Особенности синтеза F2-BODIPY
- Авторы: Краснопёров А.И.1, Ларкина Е.А.1
-
Учреждения:
- МИРЭА – Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
- Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
- Страницы: 543-561
- Раздел: Статьи
- URL: https://permmedjournal.ru/0514-7492/article/view/685337
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0514749224050011
- EDN: https://elibrary.ru/RDPKRY
- ID: 685337
Цитировать
Аннотация
Производные BODIPY (4,4-дифтор-4-бор-3a,4a-диаза-S-индацена) благодаря высоким молярным коэффициентам экстинкции и квантовым выходам флуоресценции, фотохимической стабильности приобрели популярность как оптические сенсоры в области биовизуализации и детектирования различных аналитов. Молекулы BODIPY различаются заместителями не только при мезо-атоме углерода, но и при атоме бора. В обзорной статье представлена информация о различных подходах к синтезу производных BODIPY и методах получения “классических” BODIPY, в которых атом бора имеет в качестве заместителей 2 атома фтора (F2-BODIPY). Рассмотрены преимущества и ограничения методов синтеза, проанализировано использование реагентов, частота их применения. На основании данных литературы предложены механизмы реакций синтеза производных BODIPY, уделено внимание причинам, влияющим на выход производных BODIPY, в том числе низкой устойчивости реагентов, образованию побочных продуктов, влиянию воды.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Андрей Иванович Краснопёров
МИРЭА – Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: krasnopyorov13@bk.ru
ORCID iD: 0009-0001-5912-1785
Россия, 119571, г. Москва, просп. Вернадского, 86
Екатерина Александровна Ларкина
МИРЭА – Российский технологический университет, Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
Email: krasnopyorov13@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8823-3156
Россия, 119571, г. Москва, просп. Вернадского, 86
Список литературы
- Treibs A., Kreuzer F.-H. Lieb. Ann. 1968, 718 (3), 208–223. doi: 10.1002/jlac.19687180119
- Loudet A., Burgess K. Chem. Rev. 2007, 107 (11), 4891–4932. doi: 10.1021/cr078381n
- Liu Z., Jiang Z., Yan M., Wang X. Front. Chem. 2019, 7, 712–728. doi: 10.3389/fchem.2019.00712
- Arroyo I.J., Hu R., Merino G., Tang B.Z., Pena-Cabrera E. J. Org. Chem. 2009, 74 (15), 5719–5722. doi: 10.1021/jo901014w
- Tram K., Yan H., Jenkins H.A., Vassiliev S., Bruce D. Dyes Pigm. 2009, 82 (3), 392–395. doi: 10.1016/j.dyepig.2009.03.001
- Uppal T., Bhupathiraju N.V.S.D.K., Vincente M.G.H. Tetrahedron. 2013, 69 (23), 4687–4693. doi: 10.1016/j.tet.2013.03.082
- Zhang W., Ahmed A., Cong H., Wang S., Shen Y., Yu B. Dyes Pigm. 2021, 185, 108937–108970. doi: 10.1016/j.dyepig.2020.108937
- Kamkaew A., Lim S.H., Lee H.B., Kiew L.V., Chung L.Y., Burgess K. Chem. Soc. Rev. 2013, 42 (1), 77–88. doi: 10.1039/C2CS35216H
- Wang L., Ding H., Ran X., Tang H., Cao D. Dyes Pigm. 2020, 172, 107857–107870. doi: 10.1016/j.dyepig.2019.107857
- Мартынов В.И., Пахомов А.А. Усп. хим. 2021, 90 (10), 1213–1262 [Martynov V.I., Pakhomov A.A. Russ. Chem. Rev. 2021, 90 (10), 1213–1262] doi: 10.1070/RCR4985
- Rezende L. C. D., Emery F. S. Orbital. 2013, 5 (1), 62–83. doi: 10.17807/orbital.v5i1.482
