способ получения 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов

Формула изобретения

Способ получения 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов формулы (1)

путем взаимодействия фуллерена С₆₀ с триэтилалюминием (А1Е1з) при мольном соотношении С₆₀ :AlEt₃=1:(25-35) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂), взятого в количестве 15-25 мол.% по отношению к С₆₀, в атмосфере аргона при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в толуоле в течение 8 ч, с последующим добавлением к реакционной массе при температуре -15°С двухкомпонентного катализатора Ni(асас) ₂+2Рh₃Р в ТГФ в количестве 15-25 мол.% по отношению к С₆₀ и фуранкарбальдегида в эквимольном по отношению к AlEt₃ количестве, перемешиванием реакционной массы при комнатной температуре в течение 6-10 ч и гидролизацией.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов формулы (1):

Фуллеренсодержащие спирты и их производные могут найти применение в тонком органическом синтезе, в производстве лекарственных препаратов, биологически активных веществ.

Известен способ ([1] Schneider N.S., Darwish A.D., Kroto H.W., Taylor R., Walton D.R.M. Formation of Fullerols via Hydroboration of Fullerene-С₆₀. J. Chem., Soc., Chem. Commun., 1994, pp.463-464) получения фуллеренсодержащих спиртов общей формулы (2) гидроборированием фуллерена С₆₀ с помощью гидрида бора (ВН₃) с последующим окислением реакционной массы щелочной перекисью водорода по схеме:

Известный способ не позволяет получать фуллеренсодержащие спирты формулы (1).

Известен способ ([2] Джемилев У.М., Ибрагимов А.Г., Хафизова Л.О., Борисова А.Л., Туктаров Р.Ф., Абзалимов P.P., Халилов Л.М. Патент РФ №2238929. БИ №30 (2004)) получения 1-[3'-гидрокси-3'-алкил(3',3'-диалкил)]-н-пропил-2-гидро[60]фуллеренов (3) взаимодействием фуллерена[60] с AlEt₃ под действием катализатора Cp₂ZrCl₂ с последующим добавлением кетона в присутствии катализатора CuCl по схеме:

Известным способом не могут быть получены фуллеренсодержащие спирты формулы (1).

Предлагается новый способ получения 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С₆₀ с триэтилалюминием (AlEt₃ ), взятыми в мольном соотношении С₆₀:AlEt₃ =1:(25-35), предпочтительно 1:30, в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂) в количестве 15-25 мол.% по отношению к С₆₀, предпочтительно 20 мол.%, в атмосфере аргона при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в толуоле в течение 8 часов, с последующим добавлением к реакционной массе при температуре -15°С двухкомпонентного катализатора Ni(асас)₂+2Ph₃Р в количестве 15-25 мол.% по отношению к исходному фуллерену С₆₀ , предпочтительно 20 мол.%, и фуранкарбальдегида [(С₄ Н₃O)СНО] в эквимольном по отношению к AlEt₃ количестве с последующим перемешиванием реакционной массы при комнатной температуре (20-21°С) в течение 6-10 часов, предпочтительно 8 часов. Общий выход 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов формулы (1) после гидролиза реакционной массы составляет 52-71%.

Реакция протекает по схеме:

Существенные отличия предлагаемого способа.

В предлагаемом способе в качестве карбонильного соединения используется гетероатомсодержащий фуранкарбальдегид. Реакцию проводят в присутствии двухкомпонентного катализатора Ni(асас) ₂+2Ph₃Р в смешанном растворителе (толуол/ТГФ), а в известном способе в качестве карбонильных соединений применяются алкилзамещенные кетоны, реакцию проводят в присутствии катализатора CuCl в толуоле. Предлагаемый способ, в отличие от известного, позволяет получать 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллерены формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 100 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 45 мл сухого толуола, 0.04 ммолей С ₆₀, 0.008 ммолей катализатора Cp₂ZrCl₂ , при температуре ˜0°С 1.20 ммолей AlEt₃ , перемешивают 8 часов при комнатной температуре (20-21°С), затем при температуре -15°С добавляют двухкомпонентный катализатор, состоящий из 0.008 ммолей Ni(acac)₂ и 0.016 ммолей Ph₃Р в 20 мл сухого ТГФ, и 1.2 ммолей фуранкарбальдегида, перемешивают 8 часов при температуре 20-21°С. Затем реакционную массу гидролизуют эфирным раствором HCl. Из органического слоя выделяют 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллерены формулы (1) с выходом 64%.

Спектральные характеристики 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов формулы (1):

ИК-спектр ( , см^-1): 3400, 3110, 2950, 2910, 2850, 1700, 1670, 1620, 1560, 1460, 1390, 1290, 1250, 1200, 1150, 1010, 890, 760, 600, 510. Спектр ЯМР ¹Н ( , м.д.): 2.78 (2Н при С¹); 1.76 (2Н при С ²); 3.57-4.03 (1Н при С³); 6.55 (1Н при С ⁵); 6,30 (1Н при С⁶); 7.21 (1Н при С⁷ ).

Спектр ЯМР ¹³С ( , м.д.): 37.82 (С¹), 31.64 (С²), 78.06 (С³), 152.67 (С⁴), 112.02 (С ⁵), 116.25 (С⁶), 145.77 (С⁷). Сигналы sp²-гибридизованных углеродных атомов фуллеренового фрагмента располагаются в области 124.16-158.10 м.д.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.

Таблица 1
№№ п/п	Соотношение C60 :AlEt3:Cp2ZrCl 2: (С4Н3О)СНО:Ni(асас) 2:РН3Р, моль	Общее время реакции, час	Выход 1-[3-гидрокси-3-(фур-2-ил)проп-1-ил]-1,2-дигидро[60]фуллеренов (1), %
1	2	3	4
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	0.04:1.2:0.008:1.2:0.008:0.016 0.04:1.4:0.008:1.4:0.008:0.016 0.04:1.0:0.008:1.0:0.008:0.016 0.04:1.2:0.010:1.2:0.010:0.020 0.04:1.2:0.006:1.2:0.006:0.012 0.04:1.2:0.008:1.2:0.008:0.016 0.04:1.2:0.008:1.2:0.008:0.016	16 16 16 16 16 18 14	64 68 56 71 52 70 62

Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С) в смешанном растворителе толуол-ТГФ в атмосфере аргона без доступа света. Во всех опытах количество заместителей в молекуле фуллерена[60] изменяется от 1 до 2.