Тема: Разработка современных методов «зеленой» химии для конструирования органических соединений как платформы для практически полезных веществ

- Разработка методов синтеза фторсодержащих гетероциклов. Учитывая важность получения фторорганических веществ как уникальной основы для создания перспективных материалов и кандидатов в лекарственные препараты в проекте предлагается развить эффективные методы синтеза и способы модификации фторгетероциклических соединений, методы синтеза и трансформаций которых зачастую отличаются от химии нефторированных аналогов кардинальным образом. При разработке таких подходов упор будет делаться на использование в качестве строительных блоков фторсодержащих α- и β-дикарбонильных соединений, а также их 2-замещенных производных и синтетических эквивалентов (например, оксиранов). Для получения фторгетероциклов будут развиваться двухкомпонентные методы циклообразования электрофильных карбонильных реагентов с моно- и динуклеофильными реагентами. Поскольку полифторалкил-1,3-дикарбонильные реагенты имеют неэквивалентные реакционные центры, в проекте будут решаться вопросы по регеоселективности их превращений в изомерные гетероциклы (подбор растворителя, температурного режима, катализатора и т.д.). Другой подход построения фторгетероциклов будет базироваться на использовании методологий мультикомпонентного синтеза, позволяющего синтезировать соединения при наименьших затратах реагентов, растворителей, энергии, времени. Для этого будет изучена возможность реализации «каскадных реакций» и «реакций домино», обеспечивающих доступ к фторгетероциклическим системам на основе 1,3-дикарбонильных соединений и их аналогов. Помимо этого, планируется разработать различные способы модификации готовых фторгетероциклов с экспериментальным и теоретическим выявлением их реакционных сайтов за счет их введения в реакции с различными электрофильными и нуклеофильными реагентами, включая алкилирование, галогенирование с последующим кросс-сочетанием и т.п. При этом планируется определить факторы, влияющие на региоселективность этих превращений. Региоизомерное, таутомерное, пространственное и конформационное строение синтезированных фтороорганических соединений будет установлено с комплексным использованием методов ИК, УФ и ЯМР 1H, 13C, 15N, 19F спектроскопии, масс-спектрометрии, РСА и других физико-химических методов. -Развитие методов модификации π-дефицитных 1,4-диазинов и их азолоаннелированных аналогов, включающие атаку нуклеофила на Сsp2-Н фрагмент пиразинового цикла или два соседних атома углерода в 1,4-диазинах с использованием методологии нуклеофильного ароматического замещения водорода (SNH-реакций). - Разработка новых, простых и одностадийных способов создания сложных полициклических систем на базе простых 6-нитроазолопиримидинов и 6-нитроазолотриазинов, посредством прямой СН-функционализации азинового остова молекулы. - Изучение реакционной способности азолоптеридинового каркаса в реакции нуклеофильного ароматического замещения водорода; - Разработка эффективных подходов к получению функционализированных производных азоло[a]птеридинов. - Разработка электросинтетических методов С-Н функционализации (гетеро)аренов и на исследование механизмов построения: С-Гетероатом связей (Гетероатом – N, O, P, S, Si) в азинах и азолах; С-С связей в шести- и пятичленных гетероциклах в рядах моно-, ди, триазинов, имидазолов, оксазолов, тиазолов и их конденсированных аналогов; вовлечение в SNH реакции неароматических субстратов; вовлечение в SNH реакции металлоорганических субстратов (металлоцены и родственные соединения). - Разработка методов получения функциональных производных синтетических, искусственных и природных полимеров методом полимераналогичных превращений в условиях «синтез в геле». - Разработка гомогенных и гетерогенных каталитических систем полимеризации циклических эфиров на основе координационных соединений, содержащих хелатирующие лиганды, а также методов их получения. - Разработка методов получения гетерогенных катализаторов, в том числе их компонентов, восстановления и окисления органических соединений без эмиссии углерод-содержащих веществ. - Развитие новых методологий комбинацией реакций SNH и кросс-сочетания, а также процессов прямого С-С(Х) сочетания в рядах (гет)аренов; - Разработка мультикомпонентных методов, в том числе асимметрических, для формирования гетероциклов; -Развитие способов модификации производных вердазилов; -Изучение подходов к синтезу мономеров с низкой реакционной способностью; -Создание новых гомогенных и гетерогенных каталитических систем; -Поиск путей практического применения новых соединений.