Лаборатория гетероциклических соединений им. академика А.Е. Чичибабина (№3)

• развитие методов синтеза гетероциклических соединений;
• направленный синтез гетероциклов, представляющих практический интерес (фотохромные материалы, элементы полевых транзисторов, устройств оптической памяти, фотогенераторы кислот, лекарственные препараты и т.д.);
• исследование процессов циклообразования, включая реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения, новые препаративные 6π-электроциклизации как в нормальных условиях, так и с помощью высокого (до 10000 атм.) давления, фотооблучения и др. методов;
• синтез монотиооксамидов, тиогидразидов оксаминовых кислот и их превращения в гетероциклические продукты;
• развитие химии и выявление магнитно-структурных корреляций органических парамагнетиков и сопряженных полирадикалов;
• дизайн высокоспиновых органических и гибридных соединений;
• разработка способов получения спин-меченых фуллеренов и графеновых наноструктур;
• разработка методов получения магнетиков на молекулярной основе с использованием комплексов переходных металлов с органическими радикалами.
• Необратимые фотохимические реакции диарилэтенов (стильбенов): исследование механизма реакции Мэллори и скелетной фотоперегруппировки диарилэтенов.
• Реакция Назарова в синтезе аналогов комбретастатина А-4 (исследование механизма реакции циклизации триарилдивинилкетонов и разработка удобного метода синтеза аналогов комбретастатина А-4).
• Фотохимия иминильных радикалов: исследование механизма реакции генерации и внутримолекулярной циклизации иминильных радикалов и разработка удобных методов синтеза аза-гелиценов и хинолиновых алкалоидов).
• Фотофармокология аналогов комбретастатина А-4 (фотоконтроль антипролиферативной активности аналогов комбретастатина А-4).

✓ Получен первый термически стабильный трирадикал с топологией триметиленметана, состоящий из носителей спинов разной природы. Показано, что в трирадикале реализуется глубоколежащее на энергетической шкале высокоспиновое основное состояние, что в сочетании с присущей парамагнетику анизотропией и возможностью его использования в качестве строительного блока открывает путь к созданию высокоспиновых дендримеров — макромолекул, пригодных для реализации квантовых логических операций

✓ Разработан метод получения бензимидазолил-замещенных нитронилнитроксилов, фторированных по бензольному кольцу. Выявлены особенности связывания парамагнетиков Н-связями в твердой фазе, проведен сравнительный анализ присущих им окислительно-восстановительных свойств, установлены присущие им магнитноструктурные корреляции. На примере ряда синтезированных нитронилнитроксилов впервые выполнена квантово-химическая оценка термодинамической кислотности радикалов.  

✓ Решена проблема реализации Pd-катализируемого кросс-сочетания металлоорганических производных нитронилнитроксила с бромаренами, что дает возможность получения различных полифункциональных нитронилнитроксилов, востребованных при создании высокоспиновых систем и компонентов спинтроники.

✓ Разработан эффективный “on water” синтетический протокол для получения аналогов комбретастатина А-4 с высокими выходами путем циклизации поляризованных триарилдивинилкетонов. Показано, что амфифильность субстрата и низкий энергетический барьер реакции являются хорошей предпосылкой для проведения электрофильных и согласованных реакций в водных условиях и при комнатной температуре. Преимуществами метода являются простота эксплуатации, простота обработки, отсутствие очистки на колонке и масштабируемость.

✓ Исследован механизм реакций Мэллори и скелетной фотоперегруппировки диарилэтенов (стильбенов) и показано, что из трех возможных путей в присутствии акцепторов электронов или окислителей превалирующим является радикальный, тогда как в отсутствии каких-либо добавок предпочтительным является процесс депротонирования.

✓ Исследован механизм реакции внутримолекулярной циклизации триарилдивинилкетонов и найдено, что хемоселективность процесса зависит от природы используемого кислотного катализатора и стерической загруженности исходных соединений. Квантово-химические расчеты подтвердили полученные экспериментальные данные и показали, что образование циклопентенонов по реакции Назарова контролируется термодинамически, а дигидронафталинов — кинетически. Ценность данного исследования заключается не только в разработке полезной стратегии синтеза биологически активных аналогов комбретастатина А-4, но и в развитии синтетического потенциала арилдивинилкетонов, расширяющий возможности реакции Назарова.

✓ Исследованы фотохимические свойства и антипролиферативная активность по отношению клеток эпидермоидной карциномы человека хиназолиновых аналогов комбретастатина А-4 и показано, что антипролиферативная активность полученных молекул может контролироваться изменением соотношения E- и Z-форм. Это открытие может рассматриваться как отправная точка для исследования хиназолиновых аналогов комбретастатина А-4 в качестве перспективных инновационных терапевтических агентов для лечения эпидермоидной карциномы.

✓ Проведено комплексное исследование фотогенерации и циклизации иминильного радикала из биарильных ацилоксимов и показано, что иминильный радикал, образующийся при УФ-облучении в присутствии DABCO за счет одноэлектронного переноса и разрыва N–O связи, подвергается селективному внутримолекулярному гомолитическому ароматическому замещению с образованием новой C–N связи. Этот путь к хинолин-аннелированным каркасам основан на использовании DABCO в качестве электронного шаттла.