ИСТИНА

Проект направлен на решение проблемы селективного проведения химических реакций с получением труднодоступных другими способами продуктов в случаях, когда: (1) образующийся активный интермедиат реакции склонен к димеризации более, чем к реакции с другими компонентами смеси, или (2) один из реагентов из-за высокой реакционной способности способен вступать в реакции с молекулой другого компонента реакции неоднократно, а необходимо получить аддукт состава 1:1, или (3) необходимо селективно получить продукт карбокатионной перегруппировки или атаки внутреннего нуклеофила в реакции электрофильного присоединения.

The project is aimed at solving the problem of selectively carrying out chemical reactions to obtain products that are difficult to obtain by other methods in cases where: (1) the resulting active reaction intermediate is prone to dimerization more than to react with other components of the mixture, or (2) one of the reagents due to high reactivity is capable of reacting with a molecule of another reaction component repeatedly, but it is necessary to obtain an adduct of a 1:1 composition, or (3) it is necessary to selectively obtain the product of a carbocationic rearrangement or attack of an internal nucleophile in an electrophilic addition reaction.

1) Отработать и оптимизировать методику проведения реакций 1,3-диполярного циклоприсоединения нитрилоксидов и нитрилиминов в условиях диффузионного смешивания по связям С=гетероатом различной природы. Получить серию гетероциклических производных по отработанной методике. 2) Подобрать оптимальные условия реакций кетен-иминового циклоприсоединения в условиях диффузионного смешивания с третичным амином. Получить серию модельных соединений по разработанной методике 3) Подобрать оптимальные условия конденсаций формальдегида с карбонильными соединениями с использованием диффузионного смешивания с парами формальдегида. Полученные в оптимизированных условиях метилиденовые производные ввести в реакции Дильса-Альдера с получением серии полициклических продуктов. 4) В оптимизированных условиях получить и охарактеризовать серию полициклических продуктов реакции галогенирования спирогидантоинов, содержащих фрагмент норборнена, с участием внутреннего нуклеофила. 5) Для всех реакций, упомянутых в пп 1-4, провести сравнение результатов реакций, проведенных по методике диффузионного смешивания, с результатами реакций в классических условиях. 6) Опубликовать не менее 3-х статей по теме проекта.

Нами продемонстрированы преимущества метода смешения реагентов с диффузией паров летучего третичного амина в реакционный раствор для нитрилоксидов и нитрилиминов в реакциях 1,3-диполярного циклоприсоединения по С=С связям. Целевые реакции протекают в условиях «дипольного голодания», что предотвращает нежелательную димеризацию образующихся нестабильных диполей. Предложенная методика эксперимента не требует использования специального оборудования, предельно проста, позволяет получать целевые продукты [3+2]-циклоприсоединения с высокими выходами и расширяет возможности варьирования заместителей в используемых нитрилоксидах и нитрилиминах. Проведение реакции в предложенных условиях особенно эффективно в случаях взаимодействия высокореакционноспособных нитрилиминов и нитрилоксидов с низкореакционноспособными диполярофилами, когда классические методы проведения реакций 1,3-диполярного циклоприсоединения дают значительное количество нежелательных продуктов.. Кроме того, в ходе предварительных исследований мы подтвердили возможность распространения методики диффузионного смешивания на присоединение нитрилоксидов и нитрилиминов по кратным связям углерод-гетероатом (C=N, C=S; Cхема 12). Показанные на схеме продукты реакций полностью охарактеризованы и некоторые из них были представлены в дипломной работе В. Ткаченко, защищенной на химическом факультете МГУ в июне 2023 года.

В рамках проекта предполагается исследовать возможности методики диффузионного смешивания для проведения реакций следующих типов (с указанием ожидаемых отличий от классических способов проведения синтеза): 1) Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения, протекающие через дегидрогалогенирование стабильных предшественников неустойчивых диполей. Диффузионное смешивание позволяет провести реакции малоактивных диполярофилов с высокореакционными диполями, которые в стандартных условиях дают большое количество продуктов димеризации. 2) Реакции с участием кетенов и их аналогов, генерируемых из хлорангидридов под действием третичных аминов, в частности, реакции кетен-иминового циклоприсоединения. Низкая концентрация образующегося кетена предотвращает его димеризацию. 3) Реакции с участием формальдегида, позволяющие получить продукты кротоновой конденсации с единственной молекулой формальдегида как карбонильной компонентой. В обычных условиях чаще всего удается выделить лишь продукты конденсации с несколькими молекулами формальдегида, обладающего высокой карбонильной активностью. 4) Реакции диффузионного галогенирования под действием паров брома или хлора, протекающие с образованием продуктов карбокатионных перегруппировок или участия внутреннего нуклеофила. Ожидаемым результатом проекта является разработка общих методик проведения реакций с реакционноспособными 1,3-диполями, кетенами и их аналогами, формальдегидом и галогенами в условиях самопроизвольной диффузии летучего реагента в реакционную смесь с использованием простого и недорогого оборудования. Полученные данные могут позволить разработать новые способы получения соединений, недоступных или образующихся с низкими выходами при классических способах проведения синтеза.