СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4-ТРИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ Российский патент 2011 года по МПК C07F3/02 

Описание патента на изобретение RU2423365C2

Изобретение относится к области металлоорганического синтеза, конкретно к способу получения 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-енов общей формулы (I):

Указанные соединения могут найти применение в качестве компонентов каталитических систем в процессах олигомеризации, полимеризации олефинов, диенов, ацетиленов, в тонком, промышленном органическом и металлоорганическом синтезе, а также в синтезе различных биологически активных соединений.

Известен способ [Т.Saito. Preparation of Biscyclopentalienylmagnesium by Means of a Titanium Complex Catalyst // Chem. Commun., 22 (1971), 1422] получения непредельного соединения, а именно бисциклопентадиенида магния общей формулы (II), взаимодействием циклопентадиена с химически активированным магнием в присутствии катализатора CpTiCl3 (5 мол.%) при температуре 20°С за 48 часов в ТГФ с выходом 80-85% по схеме:

Известный способ не позволяет получать 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-ены (I).

Известен способ [K.F.Fujita, Y.Ohnuma, H.Yasuda, H.Tani. Magnesium-butadiene Addition Compounds Isolation, Structural Analysis and Chemical Reactivity // J. Organomet. Chem., 201 (1976), 113] получения непредельного магнийорганического соединения, а именно магнезациклонона-3,7-диена общей формулы (III), реакцией бутадиена с металлическим магнием в присутствии каталитических количеств метил иодида при температуре 40°С в тетрагидрофуране за 48 часов с выходом 69% по схеме:

Известным способом не могут быть получены 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-ены (I).

Известен способ получения 2,3,4,5-тетраалкилмагнезациклопента-2,4-диенов (I) [патент РФ №2290406 (2006)] взаимодействием дизамещенных ацетиленов с н-BuMgCl в присутствии цирконоцендихлорида Cp2ZrCl2, взятых в мольном соотношении :н-BuMgCl:Cp2ZrCl2=10:(20-26):(1,0-1,4). Реакцию проводят в атмосфере аргона при комнатной температуре (~20°С) и атмосферном давлении. Время реакции 10-14 часов, выход целевых продуктов 45-60%. Реакция осуществляется в диэтиловом эфире и протекает по схеме:

Этот способ также не приводит к образованию 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-енов (I).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по синтезу 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-енов (I).

Сущность способа заключается во взаимодействии дизамещенных ацетиленов формулы , где R=С2Н5, н-С3Н7, н-С4Н9 с н-C5H11MgBr (или н-C6H13MgBr) в присутствии катализатора цирконоцендихлорида Cp2ZrCl2, взятых в мольном соотношении : н-C5H11MgBr (или н-C6H13MgBr) : Cp2ZrCl2=10:(15-24):(0,3-0,6), предпочтительно 10:20:0,4. Реакцию проводят в атмосфере сухого аргона при комнатной температуре (~20°С) и атмосферном давлении. Время реакции 4-7 часа, выход целевых продуктов 45-70%.

В качестве растворителя необходимо использовать диэтиловый эфир, так как в других эфирных растворителях (ТГФ, изопропиловый эфир) выход целевых продуктов (I) значительно снижается.

Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты (I) образуются лишь с участием дизамещенного ацетилена, н-C5H11MgBr (или н-C6H13MgBr) и катализатора Cp2ZrCl2. В присутствии других катализаторов на основе комплексов переходных металлов (например, Cp2TiCl2, Ti(O-изо-Pr)4, Ni(acac)2, Ti(OBu)4, Pd(acac)2) целевые продукты (I) не образуются.

