Лаборатория фосфорорганических соединений (ЛФОС)
Важнейшие результаты, полученные сотрудниками лаборатории
Был разработан новый, эффективный способ синтеза фосфонатных аналогов природных фосфолипидов используя Horner-Mark [2,3]-сигматропную перегруппировку ацетиленовых фосфитов. Используя данный подход были получены новые фосфонолипиды в которых sn-3 кислород глицеринового скелета замещён –СН=СН- или –СН2СН2- фрагментами.
Реакцией 1-хлор-4(диетилфосфонил)алка-2,3-диенов с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями были получены новые ациклических аналогов нуклеотидов с 1,2-алкадиеновым скелетом. Синтезированные соединения являются аналогами эффективного антивирусного препарата «ацикловир» и представляют интерес при поиске новых антивирусных и противораковых препаратов. На основе фосфорилированных алленов, впервые были синтезированы новые фосфонатные аналоги природных нуклеотидов, в которых карбогидратная часть была заменена шести членный тетрагидропиранильный фрагмент. Изучено строение синтезированных ациклических и циклических аналогов нуклеотидов с помощью спектральных методов и методом рентгено-структурного анализа.
Разработан эффективный метод синтеза полифункциональных, пентафторсульфанильных (SF5) производных, основанный на фотохимической реакции присоединения пентафторсульфанилхлорида по кратным связям. Впервые показано, что непредельные спирты гладко реагируют с пентафторсульфанилхлоридом с образование, практически с количественным выходом, аддуктов присоединения. Впервые разработан способ получения 1,3-, 1,4-, 1,5-алкадиенов, норборнильных производных, альдегидов, нитрилов, кислот, а также гетероциклических соединений с пентафторсульфанильной группой. Показано, что данные соединения являются перспективными мономерами, для создания полимерных композиций с новыми физико-механическими свойствами.
Развитие методологии синтеза ?-фосфорильных аналогов глутаминовой или аспарагиновой кислот с целью поиска новых потенциальных лигандов NMDA и метаботропных глутаматных рецепторов позволило разработать ряд методов синтеза ?-фосфорсодержащих аминокарбоновых кислот с различной модификацией фосфорсодержащего фрагмента, углеводородной цепочки (А), а также аминокислотного фрагмента и получить ряд новых интересных соединений общей формулы (I)
Основой для развития методологии синтеза псевдо-пептида является метод синтеза функционально замещенных фосфиновых кислот несимметричного строения с использованием соответствующим образом ?-R-замещенных акрилатов. Развитие one-pot процедуры формирования двух фосфор-углеродных связей из гипофосфитов позволило предложить методы синтеза псевдо-?-аминобутаноилпептидов (II), псевдо-?,?`-дипептидов (III), псевдо-?-аспартилпептидов (IV, n=1), псевдо-?-глутамилпептидов (IV, n=2), и других потенциальных ингибиторов ферментов.
На основе ферментативных методов синтеза энантиомеров аминокислот, были получины оптические формы ?-фосфоновых ?-аминокарбоновых (АР4-АР7, их аналогов и гомологов) кислот и ?-аминофосфиновых псевдо-пептидов.
Разработаны удобные методы синтеза фосфорилированных и дифосфорилированных аминов, среди которых обнаружены эффективные и селективные экстрагенты для разделения платины и палладия, экстракции золота и рения, а также для извлечения актинидов и количественной экстракции редкоземельных элементов.
Впервые показано, что полидентатные фосфиновые и фосфоновые кислоты и их эфиры, могут найти применение как для концентрирования трансурановых элементов из растворов их солей, так и для разделения сложных смесей редкоземельных элементов или селективного выделения элементов из многокомпонентных солевых растворов.
