PL211024B1 - Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera - Google Patents

Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera

Info

Publication number
PL211024B1
PL211024B1 PL386753A PL38675308A PL211024B1 PL 211024 B1 PL211024 B1 PL 211024B1 PL 386753 A PL386753 A PL 386753A PL 38675308 A PL38675308 A PL 38675308A PL 211024 B1 PL211024 B1 PL 211024B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
catalyst
reaction
ionic liquid
metal
ytterbium
Prior art date
Application number
PL386753A
Other languages
English (en)
Other versions
PL386753A1 (pl
Inventor
Ewa Janus
Waldemar Stefaniak
Eugeniusz Milchert
Bożena Bittner
Original Assignee
Politechnika Szczecińska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Szczecińska filed Critical Politechnika Szczecińska
Priority to PL386753A priority Critical patent/PL211024B1/pl
Publication of PL386753A1 publication Critical patent/PL386753A1/pl
Publication of PL211024B1 publication Critical patent/PL211024B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211024 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 386753 (51) Int.Cl.
C07C 69/753 (2006.01) C07C 67/30 (2006.01) C07B 37/12 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 09.12.2008 (54) Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera (73) Uprawniony z patentu:
ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:
21.06.2010 BUP 13/10 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.03.2012 WUP 03/12 (72) Twórca(y) wynalazku:
EWA JANUS, Goleniów, PL WALDEMAR STEFANIAK, Szczecin, PL EUGENIUSZ MILCHERT, Szczecin, PL BOŻENA BITTNER, Bydgoszcz, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Renata Zawadzka
PL 211 024 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera, w której jako surowce stosuje się cyklopentadien i maleinian dimetylu, a jej produktem jest pochodna norbornenu ester dimetylowy kwasu 5-norborneno-2,3-dikarboksylowego, który wykorzystywany jest w syntezie farmaceutyków, w produkcji materiałów i przyrządów luminescencyjnych, ciekłych kryształów oraz materiałów optycznych. Proces przebiega zgodnie z reakcją:
W tradycyjnych metodach otrzymywania pochodnych norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera stosuje się rozpuszczalniki takie jak: metanol, acetonitryl, toluen. Reakcja Dielsa-Aldera jest stosowana do otrzymywania wielu prostych i złożonych związków. Znane jest szerokie wykorzystanie tej reakcji w produkcji norbornenu. Rodzaj rozpuszczalnika wpł ywa na selektywność i wydajno ść przemiany do pożądanego produktu oraz jej szybkość.
W reakcjach Dielsa-Aldera konieczne jest stosowanie katalizatorów typu kwaś nego, przy czym mogą to być kwasy Lewisa i Bronsteda. Ze względu na słabą rozpuszczalność katalizatorów typu kwasów Lewisa lub Bronsteda w popularnych rozpuszczalnikach cząsteczkowych, poszukiwane są nowe rozpuszczalniki, w których wymienione katalizatory dobrze rozpuszczają się i wykazują aktywność. Korzystne są przy tym rozpuszczalniki, które wraz z rozpuszczonym katalizatorem można wielokrotnie zawracać do procesu bez utraty aktywności katalizatora. Rolę taką spełniają ciecze jonowe. Ich podstawowymi zaletami w porównaniu do dotychczasowych rozpuszczalników jest brak lub znikoma prężność par, wynikająca z budowy jonowej. Ta szczególna właściwość sprawia, że są one praktycznie nielotne i niepalne. Stanowią więc doskonałe zamienniki powszechnie stosowanych lotnych rozpuszczalników organicznych. Znane są przykłady użycia cieczy jonowych z grupy soli imidazoliowych i fosfoniowych jako rozpuszczalników w reakcji Dielsa-Aldera (T. Fisher, A. Sethi, T. Welton, J. Woolf, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 793-796; A. Aggarwal, N. L. Lancaster, A. R. Sethi, T. Welton, Green Chem. 2002, 4, 517-520; E. Janus, W. Stefaniak, Catalysis Letters, 2008; 124(1), 105-110.).
Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu polegający na reakcji Dielsa-Aldera cyklopentadienu i maleinianu dimetylu w obecności rozpuszczalnika w postaci cieczy jonowej, charakteryzuje się tym, że jako ciecz jonową stosuje się bis(trifluorometylosulfonylo)imidek N-butylo-N-metylopirolidyniowy o wzorze 1. Ciecz jonowa jest zbudowana z anionu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego - (CF3SO2)2N-, oraz kationu N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Korzystnie reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej, w czasie 15:260 minut, przy stosunku molowym dienofila do dienu 1:1,5, stężeniu dienofila 1,0-8,0 mol/dm3, dienu: 1,5-12 mol/dm3, w obecności katalizatora. Jako katalizatory korzystnie stosuje się sole metali w postaci chlorków: itru, iterbu, miedzi, cynku, magnezu, lantanu, indu; o ogólnym wzorze MClx, w którym x oznacza wartościowość metalu. Można także jako katalizatory stosować sole metali z grupy trifluorometanosulfonianów: neodymu, lantanu, iterbu, itru, wapnia, magnezu, cynku, litu, sodu, srebra, potasu; o ogólnym wzorze M(CF3SO3)x oraz M(CF3SO3).<H3O, w którym x oznacza wartościowość metalu lub sole metali z grupy bis(trifluorometylosulfonylo)imidków: iterbu, litu o ogólnym wzorze M[(CF3SO2)2N]x w którym x oznacza wartościowość metalu. Korzystnie stosunek molowy maleinianu dimetylu do cyklopentadienu do katalizatora wynosi 1 : 1,5 : (0,001-0,01). Produkt po reakcji oddziela się przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem lub przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem korzystnie cykloheksanem, eterem dietylowym, toluenem lub heksanem. Korzystnie po oddzieleniu produktu pozostałą ciecz jonową z katalizatorem zawraca się do syntezy pochodnej norbornenu.
Zastosowana w sposobie według wynalazku ciecz jonowa z uwagi na obecność anionu bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowego (NTf2-) należy do cieczy hydrofobowych, stabilnych w obecności wilgoci i powietrza. Cechuje ją także stosunkowo niska lepkość, co znacząco ułatwia prowadzenie reakcji. Ponadto jest chemicznie i termicznie bardziej stabilna niż inne ciecze jonowe np. z anionem BF4- czy PF6-, które ulegają hydrolizie z wydzieleniem silnie korozyjnego fluorowodoru. Istotną zaletą
PL 211 024 B1 jest także jego słaby charakter koordynujący, co ma szczególne znaczenie w reakcjach katalizowanych związkami metali. W procesie uzyskuje się homogenizację układu reakcyjnego. Zastosowana pirolidyniowa ciecz jonowa dobrze rozpuszcza katalizatory.
Sposób według wynalazku bliżej przedstawiają poniższe przykłady wykonania.
P r z y k ł a d I
W zamknię tym reaktorze o pojemnoś ci 4 cm3, zaopatrzonym w mieszadło magnetyczne, umieszczono 0,25 cm bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego, 0,144 g (1,0 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,099 g (1,5 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K przez 24 godziny. Przebieg reakcji kontrolowano w czasie za pomocą chromatografii gazowej. Na podstawie ilościowej analizy chromatograficznej określono wydajność estru dimetylowego kwasu 5-norborneno-2,3-dikarboksylowego i stereoselektywność wyrażoną stosunkiem izomerów endo/egzo.
Po 2 godzinach wydajność estru dimetylowego kwasu 5-norborneno-2,3-dikarboksylowego wyniosła 34% a po 24 godzinach - 90%. Stosunek ilościowy izomeru endo do egzo produktu był równy 3,3.
P r z y k ł a d II
Do reaktora jak w przykładzie I wprowadzono 2,8 mg (0,01 mmola) chlorku iterbu YbCl3 jako katalizatora i dodano 0,25 cm bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Po rozpuszczeniu katalizatora wprowadzono 0,144 g (1 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,099 g (1,5 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 30 minutach wydajność produktu wyniosła 96%, stosunek ilościowy izomerów wyniósł 9,8.
P r z y k ł a d III
Do reaktora jak w przykładzie I umieszczono 5,4 mg (0,01 mmola) trifluorometanosulfonianu itru. Katalizator rozpuszczono w 0,25 cm3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Następnie wprowadzono 0,144 g (1 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,099 g (1,5 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 30 minutach uzyskano produkt z wy dajnością 90%, a stosunek izomerów endo/egzo wynosił 9,8.
P r z y k ł a d IV
