2-Циано- и 2,6-дициано-4-пироны как субстраты-хамелеоны и синтетические эквиваленты 4-гидрокси-2-пиронов для направленного органического синтеза полезных продуктов

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 18-13-00186

Название2-Циано- и 2,6-дициано-4-пироны как субстраты-хамелеоны и синтетические эквиваленты 4-гидрокси-2-пиронов для направленного органического синтеза полезных продуктов

Руководитель Сосновских Вячеслав Яковлевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" , Свердловская обл

Конкурс №28 - Конкурс 2018 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 2-Циано-4-пироны, [3+2] циклоприсоединение, гетероциклические триады, 1,3-диполи, 4-гидрокси-2-пироны, лактон триацетовой кислоты, 4-дицианометилен-4H-пираны, моно- и динуклеофилы

Код ГРНТИ31.21.27

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект посвящен химии 2-циано- и 2,6-дициано-4-пиронов, относящихся к числу малоисследованных ранее производных 4-пирона со своеобразной реакционной способностью. Эти полиэлектрофильные гетероциклы являются скрытыми 1,3,5-трикетонами и в зависимости от используемого реагента могут выступать в роли нитрила, кетона, ацилцианида или алкена, что позволяет отнести их к числу субстратов-хамелеонов, играющих важную роль в направленном органическом синтезе. Кроме того, в ряде случаев 2-циано-4-пироны проявляют себя в качестве синтетических эквивалентов 4-гидрокси-2-пиронов, что еще в большей степени повышает интерес к ним. Пробные опыты показали, что 2-циано- и 2,6-дициано-4-пироны реагируют с гидроксиламином, азидом натрия и нитрилоксидами исключительно по одной или двум цианогруппам, открывая тем самым новый путь к синтезу гетероциклических диад и триад 4-пиронового ряда. Этот результат делает возможным получение на основе пироновых триад 2,6-дигетарилпиридинов – тридентатных лигандов с широким набором азолов в положениях 2 и 6 пиридина, которые благодаря своим комплексообразующим и спектральным свойствам представляют значительный интерес для создания органических светодиодов (OLED) и элементов солнечных батарей. Взаимодействием 4-пироновых триад с аммиаком и малононитрилом будут синтезированы как симметричные, так и несимметричные 2,6-диазолилпиридины, а также аналогичным образом замещенные 2-(4H-пиран-4-илиден)малонитрилы. Взаимодействие 2-циано-4-пиронов с первичными аминами протекает селективно по атому С-2 и ведет к получению высокоактивных карбамоилированных аминоенонов, которые образуются также из 4-гидрокси-2-пиронов, в частности, из лактона триацетовой кислоты. 4-Гидрокси-6-R-2-пироны мы планируем получать из 2-циано-6-R-4-пиронов путем замещения цианогруппы на гидроксильную. Другие способы получения и химические свойства 6-замещенных 4-гидрокси-2-пиронов, включая особо активный и труднодоступный 4-гидрокси-6-трифторметил-2-пирон, также будут исследованы. Полученные из 2- и 4-пиронов карбамоилированные аминоеноны представляют самостоятельный интерес в качестве полифункциональных интермедиатов и будут использованы при разработке эффективных методов направленного органического синтеза различных азагетероциклов с заданной структурой и потенциальной биологической активностью. Настоящий проект является развитием наших работ в области 2,6- и 2,5-дизамещенных 4-пиронов, а новизна его состоит в том, что ранее неизвестные 2-циано- и 2,6-дициано-4-пироны предлагаются в качестве новых субстратов-хамелеонов для направленного органического синтеза широкого круга полезных продуктов, в том числе 2,6-диазолилпиридинов с комплексообразующими свойствами. Проект призван восполнить пробел в химии 4-пирона в отношении его цианопроизводных, а возможность реализации запланированных задач не вызывает сомнений, так как мы опираемся на серьезный научный задел и имеющиеся предварительные данные.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Обыденнов Д. Л., Эльтантави А. И., Сосновских В. Я. Bio-based triacetic acid lactone in the synthesis of azaheterocycles via a ring-opening transformation New Journal of Chemistry, Volume 42, Issue 11, 2018, Pages 8943-8952 (год публикации - 2018)
10.1039/C8NJ01044G

