Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Современное растениеводство невозможно представить без применения синтетических органических соединений. Применение средств химической защиты растений (>90% мирового рынка пестицидов) играет важнейшую роль в растениеводстве и не имеет альтернатив в ближайшие десятилетия не смотря на развитие биопестицидов. Острой проблемой для защиты растений является развитие резистентности к существующим препаратам у фитопатогенных микроорганизмов, в частности, фитопатогенных грибков. Развитие резистентности приводит к увеличению применяемых доз пестицидов, необходимости применения нескольких действующих веществ, снижению урожая и качества пищевой продукции. Сохранение стабильного урожая и его качества требует разработки принципиально новых фунгицидных действующих веществ обладающих низким риском развития перекрестной резистентности с существующими препаратами. Немаловажным требованием к агропрепаратам является простота их синтеза, поскольку это напрямую влияет на их стоимость и конкурентоспособность. В настоящем проекте развиты методы окислительной функционализации, позволяющие проводить эффективную сборку новых потенциальных фунгицидных веществ в малое число стадий с использованием простых и доступных окислителей на основе карбонильных соединений, CH-кислот и С-нуклеофилов, в том числе гетероциклических. Фундаментальная методологическая новизна проекта заключается в использовании нестандартных для С-O сочетания реагентов и интермедиатов: O-центрированных радикалов (N-оксильных радикалов) и O-электрофилов (диацилпероксидов). Использование новых методологий C-O сочетания позволило легко получать ранее труднодоступные структуры, среди которых в настоящее время ведется поиск перспективных фунгицидных соединений.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Совершено открытие принципиально нового класса фунгицидных соединений – 4-нитропиразолин-5-онов [1]. Полученные соединения сопоставимы или превосходят по своей активности по отношению фитопатогенным грибам действующие вещества из основных коммерческих классов, такие как триадимефон, флуконазол, клотримазол (азол-содержащие фунгициды) и крезоксим-метил (класс стробилуриновых фунгицидов). У лидерного соединения, 3,4-диметил-4-нитро-1-фенилпиразолин-5-она, не было обнаружено рост-подавляющей активности по отношению к пшенице в концентрациях, подавляющих рост фитопатогенных грибков, что позволяет сделать вывод о перспективности 4-нитропиразолин-5-онов в качестве нового класса средств защиты растений. Преимуществами открытых фунгицидных соединений является простота синтеза, широкий спектр действия, а также структурная новизна по отношению к известным типам фунгицидов и других противомикробных средств. Развиты методы окислительного C-O сочетания для введения в органические молекулы различных классов (карбонильные соединения, стиролы, CH-кислотные гетероциклические соединения) линкерных малонатных [2] и имид-N-окси фрагментов [3]. Разработан эффективный способ использования в органическом синтезе малонатного линкерного фрагмента, вводимого в молекулы CH-кислотых гетероциклических соединений под действием циклических малонил пероксидов. Разработанный метод по эффективности близок к клик-методам введения линкерных групп и является одним из первых примеров использования окислительного сочетания в “клик-химии”. Преимуществом разработанного подхода является отсутствие необходимости введения специальных функциональных групп в молекулы субстратов – малонатный линкерный фрагмент вводится с расщеплением связи CH и 100% атомной эффективностью. Разработаны безметальные методы введения в молекулы карбонильных соединений и стиролов имид-N-окси фрагментов с использованием доступных в промышленных масштабах простых органических пероксидов (t-BuOOt-Bu, t-BuOOH) в