Переговоры в Москве стали причиной перемен в настроении гетмана Демьяна Ивановича Многогрешного. Представители гетмана должны были быть допущены к этим переговорам, для чего гетман и отправил в Москву киевского полковника Константина Дмитриевича Солонину. Однако польская сторона категорически воспротивилась участию в переговорах казачьих «дипломатов». И это только подогрело подозрения гетмана в том, что московская сторона пытается его обмануть. Казаки боялись, что за их спиной решили договориться о сдаче Киева, чего гетман Левобережья и его сторонники ни в коем случае не хотели допустить.
Возникшее недоверие к царю Алексею Михайловичу и его посланникам в Батурине толкнуло гетмана на неверные шаги, истолкованные как измена. Демьян Многогрешный начал переписку с Петром Дорошенко, пошли разговоры о поиске другого, более сильного правителя, который мог бы защитить казаков Левобережья. Гетман Многогрешный зачем-то отгородил «шанцами» от московской стрелецкой охраны часть укреплений Чернигова и стал пугать старшину, что царь Алексей Михайлович хочет всю ее арестовать и переселить в Сибирь. Однако казачья старшина не стала дожидаться, пока Многогрешный повторит путь Брюховецкого.
В ночь на 13 марта 1672 года в результате заговора Демьян Многогрешный был арестован и под охраной отправлен в Москву. 14 апреля его уже допрашивали в Посольском приказе бояре и все тот же Артамон Матвеев. Допросы и пытки гетмана и его братьев продолжались до конца мая, пока 28-го числа бояре не приговорили казнить их на Болоте. Причем просили этого сами казаки, боявшиеся, что царь Алексей Михайлович отошлет гетмана обратно на раду. В этом случае последствия по обеим сторонам Днепра были бы непредсказуемыми. Обвиненного в измене гетмана Многогрешного и его брата Василия приводили к плахе, но царь Алексей Михайлович в последний момент отменил смертную казнь, ссылаясь на «упрощение» своих сыновей, царевичей Федора и Ивана. Важный момент преемственности подданства всегда принимался в расчет. Бывшему гетману и членам его семьи пожаловали милостыню и приказали отправить их в ссылку в Сибирь.
Может быть, сказалось то, что гетман Многогрешный не успел предпринять никаких действий, а в царской семье со дня на день ожидали первых родов царицы Натальи Кирилловны и не хотели омрачать это ожидание громкой казнью. Сказывались и уже начинавшиеся сполохи предстоящей большой войны с Турцией. 30 апреля началась подготовка к будущей раде, куда были назначены князь Ромодановский и незаменимый Матвеев. В Москве сформулировали статьи, которые должна была принять старшина. Первым пунктом стояло подтверждение подданства царю Алексею Михайловичу и его детям, а вторым — указание на то, что с послом Яном Гнинским договорились отложить решение вопроса о Киеве до 182-го (1674) года. Снимая главные подозрения Многогрешного, казакам прямо говорили о воле царя Алексея Михайловича: «А город Киев, за нарушением королевского величества стороны, великий государь, его царское величество уступить никогда не велит».