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 14-13-00034

НазваниеДифторированные карбанионные интермедиаты — генерация и синтетическое использование.

РуководительДильман Александр Давидович, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2014 г. - 2016 г. 

Конкурс№1 - Конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

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

Ключевые словаинтермедиаты, фторорганическая химия, органический синтез

Код ГРНТИ31.21.19

СтатусУспешно завершен

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящем проекте предлагается новый подход к получению соединений, содержащих галодифторметильный фрагмент. Подход основывается на использовании дифторзамещенных карбанионных частиц, генерируемых из дифторкарбена и галогенид-аниона (хлорида, бромида или иодида) с одновременным перехватом на электрофильный субстрат. В этом процессе происходит образование двух связей — углерод-галоген и углерод-углерод. Использование в таком подходе аминов (или фосфинов) вместо галогенид-аниона позволит получать различные дифторсодержащие продукты, труднодоступные другими методами. Планируется проведение комплексного исследования, которое будет включать разработку синтетических методов и анализ механизмов реакций (в том числе, спектроскопическое детектирование промежуточных частиц и проведение квантовохимических расчетов). На сегодняшний день около 20% лекарственных препаратов и 30% агрохимикатов содержит фтор, однако существующие методы для эффективного синтеза фторорганических соединений весьма ограничены. Вследствие этого, разработка реакций и реагентов, позволяющих вводить фтор или фторированную группу в органические молекулы, является актуальной задачей.

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будет разработана серия новых эффективных методов получения фторорганических соединений. В частности, станут легко доступными классы соединений, содержащие галодифторметильную и дифторметильную группы. Найденные процессы будут реализованы в мягких условиях с использованием доступных и нетоксичных реагентов. Ожидаемые результаты будут соответствовать наиболее актуальному направлению фторорганической химии — введению частично фторированных фрагментов в органическую молекулу, и по своей научной новизне будут на мировом уровне. Несмотря на то, что проект носит фундаментальный характер, результаты будут востребованы в промышленности. Предложенные синтетические методы и получаемые классы соединений будут представлять интерес прежде всего для фармацевтической промышленности, а также для компаний, занимающихся поиском агрохимикатов. Полученные результаты будут опубликованы в виде серии статей (не менее пяти) в ведущих международных и отечественных рецензируемых изданиях, которые индексируются информационными системами Web of Science, Scopus, РИНЦ.

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Разработан метод нуклеофильного бромодифторметилирования и иододифторметилирования карбонильных соединений при использовании фторкремниевых реагентов. Реакция проходит за счет активации связи кремний-углерод бромид- и иодид-анионами. Метод позволяет эффективно получать ранее труднодоступные галодифторзамещенные спирты. Предложен мягкий способ генерации дифторкарбена, включающий взаимодействие фторкремниевых реагентов с гексаметилфосфортриамидом. На основе этого способа разработан метод галодифторметилирования иминиевых катионов, генерируемых из вторичных аминов и альдегидов в присутствии протонной губки и силилирующего реагента. Предложен общий подход к проведению реакций нуклеофильного дифторметилирования широкого круга субстратов – акцепторов Михаэля, карбонильных соединений, азометинов. Подход основывается на генерации и перехвате фторированного илида фосфора с последующим гидролизом связи углерод-фосфор. Предложенный способ позволяет, используя доступные реагенты, получать различные соединения (спирты, амины, сложные эфиры), содержащие CHF2-группу.

 

Публикации

1. Кособоков М.Д., Левин В.В., Стручкова М.И., Дильман А.Д. Nucleophilic Bromo- and Iododifluoromethylation of Aldehydes Organic Letters, vol. 16, № 14, pp. 3784–3787. (год публикации - 2014) https://doi.org/10.1021/ol501674n

2. Левин В.В., Трифонов А.Л., Земцов А.А., Стручкова М.И., архипов Д.Е., Дильман А.Д. Difluoromethylene Phosphabetaine as an Equivalent of Difluoromethyl Carbanion Organic Letters, vol. 16, № 23, pp. 6256-6259. (год публикации - 2014) https://doi.org/10.1021/ol503225s

