Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В ходе выполнения Проекта в 2021-2022 гг. были получены следующие результаты: 1. Синтезирован широкий ряд протонных ионных жидкостей (ПИЖ) с общей формулой BH+·SCN‒, образованных органическими основаниями и (изо)тиоциановой кислотой, в том числе ранее неизвестные ПИЖ, применение которых помогло решить поставленные в Проекте задачи. 2. Изучены физико-химические и электрохимические свойства синтезированных тиоцианат-содержащих ПИЖ. На основе полученных данных выявлены наиболее пригодные соединения для проведения каждого из запланированных органических превращений в рамках концепции 3-в-1, согласно которой ПИЖ выступают согласованно в качестве растворителя, кислотного инициатора реакции или фонового электролита, реагента – источника нуклеофильного тиоцианат-иона или электрофильных роданирующих агентов. 3. Разработан метод селективного осуществления реакций нуклеофильного раскрытия разнообразных донорно–акцепторных циклопропанов атомом серы амбидентного тиоцианат-иона в среде тиоцианат-содержащих протонных ионных жидкостей. Продемонстрирована широкая сфера применимости предложенного метода. С учётом данных, полученных ранее и в ходе работы над этой частью проекта, предложен механизм нуклеофильного раскрытия Д–А циклопропанов тиоцианат-ионом. 4. Изучено взаимодействие широкой серии 2-(2-гидроксиарил)циклопропилкетонов и 2-гидрокси-/2-аминобензгидролов с тиоцианат-содержащими протонными ионными жидкостями, приводящее к образованию 3,4-дигидро-2H-[1,3]бензоксазин- и -хиназолин-2-тионов. В случае бензгидриловых спиртов условия проведения процесса и выделения продуктов оптимизированы таким образом, что разработанное превращение соответствует принципам «зелёной» химии. 5. Исследована возможность применения тиоцианат-содержащих ПИЖ в рамках телескопического синтеза. Реакция (3+2)-циклоприсоединения алкилтиоцианатов, генерируемых in situ, с суррогатом азотистоводородной кислоты приводила к 5-(алкилтио)-1H-тетразолам. По результатам исследований отправлена в печать одна работа. 6. В отчётном году проведена первичная отработка условий электроокислительного (анодного) тиоцианирования С-Н-связи ароматических и гетероароматических систем с участием ПИЖ. Методами циклической вольтамперометрии и препаративного электролиза изучена реакционная способность электрогененированных интермедиатов процесса (тиоцианат-радикала и диродана), что позволило реализовать первые примеры эффективного (выход до 90%) электросинтеза арилтиоцианатов. Разрабатываемые в ходе проекта превращения позволяют осуществлять синтез ценных органических соединений в условиях, обеспечивающих минимальное загрязнение окружающей среды. Полученные результаты имеют высокий потенциал для внедрения в промышленность благодаря значительному снижению нагрузки химического производства на окружающую среду.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В ходе выполнения Проекта в 2022–2023 гг. были получены следующие результаты: 1. Разработан метод селективного осуществления реакций нуклеофильного раскрытия донорно–акцепторных (ДА) циклопропанов, содержащих остаток 1,3-индандиона в качестве акцептора, в среде тиоцианат-содержащих протонных ионных жидкостей (ПИЖ). Показано, что хемоселективностью процесса можно управлять варьированием природы как ПИЖ, так и исходного субстрата. С учётом данных, полученных ранее и в ходе работы над этой частью проекта, предложен механизм нуклеофильного раскрытия таких кето-содержащих ДА циклопропанов тиоцианат-ионом. По результатам исследований одна работа отправлена в печать, ещё одна принята к опубликованию. 2. Изучена возможность получения аналогов индольных алкалоидов. Показано, что 4-индолил-замещённые циклопропаны или арил(4-индолил)метанолы не пригодны для синтеза целевых трициклических производных в среде тиоцианат-содержащих ПИЖ, предположительно, вследствие преобладающего в исследованных условиях процесса димеризации. 3. Разработана оригинальная домино-реакция с участием 4,5-дигидрокси-1,3-диалкил-4,5-диарилимидазолидин-2-(ти)онов, способных выступать в качестве многоцентровых реагентов. Показано, что субстраты такого типа при нагревании в среде тиоцианат-содержащих ПИЖ образуют бициклические полигетероатомные системы. Применение «тонкой настройки» свойств ПИЖ и условий проведения процесса позволяет осуществить данные реакции хемодивергентным образом и с высокими выходами получить продукты как кинетического, так и термодинамического контроля. Условия проведения процесса и выделения продуктов оптимизированы таким образом, что разработанная синтетическая методология соответствует принципам «зелёной» химии, а получаемые бициклические производные не требуют дополнительной очистки. 4. Разработан оригинальный эффективный «безметальный» подход к электроокислительному С–Н-тиоцианированию аренов – производных амино-, гидрокси- и алкоксибензола, в гальваностатическом режиме в среде доступной тиоцианат-содержащей ПИЖ. С выходом до 88% получена серия (15) целевых соединений (часть – впервые), включая арилтиоцианаты и 2 аминобензотиазолы. Часть полученных продуктов интересна с практической точки зрения. В частности, один из аминобензотиазолов является действующим началом препарата для лечения бокового амиотрофического склероза. Кроме того, один из 4-тиоцианатоанилинов является эффективным прекурсором препаратов, используемых в ветеринарии как антигельминтные средства, а ещё три обладают противогрибковой активностью, сопоставимой с противогрибковым препаратом флуконазол. 