- В диссертационной работе развито новое направление химии трехчленных карбоциклов - электрокаталитический синтез функционально замещенных циклопропанов. Полученные результаты вносят существенный вклад в методологию электроорганической химии, а также в методологию построения циклопропанового кольца. Разработанные в работе эффективные электрокаталитические и химические методы синтеза функционально замещенных циклопропанов не имеют мировых аналогов и позволяют селективно получать широкий спектр циклопропансодержащих фармакологически активных и потенциально фармакологически активных соединений.
- Разработаны эффективные методы синтеза замещенных циклопропанов совместным электролизом С-Н кислот, в том числе гетероциклических, и активированных олефинов. На основе этого метода получен широкий спектр моно-, би- и трициклических производных циклопропанкарбоновых кислот, а также спироциклических систем, содержащих циклопропановый и пиримидиновый или пиразолоновый фрагменты.
- Впервые осуществлен электрохимический синтез производных циклопропана электро окислением гетероциклических С-Н кислот: 4,4´-(арилметилен)биспиразолов, 3-пиразолпропионитрилов, а также имидов Гуареши. Стереоселективно получены фармакологически активные (5R*,6R*)-тетраазадиспиро[4.0.4.1]ундека-3,9-диен-1,7- дионы, а также ряд циклопропансодержащих аналогов фармакологически активных систем.
- Реализованы одностадийные электрокаталитические каскадные трансформации по принципу «домино» гетероциклических С-Н кислот (барбитуровых кислот и 3-метил-пиразолин-5-онов) и ароматических альдегидов в замещенные фуро[2,3-d]пиримидины, являющиеся близкими аналогами современных обезболивающих средств, а также в фармакологически активные тетраазадиспиро[4.0.4.1]ундека-3,9-диен-1,7-дионы.
- Создана новая методология построения циклопропанового кольца - электроката литический мультикомпонентный синтез функционально замещенных циклопропанов. На основе данной методологии селективно получены замещенные 1,5-дициано-3- зaбицикло[3.1.0]гекс-2-ены, а также эфиры (1R*,5R*,6R*)-5-циано-2-оксо-3-азабицикло [3.1.0]гексан-1-карбоновых кислот. С использованием данного подхода впервые осуществлен электрокаталитический синтез производных циклопропана из трех различных молекул: альдегида и двух разных С-Н кислот; получены эфиры 3-замещенных 2,2-дицианоциклопропан-1,1-дикарбоновых кислот, а также бициклические системы, содержащие пиримидиновый и циклопропановый фрагменты.
- Развитые представления по электрокаталитическому синтезу циклопропанов успешно применены в химическом синтезе трехчленных карбоциклов, а также замещенных фуро[2,3-d]пиримидинов непосредственно из а) С-Н кислот и активированных олефинов, б) С-Н кислот и карбонильных соединений. Полученные с использованием данного подхода арилзамещенные тетрацианоциклопропаны обладают известной биологической активностью, а также являются доступными исходными соединениями для получения триазафеналенов, применяемых для конструирования тонкослойных светоизлучающих диодов. Данное изобретение запатентовано.
- Осуществлены электрохимические цепные трансформации синтезированных в данной работе производных циклопропанкарбоновых кислот. Получены би- и трициклические пирролины и пирролидоны.
- Обнаружены новые стереоселективные термические трансформации функционально замещенных циклопропанов: а) изомеризация (5R*,6R*)-тетраазадиспиро[4.0.4.1]ундека-3,9-диен-1,7-дионов в (4Z)-4-[(пиразол-4-ил)метилен]пиразолоны; б) перегруппировка спиро[пиримидин]циклопропанов в фуро[2,3-d]пиримидины.
1.П.А. Трошин, Д.К. Сусарова, И.Е. Кузнецов, В.Ф. Разумов, М.Н. Элинсон, А.Н. Верещагин, Н.О. Степанов, Г.И. Никишин / Тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены и способ их получения // Патент 2013, RU 2 498 986.
2.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, Z.A. Starikova, O.S. Olessova, A.N. Vereshchagin, G.I. Nikishin / Stereoselective electrochemical transformation of alkylydenecyanoacetates and malonate into (E)-3-substituted-2-cyanocyclopropane-1,1,2-tricarboxylates // Tetrahedron Lett. 2000, 41, 4937-4941.
3.М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, А.Н. Верещагин, А.С. Дорофеев, Д.Е. Дмитриев, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая трансформация малононитрила и циклоалкилиден-малононитрилов в спироби- и спиротрициклические соединения, содержащие 1,1,2,2-тетрацианоциклопропановый фрагмент // Изв. АН, Сер. хим. 2003, № 10, 2117-2121.
