СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,4-ДИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТАНОВ Российский патент 2011 года по МПК C07F3/02 

Описание патента на изобретение RU2423364C2

Изобретение относится к области металлоорганического синтеза, конкретно к способу получения 3,4-диалкилмагнезациклопентанов общей формулы (I):

,

где R=н-C3H7, н-C4H9, н-C6H13

Указанные соединения являются перспективными реагентами для селективного получения бифункциональных соединений, карбо- и гетероциклов, а также могут найти применение в качестве сокатализаторов в процессах олигомеризации и полимеризации олефинов и диенов в тонком промышленном органическом и металлоорганическом синтезе.

Известен способ [У.М.Джемилев, P.M.Султанов, Р.Г.Гаймалдинов, P.P.Муслухов, С.И.Ломакина, Г.А.Толстиков. Каталитический синтез и превращения магнийциклоалканов. II. Синтез замещенных магнийциклопентанов с участием комплексов циркония. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1991. №8. С.1652] получения предельных циклических магнийорганических соединений, а именно фенил-, алкилзамещенных магнезациклопентанов общей формулы (II, III) взаимодействием стирола с диалкилмагниевыми производными в присутствии Cp2ZrC2 (3-4 мол.%) при температуре 20-22°С за 7 часов в смеси ТГФ-Et2O (1:1) с выходом 95% по схеме:

где R-CH3, C2H5, н-C3H5, н-C3H7, н-C4H9.

Известный способ не позволяет получать 3,4-диалкилмагнезациклопентаны (I).

Известен способ [У.М.Джемилев, P.M.Султанов, Р.Г.Гаймалдинов, P.P.Муслухов, Г.А.Толстиков. Каталитический синтез и превращения магнийциклоалканов. I. Новые каталитические превращения в ряду магнийциклопентанов. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1991. №6. С.1388-1393] получения замещенного магнезациклопентана, а именно 2-фенилмагнезациклопентана общей формулы (IV) взаимодействием стирола с незамещенным магнезациклопентаном в присутствии катализатора Cp2ZrCl2 (3 мол. %) при температуре 22-24°С за 1,5 часа в ТГФ с выходом ~75% по схеме:

Известным способом не могут быть получены 3,4-диалкилмагнезациклопентаны (I).

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является способ получения 3,4-диалкилмагнезациклопентанов (I) [P.M.Султанов. Новые реакции Zn-, Mg- и А1-органических соединений с олефинами и ацетиленами, катализируемые комплексами переходных металлов. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Уфа. 2001. С.192] взаимодействием диалкильных производных магния с α-олефинами в присутствии Cp2ZrCl2, взятых в мольном соотношении Cp2ZrCl2=10:10:0,5. Реакцию проводят в атмосфере сухого аргона при комнатной температуре (20-22°С) и атмосферном давлении. Время реакции 20 часов. Суммарный выход целевых продуктов не более 5,0-7,0%. Реакция осуществляется в диэтиловом эфире и протекает по схеме:

R=н-C3H7, н-C4H9, н-C5H11

R1=CH3, C2H5, н-C3H7, н-C4H9, н-С6Н11

Недостатками способа являются:

1. Очень низкий выход 3,4-диалкилмагнезациклопентанов.

2. Низкая селективность.

3. Продолжительность реакции.

Целью изобретения является устранение отмеченных в предыдущем разделе недостатков, что позволяет получить соединения (I) с высокими выходами и селективностью, а также за более короткое время.

Сущность способа заключается во взаимодействии магнийорганических соединений (где R=н-С3Н7, н-С4Н9, н-C6H13 с каталитическим количеством Cp2ZrCl2 в присутствии дизамещенного ацетилена формулы (где R12Н5, н-С3Н7), взятых в мольном соотношении

Реакцию проводят в атмосфере аргона и при комнатной температуре (20-22°С) и атмосферном давлении. Время реакции 3-4 часа, выход целевых продуктов 59-80%.

В качестве растворителя необходимо использовать эфиры (диэтиловый эфир, дипропиловый эфир, диизопропиловый эфир).

Реакция протекает по схеме:

R=н-C3H7, н-C4H9, н-С6Н11

R1=C3H7, н-C3H7

Отличил предлагаемого способа:

1. в качестве циклометаллирующего реагента (где R=н-С3Н7, н-С4Н9, н-С6Н13).

2. Сокращение времени реакции до 3-4 часов.