- Poddar M., Misra R. Coord. Chem. Rev. 2020, 421, 213462-213484. doi: 10.1016/j.ccr.2020.213462
- Boens N., Verbelen B., Dehaen W. Eur. J. Org. Chem. 2015, 2015 (30), 6577-6595. doi: 10.1002/ejoc.201500682
- Boens N., Verbelen B., Ortiz M.J., Jiao L., Dehaen W. Coord. Chem. Rev. 2019, 399, 213024–213108. doi: 10.1016/j.ccr.2019.213024
- Clarke R.G., Hall M.J. Adv. Heterocycl. Chem. 2019, 128, 181–261. doi: 10.1016/BS.AIHCH.2018.12.001
- Loudet A., Burgess K. Handb. Por. Sci. 2010, 8, 1–164. doi: 10.1142/9789814307246_0009
- Wories H., Koek J.H., Lodder G., Lugtenburg J. Rec. Trav. Chim. 1985, 104(11), 288–291. doi: 10.1002/recl.19851041104
- Wagner R.W., Lindsey J.S. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116 (21), 9759–9760. doi: 10.1021/ja00100a055
- Wagner R.W., Lindsey J.S. Pure Appl. Chem. 1996, 68 (7), 1373–1380. doi: 10.1351/pac199668071373
- Chen J., Burghart A., Derecskei-Kovacs A., Burgess K. J. Org. Chem. 2000, 65 (10), 2900–2906. doi: 10.1021/jo991927o
- Li Z., Mintzer E., Bittman R. J. Org. Chem. 2006, 71 (4), 1718–1721. doi: 10.1021/jo052029x
- Rothemund P. J. Am. Chem. Soc. 1936, 58 (4), 625–627. doi: 10.1021/ja01295a027
- Adler A.D., Longo F.R., Finarelli J.D., Goldmacher J., Assour J., Korsakoff L. J. Org. Chem. 1967, 32 (2), 476. doi: 10.1021/jo01288a053
- Lindsey J.S. Metalloporphyrins Catalyzed Oxidations. 1994, 49–86. doi: 10.1007/978-94-017-2247-6_2
- Lindsey J.S. Acc. Chem. Res. 2010, 43 (2), 300–311. doi: 10.1021/ar900212t
- Arsenault G.P., Bullock E., MacDonald S.F. J. Am. Chem. Soc. 1960, 82 (16), 4384–4389. doi: 10.1021/ja01501a066
- Mironov A.F., Evstigneeva R.P. Chem. Heterocycl. Compd. 1976, 12, 249–260. doi: 10.1007/BF00479558
- Gossauer A. Reaktivität der Pyrrole. In: Die Chemie der Pyrrole. Berlin: Springer. 1974, 105–167. doi: 10.1007/978-3-642-51118-9_3
- Румянцев Е.В., Марфин Ю.С. Росc. хим. ж. 2017, 61 (3), 143-162 [Rumyantsev E.V., Marfin Y.S. Russ. J. Gen. Chem. 2019, 89, 2682–2699] doi: 10.1134/S1070363219120454
- Yamada K., Toyota T., Takakura K., Ishimaru M., Sugawara T. New J. Chem. 2001, 25 (5), 667–669. doi: 10.1039/B100757M
- Prusty D.K., Kwak M., Wildeman J., Heemann A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51 (47), 11894–11898. doi: 10.1002/anie.201206006
- Hecht M., Kraus W., Rurack K. Analyst. 2013, 138 (1), 325–332. doi: 10.1039/C2AN35860C
- Huang C., Quian Y. Optical Materials. 2019, 92, 53–59. doi: 10.1016/j.optmat.2019.04.012
- Chen J., Cui Y., Song K., Liu T., Zhou L., Bao B., Wang R., Wang L. Biomater. Sci. 2021, 9 (6), 2115–2123. doi: 10.1039/D0BM01863E
- Porcu P., Vonlanthen M., González-Méndez I., Ruiu A., Rivera E. Molecules. 2018, 23 (9), 2298–2230. doi: 10.3390/molecules23092289
- Tekdaş D.A., Viswanathan G., Topal S.Z., Looi C.Y., Wong W.F., Tan G.M.Y., Zorlu Y., Gürek A.G., Lee Y.B., Dumoulin F. Org. Biomol. Chem. 2016, 14 (9), 2665–2670. doi: 10.1039/C5OB02477C
- Kubheka G., Mack J., Kobayashi N., Kimura M., Nyokong T. J. Porphyr. Phthalocyanin. 2017, 21, 523–531. doi: 10.1142/S1088424617500511
- Molupe N., Babu B., Oluwole D.O., Prinsloo E., Gai L., Shen Z., Mack J., Nyokong T. J. Porphyr. Phthalocyanin. 2020, 24, 973–984. doi: 10.1142/S1088424619501773
