются для флуоресцентного мечения белков, аминокислот, ферментов, и других биополимеров [32-35]. Положение аминогруппы не играет особой роли, так как она необходима только для закрепления молекулы на субстрате за счет образования азо-, дисульфидной, азометиновой или амидной связи. Аналогичным образом используются получаемые из них роданопроизводные.

Аминопроизводные Флуоресцеина, замещенные в ксантеновое ядро, не изучались, так как не были получены в чистом виде. В литературе предприняты всего две попытки получения 4,5-диаминофлуоресцеина восстановлением соответствующих динитро- и бисазосоединений. В работе [3] авторы восстанавливали 4,5-динитрофлуоресцеин (хотя считали, что работали с 2,7 изомером), хлористым оловом. Однако выделить и идентифицировать индивидуальный амин не удалось. Вторая попытка была предпринята с целью установления строения продукта нитрования и азосочетания Флуоресцеина [36]. Строение и константы полученного при их восстановлении диамина в этой работе не определены, указан лишь цвет в кислоте (желтый) и в щелочи (фиолетовый). По этим свойствам продукты восстановления динитрофлуоресцеина и бис-фенилазо-Флуоресцеина совпадали.

Благодаря многообразию свойств производных Флуоресцеина научный интерес к ним не ослабевает до сих пор. В 70-80-е годы широко изучалось влияние тяжелых атомов на фотофизические, фотохимические и кислотно-основные свойства [37-41,44-47] производных Флуоресцеина, как наиболее важные для применения этих и^соединений. В результате установлено, что увеличение общей молекулярной массы заместителей в ксантеновом ядре резко повышает эффективность интеркомбинационной конверсии, что приводит к снижению квантового выхода флуоресценции (cpf) и увеличению квантового выхода триплетов (срт) за счет усиления спин-орбитального взаимодействия [37,38]. При этом дезактивация триплетов путем фосфоресценции также подавляется тяжелыми атомами и в результате возрастает время жизни триплетов [39]. Менее выраженный, но аналогичный эффект у галогенов во фталевом остатке [40]. На примере 4'-аминофлуоресцеина показано, что наличие аминогруппы в этом фрагменте приводит к внутримолекулярному тушению флуоресценции, причем ее протонирование или функционализация акцепторами приводит к возгоранию флуоресценции [41].

Уникальный набор фотофизических свойств обуславливает^ интерес галогенпроизводные Флуоресцеина и делает эти соединения ценными триплетными фотосенсибилизаторами. В этом качестве они используются в системах записи информации [42], для генерации синглетного кислорода ('02) [43,44], фото динамического воздействия на живые ткани [45], например, для уничтожения насекомых-вредителей [46]. Самым эффективным с этой точки зрения оказался Бенгальский Розовый [47], при этом он же является самым нестабильным по отношению к свету красителем, чем обусловлены его разнообразные фотохимические свойства [48].

Галогенпроизводные Флуоресцеина, и особенно Эритрозин активно применялись в системах фотогенерации водорода из воды как фотокатализаторы [48-51], так как имеют оптимальную для первичного процесса переноса электрона величину энергетического уровня и редокс-потенциала триплетного состояния [40,52]. Для эффективного течения фотореакции необходимо, чтобы электрон перешел к промежуточному переносчику (обычно метилвиологен), коллоидной платине или полупроводниковой подложке, на которых происходит непосредственное восстановление воды [49,50]. Перенос электрона с триплетного уровня красителя к другим молекулам или наоборот приводит к образованию реакционноспособных моно- или трианион-радикалов красителя соответственно [50]. При фотогенерации водорода моноанион-радикал отнимает электрон от «жертвенного донора» (третичные амины) и восстанавливается до дианиона [40].

Собственно анион-радикалы галогенпроизводных Флуоресцеина определяют их фотохимические свойства. Наиболее характерными для них реакциями являются восстановление в лейко-форму (дигидро), димеризация с образованием ковалентно связанных димеров [47] и фотодегалогенирование в присутствии аминов и фенолов [53], присоединение аминов [48] к узловому углероду. Возможность отрыва электрона анион-радикалами от других молекул позволяет использовать их в качестве инициаторов радикальной фотополимеризации метилметакрилата и акрилонитрила в светочувствительных композициях [54]. Сопровождающее инициацию фотообесцвечивание красителя позволяет получать рельефные изображения высокого контраста и сложной конфигурации. Для Бенгальского Розового отмечено также фотодекарбоксилирование [48]. В нескольких работах изучалась окислительная хемилюминесценция ксантеновых красителей под действием перекиси водорода в щелочной среде и влияние различных факторов [55,56]. Полагают [36], что излучением кванта света сопровождается распад промежуточных продуктов окисления (являющихся аккумуляторами избытка энергии реакции) до стабильных продуктов типа хинонов. Показано, что тяжелые металлы приводят к тушению, а катионные ПАВ к возгоранию хемилюминесценции [56]. Во всех работах по фотохимическим превращениям галогенпроизводных отмечено, что указанные долгоживущие триплетные состояния образуются исключительно из анионов красителей в щелочной среде, поэтому большое значение имеет определение областей рН, в которых существует каждая его форма.

