Словарь научных терминов
Циклофаны

ЦИКЛОФАНЫ (фаны), мостиковые макроциклич. системы, включающие ароматич. и (или) гетероароматич. кольца, соединенные между собой алифатич. цепочками.
Первоначально Ц. наз. системы, включающие бензольные кольца, связанные по пара- или мета-положениям полиметиленовыми цепочками (соед. I-VI). В настоящее время к Ц. относят также конденсированные системы с орто-расположенными мостиками (VII); соед., содержащие одно ароматич. (гетероароматич.) кольцо с одним мостиком (VIII, анса-соединения); соед. с гетероароматич. (IX) или небензоидными ароматич. кольцами; системы, в к-рых одна или неск. мети-леновых групп заменены гетероатомами либо содержат в алифатич. цепочках разл. функц. группы и кратные связи (X, XI). Различают Ц., содержащие только ароматич. кольца (карбофаны), гетероароматич. (гетерофаны) и смешанные циклофаны. Ц., содержащие в алифатич. цепочках гетероатомы, наз. гетерофанами.

Номенклатура. Систематич. названия карбофанов, включающих только бензольные кольца, содержат в качестве основы "циклофан", перед основой помещают цифры (в квадратных скобках), кол-во их соответствует числу мостиков, а значения - числу метиленовых групп, и префикс(ы) орто-, мета- и пара-, обозначающие тип замещения в бензольных кольцах, напр. [2.2] парациклофан (I), [2.2]метапарациклофан (II), [2.2.2.2]парациклофан (III), [2.0.2.0]парациклофан (IV), [2.2]ортоциклофан (VII), [6]парациклофан (VIII). Назв. Ц., включающих ароматич. кольца, отличные от бензольного, а также гетероароматич. кольца, содержат назв. соответствующего цикла с окончанием "фан", перед к-рым в круглых скобках цифрами записывают положения атомов цикла, к к-рым присоединен мостик, напр. 1,12-дитиа-[2.2](2,7)нафгалинофан (X). При наличии в молекуле разл. ароматич. (гетероароматич.) колец их назв. указывают последовательно и используют окончание "фан", напр. [2]парацикло[2](2,6)пиридинофан (IX). В назв. Ц., содержащих более двух мостиков, а также т. наз. слоистых или многослойных Ц. префиксы орто-, мета- и пара- не используют, а применяют цифровую систему обозначений, напр. [4.4.4](1,3,5)циклофан (V), [2.2](1,4)(1,3)[2.2](4,6)(1,4)циклофан (VI).

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/2/17672.jpeg

Наличие в Ц. заместителей или кратных связей указывают в их назв. с использованием обычных суффиксов и префиксов, напр. [2.2]метапарациклофан-1,9-диен (XI). Названия Ц., имеющих цепочки одинаковой длины, м. б. записаны сокращенно, напр. [24]парациклофан (III). Нек-рые Ц. имеют тривиальные назв., напр. производные [1.1.1.1](2,5)пирролофана - порфирины, а [1.1.1.0](2,5)пирролофана - коррины
(см. Корриноиды); большая группа гидроксилированных [1n]метациклофанов - производных пара-замещенных фенолов - носит назв. каликсарены, что отражает их пространств. строение (от лат. calix - чаша, кубок), напр. каликс[6]арен (XII).

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/3/17673.jpeg

Свойства Ц. обусловленны напряженностью молекул и трансаннулярным взаимод.http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/4/17674.jpeg-электронной ареновой или гетареновой системы с др. кольцом, фрагментом мостика или заместителем на "противоположной" стороне макроцикла. В низших [2.2]пара- и метациклофанах и [3.3]пара- и метацик-лофанах наблюдается даже искажение планарности бензольных колец. Невозможность вращения ароматич. кольца в Ц. приводит к существованию нек-рых монозамещенных, напр. кислоты ХIII, в виде оптич. изомеров. Функциональные замещенные Ц. проявляют способность к образованию комплексов с ионами и молекулами по типу "хозяин - гость". Нек-рые из этих комплексов по сродству к ионам напоминают краун-эфиры. Напр., каликсарен XII (R = COOH) обладает значительно более высоким сродством и селективностью по отношению к катиону уранила по сравнению с др. соед.; такие Ц. могут быть использованы для извлечения металлов из морской воды. Синтезированы комплексы, содержащие фрагменты Ц. и краун-эфиров (кавитанды, карцеранды), представляющие интерес как системы для мол. распознавания.

