Способ получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов

Изобретение относится к способу получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I):

R=C6H13, , ;

R'=CH3, C2H5, C4H9,

которые могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности синтезе биологически активных соединений, обладающих пиретроидной, акарицидной, пестицидной, росторегулирующей, фунгицидной и противобактериальной активностями. Способ заключается в каталитическом взаимодействии олефина с металлоорганическим соединением и сложным эфиром. При этом в качестве металлоорганического соединения используют этилалюминийдихлорид (EtAlCl2), взаимодействие α-олефина общей формулы

R-СН=СН2,

где R=С6Н13, ,

со сложным эфиром формулы R'CO2R”, где R'=СН3, С2Н5, С4Н9; R”=Me, Et и EtAlCl2 проводят в присутствии Mg (порошок) и катализатора Ср2ZrCl2 при мольном соотношении R-CH=CH2:R'CO2R”:EtAlCl2: Mg:Cp2ZrCl2=10:10:(20-30):(10-14):(0.8-1.2) в атмосфере аргона при температуре 20-22°С и атмосферном давлении в течение 8-12 ч. Способ позволяет получить целевые продукты с высокой региоселективностью. 1 табл.

Реферат

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно, к новому способу получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I):

(1), где R=C6H13, , ; R'=CH3, C2H5, C4H9,

Замещенные циклопропаны могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности синтезе биологически активных соединений, обладающих пиретроидной, акарицидной, пестицидной, росторегулирующей, фунгицидной и противобактериальной активностями (Куковинец О.С., Николаева С.В., Касрадзе В.Г., Зайнуллин Р.А., Кунакова Р.В., Абдуллин М.И. Циклопропаны (свойства, синтез, применение). Изд. «Гилем», Уфа, 2006, 152 с).

Известен способ (О.Г. Кулинкович, Д.А. Василевский, А.И. Савченко, С.В. Свиридов. Катализируемое тетраизопропоксититаном взаимодействие алкилмагнийгалогенидов со сложными эфирами как удобный метод получения замещенных циклопропанолов. ЖОрХ, 1991, т.27, вып.7, 1428-1430) получения 1,2-алкил(фенил)замещенных циклопропанолов общей формулы (2) действием магнийорганического реагента на сложные эфиры в присутствии каталитических количеств Ti(OPri)4 в эфире при температуре 18-20°С по схеме:

Известный способ получения 1,2-алкил(фенил)замещенных циклопропанолов (2) не технологичен, т.к. предполагает применение в качестве одного из исходных реагентов высших магнийорганических соединений (МОС), которые в стране не производятся.

Известен способ (O.G. Kulinkovich, A.I. Savchenko, S.V. Sviridov, D.A. Vasilevski. Titanium (IV) Isopropoxide-catalysed Reaction of Ethylmagnesium Bromide with Ethyl Acetate in the Presence of Styrene. Mendeleev Commun., 1993, 230-231) получения 1-метил-2-фенилциклопропанола общей формулы (3) с выходом 42% действием этилмагнийбромида на смесь этилацетата и стирола в присутствии каталитических количеств Ti(OPri)4 в кипящем эфире по схеме:

Известный способ предполагает получение 1-метил-2-фенилциклопропанола (3) из стирола и этилмагнийбромида, который в стране не производится.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по технологичным методам синтеза 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (1) из промышленно доступных исходных реагентов.

Предлагается способ региоселективного получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (1) из выпускаемых в промышленных масштабах исходных реагентов.

Сущность способа заключается во взаимодействии α-олефинов общей формулы R-СН=CH2, где R=С6Н13, , ; с эквимольным количеством сложного эфира общей формулы R'CO2R”, где R'=СН3, С2Н5, С4H9; R”=Me, Et, в присутствии этилалюминийдихлорида (EtAlCl2), магния (Mg, порошок) и катализатора Cp2ZrCl2, взятых в мольном соотношении R-CH=CH2:R'CO2R”:EtAlCl2:Mg:Cp2ZrCl2=10:10:(20-30):(10-14):(0.8-1.2), предпочтительно 10:10:25:12:1. Реакцию проводят в атмосфере аргона при комнатной температуре (20-22°С) и атмосферном давлении. Время реакции 8-12 ч, выход целевого продукта 30-58%. В качестве растворителя необходимо использовать эфирные растворители (ТГФ). Реакция протекает по схеме:

R=C6H13, , ; R'=CH3, C2H5, C4H9; R”=CH3, C2H5

Целевой продукт (1) образуется только лишь с участием сложных эфиров (R'CO2R”), этилалюминийдихлорида (EtAlCl2), α-олефина (R-СН=СН2) и магния (акцептор ионов хлора). В присутствии других соединений алюминия (например, изо-Bu3Al, Еt3Аl, изо-Bu2AlH), других эфиров (например, простые эфиры), других непредельных соединений (например, дизамещенные олефины, терминальные ацетилены) или других металлов (например, Аl, Сu, Fe) целевые продукты (1) не образуются.

Реакцию проводят при комнатной температуре 20-22°С. При более высокой температуре (например, 50°С) увеличиваются энергозатраты на проведение реакции, при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к α-олефину не приводит к значительному повышению выхода целевого продукта (1). Снижение количества EtAlCl2, R'CO2R” или Mg по отношению к α-олефину уменьшает выход замещенных циклопропанолов (1).

