КАРТА НАУЧНОЙ ШКОЛЫ
№ п/п |
Основные характеристики |
Количественные показатели |
1 |
Наименование научной школы |
Хиральные фосфиты в координации и катализе |
2 |
Область знаний по государственному рубрикатору научно-технической информации |
31.21 Органическая химия |
3 |
Общие сведения о научной школе: |
|
3.1 |
Руководитель научной школы |
Гаврилов Константин Николаевич, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии РГУ имени С.А. Есенина, руководитель лаборатории координационной химии |
3.2 |
Квалификационный состав научной школы (человек): — академиков и членов-корреспондентов академий наук, имеющих государственный статус; |
—
|
— докторов наук; |
1 |
|
— кандидатов наук |
4 |
|
3.3 |
Количество докторантов, аспирантов и соискателей |
1 |
3.4 |
Характеристика используемой экспериментальной базы (при наличии) |
Коллектив научной школы располагает необходимыми материалами и современным оборудованием для решения самых сложных исследовательских задач: лабораториями координационной химии, органического синтеза и металлокомплексного катализа, укомплектованными, в том числе, стандартными приборами и установками из стекла, необходимым оборудованием для работы в вакууме и в изолированной системе с использованием шприцевой техники, перчаточным боксом для работы в инертных условиях Sanplatec DX-2, пластинчато-роторными вакуумными насосами Vacuubrand RZ 16, мембранными насосами KNF Laboport®, роторными испарителями Buchi R215, магнитными мешалками с нагревом типа IKA C-MAG HS 7 IKAMAG, лабораторными центрифугами, весами аналитическими электронными Acculab ATL-80d4-I, шприцевыми насосами KD Scientific, индикатором точки плавления Electrothermal 9100, УФ-осветителями, рефрактометрами, шкафами сушильными, установками для каталитического скрининга Radleys Carousel 12 Plus, персональными компьютерами. Коллектив имеет возможность использовать современные физико-химические методы. Спектры ЯМР регистрируются на приборах Bruker Avance 400, Varian Inova 500 и Bruker Avance III 600; масс-спектры с ионизацией методом лазерной десорбции (MALDI TOF/TOF) – на приборе Bruker Daltonics Ultraflex, с ионизацией методом электрораспыления (ESI) – на приборе Bruker MAXIS Impact; ИК спектры – на ИК-Фурье-спектрометре Nicolet IR200; оптическое вращение – на поляриметре Atago AP-300; данные монокристальной дифракции – на дифрактометре STOE с детектором Pilatus100K, порошковой дифракции – на приборе Panalytical EMPYREAN; энантиомерный анализ – на ВЭЖ-хроматографе «Стайер» на хиральных стационарных фазах Kromasil® 5-AmyCoat, 5-CelluCoat; Daicel Chiralcel® OD-H, OJ-H и AD-H; элементный анализ – на CHN-микроанализаторе Carlo Erba EA1108 CHNS-O. |
4.1 |
Основные научные результаты |
Коллектив научной школы располагает большим опытом работ в области синтеза, изучения координационного поведения и успешного использования в асимметрическом металлокомплексном катализе фосфорсодежащих индукторов хиральности, в первую очередь оптически активных лигандов фосфитной природы. Ниже представлены наиболее значимые научные результаты: · впервые создан и успешно применен в асимметрическом аллильном замещении и гидрировании принципиально новый класс P,N-бидентатных лигандов – класс иминофосфитов. Его использование в Pd-катализируемом алкилировании (E)-1,3-дифенилаллилацетата диметилмалонатом позволило достичь до 90% ее, в Pd-катализируемом аллилировании (E)-3-пентен-2-ил-карбоната диметилмалонатом и пара-толуолсульфинатом натрия – до 82% ее, в Rh-катализируемом гидросилилировании ацетофенона и ацетилферроцена – до 60% ее; · впервые получены планарно-хиральные лиганды фосфитной природы, обеспечившие в Pd-катализируемом аллилировании до 94% ее; · синтезированы уникальные фосфитные аналоги известного хирального фосфина «MOP». С их участием посредством Pd-катализируемой реакции дерацемизации получен ценный ненасыщенный