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 17-13-01411
НазваниеАцилирование нитроалканов и О-производных нитроновых кислот как способ С-Н функционализации их углеродного скелета. Разработка методологии и применение в полном синтезе.
Руководитель Сухоруков Алексей Юрьевич, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук , г Москва
Конкурс №18 - Конкурс 2017 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 слова С-Н функционализация, ацилирование, нитроалканы, нитроновые кислоты, нитронаты, редокс-процессы, сигматропные перегруппировки, инверсия полярности, направленный синтез
Код ГРНТИ31.21.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В современном органическом синтезе, стремящемся к максимальной экологичности и атомной эффективности, все большую актуальность приобретает создание процессов направленной С-Н активации функционально-замещенных соединений. Такие превращения позволяют осуществлять требуемое усложнение углеродного скелета доступных молекул (т.н. “платформ”) наиболее эффективным образом без многостадийных трансформаций функциональных групп. Современные методы С-Н активации основаны на новых типах реакционной способности классических органических соединений, проявляющихся, обычно, при действии внешних окислительных реагентов и комплексов переходных металлов как катализаторов или промоторов. В этих условиях может быть реализовано обращение традиционной полярности электрофильных и нуклеофильных центров, а также достигнута функционализация обычно неактивированных положений в молекуле. Типичными примерами такого современного подхода являются инверсия полярности енолятов, С-Н активация инертных бета- и гамма-положений производных карбоновых кислот, а также смена классической региоселективности в реакциях замещения в ароматическом ряду.
Однако многие важные классы органических соединений остаются совершенно не исследованными в контексте процессов окислительной С-Н функционализации. Одними из таких соединений являются нитроалканы, химия которых, несмотря на свою огромную роль в органическом синтезе, изучена весьма односторонне. Превращения нитроалканов исчерпываются в основном реакциями электрофильного присоединения в альфа-положение, [3+2]-диполярным циклоприсоединением и восстановлением нитро-группы. Это, безусловно, ограничивает область применения нитросоединений как полупродуктов в органическом синтезе. Настоящий проект направлен на восполнение этого пробела в химии нитроалканов.
Благодаря высокому окислительному потенциалу нитро-группы, в самой структуре нитроалканов заложены богатые возможности для осуществления С-Н функционализации углеродного скелета. В таких процессах, теоретически, не требуется использование внешних окислителей и медиаторов на основе переходных металлов, поскольку активация углеродного скелета может происходить путем внутримолекулярного переноса электронов. Широчайшие возможности такого подхода только сейчас начинают осознаваться исследователями. Так, недавно были открыты реакции нуклеофильного присоединения к альфа-углеродному атому нитроалканов, в которых движущей силой образования связи углерод-нуклеофил является восстановление нитро-группы. Такие превращения, хотя и носят пока единичный характер, демонстрируют принципиальную возможность использования окислительного потенциала нитро-фрагмента для введения заместителей в структуру нитросоединений.
Целью настоящего проекта является разработка общей методологии С-Н функционализации углеродного скелета в нитроалканах и О-эфирах нитроновых кислот (нитронатов) с использованием электрофильной активации под действием сильных ацилирующих реагентов. Ожидается, что процесс ацилирования позволит наиболее полно реализовать окислительный потенциал нитро-фрагмента для активации не только альфа-, но и инертных бета- и гамма-углеродных атомов в нитроалканах. В основе предлагаемых методов лежат совершенно оригинальные превращения О-ацилированных производных нитроновых кислот, включающие обращение традиционной реакционной способности нитроалканов, а также новые редокс-процессы и перициклические реакции. Помимо фундаментальных аспектов этих новых превращений будет изучаться и их синтетический потенциал, в частности применение для оптимизации синтеза некоторых важных биоактивных соединений.
Перечисленные выше обстоятельства, обуславливают высокую новизну и актуальность заявляемого проекта и его ожидаемых результатов для развития химии неароматических нитросоединений и методологии современного органического синтеза в целом.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Кокуев А. О., Антонова Ю. А., Дорохов В. С., Голованов И. С., Нелюбина Ю. В., Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Acylation of Nitronates: [3,3]-Sigmatropic Rearrangement of in Situ Generated N-Acyloxy, N-oxyenamines
Journal of Organic Chemistry, 2018, 83, 11057-11066 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.joc.8b01652
2.
Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С.Л.
α-Electrophilic Reactivity of Nitronates
Chemical Record, 2018, 18, 1489-1500 (год публикации - 2018)
10.1002/tcr.201800009
3.
Хотянцева Е. А., Таболин А. А., Новиков Р. А., Нелюбина Ю. В., Иоффе С. Л.
Synthesis of unsaturated silyl nitronates via the silylation of conjugated nitroalkenes
Tetrahedron Letters, 2018, 59, 3128 (год публикации - 2018)
10.1016/j.tetlet.2018.07.011
4. Наумович Я. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л. Оксиминоалкилирование фенолов и других НO-кислот. Новый подход к синтезу α-оксиоксимов и их применение в направленном синтезе Сборник научных статей по материалам X Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты», 2018, том 1, стр. 110-112 (год публикации - 2018)
5. Наумович Я. А., Сухоруков А.Ю., Иоффе С. Л. Oксиминоалкилирование OH-кислот как новый подход к синтезу α-оксиоксимов Успехи в химии и химической технологии, Том XXXII, № 7, стр. 6-8. (год публикации - 2018)
6.
