Лаборатория направленной функционализации Органических молекулярных систем (№ 33)
- Химия донорно-акцепторных циклопропанов (группа И.В. Трушкова, совместно с Московским государственным университетом им. М.В. Ломоносова, лабораторией химического синтеза НМИЦ ДГОИ им. Дм. Рогачева Минздрава РФ)
- Протонные ионные жидкости как реагенты тройного назначения – реакционные среды, кислотные инициаторы, реагенты (группа И.В. Трушкова, совместно с лабораторией химического синтеза НМИЦ ДГОИ им. Дм. Рогачева Минздрава РФ)
- Превращения производных фурана в другие гетероциклические соединения (группа И.В. Трушкова, совместно с группой М.Г. Учускина, Пермский государственный университет и группой проф. В.Т. Абаева, Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова)
- Новые методологии синтеза редких классов функционализированных аза- и полиазагетероциклических соединений (в том числе полиазамакроциклов), основанные на химии амидов угольной кислоты, а также их тиоксо- и иминоаналогов (группа д.х.н. А.Д. Шуталева)
✓ В работе предложена новая концепция – использование протонных ионных жидкостей в качестве реагентов тройного назначения, а именно: а) реакционных сред, способных эффективно растворять как гидрофобные органические соединения, так и заряженные неорганические соли, б) кислот Бренстеда, инициирующих различные превращения за счет общего кислотного катализа, в) нуклеофилов. Эффективность этой стратегии продемонстрирована на примере раскрытия донорно-акцепторных циклопропанов протонными ионными жидкостями, содержащими в качестве нуклеофила тиоцианат-ион. Показано, что при нагревании в тиоцианате 1-метилимидазолия эти субстраты превращаются в 5-(гет)арил-2-тиоксопирролидин-3,3-дикарбоксилаты в результате необычной атаки циклопропана атомом азота амбидентного тиоцианат-иона с образованием алкилизотиоцианата с последующей циклизацией за счет взаимодействия малонильного аниона с атомом углерода изотиоцианата. Способность тиоцианата 1-метилимидазолия выступать в качестве протонной ионной жидкости тройного назначения продемонстрирована также на других модельных реакциях, включая раскрытие эпоксида и (4+2)-аннелирование с 1-ацил-2-(2-гидроксифенил)циклопропаном.
✓ Разработан простой подход к 14-членным гексаазамакроциклам, являющихся новым классом эффективных лигандов для катионов металлов. В качестве исходных соединений использованы легкодоступные семикарбазоны, а целевые продукты были получены стереоселективно, с высокими общими выходами и в мультиграммовых количествах. В результате кооперации с химиками Австрии, Словакии и Португалии синтезированы комплексы двух макроциклов с никелем, медью и палладием и детально изучено их электрохимическое поведение, в результате чего выявлены редокс-активные свойства лигандов. Показано, что полученные комплексы являются эффективными катализаторами окисления стирола до бензальдегида пероксидом водорода, а также реакций бензальдегида с нитроэтаном и малодинитрилом.
✓ Разработан простой и удобный метод синтеза фармакологически ценных производных (гет)арено[x,y-b]пирроло[1,2-d][1,4]диазепинов из легко доступных N-(2-фурилэтил)-2-нитроанилинов и их гетероциклических аналогов через гидролиз фуранового цикла до дикетона с последующей восстановительной циклизацией нитродикетонов.
✓ Разработан эффективный синтез 1-(арилиденамино)-замещенных гексагидро-1H-циклопента[d]-пиримидин-2-онов и октагидрохиназолин-2-онов. Синтез включает стерео- и региоселективную каскадную реакцию соответствующих 4-(тозилметил)семикарбазонов с 1-морфолиноциклопентеном или 1-морфолиноциклогексеном с преимущественным образованием бициклических пиримидинов с экзоциклической двойной связью C=C (80-97%). Последние подвергаются быстрой изомеризации при нагревании в ТГФ в присутствии TsOH с образованием бициклических пиримидинов со значительным преобладанием пиримидинов с эндоциклической двойной связью C=C (90-97%).
✓ Изучена реакция N-(тозилметил)замещенных мочевин, тиомочевин и N'-цианогуанидинов, полученных конденсацией соответствующих амидов с различными альдегидами и п-толуолсульфиновой кислотой, с цианидом натрия. Результат реакции сильно зависит от природы амида и условий реакции. В общем случае, N-(тозилметил)мочевины дают α-уреидонитрилы, N-(тозилметил)-N'-цианогуанидины превращаются в 4-амино-2-цианимино-1,5-дигидро-2H-имидазолы, а N-(тозилметил) тиомочевины образуют сложные смеси различных производных имидазола. Полученные α-уреидонитрилы селективно превращаются в соответствующие α-уреидоамиды при обработке конц. HCl при комнатной температуре. В основных условиях α-уреидонитрилы циклизуются в 4-амино-1,5-дигидро-2H-имидазол-2-оны. Обработка 4-амино-2-цианимино-1,5-дигидро-2H-имидазолов конц. HCl при комнатной температуре приводит к гидролизу как амидинового фрагмента, так и цианогруппы с образованием гидрохлоридов 2-(карбамоилимино)-имидазолидин-4-онов, которые легко декарбамоилируются с образованием гидрохлоридов 2-иминоимидазолидин-4-онов. На основе расчетов методом DFT обсуждается структура полученных имидазолов и некоторые аспекты механизма амидоалкилирования цианид-анионов N-(тозилметил)мочевинами.
✓ Разработан общий синтез ранее неизвестных α-амидоалкилирующих реагентов на основе семикарбазонов. Синтез включал трехкомпонентную конденсацию семикарбазонов алифатических или ароматических альдегидов с такими же или другими альдегидами и п-толуолсульфиновой кислотой. Показано, что полученные 4-(тозилметил)семикарбазоны являются эффективными α-(4-семикарбазоно)алкилирующими агентами. Они реагируют с H- (боргидрид натрия), O- (метилат натрия), S- (фенилтиолат натрия), N- (пирролидин, сукцинимид натрия), P- (триалкилфосфиты) и C-нуклеофилами (диэтилмалонат натрия) с образованием соответствующих продуктов замещения тозильной группы, а именно 4-замещенных семикарбазонов, включая аналоги нитрофуразона. Среди полученных соединений, испытанных in vitro на антибактериальную и противогрибковую активность, нитрофурилсодержащие семикарбазоны проявили высокую биологическую активность с минимальными значениями ингибирующей концентрации 8-32 мкг/мл.