спирт «халкол» с рекордной энантиомерной чистотой 96 %; · получена серия неизвестных ранее хиральных катионных P—монодентатных фосфитов и диамидофосфитов, содержащих четвертичные аммониевые или имидазолиевые заместители. Они позволили достичь в Pd-катализируемом аллильном замещении до 99% ее, в Rh-катализируемом гидрировании прохиральных сложных эфиров ненасыщенных кислот – до 96% ее. Показана возможность иммобилизации соответствующих родиевых комплексов на фосфовольфрамовой кислоте, нанесенной на поверхность силикагеля. Такие иммобилизованные катализаторы асимметрического гидрирования обеспечивают до 89% ее в условиях рециклизации; · до 99% ee в Rh-катализируемом присоединении фенилборной кислоты к циклогекс-2-енону и до 70% ее в Pd-катализируемой реакции десимметризации было достигнуто с привлечением не имеющих аналогов P-монодентатных фосфитов и диамидофосфитов на основе монотозилата и моно-(_) ментилкарбоната (Sa)-BINOL и (Ra)-BINOL; · на основе (Sa))-6-Br-BINOL, (R,R)- и (S,S)-TADDOL, (R,S)-semi-TADDOL, (Sa)- и (Ra)-3-SiMe3-BINOL, (Ra)-N-Bn-NOBIN, (S)-1-алкил(арил)-N1-метил-N2-фенилэтан-1,2-диаминов, (S)-1-фенилэтан-1,2-диола, (S,S)-гидробензоина и (S)-1,1,2-трифенилэтан-1,2-диола синтезированы принципиально новые P*— и P-монодентатные, а также P*,N-, P,N-, P*,P*-, P,P-бидентатные лиганды фосфитной, амидофосфитной и диамидофосфитной природы. Они продемонстрировали высокую стереодифференцирующую способность в Pd-катализируемом аллилировании с участием (E)-1,3-дифенилаллилацетата (до 99% ее) и в Rh-катализируемом гидрировании ненасыщенных сложных эфиров (до 95% ее); · осуществлен синтез энантиочистых соединений амидной природы: диамида (1R,2R)-1,2-диаминоциклогексана и мета-ацетилсалициловой кислоты, а также амидов (S)-1,2-аминоспиртов и щавелевой, изофталевой, бензойной и пиколиновой кислот. С их участием созданы библиотеки новых недорогих, синтетически доступных и эффективных фосфитных и диамидофосфитных индукторов хиральности, располагающих фосфациклами на базе (Sa)- и (Ra)-BINOL, 3-(триалкилсилил)-замещенных (Sa)- и (Ra)-BINOL, (Sa)- и (Ra)-N-Ph-NOBIN, (R,S)- и (S,R)-semi-TADDOL, (R,R)- и (S,S)-TADDOL, (S)- и (R)-2-(анилинометил)пирролидина. Фосфорилированием (S)-2-(ариламинометил)пирролидинов по пирролидиновой аминогруппе сформирована серия амидофосфитных лигандов с циклическими фосфорными центрами на базе различных биарил-2,2′-диолов. В Pd-катализируемых процессах аллилирования с участием ряда ациклических субстратов достигнуто до 95% ее для диметилмалоната как C-нуклеофила и до 97% ее для N-нуклеофилов; в алкилировании (E)-1,3-дифенилаллилацетата 1-циклогексенилпирролидином – до 91% ее при соотношении anti/syn до 71/29; в десимметризации бискарбаматного производного мезо-циклопент-4-ен-1,3-диола – до 88% ее; в алкилировании ацетата коричного спирта этил 2-оксоциклогексанокарбоксилатом – до 90% ее. Отличная энантиоселективность (до 97% ее) наблюдалась в катализируемом палладием процессе аллильного аминирования циклического субстрата (циклогекс-2-ен-1-ил)этилкарбоната дибензиламином. Pd-катализируемые энантиоселективные реакции асимметрического аллильного аминирования субстратов (E)-этил (4-фенилбут-3-ен-2-ил)карбоната и 1,3,3-трифенилаллилацетата пирролидином осуществлены впервые; · осуществлено получение оригинальных P-моно- и P,P,P,P-тетрадентатных производных моно-гидроксипорфиринов и 5,10,15,20-тетра(4-гидроксифенил)порфирина (и их цинковых комплексов), располагающих фосфациклами на основе (S)-2-(анилинометил)пирролидина, (R,R)-TADDOL, (S,R)-semi-TADDOL, (Sa)- и (Ra)-3-SiMe3-BINOL, (Sa)- и (Ra)-BINOL. С их участием в аллилировании (E)-1,3-дифенилаллилацетата диметилмалонатом получено до 94% ee, пирролидином – до 90% ee, п-толуолсульфинатом натрия – до 92% ee, 1-циклогексенилпирролидином – до 96% ee; в аллильном аминировании (E)-этил (4-фенилбут-3-ен-2-ил)карбоната