4.М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Т.А. Займовская, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая трансформация малононитрила и циклоалкилиденмалоно-нитрилов в спиротри- и спиротетрациклические соединения, содержащие циклопро-пановый и пирролиновый фрагменты // Изв. АН, Сер. хим. 2003, № 10, 2122-2127.
5.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, Z.A. Starikova, A.N. Vereshchagin, G.I. Nikishin / Stereoselective electrocatalytic transformation of arylidenemalononitriles and malononitrile into (1R*,5S*,6S*)-6-aryl-2-amino-4,4-dialkoxy-1,5-dicyano-3-azabicyclo [3.1.0]hex-2-enes // Tetrahedron 2004, 60, 11743-11749.
6.М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Т.А. Займовская, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Стереоселективная электрокаталитическая трансформация малононитрила и ароматических альдегидов в (1R*,5S*,6S*)-6-арил-2-амино-4,4-диалкокси-1,5-дициано-3-азабицикло[3.1.0]-гекс-2-ены // Изв. АН, Сер. хим. 2005, № 3, 663-667.
7.М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Т.А. Займовская, А.Н. Верещагин, С.В. Горбунов, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая трансформация малононового эфира и арили-ден- или алкилиденмалононитрилов в диалкиловые эфиры 3-замещённых 2,2-дици-аноциклопропан-1,1-дикарбоновых кислот // Изв. АН, Сер. хим. 2005, № 7, 1547-1552.
8.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, Z.A. Starikova, A.N. Vereshchagin, S.V. Gorbunov, G.I. Nikishin / Stereoselective electrocatalytic transformation of arylidene- or alkylidene-malononitriles and malonate into (1*R,5R*,6R*)-6-substituted-5-cyano-4,4-dialkoxy-2-oxo-3-azabicyclo[3.1.0]hexane-1-carboxylates // Tetrahedron Lett. 2005, 46, 6389-6393.
9.М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, З.А. Старикова, А.Н. Верещагин, П.А. Беляков, С.В. Горбунов, Г.И. Никишин / Стереоселективная электрокаталитическая циклизация эфиров 3-замещённых 2,2-дициано-циклопропан-1,1-дикарбоновых кислот в эфиры 6-замещённых-(1R*,5R*,6R*)-4,4-диалкокси-5-циано-2-оксо-3-азабицикло[3.1.0]-гексан-1-карбоновых кислот // Изв. АН, Сер. хим. 2006, № 1, 102-107.
10.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, Z.A. Starikova, A.N. Vereshchagin, P.A. Belyakov, G.I. Nikishin / Stereoselective electrocatalytic transformation of malonate and alkylidene-cyanoacetates into (E)-3-substituted 2-cyanocyclopropane-1,1,2-tricarboxylates // Tetrahedron 2006, 62, 3989-3996.
11.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, A.N. Vereshchagin, S.V. Gorbunov, P.A. Belyakov, G.I. Nikishin / Electrocatalytic multicomponent cyclization of an aldehyde, malononitrile and a malonate into 3-substituted-2,2-dicyanocyclopropane-1,1-dicarboxylate – the first one-pot synthesis of a cyclopropane ring from three different molecules // Tetrahedron Lett. 2006, 47, 9129-9133.
12.M.N. Elinson, S.K. Feducovich, N.O. Stepanov, A.N. Vereshchagin, G.I. Nikishin / A new strategy of the chemical route to the cyclopropane structure: direct transformation of benzylidenemalononitriles and malononitrile into 1,1,2,2-tetracyanocyclopropanes // Tetrahedron 2008, 64, 708-713.
13.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, T.A. Zaimovskaya, G.I. Nikishin / Electrocatalytic cascade multicomponent assembling: stereoselective one-pot synthesis of substituted 3-azabicyclo[3.1.0]hexane-1-carboxylate system from aldehyde, malononitrile, malonate and methanol // Tetrahedron 2008, 64, 9766-9770.
14.M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, N.O. Stepanov, A.I. Ilovaisky, A.Y. Vorontsov, G.I. Nikishin/The new type of the cascade reaction: direct conversion of carbonyl compounds and malononitrile into substituted tetracyanocyclopropanes // Tetrahedron 2009, 65, 6057-6062.
15.A.H. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, A.C. Дорофеев, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая мультикомпонентная циклизация ароматических альдегидов, малононитрила и малонового эфира в эфиры 3-замещенных 2,2-дициано-никлопропан-1,1-дикарбоновых кислот II Изв. АН, Сер. хим. 2009, № 5, 883-888.
