RU2349593C1 - Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane - Google Patents

Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane Download PDF

Info

Publication number
RU2349593C1
RU2349593C1 RU2007121961/04A RU2007121961A RU2349593C1 RU 2349593 C1 RU2349593 C1 RU 2349593C1 RU 2007121961/04 A RU2007121961/04 A RU 2007121961/04A RU 2007121961 A RU2007121961 A RU 2007121961A RU 2349593 C1 RU2349593 C1 RU 2349593C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fullero
thiabicyclo
heptane
fullerene
catalyst
Prior art date
Application number
RU2007121961/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007121961A (en
Inventor
Усеин Меметович Джемилев (RU)
Усеин Меметович Джемилев
Айрат Рамилевич Туктаров (RU)
Айрат Рамилевич Туктаров
Арслан Рифхатович Ахметов (RU)
Арслан Рифхатович Ахметов
Марко Пудас (FI)
Марко Пудас
Асхат Габдрахманович Ибрагимов (RU)
Асхат Габдрахманович Ибрагимов
Альфи Зуфаровна Шарипова (RU)
Альфия Зуфаровна Шарипова
Original Assignee
Институт нефтехимии и катализа РАН
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 Институт нефтехимии и катализа РАН filed Critical Институт нефтехимии и катализа РАН
Priority to RU2007121961/04A priority Critical patent/RU2349593C1/en
Publication of RU2007121961A publication Critical patent/RU2007121961A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349593C1 publication Critical patent/RU2349593C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: present invention pertains to organic chemistry, particularly to the method of producing functionally substituted fullerenes, which can be used as complexing agents, sorbents, biologically active compounds, as well as in making new materials with given electronic, magnetic and optical properties. The essence of the method lies in reaction of fullerene C60 with thiophane in the presence of a Cp2HfCl2 catalyst in a toluene medium at 140-160°C temperature for 5-7 hours.
EFFECT: design of a method of selective production of 2,3-fullero-7-thiabicyclo[2,2,1]heptane with 47-70% output of target product.
9 ex, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана общей формулы (1):The present invention relates to organic chemistry, specifically to a method for producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane of the general formula (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

Функционально замещенные фуллерены могут найти применение в качестве комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также при создании новых материалов с заданными электронными, магнитными и оптическими свойствами.Functionally substituted fullerenes can be used as complexing agents, sorbents, biologically active compounds, as well as in the creation of new materials with specified electronic, magnetic and optical properties.

Известен способ ([1], N.Jagerovic, J.Elguero, J.-L.Aubagnac. Tetrahedron, 1996, 52, 6733-6738) получения азидофуллероида формулы (2) с 25% выходом термической реакцией С60 с азидобензотиазолом в растворе о-дихлорбензола в течение 7 дней.A known method ([1], N. Jagerovic, J. Elguero, J.-L. Aubagnac. Tetrahedron, 1996, 52, 6733-6738) for producing an azidofulleroid of formula (2) with a 25% yield by thermal reaction of C 60 with azidobenzothiazole in solution o-dichlorobenzene for 7 days.

Figure 00000002
Figure 00000002

Известный способ не позволяет получать 2,3-фуллеро-7-тиабицикло [2.2.1]гептан (1).The known method does not allow to obtain 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1).

Известен способ ([2], H.Ishida, K.Itoh, M.Ohno. Tetrahrdron, 2001, 57,1737-1747) получения фуллеротетрагидротиофена формулы (3) реакцией присоединения бис(триметилсилилметил)-сульфоксида к С60 в о-дихлорбензоле при температуре 110°С по схеме:A known method ([2], H. Ishida, K. Itoh, M.Ohno. Tetrahrdron, 2001, 57.1737-1747) for preparing fullerotetrahydrothiophene of formula (3) by the reaction of addition of bis (trimethylsilylmethyl) sulfoxide to C 60 in o-dichlorobenzene at a temperature of 110 ° C according to the scheme:

Figure 00000003
Figure 00000003

Известный способ не позволяет получать 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептан (1).The known method does not allow to obtain 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по селективному синтезу 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана(1).Thus, in the literature there is no information on the selective synthesis of 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1).

Предлагается новый способ получения 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана общей формулы (1).A new method is proposed for producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane of the general formula (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 с тиофаном в присутствии катализатора гафнацендихлорида (Cp2HfCl2), взятыми в мольном соотношении соответственно 0.01:(0.045-0.055):(0.0015-0.0025), предпочтительно 0.01:0.05:0.0020, при температуре 140-160°С в течение 5-7 ч в растворе толуола. Выход 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана (1) составляет (по данным ВЭЖХ) 47-70%. Реакция протекает по схеме:The essence of the method consists in the interaction of fullerene C 60 with thiophan in the presence of a hafnacenedichloride catalyst (Cp 2 HfCl 2 ), taken in a molar ratio respectively 0.01: (0.045-0.055) :( 0.0015-0.0025), preferably 0.01: 0.05: 0.0020, at 140 -160 ° C for 5-7 hours in a toluene solution. The yield of 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1) is (according to HPLC) 47-70%. The reaction proceeds according to the scheme:

Figure 00000004
Figure 00000004

Тиофан берут с избытком по отношению к фуллерену С60 с целью повышения выхода целевого продукта (1). Снижение количества тиофана по отношению к С60 нецелесообразно, так как приводит к уменьшению выхода целевого продукта.Thiophan is taken in excess with respect to fullerene C 60 in order to increase the yield of the target product (1). The decrease in the amount of thiophan in relation to C 60 is impractical, since it leads to a decrease in the yield of the target product.

