В ИОХ РАН состоялось заседание диссертационного совета
8 апреля на заседании диссертационного совета прошла успешная докторская защита.
Ярёменко Иван Андреевич представил диссертацию на соискание ученой степени доктора химических наук «Циклические пероксиды: решение проблемы селективного пероксидирования ди- и трикетонов».
Научный консультант:
● Терентьев Александр Олегович — д.х.н., академик РАН, заведующий лабораторией исследования гомолитических реакций ИОХ РАН.
В ходе проделанной работы Иван Андреевич получил следующие результаты и выводы:
1. Создано новое научное направление по селективному синтезу стабильных циклических пероксидов из простых и доступных ди- и трикетонов и пероксида водорода. Решена фундаментальная проблема селективного синтеза стабильных циклических пероксидов. Определены основные факторы, определяющие селективность образования циклических пероксидов и их стабильность.
2. Предложен метод селективного синтеза мостиковых 1,2,4-триоксоланов (озонидов), исключающий необходимость применения озона. Процесс основан на кислотнокатализируемом пероксидировании ациклических δ-дикетонов. Установлено, что ключевым фактором, определяющим эффективность сборки озонидов, является наличие объемного заместителя между карбонильными группами, что подтверждает определяющий вклад эффекта Торпе-Ингольда в процесс замыкания цикла.
3. Разработан метод селективного кислотно-катализируемого пероксидирования β,γ’-трикетонов, приводящий к образованию мостиковых трициклических моно- и дипероксидов. Установлено, что контринтуитивное применение большого избытка кислоты способствует эффективной сборке пероксидных циклов, а не реакции полимеризации или распаду пероксидов.
4. Предложена и реализована методология пероксидирования β-, δ-дикетонов, β,δ’-трикетонов в гетерогенных условиях, результатом которой является образование мостиковых озонидов, тетраоксанов и трициклических монопероксидов.
5. Созданы селективные методы получения мостиковых аминопероксидов из ациклических δдикетонов, а также каркасных трициклических аминопероксидов из β,δ’-трикетонов; при этом пероксидирующим агентом является пероксид водорода, а источником NH-группы — аммиак или соли аммония. Показано, что такие аминопероксиды стабильны в основной и лабильны в кислой среде.
6. Установлено, что вследствие сопряжения nN→σ*C−O аминогруппа в мостиковых аминопероксидах и трициклических аминопероксидах обладает пониженной нуклеофильностью.
7. Разработан атом-экономичный метод синтеза N-замещенных аминопероксидов на основе конденсации ациклических δ-дикетонов / β,δ’-трикетонов с H2O2 и гидразидами карбоновых кислот.
8. Установлены факторы, влияющие на формирование и стабилизацию пероксидных циклов:
○ В молекуле пероксида должна присутствовать система CYCX, где Y = O-O, X = О или N, в которой реализуется стабилизирующее стереоэлектронное взаимодействие nO→σ*C-O, nN→σ*C-O;
○ Формированию циклических пероксидов способствует наличие объемных заместителей между карбонильными группами.
○ Дестабилизиция пероксикарбениевого иона в переходном состоянии и структурные ограничения препятствуют формированию циклических пероксидов.
9. Показано, что трициклические монопероксиды, озониды и циклические аминопероксиды способны селективно взаимодействовать с солями железа (II) с образованием функционализированных соединений.
10. Показано, что лидерные мостиковые озониды и N-замещенные мостиковые азапероксиды обладают высокой противомалярийной активностью в отношении хлорохин-устойчивого Plasmodium falciparum (K1) и хлорохин-чувствительного Plasmodium falciparum (3D7) малярийного плазмодия.
11. Показано, что лидерные мостиковые озониды, мостиковые 1,2,4,5-тетраоксаны и мостиковые аминопероксиды проявляют выраженную цитотоксическую активность и демонстрируют селективность в отношении клеточных линий рака печени (HepG2), простаты (PC3 и DU 145) и легкого (A549).
12. Открыто новое направление в агрохимии: впервые установлено, что циклические пероксиды обладают высокой фунгицидной активностью. Показано, что мостиковые 1,2,4,5-тетраоксаны высокоэффективны против широкого спектра фитопатогенных грибов, а также против аскосфероза – грибкового заболевания, приводящего к гибели пчел, шмелей. Наиболее активные соединения превосходят по активности коммерческие фунгициды триадимефон и крезоксим-метил, что позволяет рассматривать их как перспективные агенты для сельскохозяйственного применения.
В ходе заседания диссертационного совета ИОХ РАН Ярёменко Ивану Андреевичу присудили ученую степень доктора химических наук по специальности 1.4.3. – «органическая химия».