RU2137743C1 - Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative - Google Patents
Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137743C1 RU2137743C1 RU98108248A RU98108248A RU2137743C1 RU 2137743 C1 RU2137743 C1 RU 2137743C1 RU 98108248 A RU98108248 A RU 98108248A RU 98108248 A RU98108248 A RU 98108248A RU 2137743 C1 RU2137743 C1 RU 2137743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- norbornadiene
- fullerene
- spirocyclopropane
- adducts
- synthesis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к органическому синтезу, в частности к способу получения (1+1)-аддуктов фуллерена C60 с норборнадиеном состава C67H8 и его производными (элементный состав включает C67H8 - фрагмент).The proposed method relates to organic synthesis, in particular to a method for producing (1 + 1) -ducts of C 60 fullerene with norbornadiene of composition C 67 H 8 and its derivatives (elemental composition includes C 67 H 8 fragment).
Известен способ получения (1+1)-аддукта фуллерена C60 состава C67H8, в основе которого лежит реакция циклоприсоединения к фуллерену не норборнадиена (НБД), а его валентного изомера - квадрициклана (Q) (квадрициклан получают из НБД фотохимическим способом) при 80oC в течение 5 ч в среде толуола (см. в конце описания).A known method of producing a (1 + 1) adduct of fullerene C 60 of composition C 67 H 8 , which is based on the reaction of cycloaddition of not norbornadiene (NBD) and its valence isomer, quadricyclane (Q) (quadricyclane is obtained from NBD by the photochemical method) at 80 ° C. for 5 hours in toluene (see end of description).
Выход аддукта (1) составляет 43%, в реакционной массе содержится 46% непрореагировавшего фуллерена C60. ((1). М. Prato М. Magini, G. Scorano, V. Luchini. J.Org.Chem., 1993, 58, 3613-15).The yield of adduct (1) is 43%, 46% of unreacted fullerene C 60 is contained in the reaction mass. ((1). M. Prato M. Magini, G. Scorano, V. Luchini. J. Org. Chem., 1993, 58, 3613-15).
Взаимодействие фуллерена C60 с U проходит неселективно, т.к. в реакционной массе был обнаружен еще третий изомер (~5%), структура которого осталась невыясненной [1] . Следует отметить, что судя по строению (1) является продуктом присоединения к (фуллерену норборнадиена по схеме [2+2].The interaction of fullerene C 60 with U is non-selective, because another third isomer (~ 5%) was discovered in the reaction mass, the structure of which remained unclear [1]. It should be noted that, judging by the structure (1), it is a product of addition to (norbornadiene fullerene according to the scheme [2 + 2].
Данный способ (прототип) имеет следующие недостатки:
1. Низкая селективность реакции (43%) и низкий выход целевого продукта. Из-за неполной конверсии фуллерена возникает необходимость разделения изомеров с помощью дорогостоящего и трудоемкого метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.This method (prototype) has the following disadvantages:
1. Low selectivity of the reaction (43%) and low yield of the target product. Due to the incomplete conversion of fullerene, it becomes necessary to separate the isomers using an expensive and time-consuming method of high performance liquid chromatography.
2. Способ является препаративно неудобным и нетехнологичным, т.к. по существу процесс получения (1) - двухстадийный, ввиду того, что один из реагентов: квадрициклан - это нестабильное соединение и его приходится получать непосредственно перед реакцией по сложной методике УФ-облучением норборнадиена ((2) С. D. Smith, Org. Synth., 1971, V. 51, P. 133-136). 2. The method is preparatively uncomfortable and low-tech, because essentially, the process of obtaining (1) is a two-stage process, because one of the reagents: quadricyclane is an unstable compound and must be obtained immediately before the reaction by a complex method using UV irradiation of norbornadiene ((2) C. D. Smith, Org. Synth ., 1971, V. 51, P. 133-136).
