RU2785546C2 - 1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен и способ его получения - Google Patents

1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2785546C2
RU2785546C2 RU2021114395A RU2021114395A RU2785546C2 RU 2785546 C2 RU2785546 C2 RU 2785546C2 RU 2021114395 A RU2021114395 A RU 2021114395A RU 2021114395 A RU2021114395 A RU 2021114395A RU 2785546 C2 RU2785546 C2 RU 2785546C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fullerene
hydroxymethyl
dioxano
dihydro
lioh
Prior art date
Application number
RU2021114395A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2021114395A (ru
Inventor
Земфира Сабитовна Кинзябаева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Publication of RU2021114395A publication Critical patent/RU2021114395A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2785546C2 publication Critical patent/RU2785546C2/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области органической химии гетероциклических соединений, в частности, к разработке прекурсора противовирусных и гепатототоксических препаратов. Раскрывается 1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен формулы (1). Кроме того, раскрывается способ получения, указанного выше соединения, отличающийся тем, что фуллерен С60 взаимодействует с глицерином в присутствии LiOH при мольном соотношении С60 : глицерин : LiOH, равном 1:10-10000:9-20, на воздухе, при 50-100°С, в среде толуол : ДМФА = 1:0.5 (объемное соотношение) в течение 1-2 ч. Изобретение обеспечивает прекурсор при изготовлении противовирусных и гепатототоксических препаратов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к органической химии гетероциклических соединений фуллерена С60, конкретно к 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерену формулы (1) и способу его получения.
Figure 00000001
Соединения, содержащие 2-гидроксиметил-[1.4]-диоксановый фрагмент проявляют противовирусную [Н.Y. Kim, R.J. Kuhn, С. Patkar, R. Warrier, M. Cushman, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2007, 15, 2667-2679] и гепатототоксическую [В. Ahmed, S.A. Khan, T. Alam, Pharmazie, 2003, 58, 173-176] активности.
Известен способ [F. В. Li, X. You, Т. X. Liu, G.-W. Wang, Org. Lett, 2012, 14, 1800-1803] получения 1,4-диоксановых аддуктов С60 общей формулы (2) взаимодействием фуллеренборных эфиров с этиленгликолем в присутствии n-толуолсульфокислоты при 150°C с выходом 92% по схеме:
Figure 00000002
Сложные эфиры фуллерен-борной кислоты были получены в реакции фуллерена С60 с различными арил-борными кислотами в присутствии Fe(ClO4)3.
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Известен способ [J. Wu, F. В. Li, X. F. Zhang, J. L. Shi, L. Liu, RSC Adv. 2015, 5, 30549-30554] получения (2), (3) и (4) взаимодействием азиридинофуллеренов С60 с 1,2-диолами в присутствии n-толуолсульфокислоты при температуре реакции 100°C с выходами целевых продуктов 74-79% по схеме:
Figure 00000003
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Известен способ [X.-F. Zhang, F.-B. Li, J. Wu, J.-L. Shi, Z. Liu, L. Liu, J. Org. Chem. 2015, 80, 6037-6043] получения гетероциклических систем фуллерена С60 общей формулы (2), (3) и (4) с невысокими выходами (17-25%; 100°С, 24 часа, аргон) в одностадийной реакции С60 с различными диолами (этиленгликоль, пропандиол-1,2, бутандиол-2,3, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, трипропиленгликоль) в присутствии Fe(ClO4)3 при 100-150°С по схеме:
Figure 00000004
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Известен способ [W.-Q. Zhai, S.-P. Jiang, R.-F. Peng, B. Jin, G.-W. Wang, Org. Lett. 2015, 17, 8, 1862-1865] получения диэфира общей формулы (2) с невысоким выходом (38%; 100°С, 1 час) в одностадийной реакции С60 с этиленгликолем в присутствии FeCl2, (диацетоксийод)бензола/ фенилиодин(III)бис(трифторацетата) по схеме:
Figure 00000005
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Описан способ синтеза соединения общей формулы (2) в реакции С60 с 1,2-диолами (этиленгликоль; пропандиол-1,2; бутандиол-2,3; тетераметилэтандиол-1,2) в присутствии NaOH при 10°С под действием ультразвука с выходом 25-86% [Z.S. Kinzyabaeva, G. L. Sharipov, Ultrason. Sonochem. 2018, 42, 119-123].
