| Результаты этапа: В соответствии с планом в 2014 году были продолжены работы по созданию нового поколения каталитических систем на основе комплексов переходных металлов, наноразмерных металлических катализаторов и органокатализаторов, которые, обладая высокой эффективностью и селективностью, могут быть использованы многократно, в связи с чем было проведены исследования по иммобилизации данных катализаторов на полимерные матрицы.
Предложен эффективный катализатор на основе комплекса одновалентного золота для реакции гидроаминирования терминальных алкинов и проведена серия успешных экспериментов по получению аминов с использованием данного подхода
Осуществлен асимметрический вариант реакции Фриделя-Крафтса на примере реакции индола с арилиденмалонатами с помощью иммобилизованного на полимерную матрицу катализатора состава iPr-Box/Cu(OTf)2; катализатор сохраняет активность в 5 циклах, продукты реакции получены с выходами до 99% и с энантиомерными избытками до 92% ее, а после перекристаллизации энантиомерная чистота была увеличена до 99% ее. Осуществлена иммобилизация хирального диарилпролинола, являющегося привилегированным органокатализатором, на полимерную матрицу.
С использованием хромтрикарбонильных комплексов галогенаренов продемонстрирована реализация галогенофильного механизма ароматического нуклеофильного замещения под действием анионов карбонилов переходных металлов.
Осуществлен синтез триазолилстероидов клик-реакцией, этим же способом получены триподальные фосфорсодержащие лиганды, содержащие 3 стероидных фрагмента, исследовано их комплексообразование с анионами.
Проведено изучение механизмов ряда перспективных каталитических реакций Сузуки и Хирао в присутствии наночастиц таких металлов, как Pd, Au, Pt, нанесенных на подложки (графен, оксид титана).
Изучена реакционная способность ряда метилфосфонатов, содержащих дополнительные электроноакцепторные группы, в реакциях Cu(I)-катализируемого арилирования, оптимизированы условия данных реакций. Иммобилизованы фосфонатные производные фенантролина на оксид титана, Cu(I) комплексы данных соединений изучены в каталитических процессах кросс-сочетания и присоединения, а Pd(II) комплексы – в реакциях Соногаширы.
Синтезирован иммобилизованный на ПЭГ-5000 Py-Box лиганд, начато исследование энантиоселективных реакций ацетиленов с иминами. Синтезированы БИНОЛфосфонаты, содержащие заместители в положениях 3 и 3’, для их иммобилизации на ПЭГ-2000 и ПЭГ-5000.
Разработана новая реакция палладий-катализируемого сочетания арилиодидов с диазоарилацетатами, приводящая к образованию биарилкарбоксилатов с хорошими выходами.
Разработан метод синтеза ранее неизвестных порфириноидов – тетрабензодиазапорфиринов, которые одновременно являются аналогами порфиринов и фталоцианинов. Изучены фотофизические характеристики первых представителей данных соединений, показано, что они являются перспективными оптическими материалами нового типа.
С использованием палладиевого катализа осуществлено прямое фосфорилирование порфиринов, получены моно- и полифосфонатные производные порфиринов, а также исследовано каталитическое окислительное сдваивание порфиринов.
Найдены условия катализируемого комплексами одновалентной меди N-гетероарилирования адамантансодержащих аминов 2-иод- и 3-иодпиридинами, продемонстрирована возможность успешного Cu(I)-катализируемого N,N’-дигетероарилирования адамантансодержащего диамина и диаминирования 2,6-дибромпиридина.
С использованием катализаторов на основе галогенидов меди разработаны препаративные реакции прямого алкинилирования производных ферроцена. Изучен механизм этих реакций и доказано участие в реакциях нечетно-электронных интермедиатов.
Методом палладий-катализируемого аминирования синтезирован ряд макротрицикличесикх и трисмакроциклических соединений с использованием N,N’-бис(3,5-дибромбензил)замещенных диазакраун-эфиров, показана возможность селективного получения структурных изомеров в зависимости от используемой каталитической системы, изучена модификация синтезированных полимакроциклов дансильными флуорофорными группами. Проведена модификация 1,4,7-триазациклоундекана дансильным флуорофором и двумя бромбензильными заместителями, с помощью палладий-катализируемого аминирования синтезирован ряд макробициклов с использованием данного соединения.
