RU2779983C1 - Способ получения солей 4h-селенопирилия - Google Patents

Способ получения солей 4h-селенопирилия Download PDF

Info

Publication number
RU2779983C1
RU2779983C1 RU2021129665A RU2021129665A RU2779983C1 RU 2779983 C1 RU2779983 C1 RU 2779983C1 RU 2021129665 A RU2021129665 A RU 2021129665A RU 2021129665 A RU2021129665 A RU 2021129665A RU 2779983 C1 RU2779983 C1 RU 2779983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
selenium
diketone
current density
hydrogen
interaction
Prior art date
Application number
RU2021129665A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Петрович Вакуленко
Владимир Георгиевич Попов
Филипп Игоревич Сухов
Валерий Алексеевич Пашинин
Артем Андреевич Демидов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2779983C1 publication Critical patent/RU2779983C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к способу получения солей 4Н-селенопирилия. Способ включает взаимодействие 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5 (1,5-дикетона) с селеноводородом при электролизе в трехэлектродной ячейке с использованием селенсодержащего катода. В качестве катодного материала используют селеновые электроды. Электрохимический синтез осуществляют через стадию катодного растворения селена с последующим взаимодействием адсорбированных ионов селена с ионами водорода и молекулами 1,5-дикетона в количестве 0,05-5,00 г в адсорбционном слое, электролиз проводят в неводном электролите в течение 2,5-13 часов при плотности тока 1-66 мА/см2 и напряжении 10-40 мВ до полного исчезновения исходного 1,5-дикетона на основании анализа масс-спектров, а контроль процесса осуществляют по плотности тока и потенциалу электрода. Предложенный способ позволяет получить чистые вещества с высокими выходами, контролировать состав продуктов реакции на каждой из стадий по величине потенциала и плотности тока, а также избежать применения газообразного селеноводорода, что повышает экологическую безопасность процесса. 3 пр.