Участие сотрудников лаборатории в выполнении научных грантов и проекты
(с 2001 года по настоящий момент)
Исследования, проводимые сотрудниками лаборатории, были поддержаны различными научными фондами и организациями:
q МНТЦ № 1151 (1999-2000 г.г.) - «Превращения тетранитрометана/ тринитрометана в полезные продукты медицинского и сельскохозяйственного назначения». (научный руководитель В.К. Брель).
q МНТЦ № 1151В (1999-2000 г.г.) - «Превращения тетранитрометана/ тринитрометана в полезные продукты медицинского и сельскохозяйственного назначения». (научный руководитель В.К. Брель).
q МНТЦ № 2171 (2000-2001 г.г.) - «Фундаментальные исследования горения фосфорорганических эфиров и синтез промотирующих добавок ». (научный руководитель В.К. Брель).
q МНТЦ 2791 (2003-2005 г.г.) – «Развитие новых подходов в конструировании фторорганических производных серы (непредельные, гетероциклические, ароматические молекулярные системы и полифункциональные органическин соединения)». (научный руководитель Брель В.К.).
q РФФИ 06-03-32061 (2006-2008 г.г.) – «Физиологически активные фосфонаты. Синтез и свойства нуклеозидов и нуклеотидов с Р-С связью». (научный руководитель Брель В.К.).
q РФФИ 09-03-00099(2009-2011 г.г.) – «Синтез и химические превращения полифункциональных, сопряжённых 2Н-азиринов». (научный руководитель Брель В.К.)
Список публикаций сотрудников лаборатории (с 2000 года по настоящий момент)
- Н.Ш.Пиркулиев, В.К.Брель, Н.Г.Ахмедов, Н.С.Зефиров, А.М..Магеррамов, Н.Г.Шихалиев. Реакции фторо[сульфонилокси-?3-йоданил]бензола. II Взаимодействие фторо[сульфонилокси-?3-оданил]бензола с ациклическими олефинами. Журнал органической химии, 2001, 37, №5, 721-724.
- Н.Ш.Пиркулиев, В.К.Брель, Н.Г.Ахмедов, Н.С.Зефиров. Реакции фторо[сульфонилокси--?33-йоданил]бензола. Реакции фторо[сульфонилокси--?33-иоданил] бензола с норборнадиеном. Журнал органической химии, 2001, 37, № 7 , 1052-1057.
- В.К.Брель, Н.Ш.Пиркулиев. Н.С.Зефиров. Химия производных ксенона. Синтез, химические свойства. Успехи химии, 2001, 70, № 3, 262-298.
- V.K.Brel. Synthesis and Intramolecular Cyclization of Diethylphosphono-Substituted Allenic Glycols. Synthesis, 2001, (10),1539-1545.
- N.Sh.Pirkuliev, V.K.Brel, N.G.Akhmedov, P.J.Stang, N.S.Zefirov. Interaction of Trimethylsilyl Isocyanate with XeF2 and FXeOSO2CF3 in the Presence of Unsaturated Compounds. Mendeleev Communication, 2001,11, № 5, 171-172.
- N.Sh.Pirkuliev, V.K.Brel, N.G.Akhmedov, N.S.Zefirov, P.J.Stang. Xenon difluoride–trimethylsilyl isocyanate–triflic acid as a new system for the amination of aromatic compounds. Mendeleev Communication, 2001, 11, № 5, 172-173.
V.K.Brel. Synthesis of 4-Substituted-4-(Diethylphosphono)-buta-2,3-dien-1-als. Synthetic Communications, 2002, 32, № 18, 2855-2862.
- V.K.Brel, E.V.Abramkin. CuCl2-Induced cyclisation of allenylphosphonates to 3-chloro-4-(diethylphosphono)-2,5-dihydrofurans. Mendeleev Communication, 2002,12, № 2, 64-66.
- V.K.Brel. Phosphorylated Dihydrofurans via Intramolecular Cyclization of Allenic Alcohols. Phosphorus, Sulfur and Silicon, 2002, 177, No 8/9, 1935.
- V.K.Brel. Synthesis of Unsaturated Phosphonates as Acyclic Nucleoside Analogues. Phosphorus, Sulfur and Silicon, 2002, 177,No 8/9, 1933.
- V.K.Brel. A New Synthetic Route to Phosphonate Analogues of Phosphotidyl Derivatives. Phosphorus, Sulfur and Silicon, 2002, 177, No 8/9. 1931.
- V.K.Brel. New Synthetic Route to 2-(Diethylphosphono)-2H-Azirines. Synthesis, 2002, (13),1829-1832.
