Лаборатория химии диазосоединений (№ 6)

• Химические превращения донорно-акцепторных циклопропанов под действием кислот Льюиса;
• Химия 1,2-цвиттер-ионных интермедиатов, генерируемых в присутствии галогенидов галлия;
• Производные (фтораллил)пиридиния в качестве нового типа реагентов для процессов Pd-катализируемого фтораллилирования;
• Электронодефицитные циклогептатриены и их антиароматические анионы: строение, свойства и использование в синтезе полифункционализированных карбо- и гетеро-циклических соединений и металлокомплексов;
• Создание технологичных методов циклопропанирования непредельных соединений. 
   

✓  Разработана новая трехкомпонентная стратегия синтеза замещенных (3-галоаллил)­малонатов, заключающаяся в присоединении галоид-аниона и ацетиленов к донорно-акцепторным циклопропанам. Данный процесс, протекающий с высокой E-селективностью, промотируется соединениями галлия и протекает с предварительным генерированием 1,2-цвиттер-ионных интермедиатов. Эта методология позволяет синтезировать поли­функциональные винилгалогениды, которые являются очень удобными строительными блоками в органическом синтезе.

✓  Предложена новая концепция в химии замещенных метилиденмалонатов (ММ), позволяющая использовать их в виде 1,2-цвиттер-ионных синтонов. Эта стратегия заключается в генерировании ионных комплексов галлия из ММ и GaHal3 со строгим составом (ММ)3Ga3+[GaHal4]3– с последующим использованием в синтезе. Синтезирован и детально изучен ряд комплексов с другими галогенидами металлов. Продемонстрированы и объяснены уникальные свойства галлия среди всех металлов. На основе открытого нового класса галлиевых комплексов метилиденмалонатов разработан ряд реакций с ацетиленами, которые не были известны в традиционной химии метилиденмалонатов. В частности, основным продемонстрированным процессом является трехкомпонентное присоединение к тройной связи с участием галогенид-анионов, приводящее к образованию полифункциональных винилгалогенидов. Экспериментально изучен механизм протекающих процессов. Применение специально оптимизированной спектроскопии ЯМР 71Ga позволяет по-новому взглянуть на химию галлия. В частности, установлено ключевое участие анионов GaHal4– в протекающих превращениях.

✓  Разработан новый каскадный трехкомпонентный процесс сборки пятичленных (1-галовинил)лактонов с высокой транс,транс-диастереоселективностью. Данный процесс основан на взаимодействии замещенных метилиденмалонатов и циклопропан­дикарбоксилатов с пропаргилгалогенидами под действием GaHal3, и протекающий через промежуточное генерирование in situ 1,2-цвиттер-ионных галлиевых комплексов состава [Ga(L)3]3+[GaX4–]3. Могут быть успешно получены хлор, бром и иод-производные. Детально изучены и рассмотрены механистические и стереохимические аспекты разработанного процесса.

✓  Предложена новая стратегия для изменения реакционной способности донорно-акцепторных циклопропанов, заключающаяся в использовании изомерных стирилмалонатов в качестве альтернативных источников реакционноспособных интермедиатов. Эффективность предложенного подхода продемонстрирована на реакциях с ароматическими альдегидами. В результате разработан новый процесс формирования 5,6-дигидропиран-2-онового скелета, эффективно протекающий под действием BF3·Et2O с высокой диастереоселективностью, продукты легко выделяются с помощью кристаллизации. Продемонстрировано дальнейшее использование полученных дигидропиранонов в синтезе различных классов соединений.

✓  Reactions of styrylmalonates with aromatic aldehydes in the presence of Lewis and Brønsted acids and their regularities have been studied in detail. Approaches to the synthesis of various polysubstituted 5,6-dihydropyran-2-ones, indenes, aryl-containing dienes and trienes, cyclopentadienes, and polycyclic lactones have been developed with chemo-, regio-, stereo-, and diastereoselectivity control. The mechanisms of these reactions were studied in depth using multinuclear NMR experiments, monitoring the reactions in the NMR tube, and 18O isotope labeling.

