г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28

Лаборатория тонкого органического синтеза им. И.Н. Назарова (№11)

Заведующий - проф. Злотин Сергей Григорьевич

e-mail: zlotin@ioc.ac.ru, тел. (499) 137-1353


  1. Основные направления исследований:
  • Разработка новых активных рециклизуемых органокатализаторов для асимметрического синтеза хиральных биологически активных веществ;
  • Применение суб- и сверхкритического СО2, ионных жидкостей и фторированных спиртов как альтернативы традиционным органическим растворителям и катализаторам для получения практически важных органических соединений различных классов (зеленая химия).
  1. Основные достижения:
  • Развито новое направление асимметрического катализа, связанное с применением хиральных ионных жидкостей и родственных им соединений в качестве регенерируемых органокатализаторов асимметрических органических реакций [“Ionic Liquid Organocatalysts”, in Comprehensive Enantioselective Organocatalysis: Catalysts, Reactions, and Applications, ed. P.I. Dalco, Wiley-VCH, 2013, v. 2, p. 617-650; Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2012, 61, 1313; Усп. Хим., 2011, 80, 1119; 2009, 78, 796].Получены неизвестные ранее органокатализаторы, иммобилизованные на полиэлектролитах [поли(диаллилдиметиламмоний) гексафторфосфат, сульфатированный полистирол] и производные природных a-аминокислот (пролина, серина, треонина), их амидов, других хиральных аминов, содержащие инкорпорированные ионные группы (катионы имидазолия, триазолия, пиридиния) (Схема 1).



  • В присутствии полученных органокатализаторов (5-20 мол. %) осуществлены асимметрические альдольные реакции различной стереонаправленности, в том числе в водной среде, реакции Михаэля, протекающие по механизму иминиевой активации реагентов, домино-реакции, которые ранее не удавалось провести под действием иммобилизованных органокатализаторов. Продукты реакций образуются в предложенных условиях с исключительно высокой диастерео- (dr до 99 : 1) и энантиоселективностью (ее до 99%), а катализаторы, в отличие от известных, можно использовать многократно (Схема 2).

    Scheme 2 Asymmetric aldol and Michael reactions in the presence of developed organocatalysts



  • Хиральные ионные жидкости впервые успешно применены в качестве органокатализаторов на ключевых стадиях синтеза хиральных лекарственных препаратов и аналогов природных соединений. Таким путем синтезированы ключевые полупродукты для получения наиболее активных энантиомеров лекарств для лечения болезней ЦНС (Пароксетин, Фенибут, Баклофен, Ролипрам) и важнейших хиральных b-аминокислот (b-фенилаланин, b-тирозин, b-ДОФА), (S)-энантиомер широко применяемого в клинике антикоагулянта Варфарин, а также полифункциональные альдоли – ценные интермедиаты для синтеза син-конфигурированных полиолов, структурные фрагменты которых входят в состав углеводов и ряда других природных соединений (Схема 3).

    Scheme 3 Bioactive compounds that can be enantioselectively produced using the developed organocatalysts

  • Предложен оригинальный подход для изучения превращений органокатализаторов в ходе асимметрических реакций, включающий комбинированное использование «маркированных» ионными группами катализаторов и масс-спектрометрии ESI(+)-MS. Метод основан на том, что масс-спектры ИЖ содержат главным образом пики катализатора и образующихся из него ионных соединений и не осложнены малоинтенсивными пиками молекул, не содержащих ионов. В результате, идентифицированы промежуточные соединения катализаторов с реагентами и продуктами, выводящие их из каталитического цикла и предложен простой и эффективный способ продления срока их службы. Полученные данные полезны для разработки на их основе органокатализаторов и органокаталитических процессов, пригодных для практического применения (Схема 4).