- Murale D.P., Haque M.M., Hong K.T., Lee J.-S. Bull. Korean Chem. Soc. 2021, 42 (1), 111–114. doi: 10.1002/bkcs.12166
- Zou J., Li L., Zhu J., Li X., Yang Z., Huang W., Chen X. Adv. Mater. 2021, 33 (44), 2103627–2103636. doi: 10.1002/adma.202103627
- Wang L., Fang G., Cao D. Sens. Actuators B Chem. 2015, 207, 849–857. doi: 10.1016/j.snb.2014.10.110
- Pereira N.A.M., Pinho e Melo T.M.V.D. J. Org. Chem. 2014, 46 (3), 183–213. doi: 10.1080/00304948.2014.903140
- Dudicˇ M., Lhota´k P., Kra´l V., Lang K., Stibor I. Tetrahedron Lett. 1999, 40 (32), 5949–5952. doi: 10.1016/S0040-4039(99)01181-8
- Laha J.K., Dhanalekshmi S., Taniguchi M., Ambroise A., Lindsey J.S. Org. Process Res. Dev. 2003, 7 (6), 799–812. doi: 10.1021/op034083q
- Jameson L.P., Dzyuba S.V. Beilstein J. Org. Chem. 2013, 9, 786–790. doi: 10.3762/bjoc.9.89
- Amorim V.G., Melo S.M.G., Leite R.F., Coutinho P.A. Dyes Pigm. 2020, 182, 108646–108671. doi: 10.1016/j.dyepig.2020.108646
- Hu W., Zhang X.-F., Lu X., Lan S., Tian D., Li T., Wang K., Zhao S., Feng M., Zhang J. J. Lumin. 2018, 194, 185–192. doi: 10.1016/j.jlumin.2017.10.018
- Caruso E., Malacarne M. C., Marras E., Papa E., Bertato L., Banfi S., Gariboldi M.B. Bioorg. Med. Chem. 2020, 28 (21), 115737–115746. doi: 10.1016/j.bmc.2020.115737
- Agazzi M.L., Ballatore M.B., Durantini A.M., Durantini E.N., Tome A.C. J. Photochem. Photobiol. C 2019, 40, 21–48. doi: 10.1016/j.jphotochemrev.2019.04.001
- Gibbs J.H., Robins L.T., Zhou Z., Bobadova-Parvanova P., Cottam M., McCandless G.T., Fronczek F.R., Vicente M.G.H. Bioorg. Med. Chem. 2013, 21 (18), 5770–5781. doi: 10.1016/j.bmc.2013.07.017
- Caruso E., Gariboldi M., Sangion A., Gramatica P., Banfi S. J. Photochem. Photobiol. B, Biol. 2017, 167, 269–281. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2017.01.012
- Gibbs J.H., Zhou Z., Kessel D., Fronczel F.R., Pakhomova S., Vicente M.G.H. J. Photochem. Photobiol. B. Biol. 2015, 145, 35–47. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2015.02.006
- Caruso E., Banfi S., Barbieri P., Leva B., Orlandi V.T. J. Photochem. Photobiol. B, Biol. 2012, 114, 44–51. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2012.05.007
- Prasannan D., Raghav D., Sujatha S., Hareendrakrishna Kumar H., Rathinasamy K., Arunkumar C. RSC Adv. 2016, 6(84), 80808–80824. doi: 10.1039/C6RA12258B
- Lincoln R., Durantini A.M., Greene L.E., Martinez S.R., Knox R., Becerra M.C., Cosa G. Photochem. Photobiol. Sci. 2017, 16 (2), 178–184. doi: 10.1039/C6PP00166A
- Wu W., Guo H., Wu W., Ji S., Zhao J. J. Org. Chem. 2011, 76 (17), 7056–7064. doi: 10.1021/jo200990y
- Gao J., Luan T., Lv J., Yang M., Li H., Yuan Z. J. Photochem. Photobiol. B, Biol. 2023, 241, 112666. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2023.112666
- Ashokkumar P., Weißhoff H., Kraus W., Rurack K. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53 (8), 2225–229. doi: 10.1002/anie.201307848
- Wang J., Hou Y., Li C., Zhang B., Wang X. Sens. Actuators B Chem. 2011, 157 (2), 586–593. doi: 10.1016/j.snb.2011.05.027
- Li Q., Guo Y., Chen Y. Indian J. Chem. 2018, 57, 186–191. http://nopr.niscpr.res.in/handle/123456789/43625