Description

Изобретение относится к области химических методов синтеза, точнее к органической электрохимии, и предназначено для получения солей 4Н-селенопирилия.
4Н-селенопираны, соли селенопирилия и их производные нашли широкое применение в производстве лекарственных препаратов и биологических добавок, красителей, антикоррозионных добавок, полупроводниковых материалов, резин, полимеров, оптических материалов, жидкокристаллических систем. Электроактивные органические материалы на их основе могут использоваться в качестве проводников, полупроводников, сверхпроводников, аккумуляторов солнечной энергии, транзисторов, сенсоров, светоизлучательных диодов, электрохромных и светочувствительных материалов, электропроводящих полимеров, преобразователей энергии и информации, что имеет большое коммерческое значение.
Уровень техники
Существующие химические методы синтеза халькогенсодержащих гетероциклических соединений (ХГС) позволяют получать смесь различных продуктов с незначительными выходами и связаны с применением газообразного селеноводорода, использованием агрессивных сред, при этом реакции осложняются образованием неидентифицированных органических соединений и элементарного селена, что затрудняет выделение основных продуктов реакции.
Известен способ химического синтеза солей селенопирилия из сернистых соединений 2,4,6-триарил-1-селеноциклогексан-2,6-диселенола, получаемых при обработке 1,5-дикетонов селеноводородом и хлористым водородом в среде уксусной кислоты в отсутствии кислорода [1].
Недостатками данного способа является замедление реакции образованием неидентифицированных органических соединений и элементарного селена. Взаимодействие кетонов с селеноводородом в условиях кислотного катализа идет через образование гемолселенолов, которые могут окисляться, что снижает селективность процесса [2]. Так как селеноводород относится к сильнодействующим ядовитым веществам, то его применение (ПДК (H2Se)=0,1 мг/м3) затруднено. Кроме того, при насыщении реакционной смеси газообразным реагентом требуется значительный избыток последнего.
Известен способ химического синтеза солей селенопирилия, осуществляемый при взаимодействии 1,5-дикетонов с селеноводородом в момент выделения последнего при добавлении в реакционную среду мелкодисперсного селенида цинка, взятого с 5-10% избытком с 12-14 н раствором хлористого водорода в абсолютном спирте [3].
Недостаток данного способа заключается в трудности получения концентрированных растворов HCl в спиртах, осуществляемого многочасовым насыщением абсолютных спиртов газообразным хлороводородом с контролем процесса насыщения титрованием. Кроме того, селективность метода снижается из-за сложности выделения целевого продукта за счет необходимости введения дополнительных стадий разделения продуктов реакции и очистки.
Известен метод получения солей селенопирилия путем взаимодействия 1,5-дикетонов с газообразным селеноводородом, который получают при растворении селенида цинка в смеси уксусной кислоты, бромистого водорода и диэтилового эфира. Реакционную среду получают путем прибавления бромангидрида уксусной кислоты к смеси диэтилового эфира и водного раствора бромистого водорода [4].
Недостатками данного способа получения солей селенопирилия является необходимость их синтеза как промежуточных продуктов реакции, причем реакционную среду не изолируют от воздействия кислорода воздуха, что приводит к процессу солеобразования путем окисления промежуточно-образующихся селенопиранов (помимо реакции диспропорционирования). При выделении конечного продукта требуется большое количество диизопропилового эфира.
Последний способ получения солей селенопирилия выбран в качестве прототипа заявляемого способа. В основе данного способа лежит взаимодействие 1,5-дикетонов с газообразным селеноводородом, который получают при растворении селенида цинка в растворе хлористого водорода в диэтиловом эфире. Реакционную среду получают взаимодействием пятихлористого фосфора с водой в среде диэтилового эфира [5]. В основе данного способа лежит создание необходимой концентрации хлористого водорода в растворе путем взаимодействия PCl5 с водой с дальнейшим добавлением в реакционную среду селенида цинка и выделением газообразного селеноводорода. В результате химической реакции селенида цинка с 1,5-дикетоном получают продукты диспропорционирования - смесь солей селенопирилия и селенациклогексанов.
