RU2703528C2 - Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives - Google Patents

Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives Download PDF

Info

Publication number
RU2703528C2
RU2703528C2 RU2017129210A RU2017129210A RU2703528C2 RU 2703528 C2 RU2703528 C2 RU 2703528C2 RU 2017129210 A RU2017129210 A RU 2017129210A RU 2017129210 A RU2017129210 A RU 2017129210A RU 2703528 C2 RU2703528 C2 RU 2703528C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
norbornadiene
fullerene
buok
ether
fullerene derivatives
Prior art date
Application number
RU2017129210A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017129210A (en
RU2017129210A3 (en
Inventor
Усеин Меметович Джемилев
Айрат Рамилевич Туктаров
Арслан Рифхатович Ахметов
Зульфия Расимовна Шакирова
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Уфимский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Уфиц 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 Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Уфимский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Уфиц Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение Уфимский Федеральный Исследовательский Центр Российской Академии Наук (Уфиц Ран)
Priority to RU2017129210A priority Critical patent/RU2703528C2/en
Publication of RU2017129210A publication Critical patent/RU2017129210A/en
Publication of RU2017129210A3 publication Critical patent/RU2017129210A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703528C2 publication Critical patent/RU2703528C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: present invention relates to a method of producing a norbornadiene fullerene derivative of formula 1:,which can be used as a complexing agent, a sorbent, a biologically active compound. Method consists in the fact that C-fullerene reacts with norbornadiene ether of chloroacetic acidin dry toluene in the presence of t-BuOK, taken in molar ratio C:ether:t-BuOK = 1:(1–2):(2–4), at temperature of 20 °C for 5–15 minutes.EFFECT: disclosed method enables to obtain an end product with output of 10–52 %.1 cl, 1 tbl, 7 ex

Description

Предполагаемое изобретение относится к области органического синтеза, а именно, к способу селективного получения норборнадиенового производного фуллерена C60 формулы 1:The alleged invention relates to the field of organic synthesis, namely, to a method for the selective production of norbornadiene derivative fullerene C 60 of formula 1:

Figure 00000001
Figure 00000001

Метанофуллерены, в том числе содержащие норборнадиеновые адденды, являются перспективными соединениями в качестве комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также при создании новых материалов с заданными электронными, магнитными и оптическими свойствами. (Л.Н. Сидоров, М.А. Юровская, А.Я. Борщевский, И.В. Трушков, И.Н. Иоффе. Фуллерены: Учебное пособие, М.: Издательство «Экзамен», 2005, 688 с [1], Л.Б. Пиотровский, О.И. Киселев. Фуллерены в биологии, СПб.: ООО «Издательство "Росток"», 2006, 336 с [2]).Methanofullerenes, including those containing norbornadiene addends, are promising compounds as complexing agents, sorbents, biologically active compounds, as well as in the creation of new materials with desired electronic, magnetic and optical properties. (L.N. Sidorov, M.A. Yurovskaya, A.Ya. Borschevsky, I.V. Trushkov, I.N. Ioffe. Fullerenes: Textbook, M .: Examination Publishing House, 2005, 688 p [1 ], LB Piotrovsky, OI Kiselev. Fullerenes in biology, St. Petersburg: Rostok Publishing House LLC, 2006, 336 p [2]).

Известен способ (M.S. Miftakhov, V.V. Mikheev, S.A. Torosyan, Yu. N. Biglova, F.A. Gimalova, V.M. Menshov, A.G. Mustafin. Tetrahedron. 2014, 70, 8040 [3]) получения норборненсодержащего метанофуллерена (4) с выходом 62% реакцией С60-фуллерена (2) с соединением (3) в присутствии диазобициклоундецена (DBU) в толуоле при комнатной температуре в течение 2 ч.A known method (MS Miftakhov, VV Mikheev, SA Torosyan, Yu. N. Biglova, FA Gimalova, VM Menshov, AG Mustafin. Tetrahedron. 2014, 70, 8040 [3]) for the production of norbornene-containing methanofullerene (4) with a yield of 62% C 60- fullerene (2) with compound (3) in the presence of diazobicycloundecene (DBU) in toluene at room temperature for 2 hours

Figure 00000002
Figure 00000002

Известный способ не позволяет получить норборнадиенсодержащий метанофуллерен формулы 1.The known method does not allow to obtain a norbornadiene-containing methanofullerene of the formula 1.

