способ получения 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов
Классы МПК: | C07F5/06 соединения алюминия |
Автор(ы): | Джемилев Усеин Меметович (RU), Ибрагимов Асхат Габдрахманович (RU), Хафизова Лейла Османовна (RU), Якупова Лилия Рафиковна (RU), Додонова Нина Егоровна (RU), Ковтуненко Ирина Анатольевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Институт нефтехимии и катализа РАН (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-10-17 публикация патента:
20.03.2007 |
Изобретение относится к способу получения новых алюминийорганических соединений общей формулы (I): R=Et, н-Pr, н-Bu. Способ заключается во взаимодействии дизамещенных ацетиленов с треххлористым алюминием в присутствии металлического Mg (в порошке) и катализатора Cp 2ZrCl2 в атмосфере аргона при атмосферном давлении и комнатной температуре в течение 8 часов с последующим добавлением 1,4-нафтахинона и перемешиванием реакционной массы в течение 6-8 часов при комнатной температуре. Выход целевого продукта составляет 64-75%. Соединения могут найти применение в тонком органическом и металлоорганическом синтезе, а также в качестве сокатализаторов в процессах олиго- и полимеризации олефинов и сопряженных диенов. 1 табл.
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531.gif" BORDER="0" TI="CF" HE="45" WI="69">
Формула изобретения
Способ получения 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов (1) общей формулы 1
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-15.gif" BORDER="0" TI="CF" HE="45" WI="69">
где R=Et, н-Pr, н-Bu
отличающийся тем, что дизамещенные ацетилены общей формулы
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-16.gif" BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="20">
где R=Et, н-Pr, н-Bu,
взаимодействуют с треххлористым алюминием AlCl3 в присутствии металлического Mg (порошок) и катализатора цирконацендихлорида (Cp 2ZrCl2) в мольном соотношении 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-17.gif" BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="20"> AlCl3:Mg:Cp2 ZrCl2, равном 20:12:12:0,5, в атмосфере аргона при атмосферном давлении и комнатной температуре в тетрагидрофуране в качестве растворителя в течение 8 ч с последующим добавлением 1,4-нафтахинона, взятого в эквимольном по отношению к AlCl 3 количестве, и перемешиванием реакционной массы в течение 6-8 ч при комнатной температуре (20°С).
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к способам получения новых алюминийорганических соединений (АОС), конкретно к способу получения 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов общей формулы (1):
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-4.jpg" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="45" WI="70"> , где R=Et, н-Pr, н-Bu
Предлагаемые соединения могут найти применение в тонком и металлоорганическом синтезе, а также в качестве сокатализаторов в процессах олиго- и полимеризации олефинов и сопряженных диенов.
Известен способ [1, У.М.Джемилев, А.Г.Ибрагимов, А.П.Золотарев, P.P.Маслухов, Г.А.Толстиков. Синтез и превращения металлоциклов. Сообщение 5. Региоселективный синтез 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-5.jpg" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -замещенных алюмациклопентанов циклометаллированием 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="/images/patents/173/2295531/2295531-8.jpg" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -олефинов с помощью Et3Al в присутствии Cp2ZrCl2 // Известия АН СССР. Сер. хим. 1990. С.2831-2841] получения непредельных циклических кислородсодержащих алюминийорганических соединений взаимодействием 2,7-октадиен-1-ола с триэтилалюминием (AlEt 3) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp 2ZrCl2) по схеме:
Известный способ не позволяет получать 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,1104,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионы (1).
Известен способ [2, У.М.Джемилев, А.Г.Ибрагимов, Л.О.Хафизова, Л.Р.Якупова, Л.М.Халилов. Циклоалюминирование ацетиленов и 1,4-енинов с участием Zr-содержащих катализаторов. Журнал органической химии, 2005, 41, 684] получения циклических алюминийорганических соединений (3) взаимодействием дизамещенных ацетиленов с этилалюминийдихлоридом (EtAlCl2) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl2) с последующим добавлением малеинового ангидрида при температуре 25°С по схеме:
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0">
Известным способом не могут быть получены 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионы (1).
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по селективному получению 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов (1).
Предлагается новый способ получения 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов (1).
