![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Проект посвящен разработке нового подхода к 1,2,3-триазолсодержащим конденсированным гетероциклам. Ключевой идеей Проекта является использование легкодоступных 5-иодтриазолов для синтеза тризамещенных 1,2,3-триазолов с помощью реакции внутримолекулярного нуклеофильного замещения. Это не описанный ранее процесс откроет новый универсальный подход к синтезу аннелированных триазолов. В Проекте планируется установить механизм этого превращения и разработать на его основе новые методы синтеза триазолсодержащих аналогов ряда фармакологически значимых гетероциклических систем, таких как [1,3]- и [1,4]-бензоксазины, хиназолины, хинолины и тиадиазин-диоксиды.
The Project is devoted to the development of new approach to 1,2,3-triazole-annealed heterocycles. The key idea of the Project is the utilization of easily available 5-iodotriazoles for the preparation of trisubstituted triazoles via intramolecular nucleophilic substitution. This hitherto unknown process will establish new universal approach to annulated triazoles. In this Project we plan to establish the mechanism of this transformation and develop new routes to various triazole-annealed analogs of pharmaceutically important heterocycles including [1,3] and [1,4]-benzoxazines, quinazolines, quinolines, and thiadiazine-dioxides.
В ходе выполнения проекта планируется разработать новый подход к 1,2,3-триазолсодержащим конденсированным гетероциклам на основе реакций нуклеофильного замещения в 5-иод-1,2,3-триазолах. До настоящего времени такие процессы, протекающие в триазолах, не содержащих электроноакцепторных групп были представлены лишь специфическими случаями. На основе полученных данных и результатов квантовохимических расчетов будет установлен механизм представленных в Проекте превращений. На основе предложенного подхода авторы планируют разработать новые методы синтеза триазолсодержащих аналогов ряда фармакологически значимых гетероциклических систем, таких как [1,3]- и [1,4]-бензоксазины, хиназолины, хинолины и тиадиазин-диоксиды.
Коллектив авторов имеет большой опыт проведения медь- и палладий-катализируемых реакций кросс-сочетания и (3+2)-циклоприсоединения, в том числе и на сложных природных объектах. Основное направление исследований предыдущих лет связано с поиском новых эффективных методов модификации стероидов – важного класса полифункциональных сигнальных молекул, выполняющих очень широкий спектр регуляторных функций в живых организмах. Коллективом разработаны оригинальные подходы к синтезу разнообразных полидентатных лигандов, содержащих несколько остатков желчных кислот. В 2015 г. опубликована работа по использованию медь-катализируемого 1,3-диполярного циклоприсоединения азидов к алкинам (CuAAC) для синтеза триподальных стероидных лигандов нового типа на основе трис(пропаргиламидов) кислот фосфора. Полученные соединения продемонстрировали высокую комплексообразующую способность с рядом неорганических анионов. В 2017 г. членами коллектива при помощи Pd- и Cu-катализируемых реакций аминирования был синтезирован ряд пинцерных стероидных лигандов, способных связывать катионы металлов. При планировании исследования в данном проекте возможность осуществления внутримолекулярного нуклеофильного замещения в иодтриазолах была проанализирована авторами на основании проведенных предварительных квантовомеханических расчетов методом функционала плотности (B3LYP/ma-def-SVP). Показано, что даже для довольно слабого нуклеофила – карбоксилат-аниона – энергия активации внутримолекулярного нуклеофильного замещения оказывается достаточно низкой (~ 14 ккал/моль). Это позволяет надеяться на то, что в реакцию может быть вовлечен широкий круг нуклеофилов.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 27 марта 2018 г.-26 марта 2019 г. | Новый универсальный подход к аннелированным триазолам на основе внутримолекулярного нуклеофильного замещения |
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта проведена разработка нового общего подхода к синтезу конденсированных гетероциклических систем, содержащих в своей структуре 1,2,3-триазольное ядро. Ключевой стадией предложенного подхода является внутримолекулярное нуклеофильное замещение в 5-иод-1,2,3-триазолах, легкодоступных с помощью медь-катализируемого 1,3-диполярного циклоприсоединения азидов к 1-иодалкинам. Предварительное проведение квантовохимических расчётов (DFT) для модельных субстратов позволило установить механизм процесса замещения, а также определить круг перспективных нуклеофилов. На основании результатов расчётов, в качестве предшественников конденсированных гетероциклов выбраны иодтриазолы, содержащие различные нуклеофильные группы, среди которых карбоксамидная, сульфамидная и фенольная. Обнаружено, что, в случае амбидентного аниона карбоксамида, циклизация может быть проведена селективно как по азотному, так и по кислородному нуклеофильному центру, за счет изменения основания и полярности растворителя. Подбор оптимальных условий для проведения циклизаций привёл к разработке новых подходов к ряду труднодоступных, либо ранее не описанных гетероциклов, в которых 1,2,3-триазольное кольцо аннелировано к хиназолину, бензоксазину, а также тиадиазин-диоксиду. Среди преимуществ предложенных подходов стоит отметить простоту проведения синтеза, высокие выходы целевых соединений и совместимость с разнообразными функциональными группами. Выгодным отличием данных превращений также является некаталитический характер внутримолекулярного замещения в 5-иодтриазолах, позволяющий избежать использования токсичных и дорогостоящих комплексов переходных металлов. При использовании в качестве нуклеофила фенольной группы обнаружено, что соответствующий конденсированный ароматический гетероцикл оказывается неустойчивым и претерпевает спонтанное электроциклическое раскрытие с образованием чрезвычайно реакционноспособной диазоформы. Введение данной диазоформы в реакцию с аминами позволил разработать новый каскадный подход к синтезу функционализированных бензоксазолов. | ||
2 | 26 марта 2019 г.-26 марта 2020 г. | Новый универсальный подход к аннелированным триазолам на основе внутримолекулярного нуклеофильного замещения |
Результаты этапа: В ходе 2-го года выполнения Проекта продолжены исследования по разработке нового общего подхода к синтезу конденсированных гетероциклических систем, содержащих в своей структуре 1,2,3-триазольное ядро. Предложен новый эффективный метод синтеза 5,5-диоксидов 4H-бензо[e][1,2,3]триазоло[5,1-c][1,2,4]тиадиазинов, основанного на внутримолекулярной циклизации о-(5-иодтриазолил)бензолсульфамидов. Получена представительная серия соединений, раскрывающая возможности метода. В большинстве случаев некаталитическая циклизация протекала гладко и приводила к целевым соединениям с высокими выходы вплоть до 99%. Применимость подхода для модификации природных соединений продемонстрирована на примере синтеза производного желчной кислоты. С помощью квантовохимических расчетов проанализированы возможные механизмы изученной реакции и установлено, что наиболее вероятный механизм близок к «классическому» ароматическому нуклеофильному замещению. По результатам данной части работы направлена статья в J. Org. Chem. Продолжено исследование других нуклеофильных групп (карбоксамидов и спиртов), которые могут быть вовлечены во внутримолекулярную циклизацию 5-иодтриазолов. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".