Циклопентадиенильные производные и способы их получения
Авторы патента:
Изобретение описывает циклопентадиенильные производные общей формулы (I), где R, R1 и R2-H, R4-H или алкильный радикал, имеющий 1 - 5 атомов углерода, n = 6 - 10 целое число. Изобретение также описывает способ получения указанных циклопентадиенильных производных, применяемых в качестве лигандов в получении комплексов с переходными металлами, в частности с цирконием, типичными компонентами катализаторов в (со)полимеризации -олефинов. Технический результат - использование в качестве исходных продуктов легко доступных циклоалканов, предусматривает довольно простые химические стадии, повышение выхода. 3 с. и 14 з.п. ф-лы.


- 2,4,5,6,7,8-гексагидроазулен (соединение 1а в схеме 1, где R=R1=R2=H, n=5);
- 4,5,6,7,8,9-гексагидро-2H-циклопентациклооктен (соединение 1а в схеме 1, где R=R1=R2=H, n=6);
- 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2H-циклопентациклододецен (соединение 1а в схеме 1, где R=R1=R2=H, n=10);
- 1-метил-4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2Н- циклопентациклододецен (соединение 1b в схеме 1, где R=R1=R2=H, R4=CH3, n=10). Соединения, имеющие общую формулу (I), применимы в качестве лигандов в получении комплексов с переходными металлами, в частности, с цирконием, типичными компонентами катализаторов в (со)полимеризации

а) конденсация Штоббе между кетоном общей формулы (II) (-chr-)n+1C = O
и сложным эфиром янтарной кислоты общей формулы (III) R3OOC-chr2-chr1-COOR3, где группы R3, одинаковые или различные, выбраны из монофункциональных алкильных радикалов с 1-5 атомами углерода, R3 предпочтительно выбирают из CH3 и C2H3 для получения




b) вмутримолекулярная конденсация соединения (IV), полученного на стадии (а), с образованием соединения с конденсированными кольцами общей формулы (V);
с) гидролиз и декарбоксилирование соединения (V), полученного на стадии (b), с образованием


d) восстановление


при этом стадии (b) и (c) можно проводить в обратном порядке, по сравнению с вышеуказанным, или и виде одной стадии, предпочтительно в последовательности (а), (b), (c), (d). Стадия (а) данного изобретения представляет собой типичную конденсацию между кетонами и сложными эфирами янтарной кислоты, известную как реакция Штоббе. Эта реакция (см. H. House Modern Synthetic Reactions, pp. 663-666, Organic Reactions, Volume IV, pp. 2-58) состоит в конденсации карбонильного производного с диэфиром янтарной кислоты. В случае, когда карбонильное производное представляет собой циклоалканон, как в вышеуказанном случае, образуется полуэфир замещенной циклоалкенилом янтарной кислоты, имеющей общую формулу (IV). Стадию (а) проводят в присутствии сильных оснований, таких как метоксид натрия, гидрид натрия, алкоголятов третичных спиртов, предпочтительно трет-бутилата калия, типичного не-нуклеофильного сильного основания. В отношении других экспериментальных деталей реакции Штоббе можно обратиться к указанным выше ссылкам. Типичными циклическими кетонами общей формулы (II) являются циклобутанон, циклопентанон, циклогексанон, циклогептанон, циклооктанон, циклодеканон, 2-, 3-, 4-метилциклогексанон, фенилциклогексанон, бензилциклогексанон. Одно из преимуществ способа данного изобретения состоит в том, что многие кетоны общей формулы (II) являются коммерчески доступными продуктами. Конденсация стадии (a) происходит с диэфиром янтарной кислоты общей формулы (III), предпочтительно диэтил- или диметилсукцинатом, возможно монозамещенными или дизамещенными. Стадия (b) способа данного изобретения состоит во внутримолекулярной конденсации с элиминированием (удалением) воды, продукта общей формулы (IV), полученного на стадии (a), с образованием соединения с конденсированными кольцами, имеющего общую формулу (V). Эту стадию проводят в присутствии обычных агентов конденсации, например, сильных кислот, таких как серная кислота, фтористоводородная кислота, фосфорная кислота, полифосфорная кислота, предпочтительно в присутствии полифосфорной кислоты. Вышеуказанная кислота может быть использована в виде коммерчески доступной кислоты или получена in situ смешиванием фосфорной кислоты и P2O5. В случае применения полифосфорной кислоты предпочтительно проводить стадию (b) при температуре между 70o и 110oC. Альтернативно, стадию (b) можно проводить в присутствии ZnCl2 в уксусной кислоте - уксусном ангидриде, как описано в приведенном выше цитировании из Organic Reactions. Стадия (с) состоит в гидролизе эфирной группы и в последующем декарбоксилировании соединения общей формулы (V) с образованием