Методом палладий-катализируемого аминирования синтезировано новое семейство азот- и кислородсодержащих макроциклов, включающих эндоциклические флуорофорные фрагменты – 4,6-диаминохинолин и 4,7-диаминофенанатролин, на основе последних получены рутениевые комплексы.
Продолжено широкомасштабное изучение Cu(I)-катализируемое арилирование и гетероарилирование диаминов и полиаминов разнообразными арилиодидами, бром- и иодпроизводными пиридина и тиофена, выявлены закономерности моно-, ди- и полиарилирования, подобраны оптимальные каталитические системы.
Изучено катализируемое комплексами Cu(I) аминирование иодбензилпроизводных азакраун-эфиров и мезо-иодфенилпорфирина диаминами и полиоксадиаминами, исследованы возможности образования конъюгатов порфирина и азакраун-эфиров в условиях катализа комплексами нульвалентного палладия.
Палладий-катализируемой макроциклизацией синтезированы макробициклические и макротрициклические соединения на основе диаминокаликс[4]аренов в конформациях конус и 1,3-альтернат, исследована их модификация дансильными флуорофорными группами.
Разработан метод введения флуорофоров посредством синтеза макробициклов, содержащих атомы брома в бензильном линкере, с последующим Pd(0)-катализируемым аминированием данных соединений 1-аминопиреном и 6-аминохинолином.
Получена серия моно- и биядерных гетеролигандных комплексов алюминия, проявляющих высокую каталитическую активность в синтезе полимеров сложноэфирной природы.
|
| Результаты этапа: В соответствии с планом в 2015 году были продолжены работы по созданию нового поколения каталитических систем на основе комплексов переходных металлов, наноразмерных металлических катализаторов и органокатализаторов, которые, обладая высокой эффективностью и селективностью, могут быть использованы многократно, в связи с чем было проведены исследования по иммобилизации данных катализаторов на полимерные матрицы.
Полученные ранее иммобилизованные на полимере Меррифилда комплексы Cu(OTf)2*RBox были исследованы в различных реакциях Фриделя-Крафтса индола с активированными алкенами и кетонами.
Был получен новый органокатализатор – производное пролинола, иммобилизованного на полистирол. Данный гетерогенный катализатор был изучен в двух реакциях: -аминирования насыщенных альдегидов и в реакции Михаэля коричного альдегида с дибензилмалонатом.
Синтезирован модельный лиганд – производное PyBox, содержащий 1,2,3-триазольный цикл, изучено влияние последнего на активность и селективность катализатора в модельной реакции присоединения фенилацетилена к бензилиденанилину. С целью получения растворимых иммобилизованных катализаторов для проведения данной реакции в гомогенных условиях мы осуществили иммобилизацию указанного PyBox-лиганда на полиэтиленгликоль ПЭГ-5000. Иммобилизованный PyBox-лиганд также был исследован в вышеуказанной модельной реакции.
В целях изучения асимметрического [3+2] циклоприсоединения алленов к N-адамантилзамещенным малеимидам в 2015 г. осуществлена оптимизация синтеза малеимидов с использованием бензиламина и п-толуидина. С использованием оптимизированной методики был получен представительный ряд не описанных ранее адамантансодержащих замещенных малеимидов с выходами до 56%. Неасимметрический вариант циклоприсоединения аллена к адамантилзамещенному малеимидам исследован на примере трех адамантан-содержащих малеимидов и прошел с выходами, близкими к количественным.
Закончено большое исследование, связанное с доказательством того, что пинцерные системы без фосфиновых лигандов не являются катализаторами реакций кросс-сочетания, а выступают в качестве “резервуара” для генерации палладиевых наночастиц, которые, реагируя с арилгалогенидом, оказываются в растворе и осуществляют реакцию.
Впервые получены прямые доказательства гомогенного характера реакции Suzuki, катализируемой PdNPs. Наблюдаемые явления были нами объяснены с точки зрения гетерогенного характера первой стадии – окислительного присоединения ArX к PdNPs, и гомогенного характера остальных стадий, что является прямым доказательством “leaching”.