- Dixit S., Agarwal N. J. Photochem. Photobiol. A 2017, 345, 66–71. doi: 10.1016/j.jphotochem.2017.04.018
- Yu Y., Shu T., Yu B., Deng Y., Fu C., Gao Y., Dong C., Ruan Y. Sens. Actuators B Chem. 2018, 255, 3170–3178. doi: 10.1016/j.snb.2017.09.142
- Wang L., Li L., Cao D. Sens. Actuators B Chem. 2017, 239, 1307–1317. doi: 10.1016/j.snb.2016.09.112
- Fu C., Wang Z., Rao C., Li Z., Chen L., Zhu T., Yi F., Yao Z.-J., Liu C. Dyes Pigm. 2019, 170, 107598–107604. doi: 10.1016/j.dyepig.2019.107598
- Soni D., Duvva N., Badgurjar D., Roy T.K., Nimesh S., Arya G., Giribabu L., Chitta R. Chem. Asian. J. 2018, 13, 1594–1608. doi: 10.1002/asia.201800349
- Wang C., Qian Y. J. Lumin. 2019, 210, 261–268. doi: 10.1016/j.jlumin.2019.02.044
- Kang J., Huo F., Zhang Y., Chao J. Sens. Actuators B Chem. 2018, 273, 1532–1538. doi: 10.1016/j.snb.2018.07.072
- Kumar B., Saraf P., Sarkar M., Kumar D. Tetrahedron. 2023, 137, 133380. doi: 10.1016/j.tet.2023.133380
- Treibs A., Reitsam F. Lieb. Ann. 1958, 611 (1), 194–205. doi: 10.1002/jlac.19586110118
- Treibs A., Reitsam F. Lieb. Ann. 1958. 611 (1), 205–223. doi: 10.1002/jlac.19586110119
- Strandheim K.O. In: Synthesis and Characterization of BODIPY Dyes for Optoelectronic Application. NTNU. 2019. https://ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/2634477
- Badon I.W., Lee J., Vales T.P., Cho B.K., Kim H.-J. J. Photochem. Photobiol. A 2019, 377, 214–219. doi: 10.1016/j.jphotochem.2019.03.050
- Pakhomov A.A., Kononevich Y.N., Stukalova M.V., Svidchenko E.A., Surin N.M., Cherkaev G.V., Shchegolikhina O.I., Martynov V.I., Muzafarov A.M. Tetrahedron Lett. 2016, 57 (9), 979–982. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.01.059
- Pakhomov A.A., Deyev I.E., Ratnikova N.M., Chumakov S.P., Mironiuk V.B., Kononevich Y.N., Muzafarov A.M., Martynov V.I. Biotechniques. 2017, 63 (2), 77–80. doi: 10.2144/000114577
- Lin H.-Y., Huang W.-C., Chen Y.-C., Chou H.-H., Hsu C.-Y., Lin J.T., Lin H.-W. Chem. Commun. 2012, 48 (71), 8913–9815. doi: 10.1039/C2CC34286C
- Kaplan N., Taşcı E., Emrullahoğlu M., Gökce H., Tuğluoğlu N., Eymur S. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2021, 32 (12), 16739–16747. doi: 10.1007/s10854-021-06231-8
- Wu L., Burgess K. Chem. Commun. 2008, 40, 4933–4935. doi: 10.1039/b810503k
- Jiao L., Yu C., Liu M., Wu Y., Cong K., Meng K., Wang Y., Hao E. J. Org. Chem. 2010, 75 (17), 6035–6038. doi: 10.1021/jo101164a
- Netz N., Diez-Poza C., Barbero A., Opatz T. Eur. J. Org. Chem. 2017, 31, 4580–4599. doi: 10.1002/ejoc.201700773
- Kim K., Kwon H., Choi D., Lim T., Min L., Son S.-H., Byun Y. Bioorg. Chem. 2019, 89, 102990–102999. doi: 10.1016/j.bioorg.2019.102990
- Zhang X.-F., Zhang G.O., Zhu J. J. Fluoresc. 2019, 29 (2), 407–416. doi: 10.1007/s10895-019-02349-5
- Arellano-Reyes R.A., Prabhakaran A., Sia R.C.E., Guthmuller J., Jha K.K., Yang T., Dietzek-Ivanšić B., McKee V., Keyes T.E. Chem. Eur. J. Chem. 2023, 29 (24). doi: 10.1002/chem.202300239
- Srinivasan Y., Guzikowski A.P., Haugland R.P., Angelides K.J. J. Neurosci. 1990, 10 (3), 985–995. doi: 10.1523/JNEUROSCI.10-03-00985.1990
