Лаборатория электрохимического синтеза

Разработка эффективной стратегии направленного синтеза практически значимых химических соединений, базирующейся на прямой активации и последующей функционализации С(sp2)-Н связи ароматических и гетероароматических соединений (с образованием новых С-P, С-N, C-C связей) в мягких электрокаталитических условиях, путем установления ключевых интермедиатов и их свойств, механизмов каталитических реакций, их закономерностей комплексом современных методов, в том числе методами электрохимии и ЭПР. Разрабатываемая стратегия основана на управлении селективностью превращения потенциалом электролиза, обеспечивающем окисление конкретного участника процесса (либо металла, лиганда, металлоцикла со связью M-C, либо партнера сочетания), лежащего на пути реакции и определяющего эффективность всего каталитического цикла в целом. Предполагается решить проблему вовлечения в целевое сочетание труднореагирующих или ранее неисследованных партнеров. Важной проблемой и сложностью таких металло-катализируемых С-Н трансформаций в классической органической химии является сильная зависимость от условий реакции (выбора окислителя, лигандов и партнеров сочетания), недоказанность механизмов, непрогнозируемая кооперация лиганд-металл при возможных лигандо- и/или металлоцентрированных переносах электрона, часто нежелательное генерирование катион-радикалов субстратов-лигандов в окислительных условиях и т.д. Электрохимические методы, как планируется, должны позволить точно оценить редокс- активность каждого прекурсора и ключевого идентифицированного интермедиата каталитического цикла, понять, как изменяется окислительный потенциал участников многоэлектронного каталитического процесса и как можно контролировать селективность, изменяя этот потенциал или добавляя необходимые реагенты. Особое внимание уделено установлению структуры и реакционной способности металлоциклических интермедиатов (переходный металл: Co, Cu, Pd и др.) в лигандо-направленной С-Н функционализации, факторов, стабилизирующих или способствующих их образованию и, наоборот, благоприятствующих восстановительному элиминированию. Анализируются различные направляющие группы как эффективный инструмент функционализации связи C – H, на их основе синтезированы металлоциклические комплексы (в первую очередь, Co, Pd и др.) и установлена их реакционная способность и каталитическая и редокс-активность, и, главное, факторы, их определяющие.