Изобретение относится к способу получения новых 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов формулы I
где R представляет H-C6H9, H-C6H13, CH2SiMe3, которые могут найти применение в качестве каталитических компонентов в процессах полимеризации и олигомеризации олефиновых и диеновых углеводородов, а также в металлоорганическом и тонком органическом синтезе. Сущность способа заключается во взаимодействии диэтилалюминийхлорида и металлического магния со смесью
-олефина и дихлорэтана в мольном соотношении (20-24):(24-28):10:(10-14) в присутствии катализатора цирконацендихлорида. Реакцию проводят в атмосфере аргона при нормальных условиях в течение 8-12 ч. В качестве растворителя используется тетрагидрофуран. Предлагаемый способ позволяет получать с высокой реглоселективностью индивидуальные 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутаны формулы I. 1 табл.
Изобретение относится к способам получения новых алюминийорганических соединений, конкретно, к способу получения 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов общей формулы (I)
где R представляет н-C4H9, н-C6H13, CH2SiMe3.
Предлагаемые соединения могут найти применение в качестве компонентов каталитических комплексов в процессах полимеризации и олигомеризации олефиновых и диеновых углеводородов, а также в металлоорганическом и тонком органическом синтезе, в частности, в региоселективном синтезе 2-замещенных 1,4-бутандиолов, 3-замещенных тиофанов, монозамещенных циклобутанов.
Известен способ (/1/, У.М. Джемилев, А.Г. Ибрагимов, А.П. Золотарев, Р. Р. Муслухов, Г.А. Толстиков. Изв. АН СССР, Серия хим., 1989, 207) получения 1-этил-3-алкилзамещенных алюмациклопентанов взаимодействием

олефинов с эквимольным количеством триэтилалюминия (AlEt
3) в присутствии 2 мол.% катализатора цирконацендихлорида (Cp
2ZrCl
2) при температуре около 20
oC за 6-8 ч по схеме

Известный способ не позволяет получать 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутаны (I).
Известен способ (/2/, У.М. Джемилев, А.Г. Ибрагимов, М.Н. Ажгалиев, Р.Р. Муслухов. Изв. АН СССР, Серия хим., 1995, 1561) получения трео-2,3-диалкилзамещенных 1,4-бис(диэтилалюма)бутанов взаимодействием эквимольных количеств диэтилалюминийхлорида (Et
2AlCl) с металлическим магнием и

-олефинами

в присутствии циркониевого катализатора Cp
2ZrCl
2 (5 мол %) в ТГФ при комнатной температуре по схеме

По известному способу в ходе реакции образуются исключительно трео-2,3-диалкилзамещенные 1,4-бис(диэтилалюма)бутаны. Известный способ не позволяет получать 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутаны (I).
Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по региоселективному синтезу 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов (I).
Предлагается новый способ региоселективного синтеза 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов (I).
Сущность способа заключается во взаимодействии диэтилалюминийхлорида (Et
2AlCl), металлического магния (порошок) со смесью

-олефина

где R представляет н-C
4H
9, н-C
6H
13, CH
2SiMe
3, и дихлорэтана, взятых в мольном соотношении

, равном (20-24) : (24-28) : 10 : (10-14), преимущественно, 22 : 26 : 10 : 12, в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp
2ZrCl
2) в количестве 3-8 моль % по отношению к

-олефину, предпочтительно, 5 мол %. Реакцию проводят в атмосфере аргона при комнатной температуре (22 - 23
oC) и нормальном давлении. Время реакции 8 - 12 часов, которое включает примерно 6 часов добавление к реакционной массе смеси, состоящей из

-олефина и дихлорэтана в ТГФ. Выход целевых продуктов 64 - 79%. В качестве растворителя необходимо использовать тетрагидрофуран (ТГФ), в других эфирных (эфир, диоксан) растворителях выход целевых продуктов значительно снижается, в углеводородных растворителях реакция не идет. Во всех опытах наряду с целевым 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутаном наблюдается образование минорного продукта трео-2,3-диалкилзамещенных 1,4-бис(диэтилалюма)бутанов в количестве 10- 20%.
Реакция протекает по схеме

R представляет н-C
4H
9, н-C
6H
13, CH
2SiMe
3.
Реакция сопровождается выделением эквимольного количества MgCl
2, при этом исходный металлический магний выступает акцептором ионов хлора. Целевые продукты (I) образуются только лишь с участием E
2AlCl и циркониевого катализатора Cp
2ZrCl
2. В присутствии других соединений алюминия (например, Et
3Al, EtAlCl
2, i-Bu
3Al, i-Bu
2AlH) или других переходных металлов (например, Zr (acac)
4, Fe (acac)
3, FeCl
3, NiCl
2, PdCl
2, CdCl
2, TiCl
4) целевые продукты (I) не образуются. Необходимым условием для получения целевых продуктов (I) является наличие в качестве исходных реагентов

