MAKROCYKLICKÉ ANIONTOVÉ RECEPTORY A JEJICH PŘEDSTAVITELÉ BAMBUSURILY

Transkript

1 MAKRCYKLICKÉ AITVÉ RECEPTRY A JEJIC PŘEDTAVITELÉ BAMBUURILY VÁCLAV AVEL VLADIMÍR ŠIDELÁŘ, * Ústv chemie, Msrykov univerzit, Kmenice 5, Brno, Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí, Msrykov univerzit, Kmenice 3, Brno sindelr@chemi.muni.cz Došlo , přijto Klíčová slov: receptory niontů, suprmolekulární chemie, musurily, glykolurily, mkrocykly sh 1. Úvod 2. Receptory niontů 2.1. Význmné nionty 2.2. Přehled mkrocyklických receptorů niontů Kldně nité receptory eutrální receptory Receptory oshující tom kovu 3. Bmusurily 3.1. yntéz musurilů 3.2. uprmolekulární vlstnosti musurilů 4. Závěr 1. Úvod Anionty zujímjí velmi důležitou úlohu v iologických systémech, zároveň všk ptří mezi jedny z nejzávžnějších nečistot ve volné přírodě. elektivní rozpoznávání, vázání odstrňování niontů y proto nepochyně nšlo upltnění v mnoh odvětvích. Z tímto účelem jsou připrvovány tzv. receptory niontů, které jsou schopny nionty vázt prostřednictvím nekovlentních vze. Podle účelu použití receptoru je pk vhodnou chemickou modifikcí uprvován síl interkce s určitým niontem, to i ve vzthu k osttním niontům. Bmusurily jsou novou třídou mkrocyklických molekul, které jsou schopny vytvářet stilní komplexy s mnoh nionty součsně je selektivně vázt. Vhodnou modifikcí struktury mkrocyklu lze dosáhnout toho, že jsou musurily schopny se rozpouštět účinně vázt nionty jk v nepolárních rozpouštědlech, tk i ve vodných roztocích. Tyto mkrocykly jsou tké zjímvé svou jednoduchou příprvou z levných komerčně dostupných regentů. 2. Receptory niontů Rozpoznávání trnsport niontů se odehrává v mnoh iochemických procesech. Většin koenzymů sustrátů se v živých systémech nchází právě ve formě niontů. Z toho můžeme usuzovt, že syntetické receptory y mohly sloužit k včsnému rozpoznání mnoh choro. příkld cystická firóz je závžná genetická choro, jejíž prvděpodoná příčin spočívá v mutci, při které dojde ke změně sekvence minokyselin proteinů tvořících iontové knálky v uněčných memránách. unkcí knálků je cílený přenos chloridových niontů přes memránu. Zmíněná mutce pozmění selektivitu dného knálku vůči chloridovému niontu 1. Mkrocykly schopné léčiv vázt po plikci externího impulsu je kvntittivně uvolnit y nšly upltnění v cílené léčě. Léčivo ve formě komplexu totiž předstvuje výrzně menší zátěž pro orgnismus pcient. víc léčivo vázné v komplexu je čsto lépe rozpustné ve vodných roztocích tké odolnější vůči degrdci. Po dosžení cílové tkáně y se měl komplex rozpdnout, npříkld vlivem odlišného p v nemocné tkáni, tím ktivní látku uvolnit. V průmyslu y mohly ýt niontové receptory využity jko ktlyzátory, přípdně jko mikrorektory, ve kterých y docházelo k smotné chemické rekci. Anionty znesené lidskou činností do přírody v měřítku větším, než je ekosystém schopný odstrnit, předstvují znčné riziko. ystémy použitelné pro jejich opkovtelnou seprci y jistě nlezly mnoho plikcí 2. vzdory svému potenciálu je olst receptorů niontů méně popsán ve srovnání se systémy rozpoznávjící ktionty. A to i přes to, že první receptory niontů i ktiontů yly popsány ve stejném odoí n konci sedmdesátých let minulého století 3,4. Důvod pro pomlejší rozvoj olsti niontových