Проект направлен на разработку новых методов получения азотистых гетероциклов, представляющих интерес для производства эффективных лекарственных средств и создания новых материалов. В качестве синтетической платформы, способной обеспечить продвижение в достижении этой цели используется класс дифункционализированных 2Н-азиринов (ДФА), уникальность которых заключается в их способности селективно раскрываться по любой из трех связей трехчленного цикла и превращаться в один из большого разнообразия одно-, двух- и трехатомных синтетических блоков, пригодных для эффективной сборки новых циклических и ациклических азотсодержащих молекул. Эффективные решения ряда проблем синтеза биологически значимых гетероциклических структур в этом проекте решаются в рамках разработки двух концептуально новых направлений химии азиринов: «Свободнорадикальные стратегии модификации и расширения азиринового цикла» и «Расширение азиринового цикла через прерывание SN2’-SN2’каскада». Первое из них, предполагающее использование инструментов радикальной химии для как для введения сложных структурных фрагментов в азириновый цикл, так и для трансформации его в циклы большего размера, является мало изученной областью азириновой химии. На основе экспериментальных и квантово-химических исследований реакций алкильных, станнильных и силильных радикалов с азиринами, протекающие через азиринильные и азиридинильные радикалы и азирины с радикальным центром в боковой цепи, планируется разработать эффективные методы синтеза новых ДФА, спироазиринов, производных 1,3-оксазина, 1,3-тиазина и пиразина. Идеологическим стержнем второго направления является новая концепция формирования самого азиринового билдинг-блока для синтеза гетероцикла большего размера. Ключевые объектами здесь являются высоко электрофильные азирины с ониевым заместителем при атоме С2, которые могут генерироваться реакцией SN2’-замещения галогена в азирин-2- карбонильных производных и in situ трансформироваться в новые производные пиразолов, имидазолов, 1,2,4-оксадиазинов, имидазо[2,1-b]тиазолов, имидазо[1,2-a]пиридинов и др. Запланировано разработать два способа вовлечения этих азиринов в процессы расширения цикла, первый из которых - это прерывание SN2’-SN2’-каскада азафильным раскрытием азиринового цикла по одинарной связи азот-углерод, а второй - прерывания его реакцией SNi’- замещения или циклизации. Еще одной проблемой, которая будет решаться в ходе проекта, заключается в разработке нового метода замещения галогена при азириновом цикла через SN2’-SN2’-каскада с помощью вспомогательного нуклеофила. Синтетическая привлекательность этого способа модификации азиринового цикла в том, что он дает возможность с помощью вспомогательного нуклеофила ввести в азириновый цикл структурный фрагмент, обладающий крайне низкой нуклеофильностью, что сделать напрямую не удается. Реакции, лежащие в основе разрабатываемых синтетических методов, являются новыми. Их механизмы будут исследованы экспериментальными методами и методами квантово-химических расчетов. Полученные теоретические результаты заложат фундамент для создания новых эффективных методов синтеза на основе ионных и радикальных реакций малых циклов.