Недостатками данного прототипа являются: использование большого количества реагентов, длительность процесса, необходимость создания концентрации хлористого водорода (25% по массе). Как и в описанном способе [4], реакционная среда не изолирована от воздействия кислорода воздуха, что приводит к окислению промежуточно-образующихся селенопиранов. Как и все вышеописанные способы, данный способ является токсичным в связи с выделением селеноводорода и использованием агрессивных сред.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание нового технологически простого, экологически безопасного электрохимического способа получения солей 4Н-селенопирилия, не связанного с применением токсичного газообразного селеноводорода и не требующего предварительного насыщения растворителя газообразными реагентами, который позволяет получить основной продукт с высокими выходами, позволяющего проводить реакцию в практически замкнутой системе с минимальным количеством реагентов, достигая высокой селективности.
Технический результат заключается в увеличении селективности, повышении выхода продукта, упрощении и удешевлении процесса, повышении экологической безопасности путем исключения использования газообразного селеноводорода, а также операции насыщения электролита хлористым водородом.
В предлагаемом способе, как и в прототипе, для получения солей 4Н-селенопирилия используют 1,5-дикетоны как исходные вещества.
Для достижения названного технического результата предложен способ получения солей 4Н-селенопирилия, путем взаимодействия 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5 (1,5-дикетона) с селеноводородом при электролизе в трехэлектродной ячейке с использованием селенсодержащего катода. При этом в качестве катодного материала используют селеновые электроды, электрохимический синтез осуществляют через стадию катодного растворения селена с последующим взаимодействием адсорбированных ионов селена с ионами водорода и молекулами 1,5-дикетона в количестве 0,05-5,00 г в адсорбционном слое, электролиз проводят в неводном электролите в течение 2,5-13 часов при плотности тока 1-66 мА/кв.см и напряжении 10-40 Мв до полного исчезновения исходного 1,5 дикетона на основании анализа масс-спектров, а контроль процесса осуществляют по плотности тока и потенциалу электрода.
В предлагаемом способе в качестве исходного вещества используют 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандион-1,5 следующей структуры:
Figure 00000001
Электрохимический синтез протекает через стадию катодного растворения селена:
Figure 00000002
с последующим взаимодействием образующихся адсорбированных ионов
Figure 00000003
с ионами водорода и молекулами 1,5-дикетона в адсорбционном слое. Арилалифатические 1,5-дикетоны в процессе электрохимического синтеза претерпевают превращения по трем основным направлениям: образование арилалифатических 4Н-селенопиранов (А), образование продуктов диспропорционирования 4Н-селенопиранов (Б), присоединение селеноводорода по кратным связям селенопиранового кольца (В), отличающимся разной степенью превращения.
Figure 00000004
Поэтому нет необходимости использования газообразного селеноводорода и исключена возможность его попадания в окружающую среду.
Получение бромцинката-2,4,6-трифенилселенопирилия производится путем взаимодействия 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5 с селеноводородом при электролизе последнего в количестве 0,05-5,00 г. в неводном электролите в течении 5-13 часов, при плотности тока 1-66 мА/см2, и напряжении 10-40 мВ с применением селенсодержащих катодов, различных конструкций.
Осуществление изобретения
Способ получения солей 4Н-селенопирилия реализуется следующим образом.
Собирают установку для электролиза. Стеклянную электрохимическую ячейку подсоединяют к термостату, устанавливают электроды и подключают их к электрической схеме. Электролит готовят в конической колбе, охлаждаемой на ледяной бане при перемешивании магнитной мешалкой, подавая из капельной воронки 3,1 мл PCl3 в 22 мл этанола, после чего растворяют в колбе навеску 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5. Приготовленный электролит, представляющий собой этанольный раствор хлороводородной кислоты переносят в электрохимическую ячейку и проводят взаимодействие с термостатированием при комнатной температуре и перемешивании с последующим электролизом. Электролиз проводят до полного исчезновения исходного 1,5-дикетона на основании анализа масс-спектров. Потенциал селенового электрода контролируют с помощью потенциостата Π - 5848, при этом его значение составляет - 0,4 В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. В качестве вспомогательного электрода (анода) использовался платиновый электрод (платиновая проволока диаметром d=0,25 мм).