receptorů spočívá v tom, že návrh účinného receptoru niontů je mnohem otížnější než receptoru pro ktionty. Anionty jsou většinou větší než ktionty, které se ncházejí ve stejné periodě, tké mjí nižší hustotu povrchového náoje. Tyto vlstnosti snižují efektivitu elektrosttických interkcí mezi nionty receptory, které jsou používány pro jejich komplexci. víc receptor musí mít dosttečnou finitu k dnému niontu, y mohl konkurovt protickým rozpouštědlům, které výorně nionty sol- * Autor článku yl oceněn Českou společností chemickou Cenou Alfred Bder I z orgnickou chemii z r

2 vtují 5. Anionty je tké potře studovt v určité olsti p, jink se totiž mohou některé nionty protonovt vznikt z nich neutrální částice. Dlší vlstností niontů, se kterou je potře počítt při syntéze vhodných receptorů, je jejich vysoká tvrová různorodost. Proto jsou nejčstěji studovnými právě sférické nionty hlogenidů. vým jednoduchým kulovitým tvrem se nejvíce podojí ktiontům kovů. Pokud je tře dosáhnout co nejvyšší stility komplexu, je nezytné receptor cíleně nvrhnout tk, y vyhovovl tvru vzeným možnostem niontu 6. V tulce I je uveden přehled ěžných niontů seřzených do skupin podle tvru. Receptor může ýt schopen vázt i skupinu niontů, pro které neyl původně určen, le tyto interkce nikdy neudou tk silné jko pro nionty tvrově korespondující s předorgnizovným vzeným místem receptoru Význmné nionty V přírodě jsou nejčstějšími nionty hlogenidy, sírny, dusičnny, fosforečnny uhličitny. Jejich koncentrce nezřídk závisí n lidské činnosti. írny dusičnny yly někde stále jsou produkovány ve velkých množstvích ve splinách po rozpuštění dopdjí zpět n povrch ve formě kyselých dešťů 7. V místech, kde ylo zvedeno čištění plynných zplodin, jejich koncentrce zčl klest nyní je už potře dodávt sírny rostlinám, které vyždují jejich vyšší koncentrce, ve formě hnojiv. Změny v půdním hospodářství tké omezily množství dusičnnů fosforečnnů přecházejících z polí do povrchových vod. tále všk můžeme v létě slyšet ze sdělovcích prostředků o ndměrném růstu řs sinic, tzv. eutrofizci vod, která je způsoen právě přítomností dusičnnů fosforečnnů. Jejich zvýšená koncentrce znčně podporuje růst těchto orgnismů, které všk po spotřeování všech živin msově odumřou. Z rozkládjící se orgnické hmoty se nvíc uvolňují toxické látky může tk dojít k úhynu mnoh vodních živočichů 8. V poslední doě se stále zvyšuje koncentrce ntropogenních niontů, tedy tkových, které se v přírodě přirozeně nevyskytují. Prolemtickými nionty jsou npř. rseničnny kynidy. Jsou toxické z prostředí je lze odstrnit jen otížně. Ačkoli je toxicit kynidu známá již dlouho, je tento niont stále používán při těžě drhých kovů. Akutní otrvu kynidem je možné léčit pomocí protijedů, které všk mjí vážné vedlejší účinky. Jejich použití je nvíc limitováno otížným určením, jké koncentrci niontu yl oěť vystven, protože kynid má v krvi velmi nízkou stilitu 9. Receptory niontů y své upltnění nlezly i při přeprcování likvidci jderného odpdu. Přítomnost i mlého množství sírnových niontů způsouje velké prolémy při likvidci odpdu z jderných elektráren. ejvětší prolémy jsou s odstrněním rdioktivního techneci ve formě 99 Tc 4, jodidu, převážně isotopu 129 I, protože seprční postupy jsou optimlizovány