Реакция осуществляется в среде серного эфира при комнатной температуре в течение 48 ч при УФ-облучении ртутной лампой (λ - 254 нм) в присутствии триплетного стабилизатора ацетофенона. Образующийся при этом квадрициклан из-за значительного внутреннего напряжения является нестабильным соединением. Он достаточно легко изомеризуется в менее напряженный норборнадиен. Особенно легко этот процесс (Q ---> НБД) проходит под действием катализаторов (кислоты Льюиса, кислоты Бренстеда, комплексы переходных металлов), а также термически (так, например, время полупревращения Q в НБД при 100oC составляет 14 ч) ((3). В.А.Брень, А.Д.Дубоносов, В.Н.Минкин, В.А.Черноиванов. Усп. химии, 1991, 60 (10), 913-946). В частности, квадрициклан претерпевает изомеризацию в НБД при хранении в стеклянной посуде, что объясняется наличием на поверхности стекла силанольных групп имеющих слабокислотные свойства [3]. Кроме того, для получения квадрициклана необходимо большое количество легковоспламеняющегося и взрывоопасного (из-за образования перекисей) серного эфира (для получения 1 кг Q необходимо 6,7 литров Et2O).
The reaction is carried out in an environment of sulfuric ether at room temperature for 48 hours under UV irradiation with a mercury lamp (λ - 254 nm) in the presence of a triplet stabilizer of acetophenone. The resulting quadricycle due to significant internal stress is an unstable compound. It is quite easily isomerized into less stressed norbornadiene. This process is especially easy (Q ---> NBD) under the influence of catalysts (Lewis acid, Bronsted acid, transition metal complexes), as well as thermally (for example, the half-time of Q in NBD at 100 o C is 14 hours) ( (3) V.A. Bren, A.D. Dubonosov, V.N. Minkin, and V.A. Chernoyvanov, Usp. Chemistry, 1991, 60 (10), 913-946). In particular, quadricyclane undergoes isomerization in NBD when stored in glassware, which is explained by the presence of silanol groups on the glass surface having slightly acidic properties [3]. In addition, to obtain quadricyclane, a large amount of flammable and explosive (due to the formation of peroxides) sulfur ether is necessary (to obtain 1 kg of Q, 6.7 liters of Et 2 O are necessary).
3. Значительная продолжительность реакции. С учетом стадии получения квадрициклана общая продолжительность процесса составляет (48+5) 53 часа. 3. Significant reaction time. Given the stage of production of quadricyclane, the total duration of the process is (48 + 5) 53 hours.
Предлагается новый способ получения (1+1) аддукта C60 с норборнадиеном состава C67H8, а также (1+1-аддуктов фуллерена с замещенными норборнадиенами, в частности, 7-спироциклопропановым производным, не имеющий недостатков прототипа. Сущность метода заключается в циклоприсоединении к фуллерену C60 норборнадиена или 7-спироциклопропаннорборнадиена (2) в особых условиях, а именно, в среде специально подобранных растворителей, в частности, хлорбензола или 2-метилтиофена при повышенной температуре (160-160oC) в течение 5 ч в избытке НБД и (2) до 50-200 раз. В этих условиях выходы (1+1) аддуктов фуллерена с норборнадиеном (3) и 7-спироциклопропаннорборнадиеном (4) достигают 80% (см. в конце описания).A new method is proposed for producing (1 + 1) adduct C 60 with norbornadiene of composition C 67 H 8 , as well as (1 + 1-adducts of fullerene with substituted norbornadiene, in particular, 7-spirocyclopropane derivative, which does not have the disadvantages of the prototype. cycloaddition to fullerene C 60 norbornadiene or 7-spirocyclopropannorbornadiene (2) under special conditions, namely, in the environment of specially selected solvents, in particular chlorobenzene or 2-methylthiophene at elevated temperature (160-160 o C) for 5 hours in excess NBD and (2) up to 50-200 times. their conditions yields (1 + 1) adducts of fullerene with norbornadiene (3) and 7-spirotsiklopropannorbornadienom (4) reaches 80% (see. the end of the description).