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Метод каталитической дегидратации глицерина при 130-150°С в присутствии фуллерена С60 приводит к получению спирто- и водорастворимого фуллеренола С60(ОН)х [Козеев Е.А., Козеев А.А. Патент RU №2497751, Фуллеренол С60 и метод его получения из глицерина; Kozeev Е.А., Kozeev А.А. German patent DE 102012103579 A1, 2013.06.20. Fullerenol C60 und Verfahren zu dessen Herstellung aus Glyzerin], применяемого в прикладных направлениях нанотехнологии, в частности, в качестве модификатора эпоксидных композитов, микробицидов с анти-ВИЧ активностью, не проявляющих цитотоксичность. В качестве катализатора используют глюкозу в количестве 0.05-0.10% от массы глицерина.
Известный способ не позволяет получить 1,9-(2'-гидроксиметил-1 ',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен (1).
Таким образом в литературе отсутствуют сведения о селективном получении 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена (1).
Задачей настоящего изобретения является разработка эффективного метода синтеза нового соединения 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена (1).
Решение поставленной задачи достигается тем, что способ получения соединения (1) осуществляют при взаимодействии на воздухе глицерина с фуллереном С60 в присутствии LiOH при мольном соотношении С60 : глицерин : LiOH = 1:10-10000:9-20, предпочтительно 1:1000:9, при 50-100°С, в среде толуол : диметилформамид (ДМФА) = 1:0.5 (объемное соотношение) в течение 1-2 ч. Максимальный выход целевого продукта до 36%, конверсия фуллерена С60 - 40%, селективность по соединению (1) - 90%. Реакция протекает по схеме:
Figure 00000006
Выделенный и хроматографически очищенный (1) является твердым веществом темно-коричневого цвета. Его структура подтверждена с помощью 1D и 2D методик ЯМР 1Н и 13С, УФ, ИК- и масс-спектрометрии MALDI TOF/TOF.
При уменьшении соотношения исходных реагентов (С60 : глицерин : LiOH = 1:100:9) резко снижается выход целевого продукта (1). Изменение соотношения исходных реагентов в сторону значительного увеличения содержания глицерина по отношению к фуллерену С60 не приводит к увеличению выхода продукта (1). При температуре ниже 100°С (например, 50°С) снижается скорость реакции и выход продукта составляет 19%. При комнатной температуре, в отсутствии LiOH реакция не идет. Синтез (1) проводили в среде толуол : ДМФА = 1:0.5 (объемное соотношение), т.к. в отсутствие ДМФА реакция не идет.
Существенные отличия предлагаемого способа:
1. В результате взаимодействия фуллерена С60 с глицерином образуется соединение (1).
2. Реакция проходит при 100°С на воздухе.
3. В реакции используется LiOH.
4. В предлагаемом способе используется смесь толуол : ДМФА в объемном соотношении 1:0.5.
Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
1. Разработанный способ открывает путь к эффективному получению нового соединения 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена (1), который перспективен для практического применения в качестве прекурсора при изготовлении противовирусных [Н.Y. Kim, R.J. Kuhn, С. Patkar, R. Warrier, M. Cushman, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2007, 15, 2667-2679] и гепатотоксических [В. Ahmed, S.A. Khan, T. Alam, Pharmazie, 2003, 58, 173-176] препаратов.
2. Способ обеспечивает получение соединения - 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена (1) с выходом до 36% и селективностью 90%.