převážně n ktionty rdioktivních kovů. Rdioktivní odpd je po odstrnění rdioktivních ktiontů dlouhodoě uskldněn nejčstěji ve sklních msivech. dtud se všk neezpečné nionty mohou uvolnit, protože se jen málo dsorují v horninách vykzují vysokou pohylivost v půdách sedimentech. V přípdě jejich úniku do přírody pk dojde ke kontminci znčné olsti Přehled mkrocyklických receptorů niontů Receptory niontů je možné rozdělit do skupin podle toho, jký je jejich celkový náoj zd oshují tom kovu. Tulk I Přehled studovných niontů jejich tvrů Anionty, Cl, Br, I Tvr niontu sférický 3, C, C, 2, I 3, 2, RC 2 lineární tvr V C 3 2, 3 rovnostrnný trojúhelník (trigonálně plnární) 4 2, P 4 3, Mn 4, B 4 tetredrický e(c) 6 4, Co(C) 6 3, P 6 oktedrický 731

3 Kldně nité receptory První velkou skupinou mkrocyklických receptorů jsou kldně nité receptory. Jko příkld lze uvést receptory oshující jeden z následujících strukturních motivů: Kvrterní moniové skupiny 11 (or. 1). Po protonci minoskupin již kolem p 7 vzniká kldně nitý receptor, který vykzuje silnou finitu vůči niontům v orgnických rozpouštědlech i vodném prostředí. Tyto mkrocykly jsou zvláště vhodné pro rozpoznávání oxoniontů (kroxylátů, sírnů, fosforečnnů nitrátů). Vzniklý komplex je stilizován silnými elektrosttistickými interkcemi tké tvorou vodíkových můstků. evýhod těchto receptorů spočívá v úzké olsti p, ve které jsou jejich minoskupiny protonovány, le zároveň v ní nedochází k protonci některých studovných niontů. Příkldem může ýt kynidový niont, který je protonován z 50 % již při p 9,21 (cit. 12 ). 3 4Cl Cl - / 2Br - 2 Gunidinium 13 (or. 1). Tto skupin je schopn stilizovt komplexy s oxo-nionty dvěm prlelními vodíkovými vzmi, což zvyšuje jejich stilitu v polárním orgnickém i vodném prostředí. Protonovné porfyriny 14 (or. 1c). Pyrrolové jednotky v porfyrinech oshují klsické pyrrolové skupiny, le tké sp 2 hyridizovné dusíkové tomy, které se mohou protonovt už v neutrálním prostředí. Imidzolium 15 (or. 1d). Tto skupin se od osttních zmíněných liší tím, že poskytuje zvláštní typ vodíkové vzy C A. Výhodou tohoto typu receptoru je, že k jeho deprotonci dochází ž v silně zickém prostředí eutrální receptory Tento druh receptorů využívá k rozpoznávání niontů funkční skupiny, které se mohou účstnit tvory vodíko- 3 C 3 C 3 C C 3 3 C C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 c d r. 1. Příkldy kldně nitých mkrocyklických receptorů niontů. Receptory oshující kvrtérní moniové skupiny (), gunidinium (), protonovné porfyriny (c) imidzolium (d) 3 C C C C n=6, -cyklodextrin n=7, -cyklodextrin n=8, -cyklodextrin c r. 2. Příkldy neutrálních mkrocyklických receptorů niontů oshující midy (), peptidy () hydroxylové skupiny (c) 732

4 C 3 C 3 3 C C 3 3 C 3 C C 3 C 3 3 C 3 C C 3 C 3 c r. 3. Příkldy neutrálních mkrocyklických receptorů niontů vycházející z močoviny (), thiomočoviny () pyrrolu (c) vých vze, niž y receptor nesl kldný náoj. Zvláště pk midické, močovinové thiomočovinové funkce jsou velmi používným strukturním motivem v přírodních i syntetických receptorech niontů. Dokonce i midická struktur proteinů může posloužit jko donor vodíkových vze pro vázání niontů. Mkrocykly s midickými strukturními motivy 16 (or. 2). Amidy vytvářejí stilní komplexy