PL214904B1 - Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu - Google Patents

Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu

Info

Publication number
PL214904B1
PL214904B1 PL392583A PL39258310A PL214904B1 PL 214904 B1 PL214904 B1 PL 214904B1 PL 392583 A PL392583 A PL 392583A PL 39258310 A PL39258310 A PL 39258310A PL 214904 B1 PL214904 B1 PL 214904B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reaction
catalyst
cyclopentadiene
ionic liquid
trifluoromethylsulfonyl
Prior art date
Application number
PL392583A
Other languages
English (en)
Other versions
PL392583A1 (pl
Inventor
Bozena Bittner
Ewa Janus
Eugeniusz Milchert
Original Assignee
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
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 Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority to PL392583A priority Critical patent/PL214904B1/pl
Publication of PL392583A1 publication Critical patent/PL392583A1/pl
Publication of PL214904B1 publication Critical patent/PL214904B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera cyklopentadienu z dienofilem w obecności katalizatora i cieczy jonowej jako rozpuszczalnika.
W wyniku cykloaddycji cyklopentadienu z maleinianem dimetylu otrzymuje się 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornen, w postaci mieszaniny izomerów endo i egzo z wykorzystaniem jako środowiska reakcji ciecze jonowe. Z polskiego zgłoszenia patentowego 387428 znany jest sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornen polegający na reakcji Dielsa-Aldera dienu w postaci cyklopentadienu z estrami α,β-nienasyconych kwasów karboksylowych lub α,β-nienasyconymi aldehydami lub ketonami, w obecności rozpuszczalnika w postaci sulfoniowej cieczy jonowej bis(trifluorometylosulfonylo)imidku trietylosulfoniowego. Reakcję prowadzi się w obecności katalizatora w postaci chlorku trifluorometanosulfonianu lub bis(trifluorometylosulfonylo)amidku metalu o wzorze ogólnym MClx, M(OTf)x (Wzór 3), M(NTf2)x, w którym M- metal grupy od 1 do 13, a w szczególności M oznacza Li, Na, K, Mg, Ca, Sc, Y, Yb, Zn, In, Ag, Cu, La, Nd, Bi, x oznacza wartościowość metalu. Znany jest ze zgłoszenia patentowego nr P 389358 sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornen polegający na tym, że reakcję prowadzi się w układzie katalitycznym złożonym z cieczy jonowej - (bistrifluorometylosulfonylo)imidku N-heksylopirydyniowego i katalizatora w postaci chlorku metalu o wzorze MClx lub trifluorometanosulfonianu metalu o wzorze M(OTf)x, w którym M oznacza metal grupy 1 do 13 układu okresowego pierwiastków, OTf - grupę trifluorometanosulfonianową (CF3SO3-)x - wartościowość metalu. Metale z grupy 1 do 13 to: Li, Na, K, Mg, Ca, Y, Yb, Zn, In, Al, Ag, Cu, La, Nd, Bi.
Z rozeznania literaturowego wynika, że dotychczas nie stosowano układów katalitycznych złożonych z cieczy jonowych z grupy bis(trifluorometylosulfonylo)imidków N-butylometylopirydyniowych i soli metali w reakcji Dielsa-Aldera.
Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu według wynalazku polegający na cykloaddycji cyklopentadienu z maleinianem dimetylu w obecności katalizatora i cieczy jonowej jako rozpuszczalnika charakteryzuje się tym, że jako ciecz jonową stosuje się ciecze jonowe z anionem bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowym: bis(trifluorometylosulfonylo)imidek N-butylo-2-metylopirydyniowy lub N-butylo-4-metylopirydyniowy. Jako katalizator stosuje się rozpuszczone w środowisku cieczy jonowych sole magnezu (trifluorometanosulfonian magnezu Mg(OTf)2 lub sole litu (bis(trifluorometylosulfonylo)imidek litu LiNTf2). Proces według wynalazku przebiega zgodnie z reakcją:
3
Stosuje się stężenie cyklopentadienu w środowisku reakcji 1,5 mol/dm3, zaś stężenie dienofila 3 mol/dm lub ich wielokrotność. Reakcję prowadzi się w temperaturze 25°C, w atmosferze powietrza. Produkt po reakcji wydziela się w prosty sposób poprzez ekstrakcję lub destylację. Ekstrakcję prowadzi się mieszaniną cykloheksanu i eteru dibutylowego w stosunku objętościowym 1:3. Destylację prowadzi się pod ciśnieniem 13,3-266,6 Pa, przy temperaturze destylatu 85°C.
