Дифункционализированные азирины как основа новой стратегии синтеза азотистых гетероциклов и ациклических билдинг-блоков (промежуточный, этап 2)

На втором этапе проекта в рамках исследования химии азиринов с ониевыми заместителями были синтезированы новые азиринилтиазолиевые соли, имеющие дополнительный заместитель в тиазолиевом кольце, и исследован механизм их образования из бромазиринов с использованием DFT расчетов. Проведением этой реакции в присутствии карбоната калия были получены новые азиринилтиазолы. В рамках исследования реакции 2-бром-2Н-азирин-2-карбоновых эфиров с оксазолом было синтезировано двенадцать новых производных пиразина. В ходе исследования химии 2-арилселаникарбонилзамещенных азиринов, была получена серия новых производных этого ряда, из которых действием диазокарбонильных соединений в условиях родиевого катализа получено восемь новых 4-арилселанилкарбонилзамещенных 2-азабута-1,3-диенов. Методом радикальной циклизации в условиях фотоинициации синтезировано десять новых 4-хлорпирролин-3-онов с хорошими выходами и продемонстрирована возможность масштабирования синтеза. Исследования по синтезу цианированных азааллильных анионы из азиринов и их синтетическому применению были в этом году успешно завершены. По материалам этого исследования опубликована статья в журнале The Journal of Organic Chemistry 2024, 89, 6281-6291 (https://doi.org/10.1021/acs.joc.4c00264). Также в этом году успешно завершено исследование реакции пирролоаннелирования азиринами аренолов ряда бензотиофена и их гетеро- и карбо-аналогов. Разработанная методика показала себя эффективной для получения 3-арилзамещенных бензо[4,5]тиено[3,2-b]пирролов, которые далее могут селективно модифицироваться по положениям N1 и C2. Методика проста в реализации и не требует дорогостоящих катализаторов. В рамках еще одного направления, связанного синтезом новых азиринов из изоксазольных предшественников, была расширена серия 4-иод-5-хлоризоксазолов с 5 до 19 производных. Показано, что 3-арил-4-иод-5-хлоризоксазолы с донорными арильными заместителями целесообразно получать не путем прямого иодирования 3-арил-5-хлоризоксазолов N-иодсукцинимидом, а иодированием молекулярным иодом через предварительное литиирование. Разработаны две методики алкенилирования, арилирования и гетероарилирования 4-иод-5-хлоризоксазолов по реакции Сузуки-Мияуры. Установлено, что для замены иода на алкинильный заместитель при атоме С3 5-хлоризоксазола методы кросс-сочетания по Соногашира и по Сузуки неэффективны для широкого круга катализаторов и алкинилирующих реагентов. Эффективным подходом к этим соединениям является реакция Стилле, для которой найдены оптимальные условия, обеспечивающие хорошие выходы продукта. В рамках направления, посвященного синтезу азиринов с неароматическим N-заместителем при атоме С2 азиринового цикла, был разработан эффективный метод получения аналитически чистых 2-азидоазиринов из 2-бром-2Н-азирин-2-карбоновых эфиров и азида натрия. Были также установлены механизмы галоген-азидного обмена 2-галоген-2Н-азирин-2-карбоновых эфирах как под действием NaN3, так и в системе TMSN3/Et3N. Кроме того было показано, что трифенилфосфин вызывает раскрытие азиринового цикла с одновременным дедиазотированием азидо-группы и что производные 2-бром-2Н-азирин-2-карбоновых кислот являются удобными предшественниками для синтеза N,N-диBoc-защищенных 2-аминоазириновых производных. По материалам этого исследования опубликована статья в журнале New Journal of Chemistry 2024, 48, 19957–19962 (https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2024/NJ/D4NJ03517H). В этом году были синтезированы представители нового класса азириновых производных - азиринилксантогенаты. Обнаружена новая реакция расширения азиринового цикла в тиазольный как результат взаимодействия азиринилксантогенатов с реагентами, служащими предшественниками свободных радикалов. Проведена оптимизация синтеза метил-2-этокси-4-арилтиазол-5-карбоксилатов и синтезирована серия из девяти представителей этого ряда соединений. Проведено сравнение эффективности использования трибутилстаннана и дилаурилпероксида в качестве реагентов для этого синтеза. Начато исследование реакционной способности производных галогенированных азирин-2-карбоновых кислот с P-нуклеофилами, в ходе которого установлено, что реакция 2-бромазирин-2-карбоновых эфиров с триметилфосфитом не реализуется по типу нуклеофильного замещения, а протекает с образованием бета-(фосфорилвинил)фосфоримидатов через раскрытие азиринового цикла по двойной связи. Синтезирована серия из шести фосфоримидатов. Параллельно экспериментальным исследованиям проводилась работа по систематизации результатов по теме проекта, полученных в рамках исследований, финансируемых РНФ. Результаты этого анализа были представлены в виде обзорной статьи журнала Успехи химии 2024, 93 (7) RCR5125 (https://doi.org/10.59761/RCR5125).