- Н.Ш.Пиркулиев, В.К.Брель, В.В.Жданкин, Н.С.Зефиров. Взаимодействие фторо[трифторметан-сульфонилокси- ?33-иоданил] бензола с азот содержащими гетероциклами. Журнал Органической Химии, 2002, Т.38, №8 1275-1276.
- Н.Ш.Пиркулиев, А.М.Магеррамов, М.А.Аллахвердиев, Г.М.Мирбагирова, В.К.Брель, Н.С.Зефиров. Реакция фторо[трифторметансульфонилокси-?3-иоданил]бензола с экзо-3,4-эпокси-9,10-диметоксикарбонилтрицикло [4.2.2.02,5]дека-7,9-диеном. Журнал Органической Химии, 2002, Т.38, №7 1109-1110.
- V.K.Brel, P.J.Stang. A New Approach to Phosphonate Analogues of Phosphatidyl Derivatives. Eur. J. Org. Chem., 2003, 224-229.
- V.K.Brel, V.K.Belsky, A.I.Stash, V.E.Zavodnik, P.J.Stang. Synthesis and molecular structure of new acyclic analogs of nucleotides with 1,2-alkadienic skeleton. Org. Biomol. Chem., 2003, 1, 4220 – 4226.
- V.K.Brel, V.K.Belsky, A.I.Stash, V.E.Zavodnik, P.J.Stang. Synthesis and molecular structure of new unsaturated analogues of nucleotides containing six-membered rings. Eur. J. Org. Chem., 2005, 512-521.
- V.K.Brel. Synthesis and Epoxidation of 1,3-, 1,4-, 1,5-Alkadienes with Pentafluoro-?6-sulfanyl (SF5) Groupings. Synthesis, 2005, 1245-1250.
- I.V.Trushkov, V.K.Brel. Unusual reactivity of 3-chloro-1-pentafluorosulfanylpropene in nucleophilic substitution reactions. Tetrahedron Letters, 2005, 46, № 28, 4777-4779.
- V.K.Brel. Synthesis and Diels-Alder Reaction of Dienophiles with Pentafluoro-l6-sulfanyl (SF5) Grouping. Synthesis, 2006, № 2, 339-343.
- V.K.Brel. Synthesis of 4,5-Dihydroisoxazoles Connected by Short Spacers to the Pentafluoro-l6-sulfanyl Group. Synthesis, 2006, № 16, 2665-2670.
- V.K.Brel. Synthesis of new pentafluorosulfanyl-acrylates (F5SCH=CHCHO, F5SCH=CHCN, F5SCH=CHCOOCH3) and use them as dienophiles in Diels-Alder Reaction. J.Fluor. Chem., 2007,862-867.
- V.K.Brel. Synthesis of 3-Azido-4-(diethylphosphono)-1,3-alkadiens and Their Transformation to Derivatives of 2H-Azirine. Synthesis, 2007, № 17, 2674-2680.
V.K.Brel. Synthesis and some transformation of acyclic nucleotide phosphonate analogues with triple bond. Nucleic Acids Symposium Series 2008 No. 52, 535–536.
- V.K.Brel. Novel nucleotide phosphonate analogues with 1,2-oxaphosphol-3-ene ring skeleton. Nucleic Acids Symposium Series 2008, No. 52, 589–590.
- V.K.Brel. A New Approach to the Synthesis of 4-(diethylphosphono)-3-substituted-isoxazoles from 3-azido-1,3-alkadienylphosphonates. Synthesis, 2009, № 20, 3405-3410.
- V.K.Brel. Synthesis of alkene, alcohols, and heterocycles containing the pentafluorosulfanyl (SF5) grouping. Phosphorus, Sulfur, and Silicon, 2011, 186, 1284–1287.
- В.К.Брель. Необычное направление гидрирования диэтилового эфира (4R)-[(4-гидрокси-4,5-дигидрлфуран-2-ил)метил]фосфоновой кислоты. Unusual route of hydrogenation of diethyl (4R)-[(4-hydroxy-4,5-dihydrofuran-2-yl)methyl]-phosphonate. Химия гетероциклических соединений, 2012, № 2 400-401. Chemistry of Heterocyclic Compounds 2012, Vol. 48, Issue 2, pp 377-378. DOI:10.1007/s10593-012-1001-7.