При проведении реакции в среде галоидуглеводородов (хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод) и ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы) выход (3,4) не превышает 10-20%. When carrying out the reaction in a medium of halocarbons (methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride) and aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylenes), the yield (3.4) does not exceed 10-20%.
Следует отметить, что полученные в результате взаимодействия НБД и (2) с фуллереном соединения (3, 4) действительно являются (1+1) - аддуктами, причем соединения (1) и (3) имеют одинаковый элементный состав, но отличаются по структуре. It should be noted that the compounds (3, 4) obtained as a result of the interaction of NDB and (2) with fullerene are indeed (1 + 1) adducts, and compounds (1) and (3) have the same elemental composition, but differ in structure.
Преимущества предлагаемого изобретения перед прототипом. The advantages of the invention over the prototype.
1. Одностадийность и высокая селективность процесса. 1. One-stage and high selectivity of the process.
2. Высокий выход целевого продукта - 80% (в прототипе 43%). 2. The high yield of the target product is 80% (in the
3. Отсутствие стадии хроматографического разделения и очистки целевого продукта. Экономия растворителей, уменьшение энерго- и трудозатрат. 3. The lack of stage chromatographic separation and purification of the target product. Economy of solvents, reduction of energy and labor costs.
4. Универсальность способа: в реакцию с фуллереном в выбранных условиях вступают норборнадиен и его 7-спироциклопропансодержащий аналог. 4. The versatility of the method: norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-containing analogue react with fullerene under the selected conditions.
5. Сокращение продолжительности опыта с 53 до 5 часов. 5. Reducing the duration of the experiment from 53 to 5 hours.
6. Применение доступных и недорогих реагентов нефтехимического происхождения (норборнадиен, хлорбензол и 2-метилтиофен). 6. The use of affordable and inexpensive reagents of petrochemical origin (norbornadiene, chlorobenzene and 2-methylthiophene).
7. Простота технологического оформления процесса. Синтез целевых продуктов осуществляется с использованием типового оборудования и стандартных приемов: нагревание, упаривание растворителя. 7. The simplicity of the technological design of the process. The synthesis of the target products is carried out using standard equipment and standard techniques: heating, evaporation of the solvent.
8. Возможность многократного использования реагентов и растворителей. Непрореагировавший норборнадиен или (2), взятые в 50-200 кратном избытке, могут быть легко отделены перегонкой и возвращены в процесс. 8. The possibility of reuse of reagents and solvents. Unreacted norbornadiene or (2) taken in a 50-200 fold excess can be easily separated by distillation and returned to the process.
Способ поясняется примерами (1-16). The method is illustrated by examples (1-16).
Общая методика проведения реакции фуллерена с норборнадиеном и 7-спироциклопропаннорборнадиеном (2)
В микроавтоклав (V = 17 мл) помещали 10 мг (0,014 ммол) фуллерена C60, 0,7-2,8 ммолей норборнадиена или (2) и 6-12 мл растворителя (2-метилтиофен, хлорбензол). Герметично закрытый автоклав нагревали в масляной бане при перемешивании при 160-180oC в течение 20 ч (см.табл.1).General procedure for the reaction of fullerene with norbornadiene and 7-spirocyclopropannorbornadiene (2)
10 mg (0.014 mmol) of fullerene C 60 , 0.7-2.8 mmoles of norbornadiene or (2) and 6-12 ml of solvent (2-methylthiophene, chlorobenzene) were placed in a micro autoclave (V = 17 ml). The sealed autoclave was heated in an oil bath with stirring at 160-180 o C for 20 hours (see table 1).
Литература
1. М. Proto, М. Magini, G. Scorano, V. Luchini, J. Org. Chem., 1993, 58, 3613-3615.Literature
1. M. Proto, M. Magini, G. Scorano, V. Luchini, J. Org. Chem., 1993, 58, 3613-3615.
2. С. D. Smith, Org. Synth., 1971, V. 51, P. 133' 133-136. 2. S. D. Smith, Org. Synth., 1971, V. 51, P. 133 '133-136.