В зависимости от кислотности среды и природы растворителя конкретное вещество этой группы может находиться в катионной (а), нейтральной (б,в,г), моно- (д,е) и дианионной (ж) формах (схема), каждая из которых имеет характерный спектр поглощения, причем собственно красителем обычно является дианионная (ж) и фенолятная моноанионная (е) формы (возможно и нейтральная хиноидная (в), если вещество применяется как спирторастворимый краситель). Такое разнообразие форм и сложная система прототропных равновесий обусловлены наличием в структуре молекулы трех функциональных групп, способных к протонированию или ионизации -карбоксильная группа в фенильном фрагменте, гидроксильная и (формально) карбонильная - в ксантеновом. Наличие карбоксигруппы в орто-положении к узловому углеродному атому делает возможным замыкание лактонного цикла, что отвечает кольчато-цепной таутомерии.

В этой связи следует отметить, что Флуоресцеин - название тривиальное, а по номенклатуре IUPAC систематическое название, соответствующее его нейтральной лактонной форме - 3',6'-дигидроксиспиро-[изобензофуран-1,9'-ксантен]-3-он. Ниже приведены структуры с нумерациями атомов для образования системных и тривиальных названий его производных: и влияют на состояние таутомерных равновесий нейтральной и моноанионной форм. Акцепторные заместители в ксантеновом ядре способствуют существованию моноаниона в фенолятной форме (е) [57], а полное отсутствие заместителей или наличие их в остатке фталевой кислоты - в карбоксилатной форме (д) [58-61]. Цвиттер-ионная форма (б) наблюдается только для незамещенного Флуоресцеина (I) и 3\4',5',6'-тетрахлорфлуоресцеина (X, Y , Y = Н, Z = С1) в водных растворах или в водно-органических смесях с высоким содержанием воды [59].

О X rS „О X

X Yv соон

Y е Y Y

X X rS 0

Y. rS r-COO"

Y Y ж Y

Органические растворители понижают константы ионизации красителей по первой (Ка\) и второй (К^) ступеням, причем при увеличении доли растворителя кислотность гидроксигрупп падает менее резко, чем карбоксильных [58-60], то есть растворитель оказывает дифференцирующее действие на кислотность центров ионизации различной природы.

В литературе подробно изучены протолитические равновесия только Флуоресцеина и его галогенпроизводных. С этой целью использовали традиционный для красителей спектрофотометрический метод. Однако зачастую авторы получали неадекватные результаты, так как исходили из далеких от современных представлений об особенностях протолитических равновесий и их влиянии на хромофорную систему этих красителей [62,63]. В частности, при исследовании галогенпроизводных Флуоресцеина из рассмотрения исключалась структура (е), хотя соображения об ее участии в системе равновесий Эозина были высказаны еще в 1948 г [64,65]. Часто заведомо перекрывающиеся равновесия рассматривали как изолированные [66]. Трудности построения состоятельной модели равновесий можно объяснить специфическим сочетанием свойств Флуоресцеина и его галоидпроизводных: близостью значений p£ai и рКа2 и, как следствие, невозможностью раздельного рассмотрения соответствующих равновесий; плохой разрешенностью и близостью электронных спектров частиц (е) и (ж), (в) и (д), (а) и (б) [58] (обусловленной малым влиянием ионизации карбоксигруппы на спектр поглощения)

Использование внетермодинамических допущений об указанном сходстве спектров форм и приложение к гидроксиксантеновым красителям общего метода спектрофотометрического изучения перекрывающихся равновесий позволило адекватно количественно описать комплекс кислотно-основных и спектральных свойств этих веществ в воде и водно-органических смесях^ [5759]. В результате построена шкала рН в неводных средах [60,67], определены термодинамические значения рК& и спектры форм, недоступные для непосредственного измерения. Установлены доли таутомерных нейтральных (хиноид, цвиттер-ион, лактон), моноанионной форм (фенолятная, карбоксилатная) и микроконстанты равновесия между ними. Для доказательства базовых положений использовалась ИК спектроскопия растворов [60,68]. Основная идея, положенная в этих работах в основу обработки экспериментальных данных, состоит в минимизации отклонений от экспериментальных данных набора расчетных зависимостей оптической плотности (D) от активности ионов водорода ра*., при нескольких длинах волн. То есть, использовался метод нелинейной регрессии, где параметрами являлись неизвестные константы равновесия [57,69].

Нейтральная лактонная форма (г) ксантеновых красителей бесцветна в твердом виде и в растворе, причем крайне малорастворима (<10"6 моль/л). Цвет кристаллов красителя (для Флуоресцеина существуют красная и желтая аллотропные модификации) определяется хиноидной структурой (в). Наличие нейтральной лактонной формы в кристаллах Флуоресцеина и ее строение доказано рентгеноструктурным анализом [70]. Узловой углерод в лактоне имеет тетраэдрическую конфигурацию, нарушая тем самым планарность ксантенового ядра и сопряжение в нем, чем и обусловлена бесцветность этой формы. Показано, что кристаллы Флуоресцеина и Бенгальского Розового, полученные кристаллизацией из полярных растворителей, обычно представляют собой молекулярные комплексы с последними [48].

Фиксированные путем полного О-алкшшрования или этерификации ксантеновых гидроксигрупп лактонные структуры также бесцветны и не люминесцируют. Поэтому наблюдение люминесценции красителей, образующихся при действии на них ферментов, используется в микробиологии для оценки активности этих ферментов, отвечающих за гидролиз простых и сложных эфиров [71]. Напротив, этерификация карбоксигруппы используется для фиксирования хиноидных структур типа (в, е). При этом достигается усиление яркости цвета в слабоосновных органических растворителях при том же оттенке (А,макс) за счет исключения из равновесий бесцветного лактона (г).