Существенные отличия предлагаемого способа:

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходных реагентов α-олефинов общей формулы R-СН=СН2, где R=C6H13, , этилалюминийдихлорида (EtAlCl2), магния (Mg, порошок) и катализатора Cp2ZrCl2. В качестве растворителя используется ТГФ. Реакция проводится при комнатной температуре (20-22°С). В известном способе в качестве исходного реагента применяется стирол, магнийорганическое соединение (EtMgBr), катализатор Ti(OPri)4, а в качестве растворителя - диэтиловый эфир. Реакция проводится в кипящем эфире.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолы общей формулы (1) с применением выпускаемых промышленностью исходных реагентов в пожаробезопасных условиях (20-22°С, ТГФ).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 5 мл ТГФ, 10 ммолей этилацетата (MeCO2Et), 10 ммолей окт-1-ена, 12 мг·ат. магния (Mg, порошок), 1.0 ммоль катализатора Cp2ZrCl2, при температуре ~ 0°С добавляют 25 ммолей этилалюминийдихлорида (EtAlCl2), перемешивают при температуре 20-22°С в течение 10 ч. Получают индивидуальный 1-метил-2-гексилциклопропанол (1) с выходом 48%.

Спектральные характеристики 1-метил-2-гексилциклопропанола (I):

ИК (ν, см-1): 3360 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3):0.036 т (1Н,
СН2 цикл, 2J≈3J=6.0 Гц); 0.80-1.16 м (5Н,
СН, СН2, СН3); 1.18-1.35 (м, 10Н, 5СН2), 1.39 с
(3Н, СН3).

Спектр 13С (CDCl3, δ, м.д.): 14.06, 20,17, 20.46, 22.63, 25.58, 29.15, 29.65, 29.89, 31.83, 55.48. М+ 156.

Спектральные характеристики 1-метил-2-циклогекс-3-енилциклопропанола (1):

ИК (ν, см-1): 3380 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3): 0.09 дд (2J≈
3J≈5.2 Гц, 1Н, СН2); 0.81 м (1Н,СН2
циклопроп); 0.82-0.91 м (2Н, СН2); 0.92-0.98
м (1Н, СН); 1.96-2.08 м (2Н, СН 2-СН=СН);
1.14-1.37 м (1Н, СН циклопроп); 1.42 с, 1.44 с
(3Н, CH3); 2.03-2.21 м (2Н, СН 2-СН=СН);
5.62-5.63 м (2Н, СН=CН).

Спектр 13С (CDCl3, δ, м.д.): 19.03, 20.48(20.63), 24.97, 28.01(29.28), 31.07(31.12), 31.38(32.05), 35.28, 55.37(55.56), 126.22(126.52), 126.87(126.95). M+ 152.

Спектральные характеристики 1-метил-2-бензилциклопропанола (1):

ИК (ν, см-1): 3380 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3): 0.29 т (1Н,
СН2 цикл, 2J≈3J=6.0 Гц); 1.28-1.39 м (1Н, СН
цикл); 0.99 дд (1Н, СН2 цикл, 2J=6.0 Гц,
3J=10.0 Гц); 1.50 с (3Н, СН3); 2.57 дд (1Н,
CH2-Ph, 2J=15.2 Гц, 3J=7.2 Гц), 2.68 дд (1Н,
CH2-Ph, 2J=15.2 Гц, 3J=7.2 Гц); 7.19-7.45 м
(5H, CH-Ph)

Спектр 13С (СDCl3, δ, м.д.): 20.36, 20,74, 26.08, 35.65, 55.75, 125.91,127.99, 128.15, 141.62. М+ 162.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

№ п/п α-олефин R-CH=CH2 Сложный эфир (R'CO2R”) Мольное соотношение R-CH=CH2:R'CO2R”:EtAlCl2:Mg:Cp2ZrCl2,ммоль Время реакции, час Выход (1), %
1 окт-1-ен этилацетат 10:10:25:12:1.0 10 48
2 -//- -//- 10:10:30:12:1.0 10 52
3 -//- -//- 10:10:20:12:1.0 10 41
4 -//- -//- 10:10:25:14:1.0 10 50
5 -//- -//- 10:10:25:10:1.0 10 45
6 -//- -//- 10:10:25:12:1.2 10 58
7 -//- -//- 10:10:25:12:0.8 10 35
8 -//- -//- 10:10:25:12:1.0 12 54
9 -//- -//- 10:10:25:12:1.0 8 43
10 винилцикло-
гекс-3-ен -//- 10:10:25:12:1.0 10 42
11 аллилбензол -//- 10:10:25:12:1.0 10 49
12 -//- метилацетат 10:10:25:12:1.0 10 44
13 -//- этилпропионат 10:10:25:12:1.0 10 39
14 -//- этилпентаноат 10:10:25:12:1.0 10 30

Все опыты проводили при температуре 20-22°С в ТГФ.

Способ получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I): R=C6H13, , ; R'=CH3, C2H5, C4H9,каталитическим взаимодействием олефина с металлоорганическим соединением и сложным эфиром, отличающийся тем, что в качестве металлоорганического соединения используют этилалюминийдихлорид (EtAlCl2), взаимодействие α-олефина общей формулы R-CH=CH2, где R - С6Н13, со сложным эфиром формулы R'CO2R'', где R' - СН3, С2Н5, С4Н9; R'' - Me, Et и EtAlCl2 проводят в присутствии Mg (порошок) и катализатора Cp2ZrCl2 при мольном соотношении R-СН=СН2:R'CO2R'':EtAlCl2:Mg:Cp2ZrCl2=10:10:(20-30):(10-14):(0,8-1,2) в атмосфере аргона при температуре 20-22°С и атмосферном давлении в течение 8-12 ч.