Тиоцианат-содержащие протонные ионные жидкости тройного назначения в синтезе биологически активных N-гетероциклов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-73-10212

НазваниеТиоцианат-содержащие протонные ионные жидкости тройного назначения в синтезе биологически активных N-гетероциклов

Руководитель Андреев Иван Антонович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений

Ключевые слова протонные ионные жидкости, «зелёная химия», нуклеофильные реагенты, органические соли, (изо)тиоцианаты, амбидентная реакционная способность, малые циклы, азотистые гетероциклы, циклоприсоединение, (ре)циклизации, домино-реакции, электрохимическое C–H роданирование, физиологическая активность

Код ГРНТИ31.21.27; 31.21.17; 31.21.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Серьёзные вызовы, стоящие перед современным обществом в сфере здравоохранения, сопряжены с необходимостью формирования в нашей стране тонкого химического синтеза, химической промышленности, фармацевтической индустрии. В целях развития биомедицинских и фармацевтических технологий, чрезвычайно востребованной остаётся разработка эффективных синтетических методологий, которые должны отвечать следующим критериям: обеспечивать хемо-, регио- и стереоселективность реакции; быть удобными и безопасными для постановки и проведения эксперимента; соответствовать концепциям экономии атомов (“atom economy”), ресурсов и энергии (“sustainable chemistry”), «экологичности» (“green chemistry”). Поиск подходящих инструментов (новых реагентов, катализаторов, растворителей) для успешного осуществления этих целей представляет собой одну из наиболее актуальных задач органической химии. Данный Проект посвящён развитию сформулированной нами концепции (Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, DOI: 10.1002/anie.202016593) применения в органическом синтезе протонных ионных жидкостей (ПИЖ) тройного назначения, выступающих согласованно в качестве регенерируемой реакционной среды, источника протона – кислоты Брёнстеда, инициирующей процесс, и реагента – источника нуклеофила. Объектом масштабного исследования станут тиоцианат-содержащие ПИЖ являющиеся стабильными синтетическими эквивалентами неустойчивой в чистом виде роданистоводородной кислоты. Яркими достоинствами таких протонных ионных жидкостей являются: а) их устойчивость; б) малое давление паров; в) уникальное сочетание высокой полярности и значительной липофильности; г) перспектива их использования в эквимолярных, а не избыточных количествах; д) возможность их регенерации и повторного применения, что обеспечивает минимальное загрязнение окружающей среды; е) снижение времени реакций, протекающих в более мягких по сравнению с «классическими» условиях и приводящих к высоким выходам продуктов. В результате выполнения Проекта планируется систематически изучить использование тиоцианат-содержащих протонных ионных жидкостей в органическом синтезе. В рамках концепции ПИЖ тройного назначения будут разработаны новые подходы к получению азагетероциклических соединений, основанные на целом спектре различных органических превращений: реакциях циклоприсоединения и аннелирования, раскрытия малых циклов (в первую очередь, активированных циклопропанов и диазиридинов), различных кислотно-инициируемых домино-процессах с вовлечением в них нуклеофильной составляющей ионной жидкости, а также на электроокислительном тиоцианировании С–Н связи в ароматических и гетероароматических системах. Таким образом, при реализации Проекта будут разработаны синтетические методологии: 1) отличающиеся высокой эффективностью и удобством проведения эксперимента; 2) построенные на использовании доступных реагентов и позволяющие избежать применения дорогостоящих катализаторов; 3) обладающие значительной гибкостью и масштабируемостью. Совокупность синтетических подходов обеспечит широкий охват классов азагетероциклических соединений, относящихся к привилегированным с точки зрения медицинской химии структурам, и позволит сформировать химические библиотеки, комплексное исследование физиологической активности которых поможет выявить перспективные лекарственные кандидаты, выступающие отправной точкой для создания новых фармакологических средств терапии социально значимых заболеваний.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Иванова О.А., Трушков И.В. Тиоцианат-содержащие протонные ионные жидкости: растворители, катализаторы и реагенты IX молодежная конференция ИОХ РАН, посвященная 160-летию со дня рождения академика Н.Д. Зелинского. Сборник тезисов докладов., с. 11 (год публикации - 2021)

2. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Моллаев М.Д., Иванова О.А., Трушков И.В. Синтез и биологическая активность аналогов иммуностимулирующего препарата плериксафор IX молодежная конференция ИОХ РАН, посвященная 160-летию со дня рождения академика Н.Д. Зелинского. Сборник тезисов докладов., с. 233 (год публикации - 2021)

3. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Щербинин В.А., Учускин М.Г., Иванова О.А., Верц Д.Б., Трушков И.В. Synthesis of N,S-containing compounds using (iso)thiocyanic acid surrogates V Международная конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM2021). Сборник тезисов., PR-49 (год публикации - 2021)

4. Андреев И.А., Бойченко М.А., Ратманова Н.К., Иванова О.А., Левина И.И., Хрусталев В.Н., Седов И.А., Трушков И.В. 4-(Dimethylamino)Pyridinium Azide in Protic Ionic Liquid Media as a Stable Equivalent of Hydrazoic Acid Advanced Synthesis & Catalysis, 364, 14, 2403–2415 (год публикации - 2022)
10.1002/adsc.202200486

5. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Иванова О.А., Трушков И.В. Тиоцианат-содержащие протонные ионные жидкости тройного назначения как суррогаты (изо)тиоциановой кислоты Химия и химическая технология в XXI веке. Материалы XXIII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера., 1, 198-199 (год публикации - 2022)

6. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Моллаев М.Д., Иванова О.А., Трушков И.В. Поиск новых антагонистов хемокинового рецептора CXCR4 Химия и химическая технология в XXI веке. Материалы XXIII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера., 1, 442-443 (год публикации - 2022)

7. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Иванова О.А., Трушков И.В. Thiocyanate-containing triple-role protic ionic liquids as surrogates of (iso)thiocyanic acid Успехи синтеза и комплексообразования. Сборник тезисов шестой Международной научной конференции., 73 (год публикации - 2022)

8. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Бойченко М.А., Иванова О.А., Трушков И.В. 4-(Dimethylamino)pyridinium azide as a convenient source of hydrazoic acid Успехи синтеза и комплексообразования. Сборник тезисов шестой Международной научной конференции., 233 (год публикации - 2022)

9. Шестимерова Т.А., Андреев И.А, Ратманова Н.К., Трушков И.В., Кузнецов А.Н., Шевельков А.В. Crystal and electronic structure of thiazolium pentaiodide: an experimental and theoretical study of covalent and non-covalent bonds Structural Chemistry, s11224-022-02097-6 (год публикации - 2023)
10.1007/s11224-022-02097-6

10. Андреев И.А., Ратманова Н.К. Синтез 3-спиро-аннелированных пирролидин-2-тионов Chemistry of Heterocyclic Compounds, 59, 8, 540–542 (год публикации - 2023)
10.1007/s10593-023-03230-x

11. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Моллаев М.Д., Ларин С.С., Иванова О.А., Трушков И.В. Поиск новых аналогов иммуностимулирующего препарата плериксафор Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии, 22, 2 прил. 1, 67 (год публикации - 2023)

12. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Щербинин В.А., Иванова О.А., Левина И.И., Хрусталев В.Н., Трушков И.В. Triple-role of thiocyanate-containing protic ionic liquids in chemodivergent ring-opening of 1,3-indanedione-derived donor–acceptor cyclopropanes Journal of Molecular Liquids, 385, 122401 (год публикации - 2023)
10.1016/j.molliq.2023.122401

13. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Трушков И.В. Протонные ионные жидкости: растворители, катализаторы, реагенты Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии. VII Всероссийская научная молодёжная школа-конференция: сборник тезисов докладов, 25 (год публикации - 2023)

14. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Иванова О.А., Трушков И.В. Triple-role protic ionic liquids as an emerging tool in organic synthesis Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов (MOSM 2023): сборник тезисов VII Международной конференции, 54 (год публикации - 2023)

15. Ратманова Н.К., Андреев И.А., Щербинин В.А., Иванова О.А., Трушков И.В. Thiocyanate-containing protic ionic liquids in ring-opening of 1,3-indanedione-derived donor–acceptor cyclopropanes Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов (MOSM 2023): сборник тезисов VII Международной конференции, 221 (год публикации - 2023)

16. Ратманова Н.К., Ермолаев В.П., Баранов В.В., Левина И.И., Миняев М.Е., Иванова О.А., Кравченко А.Н., Трушков И.В., Андреев И.А. Triple-purpose thiocyanate-containing protic ionic liquids: chemodivergent transformations of dihydroimidazolones to imidazo[4,5 d]oxazolethiones and imidazo[4,5-d]thiazolones Journal of Molecular Liquids (год публикации - 2024)

17. Андреев И.А., Ратманова Н.К., Трушков И.В. Тройная роль протонных ионных жидкостей, содержащих тиоцианат-ион: растворители, катализаторы, реагенты Международная конференция по химии «Байкальские чтения-2023», посвященная 65-летию Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН и 85-летию академика Бориса Александровича Трофимова: Сборник тезисов докладов, 45 (год публикации - 2023)

Публикации