2. Обыденнов Д. Л., Эльтантави А. И., Сосновских В. Я. Synthesis of Multifunctionalized 2,3-Dihydro-4-pyridones and 4-Pyridones via the Reaction of Carbamoylated Enaminones with Aldehydes The Journal of Organic Chemistry, 2018, Volume 83 (22), pp 13776–13786 (год публикации - 2018)
10.1021/acs.joc.8b02075

3. Сосновских В.Я., Обыденнов Д.Л. 2,5/2,6-ДИЗАМЕЩЕННЫЕ 4-ПИРОНЫ В СИНТЕЗЕ ГЕТЕРОЦИКЛОВ BOOK OF ABSTRACTS 2nd Conference "Modern synthetic methodologies for creating drugs and functional materials" (MOSM2018), PR-11 (год публикации - 2018)

4. Обыденнов Д. Л., Эльтантави А. И., Сосновских В. Я. BIO-BASED TRIACETIC ACID LACTONE IN THE SYNTHESIS OF HETEROCYCLES VIA THE ENAMINONE FORMATION BOOK OF ABSTRACTS 2nd Conference "Modern synthetic methodologies for creating drugs and functional materials" (MOSM2018), PR-6 (год публикации - 2018)

5. Макарова А.И., Обыденнов Д.Л., Сосновских В.Я. РЕАКЦИИ 2-ЦИАНО-4-ПИРОНА С N-НУКЛЕОФИЛАМИ BOOK OF ABSTRACTS 2nd Conference "Modern synthetic methodologies for creating drugs and functional materials" (MOSM2018), СД-24 (год публикации - 2018)

6. Обыденнов Д. Л., Эльтантави А. И., Сосновских В. Я. Bio-based triacetic acid lactone in the synthesis of azaheterocycles via a ring-opening transformation Abstracts of "The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)", P. 183 (год публикации - 2018)

7. Усачев С.А., Сосновских В.Я. Synthesis of 6-polyfluoroalkyl(ethoxycarbonyl)-2-methylsulfanyl-4-pyrones Abstracts of "The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-14)", P. 192 (год публикации - 2018)

8. Макарова А.И., Обыденнов Д.Л., Сосновских В.Я. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 2-ЦИАНО-4-ПИРОНА В РЕАКЦИЯХ С N-НУКЛЕОФИЛАМИ Сборник тезисов докладов XXVIII Российская молодёжная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», C. 345 (год публикации - 2018)

9. Михеева М.И., Усачев С.А., Сосновских В.Я. АЦИЛИРОВАНИЕ АЦЕТИЛКЕТЕНДИТИОАЦЕТАЛЕЙ ЧЕРЕЗ МЯГКУЮ ЕНОЛИЗАЦИЮ. СИНТЕЗ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ 4-ПИРОНОВ Сборник тезисов докладов XXVIII Российская молодёжная научная конференция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», С. 373 (год публикации - 2018)

10. Обыденнов Д.Л., Эльтантави А.И., Сосновских В.Я. Triacetic acid lactone as a bioprivileged molecule in organic synthesis Mendeleev Communications, 29, 1, 1-10 (год публикации - 2019)
10.1016/j.mencom.2019.01.001

11. Обыденнов Д.Л., Эльтантави А.И., Корнев М.Ю., Сосновских В.Я. Reactions of carbamoylated amino enones with 3-substituted chromones for the preparation of 2-pyridones and chromeno[4,3-b]pyridine-2,5-diones Mendeleev Communications, 29, 2, 234-236 (год публикации - 2019)
10.1016/j.mencom.2019.03.041

