Способ получения норборнил-пиридинов Советский патент 1992 года по МПК C07D213/127 

Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способу получения производных норборнил-пиридинов, которые могут найти широкое применение в различных областях народного хозяйства, а именно в полимерной промышленности, фармацевтической, в синтезе пестицидных препаратов.

Известен способ получения 2-норбор- нил-пиридинов путем димеризации 2-ви- нилпиридина с дициклопентадиеном при 147-158°С в течение 8 ч, выход продукта составляет не более 40%.

Известен также аналогичный способ, но при более высокой температуре 160-170°С, где выход целевого продукта составляет 50%.

Недостатками данного способа являются низкий выход целевого продукта (40- 50%), высокая температура процесса, что вызывает образование продуктов осмоле- ния (полимеризация 2-винилпиридина), продолжительность процесса (реакция протекает 8-20 ч) и большие энергозатраты, связанные с высокой температурой и продолжительностью реакции.

Целью изобретения является повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов.

Поставленная цель достигается путем проведения реакции 2-, 3-, 4-винилпириди- на с циклопентадиеном и его производными в присутствии катализатора Ni(acac)2: РКз : AIRS при температуре 80-120°С и времени

VI

CJ

ел ю

00

с

4-6 ч, соотношение винилпиридина и цик- лопентадиена составляет 1:1. Реакция протекает в ароматическом растворителе, в качестве которого могут быть использованы бензол,толуол, ксилол.

В состав катализатора включается: аце- тилацетонат никеля, фосфорорганическое соединение формулы Р(Р)з, где R - СзН, C4Hg, CsHn, СбНб и алюминийорганическое соединение формулы HAI(C4Hg)2 и AI(R)a, где R - CaHs, СзН, СзН 13, С4Нд. Мольное соотношение компонентов катализатора Ni(acac)a: Р(Р)з:А(Р)з составляет 0,9-1,2:2- 6:3-8. Предпочтительно проведение процесса при мольном соотношении 1:3:4, температуре 100°С и времени 5 ч. При диме- ризации в указанных условиях циклопента- диена и 2-винилпиридина выход 2-норборнил-пиридина составляет 80% при селективности 95%.

В данных условиях на указанном катализаторе с высоким выходом были получены продукты димеризации циклопентадиена и его производных (гексахлорциклопентадие- на, диметокситетрахлороциклопентадиена с 3- и 4-винилпиридинами с выходом 80-90%.

П р и м е р 1. Приготовление катализатора.

К раствору 0,1 г (0,3 ммоль) Ni(acac)2 и 0,3 г (1 ммоль) PPhs в 1 мл толуола при 0°С в токе аргона приливают 0,4 мл А(С2Нб)з и перемешивают 10 мин.

Проведение димеризации циклопентадиена с 2-винилпиридином.

Полученный раствор катализатора переносят в стальной автоклав (v 17 CM J, куда предварительно загружают 5,5 мл (50 ммоль)2-винилпиридина и 4,1 мл (50 ммоль) циклопентадиена. Автоклав нагревают 5 ч при 100°С и постоянном перемешивании, затем охлаждают. Реакционную массу фракционируют в вакууме. Получено 7,8 мл (6,93 г) ( 80% от теоретического).

2-Норборнил-пиридин (I). Ткип 128- 131°С/5мм рт.ст., ,5443. Найдено, %: N6,79. Вычислено,%: N6,63. ИК-спектр); 710,755,995,1455,2880,2940. ПМР (м.д. д): 1,4-2,15м (2Н, -СН2-); 1,48-1,49g. (2H, -СН2-); 2,94 м (Н, -СН-); 3,57д.д.(Н, -СИ-); 5,72д.(Н, СН-); 6,18д (Н, -СН); 7,04-8,47д.д. (4Н, C5H4N(Py)). M+171.