    Scheme 4 Chiral ionic liquid/ESI-MS methodology as an efficient tool for the study of transformations of supported organocatalysts


    «Свежие» публикации в области асимметрического органокатализа и тонкого органического синтеза:

    1. R.S. Tukhvatshin, A.S. Kucherenko, Y.V. Nelyubina, S.G. Zlotin. Tertiary Amine-Derived Ionic Liquid-Supported Squaramide as a Recyclable Organocatalyst for Noncovalent “On Water” Catalysis. ACS Catal., 2017, 7, 2981-2989 (doi: 10.1021/acscatal.7b00562).
    2. V.V. Gerasimchuk, A.S. Kucherenko, A.N. Fakhrutdinov, M.G. Medvedev, Y.V. Nelyubina, S.G. Zlotin. Towards sustainable amino acid-derived organocatalysts for asymmetric syn-aldol reactions.Eur. J. Org. Chem., 2017, (doi: 10.1002/ejoc.201700166).
    3. M.G. Vinogradov, O.V. Turova, S.G. Zlotin, New achievements in the chemistry of N-acyliminium ions and their use in stereoselective organic synthesis, Russ. Chem. Rev., 2017, 86, 1–17 (doi: 10.1070/RCR4628) (IF 3.687).
    4. S.G. Zlotin, Hydroxyproline Derivatives as Asymmetric Organocatalysts, in:  Sustainable Catalysis: Without Metals or Other Endangered Elements, M. North (Ed.), Part 1, 2016, 236-261 (ISBN: 978-1-78262-640-4).
    5. A.S. Kucherenko, V.G. Lisnyak, A.A. Kostenko, S.V. Kochetkov, S.G. Zlotin. C2-Symmetric pyrrolidine-derived squaramides as recyclable organocatalysts for asymmetric Michael reactions. Org. Biomol. Chem., 2016, 14, 9751-9759 (doi: 10.1039/c6ob01606e).
    6. A.Yu. Sukhorukov, A.A. Sukhanova, S.G. Zlotin, Stereoselective Reactions of Nitro Compounds in the Synthesis of Natural Compound Analogs and Active Pharmaceutical Ingredients, Tetrahedron, 2016, 72, 6191-6281 (doi: 10.1016/j.tet.2016.07.067).
    7. A. S. Kucherenko,V. V. Perepelkin,G. M. Zhdankina, G. V. Kryshtal,E. Srinivasan,H. Inani, S. G. Zlotin. Ionic liquid supported 4-HO-Pro-Val derived organocatalysts for asymmetric aldol reactions in the presence of water. Mendeleev Commun., 2016, 26, 388-390 (doi: 10.1016/j.mencom.2016.09.007).
    8. A.A. Sukhanova, Y.V. Nelyubina, S.G. Zlotin, Asymmetric synthesis of 3-prenyl-substituted pyrrolidin-2-ones, Mendeleev Commun., 2016, 26, 471–473 (doi: 10.1016/j.mencom.2016.11.003).
    9. A.G. Zavozin, N.I. Simirskaya, Y.V. Nelyubina, S.G. Zlotin, Novel di- and tetra(pyrazolyl)bipyridine ligands and their Co (II)-complexes for electrochemical applications, Tetrahedron, 2016, 72, 7552-7556 (doi: 10.1016/j.tet.2016.10.006).
    10. G.V. Kryshtal, G.M. Zhdankina, N.V. Ignat’ev, M. Schulte, S.G. Zlotin. The orthoester Johnson-Claisen rearrangement of allylic terpenols in the presence of acidic ionic liquid. J. Fluor. Chem., 2016, 183, 23-29 (doi: 10.1016/j.jfluchem.2016.01.005).
    11. V.G. Lisnyak, A.S. Kucherenko, E.F. Valeev, S.G. Zlotin. (1,2-Diaminoethane-1,2-diyl)bis(N-methylpyridinium) salts as a prospective platform for designing recyclable prolinamide-based organocatalysts. J. Org. Chem., 2015, 80, 9570−9577 (doi: 10.1021/acs.joc.5b01555).
    12. A.S. Kucherenko, V.V. Gerasimchuk, V.G. Lisnyak, Y.V. Nelyubina, S.G. Zlotin. Prolinamide-Derived Ionic-Liquid-Supported Organocatalyst for Asymmetric Mono- and Bis-Aldol Reactions in the Presence of Water. Eur. J. Org. Chem., 2015, 5649–5654 (doi: 10.1002/ejoc.201500775).
    13. S.G. Zlotin, S.V. Kochetkov. C2-Symmetric diamines and their derivatives as promising organocatalysts for asymmetric synthesis. Russ. Chem. Rev., 2015, 84, 1077-1099 (doi: 10.1070/RCR4562).
    14. S.V. Kochetkov, A.S. Kucherenko, S.G. Zlotin. Asymmetric aldol reactions in ketone/ketone systems catalyzed by ionic liquid-supported С2-symmetrical organocatalyst. Mendeleev Commun., 2015, 25 (3), 168-170 (doi: 10.1016/j.mencom.2015.05.002).
    15. A.G. Zavozin, N.V. Ignat’ev, M. Schulte, S.G. Zlotin. Synthesis of novel tridentate pyrazole-bipyridine ligands for Co-complexes as redox-couples in dye-sensitized solar cells. Tetrahedron, 2015, 71, 8551-8556 (doi: 10.1016/j.tet.2015.09.032).