Влияние среды на фотофизические свойства Флуоресцеиновых красителей обусловлено химическим и физическим факторами. Химическое воздействие заключается в изменении соотношения кислотно-основных и таутомерных форм, отличающихся по люминесцентным параметрам [72-74]. Физический фактор состоит в изменении энергий электронных энергетических уровней молекулы при её специфической сольватации и различиями в сольватации основного и возбужденного состояний [48]. Например ослабление Н-связей приводит к батохромному сдвигу максимумов в спектрах поглощения и флуоресценции и увеличению So-Sl расщепления [37, 75]. Для ЭР и ЭО показано, что положение максимумов поглощения и люминесценции и величина Стоксова сдвига линейно зависят от параметров поляризуемости и склонности к образованию Н-связей (Камлета-Тафта) в серии растворителей [76]. Подобные зависимости от параметров растворителя получены для безызлучательной константы скорости (кт) [77], однако четкой корреляции с квантовым выходом флуоресценции не выявлено. Для первичного переноса электрона к метилвиологену благоприятно ослабление водородных связей между молекулами самого растворителя [50].

Чувствительность люминесцентных параметров Флуоресцеина и его галогенпроизводных к природе и кислотности среды определяет области применения этих веществ. В аналитической химии они используются в качестве адсорбционных, флуоресцентных и комплексонометрических индикаторов [78]. В последнее время эти красители широко применяются в микробиологии как метки для биологических микрообъектов, позволяющие по изменению параметров флуоресценции и фосфоресценции отслеживать происходящие в них изменения. Например, Флуоресцеин применяется для наблюдения потоков в клетках и между ними, транспорта различных веществ через клеточные мембраны, измерения электростатического потенциала и изучения конформаций белковых макромолекул. Для этого, в частности, использовался метод деполяризации люминесценции, позволяющий оценить вращательную подвижность молекулы индикатора в микроокружении. Для изучения диффузионных процессов применялся метод FRAP, суть которого состоит в наблюдении диффузионной кинетики возгорания флуоресценции после локального фотообесцвечивания красителя мощным световым импульсом. [48] Галогенпроизводные использовались для наблюдения диффузии заряженных молекул через поверхность раздела вода / органический растворитель [79].

В литературе отмечено, что степень ассоциации ксантеновых красителей в растворах оказывает значительное влияние на их спектральные и фотофизические свойства. Например, показано, что для нейтральных и даже для ионных форм производных Флуоресцеина наблюдается образование димеров [80,81]. В работе [80] показано, что димеры можно обнаружить по различию между спектрами возбуждения люминесценции и поглощения а также по спектрам поляризации люминесценции. При концентрации до 10"4 моль/л в органических растворителях доля димеров пренебрежимо мала, тогда как в воде при ионной силе 10 моль/л они доминируют.

Квантово-химические расчеты дианионов Флуоресцеина и Эозина показали [82-84], что ксантеновое ядро плоское, а фталевый остаток не копланарен плоскости ксантенового ядра и повернут на угол от 57° [82] до 87° [84], то есть эти фрагменты молекулы не находятся в сопряжении. Этим объясняется малое влияние заместителей во фталевом остатке на спектры и кислотно-основные свойства ксантеновых красителей. Поэтому результаты квантово-химического расчета спектров поглощения методом Хюккеля [83] кажется малодостоверными, так как не выполнятся основной постулат метода -копланарность всей сопряженной системы. Как ни странно все расчеты остались без должного внимания экспериментаторов, хотя могли бы объяснить некоторые аспекты реакционной способности и фотофизических свойств этой группы соединений.

Несмотря на простоту и достаточно широкие возможности общего метода синтеза ксантеновых красителей круг обстоятельно изученных производных Флуоресцеина ограничен структурами с галогенами или гидроксигруппами в ксантеновой ядре; галогенами и или аминогруппой - во фталевом о фрагменте.

В литературе известны также производные Флуоресцеина с нитрогруппами в ксантеновом ядре, некоторые из них являются красителями и включены во международный справочник по красящим веществам Colour Index International. Однако эта группа красителей не привлекла серьезного внимания исследователей; для них систематически не изучены характерные для ксантеновых красителей проблемы синтетической доступности, химических превращений и главное - зависимости физико-химических свойств от структуры. Так например весьма противоречива и неполна о синтезе и свойствах 4,5-дибром-2,7-динитрофлуоресцеинсз - красителе Acid Red 91 [13,39,44,49,66,85,86]. Для других нитропроизводных, часть которых давно получены [1,3-5] имеются разрозненные сведения изучении их свойств и применении [12,42-44,54,86-88].

Нитрогруппа является активным заместителем и существенно влияет на комплекс химических и физико-химических свойств молекул. Поэтому можно предполагать, что нитропроизводные Флуоресцеина будут выделяться своей активностью в нуклеофильных реакция^ особенностями излучательных процессов.

Поэтому целью нашего исследования явилось комплексное изучение нитропроизводных Флуоресцеина, известных в литературе в качестве красителей. Оно включило отработку способов получения индивидуальных соединений, исследование влияния структуры красителей на их кислотно-основные свойства и таутомерные равновесия, а также спектральнолюминесцентные характеристики в зависимости от природы среды.