Получение. Ц. получают из производных ароматич. и гетероароматич. соединений. Так, [2.2]парациклофан м. б. синтезирован из 4,4'-дибромметил-1,2-дифенилэтана по р-ции Вюрца. Для получения высших парациклофанов используют циклизацию сложных эфиров в условиях внутримол. ацилоиновой конденсации. Специфич. метод получения [2.2]парациклофанов, [2,2]ортоциклофанов и их аналогов -расщепление четвертичных аммониевых оснований по р-ции Гофмана, напр.:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/5/17675.jpeg

Второй путь синтеза - построение структуры Ц. на основе алициклич. или гетероциклич. систем. Напр., [6]метациклофан м. б. получен из конденсир. алициклич. системы, включающей 5- и 8-членные циклы, а [8]пирролофан - из циклододекан-1,4-диона:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/6/17676.jpeghttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/7/17677.jpeg

Третий путь синтеза - превращение одних Ц. в другие. При этом наиб. значение имеет экструзия SO2 из макроциклич. сульфонов либо фотолитич. экструзия серы из тиациклофанов. Напр., пиридинофан XIV получают по схеме:

http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/6/7/8/17678.jpeg

Соед. ф-лы II м. б. получено изомеризацией соед. I под действием А1С13.

Применение. Перспективные области использования Ц.-создание искусств. ферментов и рецепторов, электропроводящих орг. материалов, ион-селективных электродов, катализаторов фазового переноса, систем для разделения молекул путем захвата во внутр. полость частиц лишь определенных размеров и др. Нек-рые полимерные Ц. обладают св-вами комплексов с переносом заряда.

Лит.: Гольдфарб Я. Л., Беленький Л. И., "Успехи химии", 1957, т. 26, в. 3, с. 362-87; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 1, М., 1981, с. 437-42; Новое в жизни, науке и технике, сер. Химия, 1989, № 1,2; Vоgtle F., NeumannP., "Synthesis", 1973, №2, p. 85-103; Ferguson J., "Chem. Rev.", 1986, v. 86, № 6, p. 957-82.

Л. И. Беленький.


1,2-циклогександиондиоксим 1,3,5-циклогептатриен 1,3-циклогексадиен 1,3-циклопентадиен n-цимол B-цианэтилфосфин Царская водка Цветная фотография Цветность органических соединений Цветные металлы Цветометрия Цвиттер-ионы Цедрол Цезий Цезия галогениды Цезия оксид Цейзе соль Цейзеля метод Целлобиоза Целлозольвы Целлофан Целлюлазы Целлюлоза Целлюлозы ацетаты Целлюлозы нитраты Целлюлозы эфиры Цементация Цементы Централиты Центрифугирование Центробежное формование полимеров Центры окраски Цеолитсодержащие катализаторы Цеолиты Цепные реакции Церамиды Цереброзиды Церевитинова метод Церезин Церий Цетановое число Цефалоспорины Циан Цианалы Цианамид Цианаты неорганические Циангидрины Цианиды Цианиновые красители Цианирование Цианистый водород Циановая кислота Цианоуглероды Цианплав Циануксусная кислота Циануровая кислота Цианэтилирование Циглера реакции Циглера-натты катализаторы Циклизация Циклиты Циклические режимы Циклические соединения Циклоазохром Циклоалканы Циклоалкены Циклогексан Циклогексанол Циклогексанон Циклододекан Циклональ Циклоны Циклооктатетраен Циклоолефиновые каучуки Циклоолефины Циклопарафины Циклопентен Циклоприсоединение Циклопропан Циклосерин Циклотронный резонанс Циклофаны Циклофосфан Цинеол Цинк Цинка ацетат Цинка галогениды Цинка гидроксид Цинка оксид Цинка сплавы Цинка сульфат Цинка сульфид Цинка халькогениды Цинка хлорид Цинковые удобрения Цинкорганические соединения Циннолин Цинхомероновая кислота Цирконий Цирконийорганические соединения Циркония галогениды Циркония диоксид Циркония карбид Циркония сплавы Цис..., транс... Цистатионин Цистеин Цистин Цистрон Цитидин Цитозин Цитокинины Цитохимия Цитохром с-оксидаза Цитохромы Цитраконовая и мезаконовая кислоты Цитраль Цитраты Цитронеллаль Цитронеллол