pomocí vodíkových vze. Jejich syntéz je reltivně jednoduchá umožňuje vytvářet mkrocykly s přesně definovnými rozměry dutin. Cyklické peptidy 17 (or. 2). yntetické receptory n ázi peptidů se v posledních letech zčínjí stále více rozvíjet. Tyto receptory jsou využívány při studiích ojsňujících, jkou roli hrjí suprmolekulární vlstnosti minopeptidů v přírodě. Tyto receptory jsou připrvovány z minokyselin, přírodních i syntetických, které jsou sndno dostupné. ydroxy-sustituovné receptory 18 (or. 2c). ydroxy-skupiny ptří mezi nejznámější prtnery tvořící vodíkové vzy. Jejich nevýhod spočívá v možnosti deprotonce v zickém prostředí. Močoviny (thiomočoviny) 19,20 (or. 3, ) jsou populární skupiny používné pro vázání niontů, protože poskytují dvě vodíkové vzy v optimální vzdálenosti pro řdu záporně nitých hostů. víc jsou tyto strukturní motivy reltivně sndno připrvitelné umožňují spojování jednotlivých celků v komplexní mkrocyklus. eutrální klixpyrroly 21 (or. 3c) vytváří komplexy s nionty pouze n zákldě vodíkových vze. elektivit komplexce je vyšší než u receptorů využívjících elektrosttické interkce, protože vodíkové vzy jsou směrové Receptory niontů oshující tomy kovů Výhodou těchto receptorů je silná iontová interkce kldně nitého tomu kovu s niontem, která nvíc ývá podpořen tvorou vodíkových vze mezi niontem skupinmi neo ligndy váznými n vzené centrum. ejčstěji používnými prvky jsou ór, cín, rtuť (or. 4) 22, le nlezneme tké receptory oshující křemík, měď, železo, kdmium, kolt, zinek, lnthnoidy, stříro (or. 4) 23, pltinu, plldium tento výčet y mohl dále pokrčovt. Kov osžený v těchto receptorech se nvíc může účstnit oxidčně redukčních přípdně i luminiscenčních pochodů, které mohou ýt využity pro detekci niontů. 3. Bmusurily Bmus[6]uril yl poprvé připrven v nší prcovní skupině první výsledky yly pulikovány zčátkem roku 2010 (cit. 24 ). Bmus[6]uril je mkrocyklus skládjící se 3 C 0 Ag C 3 g g ( 3 - ) 2 g 3 C Ag C 3 r. 4. Příkldy mkrocyklických receptorů niontů oshujících rtuť () stříro () 733

5 r. 5. Molekulová () krystlová () struktur 12 BU[6] z šesti 2,4-dimethylglykolurilových jednotek, které spojuje šest methylenových můstků umístěných v jedné rovině. V pevné fázi i v roztoku zujímjí glykolurilové jednotky střídvou konformci, ve které vodíky jejich methinových skupin míří do středu dutiny mkrocyklu (or. 5). truktur mus[6]urilu připomíná část musového stél, z čehož vychází první část jeho triviálního názvu. Druhá část uril ukzuje n to, že nejmenší stvení jednotkou tohoto mkrocyklu je močovin. Ay ylo možné mus [6]uril odlišit od jeho derivátů, yl později jeho název uprven n dodekmethylmus[6]uril ( 12 BU[6]). Tento triviální název popisuje skutečnost, že 12 BU[6] oshuje 12 methylových skupin je tvořen 6 glykolurilovými jednotkmi. ové deriváty jsou nyní pojmenovávány odpovídjícím způsoem. Bmus[6]uril se svou strukturou podoá dlším dvěm skupinám mkrocyklických receptorů cucurit[6] urilu (CB[6]) 25 hemicucurit[6]urilu (hemicb[6]) 26 (or. 6). Bmus[6]uril je stejně jko CB[6] tvořen jednotkmi glykolurilů. Ty jsou všk v přípdě CB[6] spojeny vedle see dvěm řdmi methylenových můstků. Vodíkové tomy methinových C skupin nvíc míří ven ze struktury CB[6]. To způsoí, že dutin mkrocyklu je v