качестве окислителей. [1] I. B. Krylov, A. S. Budnikov, E. R. Lopat’eva, G. I. Nikishin, A. O. Terent’ev, Mild Nitration of Pyrazolin-5-ones by a Combination of Fe(NO3)3 and NaNO2: Discovery of a New Readily Available Class of Fungicides, 4-Nitropyrazolin-5-ones // Chem. Eur. J., 2019, 25 (23), 5922-5933. doi: 10.1002/chem.201806172. [2] V. A. Vil’, E. S. Gorlov, O. V. Bityukov, I. B. Krylov, G. I. Nikishin, K. K. Pivnitsky, A. O. Terent’ev, Oxidative C–O coupling as a new idea in the ‘click-like chemistry’: malonyl peroxides for the conjugation of two molecules // Mend. Commun. 2019, 29 (2), 132-134. doi: 10.1016/j.mencom.2019.03.003. [3] И.Б. Крылов, А.С. Будников, А.В. Ластовко, Я.А. Ибатов, Г.И. Никишин, А.О. Терентьев, Присоединение N-гидроксифталимида и кислорода воздуха к стиролам с использованием трет-бутилгидропероксида как радикального инициатора // Изв. Акад. Наук Сер. Хим., 2019, в печати Совершено открытие принципиально нового класса фунгицидных соединений – 4-нитропиразолин-5-онов [1]. Полученные соединения сопоставимы или превосходят по своей активности по отношению фитопатогенным грибам действующие вещества из основных коммерческих классов, такие как триадимефон, флуконазол, клотримазол (азол-содержащие фунгициды) и крезоксим-метил (класс стробилуриновых фунгицидов). У лидерного соединения, 3,4-диметил-4-нитро-1-фенилпиразолин-5-она, не было обнаружено рост-подавляющей активности по отношению к пшенице в концентрациях, подавляющих рост фитопатогенных грибков, что позволяет сделать вывод о перспективности 4-нитропиразолин-5-онов в качестве нового класса средств защиты растений. Преимуществами открытых фунгицидных соединений является простота синтеза, широкий спектр действия, а также структурная новизна по отношению к известным типам фунгицидов и других противомикробных средств. Развиты методы окислительного C-O сочетания для введения в органические молекулы различных классов (карбонильные соединения, стиролы, CH-кислотные гетероциклические соединения) линкерных малонатных [2] и имид-N-окси фрагментов [3]. Разработан эффективный способ использования в органическом синтезе малонатного линкерного фрагмента, вводимого в молекулы CH-кислотых гетероциклических соединений под действием циклических малонил пероксидов. Разработанный метод по эффективности близок к клик-методам введения линкерных групп и является одним из первых примеров использования окислительного сочетания в “клик-химии”. Преимуществом разработанного подхода является отсутствие необходимости введения специальных функциональных групп в молекулы субстратов – малонатный линкерный фрагмент вводится с расщеплением связи CH и 100% атомной эффективностью. Разработаны безметальные методы введения в молекулы карбонильных соединений и стиролов имид-N-окси фрагментов с использованием доступных в промышленных масштабах простых органических пероксидов (t-BuOOt-Bu, t-BuOOH) в качестве окислителей. [1] I. B. Krylov, A. S. Budnikov, E. R. Lopat’eva, G. I. Nikishin, A. O. Terent’ev, Mild Nitration of Pyrazolin-5-ones by a Combination of Fe(NO3)3 and NaNO2: Discovery of a New Readily Available Class of Fungicides, 4-Nitropyrazolin-5-ones // Chem. Eur. J., 2019, 25 (23), 5922-5933. doi: 10.1002/chem.201806172. [2] V. A. Vil’, E. S. Gorlov, O. V. Bityukov, I. B. Krylov, G. I. Nikishin, K. K. Pivnitsky, A. O. Terent’ev, Oxidative C–O coupling as a new idea in the ‘click-like chemistry’: malonyl peroxides for the conjugation of two molecules // Mend. Commun. 2019, 29 (2), 132-134. doi: 10.1016/j.mencom.2019.03.003. [3] И.Б. Крылов, А.С. Будников, А.В. Ластовко, Я.А. Ибатов, Г.И. Никишин, А.О. Терентьев, Присоединение N-гидроксифталимида и кислорода воздуха к стиролам с использованием трет-бутилгидропероксида как радикального инициатора // Изв. Акад. Наук Сер. Хим., 2019, в печати