Sposób według wynalazku umożliwia uzyskanie produktów z wysoką wydajnością oraz z przewagą izomeru endo. Wysoką selektywność izomeru endo uzyskuje się w niskich temperaturach, zbliżonych do temperatury otoczenia, pod normalnym ciśnieniem, po krótkim czasie reakcji. Do ich otrzymania wystarcza prosty zestaw reakcyjny, złożony z reaktora zbiornikowego z mieszadłem i ogrzewaniem. Produkt po reakcji wydziela się w prosty sposób. Stosuje się destylację pod zmniejszonym ciśnieniem lub ekstrakcję produktu rozpuszczalnikiem organicznym. Ciecz jonowa, pozostaje w niedogonie destylacyjnym lub jako rafinat po ekstrakcji i może być ponownie zastosowana w procesie.
Przedmiot wynalazku bliżej wyjaśniają poniższe przykłady wykonania.
P r z y k ł a d I 3
Do szklanego reaktora o pojemności 20 cm3 wprowadzono 1,3985 g (4 mmole) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-4-metylopirydyniowego. W tej cieczy jonowej podczas intensywnego mieszania rozpuszczono katalizator - trifluorometanosulfonian magnezu w ilości 0,0129 g (0,04 mmole).
PL 214 904 B1
Do reaktora wprowadzono maleinian dimetylu 0,5784 (4 mmole) oraz cyklopentadien w ilości 0,3970 g (6 mmoli). Reaktor zamknięto korkiem i umieszczono w termostatowanej łaźni ogrzanej do temperatury 25°C. Z roztworu reakcyjnego pobierano próbki w odstępach czasowych co 15 min aż do uzyskania wydajności produktu ponad 90%. Wydajność obliczono po wykonaniu analiz metodą chromatografii gazowej na zawartość: endo 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu i egzo-2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu. Analizy GC prowadzono w następujących warunkach: aparat Carlo Erba GC 8000 TOP, wyposażony w detektor FID. kolumnę RXITM-17 (Restek) o długości 30 m. średnicy 0,53 mm i grubości filmu 1,5 μm. Stosowano program temperaturowy: start 80°C, wzrost temperatury z szybkością 40°C/min do 120°C, izotermicznie 1 min, wzrost temperatury z szybkością 20°C/min do 240°C, izotermicznie 20 min. Na podstawie analiz ustalono, że konwersja maleinianu dimetylu po 60 min wynosiła 90%. Selektywność wyrażona jako stosunek molowy izomeru endo do egzo wynosiła 91:9. Mieszaninę izomerów endo, egzo 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu izolowano metodą ekstrakcji mieszaniną rozpuszczalników - cykloheksan, eter dibutylowy, zm ieszanych w stosunku objętościowym 1:3. Zawartość reaktora mieszano po dodaniu rozpuszczalników przez 15 min. Całość pozostawiano na 15 min celem rozdzielenia ekstraktu od rafmatu (ciecz jonowa - katalizator). Ekstrakcję powtarzano jeszcze dwukrotnie. Następnie oddestylowano śladowe ilości rozpuszczalnika, pozostającego w rafinacie. Do zregenerowanego układu katalitycznego dodano nową porcję maleinianu dimetylu (0,5466 g) oraz cyklopentadienu (0,3280 g). Konwersja dienofila w drugim cyklu reakcyjnym wynosiła po 100 min od rozpoczęcia reakcji 90% a stereoselektywność endo:egzo = 90:10. Produkty wyizolowano i zregenerowano układ katalityczny w ten sam sposób co w pierwszym cyklu. Przeprowadzono trzeci cykl w tym samym układzie katalitycznym dodając do niego maleinian dimetylu (0,5593 g) i cyklopentadien (0,3770 g). Po 220 min uzyskano konwersję maleinianu dimetylu 80% i stereoselektywność 90:10. W sposób analogiczny jak poprzednio wyizolowano mieszaninę produktów. Wykonano również czwarty cykl w tym samym układzie katalitycznym. Stosowano 0,5849 g maleinianu dimetylu i 0,3946 g cyklopentadienu. Konwersję dienofila 90% uzyskano po 200 min.
P r z y k ł a d II 3
Reakcję prowadzono w zamkniętym szklanym reaktorze o pojemności 20 cm3. Reaktor był wyposażony w mieszadło magnetyczne. Do reaktora wprowadzano kolejno rozpuszczalnik - ciecz jonową 1,4122 g (4 mmole) bis(trifluorometylosulfonylo)imidek N-butylo-4-metylopirydyniowy oraz katalizator trifluorometanosulfonian magnezu 0,0129 g. Ciecz jonowa i katalizator po wymieszaniu tworzyły układ homogeniczny. Do układu katalitycznego dodawano maleinian dimetylu 0,5869 g i cyklopentadien w ilości 0,3829 g.
Reaktor umieszczano w termostatowanej łaźni ogrzanej do temperatury 25°C i prowadzono reakcję w ciągu 1 h. W czasie trwania syntezy wykonywano analizy produktu metodą GC na zawartość maleinianu dimetylu. Stwierdzono, że konwersja maleinianu dimetylu wynosi 90% a stereoselektywność wyrażona stosunkiem molowym produktów endo i egzo 91:9. Mieszaninę produktów po zakończeniu reakcji izolowano stosując metodę destylacji pod obniżonym ciśnieniem. Proces prowadzono sześć razy z tym samym układem katalitycznym, po uprzednim wydzieleniu surowców i produktów reakcji. Uzyskane konwersje dienofila i stereoselektywności zestawiono w tabeli.
