Атомная точность в катализируемых комплексами переходных металлов реакциях порфиринов, включающих C(sp2)-H функционализациюНИР

Atomic precision in the reactions of porphyrins catalyzed by the transition metal complexes including C(sp2)-H functionalization

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Атомная точность в катализируемых комплексами переходных металлов реакциях порфиринов, включающих C(sp2)-H функционализацию
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта синтезированы исходные моно-, ди- и тетракис-мезо-(бромфенил)порфирины и их цинковые комплексы. Исследовано катализируемое комплексами нульвалентного и двухвалентного палладия, а также системами Pd(II)/Cu(II) сочетание мезо-(бромфенил)порфиринатов цинка с такими гетероциклами, как бензтиазол, бензоксазол и N-метилбензимидазол за счет активации С-Н связей в указанных гетероциклах. Показано, что каталитическая система Pd(dba)2/DavePhos/Cs2CO3/диоксан (100оС) обеспечивает высокий выход продукта сочетания мезо-(4-бромфенил)порфирината цинка с бензоксазолом, выходы с бензтиазолом существенно ниже. Каталитическая система Pd(OAc)2/Cu(OAc)2/PPh3/ K2CO3/толуол (110oC) исследована в реакциях мезо-(бромфенил)порфиринатов цинка с бензтиазолом, бензоксазолом, N-метилбензимидазолом и кофеином, установлено, что наилучшие выходы продуктов сочетания (90-95%) обеспечивают два последних гетероцикла, в случае первых двух выход составляют 60 и 67%, соответственно. Показана важность использования двукратного избытка гетероцикла по отношению к порфирину. Исследована возможность проведения дигетероарилирования ди-мезо-(бромфенил)порфирината цинка указанными гетероциклами при катализе Pd(OAc)2/Cu(OAc)2/PPh3 и Pd(dba)2/DavePhos. В случае бензоксазола получены целевые дигетеропроизводные, в случае других гетероциклов – только монопроизводные. В реакции тетракис-мезо(4-бромфенил)порфирина с избытком бензоксазола получены продукты три- и тетразамещения. Изучено Pd(II)-катализируемое фосфорилирование моно-, ди- и тримезитилзамещенных порфиринов в виде свободных оснований и комплексов с Ni(II) с избытком диэтилфосфита в кипящем диоксане в присутствии основания бипиридила и сильного окислителя (K2S2O8). Показано, что в случае моно-мезо-мезитилпорфирина образуется смесь продуктов моно-, ди- и трифосфорилирования. в то время как с Ni(II) комплексом идет достаточно селективное монозамещение. С другой стороны, С-Н фосфонирование мономезитилзамещенного порфирина с помощью HP(O)Ph2 проходит полностью селективно с образование монофосфорного продукта. Продемонстрированы возможности фосфорилирования изомерных димезитилпорфиринатов никеля, а также никелевого комплекса тримезитилпорфирина. При введению в данные реакции цинковых комплексов порфиринов происходит их фосфорилирование с одновременным деметаллированием. Азот- и кислородсодержащие макроциклы, содержащие фрагменты 3,3’-дизамещенного бифенила, 2,7-дизамещенного нафталина и триоксадиаминовый линкер, введены в реакции Pd-катализируемого арилирования с цинковым комплексом мезо-(4-бромфенил)порфирина, в результате получены полимакроциклические конъюгаты, содержащие в своем составе один или два порфириновых структурных фрагмента. Данные соединения исследованы в качестве флуоресцентных хемосенсоров и молекулярных проб на катионы 18 металлов, обнаружено, что один из синтезированных конъюгатов может быть использован в качестве флуоресцентного хемосенсора на катионы меди (II).
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Атомная точность в катализируемых комплексами переходных металлов реакциях порфиринов, включающих C(sp2)-H функционализацию
Результаты этапа: Произведена отработка методов модификации порфиринов с использованием реакций С-Н активации в таких гетероциклах, как бензимидазол, бензтиазол и бензоксазол, установлены оптимальные каталитические условия, найдены каталитические системы на основе двухвалентной меди, нуль- и двухвалентного палладия. позволяющие увеличить выход продуктов кросс-сочетания порфиринов с гетероциклами по положению 2.
3 1 января 2018 г.-30 сентября 2019 г. Атомная точность в катализируемых комплексами переходных металлов реакциях порфиринов, включающих C(sp2)-H функционализацию
Результаты этапа: За отчетный период по реакции Zn(II) октаалкил 5-(3-бромфенил)порфирина с диаминозамещенным каликс[4]ареном в конформации конус в присутствии стандартной каталитической системы Pd(dba)2/BINAP в кипящем диоксане и при использовании трет-бутилата натрия в качестве основания получили с выходом 56% симметричный продукт диарилирования – конъюгат, содержащий в своем составе центральный каликсареновый структурный фрагмент и два порфириновых ядра. При использовании изомерного каликс[4]арена, находящегося в конформации 1,3-альтернат, выходы продуктов реакции оказались не столь высоки: с выходом 8% получен конъюгат, содержащий каликсареновый и два порфириновых фрагмента, а с выходом 20% - конъюгат состава 1:1. Биспорфириновы конъюгат использовали для деметаллирования с целью сравнения возможностей детектирования катионами металлов соединениями, содержащих как свободный порфирин, так и его цинковый комплекс. Оказалось, что для этой цели стандартная обработка ледяной уксусной кислотой неэффективна, поэтому использовали более сильную трифторуксусную кислоту. В этом случае деметаллирования прошло нацело, однако оно сопровождалось расщеплением связи С-О в одном из пропоксильных заместителей с образованием фенольного структурного фрагмента. Исследования по детектированию 17 перхлоратов металлов (Li(I), Na(I), K(I), Mg(II), Ca(II), Ba(II), Al(III), Cr(III), Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II), Ag(I), Hg(II)), проведены с помощью полученных конъюгатов. .Используя ранее оптимизированные условия для порфиринатов цинка, получен свободный диэтоксифосфорилэтинилпорфирин с выходом 55%. Из данного порфирина были получены порфиринаты Mn и In. Выходы комплексов составили 50 и 55% соответственно. Полученные порфиринаты Mn и In, были успешно иммобилизованы на мезопористый оксид титана путем перевода неактивной диэтоксифософрильной группы в активную ди(триметилсилокси)фосфорильную действием триметисилилбромида в присутствии триэтиламина.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Отчет по проекту за 2017 год Beletskaya_RFFI_OFI_Otchet_2017.pdf 1,3 МБ 8 августа 2018 [Antonabel507]