ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ФНКЦ РР |
||
Проект направлен на разработку эффективных каталитических методов синтеза новых производных порфиринов, содержащих в своем составе гетероароматические и элементоорганические заместители. Данные соединения представляют значительный интерес в качестве потенциальных лекарственных препаратов, соединений с полезными физико-химическими характеристиками, позволяющими получать супрамолекулярные ансамбли. Основным методом их получения должны стать разнообразные реакции С-Н активации, представляющие собой бурно развивающийся сегмент современного органического синтеза, позволяющие получать разнообразные связи углерод-углерод и углерод-гетероатом. Проектом предусмотрен синтез обширной серии моно-, ди-, и тетра-мезо-фенил- и бромфенилзамещенных порфиринов, моно-, ди- и тетра-мезо-бромзамещенных порфиринов а также порфиринов с расширенной пи-системой (тетрабензо- и тетранафтопорфирины). На основе указанных тетрапиррольных макроциклов будут синтезированы их комплексы с Zn(II), Cu(II) и Ni(II). Для синтеза гетероарильных производных данных порфиринов предполагается разработать несколько каталитических методов: 1) с использованием Pd-катализируемых реакций С-Н активации между бромзамещенными порфиринами (моно-, ди-, тетразамещенные в мезо-положении или в мезо- фенильной группе) с бензимидазолом, бензоксазолом, бензтиазолом и некоторыми другими гетероаренами; 2) аналогичные превращения будут изучены с использованием катализаторов на основе одновалентной меди для замены дорогостоящего палладия; 3) будет осуществлен поиск условий реакций С-Н активации C(sp2)-Н связей фенильного заместителя или C(sp2)-Н связей мезо-углерода со связями Р-Н при использовании производных пятивалентного фосфора с целью введения фосфорсодержащих групп в фенильную группу или в мезо-положение порфирина; 4) в реакции С-Н активации связей в порфирине будут введены и другие функциональные группы, такие как SR, OR, NR2, в том числе и хиральные аминокислоты. Подбор условий будет включать варьирование источника металла, лиганда, основания и растворителя. Проектом запланировано изучение биологической активности полученных производных порфиринов. С помощью каталитических реакций с диолами и диаминами будут получены димеры и тримеры или диады и триады и физико-химическими методами будет изучена их способность образовывать супрамолекулярные системы.
The project is aimed at the development of new and very perspective methods of the modifications of porphyrins using transition metal catalyzed C-H activation reactions. This will allow the synthesis of new derivatives bearing aromatic, heteroaromatic substitutents as well as phophonylated porphyrins. The investigation will deal also with Zn(II), Cu(II) and Ni(II) porphyrinates. The reactions will be carryed out using meso-(bromophenyl)substituted porphyrins, meso-bromoporphyrins. Among the reagents are benzoxazole, benzothiazole, benzimidazole, dialkyl phosphites and other phosphorus-containing compounds. The ways will be searched for the substitution of expensive palladium by a cheaper copper as a catalyst. The introduction of other hteroatoms (N, O) into the porphyrine core is previewed by the project. The catalytic reactions with diols, diamines conjugated polyporphyrin systems will be synthesized which will be tested in the supramolecular structures formation.
Проект направлен на разработку эффективных каталитических методов синтеза новых производных порфиринов, содержащих в своем составе гетероароматические и элементоорганические заместители. Данные соединения представляют значительный интерес в качестве потенциальных лекарственных препаратов, соединений с полезными физико-химическими характеристиками, позволяющими получать супрамолекулярные ансамбли. Основным методом их получения должны стать разнообразные реакции С-Н активации, представляющие собой бурно развивающийся сегмент современного органического синтеза, позволяющие получать разнообразные связи углерод-углерод и углерод-гетероатом. Проектом предусмотрен синтез обширной серии моно-, ди-, и тетра-мезо-фенил- и бромфенилзамещенных порфиринов, моно-, ди- и тетра-мезо-бромзамещенных порфиринов а также порфиринов с расширенной ?-системой (тетрабензо- и тетранафтопорфирины). На основе указанных тетрапиррольных макроциклов будут синтезированы их комплексы с Zn(II), Cu(II) и Ni(II). Для синтеза гетероарильных производных данных порфиринов предполагается разработать несколько каталитических методов: 1) с использованием Pd-катализируемых реакций С-Н активации между бромзамещенными порфиринами (моно-, ди-, тетразамещенные в мезо-положении или в мезо- фенильной группе) с бензимидазолом, бензоксазолом, бензтиазолом и некоторыми другими гетероаренами; 2) аналогичные превращения будут изучены с использованием катализаторов на основе одновалентной меди для замены дорогостоящего палладия; 3) будет осуществлен поиск условий реакций С-Н активации C(sp2)-Н связей фенильного заместителя или C(sp2)-Н связей мезо-углерода со связями Р-Н при использовании производных пятивалентного фосфора с целью введения фосфорсодержащих групп в фенильную группу или в мезо-положение порфирина; 4) в реакции С-Н активации связей в порфирине будут введены и другие функциональные группы, такие как SR, OR, NR2, в том числе и хиральные аминокислоты. Подбор условий будет включать варьирование источника металла, лиганда, основания и растворителя. Проектом запланировано изучение биологической активности полученных производных порфиринов. С помощью каталитических реакций с диолами и диаминами будут получены димеры и тримеры или диады и триады и физико-химическими методами будет изучена их способность образовывать супрамолекулярные системы.
Научный задел коллектива по проекту заключается в том, что лаборатория элементоорганических соединений Химфака МГУ является ведущей организацией в области каталитических реакций, осуществляемых комплексами переходных металлов, особенно палладия и меди, и нанокатализаторами на основе наночастиц палладия и меди, нанесенными на мягкие и твердые носители. В лаборатории также имеется опыт работы с порфиринами, что означает использование очень малых количеств и концентраций реагентов и опыт в разделении сложных смесей продуктов реакций.
грант РФФИ |
# | 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. |
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".
№ | 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] |