porovnání s 12 BU[6] méně pozitivně nitá nopk negtivní náoj je koncentrován n okrjích mkrocyklu. Tkové rozložení elektronové hustoty má z následek, že cucuriturily jsou schopny silně vázt kldně nité molekuly ionty. Zákldní stvení jednotkou hemicucurit[6]urilu je imidzolidin-2-on, který připomíná polovinu glykolurilu. tejně jko 12 BU[6] i hemicb[6] je schopen vázt nionty. Konformce stveních jednotek je stejně jko u 12 BU[6] střídvá. Vzhledem k vyšší pohylivosti jednotek imidzolidin-2-onu se může v roztoku ncházet i v méně výhodném kónickém uspořádání, ve kterém všechny kronylové skupiny směřují n jednu strnu kruhu mkrocyklus je tk schopen vázt i ktionty 26. První musuril yl nvržen následně syntetizován n zákldě znlostí cucuriturilů hemicucuriturilů. Jk ude ukázáno dále, syntéz především suprmolekulární chování musurilů jsou v některých spektech znčně odlišné od těchto dvou typů mkrocyklických sloučenin yntéz musurilů 12 BU[6] je připrvován z 2,4-dimethylglykolurilu (2,4-dimethyl-2,4,6,8-tetrzicyklo[3.3.0]octn-3,7- dionu) kysele ktlyzovnou rekcí s formldehydem. Je výhodné tuto rekci provádět v prostředí zředěné kyseliny chlorovodíkové. ejenže tto kyselin uprvuje p roztoku, le nvíc poskytuje chloridový niont, který slouží jko templát. Vzniklý mkrocyklus je pk izolován ve formě komplexu s Cl. Rekce je prováděn 1 h při 45 C po té 24 h při lortorní teplotě (t. II). Komplex 12 BU[6] s chloridovým iontem se při rekci sráží z roztoku. Lze ho tedy jednoduše izolovt filtrcí získt r. 6. truktur cucurit[6]urilu () hemicucurit[6]urilu () 734

6 Tulk II Příprv musurilů R R C R R n Bmusuril R n Rekční podmínky Výtěžek [%] 12 BU[6] methyl 6 5,4 M Cl, 45 C (1 h) 25 C (24 h) 30 Pr 12 BU[6] propyl 6 5,4 M Cl, 100 C (75 min) 15 Bn 8 BU[4] enzyl 4 p-toluensulfonová kyselin, CCl 3, reflux (24 h) 57 Bn 12 BU[6] enzyl 6 p-toluensulfonová kyselin, toluen, TBAI, reflux (22 h) 65 čistý po promytí zředěnou kyselinou chlorovodíkovou 24. Aniont je možné vytěsnit z 12 BU[6] přídvkem I ve formě I, který je mkrocyklem vázán silněji v porovnání s chloridem. Z tohoto komplexu lze I uvolnit oxidcí n neutrální I 2, který již s 12 BU[6] neinterguje. Vhodnými způsoy oxidce jsou uď přídvek peroxidu do roztoku mkrocyklu neo fotooxidce ktlyzovná oxidem titničitým. Mkrocyklus ez niontu je le velmi málo rozpustný v jkémkoli z testovných rozpouštědel. Rozpouští se ž v přítomnosti vhodného niontu, se kterým okmžitě vytváří stilní komplex 27. Po příprvě prvního musurilu 12 BU[6] ylo nutné zjistit, zd lze podoně připrvit i dlší mkrocykly, ve kterých jsou methylové skupiny nhrzeny jinými skupinmi. To ylo demonstrováno získáním Pr 12 BU[6], který yl syntetizován z podoných rekčních podmínek jko 12 BU[6], všk vycházelo se z 2,4-dipropylglykolurilu. Rekce je tké prováděn v roztoku 5,4 M kyseliny chlorovodíkové, le vyžduje vyšší rekční teplotu 100 C. Z lortorní teploty totiž nedochází k mkrocyklizci vznikjí pouze ve vodě rozpustné oligomery 28. připrvené musurily se nerozpouštěly v žádném z testovných čistých rozpouštědel. Do roztoku přecházely pouze ve směsích rozpouštědel jko je chloroform/methnol neo cetonitril/vod. Rozhodli jsme se proto připrvit derivát musurilu, kde jsou n dusíkové tomy glykolurilových jednotek nvázány