16.AN. Vereshchagin, M.N. Elinson, N.O. Stepanov, G.I. Nikishin / One-pot cascade assembling of 3-substituted tetracyanocyclopropanes from alkylidenemalononitriles and malononitrile by the only bromine direct action IIMendeleev Commun. 2009, 19, 324-325.
17.M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, N.O. Stepanov, T.A. Zaimovskaya, V.M. Merkulova, A.Y. Vorontsov, G.I. Nikishin / The first example of cascade assembling of the spirocyclopropane structure: direct transformation of benzylidenemalononitriles and N,N´-dialkylbarbimric acids into substituted 2-aryl-4,6,8-trioxo-5,7-diazaspiro[2.5]octane-l,l-dicarbonitriles // Tetrahedron Lett. 2010, 51, 428-431.
18.M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, N.O. Stepanov, P.A. Belyakov, G.I. Nikishin / Cascade assembly of N,N´-dialkylbarbimric acids and aldehydes: a simple and efficient one-pot approach to the substituted l,5-dihydro-2^2^-spiro-(furo[2,3-^pyrimidine-6,5´-pyrimidi-пе)-2,2´,4,4´,6´(1´Я,ЗЯ,3´Я)-рептопе framework // Tetrahedron Lett. 2010, 51, 6598-6601.
19.M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, E.O. Tretyakova, I.S. Bushmarinov, G.I. Nikishin / Stereoselectiveelectrocatalytic cyclization of 4,4´-(aiylmethylene)bis(l#-pyrazol-5-ols) to (5Д*,6Д*)-1 l-aryl-4,10-dimethyl-2,8-diphenyl-2,3,8,9-tetraazadispiro[4.0.4. l]undeca-3,9-diene-l,7-diones // Synthesis 2011, 3015-3019.
20.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, E.O. Tretyakova, T.A. Zaimovskaya, N.O. Stepanov, S.V. Gorbunov, P.A. Belyakov, G.I. Nikishin / Electrocatalytic and chemical assembling of W-dialkylbarbituric acids and aldehydes: efficient cascade approach to the spiro-[furo[2,3-^pyrimidine-6,5,-pyrimidine]-2,2,,4,4,,6,-(lW,3^3´ir)-pentone framework // Tetrahedron 2012, 68, 1198-1206.
21.E.O. Dorofeeva, M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, N.O. Stepanov, I.S. Bushmarinov, P.A. Belyakov, O.O. Sokolova, G.I. Nikishin / Electrocatalysis in MIRC reaction strategy: facile stereoselective approach to medicinally relevant spirocyclopropylbarbimrates from barbituric acids and activated olefins // RSC Adv. 2012, 2, 4444-4452.
22.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, E.O. Dorofeeva, I.S. Bushmarinov, S.V. Gorbunov, P.A. Belyakov, A.O. Chizhov, G.I. Nikishin / Electrocatalytic trimerization of N,N´-dialkylbarbimric acids: facile and efficient way to 2W-5,5´:5,,5"-terpyrimidine-2,2´,2",4,4,,4",6,6,,6"-(l^lW,l´^,3^3^,3,W,5^5"ir)-nononeframework // J. Mol. Cat. A: Chem. 2012, 363-364, 69-73.
23.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, E.O. Dorofeeva, N.O. Stepanov, T.A. Zaimovskaya, G.I. Nikishin / Electrocatalytic and chemical methods in MHIRC reactions: the first example of the multicomponent assembly of medicinally relevant spirocyclopropyl-barbiturates from three different molecules // Tetrahedron 2013, 69, 1945-1952.
24.E.O. Dorofeeva, M.N. Elinson, A.N. Vereshchagin, A.G. Nigmatov, I.S. Bushmarinov, G.I. Nikishin / Stereoselective thermal isomerization of bis(spiropyrazolone)cyclopro-panes into (4Z)-4-[(pyrazol-4-yl)methylene]pyrazolones // Synlett 2013, 24, 827-830.
25.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, E.O. Dorofeeva, D.V. Demchuk, I.S. Bushmarinov, A.S. Goloveshkin, G.I. Nikishin / Chemical and electrocatalytic cascade cyclization of Guareschi imides: ‘one-pot’ simple and efficient way to the 2,4-dioxo-3-azabicyclo[3.1.0] hexane scaffold // Tetrahedron 2013, 69, 5234-5241.