3 В. А. Брень, А. Д. Дубоносов, В. Н. Минкин, В. Д. Черноиванов. Усп. химии. 1991, 60(10), 913-948.4 3 V. A. Bren, A. D. Dubonosov, V. N. Minkin, V. D. Chernoivanov. Usp. chemistry. 1991, 60 (10), 913-948.4
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108248A RU2137743C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108248A RU2137743C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137743C1 true RU2137743C1 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=20205457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98108248A RU2137743C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137743C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703528C2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-10-21 | Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Уфимский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Уфиц Ран) | Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives |
RU2703529C2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук | Method for selective production of fullerene quadricyclan derivatives |
-
1998
- 1998-04-29 RU RU98108248A patent/RU2137743C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Maurizio Prato, et.al. Addition of Quadro cyclane to C 60 : Easy Access to Fullere Derivatives Bearing a Reactive Double Bond in the Side Chain. J. ORG. CHEM., 1993, 58, N 14, s.3613-3615. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703528C2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-10-21 | Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Уфимский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Уфиц Ран) | Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives |
RU2703529C2 (en) * | 2017-08-15 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук | Method for selective production of fullerene quadricyclan derivatives |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Corey et al. | Convenient synthesis of (S)-(-)-pulegone from (-)-citronellol | |
Kamitori et al. | Silica gel as an effective catalyst for the alkylation of phenols and some heterocyclic aromatic compounds | |
Barton et al. | The invention of new radical chain reactions. part X: High yield radical addition reactions of αβ-unsaturated nitroolefins. An expedient construction of the 25-hydroxy-vitamin D3 side chain from bi | |
Kupchan et al. | Reductive elimination of epoxides to olefins with zinc-copper couple | |
Wang et al. | Iodine-mediated regioselective hydroxyselenenylation of alkenes: Facile access to β-hydroxy selenides | |
Hegedus et al. | Palladium-catalyzed reactions in the synthesis of 3-and 4-substituted indoles. 4. | |
Fürstner et al. | A most user-friendly protocol for ring closing metathesis reactions | |
Negishi et al. | 1, 4-and 1, 5-Diketones via palladium-catalyzed allylation of potassium enoxyborates | |
CN110386885A (en) | A kind of visible light promotion β-carbonyl sulphones preparation method | |
Miller et al. | The addition of trimethylsilyl iodide to some α, β-unsaturated ketones | |
Becker et al. | On the relationship between molecular geometry and excited-state properties of 9-anthrylalkenes | |
Roubelakis et al. | Exploring the photoinduced electron transfer reactivity of aza [60] fullerene iminium cation | |
Holcombe et al. | A new and specific method for the protection of phenols as the corresponding tert-butyl ethers | |
Tiecco et al. | Regiochemistry and stereochemistry of nickel-promoted, carbon-carbon bond-forming reactions of cyclic sulfur compounds | |
RU2137743C1 (en) | Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative | |
Dieter et al. | Iron-mediated aromatic allylation | |
Nair et al. | Diels–Alder reactions of o-benzoquinones with acyclic dienes | |
Wei et al. | Asymmetric synthesis of chiral β-iodo Baylis–Hillman esters using MgI2 as promoter via a one-pot three-component reaction | |
Kotsuki et al. | High-pressure Diels-Alder reactions of vinylfurans | |
Tang et al. | A Convenient Synthesis of Benzo [s] picene | |
Olsen et al. | Photocyclization of o-halostilbenes | |
Breining et al. | A palladium-catalyzed synthesis of β-ionone from 2, 2, 6-trimethylcyclohexanone | |
Gregson et al. | The total synthesis of (±)-α-Amorphene | |
Müller et al. | Generation and Trapping of Cyclopropenes from 2‐Alkoxy‐1, 1‐dichlorocyclopropanes | |
Piers et al. | Reaction of (trimethylgermyl) copper (I)-dimethyl sulfide with acyl chlorides: efficient syntheses of functionalized acyltrimethylgermanes |