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 21-73-00147

НазваниеРазработка подходов к контролируемому комплексами переходных металлов региодивергентному синтезу биологически активных фосфорорганических соединений.

РуководительМитрофанов Александр Юрьевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова», г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2021 - 06.2023 

Конкурс№60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» 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 словаФосфоновые кислоты, металлокомплексный катализ, региодивергентный синтез, алкинилфосфонаты, реакции присоединения, гидроаминирование, циклизации, гетероциклические соединения

Код ГРНТИ31.21.29


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проблема региоселективности при получении различных органических веществ является одной из важных тем современной химии, поскольку экономически выгодно уметь получать различные изомерные соединения из одних и тех же реагентов. Весьма важным типом реакций являются реакции присоединения различных нуклеофилов к кратным связям С-С, представляющие собой атом-экономные и удобные методы получения разнообразных органических соединений, однако в данных реакциях возможно образование двух региоизомеров – марковниковских (M) и антимарковниковских (анти-М) изомеров. Решение этой проблемы занимает многих исследователей в настоящее время, поскольку при правильном выборе катализатора возможно обеспечить получение обоих изомеров с полной региоселективностью, то есть осуществить дивергентные реакции. В химии фосфорорганических соединений, которые находят различные применения в агрохимии, фармацевтике и химии материалов, реакции присоединения играют огромную роль, и к настоящему моменту разработаны различные протоколы селективного присоединения соединений, содержащих связь P-H к различным непредельным соединениям (алкенам, алкинам, диенам, алленам). Другой подход к получению фосфорорганических соединений по реакциям присоединения заключается в использовании непредельных фосфорорганических соединений, и в данный момент он активно развивается. В этом случае значительно расширяется круг используемых нуклеофилов, в том числе бинуклеофилов, что позволяет получать различные гетероциклические фосфорорганические соединения, труднодоступные другими путями. Научная новизна исследования предложенного проекта заключается в создании новых подходов к региодивергентному синтезу фосфорорганических соединений с использованием реакций различных замещенных алкинилфосфонатов (диэтил этинилфосфоната и его производных: 3-оксопропинилфосфонатов, 3-диэтоксифосфорилпропиолатов и сульфонилзамещенных этинилфосфонатов) с различными нуклеофилами и бинуклеофилами с целью получения практически значимых гетероциклических фосфонатов – пиразолов, пиримидинонов, пиразоло[1,5-a]пиримидинов, хинолинов, пирролов, индолов и бензотиофенов. Данная цель будет достигнута правильным подбором каталитической системы для каждого из процессов.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будут получены следующие важные в научном и практическом аспектах результаты: 1) будут разработаны методы региоселективного синтеза фосфонилированных пиразолов, пиразоло[1,5-a]пиримидинов и пиримидинонов по реакции 3-оксопропинилфосфонатов с соответствующими бинуклеофилами; 2) разработка реакций региоселективного гидроаминирования различных алкинилфосфонатов позволит использовать их в синтезе производных индола, пиррола и хинолина, в том числе содержащих CF3-группы; 3) будут разработаны методы региоселективного присоединения связей S-H и P-H к алкинилфосфонатам, что позволит получать производные бензотиофена и бисфосфоновых кислот.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
а) Разработаны методы региодивергентного синтеза мультизамещенных хинолин-3-илфосфонатов и хинолин-2-илфосфонатов по реакции 2'-амино-2,2,2-трифторацетофенонов с (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатами. Региоселективность процессов обеспечивается используемым катализатором: в присутствии трифлата меди реакция приводит с полной региоселективностью к хинолин-2-илфосфонатам; аналогично при использовании каталитической системы на основе карбенового комплекса золота получаются хинолин-3-илфосфонаты. б) Продемонстрирована возможность получения региоизомерных продуктов присоединения 2-йоданилина и N-метил-2-йоданилина к фосфорил-замещенным инонам. Показано, что полученные аддукты могут использоваться для региодивергентного синтеза индолов. в) Разработаны методы региодивергентного синтеза фосфорил-замещенных хиноксалинов и 1,4-бензодиазепинов. Региоселективность процесса определяется используемым подходом. В отсутствие катализатора о-фенилендиамин реагирует с (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатами с образованием только лишь производных 1,4-бензодиазепина с высокими выходами. С другой стороны, Au-катализируемое присоединение воды к (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатами и последующая реакция с о-фенилендиамином образующихся дикетонов приводят к хиноксалинам с высокими выходами. г) Разработаны подходы к региодивергентному синтезу пиразол-3-илфосфонатов и пиразол-5-илфосфонатов по реакции (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатов с монозамещенными гидразинами. Без катализатора при проведении реакции в ацетонитриле или этаноле образуются пиразол-3-илфосфонаты с высокими выходами. Для получения пиразол-5-илфосфатов использован двухстадийный подход: на первой стадии образование гидразонов в присутствии трифторида бора, на второй циклизация под действием DBU.