26.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson,, E.O. Dorofeeva, R.F. Nasybullin, I.S. Bushmarinov, A.S. Goloveshkin, M.P. Egorov, “Electrocatalytic cyclization of 3-(5-hydroxy-3-methylpyrazol-4-yl)-3-arylpropionitriles: ‘one-pot’ simple fast and efficient way to substituted spirocyclopropylpyrazolones”, Electrochim. Acta, 2015, 165, 116-121.
Публикации в сборниках тезисов научных конференций
27.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Г.И. Никишин / Стереоселективная электрохимическая трансформация алкилиденциануксусных эфиров и малонового эфира в эфиры (Е)-3-замещённых 2-цианоциклопропан-1,1,2-трикарбоновых кислот // Всероссийская конференция «Электрохимия органических соединений – ЭХОС». Астрахань, 2002. Сб. тез. докл., с.49 // стендовый доклад.
28.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, S.K. Feducovich, G.I. Nikishin / Electrochemical transformation of activated olefins and CH-acids into functionally substituted cyclopropanes // 205th meeting of The Electrochemical Society. San-Antonio, Texas. 2004. Abstracts of Papers, p.391 // стендовый доклад.
29.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Г.И. Никишин / Электрохимическая трансформация СН-кислот и активированных олефинов в производные циклопропанкарбоновых кислот // I Молодёжная конференция ИОХ РАН. Москва, 2005. Сб. тез. докл., с.23-25 // устный доклад.
30.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Г.И. Никишин / Электрохимическая трансформация СН-кислот и активированных олефинов в производные циклопропанкарбоновых кислот // VIII Научная школа-конференция по органической химии. Казань, 2005. Сб. тез. докл., с.370 // стендовый доклад.
31.А.Н. Верещагин / Стереоселективное электрохимическое получение циклов, содержащих пирролиновый или пирролидоновый фрагменты // Международная конференция по химии гетероциклических соединений. Москва, МГУ, 2005. Сб. тез. докл., с.138 // устный доклад.
32.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, S.K. Feducovich, G.I. Nikishin / Facile and effective way to functionally substituted cyclopropanes // Sixth Tetrahedron Sumposium. Bordeaux, France, 2005. Abstracts of Papers, p.116 // стендовый доклад.
33.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Г.И. Никишин / Электрокаталитические каскадные процессы в стереоселективном построении бициклических гетероциклических систем, cодержащих циклопропановый фрагмент // II Молодёжная конференция ИОХ РАН. Москва, 2006. Сб. тез. докл., с.65-68 // устный доклад.
34.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, С.В. Горбунов, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая стереоселективная каскадная трансформация ароматических альдегидов и малононитрила // XVI Всероссийское совещание «Электрохимия органических соединений – ЭХОС». Новочеркасск, 2006. Сб. тез. докл., с.64-65 // стендовый доклад.
35.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, С.В. Горбунов, Г.И. Никишин / Электрокаталитические стереоселективные каскадные трансформации СН-кислот и активированных олефинов // XVI Всероссийское совещание «Электрохимия органических соединений – ЭХОС». Новочеркасск, 2006. Сб. тез. докл., 65-66 // стендовый доклад.
36.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Т.А. Займовская, Г.И. Никишин / Электрокаталитическое каскадное построение циклопропанового кольца из трёх различных компонентов // XVI Всероссийское совещание «Электрохимия органических соединений – ЭХОС». Новочеркасск, 2006. Сб. тез. докл., с.67 // стендовый доклад.
37.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, С.К. Федукович, Г.И. Никишин / Электрокаталитическое каскадное построение циклопропанового кольца из трёх различных молекул // IX Научная школа-конференция по органической химии. Москва, 2006. Сб. тез. докл., с.104 // устный доклад.
38.A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, N.O. Stepanov, G.I. Nikishin / Direct coupling of activated olefins with malononitrile as a new synthetic route to the tetracyanocyclopanes // International Conference on Organic Chemistry «Chemistry of Compounds with Multiple Carbon-Carbon Bonds», devoted to the 140th anniversary of Russian Chemical Society. Saint-Petersburg, Russia, 2008. Abstracts of Papers, p.189 // устный доклад.
39.А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Стереоселективная электрокаталитическая мультикомпонентная циклизация ароматических альдегидов, малононитрила и малонового эфира в бициклические пирролидоны // Всероссийская конференция «Электрохимия и экология». Новочеркасск, 2008. Сб. тез. докл., с.67 // стендовый доклад.
40.Н.О. Степанов, М.Н. Элинсон, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Новая стратегия каскадного химического синтеза функционально замещенных циклопропанов // III Молодёжная конференция ИОХ РАН. Москва, 2009. Сб. тез. докл., с. 7-9 // стендовый доклад.
