RU2191172C2 - Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene - Google Patents
Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191172C2 RU2191172C2 RU2000131824/04A RU2000131824A RU2191172C2 RU 2191172 C2 RU2191172 C2 RU 2191172C2 RU 2000131824/04 A RU2000131824/04 A RU 2000131824/04A RU 2000131824 A RU2000131824 A RU 2000131824A RU 2191172 C2 RU2191172 C2 RU 2191172C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tetrahydrodicyclopentadiene
- endo
- exo
- reaction
- acac
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к каталитическому способу получения экзо-тетрагидродициклопентадиена (экзо-ТГДЦПД) из эндо-тетрагидродициклопентадиена (эндо-ТГДЦПД) - продукта исчерпывающего гидрирования доступного и дешевого димера циклопентадиена. Экзо-ТГДЦПД находит применение в качестве углеводородных горючих, исходных мономеров для получения биологически активных веществ. The invention relates to a catalytic process for the preparation of exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCPD) from endo-tetrahydrodicyclopentadiene (endo-THDCPD), an exhaustive hydrogenation product of an affordable and cheap cyclopentadiene dimer. Exo-TGCPPD is used as hydrocarbon fuels, starting monomers for the production of biologically active substances.
Известен способ изомеризации эндо-ТГДЦПД в экзо-ТГДЦПД путем двукратной обработки исходного реагента концентрированной серной кислотой (Пат. США 3381046, 1966 г.) при температурах 90 и 95oС в течение 26 часов. Полученный продукт отделяется от кислоты центрифугированием. Метод неэффективен из-за низкого выхода целевого продукта.A known method of isomerization of endo-THDCPD in exo-THDCPD by double treatment of the starting reagent with concentrated sulfuric acid (US Pat. US 3381046, 1966) at temperatures of 90 and 95 o C for 26 hours. The resulting product is separated from the acid by centrifugation. The method is ineffective due to the low yield of the target product.
Известен способ каталитической изомеризации эндо-ТГДЦПД в экзо-изомер с применением в качестве катализатора кислоты Льюиса, а именно, безводного AlCl3 (Пат. США 4086284, 1978 г.), добавляемого в исходный реагент, растворенный в инертном растворителе, в количестве 1-75% относительно эндо-ТГДЦПД при температуре 0oС. После перемешивания реакционной смеси в течение 30 мин, декантирования от осадка, отгонки растворителя и отделения остатков отработанного AlCl3 путем промывки, продукт содержит 96% экзо-ТГДЦПД. Недостатком способа является наличие значительных количеств нежелательных побочных продуктов, таких как декалины и адамантан.A known method for the catalytic isomerization of endo-THDCPD into an exo-isomer using Lewis acid as a catalyst, namely anhydrous AlCl 3 (US Pat. US 4086284, 1978), added to the starting reagent, dissolved in an inert solvent, in an amount of 1- 75% relative to endo-TGCPPD at a temperature of 0 o C. After stirring the reaction mixture for 30 minutes, decanting from the precipitate, distilling off the solvent and separating the residual spent AlCl 3 by washing, the product contains 96% exo-TGCPPD. The disadvantage of this method is the presence of significant quantities of undesirable by-products, such as decalin and adamantane.
Известен способ каталитической изомеризации эндо-ТГДЦПД в экзо-изомер под действием 0,7-5 вес.% безводного AlCl3 в присутствии отработанного никелевого катализатора гидрирования димера циклопентадиена (Пат. США 4270014, 1981 г.). Присутствие переходного металла позволяет вести процесс при повышенных температурах до 150oС без образования отмеченных выше нежелательных побочных продуктов.A known method for the catalytic isomerization of endo-THDCP to the exo-isomer under the action of 0.7-5 wt.% Anhydrous AlCl 3 in the presence of spent Nickel catalyst for the hydrogenation of cyclopentadiene dimer (US Pat. USA 4270014, 1981). The presence of the transition metal allows the process to be carried out at elevated temperatures up to 150 ° C. without the formation of the above-mentioned undesirable by-products.