 

Публикации

1. Митрофанов А.Ю., Бычкова В.А., Белецкая И.П. Подходы к синтезу перфторалкилзамещенных гетероциклических фосфонатов Журнал органической химии, T. 58, № 7, стр. 665-685 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.31857/S0514749222070011


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
За второй год выполнения проекта получены следующие результаты: 1) разработан метод региодивергентного синтеза пиразоло[1,5-a]пиримидин-5-илфосфонатов и пиразоло[1,5-a]пиримидин-7-илфосфонатов. Исследована область применимости метода и получена серия соединений; 2) Исследована реакция (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатов с ароматическими тиолами. Найдены оптимальные условия синтеза бензотиофенов и получена серия соединений; 3) Разработан двухстадийный метод синтеза нового прекурсора для получения трифторметилзамещенных гетероциклических соединений - 1,1,1-трифтор-5-(метоксиметокси)пент-3-ин-2-она. На его основе получена серия диэтоксифосфорилзамещенных CF3-пиразолов; 4) Разработан двухстадийный метод региодивергентного синтеза изомерных индол-2-илфосфонатов и индол-3-илфосфонатов по реакции (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатов с о-йоданилинами. Исследована область применимости реакции и получена серия соединений; 5) Оценена реакционная способность (3-оксопроп-1-ин-1-ил)фосфонатов в реакции с диэтилфосфитом в условиях органокатализа и металлокомплексного катализа.

 

Публикации

1. Митрофанов А.Ю., Гончаренко В.Е., Белецкая И.П. Divergent Synthesis of (Benzo[b][1,4]diazepin-2-yl)phosphonates and (Quinoxalin-2-yl)methylphosphonates from Phosphoryl-Substituted Conjugated Ynones European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem. 2023, e202301126 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1002/ejoc.202301126

2. Митрофанов А.Ю., Гончаренко В.Е., Белецкая И.П. Front Cover: Divergent Synthesis of (Benzo[b][1,4]diazepin-2-yl)phosphonates and (Quinoxalin-2-yl)methylphosphonates from Phosphoryl-Substituted Conjugated Ynones (Eur. J. Org. Chem. 4/2024) European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem. 2024, 27, 4, e202400045 (год публикации - 2024) https://doi.org/10.1002/ejoc.202400045

3. Митрофанов А.Ю., Белецкая И.П. Regiodivergent Metal-Controlled Synthesis of Multiply Substituted Quinolin-2-yl- and Quinolin-3-ylphosphonates The Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2023, 88, 4, 2367–2376 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1021/acs.joc.2c02780

4. Митрофанов А.Ю., Девнозашвили Д.Н., Белецкая И.П. СЕЛЕКТИВНЫЙ СИНТЕЗ ПИРАЗОЛ-3-ИЛ- И ПИРАЗОЛ-5-ИЛФОСФОНАТОВ Журнал Органиической Химии, - (год публикации - 2023)

5. Митрофанов А.Ю., Калугин Д.А., Белецкая И.П. ЗОЛОТО-КАТАЛИЗИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ 4-(ТРИФТОРМЕТИЛ)ХИНОЛИНКАРБОКСИЛАТОВ Журнал Органической Химии, ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2023, том 59, № 4, с. 437-443 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.31857/S051474922304002X

6. Митрофанов А.Ю., Бычкова В.А., Белецкая И.П. Synthetic Approaches to Perfluoroalkyl-Substituted Heterocyclic Phosphonates Russian Journal of Organic Chemistry, vol. 58, no. 7, pp. 921-940 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1134/S1070428022070016

7. - МЕДЬ И ЗОЛОТО ПОМОГЛИ ХИМИКАМ МГУ СДЕЛАТЬ ИЗ ОДНОГО НАБОРА РЕАГЕНТОВ ЦЕЛЫЙ СПЕКТР БИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Научная Россия, - (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
не указано