Кузнецов Владимир Владимирович

1. Впервые систематически исследован механизм образования диазиридинового цикла в трехкомпонентной реакционной системе - карбонильное соединение, первичный алифатический амин и аминирующий реагент в протонных и апротонных средах.
2. Установлено, что максимальный выход образующихся в этой реакции диазиридинов в водно-основных средах достигается при определенном значении рН - рНопт., который сдвигается в менее основную область при возрастании -/-эффекта заместителей в карбонильном соединении и при уменьшении рК_ВН+ амина. Физико-химическими и расчетными методами показано, что это взаимодействие может происходить как по типу реакции Манниха, когда аминирующие реагенты - VV-галогеналкиламин или гидроксиламин-О-сульфокислота выступают в качестве N-H-кислотного компонента, так и через образование на первой стадии реакции гем-диамина с последующим его галогенированием до предшественника диазиридина VV-галогенаминаля.
3. Проведено систематическое исследование взаимодействия карбонильных соединений, первичных алифатических аминов и V -хлоралкиламинов в апротонных средах и показано, что максимальный выход образующихся в этой реакции диазиридинов достигается при проведении процесса в хлорорганических растворителях при температурах 18-22 °С, с использованием в качестве основания К₂СО₃. С помощью спектральных методов установлено, что первой стадией реакции является взаимодействие карбонильного соединения и амина с образованием устойчивого в условиях реакции а-аминокарбинола, который при взаимодействии с V -хлоралкиламином образует конечный диазиридин.
4. Впервые показана возможность образования 1,2-диалкилдиазиридинов при взаимодействии 1,3,5-триалкил-1,3,5-гексагидротриазинов и V -хлоралкиламинов в хлорорганических растворителях в присутствии К2СО3 и следов воды. Предложен механизм образования диазиридинового цикла, в соответствии с которым на первой стадии  реакции  происходит  гидролиз  триазинового  цикла  до  а-аминокарбинола, образующего диазиридин при взаимодействии с VV-хлоралкиламинами.
5. Впервые исследовано взаимодействие VV-хлоралкиламинов с первичными алифатическими аминами в отсутствие карбонильных соединений и в присутствии оснований и показано, что в результате этой реакции с высокими выходами образуются 1,2,3-триалкилдиазиридины. Предложен механизм реакции, в соответствии с которым на первой стадии V -хлоралкиламины под действием оснований и следов воды трансформируются в альдимины по типу реакции Бахмана. Последние при взаимодействии с непрореагировавшим V -хлоралкиламином образуют диазиридин. Для повышения эффективности этой реакции впервые в синтезе диазиридинов использовано воздействие на реакционную смесь высоких давлений - до 700 МПа. Найдены два оптимальных варианта проведения этого превращения: 1) взаимодействие V -хлоралкиламинов с избытком первичного алифатического амина с тем же алкильным фрагментом в хлороформе в присутствии 0,5 молей поташа и воды (2 мольных %) при давлении 500 МПа и температуре 15 ^оС и 2) проведение той же реакции, но без добавления амина с использованием эквимольного количества поташа. Разработанные методы особенно привлекательны в тех случаях, когда соответствующие альдегиды трудно доступны.
6. Впервые установлено, что взаимодействие #-галоген-1,3-диаминопропана и VV-галоген-1,4-диаминобутана с карбонильными соединениями в метаноле или хлороформе в присутствии эквимольного избытка исходного диаминоалкана приводит к образованию с высокими выходами 6-замещенных 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов и 7-замещенных 1,6-диазабицикло[4.1.0]гептанов. Предложен механизм, в соответствии с которым образование этих соединений рассматривается как внутримолекулярное а-аминоалкилирование образующихся на первой стадии VV-галогенаминокарбинолов с их последующей S_V¹ -внутримолекулярной циклизацией.
7. Впервые исследовано взаимодействие 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов с арил- и арилоксикетенами и показано, что оно протекает с разрывом C-N-связи диазиридинового цикла. В зависимости от строения исходных соединений и условий проведения процесса образуется два типа структур: 1-ацилпиразолидины и 3-арил-1,5-диазабицикло[3.3.0]октан-2-оны. Установлено, что во всех случаях первое направление реакции является преобладающим, а образование бициклических структур, затрудненное по правилам Болдуина, может быть реализовано в термодинамически контролируемом варианте проведения процесса.
8. Обнаружено, что ацилирование 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов ацилхлоридами приводит, в зависимости от условий проведения процесса и соотношении реагентов, к 1­ацил- или 1,2-диацилпиразолидинам. Найдены условия селективного получения обоих типов структур.
9. Показано, что взаимодействие 1,2-ди- и 1,2,3,3-тетраалкилдиазиридинов с ароил-изоцианатами проходит с раскрытием диазиридинового цикла по C-N-связи с образованием производных 4-ароил-1,2,4-триазолидин-3-онов.
10. Впервые изучено взаимодействие 1,2-диалкилдиазиридинов с бензоил-изотиоцианатом в различных условиях и показано, что только в среде ионных жидкостей ([emim][BF₄] и [emim][PF₆]) реакция протекает однозначно с образованием неизвестных ранее неконденсированных 4-бензоил-1,2,6-триалкил-1,2,4,6-тетразепан-5-тионов. Предложен механизм наблюдаемого превращения, включающий разрыв как C-N-, так и N-N-связей диазиридинового цикла.
11. Методами РСА, газовой электронографии и квантовой химии проведен конформационный анализ Л,Л´-дизамещенных диазиридинов, 1,5-диазабицикло[3.1.0]-гексанов и 1,6-диазабицикло[4.1.0]гептанов. Установлено, что молекула 1,5-диазабицик-ло[3.1.0]гексана как в кристаллическом состоянии, так и в газовой фазах характеризуется конформацией "ванна". В ходе оптимизации квантово-химическими методами геометрии этой молекулы в изолированном состоянии показано, что стабилизация конформации " ванна" достигается за счет стереоэлектронных взаимодействий, а общая энергия молекулы в конформации "ванна" на 3,4-4,0 ккал/моль ниже, чем энергия в конформации "кресло".
12. Методами РСА установлено, что семичленный каркас молекулы 1,6-диазабицикло[4.1.0]гептана в кристаллическом состоянии характеризуется конформацией "кресло", обусловленной межмолекулярными контактами в кристаллической упаковке. Методом газовой электронографии установлено наличие в газовой фазе нескольких конформеров этого бицикла с доминированием конформера "кресло", что согласуется с результатами оптимизации квантово-химическими методами геометрии молекулы незамещенного 1,6-диазабицикло[4.1.0]гептана в изолированном состоянии, показавшее наличие трех близких по энергии конформаций - "кресло", "полукресло" и "ванна", различия энергии которых не превышали 1,80 ккал/моль.
13. Методом газовой электронографии для жидких в обычных условиях 1,2-диметил- и 1,2,3-триметилдиазиридинов подтверждено даранс-расположение алкильных заместителей у атомов азота цикла и установлено аномально высокое межъядерное расстояние между атомами азота в диазиридиновом цикле, превышающее аналогичный параметр в N,N´-диметил-1,2-диазетидине и Л,ЛЛдиметилгидразине на ~0,09 А, являющееся, по-видимому, следствием эффективного отталкивания НЭП атомов азота цикла.

