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 23-43-00086
НазваниеФотокаталитические тиол-ин-инициированные реакции деароматизации и исследование их механизмов
Руководитель Анаников Валентин Павлович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук , г Москва
Конкурс №74 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений
Ключевые слова органический синтез, фотохимия, фотокатализ, деароматизация, изучение механизмов
Код ГРНТИ31.21.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Реакции деароматизации представляют собой фундаментальное превращение ароматических соединений и в последнее время привлекают активное внимание исследователей. Деароматизация имеет ключевое значение, поскольку она обеспечивают беспрецедентный доступ к трехмерным циклическим молекулам с повышенным структурным разнообразием и стереоизомерией из легкодоступных исходных материалов. Недавние разработки в области фотокатализа продемонстрировали альтернативное решение для разработки новых реакций деароматизации. Высокоэнергетические радикалы и частицы в возбужденном состоянии, образующиеся из инертных ароматических субстратов посредством фотокатализа, легко вовлекаются в превращения, приводящие к деароматизированным продуктам. В данном проекте исследовательские группы из Китая и России объединяют свои усилия для проведения комбинированных полномасштабных механистических и синтетических исследований для развития химии функционализации привилегированных гетероциклических структур на новом уровне. Рациональный дизайн новых синтетических путей будет осуществляться для доступа к гетероциклическим молекулам, которые очень востребованы в области разработки лекарств и тонкого органического синтеза. Общий проект может быть выполнен только путем объединения усилий как российской, так и китайской команд, поскольку ни одна из команд не сможет достичь поставленной цели в одиночку.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Шлапаков Н.С., Кобелев А.Д., Бурыкина Ю.В., Ченг Ю.Ж., Ю Ш.Л., Анаников В.П.
Sulfur in Waste-Free Sustainable Synthesis: Advancing Carbon-Carbon Coupling Techniques
Angewandte Chemie International Edition, e202402109, 1 - 16 (год публикации - 2924)
10.1002/anie.202402109
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Данный проект направлен на развитие методов фотокатализа — важнейшего инструмента в органическом синтезе, позволяющего проводить сложные химические реакции с высокой избирательностью и эффективностью. Фотокатализ открывает новые возможности в создании биоактивных соединений, предлагая экономически выгодные и экологически безопасные пути синтеза сложных молекул. Исследования сосредоточены на применении цианоареновых фотокатализаторов в радикальных реакциях деароматизации. В ходе работы разработан метод экспресс-оценки реакционной способности радикалов с использованием масс-спектрометрии высокого разрешения. Оптимизация параметров трехкомпонентных реакций, таких как выбор растворителей, оснований и защитных групп, позволила достичь значительных улучшений в выходах продуктов и их селективности. Особое внимание уделено изучению механизмов радикальных процессов, включая (2+2)-присоединение стиролов к индолам, что расширяет спектр применения фотокатализа. Также предложены инновационные цифровые подходы, включая генерацию синтетических масс-спектров для машинного обучения, что ускоряет анализ и моделирование химических процессов. Сделанные находки демонстрируют потенциал фотохимии в создании экологически чистых и высокоэффективных методов органического синтеза, прокладывая путь к разработке новых материалов и технологий. Эти результаты подтверждают значимость интеграции фотокатализа в современную химию для повышения практического потенциала и селективности синтетических методов.
Публикации
1.
Шлапаков Н.С., Кобелев А.Д., Бурыкина Ю.В., Ченг Ю.Ж., Ю Ш.Л., Анаников В.П.
Sulfur in Waste-Free Sustainable Synthesis: Advancing Carbon-Carbon Coupling Techniques
Angewandte Chemie International Edition, e202402109, 1 - 16 (год публикации - 2924)
10.1002/anie.202402109
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках проекта за отчетный период были разработаны и реализованы два принципиально новых подхода к фотокаталитической деароматизации индольных и родственных гетероароматических систем, направленных на получение структурно и стереохимически сложных молекулярных архитектур. Представлена стратегия асимметрической деароматизующей [2+2]-фотoциклизации индолов, бензотиофенов и бензофуранов с алкенами под действием видимого света в присутствии льюисовых кислот и хиральных PyBox-лигандов. Показано, что координация гетероарена к иону редкоземельного металла приводит к управляемому изменению его фотофизических свойств и открывает доступ к стереоконтролируемому формированию двух C–C связей. Разработанная каталитическая система обеспечивает получение циклобутан-сопряжённых гетероциклов с высокими выходами, превосходной диастерео- и энантиоселективностью и демонстрирует широкую область применимости, включая масштабирование и последующую синтетическую модификацию продуктов. Предложен принципиально новый трёхкомпонентный фотокаталитический процесс деароматизирующего винилирования индолов, основанный на каскадном тиол-ин-инициируемом радикальном механизме. Впервые показана возможность прямой функционализации индольного ядра без предварительной активации субстрата за счёт тонкой настройки среды реакции, включающей использование ZnCl₂ и апротонного растворителя. Проведённые механистические исследования подтвердили ключевую роль винильного радикала как деароматизирующего агента и выявили факторы, определяющие селективность процесса. Совокупность полученных результатов расширяет концептуальные границы фотокаталитической деароматизации и формирует универсальную платформу для синтеза функционально насыщенных индолиновых производных, представляющих интерес для тонкого органического синтеза, разработки биоактивных соединений и лекарственных препаратов.
Публикации
1.
Шлапаков Н.С., Кобелев А.Д., Бурыкина Ю.В., Ченг Ю.Ж., Ю Ш.Л., Анаников В.П.
Sulfur in Waste-Free Sustainable Synthesis: Advancing Carbon-Carbon Coupling Techniques
Angewandte Chemie International Edition, e202402109, 1 - 16 (год публикации - 2924)
10.1002/anie.202402109
Возможность практического использования результатов
Нет сведений в настоящее время