Новые каталитические методы синтеза полигетероциклических соединений (итоговый)

Проведены расчеты относительных свободных энергий Гиббса ряда изоксазолов и 2-карбонил-2H-азиринов, содержащих различные синтетически полезные заместители. Установлено, что только изоксазолы, содержащие в положении 5 гетероатомные заместители, такие как SR, NR2, OR, галоген, способны в равновесных условиях изомеризоваться в азирины. Разработан метод синтеза пиррол- и 1,2,4-триазол-содержащих ансамблей двух типов: (1) замещенных 1-(1H-пиррол-3-ил)-4H-1,2,4-триазол-1-ий бромидов и (2) замещенных 4-(1H-пиррол-3-ил)-1H-1,2,4-триазол-4-ий бромидов каталитическими реакциями с фенацилтриазолийбромидов с 2H-азиринами. Реакцией 5-метоксиизоксазолов с фенацилпиридиний бромидами в условиях эстафетного катализа с использованием в качестве катализаторов FeCl2 и Et3N, и последующим расщеплением по Цинке первичных продуктов синтезированы 11 метил-4-аминопирролкарбоксилатов. 4-Аминопирролкарбоксилаты являются прекрасными предшественниками 4-диазопирролкарбоксилатов. Кинетически контролируемое внутримолекулярное азосочетание дает с высокими выходами бензо, тиено и фуро[c]- 7-арил-6H-пирроло[3,4-c]пиридазин-5-карбоксилаты. Разработан метод синтеза производных пиррола путем Fe(II)-катализируемой изомеризации 4-винилизоксазолов. 5-Алкокси, амино или N,N-диалкиламино-3-арил/алкил-4-(2-R-винил) изоксазолы дают производные 2-арил/алкил-5-арил/алкил/метоксикарбонил-1Н-пиррол-3-карбоновой кислоты при использовании FeCl2·4H2O в качестве катализатора. Первым Cu-катализируемым внутримолекулярным прямым C-арилированием 1,2,4-триазолов, контролируемым триазольными N-гетероциклическими карбенами (NHC), и/или свободно-радикальной циклизацией синтезированы представители четырех новых пирролотриазолоизохинолиновых систем. Разработанная циклизация обеспечивает короткий, атомно-экономичный путь к новым флуоресцентным гетерополициклическим системам. Установлено, что циклоприсоединение гем-дифторзамещенных азометин-илидов, генерированных из бензгидрилиденамина и дифторокарбена, к аренкарбальдегидам происходит региоселективно, с образованием после гидролиза оксазолидин-4-онов. Использование α,α,α-трифторацетофенонов в качестве диполярофилов в реакциях гем-дифторзамещенных азометин-илидов позволило синтезировать фторпроизводные оксазолидина с синтетически значимыми выходами. Новые производные β-диазопиррола и β-триазенилпиррола были синтезированы из изоксазолов и солей пиридиния и оценено различие в апоптозе/некрозе клеток при действии синтезированных β-диазопирролов и β-триазенилпирролов с использованием линии клеток THP-1. Разработан метод синтеза 2-(1Н-пиразол-1-илкарбонил)-2Н-азиринов улавливанием 2H-азирин-2-карбонилхлоридов, генерированных Fe(II)-катализируемой изомеризацией 5-хлоризоксазолов, производными пиразола. Показано, что 2-(1Н-пиразол-1-илкарбонил)-2Н-азирины являются полезными исходными для синтеза пиразол-оксазольных и пиразол-пиррольных диад. Разработан метод синтеза замещенных 2-алкил/арил-индол-3-карбоксилатов домино изомеризацией изоксазол-азирин-индол при FeCl2-катализе. Достоинствами метода являются простота исполнения, высокая атомная эффективность, использование устойчивых исходных соединений, «зеленого» растворителя и недорогого и малотоксичного катализатора. Методика применима для получения бензоконденсированных и гетероаналогов индол-3-карбоксилатов. Новые гетероциклические бетаины, 4-арил-5-(алкоксикарбонил)-2-оксо-3-(пиридин-1-ий-1-ил)-2,3-дигидро-1Н-пиррол-3-иды, синтезированы реакцией алкил 2Н-азирин-2-карбоксилатов с 2-метокси-2-оксо-1-(пиридин-1-ий-1-ил)этан-1-идами. Каталитическое восстановление бетаинов дает либо 1,3-дигидро-2Н-пиррол-2-оны, либо пирролидин-2-оны. Разработан метод синтеза 2-диазоацетил-2Н-азиринов. Последние легко вступают в реакции, характерные для α-диазокетонов, с сохранением азиринового кольца. 2-Диазоацетил-2Н-азирины и 2-галоген- и 2-(R-окси)-1-(3-фенил-2Н-азирин-2-ил)этан-1-оны могут быть использованы в качестве мощных синтетических блоков в диверсифицированно-ориентированном синтезе, поскольку азириновый фрагмент и экзоциклические группы -C(O)-CHN2 или -C(O)-CH2X позволяют реализовывать реакции в ортогональном и домино режимах, что продемонстрировано синтезом новых типов гетероциклических диад (азирин-оксазол, азирин-пиразолин, азирин-тиазол, азирин-оксиран, пиррол-оксазол), производных 2 -азидоацетил-2Н-азирина и 2-диазоацетилазиридина. Разработан эффективный способ получения производных 1-амино-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты Fe(II)-катализируемой перегруппировкой изоксазолов с 2,4-динитрофенилгидразонометильным заместителем при С4. Разработан эффективный способ получения производных 1-амино-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты Fe(II)-катализируемой перегруппировкой изоксазолов с 2,4-динитрофенилгидразонометильным заместителем. Разработан метод синтеза трифторметил-замещенных аминопирролов с использованием стратегии расширения 2H-азиринового цикла и бромида 1-(3,3,3-трифтор-2,2-дигидроксипропил)пиридин-1-ия в качестве трифторметил-содержащего строительного блока.