Способ совместного получения 1'-(3-1н-индолметил)-1'-этилформил-( c60-ih)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана и 1'a-(3-1н-индолметил)-1'a-этилформил-1'a-карба-1'(2')a-гомо(c60-ih)[5,6]фуллерена

Способ совместного получения 1'-(3-1н-индолметил)-1'-этилформил-( c60-ih)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана и 1'a-(3-1н-индолметил)-1'a-этилформил-1'a-карба-1'(2')a-гомо(c60-ih)[5,6]фуллерена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу совместного получения 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерена общей формулы (1) и (2):

Функционально замещенные фуллерены могут найти применение в качестве комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также при создании новых материалов с заданными электронными, магнитными и оптическими свойствами.

Известен способ (R.Sijbesma, G.Srdanov, F.Wudl, J.A.Castoro, C.Wilkins, S.H.Friedman, D.L.DeCamp, G.L.Kenyon. J.Am.Chem.Soc. 1993, 115, 6510 [2]) получения фуллероциклопропана (7) с выходом 93% реакцией C₆₀-фуллерена (3) с 4,4'-бис(N-ацетил-2-аминоэтил)дифенилдиазометаном (4) в сухом пиридине в присутствии янтарного ангидрида при комнатной температуре в течение 24 ч.

Известный способ не позволяет получать 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропан и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерен общей формулы (1) и (2).

Известен способ (L.Isaacs, A.Wehtsig, F.Diederich. Helv.Chem.Acta. 1993, 76, 1231 [1]) совместного получения 1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана (6) и 1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерена (7) с суммарным выходом 35% реакцией С₆₀-фуллерена (3) с диазоуксусным эфиром при температуре 110°С в течение 7 ч в соотношении 1:6.

Известный способ не позволяет получать 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропан и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерен общей формулы (1) и (2).

Предлагается новый способ получения 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана (1) и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерена (2).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена (C₆₀) с этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетатом в присутствии трехкомпонентного катализатора {Pd(acac)₂: 2PPh₃:4Et₃Al}, взятыми в мольном соотношении C₆₀:этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетат: Pd(acac)₂:PPh₃:Et₃Al=0.01:(0.01-0.10):(0.0015-0.0025):(0.003-0.005):(0.006-0.01), предпочтительно 0.01:0.05:0.002:0.004:0.008, в o-дихлорбензоле {о-ДХБ) в качестве растворителя при температуре 80°С в течение 0.5-1.5 ч. Получают 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропан и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерен (2) с общим выходом 30-55% в соотношении (1):(2)~6:1. Реакция протекает по схеме:

Проведение указанной реакции в присутствии палладиевого катализатора [Pd] больше 20 мол.% по отношению к фуллерену C₆₀ не приводит к существенному увеличению выходов целевых продуктов (1) и (2). Применение палладиевого катализатора [Pd] в количестве меньше 20 мол.% по отношению к фуллерену C₆₀ снижает выход целевого продукта, что связано с уменьшением реакционных центров. Реакцию следует проводить при температуре 80°С. Проведение реакции при более высокой температуре (например, 100°С) связано с увеличением энергозатрат, при меньшей температуре (например, 60°С) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа.

Предлагаемый способ базируется на использовании этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетата и каталитических количеств комплекса палладия, реакция идет в доступном о-дихлорбензоле.

Предлагаемый способ, в отличие от известных, позволяет получать 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропан (1) и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерен (2), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется примерами.

К раствору 0.002 ммолей Pd(acac)₂ в 0.5 мл о-ДХБ в токе сухого аргона при температуре -5°С и перемешивании добавляют 0.004 ммолей PPh₃, 0.008 ммолей Et₃Al и 0.01 ммолей C₆₀-фуллерена в 1 мл о-ДХБ. Реакционную массу нагревают до 80°С и по каплям добавляют 0.05 ммолей этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетата в 0.5 мл о-ДХБ. Через 1.0 ч реакционную массу охлаждают и пропускают через колонку с небольшим слоем силикагеля. Получают 1'-(3-1H-индолметил)-1'-этилформил-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропан и 1'a-(3-1H-индолметил)-1'a-этилформил-1'-карба-1'(2')а-гомо(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерен (2) в соотношении ~6:1 с общим выходом 41% (по данным ВЭЖХ).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1

Таблица 1
№ п/п	Мольное соотношение C60:этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетата:Pd(acac)2:PPh3:Et3Al, ммоль	Время реакции, ч	Суммарный выход целевых продуктов (1) и (2), %
1	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	1	41
2	0.01:0.10:0.002:0.004:0.008	1	49
3	0.01:0.01:0.002:0.004:0.008	1	36
4	0.01:0.05:0.0025:0.005:0.01	1	55
5	0.01:0.05:0.0015:0.003:0.006	1	35
6	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	1.5	48
7	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	0.5	30

Реакции проводили при температуре 80°С в о-дихлорбензоле в качестве растворителя.

Способ совместного получения 1'-(3-1Н-индолметил)-1'-этилформил-(С₆₀-I_h)[5,6]фуллеро[2',3':1,9]циклопропана и 1'а-(3-1Н-индолметил)-1'а-этилформил-1'а-карба-1'(2')а-гомо(С₆₀-I_h)[5,6]фуллерена общей формулы (1) и (2) отличающийся тем, что С₆₀-фуллерен взаимодействует с этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетатом в о-дихлорбензоле в присутствии трехкомпонентного катализатора {Pd(асас)₂:2PPh₃:4Et₃Al}, взятыми в мольном соотношении С₆₀: этил 2-(3-1Н-индолметил)-2-диазоацетат: Pd(асас)₂: PPh₃: Et₃Al = 0,01:(0,01-0,10):(0,0015-0,0025):(0,003-0,005):(0,006-0,01), предпочтительно 0,01:0,05:0,002:0,004:0,008, при температуре 80°С в течение 0,5-1,5 ч.