Данный проект направлен на применение газообразных CO и CO2, компонентов промышленных отходов, как важных реагентов для синтеза фармакологически полезных малых гетеро- и карбоциклов, а также материалов на их основе.
Актуальность утилизации СO/CO2 связана с их негативным суммарным влиянием на окружающую среду, что, прежде всего, выражается в явлении «парникового эффекта». При этом основным источником этих двух газов являются индустриальные процессы, а также процессы, связанные со сжиганием минерального сырья. Между тем, методы утилизации CO/CO2 в большинстве сфер народного хозяйства недостаточно развиты.
Известно, что газообразные CO и CO2 могут успешно применяться в катализируемых переходными металлами реакциях карбонилирования для синтеза широкого спектра соединений с важными прикладными свойствами. В рамках же данного проекта мы предлагаем использование арилфторсульфонатов или хлорсульфонатов в качестве партнеров по электрофильному сочетанию для катализируемых переходными металлами реакций карбонилирования, с использованием газов СО и СО2 в качестве источника карбонила. При помощи данной методологии можно получить доступ к широкому спектру различных производных (сложные эфиры, кислоты, амиды и т.д.). При этом может быть реализована реакция арилкарбонилирования при использовании этого типа методологии. В ходе выполнения проекта будет предложен новый подход использования катализируемых переходными металлами реакций карбонилирования и арилкарбонилирования в положении C-4 индолов, а также положения С-6 урацила, с использованием CO или CO2 в качестве источника атома углерода. Научная новизна исследований связана с тем, что в литературе пока отсутствуют литературные данные; в рамках проекта мы приложим усилия для восполнения данного пробела. Также в результате выполнения проекта планируется исследовать новый метод превращения (гет)ароматических амидов в сложные эфиры или карбоновые кислоты путем взаимодействия различных амидов с подходящими нуклеофилами (например, спирты или вода, в присутствии СО2). Данные тип взаимодействия будет исследован впервые. Также впервые будут исследованы реакция ацилирования различных фенолов в среде CO2 для прямой некаталитической функционализации фенолов. Наконец, с использованием этих газов будут исследованы некоторые ключевые некаталитические трансформации с использованием высокореакционных ариновых интермедиатов, например многокомпонентные процессы построения.
Значимость полученных результатов подкрепляется их научной новизной, а также очевидной практической значимостью с точки зрения утилизации/переработки бытовых отходов и отходов промышленных производства, что согласуется с концепцией национального проекта «Экология».
Ожидаемые результаты
Будут синтезированы различные (гетеро)ароматические соединения, имеющие в составе фрагменты/функциональные группы карбоновых кислоты, сложных эфиров и амидов, посредством реакции карбонилирования арилфтор/хлорсульфонатов с использованием газообразного CO или CO2 в качестве источника карбонила, в присутствии нуклеофилов и катализируемой солями переходных металлов. В результате будут получены новые (гетеро)ароматические молекулы, имеющие перспективы практического применения. Также при использовании газообразного CO в качестве источника карбонила с помощью реакций арилкарбонилирования, катализируемых переходными металлами, будут синтезированы перспективные лекарственные кандидаты и молекулы, несущие мультизамещенные (гетеро)арильные каркасы.
Будут исследованы малоизученные в научной литературе реакции карбонилирования и арилкарбонилирования с использованием газов CO/CO2 по положению C-4 функционилизированных индолов и по положению C-6 функционализированных урацилов.
Будут реализованы некаталитическое прямое превращение амидов в сложные эфиры или карбоновые кислоты, а также ацилирование фенолов в присутствии газообразного CO2. Арилфторсульфонаты или хлорсульфонаты также будут успешно использоваться для традиционных реакций кросс-сочетания на различных фармакологически важных гетероциклических молекулах.
В результате этого проекта будут разработаны новые методологии органического синтеза с участием газов CO/CO2, а также их суррогатов. Эти технологии полезны для синтеза потенциальных фармакологически-ценных молекул на основе кумарина, эквола, бензимидазола, индола и др..
Полученные научные результаты будут опубликованы в виде 3 публикаций в изданиях, индексируемых SCOPUS/WOS, а также в виде тезисов докладов конференций.