Do reaktora jak w przykładzie I odważono 10,1 mg (0,01 mmola) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku iterbu. Katalizator ten rozpuszczono w 0,25 cm3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Do reaktora wprowadzono 0,144 g (1 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,099 g (1,5 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 30 minutach uzyskano produkt z wydajnością 97%, a stosunek izomerów endo/egzo wynosił 13.
P r z y k ł a d V
Do reaktora jak w przykładzie I odważono 5,9 mg (0,01 mmola) hydratu trifluorometanosulfonianu lantanu. Katalizator ten rozpuszczono w 0,125 cm3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Do reaktora wprowadzono 0,144 g (1 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,099 g (1,5 mmola) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 30 minutach uzyskano produkt z ilościową wydajnością 100%, a stosunek izomerów endo/egzo wynosił 7,5.
P r z y k ł a d VI
Do reaktora jak w przykładzie I odważono 24,8 mg (0,04 mmola) hydratu trifluorometanosulfonianu iterbu. Katalizator ten rozpuszczono w 1 cm3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Do reaktora wprowadzono 0,576 g (4 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,396 g (6 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 10 minutach uzyskano produkt z wydajnością 86%, a stosunek izomerów endo/egzo wynosił 7,4. Po tym czasie mieszaninę reakcyjną przeniesiono ilościowo do rozdzielacza o pojemności 20 cm3 i czterokrotnie ekstrahowano porcjami toluenem o objętości 3 cm3 w każdej ekstrakcji, w celu oddzielenia produktu od cieczy jonowej. Łączono warstwy toluenowe z kolejnych ekstrakcji i oddestylowywano z nich toluen. Z otrzymanego rafinatu cieczy jonowej pod zmniejszonym ciśnieniem usunięto resztki rozpuszczalnika, dodano nowe, wyżej wymienione ilości cyklopentadienu i maleinianu dimetylu. Reakcje prowadzono ponownie. Wydajność reakcji i stosunek izomerów kontrolowano ponownie po czasie 10 minut. Cykl recyrkulacji układu katalitycznego ciecz jonowa-katalizator powtarzano pięciokrotnie. Uzyskane w kolejnych cyklach wydajności i stosunki izomerów przedstawia poniższa tabela.
PL 211 024 B1
Cykl recyrkulacji cieczy jonowej z katalizatorem
0 1 2 3 4 5
Wydajność (stosunek izomerów endo/egzo)
86% (7,4) 90% (7,1) 89% (6,6) 84% (7,8) 81% (8,2) 78% (8,0)
P r z y k ł a d VII
Według sposobu przedstawionego w przykładzie VI przeprowadzono recykling cieczy jonowej - bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego w połączeniu z innymi katalizatorami: hydratem trifluorometanosulfonianu iterbu i trifluorometanosulfonianem itru. Każdorazowo reakcję prowadzono 30 minut. Otrzymane wydajności i selektywności po cyklach recyrkulacji układu katalitycznego zestawiono w poniższej tabeli.
Katalizator Ilość katalizatora Cykl recyrkulacji cieczy jonowej z katalizatorem
0 1 2 3 4 5
Wydajność (stosunek izomerów endo/egzo)
Y(OTf)3 21,6 mg 74% (8,0) 96% (7,2) 94% (8,2) 94% (8,5) 95% (8,5) 83% (8,3)
Yb(OTf)a^H2O 38,5 mg 96% (8,6) 90% (10,1) 92% (9,8) 95% (10,2) 84% (9,6) 75% (8,4)
P r z y k ł a d VIII 3
Do zamkniętej kolbki reakcyjnej zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne, o pojemności 7 cm3 odważono 16 mg (0,08 mmola) chlorku itru(III). Katalizator ten rozpuszczono w 2 cm3 bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-N-metylopirolidyniowego. Po rozpuszczeniu wprowadzono 1,152 g (8 mmol) maleinianu dimetylu oraz 0,792 g (12 mmol) cyklopentadienu. Reakcję prowadzono w temperaturze 298K. Po 30 minutach uzyskano produkt z wydajnością 95%, a stosunek izomerów endo/egzo wynosił 10,6. Mieszaninę reakcyjną umieszczono w aparaturze do destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem i pod ciśnieniem 5 mm Hg, w temperaturze 398K oddestylowano produkt reakcji ester dimetylowy kwasu 5-norborneno-2,3-dikarboksylowego. Pozostałą ciecz jonową wraz z katalizatorem ponownie zastosowano do syntezy, po dodaniu nowych identycznych jak poprzednio ilości cyklopentadienu i maleinianu dimetylu.
Wydajność reakcji kontrolowano po czasie 30 minut. Układ katalityczny recyrkulowano łącznie 3 razy bez znaczącej zmiany wydajności i selektywności przemiany do izomerów. Wyniki przedstawia poniższa tabela.