-олефинов

и дихлорэтана, выступающего в качестве донора этилена для формирования монозамещенного 1,4-диалюмабутанового фрагмента.
Проведение реакции в присутствии катализатора Cp
2ZrCl
2 больше 8 мол % по отношению к

-олефину не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (I). Использование в реакции катализатора Cp
2ZrCl
2 менее 3 мол % снижает выход 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов (I), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Смесь

-олефина и дихлорэтана в ТГФ добавляли к реакционной массе в течение примерно 6 часов. При более длительном добавлении смеси исходных реагентов к реакционной массе не наблюдается существенного снижения побочного трео-2,3-диалкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутана, при более быстром добавлении смеси из

-олефина и дихлорэтана к реакционной массе выход побочного продукта увеличивается. Опыты проводили при комнатной температуре (22 - 23
oC). При более высокой температуре (например, 60
oC) несколько увеличивается содержание продуктов уплотнения, при меньшей температуре (например, 0
oC) снижается скорость реакции.
Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания Et
2AlCl, магния или дихлорэтана по отношению к

-олефину не приводит к значительному повышению выхода целевых продуктов. Снижение количества Et
2AlCl, Mg или дихлорэтана по отношению к

-олефину уменьшает выход (I).
Существенные отличия предлагаемого способа. Предлагаемый способ базируется на использовании дихлорэтана в качестве донора этилена для формирования монозамещенного 1,4-диалюмабутана (I), в известном способе в ходе реакции формируются исключительно трео-2,3-диалкилзамещенные 1,4-диалюмабутаны.
Предлагаемый способ позволяет получить с высокой региоселективностью индивидуальные 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутаны (I), синтез которых в литературе не описан.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке в атмосфере аргона при температуре 22 - 23
oC помещают 22 ммоль Et
2AlCl в 5 мл ТГФ, 26 г-ат. металлического магния (порошок) и 0,5 ммоль Cp
2ZrCl
2, добавляют по каплям в течение примерно 6 часов смесь, состоящую из 10 ммоль 1-гексена и 12 ммоль дихлорэтана в 15 мл ТГФ, перемешивают при комнатной температуре еще 4 часа (общее время реакции 10 часов). Получают индивидуальный 2-(н-бутил)-1,4-бис(диэтилалюма)бутан (I). Выход целевого продукта определяли по продукту гидролиза (72%). При гидролизе (I) образуется 3-метилгептан (2), а при окислении соответственно 2-(н-бутил)-1,4-батандиол (3).

Спектр ЯМР
13C 2-(н-бутил)-1,4-бутандиола (

, м.д.): 65,79 (C
1), 39,41 (C
2), 35,72 (C
3), 60,69 (C
4), 31,78 (C
5), 29,62 (C
6), 23,41 (C
7), 14,18 (C
8), M
+ 146.
Наряду с целевым 2-(н-бутил)-1,4-бис(диэтилалюма)бутаном (I) в реакционной массе идентифицировали в количестве 17% побочный трео-2,3-ди(н-бутил)-1,4-бис(диэтилалюма)бутан.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице. 1.
Все опыты проводили при комнатной температуре (22 - 23
oC) в ТГФ. В других эфирных растворителях выход целевых продуктов значительно снижался. Для преимущественного получения целевого продукта (1) добавляли к реакционной массе смесь из

-олефина и дихлорэтана в ТГФ за примерно 6 часов, в этом случае выход побочного продукта трео-2,3-диалкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутана не превышает 10 - 20%.
Формула изобретения
Способ получения 2-алкил-1,4-бис(диэтилалюма)бутанов общей формулы

где R представляет н-C
4H
9, н-C
6H
13, CH
2SiMe
3, отличающийся тем, что к реакционной массе, состоящей из диэтилалюминийхлорида (Et
2AlCl) и металлического магния, добавляют в течение 6 ч в среде тетрагидрофурана смесь, содержащую

-олефин общей формулы

, где R представляет н-C
4H
9, н-C
6H
13, CH
2SiMe
3, и дихлорэтан, в мольном соотношении (20 - 24) : (24 - 28) : 10 : (10 - 14), и реакцию осуществляют в присутствии катализатора цирконацендихлорида, взятого в количестве 3 - 8 мол.% по отношению к олефину, в атмосфере аргона, при комнатной температуре в течение 8 - 12 ч.
РИСУНКИ
Рисунок 1