ИСТИНА

Целью проекта является разработка методов медь-катализируемого арилирования оксадиаминов и полиаминов, азакраун-эфиров и тетраазамакроциклов, применение данных реакций для синтеза макроциклов и макробициклов, а также гибридных полимакроциклов. Проект предусматривает проведение следующих исследований: 1) изучение медь-катализируемого арилирования полиаминов и полиоксадиаминов дигалогенбензолами с целью оптимизации каталитических систем для получения N,N’-бис(галогенфенил)производных данных соединений; 2) исследование аминирования полиаминами галогенбензолов, содержащих электронодонорные и электроноакцепторные заместители, в условиях катализа комплексами одновалентной меди, для выявления влияния электронных факторов заместителей на селективность арилирования первичных аминогрупп в присутствии вторичных, полноту N,N’-диарилирования и возможность полиарилирования полиаминов; 3) проведение реакций оксадиаминов и полиаминов с галогенпроизводными конденсированных ароматических систем и гетероароматических соединений в целях дальнейшего выявления закономерностей Cu(I)-катализируемого аминирования и синтеза физиологически активных производных ди- и полиаминов; 4) изучение медь-катализируемого диаминирования дигалогенаренов и синтез макроциклов в данных реакциях как альтернативы палладий-катализируемому синтезу полиазамакроциклов, использование реакций Cu(I)-катализируемого амидирования в синтезе макроциклов; 5) отработка условий Cu(I)-катализируемого арилирования азакраун-эфиров и тетраазамакроциклов в целях введения хромофорных и флуорофорных заместителей в макроциклы; 6) на основании проведенной оптимизации каталитических систем для реакций макроциклизации планируется синтез макробициклов каталитическим аминированием или амидированием бис(иодарил)замещенных диазакраун-эфиров и тетраазамакроциклов в качестве альтернативы палладий-катализируемым реакциям и в целях дальнейшего сочетания макробициклов с порфиринами; 7) применение медь-катализируемого аминирования для модификации галогенарилпроизводных порфиринов пара-фенилендиамином и создания гибридных бис- и трисмакроциклов кросс-сочетанием данных производных порфиринов с галогенарилзамещенными производными насыщенных макроциклов. В рамках проекта также предполагается исследование комплексообразования синтезированных макроциклических соединений с ионами тяжелых металлов методами спектроскопии ЯМР, УФ и флуоресценции с целью выявления возможностей для создания новых сенсоров.

В 2012-2014 гг. в ходе выполнения проекта получены следующие основные результаты. 1) Детально исследовано катализируемое комплексами одновалентной меди арилирование диаминов, оксадиаминов и полиаминов разнообразными арилгалогенидами с целью получения их N,N’-диарилпроизводных, замещенных по концевым аминогруппам. Установлено, что наиболее эффективными каталитическими системами являются CuI/l-пролин/EtCN (100оС) и CuI/2-(изобутирил)циклогексанон/ДМФ (110оС), при использовании Cs2CO3 в качестве основания, причем первая предпочтительна для полиаминов, а вторая – для диаминов и оксадиаминов. Найдено, что возможно использование иод- и бромаренов, первые являются предпочтительными из-за большей активности, введение электроноакцепторных групп, как правило, увеличивает выходы продуктов N,N’-диарилирования, а введение донорных затрудняет процесс. 2) Изучено Cu(I)-катализируемое N,N’-диарилирование оксадиаминов и полиаминов 1- и 2-галогеннафталинами и 6-бромхинолином, показано, что результат реакции полностью определяется природой реагентов. 3) Проведено комплексное изучение Cu(I)-катализируемого N-гетероарилирования три- и тетрааминов 2- и 3-галогенпиридинами, установлено, что активными в данных процессах являются 2-бром-, 2-иод- и 3-иодпиридины. Найдены условия протекания побочных процессов N,N-дигетероарилирования и гетероарилирования диалкиламиногрупп. 4) Подобраны условия образования N-тиофенилпроизводных полиаминов при использовании 3-иод- и 3-бромтиофенов в условиях катализа комплексами одновалентной меди. 5) Показана возможность успешного Cu(I)-катализируемеого даминирования 1,3-дииодбензола и 2,6-дибромпиридина полиаминами и оксадиаминами. 6) Произведено сравнение возможностей медь -и палладий-катализируемого аминирования в синтезе макробициклов на основе N,N’-дибензилдиазакраун-эфиров, показано, что реакции макроциклизации намного более успешно проходят в условиях палладиевого катализа, поскольку протекают в гораздо более разбавленных растворах. 7) С помощью Cu(I)-катализируемых реакций N-(иодбензил)производных аза- и диазакраун-эфиров с диаминами и оксадиаминами получены соединения, содержащие 1-2 фрагмента (ди)азакраун-эфиров и 1-2 фрагмента (полиокса)диаминов, продемонстрированы возможности и ограничения данного метода, найдена зависимость выходов соединений от строения (полиокса)диаминов. 8) Проведено сравнение Pd(0) и Cu(I) катализа для получения диаминовых и оксадиаминовых производных порфиринов с использованием мезо-бромфенил- и мезо-иодфенилпорфиринов. 9) Найден синтетический подход к получению бис-и трисмакроциклических коньюгатов азакраун-эфиров и порфиринов с использованием реакции диаминового производного краун-эфира и мезо-бромфенилзамещенного порфирина, катализируемая комплексами Pd(0). 10) Разработан метод каталитической модификации макробициклов на основе диазакраун-эфиров мезо-бромфенилпорфирином с образование тетра- и трисмакроциклических соединений. 11) С использованием диаминокаликс[4]аренов и ди(бромбензил)замещенных диазакраун-эфиров, циклена и циклама получены мактротрициклические криптанды. 12) Проведено сравнение Cu(I) и Pd(0)-катализируемого аминирования для модификации диаминокаликс[4]аренов ароматическим и гетероароматическими заместителями, получены макробициклы и трисмакроциклы, содержащие каликс[4]арены в качестве центральных фрагментов.