Хімія стабільних карбенів та "зелені" технології

Abstract

Наведено короткий аналіз результатів фундаментальних досліджень з хімії стабільних карбенів та прикладних розробок на їх основі з «зеленої» хімії, що проведені в Інституті фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України за останнє десятиліття. Відкрито карбенові версії реакції естерної конденсації Кляйзена з утворенням цвіттеріонних сполук, реакції Лейкарта–Валлаха з автовідновленням карбеноїдних азолієвих солей, розщеплення продуктів вклинення амінокарбенів за Гофманом, індуковану тандемну автотрансформацію 1,2,4-триазол-5- іліденів у 5-амідино-1,2,4-триазоли. Знайдено нові карбенові реакції приєднання, деестерифікації, оксидації та комплексоутворення. Запропоновано ефективні методи одержання стабільних карбенів та карбеноїдів. Синтезовані нові типи карбенів: бензімідазолілідени, надстабільні коньюговані біскарбени та нові типи карбеноїдів. Теоретично передбачено і експериментально доведено існування гіпернуклеофільних карбенів. Показана перспективність використання карбенів та їх похідних (зокрема карбенових комплексів перехідних металів) в каталізі органічних реакцій та пошуку біологічно активних сполук.

Представлен краткий анализ результатов фундаментальных исследований по химии стабильных карбенов и прикладных разработок на их основе в области «зеленой» химии, проводившихся в Институте физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко НАН Украины за последнее десятилетие. Обнаружены карбеновые версии эфирной конденсации Кляйзена с образованием цвиттерионных соединений, реакции Лейкарта–Валлаха с автовосстановлением карбеноидных азолиевих солей, расщепления по Гофману продуктов внедрения аминокарбенов, индуцированная тандемная автотрансформация 1,2,4-триазол-5- илиденов в 5-амидино-1,2,4-триазолы. Найдены новые карбеновые реакции присоединения, деэтерификации, окисления и комплексообразования. Предложены эффективные методы получения стабильных карбенов и карбеноидов. Синтезированы новые типы карбенов: бензимидазолилидены, сверхстабильные сопряженные бискарбены и новые типы карбеноидов. Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено существование гипернуклеофильных карбенов. Показана перспективность использования карбенов и их производных, в частности карбеновых комплексов переходных металлов, в катализе органических реакций и поиске биологически активных соединений.

Brief analysis of fundamental research in the chemistry of stable carbenes and applications in the field of «green» chemistry on their basis carried out at the L.M. Litvinenko Institute of Physical Organic & Coal Chemistry of NAS of Ukraine over the last decade is given. Carbene versions of ester Claisen condensation to form zwitterionic compounds, the Leuckart-Wallach reaction with the autoreduction of carbenoid azolium salts, Hofmann cleavage of aminocarbene insertion products, an induced tandem autotransformation of 1,2,4-triazol-5-ylidenes into 5-amidino- 1,2,4-triazoles were found. New carbene reactions of ad dition, deesterification, oxidation and complexation w ere revealed. Effective methods of obtaining stable carbenes and carbenoids were suggested. New types of car be nes, name ly benzimidazolylidenes, superstable conjugated bis carbenes and new types of carbenoids were synthesized. The existence of hypernucleophilic carbenes was theoretically predicted and experimentally confirmed. The prospects of the use of carbenes and their derivatives, in particular, carbene complexes of transition metals in catalysis of organic reactions and the search of biologically active compounds were shown.