ИСТИНА

Целью настоящего проекта является получение новых фторированных пирролов на основе фторнитростиролов. Эти ключевые строительные блоки будут использованы в синтезе дипиррометанов, 4,4-дифтор-4-бора-3а,4а-диаза-с-индаценов (BODIPY) с последующим изучением их люминесцентных и фоторедокс-свойств. Ожидается, что присутствие фтора в ядре пиррола окажет глубокое влияние на длины волн поглощения и испускания и на окислительно-восстановительные потенциалы основного и возбужденного состояний, а также придаст данным соединениям повышенную фотостабильность.

Luminescent compounds, that is, compounds capable of emitting light, have found wide application in various fields of chemistry, biomedicine, biology and materials science. Important parameters for phosphorescent and fluorescent molecules are absorption and emission wavelengths, fluorescence quantum yield and lifetime, and photo- and overall stability. Electronically excited states of fluorescent molecules can serve as electron donors or acceptors in the field of photooxidative catalysis. Another important area of application of luminescent compounds and dyes is biomedicine. The method of fluorescence microscopy is based on the use of substances capable of specifically staining various structures of tissues and cells. Another area of application of such substances is photodynamic therapy (PDT) of cancer. The aim of this project is to obtain new monofluorinated pyrroles based on 2'-fluoro-2'-nitrostyrenes by the Barton-Zard reaction. These key building blocks will be converted to dipyrromethanes and then to 4,4-difluoro-4-boron-3a,4a-diaza-c-indacene (BODIPY), whose luminescent and photoredox properties are to be examined and compared with the values predicted in silico. The presence of fluorine in the pyrrole core is expected to have a profound effect on the absorption and emission wavelengths and on the redox potentials of the ground and excited states, as well as confer increased photostability of BODIPY.

В рамках данного проекта будут разработаны методы получения новых фторированных пирролов и BODIPY на их основе. Наряду с разработкой синтеза этих соединений планируется исследовать фотофизические и фоторедокс свойства, которые планируется сопоставить со значениями, предсказанными in silico. Тонкая настройка их свойств с помощью структурных модификаций позволит получить широкий спектр новых соединений, представляющих большой интерес в плане практического использования в области фотоокислительного катализа, ФДТ и флуоресцентной микроскопии. Ожидается, что присутствие фтора в ядре пиррола окажет глубокое влияние на длины волн поглощения и испускания и на окислительно-восстановительные потенциалы основного и возбужденного состояний, а также придаст повышенную фотостабильность BODIPY. Важно отметить, что на сегоднешний момент не существуют методов получения BODIPY с атомами фтора в пиррольных фрагментах. Планируется публикация 12 статей по результатам проекта.

Нами уже получены предварительные данные по синтезу 4-фторпирролов, основанном на реакции фторнитростиролов с изоцианоуксусным эфиром по Бартон-Зарду (схема 2, неопубликованные данные). После проведения длительного подбора условий нам удалось получить целевые соединения с высокими выходами (до 77%). Реакция осложняется конкурентным элиминированием HF с образованием 3-нитро производных (выход до 16%). Однако ее селективность весьма высока в плане синтеза фторированных производных. Этот синтез позволяет получать в одну стадию замещенные 4-фторпиррол-2-карбоксилаты, которые необходимы для синтеза фторированных BODIPY. Таким образом самый сложный этап проекта - синтез фторсодержащих пирролов уже успешно нами реализован, это создает самые плодотворные возможности для синтеза BODPIY на основе этих строительных блоков, а следовательно позволяет предположить, что и весь проект может быть успешно реализован. Коллектив успешно работает на протяжении последних 5 лет, что подтверждается большим количеством публикаций входящих в Q1.