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 16-13-10470

НазваниеРециклизуемые бифункциональные органокатализаторы и альтернативные реакционные среды в асимметрическом синтезе хиральных биологически активных веществ.

РуководительКучеренко Александр Сергеевич, Кандидат 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 2019 г. - 2020 г. 

Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «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 словаорганокатализ, асимметрический синтез, биологически активные вещества, лекарственные препараты.

Код ГРНТИ31.21.00; 31.21.15

СтатусУспешно завершен

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на устранение некоторых недостатков предложенного нами в заявке 2016 г. подхода к дизайну регенерируемых органокатализаторов. Так, разработанные нами на сегодняшний день катализаторы (в основном С2-симметрии) успешно себя зарекомендовали в различных асимметрических превращениях (включающих синтез особо ценных лекарственных препаратов), однако некоторые важные процессы оставались не оптимальными. Продление проекта 2016 года позволит довести эту работу до логичного завершения. Для этого мы предлагаем новые методы и подходы, заключающиеся в создании как новых типов органокатализаторов (в основном С1-симметрии), так и оптимизацию условий проведения реакций. Кроме того, новые методы позволят осуществлять сложные каскадные и домино – процессы, в особенности, в ряду карбо- и гетероциклических соединений, обладающих практически полезными свойствами.

Ожидаемые результаты
Предлагаемый проект позволит создать новые типы органокатализаторов и исследовать новые типы асимметрических реакций, приводящих к созданию новых технологий синтеза биологически активных веществ и социально значимых лекарственных препаратов. Ожидаемые результаты будут отвечать современному мировому уровню, а подчас и превосходить его по параметрам эффективности, селективности и регенерируемости органокатализаторов, а также по реализации ранее недостижимых превращений. В результате осуществления новых асимметрических реакций (аза-Анри, Штрекера, Михаэля, восстановления связей С=N и некоторых других) будут получены как потенциально биологически активные соединения, так и конкретные лекарственные препараты. Научная значимость будет подтверждена публикациями в ведущих высокорейтинговых зарубежных изданиях. Социальная значимость ожидаемых результатов проекта определяется тем, что они открывают путь к разработке новых эффективных, ресурсосберегающих и безвредных для окружающей среды отечественных технологий энантиоселективного получения наиболее эффективных энантиомеров лекарственных препаратов.

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В отчетный период (2019 год) были синтезированы новые оригинальные С1- и С2- симметричные органокатализаторы на основе хиральных 1,2-диаминов и природных аминокислот, содержащие в качестве доноров водородного связывания скварамидные и гетероциклические ионные фрагменты. Полученные катализаторы оказались эффективными в реакциях протекающих по типу присоединения по Михаэлю между различными СН – кислотами (в том числе производными биоактивной коиевой кислоты и противоракового агента бензо[a]феназин-5-ол) и электрофилами (нитроалкены и др). Впервые получены аллильные нитро-карбонаты и обнаружено их необычное поведение в реакциях Михаэля и родственных процессах. Полученные органокатализаторы могли быть регенерированы и использованы многократно.

 

Публикации

1. Тухватшин Р.Ш., Кучеренко А.С., Нелюбина Ю.В., Злотин С.Г. Conjugate Addition of Carbon Acids to beta,gamma-Unsaturated alpha-Keto Esters: Product Tautomerism and Applications for Asymmetric Synthesis of Benzo[a]phenazin-ol Derivatives The Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2019, 84, 13824−13831 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1021/acs.joc.9b02021

2. Кучеренко А.С. Органокаталитические методы асимметрического синтеза лекарственных препаратов Юбилейная V междисциплинарная конференция «Молекулярные и биологические аспекты химии, фармацевтики и фармакологии (МОБИ-ХимФарма2019)», Судак, Крым., Сб. докл., с. 53 (Устный доклад), 15-18 сент. 2019 г., Судак, Крым. (год публикации - 2019)

3. Кучеренко А.С., Злотин С.Г. ХИРАЛЬНЫЕ ИОННЫЕ ЖИДКОСТИ – ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОРГАНОКАТАЛИЗАТОРЫ АСИММЕТРИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Всероссийская конференция "Взаимосвязь ионных и ковалентных взаимодействий в дизайне молекулярных и наноразмерных химических систем" CHEMSCI-2019, Москва., Сборник тезисов, Москва, с. 8, устный доклад (год публикации - 2019)

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В отчетный период (2020 год) полученные ранее оригинальные органокатализаторы на основе хиральных ароматических и гетероароматических 1,2-диаминов, содержащие в качестве доноров водородного связывания скварамидные и аминокислотные фрагменты были использованы для синтеза разнообразных биологически активных соединений. Среди них производные коиевой кислоты, мощный противораковыйо агент - бензо[a]феназин-5-ол, тиобарбитуровые кислоты, кумарины и д.р. Все исследованные органокатализаторы могли быть регенерированы и использованы многократно. Также, впервые была обнаружена и детально исследована асимметрическая реакция двойного присоединения по типу Михаэля. На основе квантово-химических методов предложен механизм данной реакции. Продукты двойного присоединения могут быть исследованы на различные виды биоактивности, а также легко превращены в труднодоступные оптически обогащенные аминокислоты неприродного строения.

 

Публикации

1. Ковалевский Р.А., Кучеренко А.С., Корлюков А.А., Злотин С.Г. Asymmetric Conjugate Addition of 3-Hydroxychromen-4-ones to Electron-Deficient Olefins Catalyzed by Recyclable C2- Symmetric Squaramide Advanced Synthesis & Catalysis, - (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/adsc.202101019

2. Ковалевский Р.А., Смирнов М.В., Кучеренко А.С., Быкова К.А., Шикина Е.В., Злотин С.Г. Organocatalytic asymmetric double addition of kojic acids to 2- nitroallylic carbonates Eur. J. Org. Chem., - (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1002/ejoc.202101435

3. Костенко А. А., Кузнецова О. Ю., Кучеренко А.С., Злотин С.Г. Асимметрическая реакция Михаэля между кетонами и нитроалкенами под действием фенилглицин-содержащих С2-симметричных органокатализаторов Изв АН сер Хим, - (год публикации - 2021)

4. Костенко А.А., Кучеренко А.С., Комогорцев А.Н., Личичкий Б.В., Злотин С.Г. 2-Nitroallyl carbonate–based green bifunctional reagents for catalytic asymmetric annulation reactions Organic & Biomolecular Chemistry, - (год публикации - 2020)

5. Федотов М.Ю., Костенко А.А., Комогорцев А.Н., Личитский Б.В., Кузнецова О.Ю., Кучеренко А.С. "C2-СИММЕТРИЧНЫЙ ХИРАЛЬНЫЙ СКВАРАМИД ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ РЕГЕНЕРИРУЕМЫЙ ОРГАНОКАТАЛИЗАТОР ДЛЯАСИММЕТРИЧНЫХ РЕАКЦИЙ МИХАЭЛЯ" Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине: фундаментальные проблемы и перспективы (с международным участием). Казань, Сборник тезисов, с 40 (год публикации - 2020)

Возможность практического использования результатов
Полученные в ходе выполнения проекта результаты могут быть использованы в экономической и социальной сфере, в частности для разработки новых и усовершенствования уже известных импортозамещающих технологий получения различных биологически активных веществ и лекарственных препаратов, превосходящих зарубежные аналоги по эффективности и конкурентоспособности на рынке. Важно, что разработанные методы позволяют селективно получать их наиболее активные энантиомеры, что позволяет уменьшить необходимую дозу для применения и снизить возможные нежелательные побочные эффекты.