Проведение реакции в присутствии катализатора Cp2ZrCl2 в количестве более 6 мол. % (по отношению к ацетилену) не приводит к существенному увеличению выхода целевых продуктов (I). Использование в реакции катализатора Cp2ZrCl2 в количестве менее 4 мол.% снижает выход (I), что связано с уменьшением количества каталитически активных центров в реакционной массе. Опыты проводили при комнатной температуре (~20°С). При более высокой температуре (например, 50°С) увеличивается содержание продуктов тримеризации исходных ацетиленов, при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания н-C5H11MgBr (или н-C6H13MgBr) по отношению к ацетилену не приводит к значительному повышению выхода целевых продуктов (I). Снижение количества н-C5H11MgBr (или H-C6H13MgBr) по отношению к ацетилену уменьшает выход (I).

Существенные отличия предлагаемого способа

1. В предлагаемом способе в качестве исходных соединений используются дизамещенный ацетилен и н-C5H11MgBr (или н-C6H13MgBr), а также катализатор Cp2ZrCl2. В известном способе непредельное циклическое магнийорганическое соединение (IV) получают с помощью н-BuMgCl, ацетилена и Cp2ZrCl2.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.

1. Способ позволяет получать с высокой селективностью 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-ены (I), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере сухого аргона помещают 0,4 ммоль Cp2ZrCl2, 10 ммоль гекс-3-ина и при температуре 0°С вводят 20 ммоль н-C5H11MgBr (1M раствор в Et2O). Перемешивают при комнатной температуре 6 часов. Получают индивидуальный 2,3-диэтил-4-пропилмагнезациклопент-2-ен (I). Выход целевого продукта определяли по продукту гидролиза. При гидролизе (I) образуется 4-этил-5-метил-окт-3-ен (V) с выходом 70%, а при дейтеролизе соответственно 1,4-дидейтеро-2-пропил-3-этил-гекс-3-ен (VI).

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

Спектр ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.) 4-этил-5-метил-окт-3-ена (V): 0.85-0.96 м (12Н, СН3), 1.21-1.32 м (4Н, СН2), 1.91-2.08 м (4Н, =С-СН2), 5.10 м (1Н, -С=СН-).

Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, δ, м.д.) 1,4-дидейтеро-2-пропил-3-этил-гекс-3-ена (VI): 0.77-0.96 м (2Н, CH2D), 0.90-1.01 м (9Н, СН3), 1.21-1.32 м (4H, CH2), 2.07-2.08 (4Н, =С-СН2).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.) 4-этил-5-метил-окт-3-ена (V): 14.37 (С1), 20.81 (С2), 126.45 (С3), 146.84 (С4), 39.55 (С5), 37.10 (С6), 18.47 (С7), 13.80 (С8), 29.81 (С9), 13.03 (С10), 20.34 (С11).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.) 1,4-дидейтеро-2-пропил-3-этил-гекс-3-ена (VI): 17.35 т (С1, JCD=19,0 Гц), 40.32 (С2), 146.42 (С3), 129.71 (С4), 18.06 (С5), 15.19 (С6), 23.64 (С7), 12.88 (С8), 37.10 (С9), 18.47 (С10), 13.80 (С11).

ПРИМЕР 2. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере сухого аргона помещают 0,4 ммоль Cp2ZrCl2, 10 ммоль гекс-3-ина и при температуре 0°С вводят 20 ммоль н-C6H13MgBr (1M раствор в Et2O). Перемешивают при комнатной температуре 6 часов. Получают индивидуальный 2,3-диэтил-4-бутилмагнезациклопент-2-ен (I). Выход целевого продукта определяли по продукту гидролиза. При гидролизе (I) образуется 4-этил-5-метилнон-3-ен (VII) с выходом 67%, а при дейтеролизе соответственно 1,4-дидейтеро-2-бутил-3-этил-гекс-3-ен (VIII).

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

Спектр ЯМР 1H (CDCl3, δ, м.д.) 4-этил-5-метилнон-3-ен (VII): 0.85-0.99 м (12Н, СН3), 1.28-1.45 м (6Н, СН2), 1.93-2.08 м (4Н, =С-СН2), 5.00 м (1Н, -С=СН-).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.) 4-этил-5-метилнон-3-ен (VII): 14.37 (С1), 20.58 (С2), 125.49 (С3), 146.64 (С4), 39.72 (С5), 35.51 (С6), 29.61 (С7), 22.72 (С8), 14.10 (С9), 29.70 (С10), 13.63 (С11), 20.20 (С12).

Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, δ, м.д.) 1,4-дидейтеро-2-бутил-3-этилгекс-3-ена (VIII): 0.80-1.01 м (11Н, CH2D, СН3), 1.28-1.45 м (6Н, СН2), 2.08-2.09 м (4Н, =С-СН2).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.) 1,4-дидейтеро-2-бутил-3-этил-гекс-3-ена (VIII): 17.21 т (С1, JCD=19,0 Гц), 40.49 (С2), 146.22 (С3), 128.75 т (С4, JCD=24,0 Гц), 17.83 (С5), 15.19 (С6), 23.53 (С7), 13.48 (С8), 34.99 (С9), 29.61 (С10), 22.72 (С11), 14.10 (С12).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Все опыты проводили при комнатной температуре (20-22°С) в диэтиловом эфире.

Похожие патенты RU2423365C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,4-ДИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТАНОВ 2009
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2423364C2
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 2,3,4,5-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-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
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-ХЛОРО-2,3,4,5-ТЕТРААЛКИЛАЛЮМИНАЦИКЛОПЕНТА-2,4-ДИЕНОВ 2005
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Хафизова Лейла Османовна
  • Якупова Лилия Рафиковна
  • Поподько Наталья Романовна
  • Ковтуненко Ирина Анатольевна
RU2283315C1
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 2,3-ДИАЛКИЛ(АРИЛ)МАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ 2009
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Поподько Наталья Романовна
  • Салмиярова Елена Саляевна
RU2409583C2
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-ТЕТРААЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОГЕПТА-2,4-ДИЕНОВ 2010
  • Султанов Рифкат Мухатьярович
  • Васильев Владимир Владиславович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2440354C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3-ДИАЛКИЛ-5-АЛКИЛИДЕНМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ 2006
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Ибрагимов Асхат Габдрахманович
  • Дьяконов Владимир Анатольевич
  • Зиннурова Регина Адиковна
  • Шарипова Альфия Зуфаровна
  • Тюмкина Татьяна Викторовна
RU2374255C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,4-ТРИАЛКИЛМАГНЕЗАЦИКЛОПЕНТ-2-ЕНОВ

Изобретение относится к способу получения 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-енов общей формулы (I)

Способ заключается во взаимодействии дизамещенного ацетилена (где R1 такие же, как указано выше) с (где R2 такие же, как указано выше) в присутствии катализатора цирконоцендихлорида Cp2ZrCl2 в мольном соотношении ::Cp2ZrCl2=10:(15-24):(0,3-0,6). Взаимодействие осуществляют в атмосфере аргона при нормальном давлении в диэтиловом эфире в течение 4-7 часов. Технический результат - способ позволяет получить 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-ены общей формулы (I), которые могут применяться в качестве компонентов каталитических систем. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 423 365 C2

Способ получения 2,3,4-триалкилмагнезациклопент-2-енов общей формулы (I)

где R1=C2H5, н-С3Н7, н-С4Н9;
R2=н-С3Н7, н-С4Н9, отличающийся тем, что дизамещенный ацетилен (где R1 такие же, как указано выше) взаимодействует с (где R2 такие же, как указано выше) в присутствии катализатора цирконоцендихлорида Cp2ZrCl2 в мольном соотношении ::Cp2ZrCl2=10:(15-24):(0,3-0,6), в атмосфере аргона при нормальном давлении в диэтиловом эфире в течение 4-7 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2423365C2

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
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

RU 2 423 365 C2

Авторы

Султанов Рифкат Мухатьярович

Васильев Владимир Владиславович

Джемилев Усеин Меметович

Дьяконов Владимир Анатольевич

Даты

2011-07-10Публикация

2009-06-16Подача