Выводы

1. С целью изучения комплекса химических, кислотно-основных и спектрально-люминесцентных свойств нитропроизводных Флуоресцеина уточнено строение известных красителей этого ряда, приведенных в Colour Index, найдены условия получения индивидуальных 4,5-динитрофлуоресцеина, 2,7-дибром-4,5-динитрофлуоресцеина, 4,5-дибром-2,7-динитрофлуоресцеин, 4,5-дибром-2-нитрофлуоресцеина, 2,4,5,7-тетранитрофлуоресцеина

3. Наличие нитрогрупп в 4,5-положениях ксантенового ядра значительно облегчает раскрытие пиранового цикла под действием щелочи и открывает возможность перециклизации ксантеновых красителей в соответствующие производные акридина. Косвенными методами показано, что наиболее вероятная структура продукта частичного щелочного гидролиза 4,5-динитрофлуоресцеина - соответствующий нитрогидроксифенолфталеиновый краситель.

5. Спектрофотометрическое исследование кислотно-основных свойств нитробромпроизводных Флуоресцеина выявило противоположный характер влияния нитрогрупп в положениях 4,5 и 2,7 на состояния и подвижность их таутомерных равновесий под влиянием среды. а. В ряду известных производных Флуоресцеина только соединения с нитрогруппами в положениях 2 и 7 ксантенового ядра склонны к образованию лактонных анионов. 4,5-Динитропроизводные не образуют лактонных анионов и таутомерное равновесие малочувствительно к составу растворителя. По данным квантово-химических расчетов эффект положения нитрогруппы определяется большим энергетическим выигрышем при лактонизации хиноидных структур с 2,7-нитрогруппами. б. Моноанионы динитропроизводных менее склонны к образованию лактонов, чем дианионы, а для несимметричного мононитросоединения 4,5-дибром-2-нитрофлуоресцеина - картина обратная.

6. У изученных нитропроизводных Флуоресцеина, как и у известных галоидзамещенных, наблюдается интенсивная люминесценция. Её параметры сильно зависят от положения нитрогрупп и природы среды. По влиянию люминесцентные свойства нитрогруппы существенно отличаются от галогенов.

7. Увеличение количества нитрогрупп в ксантеновом ядре, особенно в положениях 2,7 при прочих равных условиях повышает квантовый выход флуоресценции, тогда как накопление атомов галоидов оказывает обратный эффект. Люминесцентные параметры 2,7-нитропроизводных более чувствительны к природе растворителя.

6. Положение длинноволновых максимумов поглощения и соответственно люминесценции обусловлено гипсохромным (гипсофлорным) эффектом 4,5-нитрогрупп и батохромным (батофлорным) - 2,7-нитрогрупп.

7. Для 2,4,5,7-тетранитрофлуоресцеина показано, что интенсивная флуоресценция характерна для фенолятных хиноидных анионов (собственно красителей), причем ее эффективность не зависит от ионизации карбоксигруппы фталевого остатка.

8. В отличие от полигалоидфлуоресцеинов, у 4,5-динитропризводных квантовый выход флуоресценции в этаноле при замораживании возрастает в десятки раз, что свидетельствует о безызлучательной диссипации энергии возбуждения в жидком растворе через синглет.

1. Bayer A. Uber die Verbindungen der Phthalsaure mit den Phenolen. // Liebigs

2. Ann. 1876. Bd.183. №1. S.l-74.

3. Gnehm R. / Farbestofftaellen. Akademmish Verlagsgesell-schaft m. b. h. Leipzig,1885.185 s.

4. Bogert M. Т., Wright R. G. Some experiments on the nitro derivatives of

5. Fluorescein // J. Am. Chem. Soc. 1905. Vol. 27. №10. P. 1314-1324.

6. Hewitt J.T., Perkins B. W. Contribution to the Knowledge of Fluorescent

7. Compounds. Part I. // J. Chem. Soc. 1900. Vol. 77. P. 1324-1334.

8. Hewitt J. Т., Woodforde A. W. G. Bromonitro-derivatives of Fluorescein // J.

9. Chem. Soc. 1902. Vol. 81. P. 893-900.

10. Orndoff W. R., Hitch W. F. Tetachlorfluorescein and some of its derivatives // J.

11. Am. Chem. Soc. 1914. Vol. 36. № 3. P. 680-725.

12. Степанов Б. И. / Введение в химию и технологию органических красителей.2.е изд. М.: Химия, 1977. 488 с.

13. Colour Index International. 3rd Edition, Vol. 4. The Society of Dyers and Colourists. 1971. 1760 p.

14. Marshall P. M., Lewis S. M. Batch variations in commercial dyes employed for Romanovsky-type staining studies. // Stain Technol. 1974. Vol.49. №6. P. 351358.

15. Патент JP 60,104,168. Jet-Printing inks. // Canon K.K. 08.11.1985. Appl. 83/210.959,11.01.81

16. Sj berg A.-M., Olkkonen C. Determination of synthetic organic colors in lipsticks by thin-layer and high performance liquid chromatography. // J. Chromatogr. 1985. Vol. 318. №1. P. 141-154.

17. Gaglardi L., Gavazutti J., Amato A. Identification of cosmetic dyes by ion-pair reversed-phase high performance liquid chromatography. // J. Chromatogr. 1987. Vol. 394. №2. P. 345-355.

18. Wales H. Properties of dyed materials. // J. Am. Chem. Soc. 1923. Vol. 45. № 12. P. 2420-2430.

19. Hairston M. A. Effect of pH on staining by Eosins H Stain. Technol. 1955. Vol. 30. №2. P. 299-305.

20. Marshall P.N., Horobin R. W., Measurments of affinities of base and mordant dyes for various tissue substrates. // Histochemie. 1973. Vol. 35. №4. P. 361371.

21. Marshall P. N. Rules for visible absorption spectra of halogenated Fluorescein Dyes. // Histochem. J. 1975. Vol. 7. №3. P. 899-903.