П р и м е р 2. Проведение димеризации циклопентадиена с 2-метил-5-винилпиридином осуществляется в условиях, аналогичных примеру 1. Для синтеза берется 5,7 мл (50 ммоль) 2-метил-5-винилпиридина и 4,1 мл (50 ммоль) циклопентадиена. Получено 8,8 мл (8,3 г) (89% от теоретического).

2-Метил-5-норборнил-пиридин (II). Ткип 103-105°С/1 мм рт.ст. ,5498. Найде- но,%: N 6,33. Вычислено,%: N 6,36. ИК- спектр (v): 760, 856, 1012, 1380, 2975. ПМР

(м.д. (5): 1,26-2,2 т.д. (2Н, -СН2); 1,48-1,52

(2Н, -СН2-); 2,43 м (ЗН, -СНз); 2,98 (Н, -СН-);

3,05 (Н, -СН); 3,34 (Н, -СН-); 5,77 (Н, -СН);

6,38 (Н, СН-); 6,99-8,26 (СбНзМ). М+ 185.

П р и м е р 3. Димеризация циклопентадиена с 4-винилпиридином проводится в условиях, описанных в примере 1 (5,5 мл (50 ммоль) 4-винилпиридина и 4,1 мл (50 ммоль) циклопентадиена). Получено 5,8 мл (5,18 г ( 60% от теоретического) продукта.

4-Норборнил-пиридин (III). Ткип. - 140142°С/1 мм рт.ст. ,5544. Найдено,%: N 7,24. Вычислено,%: N 7,39. ИК-спектр (v): 720, 810,998,1445,2850, 2975. ПМР (м.д. д): 1,29т.д.-2,17т.д.(2Н,-СН2-);1,47-1,50д(Н,

-СН-); 5,72 д.д. (Н, -СН); 6,23 д.д (Н, СН-); 7,01 д-8,4д(4Н, CsH4N(Py)). M+171.

П р и м е р 4. Полученный описанным способом раствор катализатора переносят в стальной автоклав (v 17 см3), куда предварительно загружают 3,3 мл 2-винилпиридина ( 30 ммоль) и 5 мл диметокситетрахлорцикло- пентадиена ( 30 ммоль) в токе аргона. Автоклав нагревают 4 ч при 100°С и постоянном перемешивании, затем охлаждают. Реакционную массу фракционируют в вакууме, остаток растворяют в эфире и смывают на окиси алюминия (А120з) смесью эфир-гексан 1:10. Получено 10,25 г ( 92 % от теоретического) целевого продукта.

2-(7 ,7 -Диметокси-2х13 ,4/,5-/тетрахлоро- (-норборнил-пиридин (IV). Т.пл. 58°С. Найдено : N 2,83. Вычислено,%: N 2,76. ИК-спектр ( V): 825, 1005, 1450, 2960, 2855. ПМР (м.д. д): 2,88 д.д.-2,59 д.д (2Н, -СН2-);

3;58 с (ЗН, -СН3); 3,69 с (ЗН, -СНз); 3,91 д.д. (Н, -СН-); 7,18-8,52 (C5H4N (Py)). М+367.

П р и м е р 5, Проведение димеризации 2-метил-5-винилпиридина с диметокситет- рахлорциклопентадиеном осуществляется в

условиях, указанных в примере 4. Для синтеза берется 3,5 мл (30 ммоль) 2-метил-5-ви- нилпиридина и 5 мл (30 ммоль) диметокситетрахл о рециклoneнтадиена. Получено 10,5 г ( 93% от теоретического).

2-Метил-5-(7 7 -диметокси-2 ,3,4,5 -тет- рахлоро)-норборнил-пиридин (V). Т.пл. «105°С. Найдено. :,%: N 2,48. Вычислено /,: N 2,84. ИК-спектр (v ): 812, 845, 1005, 1380, 2940. ПМР (м.д. д): 2,16 д.д. - 2,77 д.д.

