Металлопорфирины, играющие одну из ключевых ролей в организации
и осуществлении фотосинтетической, дыхательной, ферментативной и др.
функций живых организмов, обладают уникальной способностью к образо-
ванию супрамолекулярных комплексов с биополимерами и другими ком-
понентами биологической среды, в составе которых возможно протекание
жизненно важных биохимических процессов. Самопроизвольная сборка
сложнейших пространственных структур на основе металлопорфиринов в
биологических средах вовлекает все типы связывания: ковалентное, ион-
ное, координационное, за каждое из которых ответственен определенный
фрагмент тетрапиррольного комплекса.
Ведущая роль во всех жизненно важных процессах, протекающих с
участием металлопорфиринов, принадлежит в первую очередь процессам
экстракоординации центральным ионом металла макроциклического ком-
плекса, начиная с малых молекул (воды, кислорода, азотистых оснований)
и заканчивая высокомолекулярными биополимерами (белками, полипеп-
тидами и т. д.) [1]. Экстракоординация обеспечивает взаимосвязь реагиру-
ющих молекул в экстракомплексе, легкую обратимость его образования,
возможность протекания химических и фотохимических окислительно-вос-
становительных превращений в нем.
Обобщение основных закономерностей образования экстракомплек-
сов металлопорфиринов с учетом особенностей этих процессов позволяет
определить стратегию синтеза и пути конструирования супрамолекуляр-
ных комплексов на их основе. Поcледовательно подбирая экстралиганд и
металлопорфирин, контролируя направленное взаимодействие донорных
лигандов или фрагментов молекул, обладающих донорными свойствами,
можно шаг за шагом конструировать супрамолекулярные системы, услож-
няя их структуру в направлении мономер → димер → олигомер → полимер.
Особенности влияние среды, концентрации и температуры на процесс об-
разования экстракомплексов металлопорфиринов позволяют определить
условия образования координационных олигомеров и полимеров на их
основе, представляющих особую группу порфиринполимеров [2].
Координационные полимеры образуются только при участии метал-
лопорфиринов с участием центрального иона металла, находящегося в
координационном центре тетрапиррольного лиганда. Способность этих
комплексов к самосборке в супрамолекулы реализуется либо при их вза-
имодействии с полимерами-носителями, либо при взаимодействии с про-
стыми бифункциональными молекулами, обеспечивающими соединение

отдельных мономеров в полимер. Включение металлопорфиринов в по-
лимерную цепь или связывание с макромолекулой полимера осуществля-
ется посредством координационного взаимодействия металла с сомоно-
мером или боковыми заместителями полимера, обладающими донорными
свойствами.
Отличительной особенностью координационно связанных порфиринов
является их сравнительно низкая устойчивость из-за невысокой прочно-
сти связи металл-полимер, которая определяется, прежде всего, природой
центрального атома металла.
В докладе приводится классификация координационных полимеров,
в основе которой лежит местоположение тетрапиррольного металлоком-
плекса. В связи с этим координационные олигомерные и полимерные ме-
таллопорфирины можно разделить на две основные группы, имеющие
принципиальное различие в структуре и свойствах. Первую группу обра-
зуют полимеры, содержащие тетрапиррольный металлокомплекс в основ-
ной цепи, образованной металлопорфирином и сомономером, способным
координироваться центральным атомом металла. Ко второй группе отно-
сятся полимеры, в которых металлопорфирины входят в боковую цепь и
присоединены к макромолекуле полимера посредством координационной
связи центрального атома металла с боковыми заместителями полимера,
обладающими донорными свойствами.
Первая группа координационных порфиринполимеров может быть
образована металлопорфиринами и бидентатными экстралигандами,
способными при координации выполнять роль мостика между централь-
ными атомами металла. Такие олигомерные и полимерные соединения
принято называть мостиковыми олигометаллопорфиринами (полиме-
таллопорфиринами). Если молекула металлопорфирина является по-
лифункциональной, т.е. она наряду с координационно ненасыщенным
центральным ионом металла имеет электроно-донорные заместители
на периферии макроцикла, то мономерные комплексы способны образо-
вывать гомополимеры, имющие в качестве элементарного звена только
металлопорфирин.
Полученные в настоящее время координационно-связанные димер-
ные, олигомерные и полимерные системы являются не только хорошими
моделями фотосинтетических центров, но и проявляют прекрасные ка-
талитические, полупроводниковые, нелинейные оптические, фотохими-
ческие и другие свойства, проявляют склонность к молекулярному рас-
познаванию.
Литература
1. Б. Д. Березин, О. И. Койфман Успехи химии. 1980, т. 49, в.12, с. 2390-
2417.
2. Койфман О.И., Агеева Т.А. Высокомолекулярные соединения, Серия
С, 2004, т.46, №12, с.2187-2215.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ
04-03-32653 и программы Рособразования «Развитие научного потенциала
высшей школы» № 45049.