22. Fompeydie D., Levillain P. Purification of bromoxanthene dyes bychromatography with the ion-exchanger DEAE Trisacryl M. // J. Chromatogr. 1984. Vol. 294, № 5. P. 499-503.

23. Gandin E., Piette J., Lion Y. F. Purification of halogenated fluorescein derivatives by gel chromatography. // J. Chromatogr. 1982. Vol.249. № 1. P.393-398.

24. Rohatgi S. H. Organomercury derivatives of unsymmetrical phthaleins and fluoresceins as antiseptics. // Indian J. Pure. Appl. Chem. 1958. Vol. 21. №3. P. 118-124.

25. Graichen C., Molitior J. C. Studies of Coal-Tar Colors XX. 4,5-dibromofluorescein and related fluoresceins // J. Assoc. Offlc. Agr. Chemists. 1959. Vol. 49. № l.P. 149-160.

26. Philips M. A. Preparation of Dibromfluorescein. // J. Chem. Soc. 1932. Vol. 121. P. 724-732.

27. Liebig. H. b er Fluorescein. // J. Prakt. Chem. 1912. Bd 86. №10/11. S. 472516.

28. Bayer A. Utersuchungen iiber die Abk mmlinge des Triphenylcarbinols. //1.ebigs. Ann. 1910. Bd 372. №1. S. 34-114.

29. Meyer R., Fisher O. Spectrographische Studien in der Triphenylmethan gruppe. // Chem. Ber. 1913. Bd. 46 S. 70-84.

30. Orndoff W. R., Gibbs R. C., Shapiro С. V. The absorption spectra of Fluorescein, Fluoran and some related compounds. // J. Am. Chem. Soc. 1928. Vol. 50. №3. P. 819-828.

31. Milligan R. F., Hope F. J. Structure of Dichlorfluorescein. // J. Am. Chem. Soc.1945. Vol. 67. № 6. P. 1507-1510.

32. Sandin R. G., Gilles A., Lynn S. C. Fluorescein, Sulphofluorescein and some theirhalogenated derivatives. // J. Am. Chem. Soc. 1939. Vol. 61. № 12. P. 29192926.

33. Sandin R. В., Orvis R. L. Properties of Fluorescein. // J. Org. Chem. 1958. Vol23. № 11. P. 1234-1242.

34. Buenemann H., Dattagupta N. New type of polymeric carrier for immobilizationof biologically specific molecules. // Tetrahedron Lett. 1974. Vol. 37. №. 24. P. 3281-82.

35. Corey, H. S. McKinney R.M. Chromatography of nitro- and aminofluoresceins and flourescein isocianates. //Nature (London). 1966. Vol.212. P.1040-55.

36. Borek F. Spectral evidence for the structures of the nitrofluorescein isomers. // J. Org. Chem. 1964. Vol. 29. P. 490-505.

37. Wingerder E., Arellano A. Synthesis and properties of the new thiol-specific reagent and its application in hystone hystone interactions study. // Anal. Biochem. 1982. Vol.127. №2. P. 351-63.

38. Farnsworth V., Steinberg K. Automated subpicomole protein sequencing using an alternative photocleavage conversion system // Anal. Biochem. 1993. Vol. 215. №2. P. 190-199.

39. Steven F. S. Willams L. A. A new facile and sensitive fluorometric technique for protein screening // J. Enzyme. Inhib. 1989. Vol.3. №2. P. 193-207.

40. Патент JP 04,310,862. High sensitivity fluorometric method for dtermining amino acids derivatives in aminoacid sequenceing// Tsugita A., Kamo M., UchidaT. 02.11.1992. Appl. 05.08.91.

41. Ingraffia F. Lactoid compounds of Fluorescein. // Gazz. Chim. Ital. 1932. Vol. 62. P. 782-794.

42. Flemming G. R., Knight A. W. E., Morris J. M., Morrison R. J. S., Robinson G. W. Picosecond Fluorescence Studies of Xanthene Dyes. // J. Am. Chem. Soc. 1977. Vol. 99. №13. P. 4306-4311.

43. Chambers R. W., Kearns D. R. Triplet states of some common photosensitizing dyes. // Photochem. Photobioi. 1969. Vol.10, №3. P. 215-219. "

44. Yamashita M., Kuniyasu A., Kashwagi H. Intersystem crossing rates and saturation parameters of the triplet state for Rhodamin and Fluoresceine dyes. // J. Chem. Phys. 1977. Vol. 66. № 3. P. 986-988.

45. Eltcov A.V., Smirnova N. P., Ponyaev A.I., Martinova W. P., Shultz R., Hartmann H. Photophysical studies on polyhalogenated xanthene dyes. // J. Luminescence. 1990. Vol. 47. P. 99-105.

46. Munkholm C., Patrikson D-R. Walt D. R. Intramolecular Fluorescence Self-Quenching of Fluoresceinamine // J. Am. Chem. Soc. 1990. Vol. 112. №7. P. 2608-2612.

47. Патент ЕР 395,049. Positive-working photoresist composition. // Uienshi K., Sakaguchi S., Kokibo T. 12.05.1991. Appl. 23.10.89.

48. Gandin E., Lion Y., Van der Vorst A. Quantum yield of singlet oxygen formation by xanthene derivatives // Photochem. Photobioi. 1983. Vol. 37. № 3. P. 271-278.

49. Pooler J. P., Valenzeno D. P. Physicochemical determinants of the sentitizing effectiveness of nerve membranes by Fluorescein derivatives. // Photochem. Photobioi. 1979. Vol. 30. №4. P. 492-505.