- В.К.Брель, Ю.И. Гудкова. Синтез ациклических аналогов фосфононуклеотидов с 1,3-алкадиеновым углеродным скелетом.Synthesis of acyclic phosphonate nucleotide analogs having a 1,3-alkadiene skeleton. Журнал органической химии, 2012, № 4, т. 48, 596-597. Russian Journal of Organic Chemistry 2012, Volume 48, Issue 4, pp 594-595. DOI:10.1134/S1070428012040227.
- В.К.Брель. Синтез 5-диэтилфосфорилэтин-3-арил-4,5-дигидроизоксазолов. Synthesis of 3-aryl-5-diethoxyphosphorylethyne-4,5-dihydroisoxazoles. Химия гетероциклических соединений, 2012, № 6 977-981. Chemistry of Heterocyclic Compounds 2012, Vo. 48, Issue 6, pp 907-911. DOI:10.1007/s10593-012-1075-2.
- V.K.Brel Синтез фосфонатных аналогов нуклеотидов с 2,5-дигидро-1,2-оксафосфоленовым углеродным скелетом. Synthesis of phosphonate analogs of nucleotides with a 2,5-dihydro-1,2-oxaphospholene carbon skeleton. Химия гетероциклических соединений, 2012, № 11, 1826-1832. Chemistry of Heterocyclic Compounds 2013, Volume 48, Issue 11, pp 1710-1715 DOI:10.1007/s10593-013-1197-1.
- A.Yu.Tolbin, V.T.Pushkarev, I.O.Balashiva, V.K.Brel, Yu.I Gudkova, V.I.Shestov, L.G.Tomiliva. Synthesis of phthalocyanine compounds bearing 2-(diethoxyphosphoryl)-4- синтез Z-2- methylpenta-1,3-dienyl functional groups. J. Porphyrins Phthalocyanines, 2013; 17: 343–350. DOI:10.1142/S1088424613500296.
- В.К.Брель. Стереоселективный гидроксиметил-4-(диэтоксифосфорил)тетрагидрофурана. Stereoselective synthesis of Z-4-diethoxyphosphoryl-2-hydroxymethyltetrahydrofuran. Известия АН. Серия химическая, 2014, №5, 1178-1180. Russian Chemical Bulletin 2014, Vol. 63, Issue 5, pp 1178-1180. DOI:10.1007/s11172-014-0568-9.
- Е.И.Горюнов, И.Б.Горюнова, Ю.В.Нелюбина, Н.Г.Фролова, Е.Д.Савин, Т.В.Стрелкова, М.П.Пасечник, В.К.Брель. Бис(пентафторфенил)фосфинистая кислота в синтезе Р,Р-бис(пентафторфенил)фосфорилалканонов и -алкандионов. Bis(pentafluorophenyl)phosphinous acid in the synthesis of P,P-bis(pentafluorophenyl)phosphorylalkanones and –alkanediones. Известия АН. Серия. химическая, 2014, № 10, 2317-2324.Russian Chemical Bulletin 2015; 63, 10, 2317-2324. DOI:10.1007/s11172-014-0741-1.
- В.К.Брель. Синтез 2-(6-аминопурин-9-имметил)-2,5-дигидрофурана и цис-4-( фосфорил)-2-(6-аминопурин-9-имметил)-тетрагидрофурана – новых аналогов нуклеотидов с Р-С- связью. Synthesis of 2-(6-aminopurin-9-ylmethyl)-2-methyldi(tetra)hydrofuran-4-ylphosphonic acids — novel nucleotide analogs with P-C bonds. Известия АН. Серия химическая, 2014, №11, 2556-2559. Russian Chemical Bulletin 2014, Vol. 63, Issue 11, pp 2556-2559. DOI:10.1007/s11172-014-0776-3.
- Е.В.Шарова, Г.К.Генкина, Е.В.Матвеева, И.Б.Горюнова, Е.И.Горюнов, О.И.Артюшин, В.К.Брель. Фосфорилирование цитизина с использованием методологии “Клик”-химии Phosphorylation of cytisine using azide—alkyne click chemistry. Известия АН. Серия химическая, 2014, №11, 2546-2550. Russ. Chem. Bull. Vol.63, 11, 2546-2550, 2014 . DOI:10.1007/s11172-014-0774-5.