Известен способ (Хуснутдинов Р.И., Гайнуллин Х.Х., Муслимов З.С., Джемилев У.М., Нефедов О.М., Томилов Ю.В. Патент. 2137743.) получения [1+1]-аддуктов фуллерена С60 7 и 8 в среде хлорбензола или 2-метилтиофена при 160-180°С в течение 5 ч реакцией С60 с избытком (50-200 кратный) норборнадиена 5 либо 7-спироциклопропаннорборнадиена 6. Выход соединений 8 и 9 составил до 80%.The known method (Khusnutdinov R.I., Gaynullin H.Kh., Muslimov Z.S., Dzhemilev U.M., Nefedov O.M., Tomilov Yu.V. Patent. 2137743.) obtaining [1 + 1] of C 60 7 and 8 fullerene adducts in the environment of chlorobenzene or 2-methylthiophene at 160-180 ° C for 5 hours by the reaction of C 60 with an excess (50-200 fold) of 5 or 7-spirocyclopropannorbornadiene 6. The yield of compounds 8 and 9 amounted to 80%

Figure 00000003
Figure 00000003

Известный способ не позволяет получать норборнадиеновые производные фуллерена формулы 1.The known method does not allow to obtain norbornadiene derivatives of fullerene of the formula 1.

Предлагается новый способ получения норборнадиеновых производных фуллерена (1).A new method is proposed for producing norbornadiene fullerene derivatives (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена (С60) (2) с норборнадиеновым эфиром хлоруксусной кислоты 9 в сухом толуоле в присутствии t-BuOK, взятыми в мольном соотношении C60:9:t-BuOK=1:(1-2):(2-4), предпочтительно 1:1.5:3, при температуре 20°C в течение 5-15 мин. Получают норборнадиенсодержащий метанофуллерен (1) с выходом 10-52%. Реакция протекает по схеме:The essence of the method consists in the interaction of fullerene (C 60 ) (2) with norbornadiene ester of chloroacetic acid 9 in dry toluene in the presence of t-BuOK, taken in a molar ratio of C 60 : 9: t-BuOK = 1: (1-2) :( 2-4), preferably 1: 1.5: 3, at a temperature of 20 ° C for 5-15 minutes. Get norbornadiene-containing methanofullerene (1) with a yield of 10-52%. The reaction proceeds according to the scheme:

Figure 00000004
Figure 00000004

Проведение указанной реакции в присутствии t-BuOK больше 3-кратного избытка по отношению к фуллерену С60 приводит к образованию обильного осадка, вплоть до полного обесцвечивания раствора. Применение t-BuOK в количестве меньше 3-кратного избытка по отношению к фуллерену C60 снижает выход целевого продукта, и увеличивает время реакции. Реакцию следует проводить при температуре 20°C. Проведение реакции при более высокой температуре (например, 110°C) не целесообразно, поскольку приводит к получению [1+1]-аддуктов фуллерена C60.Carrying out the specified reaction in the presence of t-BuOK more than a 3-fold excess with respect to fullerene C 60 leads to the formation of an abundant precipitate, up to complete discoloration of the solution. The use of t-BuOK in an amount of less than a 3-fold excess with respect to fullerene C 60 reduces the yield of the target product, and increases the reaction time. The reaction should be carried out at a temperature of 20 ° C. Carrying out the reaction at a higher temperature (for example, 110 ° C) is not advisable, since it leads to the production of [1 + 1] -ducts of fullerene C 60 .

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

Предлагаемый способ базируется на использовании t-BuOK в качестве основания. Предлагаемый способ, в отличие от известных, является более энергоэффективным и позволяет получать норборнадиенсодержащий метанофуллерен (1), синтез которого в литературе не описан.The proposed method is based on the use of t-BuOK as a base. The proposed method, in contrast to the known ones, is more energy efficient and allows one to obtain norbornadiene-containing methanofullerene (1), the synthesis of which is not described in the literature.

Способ поясняется примерами.The method is illustrated by examples.

