Способ получения 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов

Способ получения 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно к усовершенствованному способу получения 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов общей формулы (I):

Замещенные 1-иод-1,3-бутадиены могут найти применение в тонком органическом и металлоорганическом синтезе в качестве исходных полупродуктов в синтезе веществ, обладающих биологической активностью, а также полимерных соединений.

Известен способ ([1], T.Takahashi, W.-H.Sun, C.Xi, H.Ubayama and Z.Xi. Selective one carbon-carbon bond formation reaction of zirconacyclopentadienes with aryl iodides or alkynyl iodides // Tetrahedron, 54 (1998) 715-728) получения замещенных 1-иод-1,3-бутадиенов (2) взаимодействием бис-циклопентадиенилцирконациклопентадиенов с фенилиодидом в присутствии 2 экв. CuCl и 2.5 экв. ДМФА при 50°С с последующей обработкой реакционной массы эфирным раствором I₂ по схеме:

Известным способом не могут быть получены 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиены (1).

Известен способ ([2], S.L.Buchwald, R.B.Nielsen. Selective, zirconium-mediated cross-coupling of alkynes: the synthesis of isomerically pure 1,3-dienes and 1,4-diiodo-1,3-dienes // J. Am. Chem. Soc., 111 (1989), 2870-2874) получения замещенных 1-иод-1,3-бутадиенов (1) взаимодействием тетразамещенных бис-циклопентадиенилцирконациклопентадиенов, полученных взаимодействием 1,2-дизамещенных ацетиленов со стехиометрическим количеством цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂), предварительно обработанного двумя эквивалентами бутиллития (n-BuLi) при -78°С в тетрагидрофуране, с последующей добавкой I₂ при температуре -78°С по схеме:

Известный способ получения 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов (1) предполагает использование стехиометрического количества дорогостоящего цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂), пирофорного n-BuLi, кроме того, в ходе реакции необходимо поддерживать низкую температуру -78°С.

Предлагается усовершенствованный способ синтеза 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии дизамещенных ацетиленов формулы R-≡-R, где R=С₂Н₅, н-С₃Н₇, н-С₄Н₉, с н-BuMgCl в присутствии катализатора цирконацендихлорида Cp₂ZrCl₂, взятых в мольном соотношении R-≡-R: н-BuMgCl: Cp₂ZrCl₂=10:(22-26):(1.0-1.4), предпочтительно 10:24:1.2, перемешиванием в течение 3 часов и с последующим добавлением при 0°С эфирного раствора I₂ в количестве 1.1 мольных эквивалента по отношению к н-BuMgCl и перемешиванием реакционной массы в атмосфере аргона при комнатной температуре (˜20°С) и атмосферном давлении в течение 3-5 часов. Выход целевых продуктов 45-59%. В качестве растворителя необходимо использовать диэтиловый эфир, в других эфирных растворителях (ТГФ, диоксан) выход целевых продуктов (1) значительно снижается.

Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты (1) образуются только лишь с участием дизамещенных ацетиленов, н-BuMgCl, I₂ и катализатора Cp₂ZrCl₂. В присутствии других катализаторов на основе комплексов переходных металлов (например, Zr(acac)₄, Ср₂TiCl₂, Pd(acac)₂, Ni(асас)₂, Fe(асас)₃) целевые продукты (1) не образуются.

Проведение реакции в присутствии катализатора Cp₂ZrCl₂ больше 14 мол.% по отношению к ацетилену не приводит к существенному увеличению выхода целевых продуктов (1). Использование в реакции катализатора Cp₂ZrCl₂ менее 10 мол.% снижает выход МОС (1), что связано со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Опыты проводили при комнатной температуре ˜ 20°С. При более высокой температуре (например, 50°С) увеличивается содержание продуктов уплотнения, при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения содержания н-BuMgCl по отношению к ацетилену не приводит к значительному повышению выхода целевых продуктов (1). Снижение количества н-BuMgCl по отношению к ацетилену уменьшает выход (1).

Существенные отличия предлагаемого способа:

1. В предлагаемом способе используются в качестве исходного реагента н-BuMgCl и каталитические количества Cp₂ZrCl₂. В известном способе 1-иод-1,3-бутадиены (1) получают из стехиометрического количества Cp₂ZrCl₂ и пирофорного реагента бутиллития с дополнительной стадией восстановления Cp₂ZrCl₂ бутиллитием.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

1. Способ позволяет получать с высокой селективностью 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиены (1) с использованием каталитических количеств дорогостоящего цирконацендихлорида без применения пирофорного н-BuLi.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 1.2 ммоль Cp₂ZrCl₂, 10 ммоль окт-4-ина и при температуре ˜0°С 24 ммоль н-BuMgCl (2M раствор в Et₂O). Перемешивают при комнатной температуре 3 часа. Далее реакционную массу охлаждают до 0°С и по каплям прибавляют 26.4 ммоль 12 (эфирный раствор). Температуру доводят до комнатной и перемешивают 4 часа. Получают индивидуальный 4-иод-5,6-дипропил-4,6-декадиен (3) с выходом 52%.

Спектральные характеристики 4-иод-5,6-дипропил-4,6-декадиена (3).

Спектр ЯМР 13С (δ, м.д.): 13.57 (С13,16), 14.0 (С10), 14.44 (С1), 21.97 (С15), 22.45 (С2), 22.51 (С12), 23.58 (С9), 31.78 (С11), 32.33 (С8), 33.81 (С14), 54.75 (С3), 117.24 (С4), 132.52 (С7), 152.3 (С5), 154.48 (С6).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.

Таблица 1
№№ п/п	R-≡-R	Мольное соотношение RC=CR: н-BuMgCl:I2:Cp2ZrCl2, ммоль	Время реакции, час	Выход (1), %
1	гекс-3-ин	10:24:26.4:1.2	7	55
2	"	10:26:28.6:1.2	7	57
3	"	10:22:24.2:1.2	7	50
4	"	10:24:26.4:1.4	7	59
5	"	10:24:26.4:1.0	7	45
6	"	10:24:26.4:1.2	8	54
7	"	10:24:26.4:1.2	6	48
8	окт-4-ин	10:24:26.4:1.2	7	52
9	дец-5-ин	10:24:26.4:1.2	7	47

Все опыты проводили при комнатной температуре (˜20°С) в диэтиловом эфире.

Способ получения 1,2,3,4-тетраалкил-1-иод-1,3-бутадиенов общей формулы (I)

,

где R=C₂H₅, н-C₃H₇, н-C₄H₉ включающий взаимодействие 1,2-дизамещенных ацетиленов с металлоорганическим соединением в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂) в среде растворителя с последующим добавлением I₂, отличающийся тем, что в качестве металлорганического соединения используют н-BuMgCl при мольном соотношении R-≡-R: н-BuMgCl:Cp₂ZrCl₂=10:(22-26):(1,0-1,4), реакцию проводят в диэтиловом эфире при 20°С, а последующее добавление эфирного раствора I₂ при 0°С с дальнейшим перемешиванием в аргоне при 20°С в течение 3-5 ч.