✓  Изучены реакции донорно-акцепторных циклопропанов и изомерных β-стирилмалонатов с конформационно нежесткими 1-азадиенами в присутствии кислот Льюиса. Основной задачей исследования являлось направление реакции по пути формального (4+2)-циклоприсоединения с полным вовлечением азадиеновой системы вместо известной методологии (3+2)-циклоприсоединения по одной связи C=N. Итогом работы стала разработка метода диастереоселективного синтеза замещенных транс,транс-тетрагидропиридинов в присутствии трифлатов скандия(III), олова(II) и хлорида галлия(III). Использование хлорида галлия в качестве кислоты Льюиса позволяет получить также минорный продукт формального (2+2+2)-циклоприсоединения, который представляет собой полностью 1,2,3,4,5,6-гексазамещенное производное циклогексана, образующееся с диастереоселективностью >30:1. Предложены соответствующие механистические и стереохимические модели протекания реакции.

✓  Разработан эффективный двухстадийный синтетический подход к 2-фтораллиламинам, заключающийся в получении (2-фтораллил)пиридиний тетрафторборатов из легкодоступных гем-фторбромциклопропанов и их использовании как новых 2-фтораллильных электрофилов в Pd-катализируемом аллильном замещении.

✓  Перегруппировка арилгидразонов циклопропилкетонов, генерируемых in situ из гидрохлоридов арилгидразинов и кетонов приводит к образованию производных триптамина. Использование (2-арилциклопропил)этанонов в реакциях с модельным гидрохлоридом 4-бромофенилгидразина дает разветвленные триптамины с ароматическим заместителем в α-положении к аминогруппе, в то время как (2-метилциклопропил)этанон дает смесь α- и β-замещенных продуктов в соотношении 3:1. Было также показано, что метод является эффективным в синтезе энантиомерно чистого производного триптамина. Так, (R,R)-(2-фенилциклопропил)этанон дает производное (S)-α-фенилтриптамина с энантиомерным избытком более 99%.

✓  Разработан новый подход к синтезу донорно-акцепторных хромофоров, содержащих гидразинилиденовые циклические акцепторные фрагменты, путем реакции литийорганических соединений с циклическими диазосоединениями. В отличие от классических подходов данный метод позволяет вводить в молекулу целевого хромофора тиофеновые фрагменты, что обеспечивает большую по сравнению с фениленовыми фрагментами планарность. Данный подход был успешно использован в синтезе гидразинилиденбарбитуровых и гидразинилидениндандионовых хромофоров, а также серии гидразоноциклопентадиенов с различными ароматическими и гетероциклическими заместителями. Полученные соединения проявили способность к интенсивному поглощению видимого света с максимумами абсорбции в области 373–562 нм и коэффициентами экстинкции до 36500 М−1⋅см−1. Важно, что ранее недоступные тиенилгидразоны проявили более длинноволновые максимумы абсорбции и более высокие коэффициенты экстинкции, чем обычные арилгидразоны.

✓  1,1´-Бициклопропильная система, активированная донорной и акцепторными группами в присутствии кислот Льюиса, была использована в качестве синтетического эквивалента 1,6-цвиттер-ионов. Раскрытие обоих циклопропановых колец в 2´-арил-1,1´-бициклопропил-2,2-дикарбоксилатах (ABCD) в присутствии GaI3 и Bu4N+GaI4– приводит к 5-иод-5-арилпент-2-енилмалонатам как продуктам HI-формального 1,6-присоединения к бициклопропильной системе. Использование GaCl3 или GaBr3 в качестве кислоты Льюиса и арил- или алкилацетиленов в качестве перехватчиков 1,6-цвиттериона позволяет наращивать алкильный заместитель с получением соответствующих ациклических 7-хлор (бром)гепта-2,6-диенилмалонатов. Реакция ABCD с 4-фенил-1,2,4-триазолин-3,5-дионом (PTAD), катализируемая Yb(OTf)3 также приводит к раскрытию обоих циклопропановых колец. Продуктами реакции являются производные тетрагидропиридазина, а именно (7,9-диоксо-1,6,8-триазабицикло[4.3.0]нон-3-ен-2-илметил)малонаты, содержащие еще один фрагмент PTAD в малонильной группе.