5. Проведён скрининг синтезированной нами в ходе работы над Проектом малой библиотеки соединений – аналогов лекарственного средства плериксафор, применяемого при трансплантации стволовых клеток. Выявлено соединение-хит – производное тетразола, которое может выступать отправной точкой для создания новых низкомолекулярных лекарственных препаратов для мобилизации стволовых клеток и нейтрофилов. По результатам исследований одна работа отправлена в печать, ещё одна опубликована. 6. Показано, что тиоцианат тиазолия может быть использован в качестве прекурсора для получения соответствующего пентаиодида. Уникальное кристаллическое и электронное строение нового соединения изучено совокупностью физико-химических методов анализа, доказавших его полупроводниковые свойства. По результатам исследований опубликована одна работа. Благодаря возможности повторного использования протонных ионных жидкостей, разрабатываемые в ходе выполнения проекта превращения позволяют синтезировать ценные продукты в условиях, обеспечивающих минимальное загрязнение окружающей среды. Полученные результаты имеют высокий потенциал для использования в промышленности, поскольку обеспечат значительное снижение нагрузки химического производства на окружающую среду.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе выполнения Проекта в 2023–2024 гг. были получены следующие результаты: 1. Расширена область применения концепции протонных ионных жидкостей тройного (ПИЖ) назначения на примере превращений α-аминокислот. Получена серия 2-тиогидантоинов; выделение продуктов осуществлялось согласно концепции «просто добавь воды». β-аминокислоты оказались не пригодны для трансформации в 2-тиоксопиримидин-4-оны в аналогичных условиях. 2. Исследованы реакции нуклеофильного раскрытия диазиридинов в среде тиоцианат-содержащих протонных ионных жидкостей. Показано, что применение более осно́вных ПИЖ на примере электронообогащённых субстратов позволяет получить нестандартные продукты S-атаки с низким выходом. В качестве «раскрытой» формы диазиридинов в реакциях с тиоцианат-содержащими ПИЖ были использованы гидразоны; искомые триазолидин-3-тионы образовывались в «клик-режиме», а выделение продуктов осуществлялось простой обработкой реакционной смеси водой. 3. Изучена возможность превращения N-арил-3-гидроксиизоиндолин-1-онов – прекурсоров N-ацилиминиевых катионов – в соответствующие продукты (4+2)-аннелирования в среде тиоцианат-содержащих ПИЖ тройного назначения. Требуемые тетрациклические аддукты были получены лишь в следовых количествах. 4. Разработана оригинальная домино-реакция с участием 5-гидрокси-4,5-диарил-1,5-дигидро-2H-имидазол-2-(ти)онов, которые при нагревании в среде тиоцианат-содержащих ПИЖ образуют бициклические полигетероатомные системы. Применение «тонкой настройки» условий проведения процесса, в первую очередь строгого контроля температуры реакции, является первым примером переключения хемоселективности реакции в среде ПИЖ, позволяющим осуществить с высокими выходами хемодивергентный синтез имидазооксазолтионов и имидазотиазолонов – продуктов кинетического и термодинамического контроля. Кроме того, разработанные превращения были успешно масштабированы, а выделение продуктов осуществлялось наиболее эффективным образом согласно концепции «просто добавь воды»: обработка реакционной смеси дистиллированной водой позволила высадить продукты и после фильтрования получить их в чистом виде без дополнительной очистки. С учётом данных, полученных ранее и в ходе работы над этой частью Проекта, предложен механизм получения обоих типов продуктов, а также ранее неизвестной перегруппировки имидазооксазолтионов в имидазотиазолоны. По результатам исследований в рамках данного этапа выполнения Проекта принята к опубликованию статья в журнале Q1. 5. Реализовано «безметальное» электроокислительное тиоцианирование С–Н-связей производных индола, пиррола и пиразола в гальваностатическом режиме в среде доступной ПИЖ в стеклоуглеродной ячейке. С выходом до 67% получена серия (16) целевых соединений (из них 6 – впервые), включая дитиоцианато-производные 7-метоксиндола и 1-метилпиррола. Последний обладает выраженной антибактериальной (в отношении E. coli ATCC 25922 и S. aureus ATCC 29213) и противогрибковой (в отношении C. albicans ATCC 10231 и A. niger 37a) активностью, сопоставимой с препаратами хлорамфеникол, ципрофлоксацин, гентамицина сульфат, амфотерицин Б и флуконазол. 6. Проведён биоскрининг синтезированных нами в ходе работы над Проектом представителей различных классов азотсодержащих гетероциклов на противоопухолевую активность в культурах опухолевых клеток человека. Выявлены 2 соединения-хита – производные бензоксазин-2-тиона и имидазо[4,5-d]оксазола, которые могут выступать отправной точкой для создания новых низкомолекулярных лекарственных препаратов для лечения нейробластомы SH-SY5Y, гепатоцеллюлярной карциномы HepG2 и уротелиальной карциномы Т24. Разработанные синтетические методы не только позволяют синтезировать ценные полупродукты и обеспечивают выход к фармактивным соединениям, но и соответствуют принципам «зелёной» химии, что делает их привлекательными для внедрения в промышленное производство в целях развития экологически безопасных технологий производств, не наносящих вред здоровью человека.