Руководитель
д.х.н. главный научный сотрудник 7 (3952) 42-55-85 (380)
Беляева Ксения Васильевна
Кадровый состав
Беляева Ксения Васильевна – главный научный сотрудник, д.х.н. (belyaeva@irioch.irk.ru)
Никитина Лина Павловна – старший научный сотрудник, к.х.н. (lina_nikitina@irioch.irk.ru)
Гень Вероника Сергеевна – инженер-исследователь
Направление (область) научных исследований и тематика лаборатории
Создание оригинальных методологий направленного синтеза прекурсоров и аналогов лекарственных средств на основе каскадных мультимолекулярных однореакторных реакций высокоэлектрофильных ацетиленов с нейтральными нуклеофилами в присутствии оснований, с участием винильных цвиттер-ионов и их карбеновых интермедиатов, запускающих ранее неизвестные процессы функционализации и модификации фундаментальных азотистых гетероциклов.
Основные научные результаты (фундаментальные исследования) за 2018-2021 гг.
1. Диастереоселективное аннелирование хинолинового кольца с арилтрифторацетилацетиленами и водой
Открыт легкий подход к синтезу нового семейства трифторметилированных 1,3-оксазинохинолинов трехкомпонентной, однореакторной, диастереоселективной реакцией между хинолинами, арилтрифторацетилацетиленами и водой. Аннелирование осуществляется в исключительно мягких условиях (-18 – 20-25оС, MeCN) и приводит продуктам с выходами до 99%.
Вероятный механизм реакции включает образование цвиттер-ионных интермедиатов и подтверждается экспериментом, проведенным с D2O. Реакция является 100% диастереоселективной, образующиеся 1,3-оксазинохинолины находятся в (3R*,4aR*)-конфигурации.
Trofimov B.A., Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Afonin A.V., Vashchenko A.V., Muzalevskiy V.M., Nenajdenko V.G. Metal-free stereoselective annulation of quinolines with trifluoroacetylacetylenes and water: an access to fluorinated oxazinoquinolines // Chemical Communications. – 2018. – V. 54. – P. 2268-2271. DOI: 10.1039/C7CC09725E
2. Однореакторная двойная С-Н-функционализация хинолинов электронодефицитными ацетиленами
Обнаружена однореакторная двойная С-Н-функционализация хинолинов электронодефицитными ацетиленами, протекающая в присутствии воды и гидроксида калия (55-60 oC, MeCN, 48 ч), без катализаторов переходных металлов. В результате образуются 2-арил-3-ацилхинолины с выходами до 66%.
Экспериментально было доказано, что реакция включает раскрытие азинового кольца, сопровождающееся перегруппировкой с внедрением электронодефицитного этиленового фрагмента, замыкающего новый цикл, и элиминирование альдегида. Эта беспрецедентная двойная функционализация хинолинового ядра открывает новые аспекты в химии азинов и ацетилена.
Trofimov B.A., Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Mal'kina A.G., Afonin A.V., Ushakov I.A., Vashchenko A.V. Transition metal-free one-pot double C-H functionalization of quinolines by disubstituted electron-deficient acetylenes // Chem. Commun. – 2018. – V. 54. – P. 5863-5866. DOI: 10.1039/C8CC03269F
3. Синтез фуро[3,4-b]хинолинонов и фуроиминохинолинов однореакторной реакцией 2,3-функционализации-циклизации хинолинов ацеталями цианопропаргиловых спиртов
Дальнейшее развитие 2,3-дифункционализации хинолинов под действием электронодефицитных ацетиленов на примере ацеталей цианопропаргиловых спиртов (KOH/H2O/MeCN, 55-60 oC) позволило получить соответствующие 2-(1-этоксиалкокси)-3-цианохинолины с выходами до 50%, которые при гидролизе (7% водный HCl, ацетон, 20-25 oC) количественно подвергаются легкой циклизации через фуро[3,4-b]иминохинолины в фуро[3,4-b]хинолиноны (до 98%).
Показана возможность однореакторной реализации синтеза фуро[3,4-b]хинолинонов непосредственно из хинолинов и ацеталей цианопропаргиловых спиртов.
Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Afonin A.V., Grishchenko L.A., Trofimov B.A. Cyanoquinolines and furo[3,4‑b]quinolinones formation via on-the-spot 2,3-functionalization of quinolines with cyanopropargylic alcohols // Journal of Organic Chemistry. – 2021. – V. 86. – Is. 5. – P. 3800-3809.
4. Цианоацетилены как инициаторы и реагенты в реакции с хинолинами и водой: однореакторный синтез дигидропиримидо[1,2‑a]хинолин-3-онов
Впервые на платформе хинолинов в присутствии КОН в водной среде при комнатной температуре показано, что арилцианацетилены запускают сборку дигидропиримидо[1,2-а]хинолин-3-онов с выходами от хороших до количественных. Показано, что реакция протекает в двухфазной водно-органической системе, где гидроксид ионы действуют и как катализатор и как реагент.
Аннелирование было распрастранено на изохинолин и фенантридин. Изучаемая реакция по существу является неполным SNHAr процессом, который был доведен до конца дополнительной стадией окисления.
Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Mal’kina A.G., Afonin A.V., Vashchenko A.V., Trofimov B.A. Cyanoacetylenes as triggers and partners in KOH-assisted assemblies of quinoline-based dihydropyrimido[1,2‑a]quinolin-3-ones on water // Journal of Organic Chemistry. – 2019. – V. 84. – N 15. – P. 9726-9733. DOI: 10.1021/acs.joc.9b01482
Гранты за последние три года
Грант РФФИ № 18-03-00762: "Разработка новых подходов к высоконенасыщенным аминоальдегидам на основе гидролитического раскрытия азинового кольца электронодефицитными ацетиленами"
Грант РНФ № 21-73-10134: " Разработка общей однореакторной и атом-экономной методологии построения пирроло-имидазолидиновых структур на основе новой реакции циклоприсоединения пирролилацетиленов к двойной С=N связи"
Избранные публикации за последние три года
Обзоры
Trofimov B.A., Belyaeva K.V. Zwitterionic adducts of N-heterocycles to electrophilic acetylenes as a master key to diversity and complexity of fundamental nitrogen heterocycles // Tetrahedron Letters. – 2020. – V. 61. – N 24. – Article Number: 151991 DOI: 10.1016/j.tetlet.2020.151991.
Основные научные статьи
Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Mal’kina A.G., Afonin A.V., Vashchenko A.V., Trofimov B.A. Cyanoacetylenes as triggers and partners in KOH-assisted assemblies of quinoline-based dihydropyrimido[1,2-a]quinolin-3-ones on water // J. Org. Chem. – 2019. – V. 84, No 15. – P. 9726-9733. DOI: 10.1021/acs.joc.9b01482
Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Afonin A.V., Vashchenko A.V., Trofimov B.A. N-(Z)-Acylethenyl-6-hydroxydihydrophenanthridines from reductive stereoselective functionalization of phenanthridine with acylacetylenes and water // Tetrahedron Letters. – 2020. – V. 61. – N 9. – Article number 151553. DOI: 10.1016/j.tetlet.2019.151553
Muzalevskiy V.M., Belyaeva K.V., Trofimov B.A., Nenajdenko V.G. Organometalics free arylation and arylation/trifluoroacetylation of quinolines by their reaction with CF3-ynones and base induced rearrangement // J. Org. Chem. – 2020. – V. 85, No 15. –P. 9993-10006. DOI: 10.1021/acs.joc.0c01277
Belyaeva K.V., Nikitina L.P., Afonin A.V., Grishchenko L.A., Trofimov B.A. Cyanoquinolines and furo[3,4-b]quinolinones formation via on-the-spot 2,3-functionalization of quinolines with cyanopropargylic alcohols // J. Org. Chem. – 2021. – V. 86, No 5. – P. 3800-3809. DOI: 10.1021/acs.joc.0c02644
Belyaeva K.V., Gen’ V.S., Nikitina L.P., Afonin A.V., Pavlov D.V., Trofimov B.A. Uniquely functionalized tetrahydropyrido[2,1-b][1,3]oxazines: diastereoselective 1:2 assembly from pyridines with oxalylacetylenes // Tetrahedron Letters. – 2021. – V. 84. – P. 153431 (1-5). DOI: 10.1016/j.tetlet.2021.153431
