ИСТИНА

Разработка новых синтетических подходов к замещенным карбазолам – перспективным структурам для создания флуоресцентных красителей – на основе простых и эффективных трансформаций с участием активированных индолилзамещенных циклопропанов

Compounds containing a structural fragment of carbazole exhibit a wide range of biological activity and valuable photophysical properties. Among the representatives of this extensive class of N-heterocycles, antioxidants, antibiotics, antiviral, antiinflammatory, antidiabetic, anticonvulsant, anticancer agents are known. Moreover, the photophysical properties of carbazoles make them valuable building blocks for the creation of semiconductor and liquid crystal materials, fluorescent dyes. Due to their properties, carbazoles attract considerable interest in the pharmaceutical and electronics industries, biochemistry and biomedicine. In this context, the development of efficient approaches to functionalized carbazoles is an important challenge for synthetic chemists. The wide structural diversity of carbazoles synthesized to create pharmaceuticals or organic materials precludes the possibility of developing a general method for their synthesis. In addition, modification of the already-existing tricyclic carbazole system occurs mainly at C3, C6 and N9 positions, whereas the synthesis of carbazoles with substituents at different positions usually requires the assembly of a carbazole skeleton. Therefore, despite the existence of numerous synthetic approaches to carbazole molecules, the development of new original methods for the synthesis of such compounds is an extremely urgent task of organic and medical chemistry. This should open the pathway to structurally different compounds of great interest in terms of their physiological and photophysical properties. In this proposal, a new method for the synthesis of substituted carbazoles will be developed via ring opening / ring closure (RORC) cascade process cyclization with the participation of synthetically readily available indolyl-substituted cyclopropanes. For synthesized carbazoles containing acceptor substituents conjugated with an aromatic tricycle that enhance intramolecular charge transfer, fluorescent properties will be investigated to assess the prospects for the creation of fluorescent dyes based on these compounds.

1. Будет разработан способ синтеза индолилзамещенных циклопропанов исходя из 2-индолкарбальдегидов и различных метилкетонов. Будет синтезирована серия таких циклопропанов. 2. Будет разработан способ синтеза индолилзамещенных циклопропанов исходя из 2-индолкарбальдегидов и различных 1,3-кетоамидов. Будет синтезирована серия таких циклопропанов. 3. Будет разработан общий способ кислотно-катализируемой трансформации полученных циклопропанов в соответствующие карбазолы. Будет предложен механизм наблюдаемого каскадного процесса. Будет синтезирована представительная серия целевых карбазолов. 4. Будут исследованы фотофизические свойства полученных карбазолов, в частности, определены флуоресцентные характеристики 5. Будет разработан способ формилирования активированных индолилзамещенных циклопропанов. Будет синтезирована серия таких альдегидов. 6. Будет разработан способ синтеза 3-замещенных карбазолов из формилированных индолилзамещенных циклопропанов. Будет синтезирована серия целевых соединений. Будут исследованы фотофизические свойства полученных карбазолов. 7. Будет разработан однореакторный способ синтеза 3-замещенных карбазолов. 8. Будут получены результаты по изучению цитотоксичности синтезированных карбазолов.

У научного коллектива имеется многолетний опыт работы и накопленные знания в области химии активированных циклопропанов, в том числе, применительно к синтезу гетероциклических соединений на основе раскрытия таких циклопропанов N нуклеофилами. На основе раскрытия донорно-акцепторных циклопропанов азид-ионом был разработан новый метод синтеза полифункционализированных алкилазидов. Разработаны стратегии трансформации полифункционализированных алкилазидов в разнообразные N-гетероциклические соединения. На основе этих стратегий предложены простые и эффективные методы синтеза производных пиррола, пиридина, триазоло- и тетразолопиридина и азепина, более сложных поликонденсированных гетероциклических систем. При изучении реакционной способности фосфазенов, генерируемых из полифункционализированных алкилазидов, обнаружен редкий пример аза-реакции Виттига с участием нитрилов. Необычность данного процесса заключается в хемоселективности по отношению к нитрильной группе в присутствии активирующей сложноэфирной функции. Важной особенностью этого процесса, приводящего к образованию пирролинофосфазенов из активированных γ-азидобутиронитрилов, является то, что аза-реакция Виттига по нитрильной группе протекает относительно медленно и на начальном этапе в реакционной смеси присутствует только ациклический фосфазен. При изучении реакционной способности таких фосфазенов по отношению к акролеину было обнаружено, что фосфазеномалонат участвует одновременно как реагент и катализатор в домино-процессе, включающем реакцию Михаэля и внутримолекулярную аза-реакцию Виттига и приводящем к производным азепана. Эти находки позволили сформулировать и реализовать на практике диастереодивергентный подход к производным 7-азаиндолов. Ключом к управлению стереохимическим результатом всего процесса стало время добавления акцептора Михаэля в реакционную смесь с последовательно генерируемыми фосфазенами из азидоцианобутирата.