Пример 1. К раствору 100 мг (0.139 ммоль) C60-фуллерена в 60 мл сухого толуола в атмосфере аргона последовательно добавляют норборнадиеновый эфир хлоруксусной кислоты (0.2085 ммоль) и (0.417 ммоль) t-BuOK. Реакционную массу перемешивают при 20°C. Через 10 мин реакционную массу обрабатывают 5%-ным водным раствором HCl. Органический слой пропускают через колонку с небольшим слоем силикагеля. Получают норборнадиенсодержащий метанофуллерен (1) с выходом 49% (по данным ВЭЖХ).Example 1. To a solution of 100 mg (0.139 mmol) of C 60- fullerene in 60 ml of dry toluene under argon atmosphere was added sequentially norbornadiene ester of chloroacetic acid (0.2085 mmol) and (0.417 mmol) t-BuOK. The reaction mass is stirred at 20 ° C. After 10 min, the reaction mass is treated with 5% aqueous HCl. The organic layer is passed through a column with a small layer of silica gel. Get norbornadiene-containing methanofullerene (1) with a yield of 49% (according to HPLC).

Спектральные характеристики (1)Spectral characteristics (1)

Figure 00000005
Figure 00000005
Выход 49%. Спектр ЯМР 1Н (500 MHz, CDCl3 и CS2=1:5): 2.13-2.21 (дд, 2Н, СН2, J=8.32 Hz), 3.64 (м, 1H, СН), 3.67 (м, 1H, СН), 4.79 (с, 1H, СН) 5.08-5.10 (дд, 2Н, СН2, J=4.8 Hz), 6.76 (д, 1H, СН, J=4H, Hz), 6.82 (т, 1H, СН, J=4 Hz) 6.91 (т, 1Н, СН, J=4 Hz). ЯМР 13С (125 MHz, CDCl3 и CS2=1:5): 39.36, 51.00, 52.17, 64.83, 70.71, 74.36, 136.46, 140.76, 140.77, 141.02, 141.27, 141.71, 142.09, 142.18, 142.31,Yield 49%. 1 H NMR spectrum (500 MHz, CDCl 3 and CS 2 = 1: 5): 2.13-2.21 (dd, 2H, CH 2 , J = 8.32 Hz), 3.64 (m, 1H, CH), 3.67 (m, 1H , CH), 4.79 (s, 1H, CH) 5.08-5.10 (dd, 2H, CH 2 , J = 4.8 Hz), 6.76 (d, 1H, CH, J = 4H, Hz), 6.82 (t, 1H, CH, J = 4 Hz) 6.91 (t, 1H, CH, J = 4 Hz). 13 C NMR (125 MHz, CDCl 3 and CS 2 = 1: 5): 39.36, 51.00, 52.17, 64.83, 70.71, 74.36, 136.46, 140.76, 140.77, 141.02, 141.27, 141.71, 142.09, 142.18, 142.31,

142.50, 142.53, 142.90, 143.06, 143.11, 143.18, 143.40, 143.47, 143.80, 144.05, 144.52, 144.64, 144.74, 144.81, 145.15, 145.25, 145.32, 145.58, 145.69, 145.73, 148.26, 151.68, 165.39. MALDI-TOF: найдено 853.027 [M]-, вычислено 853.089 для C69H11N142.50, 142.53, 142.90, 143.06, 143.11, 143.18, 143.40, 143.47, 143.80, 144.05, 144.52, 144.64, 144.74, 144.81, 145.15, 145.25, 145.32, 145.58, 145.69, 145.73, 148.26, 151.68, 165.39. MALDI-TOF: found 853.027 [M] - , calculated 853.089 for C 69 H 11 N

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

Figure 00000006
Figure 00000006

Реакции проводили в инертной атмосфере при температуре 20°C в сухом толуоле в качестве растворителя.The reactions were carried out in an inert atmosphere at a temperature of 20 ° C in dry toluene as a solvent.