и (циклогекс-2-ен-1-ил)этилкарбоната бензиламином и дибензиламином – до 68% ee; в десимметризации бискарбаматного производного мезо-циклопент-4-ен-1,3-диола – до 88% ee; в аллильном алкилировании циннамилацетата этил 2-оксоциклогексанокарбоксилатом – до 90% ee; · сформирована библиотека P*,P*-бисдиамидофосфитов на основе 1,4-диолов. Они продемонстрировали высокую стереодифференцирующую способность в Pd-катализируемых процессах аллилирования с участием (E)-1,3-дифенилаллилацетата (до 98% ее) и десимметризации бискарбамата мезо-циклопент-4-ен-1,3-диола (до 94% ее). В частности, в практически значимом (позволяет получать ключевой интермедиат в синтезе антимускаринового агента) алкилировании (E)-1,3-дифенилаллилацетата 1-циклогексенилпирролидином достигнуто до 94% ее при соотношении anti/syn изомеров 63/37. Показано, что в алкилировании этого субстрата диметилмалонатом новые бисдиамидофосфиты являются значительно лучшими хиральными индукторами, чем аналогичные известные бисфосфиты, а также «привилегированный» бисфосфиновый лиганд DIOP. С участием одного из P*,P*-бисдиамидофосфитов получены катионный [Pd(allyl)(P*P*)]BF4 и нейтральный [Pd(P*P*)Cl2] каталитически активные комплексы палладия(II); · синтезирована группа гибридных P,P*-бидентатных фосфино-диамидофосфитных стереоиндукторов. С их участием было получено до 95% и до 63% ee в Pd-катализируемых реакциях аллильного замещения с участием (E)-1,3-дифенилаллилацетата и десимметризации бискарбаматного производного мезо-циклопент-4-ен-1,3-диола, соответственно. |
4.2 |
Практическое использование полученных научных результатов |
Выбор объектов исследования нацелен на практически значимые превращения, открывающие доступ к ценным биоактивным соединениям. В частности, продукт Pd-катализируемого алкилирования (E)-1,3-дифенилаллилацетата диметилмалонатом может быть легко превращен в эфиры и амиды хиральных ненасыщенных карбоновых кислот, а алкилирование этого субстрата 1-циклогексенилпирролидином позволяет получать ключевой интермедиат в синтезе антимускаринового агента, необходимого для терапии гиперактивности мочевого пузыря. Разработанная авторским коллективом неизвестная ранее реакция аминирования (E)-1,3-дифенилаллилацетата диэтил аминометилфосфонатом направлена на получение α-аминофосфоновых кислот, обладающих широким спектром фармакологической активности. Продукт аминирования (циклогекс-2-ен-1-ил)этилкарбоната дибензиламином находит применение в синтезе ингибитора циклинзависимых киназ. Pd-катализируемый энантиоселективный синтез соединений с четвертичным асимметрическим атомом интересен как источник важных строительных блоков, в том числе используемых в химии фторированных макроциклических лактонов. Rh-катализируемое гидрирование является удобным подходом к получению энантиочистого пара-фтор-фенилаланина, играющего существенную роль в исследовании пептидов. |
4.3 |
Участие в конкурсах финансируемых программ и грантов за последние пять лет |
Программа DAAD и Минобрнауки РФ «Михаил Ломоносов». Новый класс модульных P,N— бидентатных асимметрических индукторов (2014 г.). Грант РФФИ № 14-03-00396. Фосфорилированные амиды диаминов и аминоспиртов как перспективные хиральные индукторы для металлокомплексного катализа (2014-2016 гг.). Грант РНФ № 14-13-01383. Хиральные фосфиты на основе металлопорфиринов: синтез, комплексообразование, фотофизические свойства и применение в асимметрическом катализе (2014-2016 гг.) Грант РФФИ № 16-33-00237. Катализируемые палладием энантиоселективные превращения с участием TADDOL- и semi-TADDOL-производных P,N— и P*,N-бидентатных амидофосфитов (2016-2017 гг.). Государственное задание №4.9515.2017/БЧ. Ассиметрический металлокатализ с участием новых индукторов хиральности фосфитной природы (2017-2019 гг.). Грант РНФ № 17-73-10356. Супрамолекулярные металлокомплексные системы на основе фосфорилированных псевдо-дипептидов как новые асимметрические каталитические материалы (2017-2019 гг.). Государственное задание № 4.12776.2018/12.2. Новые лиганды фосфитного типа на основе ANDEN: синтез и применение в асимметрическом катализе (2018 г.). Грант РФФИ № 18-43-623001. Получение препаратов медицинской химии с использованием асимметрического металлокомплексного катализа (2018-2019 гг.). |