Ход реакций и индивидуальность полученных соединений контролировали методом ТСХ на пластинах ПТСХ Sorbfil и Silufol UV-254 в системах: гексан-эфир-хлороформ (3:1:1), гексан-эфир (10:1), гексан-эфир (3:1), хлороформ-ацетонитрил (3:1), проявитель - пары иода и при помощи капиллярной газовой хроматографии с масс-селективным детектором HP 5890/5972.
Условия хроматографии: Тинж.=200°С; tнач=3 мин; Тнач=50°С; Ткон=280°С. Скорость подъема температуры ΔΤ=10°С/мин; газ-носитель гелий; ν=1 мл/мин. Хроматографическая колонка HP 5МС, капиллярная, с фазой 5% дифенил- и 95% диметилполисилоксан, d=0,25 мм, L=30 м.
ПМР спектры получены на спектрометре Varian FT 80А при температуре 30°С. Рабочая частота при получении ПМР спектров 80 Мгц. Внутренний стандарт ГМДС - 0,15 м.д. относительно ТМС).
Пример 1.
Плотность тока - 24 мА/см2, напряжение - 25 мВ, время электролиза - 2,5 ч. Масса 1,5-дикетона - 0,05 г. Для изготовления селенового электрода в полую трубку, длиной
Figure 00000005
и внутренним диаметром dвн=2 мм, из тугоплавкого стекла набивают порошок селена на высоту 2 см. Затем трубку нагревают на газовой горелке до расплавления селена в трубке. С одной стороны трубки создается «капающий» селен, с другой помещается токоотвод (тонкая никелевая проволока). Трубка удерживалась на открытом воздухе до застывания селена.
Выход соли 4Н-селенопирилия - 75%.
Пример 2.
Плотность тока - 66 мА/см2, напряжение - 38 мВ, время электролиза - 8 ч. Масса 1,5-дикетона - 0,05 г. Для изготовления селенового электрода в полую трубку, длиной
Figure 00000005
и внутренним диаметром dвн=5 мм, с помощью резиновой груши засасывают расплавленный селен на высоту 3 см. Удерживая трубку в вертикальном положении, создавали на одном конце трубки «капающий» селен. После застывания селена нагревали на газовой горелке среднюю часть трубки, вводили в трубку токоотвод.
Выход соли 4Н-селенопирилия - 82%.
Пример 3.
Плотность тока - 35 мА/см2, напряжение - 20 мВ, время электролиза - 5 ч. Масса 1,5-дикетона - 0,05 г. Селен наносился на никелевый электрод. Никелевый электрод представлял собой пластину из никелевой фольги площадью 5 см2 с токоотводом; медный электрод - толстую медную проволоку, диаметром (d=1,5 и 2,5 мм и длиной l=5 см с токоотводом. Нанесение на поверхность рабочего электрода селена осуществлялось следующим образом: порошок селена насыпался в керамический тигель и помещался в муфельную печь, где плавился при температуре t=273°С. В расплав селена опускались металлические электроды, выдерживались в расплаве в течение пяти секунд, затем вынимались и остывали на воздухе до полного затвердевания селена. Выход соли 4Н-селенопирилия - 68%.
Большим преимуществом электрохимического способа получения солей 4Н-селенопирилия является возможность получать чистые продукты с высокими выходами (68-82%), с точки зрения промышленной реализации предложенный способ обеспечивает мягкие условия синтеза, высокие скорости, селективность процесса, не требует дополнительных реагентов, позволяет проводить реакцию в практически замкнутой системе с минимальным количеством реагентов, достигая высокой селективности и выхода целевых продуктов, отвечает требованиям высокой чистоты, а также позволяет контролировать процесс с помощью таких параметров, как плотность тока и потенциал, поэтому электрохимические процессы легко автоматизировать.
В отличие от разработанных ранее химических синтезов предлагаемый нами способ можно использовать для получения солей 4Н-селенопирилия исключая многостадийность процесса, необходимость их выделения в виде трифторацетатов и перхлоратов и разделения этих веществ, что сильно уменьшает селективность данных способов и, как следствие, процентный выход продукта реакции по сравнению с разработанным нами.
Список используемой литературы
1. SU 1051089 А от 30.10.1983 г. Авторское свидетельство.
2. Харченко В.Г., Древко Б.И. Особенности реакции 1,5-дикетонов с селеноводородом в присутствии трифторуксусной кислоты // Химия гетероциклических соединений. - 1984, №12. - С. 1634-1637.
3. RU 1816762 А1 от 23.05.1993 г. Авторское свидетельство.
4. RU 2276150 от 10.05.2006 г. Патент РФ.
5. RU 2367658 от 20.09.2009 г. Патент РФ.