12. Обыденнов Д.Л., Хамматова Л.Р., Стебеньков В.Д., Сосновских В.Я. Synthesis of novel polycarbonyl Schiff bases by ring-opening reaction of ethyl 5-acyl-4-pyrone-2- carboxylates with primary mono- and diamines RSC Advances, 9, 68, 40072-40083 (год публикации - 2019)
10.1039/c9ra07653k

13. Обыденнов Д.Л., И. Суслова А.И., Сосновских В.Я. Синтез и некоторые химические свойства 2-циано-4-пирона Химия гетероциклических соединений (год публикации - 2020)

14. Сосновских В.Я., Обыденнов Д.Л. Synthesis and reactivity of 2,6-disubstituted 4-pyrones The Book of abstracts of Markovnikov Congress on Organic Chemistry, p. 114 (год публикации - 2019)

15. Обыденнов Д.Л., Эльтантави А.И., Сосновских В.Я. CARBAMOYLATED ENAMINONES AS VERSATILE BUILDING BLOCKS FOR THE SYNTHESIS OF AZAHETEROCYCLES Abstracts of the 21st European Symposium on Organic Chemistry, P 864 (год публикации - 2019)

16. Корнев М.Ю., Тишин Д.С., Обыденнов Д.Л., Сосновских В.Я. USE OF CHROMONE-3-CARBOXYLIC ACID AND ITS DERIVATIVES IN THE SYNTHESIS OF HETEROCYCLES Abstracts of the 21st European Symposium on Organic Chemistry, p. 900 (год публикации - 2019)

17. Эльтантави А.И.А., Обыденнов Д.Л., Сосновских В.Я. СИНТЕЗ АЗАГЕТЕРОЦИКЛОВ НА ОСНОВЕ КАРБАМОИЛИРОВАННЫХ ЕНАМИНОНОВ Тезисы докладов XXIX Российской молодежной научной конференции с международным участием, посвященной 150-летию Периодической таблицы химических элементов, c. 416 (год публикации - 2019)

18. Cимбирцева А.Е., Обыденнов Д.Л., Пиксин С.Е., Сосновских В.Я. 2,6-ДИЦИАНО-4-ПИРОН В РЕАКЦИЯХ [3+2]-ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЯ Сборник тезисов III международной конференции «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM2019), СД-1 (год публикации - 2019)

19. Обыденннов Д.Л., Симбирцева А.Е., Пиксин С.Е., Сосновских В.Я. 2,6-Dicyano-4-pyrone as a novel and multifarious building-block for the synthesis of 2,6-bis(hetaryl)-4-pyrones and 2,6-bis(hetaryl)-4-pyridinols ACS Omega (год публикации - 2020)
10.1021/acsomega.0c05357

20. Корнев М.Ю., Тишин Д.С., Обыденннов Д.Л., Сосновских В.Я. Reactions of 3-functionalized chromones with triacetic acid lactone Mendeleev Communications, 30, 233–235 (год публикации - 2020)
10.1016/j.mencom.2020.03.035

21. Сосновских В.Я. Synthesis and chemical properties of 3-alkoxycarbonylchromones and 3-alkoxalylchromones Chemistry of Heterocyclic Compounds (год публикации - 2020)
10.1007/s10593-020-02784-4

22. Сосновских В.Я. Синтез и реакционная способность 3-(1-алкинил)хромонов Успехи химии, DOI: 10.1070/RCR5008 (год публикации - 2021)
10.1070/RCR5008

23. Стебеньков В.Д., Обыденнов Д.Л., Сосновских В.Я. Взаимодействие замещенных 4-пиронов с азометин-илидами Материалы XXVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2020», секция «Химия», С. 929 (год публикации - 2020)

24. Симбирцева А.Е., Обыденннов Д.Л., Сосновских В.Я. 2,6-Дициано-4-пирон как билдинг-блок для синтеза 2,6-гетарилпиридонов Материалы Международной научной конференции "Актуальные вопросы органической химии и биотехнологии" (OrgChemBioTech2020) (год публикации - 2020)

Публикации