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 17-73-10087
НазваниеПолучение сопряженных пяти- и шестичленных гетероциклических систем и исследование их биологической активности.
Руководитель Рябухин Дмитрий Сергеевич, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" , г Санкт-Петербург
Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» 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 Биологически активные препараты, органический синтез, хинолины, фураны, тетразолы, 1,2,4-оксадиазолы, сопряженные гетероциклы, электрофильная активация, металлокомплексный катализ
Код ГРНТИ31.21.00, 31.21.27
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Анализ литературных данных по синтезу гетероциклических соединений (Рябухин Д.С., Васильев А.В. Успехи химии, 2016, 85, 637-665; Boyarskiy V.P., Ryabukhin D.S., Bokach N.A., Vasilyev A.V. Chem.Rev., 2016, 116, 5894−5986) показал, что одним их наиболее перспективных и эффективных способов получения разнообразных гетероциклов являются синтезы с использованием ацетиленовых соединений. В таких реакциях можно гибко варьировать исходные субстраты для построения целевой гетероциклической системы с определенными заместителями в заданных положениях. Кроме этого, можно использовать различные катализаторы и активаторы в таких превращениях, а также широко варьировать условия проведения реакций.
Проект направлен на получение новых сопряженных пяти- и шестичленных гетероциклических систем, обладающих различными видами биологической активности (включая антибактериальную), из ацетиленовых соединений.
Актуальность проекта обусловлена поиском биологически активных веществ, в том числе антибактериальных препаратов, получаемых на основе многокомпонентных реакций с применением простых и доступных исходных реагентов, имеющих в своих структурах тройную связь углерод-углерод, карбонильную и аминогруппы. Основная часть лекарственных препаратов представляет собой гетероциклические соединения, получаемые синтетически, а не путем выделения из природного сырья. Комбинация различных гетероциклических систем, проявляющих схожую биологическую активность, может как усиливать биоактивные свойства, так и подавлять их.
Основными гетероциклическими фармакофорами, проявляющими антибактериальную активность, являются хинолиновые, фурановые, тетразольные и оксадиазольные системы. Так, например, к настоящему времени разработано и применяется в медицинской практике четвертое поколение фторхинолонов. Предыдущие первые три поколения данных фторхинолоновых лекарств так же включены в Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов. Фурановые и тетразольные структуры широко представлены в фармакопее как антибактериальные средства.
Научная новизна проекта заключается в разработке методов получения из ацетиленовых соединений сопряженных полигетероциклических систем, включающих в свои структуры комбинации из хинолинового, фуранового, тетразольного и оксадиазольного фрагментов.
В первой части работы планируется синтезировать сопряженные производные хинолина, фурана, тетразола и 1,2,4-оксадиазола в результате многокомпонентных реакций циклизации, на основе электрофильной активации алкинов, альдегидов и анилинов под действием кислотных катализаторов. В подобной трехкомпонентной системе в первую очередь происходит конденсация альдегида и анилина с образованием соответствующего имина. Далее в кислых условиях идет протонирование имина и взаимодействие промежуточного катиона с алкином, и в результате дальнейших внутримолекулярных превращений формируется хинолиновая система. В качестве исходных ацетиленовых соединений предлагается использовать как терминальные так и внутренние ацетилены, имеющие сопряженную тройную связь углерод-углерод с арильными, тетразольными или 1,2,4-оксадиазольными заместителями. Исходными формильными компонентами могут быть не только замещенные бензальдегиды, но и 2-формилимидазол, 2-, 6- или 8-альдегидохинолины, 2-формилиндол, фурфурол, 5-гидроксиметилфурфурол. Из схожего набора исходных веществ (алкинов, карбонильных соединений и анилинов) в условиях металлокомплексного катализа соединениями палладия можно осуществить синтез сопряженных изохинолинов, включающих перечисленные выше гетероциклические фрагменты.
Вторая часть работы будет включать разработку синтеза 3,5-дизамещенных 1,2,4-оксадиазолов, содержащих в пятом положении алкинильную группу, и исследование реакций электрофильной активации ацетиленовой связи в кислотах в присутствии аренов. 1,2,4-Оксадиазолы обладают не только большим синтетическим и теоретическим потенциалом в органической химии, но и имеют широкий спектр практически значимых свойств. 5-Алкинил-1,2,4-оксадиазолы обладают сразу несколькими реакционными центрами, так протонирование идет по оксадиазольному циклу и тройной связи углерод-углерод, с образованием винильного катиона. В присутствии аренов, данные катионные частицы могут приводить к образованию продуктов гидроарилирования тройной связи углерод-углерод – 3-арил-5-(3,3-диарилэтенил)-1,2,4-оксадиазолам.
Третья часть работы посвящена получению 2-трифторметилхроменов из трифторметилзамещенных пропаргиловых спиртов и фенолов под действием кислотных цеолитов H-USY. Данный тип реакций является новым направлением получения перфторированных кислородсодержащих гетероциклических соединений с использованием регенерируемого «зеленого» катализатора – кислотных цеолитов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