  • Ряд практически важных реакций, сопровождающихся образованием связей углерод-углерод и углерод-гетероатом, впервые осуществлен в среде диоксида углерода, находящегося в суб- или сверхкритическом состоянии. Обнаружено, что в этих условиях эффективно протекают реакции нитрования производных аминов и спиртов (полиолов) с образованием соответствующих N- и О-нитросоединений, катализируемые Pd реакции кросс-сочетания арилхлоридов, содержащих до четырех атомов хлора, с арилбороновыми кислотами и катализируемые функционально замещенными хиральными третичными аминами реакции асимметрического присоединения карбо- и гетеронуклеофилов к a-нитроалкенам (Схема 5). В предложенных условиях уменьшается взрыво- и пожароопасность, а также улучшаются экологические характеристики процессов. Для выделения продуктов и регенерации катализаторов применен метод фракционной сверхкритической экстракции, полностью исключающий использование токсичных органических растворителей. Полученные результаты можно использовать для создания эффективных, безопасных для персонала и окружающей среды технологий получения энергоемких соединений и лекарственных препаратов, превращения токсичных полихлораренов в полезные продукты.


    «Свежие» публикации в области применения суб- и сверх-критических флюидов в органическом синтезе (в том числе энантиоселективном)

    1. M.N. Zharkov, I.V. Kuchurov, I.V. Fomenkov, V.A. Tartakovsky, I.V. Fedyanin, S.G. Zlotin. Safe and Convenient Synthesis of Primary N-Nitramines in the Freon Media. Synthesis, 2017, 49, 1103-1108 [http://dx.doi.org/10.1055/s-0036-1588616].
    2. E.V. Filatova, O.V. Turova, I.V. Kuchurov, A.A. Kostenko, A.G. Nigmatov, S.G. Zlotin. Asymmetric catalytic synthesis of functionalized tetrahydroquinolines in supercritical fluids. J. Supercrit. Fluids, 2016, 109, 35-42 (doi: 10.1016/j.supflu.2015.11.004).
    3. S.G. Zlotin, A.M. Churakov, O.A. Luk’yanov, N.N. Makhova, A.Yu. Sukhorukov, V.A. Tartakovsky. Novel approaches to pharmacology-oriented and energy rich organic nitrogen–oxygen systems. Mendeleev Commun., 2015, 25, 399-409 (doi: 10.1016/j.mencom.2015.11.001).
    4. M.N. Zharkov, I.V. Kuchurov, I.V. Fomenkov, S.G. Zlotin, V.A. Tartakovsky. Nitration of glycoluryl derivatives in liquid carbon dioxide. Mendeleev Commun., 2015, 25 (1), 15-16 (doi: 10.1016/j.mencom.2015.01.004).
    5. A.A. Guskov, I.V. Kuchurov, S.G. Zlotin. Relative Permittivity of Monocomponent and Binary Solutions of N2O5 in Liquid CO2 and Their Activity in Nitration of Cellulose.Russian Journal of Physical Chemistry B, 2015, 9 (8), 1130–1136(ISSN 1990-7931).