Таким образом, единственным эффективным катализатором процесса изомеризации эндо-ТГДЦПД в экзо-ТГДЦПД является безводный AlCl3 в присутствии отработанного никелевого катализатора гидрирования. К недостаткам данного способа следует отнести:
- необходимость применения безводного AlCl3, что требует применения специального оборудования для осуществления реакции изомеризации
- коррозионная активность AlCl3 требует применения специальных марок сталей, устойчивых к коррозии;
- необходимость отделения от продуктов реакции (димеров дициклопентадиена) пирофорного катализатора и AlCl3.Thus, the only effective catalyst for the isomerization of endo-THDCPD to exo-THDCPD is anhydrous AlCl 3 in the presence of a spent nickel hydrogenation catalyst. The disadvantages of this method include:
- the need to use anhydrous AlCl 3 , which requires the use of special equipment for the implementation of the isomerization reaction
- the corrosion activity of AlCl 3 requires the use of special grades of steel that are resistant to corrosion;
- the need for separation from the reaction products (dicyclopentadiene dimers) of the pyrophoric catalyst and AlCl 3 .
С целью расширения ассортимента каталитических систем, позволяющих эффективно проводить изомеризацию эндо-ТГДЦПД в экзо-ТГДЦПД, в данном изобретении предлагается каталитическая система, состоящая из алюминийорганического соединения, полихлорметана и комплексов переходного металла. In order to expand the assortment of catalytic systems that allow the isomerization of endo-THDCPD to exo-THDCPD effectively, the present invention proposes a catalytic system consisting of an organoaluminum compound, polychloromethane and transition metal complexes.
Сущность действия каталитической системы заключается во взаимодействии исходного эндо-ТГДЦПД с алюминийорганическим соединением (АОС) R3Al, R2AlH, RnAlCl3-n, где R=C2H5, С3H7, С4H9; n=1; 1,5; 2 и полихлорметаном (СCl4 или СНСl3) в присутствии комплекса или соли переходного металла (PdCl2 Pd(acac)2, Ni(aсас)2), взятых в мольном соотношении 100:9:32:0,1. Во избежание бурной экзотермической реакции между АОС и полихлорметаном смешивание реагентов проводят при несколько пониженной или комнатной температуре 10-20oС, добавляя полихлорметан к смеси медленно по каплям. Дальнейшую реакцию проводят в зависимости от активности реакционной системы при комнатной температуре или с небольшим нагревом до 40oС и атмосферном давлении. Время реакции 15-60 мин. В качестве растворителя может быть использован экзо-ТГДЦПД или какой-либо инертный растворитель (пентан, гексан, гептан). Конверсия эндо-ТГДЦПД составляет 100%. Выход целевого продукта 99,5%. Наряду с целевым продуктом наблюдается образование небольшого количества продуктов превращения полихлорметана (в случае CCl4-СНСl3 и CH2Cl2), которые при необходимости легко отгоняются вместе с инертным растворителем. Образование побочных продуктов, таких как трансдекалины, не отмечено. Другой возможный продукт адамантан в указанных условиях образуется в следовых количествах. Его образование в заметных количествах возможно при повышении температуры реакции.The essence of the action of the catalytic system is the interaction of the starting endo-TGCPPD with the organoaluminum compound (AOC) R 3 Al, R 2 AlH, R n AlCl 3-n , where R = C 2 H 5 , C 3 H 7 , C 4 H 9 ; n is 1; 1.5; 2 and polychloromethane (Cl 4 or CHCl 3 ) in the presence of a complex or transition metal salt (PdCl 2 Pd (acac) 2 , Ni (acac) 2 ), taken in a molar ratio of 100: 9: 32: 0.1. In order to avoid a violent exothermic reaction between AOS and polychloromethane, the reagents are mixed at a slightly lower or room temperature of 10-20 o C, adding polychloromethane to the mixture slowly dropwise. A further reaction is carried out depending on the activity of the reaction system at room temperature or with slight heating to 40 ° C. and atmospheric pressure. The reaction time is 15-60 minutes. As a solvent, exo-THDCPD or some inert solvent (pentane, hexane, heptane) can be used. The conversion of endo-THDCPD is 100%. The yield of the target product is 99.5%. Along with the target product, the formation of a small amount of polychloromethane conversion products (in the case of CCl 4 —CHCl 3 and CH 2 Cl 2 ) is observed, which, if necessary, are easily distilled off together with an inert solvent. The formation of by-products such as transdecalin is not noted. Another possible adamantane product is formed in trace amounts under the indicated conditions. Its formation in noticeable amounts is possible with increasing reaction temperature.