50. Kondo M., Kasai M. Photodynamic inactivation of scroplasmic reticulum vesicles membranes by xanthene dyes. // Photochem. Photobioi. 1974. Vol. 19. №1. P. 34-35.

51. Liquido N. J., Cunningham R. Т., McQuarte G. T. Photoactive dyes mixed in baits and lures for fruit fly suppression and eradication. // J. Photochem. Photobioi. 1997. Vol. 65. (special issue) P. 65S.

52. Lamberts J. M., Neckers D. C. Rose Bengal Derivatives. The Birth of Dye Sensitizers for Photooxidation. // Z. Naturforsch. 1984. Bd. 39. №2/3. P. 474484.

53. Neckers D. C., Valdez-Aguilera О. M. Photochemistry of the Xanthene Dyes. // Adv. Photochem. 1993. Vol. 18. №2. P. 315-394.

54. Shimidzu Т., Tomokazu I., Masao K. An advanced Visible-Light Picosecond Water reduction with dye sensitized Semiconductor powder Catalysts. // J. Am. Chem. Soc. 1985. Vol.107. №1. P. 35-41.

55. Nishimura Y., Sakuragi H., Tokumaru K. Xanthene Dye-Sensitized Electron Transfer to Methylviologen in Aqueous Organic Solution. Effects of Organic Solvents and Heavy Atoms in the Dyes. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1992. Vol. 65. № 11. P. 2887-2893.

56. Hashimoto K., Kawai Т., Sakata T. The mechanism of photocatalyc hydrogen production with halogenated Xanthene dyes. // Nouv. J. Chem. 1984. Vol. 8, № 11. P. 693-705.

57. Ельцов А. В., Смирнова Н.П., Поняев А.И., Захаренко B.C., Ярцев А.И. Полигалогензамещенные Флуоресцеина в фотокаталитических системах выделения водорода // ЖОХ. 1989. Т. 59. Вып. 11. С. 2587-2600.

58. Kimura К., Miwa Т., Imamura М. The Radiolysis and Photolysis of Methanolic

59. Solutions of Eosin. II. The Photo-Debromination of Eosin in an Alkaline Solution. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1970. Vol. 43. №5. p. 1337-1342.

60. Maiti S., Saha M. K., Palit S. R. Dye-sensitized photopolymerisation ofmethylmetacrylate in non-agueuos media. // Macromol. Chem. 1969. Bd. 127. №. 3. S. 224-239.

61. Kamiya I., Iwaki R. Studies of the chemiluminescence of Several Xanthene Dyes II. The chemiluminescence emission Spectra of Uranine and Eosine. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1966. Vol. 39. №2. P. 264-269.

62. Chen G. N., Duan J. P., Hu Q. F. Study of the chemiluminescent characteristics of some xanthene dyes. // Anal. Chim. Acta. 1994. Vol. 292. №1. P. 159-67.

63. Н. О. Мчедлов-Петросян, Адамович JI. П., Никишина JI. Е. Константы ионизации и таутомерное равновесие Эозина в водном растворе. // ЖАХ. 1980. Т. 36. №8. С.1495-1502.

64. Мчедлов-Петросян Н. О. // Межвузовский сборник Теоретические методыописания свойств растворов. Иваново. 1987. С. 93-103.

65. Н. О. Мчедлов-Петросян, Васецкая JI. В. Ионизация и таутомерияксантеновых красителей в метаноле. ЖОХ. 1989. Т.59. №3. С.691-703.

66. Н.О. Мчедлов-Петросян, Салинас Майорга Р., Суров Ю.Н. Ионизация итаутомерия ксантеновых красителей в смесях воды с диметилсульфоксидом. // ЖОХ. 1991. Т.61. №1. С.225-233.

67. Мчедлов-Петросян Н. О., Егорова С. И., Ариас Кордова Э. Строение и экстрагируемость анионов ксантеновых и трифенилметановых красителей в виде ионных ассоциатов. // Доклады АН СССР. 1992. Т. 323. № 4. С. 696701.

68. Issa I. М., Issa R. М., Ghoneim М. М. Spectrophotometric studies on Fluorescein derivatives in aqueous solutions // Z. phys. Chem. (Leipzig) 1972. Bd. 250. Heft 3,4. S. 161-173.

69. Oster G., Oster G. H., Karg G. Long lived intermediates in photochemistry reactions of dyes in non-viscous media. // J. Phys. Chem. 1962. Vol. 66. № 12. P. 2514-2516.

70. Kolbel H. Quantitative Untersuchungen iiber den Speicherungsmechanismus von Rhodamin B, Eosin und Neutralrot in Hefezellen. // Z. Naturforschg. (B). 1948. Bd. 3b. Heft 11/12. S. 442-453.

71. Scheibe G., Briick D. Zusammenhang physikalischer und chemischer Eigenschaften bei der Bildung Van der Waals'scher Molekeln. // Z. Elektrochem. 1950. Bd. 54. №6. S. 403-412.

72. Матвеец A.M., Щербов Д. П., Ахметова С. Д. Исследование спектрофотометрических и люминесцентных свойств оксиксантеновых красителей в водных растворах. // ЖАХ. 1979. Т. 34. №6. С. 1049-57.

73. Мчедлов-Петросян. Н. О. Новый способ определения коэффициентов активности переноса иона водорода. // Доклады АН СССР. 1987. Т.293. №5. С.1178-1182.