enzylové skupiny. Protože je enzylová skupin hydrofoní, připrvený derivát y měl ýt velmi doře rozpustný v ěžných orgnických rozpouštědlech. víc se enzyl používá jko chránicí skupin, tudíž y mohl sloužit k příprvě nesustituovného musurilu. Vzhledem k lipofilitě enzylových sustituentů yl rekce prováděn nmísto ve vodném prostředí v chloroformu. Kyselin chlorovodíková yl nhrzen slší kyselinou p-toluensulfonovou, protože z ktlýzy silnými kyselinmi dochází k nežádoucí rekci ldehydu s enzylovými sustituenty glykolurilu. Při rekci všk nedošlo k vytvoření předpokládného šestičlenného cyklu, le yl izolován čtyřčlenný enzylovný homolog musurilu Bn 8 BU[4]. Vznik tohoto derivátu yl překvpující vzhledem k tomu, že oshuje pouze čtyři glykolurilové jednotky. Tkto mlé cykly neyly dosud u cucuriturilů ni hemicucuriturilů pozorovány 28. Šestičlenný enzylovný homolog musurilu Bn 12 BU[6] yl připrven z podoných podmínek jko Bn 8 BU[4]. Ay vznikl Bn 12 BU[6], ylo nezytné provádět rekci s vhodným templátem, jko jsou nionty chloridový jodidový. Anionty ylo nezytné použít ve formě tetrutylmoniových solí, které jsou rozpustné v protických orgnických rozpouštědlech, v nichž se rekce provádí. Bn 12 BU[6] vzniká ve směsi s nižším homologem Bn 8 BU [4], jehož vznik je možné potlčit, le nelze mu zcel zránit. Pokud je při cyklizční rekci přítomen chlorid, je vázán ve vznikjícím Bn 12 BU[6]. Během izolce směsi mkrocyklů je le možné chloridový niont z mkrocyklu odstrnit povřením v. Získný pevný podíl pk oshuje směs produktů Bn 8 BU[4] Bn 12 BU[6] ez niontu. Čistý Bn 12 BU[6] je izolován vrem v cetonitrilu jeho filtrcí z hork, kdy dojde k odstrnění Bn 8 BU[4] n zákldě rozdílů v rozpustnostech oou mkrocyklů. Druhým způsoem izolce Bn 12 BU[6] je krystlizce z chlorovných rozpouštědel uprmolekulární vlstnosti musurilů ejvětší potenciál musurilů pro udoucí plikce spočívá v jejich suprmolekulárních vlstnostech. Důležité je především vědět, s jkými hosty vytváří mkrocyklus komplexy jk stilní tyto komplexy jsou. Význmnou roli hrje i selektivní odezv receptoru vůči jednotlivým nlytům. Pokud mkrocyklus vytváří velmi stilní komplexy s hosty, le nevykzuje vůči některým preference, je 735

7 r. 7. Krystlové struktury komplexů různě sustituovných mus[6]urilů s nionty: 12 BU[6] Cl (), 12 BU[6] B 4 (), Pr 12 BU[6] I (c), Bn 12 BU[6] 2Cl (d). Ze struktur yly pro přehlednost vynechány ktionty molekuly rozpouštědel méně prvděpodoné, že y se mohl upltnit jko receptor. uprmolekulární vlstnosti musurilů yly studovány v pevné fázi i v roztoku. Podo komplexů v pevné fázi yl určen pomocí rentgenové krystlogrfie. or. 7 je uvedeno několik tkto získných krystlových struktur. Bmusurily nesoucí methylové propylové skupiny 12 BU[6] Pr 12 BU[6] vytvářejí s hlogenidy i s niontem B 4 odoné komplexy. Ve všech přípdech mkrocyklus váže jen jeden niont, který se nchází uprostřed dutiny mkrocyklu 27. Vzhledem k tomu, že glykolurilové jednotky jsou v musurilu spojeny pouze jednou řdou methylenových můstků, je tento mkrocyklus flexiilní. Velikost vnitřního prostoru musurilu se tk může přizpůsoit velikosti niontu. Z tohoto důvodu je 12 BU [6] schopen vázt tké tvrově různorodé nionty jko jsou sferické hlogenidy různých poloměrů, le tké