Claims (3)

Способ получения норборнадиенового производного фуллерена формулы 1:A method of obtaining a norbornadiene derivative of fullerene of the formula 1:
Figure 00000007
Figure 00000007
характеризующийся тем, что С60-фуллерен взаимодействует с норборнадиеновым эфиром хлоруксусной кислоты
Figure 00000008
в сухом толуоле в присутствии t-BuOK, взятыми в мольном соотношении С60 : эфир : t-BuOK = 1:(1-2):(2-4), при температуре 20°С в течение 5-15 мин.
characterized in that C 60 fullerene interacts with norbornadiene ester of chloroacetic acid
Figure 00000008
in dry toluene in the presence of t-BuOK, taken in a molar ratio of C 60 : ether: t-BuOK = 1: (1-2) :( 2-4), at a temperature of 20 ° C for 5-15 minutes.
RU2017129210A 2017-08-15 2017-08-15 Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives RU2703528C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129210A RU2703528C2 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017129210A RU2703528C2 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017129210A RU2017129210A (en) 2019-02-15
RU2017129210A3 RU2017129210A3 (en) 2019-02-28
RU2703528C2 true RU2703528C2 (en) 2019-10-21

Family

ID=65442342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017129210A RU2703528C2 (en) 2017-08-15 2017-08-15 Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703528C2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137743C1 (en) * 1998-04-29 1999-09-20 Институт нефтехимии и катализа АН РБ Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2137743C1 (en) * 1998-04-29 1999-09-20 Институт нефтехимии и катализа АН РБ Method of synthesis of (1 + 1)-adducts of c60-fullerene with norbornadiene and its 7-spirocyclopropane-substituted derivative

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L.Fang et al. Confined organization of fullerene units along high polymer chains. Journal of Materials Chemistry C, 2013, 1(36), 5747-5755. *
M.S. Miftakhov et al. Fullerene containing norbornenes: synthesis and ring-opening metathesis polymerization, 2014, Tetrahedron, 2014, 70(43), 8040-8046. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017129210A (en) 2019-02-15
RU2017129210A3 (en) 2019-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IL175024A0 (en) Method for producing 2-dihaloacyl-3-amino-acrylic acid esters and 3-dihalomethyl-pyrazole-4-carboxylic acid esters
CN108148069A (en) A kind of synthetic method of furanone and pyridine compounds
RU2565782C1 (en) Method of obtaining 6-alkyl(aryl)-2,3-(c60-ih)[5,6]fullero-2,3,4,5-tetrahydropyridines
CN108358868B (en) Preparation method of 2-substituted benzothiazole compound
RU2703528C2 (en) Method for selective production of norbornadiene fullerene derivatives
KR20140123070A (en) Intermediate for acenedichalcogenophene derivative and method for synthesizing same
RU2703529C2 (en) Method for selective production of fullerene quadricyclan derivatives
CN111333558A (en) Visible light promoted α -selenone compound synthesis method
RU2484010C2 (en) METHOD OF PRODUCING 1-IODO-2-AZIDO(C60-Ih)[5,6]FULLERENE
CN109608413B (en) 2-perfluoroalkyl benzothiazole compound and preparation method thereof
RU2666726C1 (en) Method for selective production of 2',5'-unsubstituted 1'-benzylpyrrolidino[3',4':1,9](c60-ih)[5,6]fullerenes
RU2610092C1 (en) METHOD OF PRODUCING 1'-AMINO-1'-ETHYL (CYCLOALKYLIDENE) ACETYL- (C60-Ih) [5,6] FULLERO [2 ', 3': 1,9] CYCLOPROPANES
CN113372353A (en) Difluoroalkylated dihydrofuranoquinolinone derivative and preparation method thereof
RU2455283C1 (en) Method of producing aziridino[2',3':1,2]fullerene[60]
JP6754131B2 (en) Method for producing a coupling product of an organic compound having a leaving group and an organoboron compound
KR101453413B1 (en) Method for preparation of alpha-carboline derivatives
JP2010059062A (en) Method of producing methyl=hexadeca-8-ynoate
RU2714319C1 (en) Method for selective production of substituted 1-styryl-2-hydrofullerenes
JPWO2017090309A1 (en) Tetrafluorosulfanylpyridine
RU2455290C1 (en) Method of producing triazolino[4',5':1,2]fullerene[60]
CN115286547B (en) Method for synthesizing aryl benzyl thioether compound
CN110305023B (en) [60] fullerene cyclopentane derivative and preparation method and application thereof
CN110128340B (en) Synthesis method of quinolinone compounds
RU2629752C1 (en) Method of selective reception of isopropyline 5'-aryl-1'n-pyrrolidino[3',4':1,9](c60-ih)[5,6]fullerene-2'-carboxylates
RU2342378C2 (en) Method of obtaining 3,4-fullero [60]tetrahydrothiophene

Legal Events

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

Effective date: 20190816