4.4 |
Научно-общественное признание (российские |
Гаврилов К.Н. является автором и соавтором 176 публикаций в отечественных и зарубежных высокорейтинговых журналах, в том числе пяти фундаментальных обзоров. По данным www.scientific.ru входит в список наиболее цитируемых российских ученых (индекс Хирша 19). Неоднократно являлся руководителем российских и международных грантов Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Международной ассоциации по содействию сотрудничеству с учеными из Новых независимых государств бывшего Советского Союза (ИНТАС). Под руководством Гаврилова Константина Николаевича подготовлено и успешно защищено 14 диссертаций на соискание ученой степени кандидата химических наук. На протяжении нескольких последних лет студенты, работающие в руководимой К.Н. Гавриловым научно-исследовательской лаборатории координационной химии, были удостоены стипендий Президента РФ, Правительства РФ, Ученого совета университета. К.Н. Гаврилов является лауреатом премии Главы администрации Рязанской области (2000 г.). Имеет Отраслевую награду Министерства образования и науки Российской Федерации «За развитие научно-исследовательской работы студентов» (2005 г.) и Знак «За вклад в развитие университета» (2005 г. и 2008 г.). В 2015 г. Гаврилову К.Н. присвоено почетное звание «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации». |
4.5 |
Количество докторов и кандидатов наук, подготовленных за последние пять лет |
3 |
4.6 |
Перечень основных публикаций за последние пять лет |
1. Konstantin N. Gavrilov, Sergey V. Zheglov, Vladislav K. Gavrilov, Ilya V. Chuchelkin, Ivan M. Novikov, Alexei A. Shiryaev, Alexandr N. Volov, Ilya A. Zamilatskov / Diamidophosphites with remote P*-stereocentres and their performance in Pd-catalyzed enantioselective reactions // Tetrahedron: Asymmetry – 2014 – V. 25 – P. 1116-1121. 2. К.Н. Гаврилов, С.В. Жеглов, Н.Н. Грошкин, В.К. Гаврилов, M.Г. Максимова, А.Н. Волов, И.А. Замилацков / Фосфорилированный диамид изофталевой кислоты и (S)-трет-лейцинола как лиганд в Pd-катализируемом асимметрическом аллильном замещении // Известия АН. Сер. хим. – 2014 – № 12 – С. 2635-2640. 3. Konstantin N. Gavrilov, Alexei A. Shiryaev, Sergey V. Zheglov, Vladislav K. Gavrilov, Nikolay N. Groshkin, Marina G. Maksimova, Alexandr N. Volov, Ilya A. Zamilatskov / Nonsimple relationships between the P*-chiral diamidophosphite and the arylphosphine moieties in Pd-catalyzed asymmetric reactions: combinatorial approach and P,P*-bidentate phosphine-diamidophosphites // Tetrahedron – 2014 – V. 70 – P. 616-624. 4. Konstantin N. Gavrilov, Alexei A. Shiryaev, Sergey V. Zheglov, Marina S. Bochelyuk, Ilya V. Chuchelkin, Viktor A. Tafeenko, Vladimir V. Chernyshev, Ilya A. Zamilatskov, Igor S. Mikhel / NOBIN-based chiral phosphite-type ligands and their application in asymmetric catalysis // Tetrahedron. Lett. – 2015 – V. 56 – P. 4756-4761. 5. И.С. Михель, И.М. Новиков, С.В. Жеглов, К.Н. Гаврилов / Первый лиганд фосфитной природы на основе 5,10,15,20-тетракис(4`-гидроксифенил)порфина // Журн. орган. химии – 2015 – Т. 51 – С. 1221-1224. 6. Konstantin N. Gavrilov, Sergey V. Zheglov, Marina G. Maksimova, Ilya V. Chuchelkin, Ivan M. Novikov, Gelii V. Ponomarev, Dina R. Erzina, and Igor S. Mikhel / Application of Hydroxyporphyrins-Based Phosphite-Type Ligands to Asymmetric Pd-Catalyzed Allylic Substitution Reactions // Macroheterocycles – 2015 – V. 8 – P. 266-273. 