ИСТИНА

Проект направлен на изучение реакции реакции N-замещенных гидразонов с полигалогеналканами, которая является развитием ранее найденной в нашей научной группе реакции каталитического олефинирования карбонильных соединений - взаимодействия N-незамещённых гидразонов полигалогеналканами в присутствии каталитических солей меди. В рамках проекта планируется разработать метод получения диазадиенов, содержащих атом(ы) галогена при двойной связи и изучить их реакции с нуклеофилами, а также получить новые фундаментальные знания о механизме протекания реакций гидразонов с полигалогеналканами.

The project aims to study the reaction of the reaction of N-substituted hydrazones with poligalogenalkanami, which is an extension of previously found in our research group, the reaction of catalytic olefination of carbonyl compounds - the interaction of N-unsubstituted hydrazones poligalogenalkanami in the presence of catalytic copper salts. The project will develop a method of obtaining diazadienov containing atom (s) halogen at double bond and study their reactions with nucleophiles, as well as acquire new fundamental knowledge about the mechanism of the reactions of hydrazones with poligalogenalkanami.

1. Синтез исходных гидразонов ароматических альдегидов с варьированием электронных и стерических факторов как в карбонильной, так и гидразинной компонентах. Предполагается, что после проведения оптимизации условий проведения реакции (см. ниже) будут изучены синтетические возможности данного превращения и влияние природы заместителей на ее протекание. 2. В рамках проекта предполагается на первом этапе провести оптимизацию процесса и найти оптимальные условия для его проведения (варьирование основания, растворителя, количество и природы катализатора). Наши предварительные данные показывают, что выход целевых продуктов может быть существенно повышен. Предполагается изучить влияние на протекание реакции следующих факторов: 1. Основания: TMEDA, (iPr)2NH, Et3N, H2NC2H4NH2, (Me)2NC2H4OH, DMEDA, NH3, EtN(iPr)2, DABCO и другие. 2. Растворители: DMSO, Py, NH2CHO, NMP, HOC2H4OH, CH2Cl2, DMF, HMPA, iPrOH, THF, PhMe, MeCN, EtOH, MeOC2H4OMe, CH3NO2, MeOH, MeNHCHO, CHCl3, CF3CH2OH и другие. 3. Катализаторы: CuCl, CuBr2, CuCN, Cu(OTf)2, CuCl2, CuBr, Cu(OAc)2*2H2O, Cu2O, Cu(OTf), CuI, CuSO4*5H2O, CuO и другие. 4. Оптимальное количество катализатора и времени протекания реакции: получение данных о конверсии (кинетике реакции) при использовании 0.001%-10% катализатора. 5. Оптимальное количество полигалогеналкана (четыреххлористого углерода): 1-3 эквивалента. 3. После завершения многопараметрической оптимизации условий проведения этой новой реакции, нами будут исследованы реакции четыреххлористого углерода и с другими гидразонами. Это позволит получить данные о влиянии природы заместителей как в структуре исходного карбонильного соединения, так и гидразинной компоненты. 5. Исследование механизма реакции. С этой целью планируется: 1. Проведение реакции с ловушками радикалов – ТЕМПО (или другие). 2. Проведение ЭПР мониторинга. 3. Изучение кинетики данной реакции методом ЯМР 19F c фторсодержащим субстратом. 4. Изучение материального баланса реакции и определение структуры побочных продуктов 5. Проведение квантово-химических расчетов 6. В дальнейшем мы планируем продолжить изучение синтетического потенциала данной реакции и исследовать реакции с другими полигалогеналканами (CCl3Br, CBr4, CHBr3, CFBr3, CCl3F, CF3CCl3, CF3CBr3, CCl3COOEt, CCl3CN и другие. 7. Полученные в результате хлоразобутадиены практически не описаны в литературе (имеется лишь 6 статей по близкой тематике), [J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1985, 1737-1740; Tetrahedron Lett., 1995, 36, 5703-5706; Tetrahedron Lett., 1996, 37, 1351-1354; J. Org. Chem., 1996, 61, 8921-8934.; Eur. J. Org. Chem., 2009, 4352–4356; J. Org. Chem., 1975, 40, 3285-3287] и представляют собой новый перспективный класс органических соединений. Поскольку галоген(ы) при двойной связи активированы к нуклеофильному замещению электронакцепторной аза-группой, то предполагается изучить реакции с различными O, N и S нуклеофилами (на первом этапе спирты, тиолы, амины). Это откроет широкие возможности для получения очень интересных диаза-диенов, содержащих разнообразные функциональные группы. Гидролиз (частичный гидролиз) дигалогенметиленового фрагмента позволит получать гидразоны производных кетокислот, которые могут быть использованы в различных гетероциклизациях, например, в синтезе производных индола (перегруппировка Фишера) и других перспективных гетероциклов. Гетероциклизации могут также не затрагивать аза-группу при этом может быть получен новый тип гетероциклических аза-красителей, поскольку реакция аза-сочетания имеет существенные ограничения по электронной природе вступающих в нее компонентов. Такие красители могли бы представлять существенный практический интерес. 8. Очень большие синтетические перспективы открываются при использовании полученных аза диенов в реакции Дильса-Альдера. В том случае, если группа Х (заместитель в исходном гидразоне) способна к отщеплению (хороший нуклеофуг), то возможно получение различных пиридазинов, которые содержат определенные заместители в нужных положениях. Этот класс гетероциклов чрезвычайно важен с практической точки зрения, поскольку фрагмент пиридазина встречается в большом количестве лекарств. Если же группа Х не может быть удалена, возникает возможность получение производных пиридазина, содержащих карбонильную группу. 9. В случае бромдиазабутадиенов появляется возможность проводить модификацию данных соединений реакциями кросс-сочетания с борными кислотами, металлорганическими соединениями, терминальными ацетиленами. В результате, как ожидается, будут разработаны полиароматические и полиеновые системы, интересные для создания органических полупроводников, жидко-кристаллических материалов. В целом данный проект открывает очень широкие перспективы по синтезу функционально-замещенных диазадиенов, которые являются практически не исследованным классом соединений с огромным синтетическим потенциалом. С другой стороны не менее важным результатом данного проекта могут быть новые фундаментальные знания о природе протекания реакций полигалогеналканов с производными гидразина. По результатам данного проекта планируется опубликовать серию статей (5-10), в том числе в высокорейтинговых журналах.