Сухоруков А. Ю.
C−H Reactivity of the α‐Position in Nitrones and Nitronates
Advanced Synthesis & Catalysis (год публикации - 2020)
10.1002/adsc.201900718
7.
Малыхин Р. С., Кокуев А. О., Дорохов В. С., Нелюбина Ю .В., Тартаковский В. А., Таболин А. А., Иоффе С. Л., Сухоруков А. Ю.
Nucleophilic Halogenation of Cyclic Nitronates: A General Access to 3‑Halo-1,2-Oxazines
Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2019, 84, 13794−13806 (год публикации - 2019)
10.1021/acs.joc.9b02010
8.
Малыхин Р. С., Голованов И. С., Иоффе С.Л., Сухоруков А. Ю.
Tandem Deoxygenation/Halogenation of N-Oxides Under Acylation Conditions: Scope and In Situ IR Spectroscopic Study
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem. 2019, 4139–4148 (год публикации - 2019)
10.1002/ejoc.201900131
9.
Антонова Ю.А., Нелюбина Ю.В., Сухоруков А.Ю., Иоффе С.Л., Таболин А.А.
Tandem double acylation/[3,3]-rearrangement of aliphatic nitro compounds: a route to α-oxygenated oxime derivatives
Organic & Biomolecular Chemistry, Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 5997–6006 (год публикации - 2019)
10.1039/C9OB01005J
10.
Анаников В. П., Дильман A. Д., Егоров M. П., Кустов Л. M., Сахаров A. M., Шереметьев A. Б., Стахеев A. Ю., Сухоруков, A. Ю., Иоффе С. Л., Терентьев, A. O., Томилов Ю.В., Злотин С. Г., Кучеренко А. С., Устюжанина Н. Е., Нифантьев Н. Э. и другие
Organic and hybrid systems: from science to practice
Mendeleev Communications, Mendeleev Commun. 2017, 27, 425-438. (год публикации - 2017)
10.1016/j.mencom.2017.09.001
11.
Наумович Я. А., Голованов И. С., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Addition of HO-Acids to N,N-Bis(oxy)enamines: Mechanism, Scope and Application to the Synthesis of Pharmaceuticals
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem., 2017, 41, 6209-6227 (год публикации - 2017)
10.1002/ejoc.201701266
Публикации
1.
Кокуев А. О., Антонова Ю. А., Дорохов В. С., Голованов И. С., Нелюбина Ю. В., Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Acylation of Nitronates: [3,3]-Sigmatropic Rearrangement of in Situ Generated N-Acyloxy, N-oxyenamines
Journal of Organic Chemistry, 2018, 83, 11057-11066 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.joc.8b01652
2.
Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С.Л.
α-Electrophilic Reactivity of Nitronates
Chemical Record, 2018, 18, 1489-1500 (год публикации - 2018)
10.1002/tcr.201800009
3.
Хотянцева Е. А., Таболин А. А., Новиков Р. А., Нелюбина Ю. В., Иоффе С. Л.
Synthesis of unsaturated silyl nitronates via the silylation of conjugated nitroalkenes
Tetrahedron Letters, 2018, 59, 3128 (год публикации - 2018)
10.1016/j.tetlet.2018.07.011
4. Наумович Я. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л. Оксиминоалкилирование фенолов и других НO-кислот. Новый подход к синтезу α-оксиоксимов и их применение в направленном синтезе Сборник научных статей по материалам X Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты», 2018, том 1, стр. 110-112 (год публикации - 2018)
5. Наумович Я. А., Сухоруков А.Ю., Иоффе С. Л. Oксиминоалкилирование OH-кислот как новый подход к синтезу α-оксиоксимов Успехи в химии и химической технологии, Том XXXII, № 7, стр. 6-8. (год публикации - 2018)
6.
Сухоруков А. Ю.
C−H Reactivity of the α‐Position in Nitrones and Nitronates
Advanced Synthesis & Catalysis (год публикации - 2020)
10.1002/adsc.201900718
7.
Малыхин Р. С., Кокуев А. О., Дорохов В. С., Нелюбина Ю .В., Тартаковский В. А., Таболин А. А., Иоффе С. Л., Сухоруков А. Ю.
Nucleophilic Halogenation of Cyclic Nitronates: A General Access to 3‑Halo-1,2-Oxazines
Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2019, 84, 13794−13806 (год публикации - 2019)
10.1021/acs.joc.9b02010
8.
Малыхин Р. С., Голованов И. С., Иоффе С.Л., Сухоруков А. Ю.
Tandem Deoxygenation/Halogenation of N-Oxides Under Acylation Conditions: Scope and In Situ IR Spectroscopic Study
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem. 2019, 4139–4148 (год публикации - 2019)
10.1002/ejoc.201900131
9.
Антонова Ю.А., Нелюбина Ю.В., Сухоруков А.Ю., Иоффе С.Л., Таболин А.А.