Проведена оптимизация каталитических условий Cu(I)-катализируемого арилирования адамантансодержащих аминов иодбензолом. Показано, что наилучшие результаты обеспечивают такие лиганды, как L-пролин (20 мол%), (2-изобутирил)циклогексанон (20-40 мол%), BINOL (20-40 мол%) и этиленгликоль (200 мол%). Исследовано Cu(I)-катализируемое аминирование 5-иод-2-фторпиридином с целью получения (2-фторпиридил)замещенных адамантансодержащих аминов. Установлено, что 5-иод-2-фторпиридин легко вступает в реакцию некаталитического аминирования с замещением атома фтора; в условиях медного катализа наблюдается конкуренция между каталитическим замещением атома иода и некаталитическим замещением атома фтора, что приводит к снижению выхода целевого продукта. Изучены закономерности некаталитического замещения одного атома хлора в разнообразных дихлоргетероаренах, таких как 4,6-дихлорпиримидин, 2,3- и 2,6-дихлорпиразин, 3,6-дихлорпиридазин, 1,3-дихлоризохинолин на примере реакций с различными адамантансодержащими аминами, отличающимися пространственными препятствиями, в данных реакциях.
Осуществлено комплексное изучение арилирования и гетероарилирования ряда диаминов, триаминов и тетрааминов иодбензолом и его производными, содержащими электронодонорные и электроноакцепторные заместители, а также 2- и 3-иодпиридинами, с целью синтеза продуктов N,N’-диарилирования, представляющих интерес в качестве перспективных физиологически активных соединений. Обнаружено, что N,N’-диарилирование в целом легче проходит для тетрааминов, в ряде случаев ди- и триамины образуют преимущественно продукты моноарилирования, диарилирование закономерно протекает легче при использовании иодаренов с электроноакцепторными заместителями.
С использованием Pd(0)-катализируемого аминирования получена обширная серия хиральных азот-и кислородсодержащих макроциклических соединений, содержащих в своем составе 2,2-диаминобинафталиновый фрагмент, обладающий С2-хиральностью. Исходный диамин был модифицирован двумя бромфенильными, бромнафтильными или бромбензильными заместителями по атомам азота, далее соединения были введены в реакции каталитической макроциклизации с рядом оксадиаминов. Показано, что выходы макроциклов в значительной степени зависят от строения спейсеров и оксадиаминов. Ряд полученных макроциклов были введены в реакции с дансилхлоридом для получения флуоресцентных макроциклических хемосенсоров
Разработан метод синтеза бициклических соединений на основе 1,4,7-триазациклононана и 1,5,9-триазациклододекана, заключающийся в первоначальном введении дансильного флуорофора в молекулы триазациклоалканов, с последующей модификацией их двумя 3-или 4-бромбензильными заместителями и палладий-катализируемой макроциклизацией с использованием полиоксадиаминов на последней стадии. Установлено, что оптимальной каталитической системой для проведения макроциклизации является Pd(dba)2/DavePhos, показана зависимость выходов бициклических продуктов от строения аминобензильного спейсера и длины цепи полиоксадиамина. Исследованы спектры УФ и флуоресценции 6 бициклических соединений на основе ТАЦН и ТАЦД, содержащих дансильные флуорофоры, в свободном состоянии и в присутствии катионов 20 различных металлов.
Показана возможность синтеза макробициклических соединений, содержащих в своем составе фрагменты каликсаренов, посредством Pd(0)-катализируемой макроциклизации с участием 2,7-дибромнафталина и 3,3’-дибромбифенила. Осуществлена модификация диаминокаликсаренов двумя порфириновыми флуорофорами для создания перспективных флуоресцентных хемосенсоров. Аналогичным образом были синтезированы биспорфириновые производные макроциклов на основе бифенила и нафталина и макробициклов на основе диазакраун-эфиров. Исследованы спектры УФ и флуоресценции синтезированных полициклических соединений в свободном состоянии и в присутствии катионов 17 различных металлов.
|