- Barton A.C., Kang H.C., Rinaudo M.S., Monsma F.J. Jr., Stewart-Fram R.M., Macinko J.A. Jr., Haugland R.P., Ariano M.A., Siblley D.R. Brain Res. 1991, 547 (2), 199–207. doi: 10.1016/0006-8993(91)90963-V
- Ariano M.A., Kang H.C., Haugland R.P., Sibley D.R. Brain Res. 1991, 547 (2), 208–222. doi: 10.1016/0006-8993(91)90964-w
- Freindorf M., Kraka E. Catalysts. 2022, 12 (4), 415–446. doi: 10.3390/catal12040415
- Cornel V., Lovely C.J. EROS, 2007, 1–16. doi: 10.1002/9780470842898.rb249.pub2
- Thivierge C., Han J., Jenkins R.M. Burgess K. J. Org. Chem. 2011, 76 (13), 5219–5228. doi: 10.1021/jo2005654
- Белобрицкая Е.Е, Неунылова М.В., Василисков В.А., Румянцева В.Д., Чудинов А.В., Заседателев А.С. Биоорг. хим. 2007, 33 (6), 664-666 [Belobritskaya E.E, Neunylova M.V., Vasiliskov V.A., Rumiantseva V.D., Chudinov A.V., Zasedatelev A.S. Russ. J. Bioorg. Chem. 2007, 33 (6), 617–619] doi: 10.1134/S1068162007060155
- Gupta R.R., Kumar M., Gupta V. Heterocyclic Chemistry. Berlin: Springer, 1999, 3–179. doi: 10.1007/978-3-662-07757-3_2
- Kanazawa K.K., Diaz A.F., Geiss R.H., Gill W.D., Kwak J.F., Logan J.A., Rabolt J.F., Street G.B. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1979, 19, 854–855. doi: 10.1039/C39790000854
- Lee C.-H., Lindsey J.S. Tetrahedron. 1994, 50 (39), 11427–11440. doi: 10.1016/S0040-4020(01)89282-6
- Littler B.J., Miller M.A., Hung C.-H., Wagner R.W., O'Shea D.F., Boyle P.D., Lindsey J.S. J. Org. Chem. 1999, 64 (4), 1391–1396. doi: 10.1021/jo982015+
- Cadby A.J., Yang C., Holdcoft S., Bradley D.D.C., Lane P.A. Adv. Mater. 2002, 14 (1), 57–60. doi: 10.1002/1521-4095(20020104)14:1<57::AID-ADMA57>3.0.CO;2-0
- Thomas R., Durix S., Sinturel C., Omonov T., Goossens S., Groeninckx G., Moldenaers P., Thomas S. Polymer. 2007, 48 (6), 1695–1710. doi: 10.1016/j.polymer.2007.01.018
- Tan Y., Ghandi K. Synth. Met. 2013, 175, 183–191. doi: 10.1016/j.synthmet.2013.05.014
- Singh R.S., Paitandi R.P., Gupta R.K., Pandey D.S. Coord. Chem. Rev. 2020, 414, 213269–213321. doi: 10.1016/j.ccr.2020.213269
- Maruthapandi M., Gedanken A. Polymers. 2019, 11 (8), 1240–1255. doi: 10.3390/polym11081240
- Chen J., Burghart A., Wan C.-W., Thai L., Ortiz C., Reibenspies J., Burgess K. Tetrahedron Lett. 2000, 41 (14), 2303–2307. doi: 10.1016/S0040-4039(00)00166-0
- Bröring M., Krüger R., Kleeberg C. Z. Anorg. Allg. Chem. 2008, 634 (9), 1555–1559. doi: 10.1002/zaac.200800112
- Benniston A.C., Sirbu D., Turta C., Probert M.R., Clegg W. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 2014 (36), 6212–6219. doi: 10.1002/ejic.201402752
- Li T., Gu W., Yu C., Lv X., Wang H., Hao E., Jiao L. Chinese J. Chem. 2016, 34 (10), 989–996. doi: 10.1002/cjoc.201600500
- Banerjee A.K., Maldonado A., Arrieche D.A., Bedoya L., Vera W.J., Cabrea E.V., Poon P.S. Bioorg. Org. Chem. 2019, 3 (1), 1–9. doi: 10.15406/mojboc.2019.03.00090
- Wamser C.A. J. Am. Chem. Soc. 1951, 73 (1), 409–416. doi: 10.1021/ja01145a134
- Lundrigan T., Cameron T.S., Thompson A. Chem. Commun. 2014, 50 (53), 7028–7031. doi: 10.1039/C4CC02706J
- Beh M.H.R., Douglas K.I.B., House K.T.E., Murphy A.C., Sinclair J.S.T., Thompson A. Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 11473–11479. doi: 10.1039/C6OB02238C
Дополнительные файлы