Doświadczenie w cyklu Czas, po którym mierzono konwersję [min] Konwersja dienofila [%] Stereoselektywność [endo:egzo]
I 60 90 91:9
II 60 91 90:10
IIl 60 91 90:10
IV 100 91 90:10
V 100 92 90:10
VI 80 90 90:10
P r z y k ł a d III 3
Do szklanego reaktora o pojemności 20 cm3 wprowadzono 1,3985 g (4 mmole) bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-2-metylopirydyniowego. W cieczy jonowej podczas intensywnego mieszania, rozpuszczono katalizator - bis(trifluorometylosulfonylo)imidek litu w ilości 0,0344 g
PL 214 904 B1 (0,12 mmola). Do reaktora następnie wprowadzono maleinian dimetylu 0,5948 g oraz cyklopentadien w ilości 0,3990 g. Reaktor z mieszaniną zamknięto korkiem i umieszczono w termostatowanej łaźni ogrzanej do temperatury 25°C. Z mieszaniny reakcyjnej pobierano próbki w odstępach czasowych co 15 min aż do uzyskania wydajności ponad 90% i analizowano metodą chromatografii gazowej na zawartość produktów: endo 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbomenu i egzo-2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu.
Mieszaninę produktów po reakcji wyodrębniano stosując metodę ekstrakcji mieszaniną rozpuszczalników - cykloheksan i eter dibutylowy w stosunku objętościowym (1:3), w taki sposób jak zostało to opisane w przykładzie I. W tabeli poniżej zestawiono konwersję dienofila i stereoselektywność procesu w kolejnych cyklach.
Doświadczenie w cyklu Czas, po którym mierzono konwersję [min] Konwersja dienofila [%] Stereoselektywność [endo:egzo]
I 100 93 92:8
II 180 91 91:9
III 300 81 90:10
IV 300 79 89:11
P r z y k ł a d IV 3
Reakcję prowadzono w zamkniętym szklanym reaktorze o pojemności 20 cm3 z mieszadłem magnetycznym. Do reaktora wprowadzano kolejno ciecz jonową - 1,3928 g bis(trifluorometylosulfonylo)imidku N-butylo-2-metylopirydyniowego oraz katalizator - 0,0129 g trifluorometanosulfonianu magnezu. Ciecz jonową z katalizatorem mieszano do uzyskania układu homogenicznego. Do układu katalitycznego dodawano następnie maleinian dimetylu - 0,5879 g i cyklopentadien w ilości 0,3945 g. Reaktor umieszczano w termostatowanej łaźni, ogrzanej do temperatury 25°C i prowadzono reakcję w ciągu 1 h. W tym czasie wykonywano analizy produktu metodą GC i stwierdzono, że w pierwszym doświadczeniu cyklu konwersja maleinianu dimetylu wynosi 91%, a stereoselektywność wyrażona stosunkiem molowym produktów endo i egzo 92:8. Mieszaninę produktów po zakończeniu reakcji izolowano metodę destylacji pod obniżonym ciśnieniem, w sposób opisany w przykładzie II. W ten sam sposób proces przeprowadzono sześć razy, stosując ten sam układ katalityczny, po uprzednim wydzieleniu produktów reakcji. Uzyskane konwersje dienofila i stereoselektywnośći zestawiono w tabeli.
Doświadczenie w cyklu Czas, po którym mierzono konwersję [min] Konwersja dienofila [%] Stereoselektywność [endo:egzo]
I 60 91 92:8
II 80 94 92:8
III 60 93 92:8
IV 60 92 90:10
V 60 92 90:10
VI 80 91 89:11
Zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu polegający na cykloaddycji cyklopentadienu z maleinianem dimetylu w obecności katalizatora i cieczy jonowej jako rozpuszczalnika z wyodrębnianiem mieszaniny produktów, znamienny tym, że jako ciecz jonową stosuje się bis(trifluorometylosulfonylo)imidek N-butylo-2-metylopirydyniowy lub N-butylo-4-metvlopirydyniowy, zaś jako katalizator stosuje się sól metalu - trifluorometanosulfonian magnezu lub bis(trifluorometylosulfonylo)imidek litu.
PL 214 904 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie cyklopentadienu w środowisku reakcji 33 wynosi 1,5 mol/dm3 a stężenie dienofila 1 mol/dm3 lub ich wielokrotność.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję prowadzi się w temperaturze 25°C, w atmosferze powietrza.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt wydziela się przez ekstrakcję mieszaniną cykloheksanu i eteru dibutylowego w stosunku objętościowym 1:3.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że produkt wydziela się przez destylację pod ciśnieniem 13.3-266,6 Pa, przy temperaturze destylatu 85°C.
PL392583A 2010-10-06 2010-10-06 Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu PL214904B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392583A PL214904B1 (pl) 2010-10-06 2010-10-06 Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL392583A PL214904B1 (pl) 2010-10-06 2010-10-06 Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL392583A1 PL392583A1 (pl) 2012-04-10
PL214904B1 true PL214904B1 (pl) 2013-09-30

