Лаборатория органических и металл-органических азот-кислородных систем (№ 9)

• Изучение реакционной способности нитро- и родственных соединений
• Направленный синтез фармакологически активных молекул
• Синтез фтор-содержащих гетероциклов
• Химия нестабильных органических интермедиатов
• Клик-химия
• Создание высокосимметричных гетеро- и металлокаркасных структур
   

✓  Показано, что тример оксима формальдегида tfoH3 образует комплексы с переходными металлами в нехарактерно высокой степени окисления +4. Эти неограниченно стабильные комплексы адамантоидной структуры получаются из соответствующих солей Fe(III), Ni(II) и Mn(II) при окислении на воздухе. Полученные комплексы могут найти интересные применения в катализе (реакции аэробного окисления) и аналитической химии (спектрофотометрическое определение переходных металлов). Результаты опубликованы в статье Inorg. Chem. 2021, 60, 5523−5537, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.0c03362.

✓  Разработан 10-стадийный асимметрический полный синтез известного антагониста нейрокининовых рецепторов hNK1 компании Мерк и трех его стереоизомеров. Ключевыми стадиями предложенного подхода являются [4+2]-циклоприсоединение, сайт-селективное CH-оксигенирование с использованием тандемного процесса ацилирование/[3,3]-перегруппировка и восстановительное сужение 1,2-оксазинового цикла в пирролидиновый. Предложенная схема значительно эффективнее синтеза компании Мерк, который включает 13 стадий и основан на реакциях, протекающих с низкой регио- и стереоселективностью. Результаты опубликованы в статье J. Org. Chem., 2020, 85, 11060-11071, DOI: 10.1021/acs.joc.0c01322 (Feature article, highlighted in Synfacts, 2020, 16(12), 1393). Работа признана одним из лучших научных достижений ИОХ РАН за 2020 год.

✓  Разработан новый подход к синтезу изоксазолинов из нитросоединений по реакции [4+1]-аннелирования с участием стабилизированных серных илидов. Показано, что результирующие 5-кето-замещенные изоксазолины служат удобными предшественниками 3-гидрокси-замещенных пирролидинов. С использованием разработанного подхода осуществлен эффективный синтез известного антагониста нейрокининовых рецепторов NK1. Работа признана одним из лучших научных достижений ИОХ РАН за 2019 год.

✓  На примере 1,2-оксазин-N-оксидов впервые осуществлено нуклеофильное галогенирование N-оксидов шестичленных неароматических гетероциклов. Полученные галогениды могут служить предшественниками 1,2-оксазинов функционализированных по положению С-3 – новых перспективных скаффолдов для дизайна фармакологически активных соединений. Результаты опубликованы в статье J. Org. Chem., 2019, 84, 13794−13806, DOI: 10.1021/acs.joc.9b02010.

✓  Исследована новая тандемная последовательность двойного ацилирования/перегруппировки алифатических нитросоединений. Реакция характеризуется широким кругом субстратов, приводя к эфирам α-ацилоксиоксимов с высоким выходами и региоселективностью. Предложен механизм превращения. Продемонстрирована синтетическая применимость полученных продуктов. Результаты опубликованы в статье: Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 5997-6006, DOI: 10.1039/C9OB01005J. 

✓  Предложена концепция обратимой клик-химии на основе конденсации бороновых кислот с триолами на основе тетраазаадамантана. Реакция количественно дает стабильные клик-аддукты диамантановой структуры, которые могут быть контролируемо расщеплены на исходные компоненты в кислой среде или под действием B(OH)3. Практическая применимость этой обратимой клик-стратегии была продемонстрирована созданием с ее помощью флуоресцентно-меченных биомолекул, функционально-модифицированных полимеров, скавенджеров бороновых кислот, гетерогенных органокатализаторов, деградируемых полимеров и динамических комбинаторных библиотек. Результаты опубликованы в статье: J. Org. Chem., 2018, 83, 9756-9773 DOI: 10.1021/acs.joc.8b01296. 

✓  Предложен одностадийный трёхкомпонентный путь получения фторсодержащих пять/пять-аннелированных нитрозоацеталей, содержащих два сочленённых изоксазолидиновых цикла. Целевые нитрозоацетали получены региоселективно и с высокой стереоселективностью. Для данного тандемного [4+1]/[3+2]-циклоприсоединения, предложен механизм, включающий образование малостабильных 3-фторизоксазолин-N-оксидов в качестве ключевых интермедиатов. Предложенный метод применим для синтеза широкого круга нитрозоацеталей исходя из различных фторнитроалкенов, галогенированных 1,3-дикарбонильных соединений и диполярофилов различных электронных свойств. Результаты опубликованы в статье: Org. Chem. Front., 2018, 5, 2588-2594. DOI: 10.1039/C8QO00623G. 

✓  Разработан общий метод оксигенирования -положения в эфирах нитроновых кислот (нитронатах) с использованием тандемного процесса ацилирование/[3,3]-сигматропная перегруппировка. Метод характеризуется высокой региоселективностью, общностью и толерантностью к функциональным группам. Высокий потенциал разработанной трансформации продемонстрирован ее применением в формальном полном синтезе алкалоидов клаузенамида и цис-клаузенамида. Результаты опубликованы в статье: J. Org. Chem., 2018, 83, 11057-11066. DOI: 10.1021/acs.joc.8b01652.

✓  Предложен новый эффективный метод для получения 2-фтор-2-нитростиролов. Радикальное нитрование доступных 2-бром-2-фторстиролов под действием Fe(NO3)3·9H2O приводит к образованию соответствующих α-фторнитроалкенов с выходами до 92%. Реакция протекает как последовательность нитрование-дебромирование и завершается стереоселективным образованием Z-изомеров α-фторнитроалкенов. Продемонстрирована широкая применимость метода. Показано, что полученные монофторированные алкены являются универсальными предшественниками для синтеза различных моно-фторпроизводных. Результаты опубликованы в статье: J. Org. Chem. 2017, 82, 5274-5284. DOI: 10.1021/acs.joc.7b00578.

✓  Впервые показано, что генерированные in situ азиды металлов могут быть удобными реагентами для реакций нуклеофильного цианирования. За счет варьирования природы металла можно подстраивать нуклеофильность/Льюисовскую кислотность этих реагентов и направлять присоединение азид-аниона в заданное положение полифункционального субстрата. Эта концепция была успешно использована для осуществления региодивергентного синтеза производных -азидооксимов из N,N-бис(окси)енаминов. Результаты опубликованы в статье: Chem. Eur. J., 2017, 23, 4570-4578. DOI: 10.1002/chem.201605390 (highlighted on the front cover).