tetrhedrální B 4 (t. I). V přípdě enzylových derivátů musurilu dochází v pevné fázi k vytváření komplexů, ve kterých jsou v dutině mkrocyklu vázány hned dv nionty (or. 7). To dokládá npř. komplex Bn 12 BU[6] s chloridovým niontem. Dv chloridové ionty všk nejsou umístěny v centru dutiny, le ncházejí se v ústích dvou portálů mkrocyklu. tejný mkrocyklus odoně váže i dvě molekuly chloroformu (or. 8). Bmusuril Bn 8 BU[4] s nejmenším průměrem dutiny není schopen vytvářet inkluzní komplex s nionty. V pevném stvu le yly izolovány jeho komplexy s cetonitrilem o stechiometrii Bn 8 BU[4]:C 3 C 1:2 (or. 8). chopnost enzylových derivátů musurilu vytvářet komplexy vyšších řádů můžeme hledt v přítomnosti ojemných hydrofoních enzylových sustituentů, které zvětšují dutinu mkrocyklu 28. Pro většinu plikcí musurilů je rozhodující, y vázly ionty nejen v pevném stvu, le především v roztoku. Tvor komplexů yl zkoumán podle zvoleného derivátu musurilu ve směsích chloroform/ methnol, cetonitril/vod neo v čistém chloroformu. V závislosti n stilitě komplexu yly ke stnovení stility komplexů použity 1 MR spektroskopie izotermální titrční klorimetrie. Použití spektrofotometrických metod je znčně prolemtické vzhledem k nízké sornci musurilů jejich komplexů při vlnových délkách nd 200 nm. 12 BU[6] je ez přítomnosti niontu šptně rozpustný ve všech studovných rozpouštědlech. Tto jeho vlstnost umožnil stnovit konstnty stility jeho komplexů s chloridem i s dlšími nionty pomocí tzv. rozpustnostních měření 27,29. Získné výsledky ukázly, že ztímco všechny šestičlenné deriváty musurilu vykzují vysokou finitu k hlogenidům, čtyřčlenný mkrocyklus Bn 8 BU[4] r. 8. Krystlové struktury komplexů enzyl-sustituovných musurilů s neutrálními molekulmi: Bn 12 BU[6] 2CCl 3 () Bn 8 BU[4] 2C 3 C (). Ze struktur yly pro přehlednost vynechány molekuly rozpouštědl, které se nenchází v kvitě mkrocyklu 736

8 Tulk III Asociční konstnty K (l mol 1 ) vzniku komplexů musurilů s nionty v různých prostředích Aniont Bn 12 BU[6] CCl 3 12 BU[6] C 3 /CCl 3 (1:1) 12 BU[6] C 3 C/ 2 (1:1) 8, Cl 3, , , Br 3, , , I 3, , , Tvor komplexu neyl pozorován s těmito nionty v roztoku neinterguje. Jk vyplývá z hodnot socičních konstnt (K ) uvedených v t. III, je stilit komplexů šestičlenných mkrocyklů závislá jk n zkoumném niontu, tk i n typu použitého rozpouštědl. tilit komplexů roste se zvyšující se velikostí hlogenidu. Interkce niont mkrocyklus je nejsilnější v nepolárním protickém prostředí, kdy použité rozpouštědlo nejméně solvtuje niont vznik komplexu je tk usndněn. ezávisle n sustituci musurilového derivátu prostředí jsou všk hodnoty selektivit pro stejnou dvojici niontů srovntelné. elektivitou je zde míněno, kolikrát silněji je dný mkrocyklus schopen vázt jeden niont iont než druhý (poměr socičních konstnt dvou komplexů tvořených stejným mkrocyklem, le dvěm různými nionty). 