41.Н.О. Степанов, А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Электрокаталитический мультикомпонентный стереоселективный синтез бициклических пирролидонов // 1-ая Международная конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений». Кисловодск, 2009. // стендовый доклад.
42. А.Н. Верещагин, Н.О. Степанов, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Новый тип каскадной реакции: замещенные тетрацианоциклопропаны непосредственно из карбонильных соединений и малононитрила // Всероссийская конференция по органической химии (RCOC). Москва, 2009. Сб. тез. докл., с.130 // устный доклад.
43.Н.О. Степанов, А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Каскадная сборка спироциклопропановой структуры из бензилиденмалононитрила и замещенных барбитуровых кислот // Всероссийская конференция по органической химии (RCOC). Москва, 2009. Сб. тез. докл., с.395 // стендовый доклад.
44.Н.О. Степанов, А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Каскадная сборка циклопропановой структуры: трансформация бензилиденмалононитрилов и диалкилбарбитуровых кислот в замещенные 2-арил-4,6,8-триоксо-5,7-диазоспиро [2.5]октан-1,1-дикарбонитрилы // Всероссийская молодёжная конференция-школа «Идеи и наследие А.Е. Фаворского в органической и металлоорганической химии 21 века». Санкт-Петербург, 2010. Сб. тез. докл., с.140 // стендовый доклад.
45.Н.О. Степанов, А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Каскадная «сборка» ароматических альдегидов и барбитуровых кислот в замещённые спиропиримидины // IV Молодёжная конференция ИОХ РАН. Москва, 2010. Сб. тез. докл., с.172-173 // стендовый доклад.
46.E.O. Tretyakova, A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, G.I. Nikishin / Indirect electrochemical oxidation of 4,4´-(arylmethylene)bis(1H-pyrazol-5-ols) mediated by NaBr–MeOH system: facile and convenient approach to fused spirocyclic bis(1H-pyrazol-5-ol)cyclopropane structures // 13th Frühjahrssymposium, Advances in Organic and Inorganic Chemistry. Erlangen, Germany, 2011. Abstracts of Papers, p.205 // стендовый доклад.
47.Е.О. Третьякова, А.Н. Верещагин, М.Н. Элинсон, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая циклизация 4,4´-(арилметилен)бис(1H-пиразол-5-олов) в присутствии медиаторной системы NaBr – MeOH в спироциклические бис(2,4-дигидро-3H-пиразол-3-он)циклопропаны // II Международная научная конференция «Новые направления в химии гетероциклических соединений». Железноводск, Россия, 2011. Сб. тез. докл., с.238 // стендовый доклад.
48.E.О. Дорофеева, М.Н. Элинсон, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Стереоселективная электрокаталитическая трансформация барбитуровых кислот и активированных олефинов в спироциклопропилбарбитураты // V Молодежная конференция ИОХ РАН. Москва, 2012. Сб. тез. докл., с.11 // стендовый доклад.
49.E.О. Дорофеева, М.Н. Элинсон, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Электрокаталитический эффективный путь к 4,6,8-триоксо-5,7-диазоспиро[2.5]октанам // VI Всероссийская конференция молодых учёных, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев-2012». Санкт-Петербург, 2012. Сб. тез. докл., с.230 // стендовый доклад.
50.E.О. Дорофеева, М.Н. Элинсон, А.Н. Верещагин, Г.И. Никишин / Электрокаталитическая мультикомпонентная циклизация альдегидов, малононитрила и N,N′-диме-тилбарбитуровой кислоты в замещенные спироциклопропилбарбитураты // Вторая Всероссийская научная конференция с международным участием «Успехи синтеза и комплексообразования», посвящённая 95-летию со дня рождения профессора Н.С. Простакова. Москва, 2012. Сб. тез. докл., с.212 // стендовый доклад.
51.E.O. Dorofeeva, A.N. Vereshchagin, M.N. Elinson, G.I. Nikishin / Electrocatalytic design of medicinally relevant spirocyclic barbiturates // International Conference Catalysis in Organic Synthesis – ICCOS-2012. Moscow, 2012. Abstracts, p.159 // устный доклад.
52.А.Н. Верещагин, Е.О. Дорофеева, М.Н. Элинсон / Новый подход к синтезу замещённых 3-азабицикло[3.2.0]гепт-2-ен-1,5-динитрилов // XVI Молодёжная школа-конференция по органической химии. Пятигорск, 2013. Сб. тез. докл., с.86 // стендовый доклад.