3. Применение дизамещенных ацетиленов общей формулы (где R12Н5, н-С3Н7) в качестве добавки (сокатализатора) к Cp2ZrCl2.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

1. Способ позволяет получать селективно и с высокими выходами (70-85%) 3,4-диалкилмагнезациклопентаны (I).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона вводят 10 ммоль н-C6H13MgBr (1,0 М раствор в диэтиловом эфире), добавляют к этому раствору 0,2 ммоль Cp2ZrCl2 и 0,5 ммоль гекс-3-ина. Полученную реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре (~20°С) 3 часа. Получают 3,4-дибутилмагнезациклопентан (I) с выходом 59%. Выход целевого продукта определяли по продукту гидролиза. При гидролизе (I) образуется 5,6-диметилдекан (V), а при дейтеролизе 1,4-дидейтеро-2,3-дибутилбутан (VI).

Спектральные характеристики продуктов гидролиза (V) и дейтеролиза (VI).

5,6-диметилдекан (V). Т. кип.72-73°С (5 мм рт.ст). ИК-спектр (ν, см-1): 2930, 2860, 1460, 1375, 1210, 1140. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.): 0.80-1.00 м (12Н, СН3), 1.06-1.62 м (14Н, СН, СН2). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 14.43 к (С1), 36.76 д (С2), 34.81 т (С3), 30.17 т (С4), 23.19 т (С5), 14.22 к (С6). [М]+ 170.

1,4-Дидейтеро-2,3-дибутилбутан (VI): Т. кип. 58-60°С (2 мм рт.ст). ИК-спектр (ν, см-1): 2970, 2940, 2870, 2160, 1470, 1385, 1070. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.): 0.60-0.97 м (10Н, СН3, CH2D), 1.05-1.50 м (14Н, СН, СН2). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 14.20 т (JCD=18,5 Гц) (С1), 36.71 д (С2), 34.81 т (С3), 30.21 т (С4), 22.63 т (С5), 14.22 к (С6). [М]+ 172.

ПРИМЕР 2. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона вводят 10 ммоль н-C5H11MgBr (1,0 М раствор в диэтиловом эфире), добавляют к этому раствору 0,3 ммоль Cp2ZrCl2 и 0,5 ммоль гекс-3-ина. Полученную реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре (~20°С) 4 часа. Получают 3,4-дипропилмагнезациклопентан (I) с выходом 70%. Выход (I) определяли по продукту гидролиза. При гидролизе (I) образуется 4,5-диметилоктан (VII), а при дейтеролизе 1,4-дидейтеро-2,3-дипропилбутан (VIII)

Спектральные характеристики продуктов гидролиза (VII) и дейтеролиза (VIII).

4,5-Диметилоктан (VII): Т. кип. 159°С. ИК-спектр (ν, см-1): 2930, 2860, 1460, 1375, 1210, 1140. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д.): 0.85-0.89 м (12Н, СН3), 1.03-1.33 м (8CH2, 2СН). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 14.45 к (С1), 37.05 д (С2), 34.94 т (С3), 23.20 т (С4), 14.15 к (С5). [М]+ 142.

1,4-Дидейтеро-2,3-дипропилбутан (VIII): Т. кип. 157-159°С. ИК-спектр (ν, см-1): 2960, 2920, 2850, 2160, 1480, 1390, 1060. Спектр ЯМР 1H (δ, м.д.): 0.65-0.92 м (10Н, СН3, CH2D), 1.03-1.45 м (10Н, СН2, СН). Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 14.93 т (JCD=19,0 Гц) (С1), 36.65 д (С2), 35.15 т (С3), 22.61 т (С4), 14.21 к (С5). [М]+ 144.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1

Таблица 1 п/п Магнийорганическое соединение (МОС) Мольное соотношение :MOC:Cp2ZrCl2 Время реакции, час Выход (I), % 1. гекс-3-ин н-C6H13MgBr 10:0,2:0,5 3 59 2. гекс-3-ин н-C5H11MgBr 10:0,3:0,5 4 70 3. гекс-3-ин н-C5H11MgBr 10:0,4:0,5 4 80 4. гекс-3-ин н-C5H11MgBr 10:0,5:0,5 4 80 5. гекс-3-ин н-C5H11MgBr 10:0,4:0,5 4 77 6. гекс-3-ин н-C5H11MgBr 10:0,4:1,0 4 71 7. гекс-3-ин н-C8H17MgBr 10:0,4:0,5 4 75 8. гекс-3-ин н-C6H13MgBr 10:0,5:0,5 4 79 9. окт-4-ин н-C5H13MgBr 10:0,5:0,5 4 78 10.* гекс-3-ин н-C6H13MgBr 10:0.5:0,5 4 76 11.** гекс-3-ин н-C6H13MgBr 10:0,5:0,5 4 74 * Реакцию проводили в дипропиловом эфире.
** Реакцию проводили в диизопропиловом эфире.