Способ поясняется следующим примером:
Пример 1
В колбе растворяют 10 мг (0.014 ммоль) фуллерена С60 в 5 мл толуола, далее приливают глицерин (1 мл; 0.014 моль), 2.5 мл ДМФА и 5 мг (0.126 ммоль) LiOH. Полученную смесь при перемешивании нагревают до 100°C с обратным холодильником на воздухе в течение 1 ч. Постепенно исходный темно-фиолетовый раствор толуола приобретает темно-коричневый цвет. Реакцию в слое толуола контролируют методом ВЭЖХ. После реакции слой толуола отделяют от слоя глицерина. Продукт реакции выделяют колоночной хроматографией (силикагель 60 А°, 70-230 меш, 63-200 μм, элюент - толуол). После удаления растворителя в вакууме получают темно-коричневый порошок. Выход 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена (1) составляет ~ 4 мг (36%). Выход продукта (1) рассчитывают как отношение массы выделенного продукта (1) по отношению к массе, рассчитанной теоретически.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.
Figure 00000007
Полученный 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен имеет следующие физико-химические характеристики.1 (1Продукты реакции анализировали на ВЭЖХ-хроматографе Altex (модель 330) (США), с УФ-детектором (λмакс=340 нм), колонка Buckyprep Waters 4,6×250 мм при 30°С, подвижная фаза - толуол, скорость потока составляла 1.0 мл/мин. Спектры ЯМР1Н и 13С регистрировали на спектрометре Bruker Avance-400 с рабочими частотами 400.13 и 100.62 МГц, растворитель - CDCl3 : CS2 = 3:1 (δC77.10.6 м.д.), внутренний стандарт - Me4Si. УФ спектры регистрировали на спектрометре Perkin Elmer Lambda 750 (l=1, 0.1 см) в CHCl3. ИК спектры снимали на спектрометре Vertex 70V (Bruker) в пленке CHCl3. Масс-спектры получены на приборе Bruker MALDITOF/TOF Autoflex-III с лазерной десорбцией и регистрацией положительных и отрицательных ионов в режиме отражения. В качестве матрицы использовали элементарную серу Sn).
Порошок темно-коричневого цвета. Спектр 1Н ЯМР (400 МГц, CDCl3 + CS2), δ, м.д.: 3.62 (2Н, СН2-ОН, м), 3.39-3.59 (3Н, -O-СН-CH2-О-, м), 1.49 (1Н, СН2-ОН, с). Спектр 13С ЯМР (100 МГц, CDCl3 + CS2), δ, м.д.: 139.08 (2С), 141.39 (2С), 142.18 (2С), 142.36 (2С), 142.91 (1С), 143.28 (2С), 143.48 (2С), 143.78 (ЗС), 144.42 (1С), 144.71 (2С), 144.81 (2С), 144.89 (2С), 145.36 (4С). Масс-спектр Maldi TOF/TOF (m/z) 808.741. УФ-спектр (λ, нм): 258, 319, 404, 425. ИК-спектр (ν, см-1): 524, 575, 727, 901, 975, 1149, 1181, 1244, 1373, 1428, 1504, 2850, 2921.

Claims (3)

1. 1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен формулы (1)
Figure 00000008
.
2. Способ получения 1,9-(2'-гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерена формулы (1), отличающийся тем, что фуллерен С60 взаимодействует с глицерином в присутствии LiOH при мольном соотношении С60 : глицерин : LiOH, равном 1:10-10000:9-20, на воздухе, при 50-100°С, в среде толуол : ДМФА = 1:0.5 (объемное соотношение) в течение 1-2 ч.
