Дизайн и синтез новых фотоактивных азотистых гетероциклов для активации связи углерод-галоген в условиях облучения видимым светом

Проект направлен на решение проблемы синтеза фотоактивных азотсодержащих гетероциклических соединений для применения в качестве фотокатализаторов для активации связи углерод-галоген в условиях облучения видимым светом. Для этого планируется использовать методы тонкого органического синтеза для построения гетероциклического каркаса и получения конденсированных гетероциклических производных, а также методологию функционализации ароматических и гетероароматических соединений в условиях металлокомплексного катализа. Фотоактивные азотистые гетероциклы широко используются в фотокатализе [см., например, обзор Angewandte Chemie International Edition 2021, 60, p. 1082. doi: https://doi.org/10.1002/anie.202006416]. Однако азотистые гетероциклы в условиях мультифотонного возбуждения для активации связи углерод-галоген при облучения видимым светом исследовались фрагментарно (см., например, обзоры [Angewandte Chemie International Edition 2020, 59, p. 10266. doi: https://doi.org/10.1002/anie.201915762; European Journal of Organic Chemistry 2022, 2022, p. e202200026. doi: https://doi.org/10.1002/ejoc.202200026]), а известные коммерческие катализаторы обладают низкой фотостабильностью образующихся анион-радикалов [Nature Communications 2023, 14, p. 92. doi: 10.1038/s41467-022-35774-5]. Энергия второго возбуждения видимым светом может быть добавлена к типичному процессу PET, если анион-радикал фотокатализатора достаточно стабилен в основном состоянии, окрашен и, таким образом, может быть снова возбужден видимым светом. Рациональный подход к структурной модификации различных азотистых фотоактивных гетероциклов является ключом к улучшению их каталитических характеристик для активации связи углерод-галоген в условиях облучения видимым светом. Поэтому целью данного проекта является разработка дизайна и методов синтеза фотоактивных азотистых гетероциклов для активации связи углерод-галоген в условиях облучения видимым светом. В результате реализации проекта будут разработаны концепции дизайна каркаса азотистых гетероциклов, будут выявлены закономерности влияния структурных изменений фотоактивных гетероциклов на их физико-химические, окислительно-восстановительные и каталитические свойства. Будет создан задел для развития в лаборатории нового направления по изучению каталитических систем и методов образования связи С-С и С-гетероатом в условиях активации связи углерод-галоген под действием видимого света, в том числе методами кооперативного катализа, представляющих большой интерес для синтеза практически значимых веществ, в том числе фармацевтической направленности. Таким образом, результаты проекта будут способствовать развитию технологического уровня фармацевтического производства РФ, а тематика проекта соответствует направлению Н3 Стратегии НТР РФ «Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных)».