1.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, Л.И. Хмельницкий "TV-Бромалкиламины и №OBr в синтезе диазиридинов ", Изв. АН СССР. Сер. хим., 1989, № 8, 2089-2094.

2.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, Ю.Ф. Стреленко, Л.И. Хмельницкий "О роли рН в синтезе диазиридинов", Изв. АН СССР. Сер. хим., 1991, № 12, 2861-2871.

3.В.П. Синдитский, М.Д. Дутов, А.Е. Фогельзанг, В.В. Кузнецов "Синтез и спектральное исследование координационных соединений 1,2-бис(Р-аминоэтил)диазиридина", Журн. Неорган. Химии, 1991, 36, № 4, 944-949.

4.Н.Н. Махова, В.В. Кузнецов, Р.Г. Костяновский, "1,2-Ди(1-адамантил)диазиридин", Изв. АН. Сер. хим., 1996, № 7, 1870-1871.

5.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, Л.И. Хмельницкий "О роли рН в синтезе диазиридинов. Сообщение 2. Влияние рН на синтез диазиридинов из аминов, карбонильных соединений и NaOCl", Изв. АН. Сер. хим., 1997, № 7, 1410-1412.

6.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, И.И. Червин, Р.Г. Костяновский, "1-(1-Адамантил)диазири-дин", Изв. АН. Сер. хим., 1997, № 4, 861-862.

7.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, М.О. Декаприлевич, "6,6´-Бис(1,5-диазабицикло[3.1.0]гек-сан)", Изв. АН. Сер. хим., 1999, № 3, 623-625.

8.N.N. Makhova, A. N. Mikhailyuk, V. V. Kuznetsov, S. A. Kutepov, P. A. Belyakov, "Effective synthesis of 1,2-di-, 1,2,3-tri-, 1,2,3,3-tetraalkyldiaziridines and 1,5-diazabicyclo[3.1.0]hexanes", Mendeleev Commun., 2000, 182-185.

