Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения полигидро[60]фуллеренов общей формулы (I):
Полигидро[60]фуллерены формулы (1) могут найти применение в тонком органическом синтезе, в производстве высокоэнергетического топлива, водородных аккумуляторов.
Известен способ ([1], A.G.Avent, A.D.Darwish, D.K.Heimbach, H.W.Kroto, M.F.Meidine, J.P.Parsons, C.Remars, R.Roers, O.Ohashi, R.Taylor, D.R.M.Walton. J.Chem.Soc.Perkin Trans.2, 1994, 15.) получения дигидро[60]фуллерена (2) взаимодействием бензольного раствора [60]фуллерена с избытком гидразингидрата (˜1:1000) в присутствии ледяной уксусной кислоты, сульфата меди и периодата натрия при интенсивном перемешивании ˜20 часов в атмосфере аргона.
Известным способом не могут быть получены полигидро[60]фуллерены формулы (1).
Известен способ ([2], S.Ballenweg, R.Gleiter, W.Kratschmer. J.Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 2269.) получения полигидро[60]фуллеренов (4) гидроцирконированием С60 с помощью цирконаценхлоргидрида (реагент Шварца) при температуре 20-22°С в толуольном растворе за 24 часа с последующим гидролизом образующихся in situ цирконий-фуллереновых комплексов (3) по схеме:
Известным способом могут быть получены полигидро[60]фуллерены формулы (1) с числом атомов водорода от 6 до 12 на фуллереновой сфере.
Предлагается новый способ получения полигидро[60]фуллеренов формулы (1).
Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 с треххлористым алюминием (AlCl3) в присутствии порошка Mg и каталитических количеств Cp2ZrCl2, взятых в мольном соотношении С60:AlCl3:Mg:Cp2ZrCl2=1:(95-105):(95-105):(0.15-0.25), предпочтительно 1:100:100:0.20, в атмосфере аргона в отсутствие света при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в толуоле в течение 2-4 часов, с последующим гидролизом реакционной массы. Общий выход полигидро[60]фуллеренов формулы (1) составляет 80-94%.
Реакция протекает по схеме:
Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Cp2ZrCl2 больше 0,25 моль не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Cp2ZrCl2 менее 0,15 моль снижает выход целевого продукта (1), что связано, вероятно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С). При более высокой температуре (например, 40°С) не наблюдается существенного увеличения выхода целевого продукта (1), а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции. Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к исходному фуллерену[60] не приводит к существенному повышению выхода целевого продукта (1).
Существенные отличия предлагаемого способа
В известном способе используется в качестве исходного соединения труднодоступный реагент Шварца (Cp2ZrClH), а в предлагаемом способе в качестве исходного соединения применяется выпускаемый в промышленных масштабах AlCl3.
Предлагаемый способ, в отличие от известного, позволяет получать полигидро[60]фуллерены формулы (1).
Способ поясняется следующими примерами:
ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 40 мл осушенного толуола, 0.05 ммоль С60, 120 мг-ат. Mg (порошок), 0.01 ммоля катализатора Ср2ZrCl2 и 5 ммоль AlCl3, перемешивают 3 часа в отсутствие света при температуре 20-21°С. Отделяют непрореагировавший Mg. Реакционную смесь обрабатывают в атмосфере аргона в отсутствие света эфирным раствором HCl, пропускают через AlCl3, растворитель упаривают в вакууме. Получают полигидро[60]фуллерены (1) с выходом 86%.
Спектральные характеристики полигидро[60]фуллеренов (1): ИК-спектр (ν, см-1): 2925, 2855.
Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3): 3.57, 4.90, 5.75, 5.84, 6.26, 6.43, 6.65, 7.06 м.д.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.
Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С) в толуоле в атмосфере аргона без доступа света.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2007 |
|
RU2348601C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2007 |
|
RU2348602C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2007 |
|
RU2348604C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-[3-ГИДРОКСИ-3-(ФУР-2-ИЛ)ПРОП-1-ИЛ]-1,2-ДИГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2005 |
|
RU2290401C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-(3',3'-ДИАЛКОКСИПРОП-1'-ИЛ)-2-ГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2003 |
|
RU2238930C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3-ФУЛЛЕРЕНО[60]ЦИКЛОПЕНТАНОЛОВ | 2003 |
|
RU2238262C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-[3'-ГИДРОКСИ-3'АЛКИЛ(3',3'-ДИАЛКИЛ)]-Н-ПРОПИЛ-2-ГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2003 |
|
RU2238929C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-АРИЛ(АЛКИЛ)-2-МАГНИЙГАЛОГЕН [60] ФУЛЛЕРЕНОВ | 1998 |
|
RU2135506C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-[3-ГИДРОКСИ-3-АРИЛПРОП-1-ИЛ]-1,2-ДИГИДРО[60]ФУЛЛЕРЕНОВ | 2005 |
|
RU2290367C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-(Н-ПРОПИЛ)-2-МАГНИЙГАЛОГЕН [60]-ФУЛЛЕРЕНОВ | 1998 |
|
RU2135504C1 |
Изобретение относится к способу получения полигидро[60]фуллеренов формулы (I):
характеризующемуся тем, что фуллерен С60 подвергают взаимодействию с треххлористым алюминием (AlCl3) в присутствии порошка Mg и катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl2), взятыми в мольном соотношении C60:AlCl3:Mg:Cp2ZrCl2=1:(95-105):(95-105):(0.15-0.25), предпочтительно 1:100:100:0.20, в атмосфере аргона в отсутствие света при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в среде толуола в течение 2-4 часов, с последующим гидролизом реакционной массы. Применение данного способа позволяет получать полигидро[60]фуллерены с общим выходом после гидролиза реакционной массы 80-94%. 1 табл.
Способ получения полигидро[60]фуллеренов формулы (I)
отличающийся тем, что фуллерен С60 подвергают взаимодействию с треххлористым алюминием (AlCl3) в присутствии порошка Mg и катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl2), взятыми в мольном соотношении C60:AlCl3:Mg:Cp2ZrCl2=1:(95-105):(95-105):(0,15-0,25), предпочтительно 1:100:100:0,20, в атмосфере аргона в отсутствие света при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в среде толуола в течение 2-4 ч с последующим гидролизом реакционной массы.
Ballenweg S., Gleiter R., Kratschmer W., J.CHEM., SOC, CHEM | |||
COMMUN., 1994, 2269 | |||
Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
US 5523438 A, 04.06.1996 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ | 2002 |
|
RU2240978C2 |
Авторы
Даты
2009-03-10—Публикация
2007-07-23—Подача