Окончание реакции легко обнаруживается по расслоению реакционной смеси на две смешивающиеся фазы: верхний практически бесцветный прозрачный слой, состоящий по данным газо-жидкостной хроматографии из целевого продукта экзо-ТГДЦПД, инертного растворителя (если его добавляли) и небольшого количества СНСl3 и СН2Сl2; нижний слой представляет собой темную вязкую массу, состоящую из нерастворимых в насыщенных углеводородах продуктов превращения алюминийорганического соединения, отработанных комплексов переходного металла и тяжелых продуктов превращения полихлорметана. Целевой продукт выделяется из реакционной смеси простым декантированием и не содержит алюминийорганических соединений и исходный полихлорметан.The end of the reaction is easily detected by the stratification of the reaction mixture into two miscible phases: the upper almost colorless transparent layer, which, according to gas-liquid chromatography, consists of the target product exo-THDCPD, an inert solvent (if added), and a small amount of CHCl 3 and CH 2 Cl 2 ; the lower layer is a dark viscous mass consisting of the products of transformation of an organoaluminum compound insoluble in saturated hydrocarbons, spent transition metal complexes, and heavy products of the conversion of polychloromethane. The target product is isolated from the reaction mixture by simple decantation and does not contain organoaluminum compounds and the initial polychloromethane.
Реакция протекает по схеме
АОС: R3Al, R2AlH, RnAlCl3-n, где R= C2H5, С3H7, С4H9; n=1, 1,5, 2, СН4-mClm: m=3, 4 (СНСl3, CCl4); M: PdCl2, Pd(acac)2, Ni(acac)2.The reaction proceeds according to the scheme.
AOC: R 3 Al, R 2 AlH, R n AlCl 3-n , where R = C 2 H 5 , C 3 H 7 , C 4 H 9 ; n = 1, 1.5, 2, CH 4-m Cl m : m = 3, 4 (CHCl 3 , CCl 4 ); M: PdCl 2 , Pd (acac) 2 , Ni (acac) 2 .
Существенные отличия предлагаемой каталитической системы:
Предлагаемая каталитическая система базируется на использовании алюминийорганического соединения и полихлорметана, в ходе взаимодействия которых, в присутствии каталитических количеств соединений переходных металлов, эндо-ТГДЦПД количественно вовлекается в каталитическую реакцию изомеризации в экзо-ТГДЦПД.Significant differences of the proposed catalytic system:
The proposed catalytic system is based on the use of an organoaluminum compound and polychloromethane, during the interaction of which, in the presence of catalytic amounts of transition metal compounds, endo-TGCPD is quantitatively involved in the catalytic isomerization reaction in exo-TGCPD.
Использование предлагаемой каталитической системы позволяет количественно с выходом 99,5% получать экзо-ТГДЦПД при невысоких температурах и атмосферном давлении. Using the proposed catalytic system allows quantitatively with the release of 99.5% to obtain exo-TGCPPD at low temperatures and atmospheric pressure.
Изобретение поясняется следующим примером:
В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 6 мл пентана, 1.324 г эндо-ТГДЦПД, 10.8 мг PdCl2, 1 мл диизобутил-алюминийгидрида. Затем для предотвращения бурной реакции при температуре 10-12oС по каплям добавляют CCl4, предварительно разбавленный 2 мл пентана. По истечение 40 мин реакционная смесь расслаивается на 2 слоя. Верхний слой отбирают и пропускают через Al2O3. Полученная прозрачная жидкость содержит 99,5% целевого продукта экзо-ТГДЦПД. Количество определено по ГЖХ методом внутреннего стандарта.The invention is illustrated by the following example:
In a 50 ml glass reactor mounted on a magnetic stirrer, 6 ml of pentane, 1.324 g of endo-TGCPD, 10.8 mg of PdCl 2 , 1 ml of diisobutyl-aluminum hydride are placed in an argon atmosphere. Then, to prevent a violent reaction at a temperature of 10-12 ° C., CCl 4 , previously diluted with 2 ml of pentane, was added dropwise. After 40 minutes, the reaction mixture is stratified into 2 layers. The top layer was selected and passed through Al 2 O 3 . The resulting clear liquid contains 99.5% of the desired product exo-TGCPPD. The quantity is determined by GLC using the internal standard method.