9.А.В. Шевцов, В.Ю. Петухова, С.А. Кутепов, В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, Н.Е. Кузьмина, Г.Г. Александров, "Синтез и структура комплексов W-(2-аминоэтил)диазиридинов с солями переходных металлов", Изв. АН. Сер. хим., 2000, № 11, 1910-1912.

10.В.Ю. Петухова, В.В. Кузнецов, А.В. Шевцов, Ю.А. Стреленко, Н.Н. Махова, К.А. Лысенко, М.Ю. Антипин, "Синтез и структура 1,1´-диалкил-3,3´-бидиазиридинов", Изв. АН. Сер. хим., 2001, № 3, 421-425.

11.В. В. Кузнецов, С. А. Кутепов, Н. Н. Махова, К. А. Лысенко, Д. Е. Дмитриев, "1,5-Диазабицикло[3.1.0]гексаны и 1,6-Диазабицикло[4.1.0]гептаны: новый метод синтеза и квантово-химическое и рентгенодифракционное исследование", Изв. АН. Сер. хим., 2003, № 3, 638-645.

12.Е.Г.Атавин, А.В.Голубинский, М.В.Попик, В.В.Кузнецов, Н.Н.Махова, Л.В.Вилков, "Электронографическое исследование молекулярной структуры 6,6´-бис(1,5-диазабицикло[3.1.0]гексана)",Журн. структ. химии, 2003, 44, № 5, 851-854.

13.Е.Г.Атавин, А.В.Голубинский, М.В.Попик, В.В.Кузнецов, Н.Н.Махова, А.В. Аникеева, Л.В.Вилков, "Исследование структуры молекул V/,W´-диметилдиазиридина методами газовой электронографии и квантовой химии", Журн. структ. химии, 2003, 44, № 5, 855-859.

14.V.V. Kuznetsov, N.N. Makhova, D.E. Dmitriev, V.V. Seregin, "Syntheses of 1,2-di- and 1,2,3-trialkyldiaziridines", Mendeleev Commun., 2005, 116-118.

15.В.В. Кузнецов, В.Б. Овчинникова, В.П. Анаников, Н.Н. Махова, "Новый метод синтеза и механизм образования 1,2-ди- и 1,2,3-триалкилдиазиридинов", Изв. АН. Сер. хим., 2006, № 11, 1978-1982.

16.А.В.Шевцов, В.В.Кузнецов, С.И. Молотов, К.А. Лысенко, Н.Н. Махова, "Синтез 4-ароил-1,2,4-триазолидин-3-онов путем расширения цикла 1,2-ди- и 1,2,3,3-тетраалкилдиазиридинов в реакции с ароилизоцианатами", Изв. АН Сер. хим., 2006, № 3, 534-538.

17.A.V.Shevtsov,V.V.Kuznetsov, K.A.Lyssenko, P.A.Belyakov, N.N.Makhova, "Synthesis of 4-benzoyl-1,2,6-trialkyl-1,2,4,6-tetrazepane-5-thiones by the interaction of 1,2-dialkyldiaziridines with benzoyl isothiocyanate in ionic liquids", Mendeleev Commun., 2006, 218-220.

18.A.V.Shevtsov, V.V.Kuznetsov, A.A.Kislukhin, V.Yu.Petukhova,Yu.A.Strelenko, N.N.Makhova, "Ring transformation of 1,5-diazabicyclo[3.1.0]hexanes under the action of arylketenes", J.Heterocyclic Chem., 2006, 43, № 4, 881-888.

19.A.V.Shevtsov, A.A.Kislukhin, V.V.Kuznetsov, V.Yu.Petukhova, V.A.Maslennikov, A.O.Borissova, K.A.Lyssenko, N.N.Makhova, "New simple synthesis of VV-acylpyrazolidines and VV-arylsulfonyl-2-pyrazolines", Mendeleev Comm., 2006, 119-121.

20.В.Г. Зверев, В.В. Кузнецов, А.Н.Рыков, Н.М. Карасев, Н.Н. Махова, Л.В. Вилков, "Определение конформационного состава 1,3,5-триметил-1,3,5-триазациклогексана методом газовой электронографии", Журн. физич. химии, 2007, 81, № 10, 1-6.

21.V.V.Kuznetsov, I.S. Syroeshkina, D.I. Moskvin, M.I.Struchkova, N.N.Makhova, A.A.Zharov, "High Pressure-Assisted Synthesis of 1,2,3-Trialkyldiaziridines from VV-Chloroalkylamines", J. Heterocyclic Chem, 2008, 45, № 2, 497-502.

22.Yu.V. Vishnevskiy, N. Vogt, J. Vogt, A.N. Rykov, V.V. Kuznetsov, N.N. Makhova, L.V. Vilkov, "Molecular Structure of 1,5-Diazabicyclo[3.1.0]hexane as Determined by Gas Electron Diffraction and Quantum-Chemical Calculations" J. Phys. Chem. 2008, 112, № 23, 5243-5250.

