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:

20 - 21 ноября 2017 года

20-21 ноября 2017 года в стенах Института органической химии прошел Российско-Британский семинар по катализу

18 - 20 июня 2018 года

VIII Всероссийская цеолитная конференция "Цеолиты и мезопористые материалы: достижения и перспективы"

20 - 23 мая 2018 года

5-я Международная школа-конференция по катализу для молодых ученых «Каталитический дизайн: от исследований на молекулярном уровне к практической реализации»

28 - 30 августа 2017 года

В ИОХ РАН состоялся Российско-французский семинар по гипер- и гипокоординированным соединениям элементов 14-й группы

Все конференции »

Важные события:

Мероприятие пройдет на 2 этаже в малом конференц-зале (библиотека) Начало 20 ноября в 9:30 Нас посетят professor Graham Hutchings, professor Richard Catlow, руководитель отдела науки и инноваций Gareth Wynn Owen и многие др.
В четверг 26 октября в 11:00 в библиотеке ИОХ РАН состоится лекция! «Компьютерный дизайн биметаллических наноматериалов для катализа и других приложений». Читает профессор Константин Нейман .
Все события »