Family

ID=46002720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL392583A PL214904B1 (pl) 2010-10-06 2010-10-06 Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL214904B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL392583A1 (pl) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Langanke et al. Substrate dependent synergetic and antagonistic interaction of ammonium halide and polyoxometalate catalysts in the synthesis of cyclic carbonates from oleochemical epoxides and CO 2
US9365800B2 (en) Method for producing composition containing highly unsaturated fatty acid alkyl ester
KR20120047239A (ko) 포름산의 제조 방법
JP5795639B2 (ja) 酸触媒を回収して再循環させる方法
JP2015517991A (ja) 高次カルボン酸及び不均一系触媒の存在下でのホルムアルデヒドのヒドロカルボキシル化
JP2013530195A (ja) 二酸化炭素と水素との反応によるギ酸の製造方法
EP3303278A1 (en) Process for preparing 3-methylcyclopentadecane-1,5-dione
JP2015224218A (ja) パーフルオロアルキルパーフルオロアルカンスルホネートの製造方法
JP2018527373A (ja) N−メチル−n−ニトロソ化合物を使用したオレフィンのシクロプロパン化のためのプロセス
PL214904B1 (pl) Sposób otrzymywania 2,3-di(metoksykarbonylo)-5-norbornenu
Mokhtari et al. Solvent extraction of alkali metals by di-ionizable nano-baskets
JP6379188B2 (ja) 2−エチルヘキサナール及び3−ヘプチルホルマートを含む混合物からの3−ヘプタノールの製造方法
KR101474209B1 (ko) 이온성 액체를 사용한 추출 방법
CN108238875B (zh) 一种溴代异丁烯基甲醚的合成方法及其在c14醛的制备中的应用
US9381507B2 (en) Process for the preparation of 4-methylpent-3-en-1-ol derivatives
CN113574154B (zh) 含二十碳五烯酸烷基酯的组合物的制造方法
CN115850046A (zh) 一种突厥酮、突厥酮异构体的制备方法
EP2977368B1 (en) Method for producing optically active trans-1,2-diaminocyclohexane
PL216433B1 (pl) Sposób otrzymywania 2-(2-hydroksypropyl)oksykarbonylo-5-norbornenu
JP6968834B2 (ja) アルファ,ベータ−不飽和アルデヒドおよびケトンからのアルコールの調製のための方法
Suerbaev et al. Biological active esters of the isovaleric acid
CN105985218A (zh) 羧酸盐或羧酸与水反应合成偶姻及醇(酮)类有机物的方法和用途
PL216970B1 (pl) Sposób otrzymywania pochodnych norbornenu w reakcji Dielsa-Aldera
KR101990384B1 (ko) 고순도 알릴 알코올의 제조 방법 및 고순도 알릴 알코올 제조 공정 시스템
Xia et al. Access to fluorinated dienes through hydrofluorination of 2-En-4-ynoates

Legal Events

Date Code Title Description
LICE Declarations of willingness to grant licence

Free format text: RATE OF LICENCE: 10%

Effective date: 20130318

LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20131006