Фотохимические превращения простых органических молекул, протекающие без фотокатализа.

Использование света в качестве источника энергии для осуществления химической реакции является одним из важных трендов современной органической химии. Актуальные тенденции, направленные на использование возобновляемых источников энергии и переход к “Зеленой химии” дополнительно стимулируют изучение фотохимических процессов. Значительный прорыв в инструментальных методах, в частности появление дешевых и высокоэффективных органических светодиодов также повышает актуальность использования фотохимических подходов, так как позволяет проводить фототрансформации быстрее и селективнее. Тем не менее, основные работы в этой области в последнее время связаны с использованием фотокатализаторов, в то время как классические фотохимические реакции, для которых характерно большее разнообразие возможных трансформаций, исследуются в непропорционально меньшей степени. В настоящей работе мы надеемся устранить этот пробел, используя современный инструментарий. Настоящий проект направлен на изучение фотореакций протекающих без использования фотокатализаторов, поиск новых превращений и субстратов, изучение механизмов и фундаментальных основ таких реакций, а также разработку новых методов синтеза органических веществ с использованием выявленных фотопревращений. В качестве ключевых субстратов таких превращений будут использованы различные орто-замещенные ароматические производные, а также их гетероциклические аналоги, например, различные арилиден-азолоны (в первую очередь имидазолоны). В результате выполнения настоящего проекта: 1) С помощью алгоритмизированного подхода для рационального скрининга впервые будет систематически изучена возможность фототрансформации ряда орто-замещенных ароматических, гетероароматических и олефиновых производных с альдегидными, нитро группами и другими фотоактивными группами. 2) Будут получены новые фундаментальные знания в области фотохимических превращений простых органических молекул протекающих без использования фотокатализаторов. 3) Будут созданы новые подходы к синтезу гетероциклических и других органических соединений. В том числе будут созданы методы синтеза ранее неизвестных структур. 4) С применением разработанных в проекте подходов будет синтезирована широкая библиотека соединений, содержащих различные фармакофорные фрагменты для скрининга биологической активности. Полученная библиотека будет протестирована в первую очередь на противовирусную и антибактериальную активность для поиска соединений-лидеров. Будет произведен поиск новых веществ флуорогенов потенциально пригодных для флуоресцентного мечения живых систем. Таким образом, в результате проведения предложенного проекта будут созданы новые подходы к синтезу органических веществ, в том числе новых и ранее недоступных. Разработанные в данном проекте подходы позволят достигнуть прорыва в активно развивающейся области современной органической химии – химии фотореакций. Разработка новых фотохимических подходов является важной задачей, не только в фундаментальном, но и в прикладном плане в рамках поиска новых биологически-активных веществ, а также усовершенствования подходов к синтезу известных структур с высокой прикладной значимостью. Более того, отказ от использования фотокатализаторов является важным трендом данной области, так как позволяет существенно снизить стоимость проведения процессов и уменьшить количество образующихся отходов.

6 Января 2025 года — 31 Декабря 2027 года

Баранов М.С. (рук.)

Лаборатория химии гетероциклических соединений

Грант, РНФ

Список публикаций по проекту

  1. Opryshko VE, Krasnova SA, Mikhaylov AA, Bogdanova YA, Smirnov AY, Baranov MS, Ivanov DS (2025). Photochemically-Enabled Umpolung Conversion of 2-Acyloxybenzaldehydes into 2-Hydroxybenzofuranones. Molecules 30 (15), 3080
  2. Opryshko VE, Molchanova MV, Rudik DI, Krasnova SA, Bogdanova YA, Smirnov AY, Mikhaylov AA, Baranov MS, Ivanov DS (2025). A Photochemical Strategy to Benzannulated Thiacremonone Analogs via 1,6-HAT. ChemistrySelect 10 (23), e07474
  3. Rudik DI, Smirnov AY, Bogdanova YA, Mikhaylov AA, Romanenko AR, Korlyukov AA, Nikolaev M, Baranov MS, Ivanov DS (2025). A photochemical HAT approach to synthesize N-substituted benzoxazin-4-ones and their activity as AMPA receptor modulators. Org Biomol Chem 24 (3), 651–658
  4. Krasnova SA, Smirnov AY, Baranov MS (2025). Photochemical synthesis of 3-trifluoromethyl-2,3-dihydrobenzofuran-3-ols. MENDELEEV COMMUN 36 (1), 53–54
  5. Rudik DI, Smirnov AY, Romanenko AR, Korlyukov AA, Baranov MS (2025). Photochemical Cyclization of N-Allyl-N-(2-formylphenyl)-4-methylbenzenesulfonamide. RUSS J ORG CHEM+ 61 (12), 2461–2464