Tandem double acylation/[3,3]-rearrangement of aliphatic nitro compounds: a route to α-oxygenated oxime derivatives
Organic & Biomolecular Chemistry, Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 5997–6006 (год публикации - 2019)
10.1039/C9OB01005J
10.
Анаников В. П., Дильман A. Д., Егоров M. П., Кустов Л. M., Сахаров A. M., Шереметьев A. Б., Стахеев A. Ю., Сухоруков, A. Ю., Иоффе С. Л., Терентьев, A. O., Томилов Ю.В., Злотин С. Г., Кучеренко А. С., Устюжанина Н. Е., Нифантьев Н. Э. и другие
Organic and hybrid systems: from science to practice
Mendeleev Communications, Mendeleev Commun. 2017, 27, 425-438. (год публикации - 2017)
10.1016/j.mencom.2017.09.001
11.
Наумович Я. А., Голованов И. С., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Addition of HO-Acids to N,N-Bis(oxy)enamines: Mechanism, Scope and Application to the Synthesis of Pharmaceuticals
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem., 2017, 41, 6209-6227 (год публикации - 2017)
10.1002/ejoc.201701266
Публикации
1.
Кокуев А. О., Антонова Ю. А., Дорохов В. С., Голованов И. С., Нелюбина Ю. В., Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Acylation of Nitronates: [3,3]-Sigmatropic Rearrangement of in Situ Generated N-Acyloxy, N-oxyenamines
Journal of Organic Chemistry, 2018, 83, 11057-11066 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.joc.8b01652
2.
Таболин А. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С.Л.
α-Electrophilic Reactivity of Nitronates
Chemical Record, 2018, 18, 1489-1500 (год публикации - 2018)
10.1002/tcr.201800009
3.
Хотянцева Е. А., Таболин А. А., Новиков Р. А., Нелюбина Ю. В., Иоффе С. Л.
Synthesis of unsaturated silyl nitronates via the silylation of conjugated nitroalkenes
Tetrahedron Letters, 2018, 59, 3128 (год публикации - 2018)
10.1016/j.tetlet.2018.07.011
4. Наумович Я. А., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л. Оксиминоалкилирование фенолов и других НO-кислот. Новый подход к синтезу α-оксиоксимов и их применение в направленном синтезе Сборник научных статей по материалам X Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты», 2018, том 1, стр. 110-112 (год публикации - 2018)
5. Наумович Я. А., Сухоруков А.Ю., Иоффе С. Л. Oксиминоалкилирование OH-кислот как новый подход к синтезу α-оксиоксимов Успехи в химии и химической технологии, Том XXXII, № 7, стр. 6-8. (год публикации - 2018)
6.
Сухоруков А. Ю.
C−H Reactivity of the α‐Position in Nitrones and Nitronates
Advanced Synthesis & Catalysis (год публикации - 2020)
10.1002/adsc.201900718
7.
Малыхин Р. С., Кокуев А. О., Дорохов В. С., Нелюбина Ю .В., Тартаковский В. А., Таболин А. А., Иоффе С. Л., Сухоруков А. Ю.
Nucleophilic Halogenation of Cyclic Nitronates: A General Access to 3‑Halo-1,2-Oxazines
Journal of Organic Chemistry, J. Org. Chem. 2019, 84, 13794−13806 (год публикации - 2019)
10.1021/acs.joc.9b02010
8.
Малыхин Р. С., Голованов И. С., Иоффе С.Л., Сухоруков А. Ю.
Tandem Deoxygenation/Halogenation of N-Oxides Under Acylation Conditions: Scope and In Situ IR Spectroscopic Study
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem. 2019, 4139–4148 (год публикации - 2019)
10.1002/ejoc.201900131
9.
Антонова Ю.А., Нелюбина Ю.В., Сухоруков А.Ю., Иоффе С.Л., Таболин А.А.
Tandem double acylation/[3,3]-rearrangement of aliphatic nitro compounds: a route to α-oxygenated oxime derivatives
Organic & Biomolecular Chemistry, Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 5997–6006 (год публикации - 2019)
10.1039/C9OB01005J
10.
Анаников В. П., Дильман A. Д., Егоров M. П., Кустов Л. M., Сахаров A. M., Шереметьев A. Б., Стахеев A. Ю., Сухоруков, A. Ю., Иоффе С. Л., Терентьев, A. O., Томилов Ю.В., Злотин С. Г., Кучеренко А. С., Устюжанина Н. Е., Нифантьев Н. Э. и другие
Organic and hybrid systems: from science to practice
Mendeleev Communications, Mendeleev Commun. 2017, 27, 425-438. (год публикации - 2017)
10.1016/j.mencom.2017.09.001
11.
Наумович Я. А., Голованов И. С., Сухоруков А. Ю., Иоффе С. Л.
Addition of HO-Acids to N,N-Bis(oxy)enamines: Mechanism, Scope and Application to the Synthesis of Pharmaceuticals
European Journal of Organic Chemistry, Eur. J. Org. Chem., 2017, 41, 6209-6227 (год публикации - 2017)
10.1002/ejoc.201701266