Сущность способа заключается во взаимодействии диалкилзамещенных ацетиленов общей формулы 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="5" WI="27"> , где R=Et, н-Pr, н-Bu, с треххлористым алюминием (AlCl 3) в присутствии металлического Mg (порошок) и катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl 2), взятыми в мольном соотношении 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="18"> : AlCl3 : Mg : Cp 2ZrCl2 равном 20:12:12:0.5 в атмосфере аргона при комнатной температуре (20°С) и атмосферном давлении в тетрагидрофуране (ТГФ) в качестве растворителя в течение 8 часов с последующим добавлением 1,4-нафтахинона в эквимольном по отношению к AlCl3 количестве с перемешиванием реакционной массы в течение 6-8 часов, предпочтительно 7 часов, при комнатной температуре (20°С). Реакция протекает с образованием 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов (1) с выходом 64-75% по схеме:
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0">
15-Хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло-[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионы (1) образуются только лишь с участием AlCl3 , дизамещенных ацетиленов, металлического Mg, циркониевого катализатора Cp2ZrCl2 и 1,4-нафтахинона. В присутствии других соединений алюминия (например, AlEt 3, Bui 3Al, Bui 2AlH), других ацетиленов (например, терминальных), других металлов в качестве акцептора галогенид-ионов (например, Zn, Fe, Al), других катализаторов (например, Zr(acac)4, Cp 2TiCl2, Pd(acac)2 , Ni(acac)2, NiCl2 , Fe(acac)2), других дикетонов (например, о-бензохинон или 9,10-антрахинон), целевые продукты (1) не образуются.
Реакцию проводили при комнатной 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 (AlCl 3, Mg, 1,4-нафтахинон) и катализатора (Cp 2ZrCl2) в сторону их увеличения по отношению к исходному дизамещенному ацетилену 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="12" WI="25"> не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1). Изменение соотношения исходных реагентов и катализатора в сторону их уменьшения по отношению к исходному дизамещенному ацетилену снижает выход целевых продуктов (1).
Реакцию проводили с использованием ТГФ в качестве растворителя. В других растворителях (например, алифатических или ароматических) реакция не идет.
Существенные отличия предлагаемого способа.
В предлагаемом способе для получения циклических кислородсодержащих АОС используются в качестве исходных соединений соль - треххлористый алюминий (AlCl3) и 1,4-нафтахинон, а в известном способе - алюминийорганическое соединение этилалюминийдихлорид (EtAlCl2) и малеиновый ангидрид.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами.
Способ позволяет получать с высокой селективностью 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионы (1), 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 10 мл ТГФ, 20 ммолей гекс-1-ина, 12 мг-ат. Mg (порошок) при температуре 0°С 0.5 ммолей катализатора Cp 2ZrCl2 и 12 ммолей AlCl 3, перемешивают 8 часов при 20°С, добавляют 12 ммолей 1,4-нафтахинона, перемешивают 7 часов при комнатной температуре. Получают 15-хлоро-1,12,13,14-тетраалкил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дион (1) с выходом 75%. Выход целевого продукта и его строение определены по продукту гидролиза (4).
2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0">
Спектральные характеристики 1,2,3,4-тетраэтил-1,4,4а,9а-тетрагидроантрацен-9,10-диона (4): Спектр ЯМР 13С ( 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> , м.д.): 13.54 (C8), 13.74 (С 6), 20.28 (С5), 25.58 (C 7), 38.93 (C2), 40.27 (С 3), 126.37 (С10), 133.46 (С 11), 134.48 (С9), 139.92 (C 4), 200.05 (C1).
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.
Таблица | ||||
№№ п/п | Исходный дизамещенный ацетилен, 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="17"> | Мольное соотношение 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="17"> : AlCl3 : Mg : Cp 2ZrCl2 : 1,4-нафтахинон | Время реакции, ч | Выход (1), % |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1. | 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="21"> гексин-3 | 20:12:12:0,5:12 | 15 | 15-хлоро-1,12,13,14-тетраэтил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дион, 75 |
2. | 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="20"> октин-4 | 20:12:12:0.5:12 | 15 | 15-хлоро-1,12,13,14-тетрапропил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дион, 72 |
3. | 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дионов, патент № 2295531" SRC="" height=100 BORDER="0" TI="CF" HE="4" WI="20"> децин-5 | 20:12:12:0.5:12 | 15 | 15-хлоро-1,12,13,14-тетрабутил-15-алюминатетрацикло[10.2.1.0 2,11.04,9]пентадека-4(9),5,7,13-тетраен-3,10-дион, 64 |
Реакции проводили при комнатной температуре (20°С) в ТГФ.
Класс C07F5/06 соединения алюминия