Фотокаталитические и домино-подходы к синтезу ценных органических соединений

Руководитель проекта

Все участники →

Феста Алексей Алексеевич

старший научный сотрудник, старший преподаватель

Содержание исследования

Все более сложные синтетические задачи, создаваемые природой, медициной и новыми материалами, требуют новых концепций и стратегий использования реакционной способности. Разработка новых и экологичных методологий, облегчающих атом-экономичное конструирование биологически важных молекул, является актуальной задачей с точки зрения химии и устойчивого развития. Интересным подходом к разработке экологически безопасных протоколов синтеза биологически значимых молекул стало использование возобновляемого ресурса видимого света для проведения химических реакций. Домино-реакции, в свою очередь, позволяют синтезировать сложные вещества в минимальное число синтетических стадий, позволяя экономить растворители, сорбенты, трудозатраты и т.д. Настоящий проект направлен на создание новых подходов к синтезу ценных соединений за счет превращений под действием видимого света, а также домино и мультикомпонентных протоколов. В рамках проекта будут (а) разработаны фотокаталитические подходы к модификации алленов введением трифторметильных групп с последующим получением структурного аналога лекарственного средства циннаризин; (б) созданы фотокаталитические подходы к генерации аминильных радикалов; (в) созданы домино-реакции нитрилов на основе реакции аза-Анри; (г) изучены домино-превращения 3-(алкинил)индол-2-карбонитрилов с различными нуклеофилами; (д) разработано домино-превращение на основе перегруппировки пропаргил-аза-Кляйзена, приводящее к пирроло[2,1-b][3]бензазепинам.

Результаты проекта

Показано, что взаимодействие о-алкинилформанилидов с сульфинатами в электрохимической ячейке протекает с образованием хинолонов, т.е. внутримолекулярная циклизация оказывается быстрее реакции декарбонилирования. Этот результат подтверждает образование ацильного (карбамоильного) радикала в ходе реакции. Оптимизированы условия получения хинолонов, установлено, что интернальные алкины, а также N-замещенные форманилиды в реакцию не вступают, что подтверждает предыдущие механистические исследования (образование йодалкина; генерация карбамоильного радикала из амидильного). Показано, что алифатические сульфинаты успешно вступают в изучаемую реакцию. В свою очередь, реакции о-алкинилформанилидов с другими источниками радикалов, а также под действием света пока не дали положительных результатов. Арилаллены, использованные вместо фенилацетилена не приводят аналогичным продуктам аминосульфонилирования.

Синтезированы различные о-йодфеноксиацетонитрилы и введены в реакцию с нитрометаном в присутствии йодида меди, основания и лиганда. Показано, что превращение протекает как домино-реакция аза-Анри на нитрилах/внутримолекулярная циклизация с образованием связи углерод-углерод. То есть вместо запланированной внутримолекулярной реакции Улльманна – С-N сочетания и образования оксазина, – происходило образование связи С-С с закрытием пиранового кольца, несущего нитро- и амино-группы. Проведен скрининг условий, получен ряд новых 3-аминохроменов.

Разработан метод синтеза N-винил-1-алкинилзамещенных производных изохинолина из 3,4-дигидроизохинолинов и метилпропиолата. Оптимизированы условия проведения реакции. N-Винил-1-алкинилзамещенные производные изохинолина с метильной или фенильной группами при нагревании в микроволновом реакторе образуют 7,11b-дигидро-6H-пиридо[2,1-a]изохинолины как в присуствии PPh3, так и без него, однако присутствие нуклеофила увеличивает выходы.

Получены различные 3-алкинилиндол-2-карбонитрилы. На основе серебро-катализируемой реакции 3-алкинилиндол-2-карбонитрилов со спиртами получен ряд бета-карболинов с алкокси-группой в С(1) - соединений, включающих фрагмент природного соединения тараксацин А. Показано, что могут быть использованы С-нуклеофилы для синтеза карбазолов на примере нитрометана.

Изучение фотокаталитических реакции арилалленов с использованием таких реагентов как дифторметансульфонилхлорид и метил бромдифторацетат показало возможность получения соответствующих фторсодержащих производных. При использовании дифторметансульфонилхлорида были получены аллил хлориды с дифторметильной группой при двойной связи. Взаимодействие арилалленов с бромдифторацетатом приводит к получению аллил бромидов с дифторметоксикарбонильной группой при двойной связи

Область исследования

Органическая химия