Похожие патенты RU2423364C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТА-2,4-ДИЕНОВ 2008
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Шарипов Глюс Лябибович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
RU2397174C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОГЕПТА-2,4-ДИЕНОВ 2010
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2440354C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТА-2,4-ДИЕНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Зиннурова Регина Адиковна
  • Джемилева Галина Аркадьевна
  • Халилов Леонард Мухибович
RU2290406C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4-ТРИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ 2009
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
RU2423365C2
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ 2,3-ДИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОГЕПТ-2-ЕНОВ И 4,5-ДИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОГЕПТ-4-ЕНОВ 2010
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Шарипов Глюс Лябибович
RU2547265C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОНОНА-2,4-ДИЕНОВ 2010
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2558762C2
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ 1-ХЛОР-3-АЛКИЛАЛЮМИНАЦИКЛОГЕПТАНОВ И 1-ХЛОР-3-АЛКИЛАЛЮМИНАЦИКЛОНОНАНОВ 2011
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Исмагилов Руслан Рашитович
RU2478642C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ 1-(ДИАЛКИЛАМИН)-2,3-ДИАЛКИЛ(ФЕНИЛ)-АЛЮМАЦИКЛОПРОПЕНОВ, 1-(ДИАЛКИЛАМИН)-2,3-ДИАЛКИЛ(ФЕНИЛ)АЛЮМАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ И 1-(ДИАЛКИЛАМИН)-2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛАЛЮМАЦИКЛОПЕНТАДИЕНОВ 1999
  • Джемилев У.М.
  • Ибрагимов А.Г.
  • Рамазанов И.Р.
  • Лукьянова М.П.
  • Чегодаева М.Ф.
  • Шарипова А.З.
RU2157374C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,4-ДИАЛКИЛ-2,5-БИС(ТРИМЕТИЛСИЛИЛ)-МАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТА-2,4-ДИЕНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Зиннурова Регина Адиковна
  • Джемилева Галина Аркадьевна
  • Халилов Леонард Мухибович
RU2290405C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ АЛЮМИНАТОВ ЛИТИЯ 1996
  • Джемилев У.М.
  • Ибрагимов А.Г.
  • Никитина Е.В.
  • Султанов Р.М.
  • Кунакова Р.В.
RU2156768C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,4-ДИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТАНОВ

Изобретение относится к способу получения 3,4-диалкилмагнезациклопентанов общей формулы (I)

Способ включает взаимодействие магнийорганических соединений (где R=Н-С3Н7, Н-С4Н9, н-С6Н13) с каталитическими количествами цирконацендихлорида Cp2ZrCl2. В качестве сокатализатора используют дизамещенный ацетилен формулы (где R1=C2H5, н-С3Н7) и реакцию проводят при мольном соотношении :Cp2ZrCl2: равном 10:(0,2-0,5):(0,5-1,0), в атмосфере аргона при атмосферном давлении в эфирных растворителях в течение 3-4 часов. Технический результат - сокращение времени реакции, увеличение выхода и селективности целевого продукта. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 423 364 C2

Способ получения 3,4-диалкилмагнезациклопентанов общей формулы (I)

характеризующийся тем, что магнийорганические соединения (где R=Н-С3Н7, H-C4H9, н-С6Н13) взаимодействуют с каталитическими количествами цирконацендихлорида Cp2ZrCl2, отличающийся тем, что в качестве сокатализатора используют дизамещенный ацетилен формулы (где R1=C2H5, Н-С3Н7) и реакцию проводят при мольном соотношении :Cp2ZrCl2: , равном 10:(0,2-0,5):(0,5-1,0), в атмосфере аргона при атмосферном давлении в эфирных растворителях в течение 3-4 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2423364C2

DZHEMILEV U.M., New achievements in the use of zirconium complexes in the chemistry of organo-aluminum and magnesium compounds, Tetrahedron, 1995, v
Способ запрессовки не выдержавших гидравлической пробы отливок 1923
  • Лучинский Д.Д.
SU51A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТА-2,4-ДИЕНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Зиннурова Регина Адиковна
  • Джемилева Галина Аркадьевна
  • Халилов Леонард Мухибович
RU2290406C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3-ДИАЛКИЛ-5-АЛКИЛИДЕНМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Зиннурова Регина Адиковна
  • Джемилева Галина Аркадьевна
  • Халилов Леонард Мухибович
RU2291870C1

RU 2 423 364 C2

Авторы

Султанов Рифкат Мухатьярович

Васильев Владимир Владиславович

Джемилев Усеин Меметович

Даты

2011-07-10Публикация

2009-06-16Подача