23.. N.N. Makhova, V.Yu. Petukhova, V.V. Kuznetsov, "Synthesis of monocyclic diaziridines and their fused derivatives", ARKIVOC, 2008, (i), 128-152.

Тезисы докладов

24.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, Ю.А. Стреленко, "О роли рН в синтезе диазиридинов", V Всесоюзная конференция по химии азотсодержащих гетероциклических соединений, (22-25. 10. 1991, г. Черноголовка), Черноголовка: ИХФЧ АН СССР, 1991, 209.

25.N.N. Makhova, V.Yu. Petukhova, V.V. Kuznetsov, L.I. Khmel´nitskii, "Synthesis and thermochemistry of diaziridines", 29th International Annual Conference of ICT "Energetic Materials. Prduction, Processing and Characterization", (30. 06.-03. 07. 1998, Karsruhe, FRG), Karsruhe: IChT, 1998, 10-1-13.

26.В.В. Кузнецов, С.А. Кутепов, Н.Н. Махова, "Новая эффективная схема синтеза 1,5-диазабицикло[3.1.0]гексанов и 1,6-диазабицикло-[4.1.0]гептанов " 1-ая Всероссийская конференция по химии гетероциклов памяти А.Н. Коста", (19-23. 09. 2000, г. Суздаль), М: "Контакт-Сервис", 2000, 243.

27.В. В. Кузнецов, С. А. Кутепов, Н. Н. Махова, К. А. Лысенко, "Синтез и строение 6-арил-,6-гетероарил-1,5-диазабицикло[3.1.0] гексанов и 7-арил-,7-гетероарил-1,6-диазабицикло-[4.1.0]гептанов Материалы Перывой Международной конференции "Химия и биологиченская активность азотистые гетероциклов и алкалоидов", (09-12. 10. 2001, г. Москва), М: "Иридиум-пресс", 2001, 2, 173.

28.E.G. Atavin, A.V. Golubinskii, M.V. Popik, V.V. Kuznetsov, N.N. Makhova, L.V. Vilkov, "Molecular structure of 6,6´-bis(1,5-diazabicyclo[3.1.0]hexane) from a joint electron diffraction and ab initio molecular orbital study", Nineteenth Austin Symposium on Molecular Structure, (03-05. 2002, Austin, Texas, USA), Austin: The University of Texas, 2002, 72.

29.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, В.В. Серегин, Е.В. Колесова, "Иммониевый ион -интермедиат диазиридинового синтеза в водных средах", Тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Достижения и перспективы химической науки, (21¬26. 09. 2003, г. Казань), Казань: "Центр Оперативной Печати", 2003, 475.

30.В.В. Кузнецов, Н.Н. Махова, А.Н. Терпигорев, "Новый эффективный метод синтеза алкилзамещенных диазиридинов", Труды Третьей Международной конференции "Химия и биологиченская активность азотсодержащих гетероциклов", (20-23. 06. 2006, г. Черноголовка), М, "Научное Партнерство", 2006, 2, 165.

31.В.В. Кузнецов, Д.И. Москвин, Н.Н. Махова, А. А. Жаров, М.И. Стручкова, "Направленный синтез алкилзамещенных диазиридинов при высоком давлении", Тез. докл. Международной конференции по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности", (26-29. 06. 2006, г. Санкт-Петербург), СПб: Хим. фак. СПбГУ, 2006, 297-298.

32.А.В. Шевцов, В.В. Кузнецов, К.А. Лысенко, Н.Н. Махова, "Неожиданный синтез 4-бензоил-1,2,4-триалкил-1,2,4,6-тетразепан-5-тионов из 1,2-диалкилдиазиридинов и бензоилизотиоцианата", Тез. докл. Международной конференции по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бельштейна до современности", (26-29. 06. 2006, г. Санкт-Петербург), СПб: Хим. фак. СПбГУ, 2006, 366-367.

33.В.В. Серегин, В.В. Кузнецов, А.А. Лаптев, Н.Н. Махова, "Кинетика и механизм образования 1,2-диалкилдиазиридинов в слабоосновных средах", Всероссийская научная конференция "Современные проблемы органической химии" , (05-09. 06. 2007, г. Новосибирск), Новосибирск: НГУ, 2007, 211.

34.В.В. Кузнецов, Ю.С. Сыроешкина, Д.И. Москвин, Н.Н. Махова, А.А. Жаров, М.И. Стручкова, "Синтез 1,2,3-триалкилдиазиридинов из VV-хлоралкиламинов при высоком давлении", Тез. докл. XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Достижения и перспективы химической науки, (23-28. 09. 2007, г. Москва), М: Граница, 2007, 290.