74. Н. О. Мчедлов-Петросян, Суров Ю. Н., Егорова С. И., Салинас Майорга Р., Ариас Кордова ? ИК-спектры и строение флуоресцеиновых красителей в растворах. // Доклады АН СССР. 1991. Т. 317. №1. С. 152-157.

75. Н. О. Мчедлов-Петросян, Мельник В. В., Никишина JI. Е., Малиновский А.Н., Голота О. Ю. Исследование кислотно-основных свойств п-аминосалициловой кислоты. // ЖФХ. 1980. Т. 54. №3. С. 654-659.

76. Полякова И. И., Старикова 3. А., Парусников Б. В., Красавин И. А., и др. Лактонная форма Флуоресцеина: кристаллическая структура 1:1 молекулярного комплекса Флуоресцеина с метанолом. // Ж. Структ. Химии. 1984. Т. 25. № 5. С. 98-104.

77. Guilbault G. G.,.Kramer D. N. Lipolysis of fluorescein and Eosine esters -kinetics of hydrolysis. // Anal. Biochem. 1964. Vol. 36. №2. P. 409-412.

78. Martin M., Lindquist L. pH dependence of Fluorescein fluorescence. // J. Lumin. 1975. Vol. 10. №6. P. 381-90.

79. Sj back R., Nygren J., Kubista M. Absorption and Fluorescence properties of Fluorescein. // Spectrochim. Acta. 1995. Vol. 18. P. 179-198.

80. Кузнецова P. Т. Фофонова P. M., Данилова В. И. Флуоресценция различных форм ксантеновых красителей // ЖПС. 1980. Т. 33. № 5. С. 842845.

81. Martin М. Hydrogen bond effects on radiationless electronic transitions in xanthene dyes. // Chem. Phys. Lett. 1975. Vol. 35. №1. P. 105-111.

82. Салецкий A. M., Щекунов В. А., Южаков В. И. Сольватохромия и сольаватофлуорохромия Эритрозина. // Теорет. и эксперим. Химия. 1986. Т 22. №2. С. 196-202.

83. Onganer Y., Quitevis E. L. Effect of Solvent on Non-radiative Processes in Xanthene Dyes: Pyronin В in Alcohols and Alcohol-Water Mixtures. // J. Phys. Chem. 1992. Vol. 96. № 20. P. 7996-8001.

84. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.

85. Kakiuchi Т., Takashi Y. Differential cyclic voltofluorometry and chronofluorometry of the transfer of fluorescein ions across the dichlormethane-Water interface // Anal. Chem. 1994. Vol. 66. №11. P. 1853-64.

86. Chambers R. W., Kajiwara Т., Kearns P. R. Effect of dimer formation on the Electronic Absorption and Emission Spectra of Xanthene Dyes. // J. Phys. Chem. 1974. Vol. 78. № 4. P. 380-387.

87. Knof J., Thiess F-J., Weber J. Influence of aggregation on fluorescence decay of organic dyes. // Z. Naturforsch. 1978. Bd. 33. S. 98-103.

88. Маслов В. Г., Тураева 3. Н. Шахвердов Т. А. Квантово-химический расчет электронных спектров расчет электронных спектров поглощения ионных и молекулярных форм Флуоресцеинов. // ЖАХ. 1981. Т. 36. №11. С. 2171-79.

89. Tani Т. Electronic molecular structure of Dyes VIII. Effects of substituents upon electronic structure of dyes with polymethene chains. // Photogr. Sci. Eng. 1972. Vol.16. №4. P. 258-68.

90. Nakazumi H., Kitao Т. PPP-MO calculation of triphenylmethane and related dyes.//Chem. Express. 1986. Vol. l. №3. P. 189-92.

91. Reindl S., Penzkofer A. Triplet quantum yield determination by picosecond laser double-pulse fluorescence excitation. // Chem. Phys. 1996. Vol. 293. №3. P. 429-438.

92. Holmes W. C., Melin C. G., Peterson A. R. Eosin B. // Stain Technol. 1932. Vol. 7. №3. P. 121-137.

93. Santi K. P., Premamoy G. Micromole-grade detection of organic bases in nonaqueous media // Microchem. J; Symp. Ser. 2. 1962. P. 663-676.

94. Tamburella-Luca A. A., Herbert P., Antonie R. Optical Surface Second Harmonic Generation Study of the Two Acid-Base Equilibria of Eosin В at Air/Water Interface. // Langmuir. 1997. Vol. 13. №16. P. 4428-4434.

95. Freidlaender Fortschritte der Theerfarbenfabrikation und verwandter Industriezweige. Berlin, Springer Verlag, 1908. Bd 8. S. 18.

96. Nickolson M. Educational Study of Chemical Kinetics. Reaction of Phenolphtalein with alkali. // J. Chem. Educ. 1989. Vol. 66. №9. P. 725-726.

97. Мчедлов-Петросян H. О., Романенко А. В., Никишина JI. E. Кислотно-основные равновесия в водных растворах Фенолфталеина // ЖАХ. 1984. Т. 39. Вып. 8. С. 1395-1403.

98. Reverdin F. Ueber einen gelben Frabstoff welcher vom Dinitrofluorescein abstammt. // Chem. Ber. 1897. Bd 30. №1. S. 332-335.

99. Shinkai S., Hamada H., Kiroda H., Manabe O. Facile oxidation of alcohols and amines by 3-hydroxy-9-methylacridinium-ion. A new NAD+ Model. // J. Org. Chem. 1981. Vol. 46. № 11. P. 2333-2338.