4. Závěr Aniontové receptory předstvují ndějnou skupinu sloučenin, které jsou n zákldě nekovlentních interkcí schopny rozpoznávt, přeprvovt či odstrňovt poždovné nionty. e zvyšujícím se celkovým poznáním svět vzrůstá i potře použití těchto receptorů především v enviromentálních iochemických oorech. Bmusurily jsou nová skupin receptorů niontů, která se vyznčuje sndnou příprvou, levnými surovinmi především výjimečnými suprmolekulárními vlstnostmi. Bude zjímvé sledovt, jk se musurily n poli receptorů niontů v udoucnosti prosdí. Z podporu nšeho výzkumu děkujeme Grntové gentuře České repuliky (grnt P207/10/0695) Evropské unii (CETCE, CZ.1.05/2.1.00/ ; projekt sprvovný MŠMT ČR). V.. děkuje progrmu Brno Ph.D. Tlent, finncovnému sttutárním městem Brno. LITERATURA 1. Berger. A., Anderson M. P., Gregory R. J., Thompson., owrd P. W., Murer R. A., Mulgn R., mith A. E., Welsh M. J.: J. Clin. Invest. 88, 1422 (1991). 2. essler J. L., Gle P. A., Cho W..: Anion Receptor Chemistry, RC Pulishing, Cmridge Pedersen C. J.: J. Am. Chem. oc. 89, 7017 (1967). 4. Prk C.., immons. E.: J. Am. Chem. oc. 90, 2431 (1968). 5. Ktyev E. A., essler J. L., Ustynyuk Yu. A.: Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 58, 1785 (2009). 6. Kng.., Begum R. A., Bowmn-Jmes K.: Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7882 (2006). 7. Phm M., Muller J.., Brsseur G. P., Grnier C., Mégie G.: Atmos. Environ. 30, 1815 (1996). 8. mith V.., Tilmn G. D., ekol J. C.: Environ. Pollut. 100, 179 (1999). 9. Bud. J.: um. Exp. Toxicol. 26, 191 (2007). 10. Tgmi K., Uchid.: Chemosphere 38, 963 (1999). 11. chneider. J., Bltter T., imov., Theis I.: J. Chem. oc., Chem. Commun. 62, 580 (1989). 12. Ang K. P.: J. Chem. oc (1959). 13. Dietrich B., yles T. M., Lehn J.-M., Pese L. G., yles D. L.: J. Chem. oc., Chem. Commun. 59, 934 (1978). 14. urut., Morishim T., Král V., essler J. L.: uprmol. Chem. 3, 5 (1993). 15. Alclde E., Alvrez-Rú C., Grcí-Grnd., Grcí- Rodriguez E., squid., Pérez-Grci L.: J. Chem. oc., Chem. Commun. 6, 295 (1999). 16. zumn A., Jurczk J.: Eur. J. rg. Chem. 21, 4031 (2001). 17. Rngnthn D., rids V., Krle I. L.: J. Am. Chem. oc. 120, 2695 (1998). 18. Kno K., Tnk., egi.: Eur. J. rg. Chem. 2001, Lee K.., ong J. I.: Tetrhedron Lett. 41, 6083 (2000). 20. nellink-ruël B.. M., Antonisse M. M. G., Engersen J.. J., Timmermn P., Reinhoudt D..: Eur. J. rg. Chem. 2000, Gle P. A., essler J. L., Král V., Lynch V.: J. Am. Chem. oc. 118, 5140 (1996). 22. hur V. B., Tikhonov I. A.: Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 52, 2539 (2003). 23. Yue. L.., Jennings M. C., Puddephtt R. J.: Inorg. Chem. 44, 1125 (2005). 737

9 24. Švec J., ečs M., Šindelář V.: Angew. Chem. Int. Ed. 49, 2378 (2010). 25. Lgon J., Mukhopdhyy P., Chkrrti., Iscs L.: Angew. Chem. Int. Ed. 44, 4844 (2005). 26. Miyhr Y., Goto K., k M., Inzu T.: Angew. Chem., Int. Ed. 43, 5019 (2004). 27. Švec J., Dušek M., ejfrová K., Štcko P., Kln P., Kifer A. E., Li W., udečková E., Šindelář V.: Chem. Eur. J. 17, 5605 (2011). 28. vel V., Švec J., Wimmerová M., Dušek M., Pojrová M., Šindelář V.: rg. Lett. 13, 4000 (2011). 29. Révéz Á., chroder, D., Wimmerová M., Švec, J., Šindelář V.: J. Phys. Chem. A 115, (2011). V. vel nd V. Šindelář, ( Deprtment of Chemistry, Msryk University, Brno, Reserch Centre for Toxic Compounds in Environment, Msryk University, Brno): Mcrocyclic Anion Receptors nd Their Representtives Bmusurils Anion recognition plys n importnt role in mny res of the nturl world. Mcrocyclic nion receptors nd their potentils re outlined. Bmusurils, fmily of glycoluril-sed nion receptors, re descried in detil. 738