3. Цымбал А.В., Кособоков М.Д., Левин В.В., Стручкова В.В. Nucleophilic Bromodifluoromethylation of Iminium Ions The Journal of Organic Chemistry, vol. 79, № 17, pp. 7831–7835. (год публикации - 2014) https://doi.org/10.1021/jo501644m

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Предложен новый фторкремниевый реагент, содержащий дитиокарбаматную групп. Этот реагент получен по реакции замещения брома на дитиокарбаматный анион через промежуточное образование дифторкарбена. Показано, что новый реагент может эффективно использоваться в реакциях с альдегидами, причем этот процесс характеризуется широкой областью применения — ароматические, алифатические и ненасыщенные альдегиды дают продукты фторалкилирования с высокими выходами. Предложен удобный способ one-pot трансформации вторичных аминов в дифтор-замещенные дитиокарбаматы. Метод включает обработку амина сероуглеродом в присутствии основания с последующей реакцией дитиокакрбат-аниона с (бромдифторметил)триметилсиланом. Предложен эффективный метод иододифторметилирования ароматических альдегидов, основанный на использовании иодида натрия в качестве источника иода и (бромодифторметил)триметилсилана в качестве источника дифторкарбена. Образование иододифторметильной группы происходит за счет взаимодействия иодид аниона с дифторкарбеном.

 

Публикации

1. Левин В.В., Смирнов В.О., Стручкова М.И., Дильман А.Д. Nucleophilic Iododifluoromethylation of Aldehydes Using Bromine/Iodine Exchange The Journal of Organic Chemistry, v. 80, pp 9349-9353 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1021/acs.joc.5b01590

2. Маслов А.С., Смирнов В.О., Стручкова М.И., Архипов Д.Е., Дильман А.Д. Dithiocarbamate-substituted gem-difluorinated silicon reagent: generation and addition to aldehydes Tetrahedron Letters, v. 56, pp. 5048–5050. (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.07.018

3. Смирнов В.О., Маслов А.С., Стручкова М.И., Архипов Д.Е., Дильман А.Д. Synthesis of S-difluoromethyl dithiocarbamates Mendeleev Communications, v. 25, pp. 452–453 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1016/j.mencom.2015.11.018

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Разработан общий метод нуклеофильного дифторметилирования нитроалкенов, включающий присоединение дифторзамещенного илида фосфора с последующим гидролизом связи углерод-фосфор. Получена серия β-дифторметил-замещенных нитроалканов. Разработан метод нуклеофильного дифторметилирования кетонов, основанный на активации карбонильной группы и генерации фторированного нуклеофила из дифторкарбена и трифенилфосфина. Получена серия третичных спиртов, содержащих дифторметильную группу. Предложен новый способ генерации фторзамещенных радикалов за счет восстановления фосфониевых солей в условиях фотоактивации. Разработан метод получения 3-фторфуранов из альдегидов и силиленолятов в каталитических условиях при действии света. Разработан метод получения 3-фториндолов из иододифторметил-замещенных N-ариламинов в условиях фотоактивации видимым светом. Реакция включает фоторедокс-процесс с образованием дифториндолиновой системы с последующим элиминированим фтористого водорода.

 

Публикации

1. Панферова Л.И., Смирнов В.О., Левин В.В., Кокорекин В.А., Стручкова М.И., Дильман А.Д. Synthesis of 3-Fluoroindoles via Photoredox Catalysis The Journal of Organic Chemistry, - (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1021/acs.joc.6b02344

2. Панферова Л.И., Цымбал А.В., Левин В.В., Стручкова М.И., Дильман А.Д. Reactions of gem-Difluorinated Phosphonium Salts Induced by Light Organic Letters, vol. 18, issue 5, pp 996–999 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6b00117

3. Трифонов А.Л., Земцов А.А., Левин В.В., Стручкова М.И., Дильман А.Д. Nucleophilic Difluoromethylation Using (Bromodifluoromethyl)trimethylsilane Organic Letters, vol. 18, issu 14, pp 3458–3461 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6b01641

Возможность практического использования результатов
не указано