Синтез новых гетероциклических фунгицидов с помощью каталитической реакции аннелирования производных ароматических кислот с алкенами и алкинами.

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 17-73-20144

НазваниеСинтез новых гетероциклических фунгицидов с помощью каталитической реакции аннелирования производных ароматических кислот с алкенами и алкинами.

Руководитель Перекалин Дмитрий Сергеевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №24 - Конкурс 2017 года по мероприятию «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; 03-102 - Синтез, строение и реакционная способность металло- и элементоорганических соединений

Ключевые слова органический синтез, гомогенный катализ, пи-комплексы металлов, аннелирование, гетероциклы, фунгициды

Код ГРНТИ31.21.27

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на создание новых фунгицидов для замены классических препаратов, к которым фитопатогенные грибы приобретают устойчивость. Для решения этой задачи требуется синтетический метод, который позволяет легко синтезировать большие серии биологически активных гетероциклических соединений из доступных предшественников. Таким методом является реакция аннелирования производных ароматических кислот с алкенами и алкинами, катализируемая пи-комплексами платиновых металлов (Схема 1, D.C. Rees et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 488). Несмотря на то, что эта реакция активно изучается за рубежом последние 10 лет (и, например, входит в Top 20 Research Fronts 2016) она не использовалась ранее для синтеза фунгицидов. Кроме того в большинстве случаев для осуществления этой реакции используются лишь стандартные, коммерчески доступные катализаторы, что существенно ограничивает область её применения. Недавно нами были разработаны удобные общие методы синтеза новых рутениевых и родиевых катализаторов (D.S. Perekalin et al. Coord. Chem. Rev. 2014, 276, 153; Chem. Eur. J. 2015, 21, 16344; ACS Catal. 2016, 6, 2043; Organometallics 2016, 35, 3025). В настоящем проекте предлагается использовать такие катализаторы для получения гетероциклических соединений, в частности изохинолонов и изокумаринов, из легкодоступных производных ароматических карбоновых кислот. Мы уверены, что рациональный выбор структуры катализатора обеспечит высокую селективность синтеза. Предварительные эксперименты показывают, что полученные нами полусэндвичевые комплексы родия позволяют превращать ароматические гидроксамовые кислоты в дигидроизохинолиноны в мягких условиях с высокой регио- и стереоселективностью (Схема 2). Кроме того, испытания подтвердили значительную фунгицидную активность 4-алкил-дигидро-изохинолинонов против грибов Rhizoctonia solani и Sclerotinia sclerotiorum, поражающих многие виды злаков и корнеплодов. В рамках проекта планируется провести широкий скрининг гетероциклических соединений и найти наиболее активные структуры фунгицидов. Для таких соединений затем может быть разработан масштабируемый метод синтеза без использования дорогостоящих катализаторов и проведены детальные биохимические исследования для определения механизма действия и токсичности.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Трифонова Е.А., Анкудинов Н.М., Козлов М.В., Шарипов М.Ю., Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Rhodium(III) complex with a bulky cyclopentadienyl ligand as a catalyst for regioselective synthesis of dihydroisoquinolones via C-H activation of arylhydroxamic acids. Chemistry - A European Journal, 2018, 24, 16570−16575 (год публикации - 2018)
10.1002/chem.201804050

2. Даценко В.П., Нелюбина Ю.В., Смольяков А.Ф., Логинов Д.А. Cyclooctadiene iridium complexes [Cp*Ir(COD)X]+ (X = Cl, Br, I): Synthesis and application for oxidative coupling of benzoic acid with alkynes. Journal of Organometallic Chemistry, 2018, 874, 7-12 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jorganchem.2018.08.014

3. Швыдкий Н.В.,Выговский О., Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Design of manganese phenol pi‐complexes as Shvo‐type catalysts for transfer hydrogenation of ketones. ChemCatChem, 2019, 11, 1602-1605 (год публикации - 2019)
10.1002/cctc.201801797

4. Анкудинов Н.М., Перекалин Д.С. Cyclobutadiene nickel complex as a catalyst for CH-activation reactions: computational study Mendeleev Communications, 2019, 29, 263 (год публикации - 2019)
10.1016/j.mencom.2019.05.007

5. Потоцкий Р.А., Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Synthesis and reactivity of heptamethylcyclohexadienyl rhodium(III) complexes Organometallics, 10.1021/acs.organomet.9b00621 (год публикации - 2019)
10.1021/acs.organomet.9b00621

6. Трифонова Е.А., Перекалин Д.С. Rhodium complexes with chiral cyclopentadienyl ligands for catalytic synthesis of dihydroisoquinolones from aryl hydroxamic acids and alkenes Ineos Open, 2019, 2, 124 (год публикации - 2019)
10.32931/io1917r

7. Перекалин Д.С., Трифонова Е.А., Анкудинов Н.М. Planar-Chiral Rhodium Catalyst for Enantioselective CH-Functionalization of Aromatic Compounds Book of abstracts of international conference «Сatalysis and organic synthesis» ICCOS-2019, 2019, стр. 60 (год публикации - 2019)

8. Трифонова Е.А., Комарова А.А., Чусов Д.А., Перекалин Д.С. Variability of Rh(III)-catalyzed reactions of aromatic oximes with alkenes Synlett (год публикации - 2020)
10.1055/s-0040-1707961

9. Ефимов Н.Н., Логинов Д.А.,Шарипов М.Ю.,Назаров А.А.,Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Unexpected antifungal activity of half-sandwich complexes with metal−iodine bonds Journal of Organometallic Chemistry, том 916, 121272 (год публикации - 2020)
10.1016/j.jorganchem.2020.121272

10. Кувшинова С.С., Нелюбина Ю.В., Смольяков А.Ф., Косенко И.Д., Бараковская И.Г., Логинов Д.А. Usage of (C5R5)Co(CO)I2 (R = H, Me) for the synthesis of 12-vertex closo-cobaltacarboranes. Unexpected formation of 10-{CpCo(C5H4)}- 7,8-Me2-7,8-nido-C2B9H9 Journal of Organometallic Chemistry, 2018, doi: 10.1016/j.jorganchem.2018.01.045 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jorganchem.2018.01.045

11. Потоцкий Р.А., Лисов А.А., Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Synthesis and reactivity of the cyclohexadienyl rhodium complexes Journal of Organometallic Chemistry, 2018, 862, 71-75 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jorganchem.2018.03.019

12. Трифонова Е.А., Анкудинов Н.М., Михайлов А.А., Чусов Д.А., Нелюбина Ю.В., Перекалин Д.С. Planar-chiral rhodium(III) catalyst with sterically demanding cyclopentadienyl ligand and its application for enantioselective synthesis of dihydroisoquinolones Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57, 10.1002/anie.201801703 (год публикации - 2018)
10.1002/anie.201801703

Публикации