100. Мчедлов-Петросян H. О. Химическое равновесие многофункциональных соединений ксантенового и трифенилметанового рядов в неводных средах: Дисс. д-ра. хим. наук./ ХГУ. Харьков., 1992. 602 с.

101. Seybold P. G., Gouterman М., Callis J. Calorimetric, photometric and lifetime determination of fluorescence quantum yield of Fluorecsein dyes. // Photochem. Photobiol. 1969. Vol. 9. №3. P. 229-242.

102. Levillain P., Fompeydie D. Determination of Equilibrium constants by derivative spectrophotometry. Application to the pKa of Eosin. I I Anal. Chem. 1985. Vol. 57. № 13. P. 2561-2563.

103. Amat-Guerri F., Lopez-Gonzalez M. M. C., Sastre R., Martinez-Utrilla R. Spectrophotometrric determination of ionization and isomerization constants or Rose Bengal, Eosin Y, and some derivatives. // Dyes Pigm. 1990. Vol. 13. №1. P. 219-232.

104. Мчедлов-Петросян Н. О., Романенко А. В., Никишина JL Е. Кислотно-основные равновесия в водных растворах Фенолфталеина. // ЖАХ. 1984. Т. 39. Вып. 8. С.1395-1403.

105. Мчедлов-Петросян Н. О. Кислотные свойства и строение фталеиновых индикатор ов в растворах. // ЖАХ. 1986. Т. 41. Вып. 10. С. 177-1-1779.

106. Справочник химика. Т. 2 М.: Химия, 1971. 1245 с.

107. Абросимова Н. В., Степанова А. Г., Красавин И. А. Константы фотодиссоциации карбоксильной группы ксантеновых красителей в основном и возбужденном состояниях. // ЖПС. 1988. Т. 48. Вып. 6. С. 941946.

108. Мчедлов-Петросян Н. О., Рубцов М.И., Лукацкая Л.Л. Кислотно-основное равновесие бенгальского розового в мицеллярных растворах анионных ПАВ. // ЖОХ. 2000. Т. 70. С. 105-120.

109. Mchedlov-Petrossyan N.O., Kleshchevnikova V.N. Influence of the CTAC micellar pseudophase on the protolytic equilibria of Oxyxanthene Dyes at High Bulk Phase Ionic Strength // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1994. Vol. 90. № 4. P. 629-640.

110. Reed W., Politi M. J., Fendler J. H. Rotational Diffusion of Rose Bengal in Aqueous Micelles: Evidence for Extensive Exposure of the Hydrocarbon Chain // J. Am. Chem. Soc. 1981. Vol. 103. № 15. P. 4591-4593.

111. Мчедлов-Петросян H. О., Пличко А. В., Шумахер А. С. Кислотность в ультрамикрогетерогенных системах: влияние неионных добавок на кислотно-основные равновесия красителей, связанных мицеллами ионогенных ПАВ. // Хим. физика. 1996. Т.15. №11. 105-120.

112. Райхардт К. Растворители и эффекты среды в органической химии. / под ред. проф. Петросяна В. С., М.: Мир, 1991.763 с.

113. Grunwald Е., Price Е. Relative strength of picric, acetic, trichloracetic acids in various environments. Dispersion effects in acid-base equilibria // J. Am. Chem. Soc. 1964. Vol. 86. № 21. P. 4517-4525.

114. Белл P. Протон в химии. M.: Мир, 1977. 384 с.

115. Thiel A., Diehl R. Beitrage zur systemantishen Indikatorenkunde. Uber Phenolphtalein und Phenolphtalein-Derivative. // Marburger Sitzungsber. 1927. Bd. 62. S. 471-546.

116. McClure D. S., Blake N. W., Hanst P. L. Singlet-triplet absorption bands in halogen substituted aromatic compounds // J Phys. Chem. 1954. Vol. 22. №2. P.255-258.

117. Lessing H. F., Richardt D., Von Jena F. Quantitative triplet photophysics by picosecond photometry. //J. Mol. Struct. 1982. Vol. 84. №3-4. P. 281-292.

118. Carsey T. P., Findley G. L., McGlynn S. P. Picosecond phosphorescence study of some aromatic compounds. // J. Am. Chem. Soc. 1979. Vol. 101. №20. P. 4502-4510.

119. Capellos C. Time resolved spectroscopy and chemical reactivity of energetic transient species of nitrocompounds // J. Am. Chem. Soc. 1982. Vol. 104. №1. P. 253-259.

120. Makagki R, Mutai K. Photophysical properties and Photosubstitution and photoredox reactions of aromatic nitrocompounds. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1996. Vol. 69. №2. P. 261-274.

121. Бейтс P. Определение рН. JL: Химия, 1972.400 с.116. s efalvayova В., Kozakova E., Thurzo A. Etalon buffer solutions in the mixed ethanol-water solvent. // Chem. Papers ( SSR) 1986. Vol. 40. №4. P.537-541.

122. Гордон Ф., Форд P. Спутник химика. M.: Мир, 1976. 541 с.

123. Самойлов Д. В., Мартынова В. П., Ельцов А. В. Нитропроизводные Флуоресцеина. // ЖОХ. 1999. Т. 69. Вып. 9. С. 1508-1520.

124. Thamer В. J., Voigt A. F. Determination of overlapping dissociation constants of dibasic acids acid constants of isophtalic, terphtalic and chloranilic acids // J. Phys. Chem. 1952. Vol. 56. №2. P. 225-32.

125. Берштейн И. Я., Каминский Ю. JL Спектрофотометрический анализ в органической химии. 2-е изд. М.: Химия, 1986. 203 с.