- А.Г.Матвеева, Е.И.Горюнов, А.М.Ту, А.М.Сафиулина, И.Б.Горюнова, Г.В.Бодрин, А.В.Лесив, О.А.Синегрибова, В.К.Брель. Влияние природы заместителей при атоме фосфора на экстракционные свойства фосфорилкетонов по отношению к f-элементам Effect of the nature of substituents at the phosphorus atom on extraction properties of phosphorylketones toward f-elements. Известия АН. Серия химическая, 2014, №11, 2493-2501.
Russ. Chem. Bull. 2014, Vol. 63, Issue 11, pp 2493-2501.DOI:10.1007/s11172-014-0767-4.
- V.K.Brel, A.V.Sammet, .LD.Konyushkin, A.I. \Stash, V.K.Belsky, V.V.Semenov. Levoglucosenone-derived precursors for the stereoselective synthesis of methylene-expanded analogues C-nucleosides. Mendeleev Comm., 2015, №1, 44-46. DOI:10.1016/j.mencom.2015.01.016.
- A.Yu.Tolbin, A.V.Dzuban, V.I.Shestov, Yu.I.Gudkova, V.K.Brel, L.G.Tomiliva, N.S.Zefirov. Peripheral functionalisation of a stable phtalocyanine J-type dimer to control the aggregation behavior and NLO properties: UV-Vis, fluorescence, DFT, TDHF and thermal study. RSC Adv., 2015, 5, 8239-8247
DOI: 10.1039/c4ra15239e.
- А.М.Сафиулина, А.Г.Матвеева, А.В.Лизунов, Г.В.Бодрин, Е.И.Горюнов, М.С.Григорьев, А.А.Семёнов, В.К.Брель, Э.Е.Нифантьев. Фосфорилсодержащий кетон – 5-(дифенилфосфорил)гексан-3-он – новый эффективный экстрагент для извлечения и разделения лантанидов при переработке эвдиалита.A phosphorylated ketone, 5-(diphenylphosphoryl)hexan-3-one, as a new effective extractant for the recovery and separation of lanthanides in the eudialyte processing. ДАН, 2015, 460, №6, 673-676. Doklady Chemistry 2015, Vol. 460, Issue 2, pp 57-60. DOI:10.1134/S001250081502007X.
- M.B.Makarov, E.A.Skvortsov, V.K.Brel. Syntesis of diethyl ?-amino(aryl)methylphosphonates containing 4-piperidone moiety. Mendeleev Comm., 2015, 25, №3, 232-233.
- Brel V.K. Synthesis of nitrogen-containing gem-bisphosphonates with
(3-aryl-4,5-dihydroisoxazol-5-yl) moiety.Mendeleev Comm., 2015, 25, №3, 234-235.
- Лифшиц А.О.; Остапчук П.Н.; Брель В.К. O.Lifshit, P.N. Ostapchk, V.K.Brel. Новый способ получения (2-аминопиридин-4-ил) метанола. New method for preparation of (2-aminopyridin-4-yl)methanol. Журнал органической химии, 2015, т.51, № 5, 759-760. Russian Journal of Organic Chemistry 2015, т.51, № 5, 744-745 DOI: 10.1134/S1070428015050280.
- В.К.Брель, Е.И.Горюнов, И.Б.Горюнова, Н.Г.Фролова, Е.А.Латохина, А.Г.Буяновская, Л.В.Гумилёва, Э.Е.Нифантьев. Бис(пентафторфенил)фосфинистая кислота – эффективный прекурсор для синтеза (2-карбамоилэтил)бис (пентафторфенил)фосфиноксидов, Bis(pentafluorophenyl)phosphinous acid as an efficient precursor for the synthesis of (2-Carbamoylethyl)bis(pentafluorophenyl)phosphine oxides. ДАН, 2015, 462, № 6, 666–670. Doklady Chemistry 2015, Vol. 462, Issue 2, pp 152-155. DOI:10.1134/S0012500815060087.