RU2021114395A 2021-05-20 1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен и способ его получения RU2785546C2 (ru)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021114395A RU2021114395A (ru) 2022-11-21
RU2785546C2 true RU2785546C2 (ru) 2022-12-08

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2342376C2 (ru) * 2007-02-05 2008-12-27 Институт нефтехимии и катализа РАН Способ получения 2-алкил-5-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов
RU2517169C2 (ru) * 2012-04-19 2014-05-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Нефтехимии И Катализа Ран СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ S-ПЕНТИЛКАРБОТИОЛ-1aH,2'H-[1,2]ПИРАЗОЛИНО[3',4':1,9](C60-Ih)-[5,6]ФУЛЛЕРЕНА

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2342376C2 (ru) * 2007-02-05 2008-12-27 Институт нефтехимии и катализа РАН Способ получения 2-алкил-5-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов
RU2517169C2 (ru) * 2012-04-19 2014-05-27 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Нефтехимии И Катализа Ран СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ S-ПЕНТИЛКАРБОТИОЛ-1aH,2'H-[1,2]ПИРАЗОЛИНО[3',4':1,9](C60-Ih)-[5,6]ФУЛЛЕРЕНА

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
М.А. ЮРОВСКАЯ. Методы получения производных фуллерена С60. Соровский образовательный журнал, 2000, том 6, N 5, стр.26-30. HIRSCH A. et al. Globe-trotting Hydrogens on the Surface of the Fullerene Compound C60H6(N(CH2CH2)2O)6. Angewandte Chemie Intaernational Edition in English, 1991, 30(10), pp.1309-1310. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Alkoxide-functionalized imidazolium betaines for CO 2 activation and catalytic transformation
Li et al. Selective reduction of esters to aldehydes under the catalysis of well-defined NHC-iron complexes.
CN110404587B (zh) 一种负载型团簇催化剂及其制备和应用
CN103396298A (zh) 功能化柱[n]芳烃衍生物的制备
JP6196233B2 (ja) アルミニウム触媒
JP6010118B2 (ja) クレイスタンチンaおよびその誘導体の合成
RU2785546C2 (ru) 1,9-(2'-Гидроксиметил-1',4'-диоксано)-1,9-дигидро-(С60-Ih)[5,6]фуллерен и способ его получения
JP2007015947A (ja) 球状遷移金属錯体およびその製造方法
CN113457736B (zh) 壳聚糖/纤维素复合微球固载铜在催化α,β-不饱和羰基化合物的硅加成反应中的应用
JP5170382B2 (ja) 不斉触媒アルドール反応生成物の製造方法
US7232933B2 (en) Preparation and use of diols
WO2007100086A1 (ja) 配位子及びその製造方法、並びに該配位子を用いた触媒
CN109251227B (zh) 一类包含二茂铁骨架和刚性螺环结构的手性化合物及合成与应用
RU2730478C1 (ru) Способ получения 1,9-(1',4'-оксатиано)-1,9-дигидро-(C60-Ih][5,6]фуллерена
CN110981900A (zh) 一种金属催化末端烯烃制备1,1-双炔类化合物的方法
WO2011111762A1 (ja) ジアリール誘導体の製造方法、新規ビナフチル誘導体、アレーン誘導体の製造方法、及び新規アレーン誘導体
KR102125041B1 (ko) 페로신 유도체의 제조방법
RU2772722C2 (ru) 1,9-Морфолино-1,9-дигидро-(C60- Ih)[5,6]фуллерен и способ его получения
KR102285494B1 (ko) 할로겐이 치환된 다이메틸칼콘 유도체 및 이의 제조방법
CN110668973B (zh) 一种内炔衍生物及其制备方法
JP5134883B2 (ja) フッ素置換基を持つ不斉触媒と光学活性化合物の製造方法
RU2350619C1 (ru) Способ получения 2,3-фуллеро[60]-7-фенил-7-фосфабицикло[2.2.1]гептана
WO2008059960A1 (fr) Procédé de production d'un dérivé 4-pyridinique et intermédiaire pour dérivé 4-pyridinique
JP4851016B2 (ja) 3−ヒドロキシメチルテトラヒドロフランの製造方法
JP6183857B2 (ja) 含フッ素α,β−不飽和アルデヒドの製造方法