Claims (1)

  1. Способ получения солей 4Н-селенопирилия, включающий взаимодействие 1,5-дифенил-3-(п-метоксифенил)-пентандиона-1,5 (1,5-дикетона) с селеноводородом при электролизе в трехэлектродной ячейке с использованием селенсодержащего катода, где в качестве катодного материала используют селеновые электроды, электрохимический синтез осуществляют через стадию катодного растворения селена с последующим взаимодействием адсорбированных ионов селена с ионами водорода и молекулами 1,5-дикетона в количестве 0,05-5,00 г в адсорбционном слое, электролиз проводят в неводном электролите в течение 2,5-13 часов при плотности тока 1-66 мА/см2 и напряжении 10-40 мВ до полного исчезновения исходного 1,5-дикетона на основании анализа масс-спектров, а контроль процесса осуществляют по плотности тока и потенциалу электрода.
RU2021129665A 2021-10-12 Способ получения солей 4h-селенопирилия RU2779983C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779983C1 true RU2779983C1 (ru) 2022-09-16

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2276150C2 (ru) * 2004-06-03 2006-05-10 Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты Способ получения солей селенопирилия
RU2367658C2 (ru) * 2007-07-30 2009-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) Способ получения хлорцинкатов 2,4,6-триарилселенопирилия

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2276150C2 (ru) * 2004-06-03 2006-05-10 Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты Способ получения солей селенопирилия
RU2367658C2 (ru) * 2007-07-30 2009-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) Способ получения хлорцинкатов 2,4,6-триарилселенопирилия

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KUTHAN J. et al. Pyrane, Thiopyrans, and Selenopyrans, Advances in Heterocyclic Chemistry, 1983, v. 34, p. 145-303, doi: 10.1016/s0065-2725(08)60822-3. *
ХАРЧЕНКО В.Г. и др. Особенности реакции 1,5-дикетонов с селеноводородом в присутствии трифторуксусной кислоты, Химия гетероциклических соединений, 1984, N 12, c. 1634-1637. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101760971B1 (ko) 아릴-알킬 계면활성제 전구체의 전기화학 합성
NO128490B (ru)
CN113737206A (zh) 一种电化学下由硫醚制备亚砜类化合物的合成方法
EP0277048A1 (fr) Procédé de synthèse électrochimique d'acides carboxyliques
RU2779983C1 (ru) Способ получения солей 4h-селенопирилия
Wawzonek et al. Polarographic Behavior of Organic Compounds in Methanesulfonic Acid
JP6495925B2 (ja) 電気化学的脱炭酸プロセスのための溶融カルボキシレート電解質
EP0288344A1 (fr) Procédé électrochimique pour récupérer le rhodium métallique à partir de solutions aqueuses de catalyseurs usagés
Little et al. Electrochemical generation of the azo linkage. Synthesis of bicyclic azo compounds, precursors of 1, 3-diyls
EP0370866B1 (fr) Procédé d'électrosynthèse d'aldéhydes
CN107653459B (zh) 一种β-胡萝卜素的合成方法
US5271812A (en) Electrocatalytic oxidation method for the production of cyclic sulfates and sulfamidates
Kosheleva et al. Nonanol-1 oxidation on nickel oxide electrode with the involvement of active oxygen forms
CN115110104B (zh) 一种α,α-二氯芳基酮类化合物的光电化学合成方法
RU2498938C1 (ru) Электрокаталитический способ получения элементной серы из сероводорода
Laćan et al. Electrochemical Reduction of Intermediates in the Vitamin B6 Production. I. Reduction of 2-Methyl-3-nitro-4-methoxymethyl-5-cyano-6-chloropyridine
JPS60100536A (ja) 2−(p−イソブチルフエニル)プロピオン酸の製造方法
US5567299A (en) Process for the electrochemical oxidation of arylketones
US20230250539A1 (en) Electroreductive cross coupling
RU2286948C1 (ru) Способ получения особочистой мышьяковой кислоты
SU1117339A1 (ru) Способ получени гексателлурида натри
ES2204310B2 (es) Procedimiento de obtencion de 4-isoquinolinol a partir de acido 1-isoquinolinico o su carboxilato por metodos electroquimicos.
Magomedova et al. Use of an electrochemical method in the synthesis of anesthesin from p-nitrotoluene
CN115821292A (zh) 一种γ-磺酰内醚化衍生物及其制备方法
CN115786940A (zh) 一种γ-磺酰内酯化衍生物及其制备方法