7. Konstantin N. Gavrilov, Sergey V. Zheglov, Ivan M. Novikov, Victor V. Lugovsky, Vladislav S. Zimarev, Igor S. Mikhel / Diamidophosphite–oxazolines with a pyridine core in Pd-catalyzed asymmetric reactions // Tetrahedron: Asymmetry – 2016 – V. 27 – P. 1260-1268. 8. I.V. Chuchelkin, V.K. Gavrilov, K.N. Gavrilov, V.A. Milukov / Phosphine-phosphoramidites with 2-(diphenylphosphino)-ethylamine or N-methyl-2-(diphenylphosphino)ethylamine fragments // Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem. – 2016 – V. 191 – P. 1668-1669. 9. Konstantin N. Gavrilov, Igor S. Mikhel, Ilya V. Chuchelkin, Sergey V. Zheglov, Vladislav K. Gavrilov, Kirill P. Birin, Victor A. Tafeenko,Vladimir V. Chernyshev, Nataliya S. Goulioukina, Irina P. Beletskaya / (S)-2-[(N-arylamino)methyl]pyrrolidines-Based Phosphoramidite P,N-Ligand Library for Asymmetric Metal-Catalyzed Allylic Substitution and Conjugate 1,4-Addition // ChemistrySelect – 2016 – V. 1 – P. 4173-4186. 10. Konstantin N. Gavrilov, Sergey V. Zheglov, Vladislav K. Gavrilov, Marina G. Maksimova, Viktor A. Tafeenko, Vladimir V. Chernyshev, Kirill P. Birin, Igor S. Mikhel / Palladium catalyzed asymmetric reactions assisted by P*,P*-bidentate bisdiamidophosphites based on 1,4-diols // Tetrahedron – 2017 – V. 73 – P. 461-471. 11. Konstantin N. Gavrilov, Sergey V. Zheglov, Ilya V. Chuchelkin, Marina G. Maksimova, Ilya D. Firsin, Andrew N. Fitch, Vladimir V. Chernyshev, Alexander V. Maximychev, Alexander M. Perepukhov / Tartaric acid-derived chiral phosphite-type P,N-ligands: behavioural features in Pd-catalyzed asymmetric transformations // Tetrahedron: Asymmetry – 2017 – V. 28 – P. 1633-1643. 12. К. Н. Гаврилов, И. В. Чучелкин, С. В. Жеглов, В. К. Гаврилов, В. С. Зимарев, М. Г. Максимова, А. А. Ширяев / Диастереомерные бисдиамидофосфиты на основе оксаламидного 1,3-диола в асимметрическом металлокомплексном катализе // Известия АН. Сер. хим. – 2018 – № 8 – С. 1376-1382. 13. I. V. Chuchelkin, V. K. Gavrilov, I. D. Firsin, V. S. Zimarev, I. M. Novikov, M. G. Maksimova, A. A. Shiryaev, S. V. Zheglov, V. A. Tafeenko, V. V. Chernyshev, K. N. Gavrilov / Novel 1,3,2-diazaphospholidines with pseudodipeptide substituents // Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem. – 2018 – V. 193 – DOI: 10.1080/10426507.2018.1540484. |
4.7 |
Перечень патентов за последние пять лет |
— |
Сведения о коллективе научной школы
№ |
Ф.И.О. |
Дата рождения |
Ученая степень, ученое звание |
Место работы, должность |
Общее число публикаций за последние 5 лет |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Гаврилов Константин Николаевич |
18.07.1963 |
д.х.н., профессор |
заведующий кафедрой химии РГУ имени С.А. Есенина, руководитель лаборатории координационной химии |
15 |
|
Гаврилов Владислав Константинович |
2.11.1991 |
к.х.н. |
старший преподаватель кафедры химии РГУ имени С.А. Есенина
|
9 |
|
Жеглов Сергей Викторович |
5.05.1981 |
к.х.н., доцент |
декан естественно-географического факультета РГУ имени С.А. Есенина |
15 |
|
Максимова Марина Геннадьевна |
27.03.1982 |
к.х.н., доцент |
доцент кафедры химии РГУ имени С.А. Есенина |
10 |
|
Чучелкин Илья Валерьевич |
24.08.1989 |
к.х.н. |
старший научный сотрудник лаборатории координационной химии РГУ имени С.А. Есенина |
9 |
Характеристика научной школы
Ф.И.О. руководителя научной школы |
Количество защищенных диссертаций по данному научному направлению |
Количество изданных по данному научному направлению |
Количество публикаций в базах данных |
Выполнение научных проектов |
Конференции, проведенные на базе научной школы |
|||||
докторские |
кандидатские |
монографии |
учебники, учебные пособия |
индексируемых в базе данных РИНЦ |
индексируемых в базе данных SCOPUS/WoS |
индексируемых в иностранных изданиях |
количество проектов |
объем финансирования
|
||
Гаврилов К.Н. |
1 |
14 |
— |
2 |
63 |
176 |
126 |
8 |
Более 10 млн. руб. |
— |