а) конденсация Штоббе между кетоном, имеющим общую формулу (II) (-chr-)n+1C = O,
и сложным эфиром янтарной кислоты, имеющим общую формулу (III) R3OOC-chr2-chr1-COOR3, где группы R3, одинаковые или различные, выбраны ив монофункциональных алкильных радикалов с 1-5 атомами углерода, предпочтительно R3, выбирают из CH3 и C2H5, с образованием




b) внутримолекулярная конденсация соединения (IV), полученного на стадии (а), с образованием соединения с конденсированными кольцами обшей формулы (V);
c) гидролиз и декарбоксилирование соединения (V), полученного на стадии (b), с образованием


d) реакция




Синтез 2,4,5,6,7,8-гексагидроазулена (соединения схемы 1, в котором R= R1=R2=H, n=5). К раствору циклопентанона, соединения (II), где n=5, (56 г, 0,5 моль) и диэтилсукцината, соединения (III), где оба R3 равны -C2H5, 110 г (0,63 моль), в 500 мл N,N-диметилформамида (DMF) медленно добавляют трет-бутилат калия (75 г, 0,67 моль) (приблизительно в течение 1 часа), поддерживая температуру между 20 и 30oC. В конце получают желтую суспензию, которую после приблизительно одного часа опять растворяют, получая затем полное отверждение продукта реакции. Всю массу выливают приблизительно в 2 л воды, получая прозрачный раствор. Раствор экстрагируют несколько раз этиловым эфиром и затем водный раствор подкисляют до pH 2-3 при помощи разбавленной HCl. Подкисленный водный раствор экстрагируют затем эфиром, и органический экстракт, после промывания водой до нейтрального pH и после высушивания, упаривают. 118 г (99% выход)




1H ЯМР (CDCl3,

Синтез 4,5,6,7,8,9-гексагидро-2Н-циклопентациклооктена (соединения Ia схемы 1, где R=R1=R2=H, n=6). Готовят раствор 63 г (0,5 моль) циклооктанона (п) и 110 г (0,63 моль) диэтилсукцината. К этому раствору малыми порциями добавляют 75 г (0,67 моль) трет-бутилата калия. После добавления смесь оставляют при перемешивании в течение 4 чв. Оранжевую массу гидролизуют водой и льдом, подкисляют и экстрагируют диэтиловым эфиром. При выпаривании получают 140 г неочищенного полутвердого вещества, содержащего два продукта в соотношении 84:16. 70 г полученного таким образом неочищенного эфира добавляют к полифосфорной кислоте (состоящей из 300 г 85% H3PO4 и 450 г P2O5). Экзотермическая реакция имеет место, и при 70oC эфир переходит в раствор, масса буреет и температура поднимается до 92oC. Реакционную смесь перемешивают приблизительно в течение 1/2 ч. Температура снижается до 80oC. Реакционную смесь выливают в лед, экстрагируют диэтиловым эфиром, нейтрализуют водным раствором NaHCO3, обезвоживают и растворитель выпаривают. Получают 35 г коричневого масла. Готовят смесь, содержащую 35 г неочищенного указанного выше масла, 100 мл AcOH, 100 мл воды 10 мл концентрированной HCl. Эту смесь поддерживают при температуре флегмы в течение 6 ч, в конце этого периода времени гидролизуют и экстрагируют диэтиловым эфиром. При этом отделяется много пеков. Смесь промывают NaOH (пеки растворяются) и водой, обезвоживают и растворитель выпаривают. Получают 12 г желтого масла. Эти 12 г желтого масла (соответствующего продукту VI), растворенного в 100 мл диэтилового эфира, добавляют к раствору 3,0 г LiAlH4 в 200 мл диэтилового эфира, поддерживая температуру между 5 и 10oC. Затем реакционную смесь гидролизуют, эфирный слой отделяют и водную фазу экстрагируют 100 мл диэтилового эфира. Эфирные экстракты (400 мл) после нейтрализации и обезвоживания обрабатывают 1,0 г п-толуолсульфокислоты в течение 1,5 ч при комнатой температуре. Затем органическую фазу нейтрализуют NaHCO3 и выпаривают. Полученный остаток очищают хроматографией на колонке с силикагелем посредством элюирования петролейным эфиром. 7 г продукта (Ia), чистого согласно ЯМР и ГХ-анализам, получают с выходом, по сравнению к исходному циклооктанону (II), 20%. (П), 201. Спектр ЯМР полученного таким образом 4,5,6,7,8,9-гексагидро-2Н- циклопентациклооктена следующий:
1H ЯМР (CDCl3,