  • Разработаны новые, отвечающие критериям «зеленой химии», методы синтеза соединений различных классов (полиенов различного строения, производных тиазола,  фурана и тетрагидропирана) в среде ионных жидкостей (ИЖ). Синтезированные соединения являются полупродуктами для получения ряда практически важных продуктов, в том числе аналогов g-аминомасляной кислоты – важнейшего медиатора центральной нервной системы млекопитающих, производных d-аминолевулиновой кислоты, используемой в фотодинамической терапии рака и как антибактериальный препарат, аналогов витамина А и каротиноидов, гетероциклов, обладающих противораковыми свойствами, а также бутенолидов, входящих в состав многих природных соединений. Большинство изученных реакций протекают в ИЖ с большей скоростью и селективностью, чем в органических растворителях, при этом ИЖ можно регенерировать и использовать многократно (Схема 6).

 

Конференции, проводимые институтом:

23-25 октября 2019 года

ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ХИМИЯ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ И РОДСТВЕННЫХ АЗОТ-КИСЛОРОДНЫХ СИСТЕМ» (АКС-2019)

15 - 20 сентября 2019 года

Международная конференция "Катализ и органический синтез" (ICCOS-2019)

19 - 21 июня 2019 года

Второй Российско-французский семинар по химии гипер- и гипокоординированных соединений и интермедиатов элементов 14-й группы Периодической системы

с 13 по 17 мая 2019 г

Всероссийская конференция «Взаимосвязь ионных и ковалентных взаимодействий в дизайне молекулярных и наноразмерных химических систем» (ChemSci-2019)

Все конференции »

Важные события:

В нашей науке произошло, прямо скажем, беспрецедентное событие. Ведущий международный химический журнал European Journal of Organic Chemistry весь номер посвятил российскому Институту органической химии им. Зелинского РАН. Как удалось совершить такой прорыв? Об этом корреспондент "РГ" беседует с директором института, академиком Михаилом Егоровым и членом-корреспондентом РАН Николаем Нифантьевым, который был приглашенным редактором этого номера журнала.
Поздравляем сотрудника ИОХ РАН Валентина Ананикова с избранием членом Европейской академии наук (Academia Europaea) Европейская академия наук (Academia Europaea) была основана в 1988 году и объединяет около четырех тысяч признанных специалистов в области математики, медицины, естественных наук, а также гуманитарных наук, права, экономических, социальных и политических наук из большинства стран Европы. В её состав также входят европейские ученые, проживающие в других регионах мира. В настоящее время в составе академии семьдесят два Нобелевских лауреата, причем многие из них были избраны в академию до получения премии.
Этой осенью в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского (ИОХ) РАН прошла Международная конференция ChemTrends – 2018, посвященная современным тенденциям развития химии. На которой были подробно представлены результаты пятилетней работы исследователей ИОХ РАН по масштабной программе “Органические и гибридные молекулярные системы для критических технологий в интересах национальной безопасности и устойчивого развития”
Работа молодых ученых ИОХ РАН заняла первое место в конкурсе «Снимай науку!» телеканала «Наука». На международный конкурс было прислано 1552 заявки из 110 городов из семи стран. Первое место во всех номинациях по результатам интернет-голосования и приз победителя по решению жюри получил видеоролик «Вера, Надежда, Наука», автором которого является Наталия Шубина из лаборатории Металлокомплексных и наноразмерных катализаторов.
Все события »