2,3-Фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептан (1) образуется только с участием фуллерена[60] и тиофана.2,3-Fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1) is formed only with the participation of fullerene [60] and thiophan.

Проведение указанной реакции в присутствии катализатора гафнацендихлорида Cp2HfCl2 больше 0,0025 моль не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора гафнацендихлорида Ср2HfCl2 менее 0,0015 моль снижает выход продукта (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе.Carrying out this reaction in the presence of a catalyst of hafnacenedichloride Cp 2 HfCl 2 more than 0.0025 mol does not significantly increase the yield of the target product (1). The use of a catalyst of the hafnacenedichloride Ср 2 HfCl 2 catalyst less than 0.0015 mol reduces the yield of the product (1), which is possibly associated with a decrease in catalytically active sites in the reaction mass.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону значительного увеличения содержания тиофана по отношению к фуллерену[60] приводит к присоединению дополнительных молекул исходного циклического сульфида к молекуле С60.A change in the ratio of the starting reagents towards a significant increase in the thiophan content with respect to fullerene [60] leads to the addition of additional molecules of the starting cyclic sulfide to the C 60 molecule.

Существенные отличия предлагаемого способа:Significant differences of the proposed method:

1. Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходного реагента тиофана и катализатора Cp2HfCl2. В известном способе используется бис(триметилсилилметил)-сульфоксид. Предлагаемый способ в отличие от известного позволяет селективно получать 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептан (1), синтез которого в литературе не описан.1. The proposed method is based on the use of thiophan and a catalyst Cp 2 HfCl 2 as a starting reagent. In the known method, bis (trimethylsilylmethyl) sulfoxide is used. The proposed method, unlike the known one, allows one to selectively obtain 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1), the synthesis of which is not described in the literature.

Способ поясняется следующими примерамиThe method is illustrated by the following examples.

Пример 1. В металлический автоклав объемом 17 мл помещают 0.01 ммоль фуллерена С60, 10 мл «сухого» толуола, 0.05 ммоль тиофана и 0.002 ммоль катализатора Cp2HfCl2, перемешивают 6 ч при температуре 150°С, получают 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептан общей формулы (1) с выходом 64% (по данным ВЭЖХ).Example 1. In a metal autoclave with a volume of 17 ml, 0.01 mmol of fullerene C 60 , 10 ml of “dry” toluene, 0.05 mmol of thiophan and 0.002 mmol of catalyst Cp 2 HfCl 2 are placed, stirred for 6 hours at a temperature of 150 ° C., 2,3-fullero is obtained -7-thiabicyclo [2.2.1] heptane of the general formula (1) with a yield of 64% (according to HPLC).

Спектр ЯМР 13С 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана (1) (δ, м.д.): 13 C NMR spectrum of 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane (1) (δ, ppm):

Figure 00000005
34.87 (С5,6), 67.38 (С1,4), 75.11 (С2,3).
Figure 00000005
34.87 (C 5.6 ), 67.38 (C 1.4 ), 75.11 (C 2.3 ).

Сигналы углеродных атомов фуллеренового фрагмента располагаются в области 128-156 м.д.The signals of the carbon atoms of the fullerene fragment are located in the region of 128-156 ppm.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.Other examples confirming the method are given in table 1.

Таблица 1Table 1 №№ п/п№№ Мольное соотношение, C60:(CH2)4S:Cp2TiCl2, ммольMolar ratio, C 60 : (CH 2 ) 4 S: Cp 2 TiCl 2 , mmol Температура реакции, °СThe reaction temperature, ° C Время реакции, часReaction time, hour Выход (1), %Yield (1),% 1one 22 33 4four 55 1.one. 0.01:0.05:0.0020.01: 0.05: 0.002 150150 66 6464 2.2. 0.01:0.055:0.0020.01: 0.055: 0.002 150150 66 6767 3.3. 0.01:0.045:0.0020.01: 0.045: 0.002 150150 66 5858 4.four. 0.01:0.05:0.00250.01: 0.05: 0.0025 150150 66 7070 5.5. 0.01:0.05:0.00150.01: 0.05: 0.0015 150150 66 4747 6.6. 0.01:0.05:0.0020.01: 0.05: 0.002 140140 66 5353 7.7. 0.01:0.05:0.0020.01: 0.05: 0.002 160160 66 6868 8.8. 0.01:0.05:0.0020.01: 0.05: 0.002 150150 77 6666 9.9. 0.01:0.05:0.0020.01: 0.05: 0.002 150150 55 5757

В качестве растворителя использовали толуол, т.к. в нем высокая растворимость фуллерена С60.Toluene was used as a solvent, since it has a high solubility of fullerene C 60 .