Синтез 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2Н-циклопентациклододецена (соединения Ia схемы 1, где R=R1=R2=H, n=10). К раствору 100 г (0,549 моль) циклододеканона (соединения II, n =10) в 700 мл THF (тетрагидрофурана) медленно (приблизительно в течение 1 ч) добавляют 70 г трет-бутилата калия. В конце добавления получают желтую суспензию, которую перемешивают в течение 1 ч. Все содержимое реакции выливают приблизительно в 2 л воды, получая прозрачный раствор. Водный раствор промывают несколько раз диэтиловым эфиром и затем подкисляют до pH при помощи разбавленной HCl. Затем водный раствор экстрагируют эфиром и органический экстракт после промывания водой до нейтральности и после высушивания выпаривают. Получают 160 г (94% выход) продукта, имеющего низкую точку плавления (продукта IV в схеме 1, где n=10, R=R1=R2=H, R3=Et). Полученный таким образом эфир (120 г, 0,387 моль) добавляют (переливают) а течение 1 ч в колбу, поддерживаемую приблизительно 93-95oC, содержащую 2,5 кг полифосфорной кислоты, имеющей содержание P2O5 84%. По завершении добавления температуру повышают до 96-97oC и смесь оставляют при перемешивании на 4 ч. Затем смесь гидролизуют водой и экстрагируют диэтиловым эфиром. Эфирный экстракт нейтрализуют и сушат. После выпаривания растворителя получают 90 г неочищенного остатка, чистого при анализе ГХ (продукта V в схеме 1, где n= 10, R=R1=R2=H, R3=Et). Полученное твердое вещество помещают в раствор, состоящий из 125 мл AcOH, 125 мл воды и 10 мл концентрированной HCl, и поддерживают при температуре флегмы в течение 20 ч. Реакционную массу разбавляют водой к экстрагируют петролейным эфиром. После нейтрализации, высушивания и выпаривания растворителя остаток перегоняют под вакуумом и собирают фракцию, которая отгоняется при 125-130oC/0,2 мм рт.ст. Получают 43 г (51% выход) продукта VI в схеме 1, имеющего n=10, R=R1=R2=H). 24 г (0,11 моль) полученного таким образом продукта растворяют в 200 мл диэтилового эфира и затем добавляют к раствору 3,0 г LiAlH4, в 300 мл диэтилового эфира, поддерживая температуру между 5 и 10oC. Затем реакционную смесь гидролизуют некоторым количеством разбавленной HCl, эфирный слой отделяют и водную фазу экстрагируют еще раз 200 мл диэтилового эфира. Эфирные экстракты (800 мл) после нейтрализации в обезвоживания обрабатывают 2,7 г п-толуолсульфокислоты в течение 1,5 ч при комнатной температуре, затем при 30-35oC в течение 5-6 ч, до исчезновения спирта (TLC, тонкослойная хроматография). Затем органическую фазу нейтрализуют NaHCO3 и выпаривают. Полученный остаток очищают хроматографией на колонке с силикагелем путем элюирования петролейным эфиром. Получают 21 г (99% выход) смеси, состоящей из двух продуктов, в соотношении 81:19, в которой основной продукт представляет собой 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2H-циклопентациклододецил (соединение Ia в схеме 1, n = 10, R=R1=R2=H). Пример 4
Синтез 1-метил-4,5,6,7,8,9,10,1,12,13-декагидро-2H-циклопентациклододецена (соединения Ib в схеме 1, где R=R1=R2=H, R4=CH3, n=10). К раствору в 100 мл диэтилового эфира 10 г (0,045 моль) карбонильного производного, полученного в примере 3 (продукта VI в схеме 1, n=0, R=R1=R2= H), поддерживаемому при -70oC, добавляют 30 мл раствора 1,6 М MeLi в диэтиловом эфире. Смесь оставляют при перемешивании на ночь, затем гидролизуют эфирную фазу отделяют, добавляют 1 г п-толуолсульфокислоты и смесь оставляют при перемешивании на 2 ч. Смесь нейтрализуют насыщенным раствором бикарбоната натрия, сушат на Na2SO4 и растворитель выпаривают. Продукт элюируют на колонке с силикагелем, используя петролейный эфир, и собирая первую фракцию. Получают 7 г продукта, состоящего из двух изомеров в соотношении 3:1, в результате газовой хроматографии. Основной продукт этой смеси состоит из 1-метил- 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2Н-циклопентациклододецена.
Формула изобретения

где R, R1, R2 - H;
R4 - H или алкильный радикал, имеющий 1 - 5 атомов углерода;
n = 6 - 10, целое число. 2. Циклопентадиенильные производные по п.1, где R4 - H или алкильные радикалы, имеющие 1 - 3 атомов углерода. 3. Соединение по п.1, представляющее собой 4,5,6,7,8,9-гексагидро-2H-циклопентациклооктен. 4. Соединение по п.1, представляющее собой 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2H-циклопентациклододецен. 5. Соединение по п.1, представляющее собой 1-метил-4,5,6,7,8,9,10,11,12,13-декагидро-2H-циклопентациклододецен. 6. Способ получения циклопентадиенильных производных общей формулы (Ia)

