способ получения макроциклов с чередующимися алка-1z,5z-диеновыми фрагментами

Формула изобретения

Способ получения макроциклов с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами общей формулы (1):

где R=(СН₂)₄, (СН₂)₅ , (СН₂)₆,

n=3-5

заключающийся в том, что ,-диаллены общей формулы ==-R-==, где R=(СН₂)₄, (СН₂)₅ , (СН₂)₆, взаимодействуют с этилмагнийбромидом (EtMgBr) и магнием (порошок) в мольном соотношении =-R-==:EtMgBr:Mg, равном 10:(10-14):(5-7), в присутствии катализатора титанацендихлорида (Cp₂TiCl₂), взятого в количестве 0,3-0,7 ммолей по отношению к ,-диаллену, в ТГФ в атмосфере аргона при комнатной температуре (˜20°С) в течение 8-12 ч.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам получения новых непредельных циклоолигомерных углеводородов, конкретно к способу получения макроциклов с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами общей формулы (1):

где R=(CH₂)₄, (CH₂)₅ , (CH₂)₆; n=3-5

Предлагаемые соединения могут найти применение в синтезе биологически активных препаратов для медицины и животноводства, а также парфюмерной промышленности.

Известен способ (Г.А.Толстиков, У.М.Джемилев, С.С.Шаванов. К вопросу о получении циклотетрамеров бутадиена на комплексных никелевых катализаторах // Изв. АН СССР, Сер. хим., 1975, №11, С.2624) получения циклоолигомеров бутадиена (2-4) под действием низковалентных комплексов Ni, стабилизированных трифенилфосфитом в присутствии дизамещенного ацетилена по схеме:

Известный способ не позволяет получать макроциклы (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами.

Известен способ (U.M.Dzhemilev, V.A.D'yakonov, L.O.Khaflzova, A.G.Ibragimov. Cyclo- and carbomagnesiation of 1,2-dienes catalyzed by Zr complexes // Tetrahedron, 2004, V.60, p.1287) получения линейных димеров 1,2-диенов (5) с цис-дизамещенными двойными связями реакцией терминальных алленов (R-==) с этилмагнийбромидом (EtMgBr) в присутствии магния (Mg, порошок) и катализатора титаноцендихлорида (Ср₂TiCl₂ ) с последующим гидролизом реакционной массы по схеме:

Известным способом не могут быть получены макроциклы (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по стереоселективному получению макроциклов (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами.

Предлагается новый способ получения макроциклов (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами.

Сущность способа заключается во взаимодействии ,-диалленов общей формулы ==-R-==, где R=(CH₂)₄, (CH₂)₅ , (СН₂)₆, с этилмагнийбромидом (EtMgBr) и магнием (Mg, порошок), взятыми в соотношении ==-R-==:EtMgBrMg=10:(10-14):(5-7) ммолей, предпочтительно 10:12:6 ммолей, в присутствии катализатора титанацендихлорида (Cp₂TiCl₂), взятого в количестве 0,3-0,7 ммолей по отношению к ,-диаллену, предпочтительно 0,5 ммолей, в атмосфере аргона при комнатной температуре (˜20°С) и нормальном давлении в тетрагидрофуране (ТГФ) с последуюнщм гидролизом реакционной массы. Время реакции 8-12 часов, предпочтительно 10 часов. Общий выход макроциклов (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами составляет 77-98%. Реакция протекает по схеме:

R=(CH₂)₄, (CH₂)₅ , (CH₂)₆; n=3-5

Макроциклы (1) с чередующимися алка-1Z,5Z-диеновыми фрагментами образуются только лишь с участием ,-диалленов (==-R-==), EtMgBr и катализатора Cp₂TiCl₂. В присутствии других магнийорганических соединений (например, амиды, алкоксиды, ацетилениды магния), других непредельных соединений (олефины, ацетилены) или другого катализатора (например, TiCl₄ , FeCl₃, Fe(асас)₃, CoCl₂, PdCl ₂, Pd(acac)₂, NiCl₂, Ni(acac) ₂, ZrCl₄) целевые продукты (1) не образуются.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора Cp₂TiCl₂ больше 7 мол.% по отношению к ,-диаллену не приводит к существенному увеличению выхода целевых продуктов (1). Использование катализатора Cp₂TiCl₂ менее 3 мол.% по отношению к ,-диаллену снижает выход макроциклов (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре ˜20°С. При более высокой температуре (например, 40°С) не наблюдается существенного увеличения выхода целевых продуктов (1), а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания EtMgBr по отношению к исходному ,-диаллену не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1).

Реакции проводили с использованием тетрагидрофурана в качестве растворителя. В других растворителях (например, алифатические или ароматические) реакция не идет.

Существенные отличия предлагаемого способа:

1. В предлагаемом способе используются в качестве исходных соединений ,-диаллены (==-R-==), а в известном способе терминальные аллены (R-==).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

1. Способ позволяет получать с высокой стереоселективностью макроциклы (1) с чередующимися алка-1Z,5Z- диеновыми фрагментами, синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 12 ммолей свежеприготовленного EtMgBr в ТГФ, 6 мг-ат. Mg (порошок), при температуре -5°С 10 ммолей 1,2,9,10-ундекатетраена и 0,5 ммолей Ср₂TiCl₂, перемешивают 10 часов при комнатной температуре (˜20°С), реакционную массу гидролизуют 5-8% раствором HCl. Получают макроциклы с чередующимися ундека-1Z,5Z-диеновыми фрагментами (1) с выходом 88%.

Спектральные характеристики макроциклов с чередующимися ундека-1Z,5Z-диеновыми фрагментами (1):

Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, , м.д.) циклоолигомерного ундека-1,5-диена (6): 1.17-1.46 (м, СН ₂ при С⁸, С⁹, С¹⁰ ), 1.75-2.20 (м, СН₂ при С³, С⁴ , С⁷, С¹¹), 5.20-5.40 (м, СН, олефиновые). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, , м.д.): 130.30 (С¹, С⁶), 129.20 (С² , С⁵), 27.18 (С³, С⁴), 27.34 (С⁷, С¹¹), 29.66 (С⁸, С⁹, С¹⁰). ИК-спектр (, см^-1): 730, 910, 1360, 1460, 1630, 2840, 2920.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№№ п/п	Исходный ,-диаллен, ==-R-==	Мольное соотношение ==-R-==:EtMgBrMg:Cp 2TiCl2	Время реакции, час	Выход (1), %
1	2	3	4	5
1.	1,2,9,10-ундекатетраен	10:12:6:0,5	10	88
2.	--	10:14:6:0,5	10	92
3.	--	10:10:6:0,5	10	81
4.	--	10:12:6:0,5	10	89
5.	--	10:12:5:0,5	10	83
6.	--	10:12:5:0,7	10	98
7.	--	10:12:6:0,3	10	77
8.	--	10:12:6:0,5	12	95
9.	--	10:12:6:0,5	8	79
10.	1,2,8,9-декатетраен	10:12:6:0,5	10	90
11.	1,2,10,11-додекатетраен	10:12:6:0,5	10	85

Реакции проводили при комнатной температуре (˜20-21°С) в ТГФ. Число чередующихся алка-1Z,5Z-диеновых фрагментов во всех опытах составляет n=3-5.