Реакция каталитического олефинирования карбонильных соединений полигалогеналканами - новая реакция открытая в группе В. Ненайденко. Это уникальная, не имеющая аналогов трансформация, результатом которой является образование новой двойной углерод-углеродной связи. Помимо простоты методики и дешевизны исходных соединений, эта реакция не требует использования эквимольных (или более) количеств металло - или элементоорганических соединений, что также выгодно отличает её от классических методов олефинирования. К настоящему моменту на широком круге алифатических, ароматических и гетероароматических альдегидов и кетонов убедительно показан универсальный характер данной реакции. Наши предварительные эксперименты показали, что полигалогеналканы могут взаимодействовать не только с N-незамещенными гидразонами, но и с фенилгидразонами карбонильных соединений. То есть, речь идет о целом семействе реакций данного типа.

Разработана и всесторонне изучена медь-катализируемая реакция N-замещенных гидразонов альдегидов с четыреххлористым углеродом, которая приводит к синтезу 4,4-дихлоро-1,2-диазабута-1,3-диенов. Эта каскадная реакция образования С-С связи протекает через присоединение трихлорметил радикала к C=N связи гидразона, за которым следует элиминирование HCl основанием. Оказалось, реакция имеет весьма общий характер, поскольку разнообразные гидразоны, обладающие различными ароматическими группами на N-конце, а также ароматическими, алифатическими и гетероциклическими заместителями на С-конце, способны взаимодействовать с широким кругом полигалогенированных соединений (CCl3Br, CBr4, CCl3CN, CCl3COOEt, CCl3CF3, CBr3CF3) с образованием целого семейства функционализированных 1,2-диаза-1,3-диенов. Было показано, что полученные гетеродиены являются весьма универсальными строительными блоками для прямой сборки различных ценных ациклических и гетероциклических молекул.