где n = 5 - 10, целое число;
R=R1=R2=H,
отличающийся тем, что он включает следующие стадии: a) конденсация Штоббе между кетоном общей формулы (II)

где R - водород;
n = 5 - 10, целое число,
и сложным эфиром янтарной кислоты общей формулы (III)

где группы R3, одинаковые или различные, выбирают из монофункциональных алкильных радикалов, имеющих 1 - 5 атомов углерода, предпочтительно R3 выбирают из CH3 или C2H5;
R1 и R2 имеют указанные значения,
с образованием





где R, R1, R2, R3 и n имеют указанные значения;
b) внутримолекулярная конденсация соединения (IV), полученного на стадии (a), с образованием соединения с конденсированными кольцами, имеющего общую формулы (V)

где R, R1, R2, R3 и n имеют указанные значения;
c) гидролиз и декарбоксилирование соединения (V), полученного на стадии (b), с образованием



где R, R1, R2 и n имеют указанные значения;
d) восстановление



где R, R1, R2 = H;
n = 5 - 10, целое число;
R4 - алкильный радикал, имеющий 1 - 5 атомов углерода,
отличающийся тем, что он включает следующие стадии: a) конденсация Штоббе между кетоном общей формулы (II)

где R=R1=R2=H;
n = 5 - 10, целое число,
и сложным эфиром янтарной кислоты, имеющим общую формулу (III)

где группы R3, одинаковые или различные, выбирают из монофункциональных алкильных радикалов, имеющих 1 - 5 атомов углерода;
R1 и R2 имеют указанное значение,
с образованием





где R, R1, R2, R3 и n имеют указанные значения;
b) внутримолекулярная конденсация соединения (IV), полученного на стадии (a), с образованием соединения с конденсированными кольцами, имеющего общую формулы (V)

где R, R1, R2, R3 и n имеют указанные значения;
c) гидролиз и декарбоксилирование соединения (V), полученного на стадии (b), с образованием



где R, R1, R2 и n имеют указанные значения;
d) реакция


30.08.95 по пп.7 - 11, 13 - 17;
21.12.95 по пп.1 - 6 и 12.
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ получения камфена // 238541
Циклопентадиенильные производные, способ их получения и промежуточные соединения для их получения // 2168489
Изобретение относится к циклопентадиенильным производным общей формулы I A-X-B в которой 1) А представляет монофункциональный гидрокарбильный радикал, имеющий общую формулу II 2) -Х- представляет мостик между А и В и состоит из бифункционального радикала, выбранного из алкиленовой группы, силануленовой группы, алкилзамещенной силаалкиленовой группы, силоксасиланиленовой группы; 3) В представляет монофункциональный гидрокарбильный радикал, выбранный из: е) любого из радикалов А, определенных выше, f) циклопентадиенильного радикала
Способ получения 1-циклогексенилциклогексана // 2593992
Изобретение относится к способу получения 1-циклогексенилциклогексана из циклогексена в периодическом режиме при повышенной температуре в среде неполярного органического растворителя в присутствии гетерогенного катализатора. Способ характеризуется тем, что в качестве катализатора используют катализатор, содержащий В2О3 на носителе - γ-Al2O3, при следующем соотношении (% мас.): В2О3 - 5-15%, γ-Al2O3 - остальное, и процесс проводят при температуре 56-75°С и мольном соотношении циклогексен:катализатор (в расчете на B2O3) (3,4-8,9):1. Использование настоящего способа позволяет упростить процесс за счет проведения его в стеклянной колбе при более низкой температуре (56-75°С), а не в автоклаве, а также повысить конверсию циклогексена до 44,5% (при достаточно низкой температуре 56°С в течение 6 часов при 100% селективности) и до 76,1% (при температуре 70°С в течение 5 часов при 99,5% селективности). 1 табл., 6 пр.
Циклопентадиенильные производные, способ их получения и промежуточные соединения для их получения // 2168489
Изобретение относится к циклопентадиенильным производным общей формулы I A-X-B в которой 1) А представляет монофункциональный гидрокарбильный радикал, имеющий общую формулу II 2) -Х- представляет мостик между А и В и состоит из бифункционального радикала, выбранного из алкиленовой группы, силануленовой группы, алкилзамещенной силаалкиленовой группы, силоксасиланиленовой группы; 3) В представляет монофункциональный гидрокарбильный радикал, выбранный из: е) любого из радикалов А, определенных выше, f) циклопентадиенильного радикала