Claims (1)

Способ получения 2,3-фуллеро-7-тиабицикло[2.2.1]гептана общей формулы (1)
Figure 00000006

характеризующийся тем, что фуллерен С60 взаимодействует с тиофаном в присутствии катализатора гафнацендихлорида в мольном соотношении С60:тиофан:Cp2HfCl2=0,01:(0,045-0,055):(0,0015-0,0025) в среде толуола при температуре 140-160°С в течение 5-7 ч.
The method of obtaining 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2.2.1] heptane of the General formula (1)
Figure 00000006

characterized in that the fullerene C 60 interacts with thiophan in the presence of a hafnacenedichloride catalyst in a molar ratio of C 60 : thiophan: Cp 2 HfCl 2 = 0.01: (0.045-0.055) :( 0.0015-0.0025) in toluene at a temperature of 140-160 ° C for 5-7 hours
RU2007121961/04A 2007-06-13 2007-06-13 Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane RU2349593C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121961/04A RU2349593C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121961/04A RU2349593C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007121961A RU2007121961A (en) 2008-12-20
RU2349593C1 true RU2349593C1 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007121961/04A RU2349593C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349593C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jagerovic N. et al. Reaction of 2-Azidobenzothiazole and 1-Azido-4-(3',5'-dimethyl-1'-pyrazolyl)tetrafluorobenzene with [60]Fullerene and Characterization of the Adducts by Fast-atom Bombardment Mass Spectrometry, Tetrahedron, vol.52, no.19, 1996, p.6733-6738. Ishida H. et al. 1,3-Dipolar cycloaddition reaction[60]fullerene with thiocarbonyl ylide and synthetic application of the cycloadduct. Tetrahedron, vol.57, 2001, p.1737-1747. Ballenweg S. et al. Unusual Functionalization of C60 via Hydrozirconation: Reactivity of the С60-ZrIV complex vs. Alkyl - ZrIV Complexes, J.Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, p.2269-2270. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007121961A (en) 2008-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chromiński et al. Reduction-free synthesis of stable acetylide cobalamins
RU2307832C1 (en) Method for production of 5-methyl-2,3-fullero[60]piperazine
JP2013159568A (en) Dinuclear molybdenum complex, method of synthesizing the same, and ammonia synthesis method
RU2349593C1 (en) Method of producing 2,3-fullero-7-thiabicyclo [2,2,1]heptane
RU2342380C2 (en) Method of obtaining 2,5-diphenyl-3,4-fullero[60]tetrahydrothiophen-1-on
RU2283834C1 (en) Method for production of n,n,1-trimethyl-2-(3,4-fullero[60])pyrrolidine amine
RU2342382C2 (en) Method of obtaining 2,5-dialkyl-3,4- fullero[60]tetrahydrothiophenes
RU2342376C2 (en) Method of obtaining 2-alkyl-5-phenyl-3,4- fullero[60]tetrahydrothiophenes
RU2384561C2 (en) Method of producing 1-alkoxy- or 1-cycloalkoxy-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2309941C1 (en) Method for preparing 1-(n,n-diphenylamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2310646C1 (en) Method for preparing 1-(n-phenylamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2309954C1 (en) Method for preparing 1-(6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline-2-ylamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2342379C2 (en) Method of obtaining 2,5-diphenyl-3,4- fullero[60]tetrahydrothiophen
RU2313521C1 (en) Method for preparing 1-(4-quinolinamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2310645C1 (en) Method for preparing 1-(n,n-dicyclohexylamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2342378C2 (en) Method of obtaining 3,4-fullero [60]tetrahydrothiophene
RU2342377C2 (en) Method of obtaining 2,5-dialkyl-3,4-fullero[60]tetrahydrothiophen-1-ons
RU2385859C2 (en) Method of producing 1-phenoxy-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2349575C1 (en) Method of producing 1-hydroxy-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2310660C1 (en) Method for preparing 1-phenyl-2,5-dialkyl-3,4-fullero[60]phospholanes
RU2372334C2 (en) Method of producing 1-(2-propenyl)-2,5-dimethyl-3,4-fullero[60]pyrrolidine
RU2350619C1 (en) Method of 2,3-fullero[60]-7-phenyl-7-phosphabicyclo[2,2,1]heptane production
RU2309939C1 (en) Method for preparing 1-(n,n-diprop-2-enylamino)-1,2-dihydro[60]fullerene
RU2371441C1 (en) Method of producing 2,5-dialkyl(2,2,5,5-tetraalkyl)-3,4-fullero[60]tetradihydrofuranes
RU2309938C1 (en) Method for preparing 1-{[1-(hydroxymethyl)propyl]amino}-1,2-dihydro[60]fullerene

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090614