Одним из значительных достижений в области химии является открытие Ч. Педерсоном в 1967 г. уникальных комплексообразующих свойств краун-эфиров (рис.1а) по отношению к катионам щелочных металлов.
Это стало стимулом к исследованию разнообразных аналогов краун-соединений, как более сложного строения (коронандов, криптандов, сферандов и др.), так и более простого строения – подандов (ациклических аналогов краун-эфиров) и послужило началом их практического применения в различных областях химии, биологи и медицины. В дальнейшем химия катионного комплексообразования с участием полиэфирных макроциклических и ациклических комплексообразующих соединений легла в основу концепции «гость-хозяин», что в итоге привело к появлению целого раздела супрамолекулярной химии, в котором краун-эфиры и их аналоги рассматриваются как рецепторы, связывающие катионы металлов и органических аминов.
В настоящее время создание и исследование новых органических комплексообразующих соединений, способных избирательно связывать катионы различных металлов и органических веществ, является традиционным фундаментальным направлением научных исследований в областях органической и физической химии. Синтетически доступные ациклические аналоги краун-эфиров — поданды (рис. 1в,г) являются весьма перспективными соединениями для использования в качестве компонентов экстракционных систем, пластифицированных мембран ион-селективных электродов и экстракционно-хроматографических сорбционных материалов.
Термин «поданды» появился в химической литературе в конце семидесятых годов прошлого столетия. Название происходит от греческого слова «podos» — нога. Молекула поданда может содержать одну или несколько «ног», образованных полиэфирными цепочками с различными концевыми группами. В соответствии с числом таких цепочек поданды подразделяются на моно-, ди-, три-, и полиподанды.
Синтетически доступные ациклические поданды, как правило, уступают краун-эфирам по эффективности катионного связывания — сказывается неблагоприятное влияние энтропийного фактора. Однако, высокая конформационная подвижность подандов позволяет осуществлять многоцентровое мостиковое и спиральное связывание катионов, которые не могут быть реализованы в случае краун-эфиров, что часто приводит к проявлению подандами уникальных катион-селективных свойств. Коме того, введение в структуру поданда конформационно жестких фрагментов и эффективных координирующих группировок таких как производных салициловой кислоты II или фрагментов 8-оксихинолина III трифенилфосфина IV и др., как правило, существенно усиливает связывание катионов (рис. 2).
В настоящее время известно большое количество фосфорилподандов, среди которых, особый практический интерес представляют фосфорилподанды, концевые группы в качестве концевых групп, как правило, используются фрагменты орто-фосфорилфенолов (рис. 3), конформационно жесткие структуры которых, с одной стороны, придают фосфорилподанду определенную степень предорганизации. С другой – увеличивают его комплексообразующую способность за счет фосфорильной группы, которая является весьма сильным координирующим фрагментом.
Варьирование заместителей при фосфорильной группе орто-фосфорилированных фенолов является весьма эффективным подходом к изменению ее координирующих свойств, что вместе с введением алкильных и хромофорных заместителей в фенольное кольцо открывает дополнительные возможности для направленной модификации комплексообразующих и физико-химических свойств фосфорилподандов этого типа.
В настоящее время синтезировано и исследовано достаточно большое количество фосфорилподандов с концевыми группами орто-фосфорилфенольного типа (рис. 4).
Перспективными соединениями для использования в качестве компонентов экстракционных систем, пластифицированных мембран ион-селективных электродов и экстракционно-хроматографических сорбционных материалов.
Многочисленными фундаментальными исследованиями доказано, что фосфорилподанды являются весьма перспективными соединениями для использования в качестве компонентов ион-селективных экстракционных систем, пластифицированных мембран ион-селективных электродов и экстракционно-хроматографических сорбционных материалов.
Последние представляют особый интерес для атомной промышленности, работа которой связана с накоплением значительных количеств радиоактивных отходов, где содержится значительные количества ценных радионуклидов. Для их выделения целесообразно использование экстракционно-хроматографических методов. Для их реализации необходимо располагать широким набором сорбционных материалов, однако в настоящее время такие материалы серийно в России не выпускаются, а стоимость аналогичной продукции зарубежных компаний достаточно высока. Поэтому, организация производства новых эффективных экстракционно-хроматографических материалов с улучшенными свойствами и разработка методик их практического использования является актуальной задачей. Для решения этого было и создано ООО «Сорбент-Технологии», которое привлекло для инновационной работы как ведущих ученых и специалистов РАН в области органического синтеза, экстракции и радиохимии, так и опытных инженерно-технических работников в области химической технологии. ООО «Сорбент-Технологии» с 2010 г нарабатывает малые партии наиболее востребованных орто-фосфорилфенолов, фосфорилподандов, краун-эфиров, некоторых известных и хорошо зарекомендовавших себя экстрагентов (метилтриоктиламмоний нитрат, триоктилфосфиноксид, N,Nꞌ-тетраоктилдигликолиламид, карбомоилфосфиноксиды, диокисидифосфинов и другие фосфорильные соединения) и экстракционно-хроматографических сорбционных материалов, которые закупаются рядом профильных предприятий, где используются при решении ряда технологических задач.
По своим физико-химическим и стоимостным характеристикам сорбенты, выпускаемые ООО «Сорбент-Технологии» выгодно отличаются от аналогичной продукции зарубежных производителей («Eichrom Technologies Inc.» и «TresChem» )
По предварительной договоренности мы можем поставить любой из орто-фосфорилфенолов и фосфорилподандов, структуры которых, представлены на рисунках 3, 4.
Работа ООО «Сорбент-Технологии» по созданию сорбционных материалов частично финансируются Фондом содействия развития малых предприятий в научно-технической сфере (Фонд И. М. Бортника), и Федеральным агентством по науке и инновациям.