(2Н, -СН2-); 2,54 с (ЗН, СНз); 3,58 с (ЗН, СНз); 3,69с(ЗН,СН3);3,8дд(Н,-СН-); 7,05д-8,28 д (CsH3N (Ру)). М+381.

П р и м е р 6. Димеризация 4-винилпиридина с диметокситетрахлороциклопентадиеном проводится в условиях, указанных в примере 4. Для синтеза берется 3,3 мл 4-ви- нилпиридина и 5 мл диметокситетрахло- роциклопентадиена. Получено 10 г (90% от теоретического) целевого продукта.

4-(7,7 -Диметокси-2 ,3/,4/,5 -тетрахлоро)- норборнил-пиридин (VI). Т.пл. 102-103 С. Найдено,%: N 3,00. Ёычислено,%: N 3,12. ИК-спектр( v): 830, 925, 1005, 1385, 1475, 2940. ПМР (м.д. д ): 2,2 д.д. -2,8 д.в (2Н, -СН2); 3,58 с (ЗН, -СН3); 3,69 с (ЗН, -СНз); 3,8 д.д(Н,-СН-),-7,Од-8,5д(С5Н4М(Ру)).М+367.

Примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ получения норборнил-пириди- нов общей формулы в |

Ri

где R-H, СНз; RI - Н, CI; R2-H, CI, ОСНз, димеризацией винилпиридина с циклопентадиеном при повышенной температуре, о т- личающийся тем, что, с целью повышения выхода и расширения ассортимента це- левых продуктов, процесс ведут в присутствии катализатора, содержащего

ацетилацетенатникеля, фосфорорганиче- ское соединение формулы Р(Р)з, где R - СзНу, C/jHg, CsHn, СбНб, и алюмонийоргани- ческое соединение формулы HAI (С4Нд)2, AI(R)a , где Ri - C2Hs, СзНт, С4Нд, CeHis, при

молярном соотношении компонентов Ni (асас)2: P(Rb; А(Яз) 0,9 - 1,2:2-6:3-8 и температуре 80-120°С, в качестве исходных продуктов берут 2-, 5-, 4-винилпиридины и производные циклопентадиена - гексахлорциклопентадиен, диметокситетрахлорцик- лопентадиен.

Изобретение касается гетероциклических соединений, в частности относится к способу получения 2-норборнил-пиридина, 2-метил-5-карбонил-пиридина, 4-норбор- нил-пиридина, 2-(7,7 -диметокси-2 ,3,4,5 -тетрахлор) норборнил-пиридина, 2-метил- 5-(7,7 -диметокси-2у,3,4,5 -тетрахлор)нор- борнил-пиридина и 4-(7,7-диметокси-2 З Ж 5 -тетрахлорнорборнил)пиридина, что может быть использовано в фармакологии. Цель - повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов. Синтез ведут димеризацией винилпиридина с замещенными циклопентадиенами при 80- 120°С в присутствии катализатора, содержащего 0,9-1,2 моль ацетилацетоната никеля, 2-6 моль фосфина РРз, где C4Hg; CsHu; СеНб, 3-8 моль алкилалюмогид- рида HAI(C4Hg)2 AIRS, где R C2Hs; СзНд; CsHia с последующей отгонкой целевых продуктов. Выход, %: т.кип., °С/мм рт.ст.; Б.Ф.:а)80; 128-131/5; Ci2Hi3N; 6)89, 103-105/1; CisHisN; в) 60, 140-142/10, C12H13N; в) 92, 58, CwHiaCUNCte; г) 93, 105, CuHwCUNCte, д)90, 102-103, Ci4Hi3Cl4N02. Способ позволяет получать новые вещества с высокими выходами. 1 табл. со с

ft-V Ri RI

Примечание. Соотношение винилпиридина ЦПД 1:1, растворитель - толуол в примерах 1-3, бензол - примерах t-8, ксилол - в примерах 9,10-14.