Новые структурные типы солей иодония для создания связей С-С и С-гетероатом в синтезе биологически активных соединений

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 23-73-10019

НазваниеНовые структурные типы солей иодония для создания связей С-С и С-гетероатом в синтезе биологически активных соединений

Руководитель Бугаенко Дмитрий Иванович, Кандидат химических наук

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

Конкурс №85 - Конкурс 2023 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 соли диарилиодония, фотохимически инициируемые реакции, создание связи C-C, создание связи C-I, создание связи C-S, создание связи C-N

Код ГРНТИ31.21.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Реакции, катализируемые переходными металлами, произвели революцию в органическом синтезе, существенно расширив возможности получения органических соединений различного строения и свойств, в том числе новых лекарственных препаратов и органических функциональных материалов. Однако, у этой мощной методологии имеется и достаточно уязвимая «Ахиллесова пята», определяющая ряд существенных недостатков и ограничений. Прежде всего, эти ограничения связаны с высокой стоимостью и токсичностью переходных металлов и используемых вместе с ними лигандов. Токсичность соединений металлов и лигандов представляет собой негативный фактор для исследований в области медицинской химии и при макромасштабном синтезе фармацевтических субстанций. Микропримеси металлов способны существенным образом изменять свойства соединений, а очистка от них сопряжена со значительными материальными затратами. Стремление избежать этих проблем стимулирует поиск альтернативных методов синтеза органических соединений, не основанных на использовании переходных металлов. Развитие таких методов органического синтеза представляет собой актуальную задачу современной органической химии. Диарилиодониевые соли и родственные им соединения иода (III) привлекают внимание исследований в последние годы как альтернативные арилирующие агенты, эффективно работающие в отсутствие переходных металлов. Диарилиодониевые соли обладают высокой реакционной способностью, но при этом стабильны по отношению к кислороду и влаге, а недавно разработанные эффективные и безопасные методы их синтеза сделали их доступными не только для исследований, но и для решения практических задач. Проект направлен на широкомасштабное исследование соединений иода (III), недоступных или ограниченно доступных на сегодняшний день, а именно несимметричных ди(гетарил)иодониевых солей, содержащих электроноизбыточные гетероциклические фрагменты, а также иодониевых солей, содержащих этенильные и этинильные заместители при иодониевом центре. Проект предусматривает разработку эффективных методов синтеза иодониевых солей обозначенных структурных типов, изучение их реакционной способности по отношению к широкому спектру реагентов при различных условиях активации, а также исследование их биологической активности. Успешное выполнение поставленных в Проекте комплексных задач позволит решить ряд актуальных проблем органической и медицинской химии, разработать новые методы синтеза и функционализации органических соединений, создать новые реагенты, обнаружить новые реакции, выявить новые закономерности реакционной способности органических соединений, новые классы биологически активных соединений для создания на их основе потенциальных лекарственных препаратов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бугаенко Д.И., Малащенко Н.А., Копытов С.О., Луконина Н.С., Карчава А.В. (Indol-3-yl)(DMIX)Iodonium Salts: Novel Electrophilic Indole Reagents Organic Letters, Org. Lett. 2024, 26, 15, 3189–3194 (год публикации - 2024)
10.1021/acs.orglett.4c00797

2. Копытов С.О., Бугаенко Д.И. " Umpolung"-стратегия С3-Н-функционализации индола XXXIV Менделеевская школа-конференция молодых ученых, Материалы XXXIV Менделеевской школы-конференции молодых ученых, стр. 32 (год публикации - 2024)

3. Бугаенко Д.И., Тиханова О.А., Андрейчев В.В., Карчава А.В. Arylation of Diethyl Acetamidomalonate with Diaryliodonium Salts En Route to α-Arylglycines The Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2024, 89, 14, 9923–9928 (год публикации - 2024)
10.1021/acs.joc.4c00768

4. Малащенко Н.А., Копытов С.О., Бугаенко Д.И. Нуклеофильная С3-Н функционализация индола: С-Н функционализация с обращением полярности Ломоносов 2024», секция Химия, 12 – 26 апреля 2024, сборник тезисов, издательство "Перо", Ломоносов 2024», секция Химия, 12 – 26 апреля 2024, сборник тезисов, издательство "Перо" (год публикации - 2024)

5. Бугаенко Д.И., Волков А.А., Тиханова О.А., Карчава А.В. Соли (гет)арилиодония - альтернативные системе арилгалогенид-переходный металл арилирующие агенты Сборник тезисов VI Всероссийской конференции по органической химии, Сборник тезисов VI Всероссийской конференции по органической химии (год публикации - 2024)

6. Коситова О.А., Бугаенко Д.И., Гончаренко В.Е., Нечаев М.С., Карчава А.В. Base-controlled regioselectivity via distinct mechanisms during C–H thionation of azinium salts with elemental sulfur Organic and Biomolecular Chemistry, Org. Biomol. Chem., 2025,23, 3547-3552 (год публикации - 2025)
10.1039/D5OB00209E

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1. Изучены антибактериальные свойства более 100 соединений: солей (индол-3-ил)(3,4-диметилизоксазол-4-ил)иодония, (пиррол)(3,4-диметилизоксазол-4-ил)иодония их гетероциклических аналогов, а также солей, общего строения: (арил)(мезитил)иодония, (арил)(4-метоксифенил)иодония и (арил)(2,4,6-триметилфенил)иодония. Изучены антибактериальные свойства продуктов реакций солей (индол-3-ил)(3,4-диметилизоксазол-4-ил)иодония и (пиррол)(3,4-диметилизоксазол-4-ил)иодония с сульфинатами натрия и нитритом натрия как нуклеофилов. Выявлены наиболее перспективные молекулы. 2. Изучена возможность синтеза солей (алкенил)(арил)иодония при использовании в качестве субстратов и источников алкенильного фрагмента алкенилиодидов и также терминальных алкенов в реакциях с аренами и реагентами Койзера соответственно. 3. Изучена реакционная способность солей (алкенил)(арил)иодония в реакциях с N-, O-, S-нуклеофилами, определены границы реакционной способности солей такого типа и ограничения на реакции с рядом нуклеофилов. 4. Изучена возможность синтеза индолов по реакции циклических солей винилиодония с анилинами в условиях катализа соединениями меди. 5. Изучена возможность синтеза солей (алкинил)(арил)иодония при использовании в качестве субстратов и источников алкинильного фрагмента алкинилиодидов и терминальных алкинов в реакциях с аренами в присутствии окислителей и реагентами Койзера соответственно. 6. Изучена реакционная способность солей (алкинил)(арил)иодония в реакциях с N-, O-, S-нуклеофилами, определены границы реакционной способности солей такого типа и ограничения на реакции с рядом нуклеофилов. Изучена возможность синтеза пятичленных гетероциклических соединений с применением солей (алкинил)(арил)иодония. 7. Разработан общий метод синтеза алкиниларилсульфидов с использованием солей диарилиодония и 4-замещенных-1,2,3-тиадиазолов как предшественников для генерации алкинилтиолят анионов. Определены границы метода. 8. Разработан метод синтеза индол-3-илксантогентатов как ценных суррогатов индол-3-илтиолов с использованием разработанного нами нового типа солей (индол-3-ил)(3,4-диметилизоксазол-4-ил)иодония и этилксантогената калия. Определены границы применимости метода. 9. Разработан региодивергентный метод синтез азинтионов. Определены границы применимости метода. Детально изучен механизм реакций. 10. Разработан метод синтеза 2-арилтиоазиниевых солей с использованием азинтионов и солей диарилиодония.

Публикации