РУС ENG
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Российская Академия Наук

Лаборатория химии диазосоединений (№ 6)

д.х.н. Томилов Юрий Васильевич
Заведующий: д.х.н. Томилов Юрий Васильевич
ORCID: 0000-0002-3433-7571 Researcher ID: O-6609-2016 h-index = 20
Основные направления исследований
  • 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. 
     
Лучшие результаты

  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.

 

 

Избранные публикации последних лет
Новости института
Исследователями ИОХ РАН предложен реагент для фотокаталитической активации связи углерод-галоген Исследователями ИОХ РАН предложен реагент для фотокаталитической активации связи углерод-галоген
Разрыв связи углерод-галоген довольно широко используется для генерации органических углерод-центрированных радикалов. В ряду алкилгалогенидов наиболее…
Исследователями ИОХ РАН опубликован обзор о применении четвертичных аммониевых соединений в борьбе с устойчивыми бактериальными колониями. Исследователями ИОХ РАН опубликован обзор о применении четвертичных аммониевых соединений в борьбе с устойчивыми бактериальными колониями.
Подавляющее большинство патогенных микроорганизмов находятся в окружающей среде в виде связанных с поверхностями микробных сообществ, называемых биопленками.…
В ИОХ РАН состоялась защита докторской диссертации В ИОХ РАН состоялась защита докторской диссертации
15 марта 2023 г. в ИОХ РАН состоялась успешная защита докторской диссертации. Вадим Борисович Крылов представил диссертацию на соискание ученой…
Ученые ИОХ РАН исследовали реакцию дифенилдисульфида с гермиленом Лапперта Ученые ИОХ РАН исследовали реакцию дифенилдисульфида с гермиленом Лапперта
Использование катализа переходными металлами спровоцировало бурное развитие органической химии во второй половине ХХ века и по сей день продолжает играть…
В Институте состоялся праздничный концерт, посвященный Международному женскому дню В Институте состоялся праздничный концерт, посвященный Международному женскому дню
9 марта в нашем Институте состоялся праздничный концерт «Весеннее очарование», посвященный Международному женскому дню. Известный российский оперный певец,…
В ИОХ РАН продолжаются исследования фотохимии диарилэтенов В ИОХ РАН продолжаются исследования фотохимии диарилэтенов
В последние десятилетия активно развивается фотохимия диарилэтенов и их производных. Одним из направлений развития этой области является разработка высокоэффективных…

Лаборатория химии диазосоединений (№ 6) ORCID: 0000-0002-3433-7571 Researcher ID: O-6609-2016 h-index = 20 ST LUCE https://zioc.ru/ 5 100 .00 RUB http://schema.org/InStock