- Макаrov M.V., Ryubakova E.Yu., Brel V.K. 3,5-Bis(arylidene)-4-piperidones Modified by Phosphonate and Bisphosphonate Groups as Novel Anticancer Agents. Phosphorus, Sulfur, and Silicon, 2015, v. 190, 741–746. DOI:
10.1080/10426507.2014.976338.
- А.Н.Яркевич, В.К.Брель, Г.Ф.Махаева, Н.П.Болтнева, Н.В.Ковалёва,A.N.Yarkevich, V.K.Brel, G.F.Makhaeva, O.G.Serebryakova, N.P.Boltneva, N.V.Kovaleva. Синтез и исследование биологической активности фосфорилированных аминов и амидов. Synthesis and investigation of biological activity of phosphorylated amines and amides. ЖОХ, 2015, Vol. 85, No. 7, pp. 1120-1125.Russian Journal of General Chemistry, 2015, V.85, №7, pp 1644-1649 DOI: 10.1134/S1070363215070129.
- О.И.Артюшин, Е.В.Шарова, А.Н.Яркевич, Г.К.Генкина, Н.В.Виноградова, В.К.Брель. Конструирование фосфонатных аналогов коротких пептидов с использованием методологии «клик»-химии. Известия АН. Серия химическая, 2015, №9, 2172-2177.
- Горюнов Е.И., Горюнова И.Б., Лысенко К.А., Фролова Н.Г., Латохина Е.А., Брель В.К. (2- Карбамоилэтил)бис (пентафторфенил) фосфиноксиды –синтез и строение (2-carbamoylethyl)bis(pentafluorophenyl)phosphine oxides: Synthesis and structure. ЖОХ, 2015, 85, 1533-1541 Russian Journal of General Chemistry, 2015, V. 85, Issue 9, pp 2112-2119. DOI:10.1134/S1070363215090157.
- Сафиулина А.М., Матвеева А.Г., Евтушенко А.В., Лизунов А.В., Горюнов Е.И., Горюнова И.Б., Бодрин Г.В., Семёнов А.А. Брель В.К. Извлечение лантанидов из растворов вскрытия фосфогипса с использованием нового Фосфорорганического экстрагента - 5-(дифенилфосфорил)-гексан-3-она. Recovery of lanthanides from digested phosphogypsum solutions using a new organophosphorus extractant, 5-(diphenylphosphoryl)hexan-3-one. ЖОХ, 2015, 85, 1551-1557. Russian Journal of General Chemistry, 2015, V. 85, Issue 9, pp 2128-2134. DOI:10.1134/S1070363215090170.
- Татаринов Д.А., Брель В.К., Миронов В.Ф. Реакция 5,5-диметил-2-хлор-2,5-дигидро-1,2-оксафосфо-2-оксида с магнийорганическими соединениями
Reaction of 2-chloro-5,5-dimethyl-2,5-dihydro-1,2?5-oxaphosphole 2-oxide with organomagnesium compounds. ЖОрХ, 2015, 51, N9, 1271-1274, Russian Journal of Organic Chemistry 2015; 51(9):1245-1248. DOI:10.1134/S1070428015090043.
- Е.В.Матвеева, Е.Ю.Ковалёва, В.К.Брель E.V. Matveeva, E.Yu.Kovaleva, V.K. Brel. Взаимодействие винил и алленилфосфорильных соединений с цитизином в водной среде. Reaction of vinyl- and allenylphosphorylated compounds with cytosine in aqueous medium. ЖОХ, 2015, 85,№ 11 1851-1854. Russian Journal of General Chemistry, 2015, V. 85, Issue 11, pp 0000-0000 DOI:10.1134/S1070363215110146.
- Бородачёв А.В., Брель В.К. Синтез диэтил-[(2S,4S)-4-гидрокситетрагидрофуран-2-илметил]фосфоната. ЖОХ, 2015, 85, № 12, 2022-2026.
- А.Н.Туранов, В.К.Карандашев, Г.В.Бодрин, Е.И.Горюнов, В.К.Брель. Экстракционные свойства 4,4-бис(дифенилфосфорил)бутан-2-она в азотнокислых средах. Радиохимия, 2015, Т. 57, № 6, С. 509-513.