Структура соединения доказана методом ЯМР 13С: (δ, м. д.) С1, С7 - 48.42, С2, С6 - 40.88, С3, С5 - 28.98, С4 - 27.48, С8, С9 - 32.69, С10 - 32.10. Для сравнения эндо-ТГДЦПД имеет следующие химические сдвиги: С1, С7 - 45.76, С2, С6 - 41.85, С3, С5 - 27.16, С4 - 28.98, С8, С9 - 23.26, С10 - 43.48 м. д.The structure of the compound was proved by 13 C NMR: (δ, ppm) С1, С7 - 48.42, С2, С6 - 40.88, С3, С5 - 28.98, С4 - 27.48, С8, С9 - 32.69, С10 - 32.10. For comparison, endo-THDCPD has the following chemical shifts: C1, C7 - 45.76, C2, C6 - 41.85, C3, C5 - 27.16, C4 - 28.98, C8, C9 - 23.26, C10 - 43.48 ppm.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице. Other examples confirming the method are given in the table.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000131824/04A RU2191172C2 (en) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000131824/04A RU2191172C2 (en) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2191172C2 true RU2191172C2 (en) | 2002-10-20 |
RU2000131824A RU2000131824A (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20243638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000131824/04A RU2191172C2 (en) | 2000-12-18 | 2000-12-18 | Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191172C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752508C1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-07-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for obtaining catalyst and method for obtaining exo-tetrahydrocyclopentadiene in its presence |
WO2023046050A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Continuous method for preparing exo-tetrahydrodicyclopentadiene |
-
2000
- 2000-12-18 RU RU2000131824/04A patent/RU2191172C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЯДЧЕНКО М.А. и др. ЖОХ, 1986, т.56, №9, с.2143-2156. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752508C1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-07-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Method for obtaining catalyst and method for obtaining exo-tetrahydrocyclopentadiene in its presence |
WO2023046050A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Continuous method for preparing exo-tetrahydrodicyclopentadiene |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ho | Hard and soft acids and bases principle in organic chemistry | |
Laszlo | Catalysis of organic reactions by inorganic solids | |
Schmidt et al. | Tandem olefin metathesis/hydrogenation at ambient temperature: activation of ruthenium carbene complexes by addition of hydrides | |
Jin et al. | Iron-catalyzed Chemoselective Cross-coupling of α-Bromocarboxylic Acid Derivatives with Aryl Grignard Reagents | |
Kowalak et al. | Zeolite encapsulated Pd (salen), a selective hydrogenation catalyst | |
Polukeev et al. | Iridium complexes with aliphatic, non-innocent pincer ligands | |
Tamblyn et al. | Correlation between catalytic cyclopropanation and ylide generation | |
Fedorov et al. | Mechanistic insights from the gas-phase reactivity of phosphorus-ylid-supported benzylidene gold complexes | |
Pinke et al. | Nickel-promoted methylvinylcyclopropane rearrangements. Mechanistic relevance to the cis-1, 4-hexadiene to 2-methyl-1, 3-pentadiene isomerization | |
Conlin et al. | Adamantene | |
RU2191172C2 (en) | Method of catalytic isomerization of endotetrahydrodicyclopentadiene to exo-tetrahydrodicyclopentadiene | |
CA1148171A (en) | Dimeric carbonylation of 1,3-butadiene | |
RU2228325C2 (en) | Method for catalytic isomerization of endotetrahydrocyclopentadiene into exotetrahydrocyclopentadiene | |
Ozawa et al. | C–CN Bond Cleavage Under Mild Conditions Promoted by Electron-Rich Cobalt Complexes | |
EP0522839A2 (en) | Catalytic dehydrogenation of cyclic dienes | |
CA2040098A1 (en) | Phase transfer catalyst recovery | |
US5648578A (en) | Preparation of polyalkylated cyclopentadienes from isobornyl carboxylates | |
US9381507B2 (en) | Process for the preparation of 4-methylpent-3-en-1-ol derivatives | |
Köhn et al. | Triazacyclohexane chromium triflate complexes as precursors for the catalytic selective olefin trimerisation and its investigation by mass spectrometry | |
US3274272A (en) | Process for the production of cyclohexene and methylcyclohexene | |
EP0739872B1 (en) | Process for converting exo-isomers of alkyl substituted cyclopentadienes to endo-isomers | |
FR2476641A1 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF SECONDARY AMINES | |
RU2440358C2 (en) | Method of producing 1-diethylaluminium-2-ethylalkanes | |
EP3423426B1 (en) | Process for producing exo-tetrahydrodicyclopentadiene | |
RU2739190C1 (en) | Method of producing high-density and high-energy rocket and aviation fuel based on 2-vinyl norbornane (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031219 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081219 |