Claims (9)

  1. Cykl recyrkulacji cieczy jonowej z katalizatorem 0 1 2 3 Wydajność (stosunek izomerów endo/egzo) 95% (10,6) 88% (12,1) 73% (10,8) 51% (7,2)
    Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu polegający na reakcji Dielsa-Aldera cyklopentadienu i maleinianu dimetylu w obecności rozpuszczalnika w postaci cieczy jonowej, znamienny tym, że jako ciecz jonową stosuje się bis(trifluorometylosulfonylo)imidek N-butylo-N-metylopirolidyniowy o wzorze 1.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej, w czasie 15:260 minut, przy stosunku molowym dienofila do dienu 1:1,5, stężeniu dienofila 1,0-8,0 mol/dm3, dienu: 1,5-12 mol/dm3, w obecności katalizatora.
    PL 211 024 B1
  3. 3. Sposób wg zastrz. 2, znamienny tym, że jako katalizatory stosuje się sole metali w postaci chlorków: itru, iterbu, miedzi, cynku, magnezu, lantanu, indu; o ogólnym wzorze MClx, w którym x oznacza wartościowość metalu.
  4. 4. Sposób wg zastrz. 2, znamienny tym, że jako katalizatory stosuje się sole metali z grupy trifluorometanosulfonianów: neodymu, lantanu, iterbu, itru, wapnia, magnezu, cynku, litu, sodu, srebra, potasu; o ogólnym wzorze M(CF3SO3)x oraz M(CF3SO3)x^H2O, w którym x oznacza wartościowość metalu.
  5. 5. Sposób wg zastrz. 2, znamienny tym, że jako katalizatory stosuje się sole metali z grupy bis(trifluorometylosulfonylo)imidków: iterbu, litu o ogólnym wzorze M[(CF3SO2)2N]x w którym x oznacza wartościowość metalu.
  6. 6. Sposób wg zastrz. 2, znamienny tym, że stosunek molowy maleinianu dimetylu do cyklopentadienu do katalizatora wynosi 1 : 1,5 : (0,001-0,01).
  7. 7. Sposób wg zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że produkt po reakcji oddziela się przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem.
  8. 8. Sposób wg zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że produkt po reakcji oddziela się przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem korzystnie cykloheksanem, eterem dietylowym, toluenem lub heksanem.
  9. 9. Sposób wg zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że po oddzieleniu produktu pozostałą ciecz jonową z katalizatorem zawraca się do syntezy pochodnej norbornenu.
PL386753A 2008-12-09 2008-12-09 Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera PL211024B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386753A PL211024B1 (pl) 2008-12-09 2008-12-09 Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386753A PL211024B1 (pl) 2008-12-09 2008-12-09 Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL386753A1 PL386753A1 (pl) 2010-06-21
PL211024B1 true PL211024B1 (pl) 2012-03-30

Family

ID=42990511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL386753A PL211024B1 (pl) 2008-12-09 2008-12-09 Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL211024B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL386753A1 (pl) 2010-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103923055B (zh) 一种制备(1s,2r,3s,4r)-2,3-o-亚异丙基-4-氨基环戊烷-1,2,3-三醇的方法
CN114409515A (zh) 一种偕二氟烯烃化合物的制备方法
CN110041362A (zh) 光催化合成1-烷基-1-膦酰基环丙烷的方法
Konopelski et al. Preparation of (1R, 2S)-and (1S, 2R)-2-chloro-1, 2-diphenylethanol and other. beta.-halohydrins in enantiomerically pure form
EP3386947B1 (en) Method for producing n-retinoylaminoalkane sulfonic acid
Babuněk et al. Heavy fluorous phosphine-free ruthenium catalysts for alkene metathesis
CN112321475A (zh) 一种γ-氨基酸类似物及其合成方法
CN111848480A (zh) 一种由芳基硼酸合成芳基二氟甲硒基醚的方法及其应用
Talanov et al. Highly selective preparation of conformationally rigid stereoisomeric calix [4] arenes with two carboxymethoxy groups
CN107954962B (zh) 一种4,4-二卤代四氢吡喃制备方法
PL211024B1 (pl) Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera
CN104557696B (zh) 一种合成4‑多氟芳基取代的喹啉酮化合物的方法
CN102424682A (zh) 手性芳香螺缩酮类化合物及其制备方法
CN112341417B (zh) 一种光/铜共催化合成多取代呋喃的方法
CN104530112A (zh) 依维莫司中间体及其乙基化杂质的制备方法
Yamauchi et al. Synthesis of 2-aryl-2, 3, 3, 3-tetrafluoropropanoic acids, tetrafluorinated fenoprofen and ketoprofen by electrochemical carboxylation of pentafluoroethylarenes
CN116082131A (zh) 一锅法合成1-茚满酮化合物的方法
CN105859579B (zh) 一种直接构建两个相连叔碳‑叔碳键的方法
PL214051B1 (pl) Sposób otrzymywania pochodnej norbornenu zawierajacej grupe ketonowa w reakcji Dielsa-Aldera
CN112574145B (zh) 呋喃酮基氨基酸类化合物及其制备方法和用作凝血药物的应用
Xia et al. Access to fluorinated dienes through hydrofluorination of 2-En-4-ynoates
HUE025195T2 (en) Process for the preparation of bicyclo [2.2.2] octan-2-one derivatives
CN110003139B (zh) 一种α,β-环氧酮类化合物的制备方法
Shunji et al. Cu (OTf) 2 Catalyzed Rapid Nucleophilic Substitution of Propargyl Alcohols
CN108997233B (zh) 一种(z)-构型烯酯三唑化合物的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
LICE Declarations of willingness to grant licence

Free format text: RATE OF LICENCE: 10%

Effective date: 20111025

LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20111209