Способ селективного получения 1'-алкил-1'-n-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2',3':1,9](c60-ih)[5,6]фуллеренов

Способ селективного получения 1'-алкил-1'-n-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2',3':1,9](c60-ih)[5,6]фуллеренов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу селективного получения 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллеренов общей формулы (1):

,

Функционально замещенные фуллерены могут найти применение в качестве высокоактивных исходных веществ в синтезе лекарственных препаратов нового поколения для лечения опасных заболеваний человека (Л.Н.Сидоров, М.А.Юровская, А.Я.Борщевский, И.В.Трушков, И.Н.Иоффе. Фуллерены: Учебное пособие. М.: Издательство «Экзамен», 2005, 688 с.[1], Л.Б.Пиотровский, О.И.Киселев. Фуллерены в биологии, СПб.: ООО «Издательство "Росток"», 2006, 336 с. [2]).

Известен способ (R.Gonzalez, B.W.Knight, F.Wudl. J. Org. Chem., 1994, 59, 7949 [3]) получения продукта межмолекулярной циклизации 4 в условиях реакции фуллерена C₆₀ 2 со сложными диазоамидами 3 в присутствии тетраперфторбутирата диродия [Pvh₂(pfb)₄] в качестве катализатора.

Известный способ не позволяет получать 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллерены общей формулы (1).

Известен способ (A.Skiebe, A.Hirsch. J.Chem.Soc, Chem. Commun., 1994, 335 [4]) получения смеси метано- (5) и стереоизомерных гомофуллеренов (6, 7) с общим выходом 20-30% реакцией C₆₀-фуллерена (2) с диазоамидами в кипящем толуоле в течение 48 ч.

Известный способ не позволяет селективно получать 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллерены общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по синтезу 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллеренов (1).

Предлагается новый способ получения 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллеренов (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена (C₆₀) с α-замещенными диазоамидами формулы N₂C(R)C(O)NHCy (R=Me, i-Bu, -(CH₂)2SMe) в о-дихлорбензоле в присутствии трехкомпонентного катализатора {Pd(acac)₂:2PPh₃:4Et₃Al}, взятыми в мольном соотношении C₆₀:диазосоединение:Pd(acac)₂:PPh₃:Et₃Al=0.01:(0.03-0.07):(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°C в течение 0.2-1.0 ч.

Получают 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9]-(C₆₀-I_h)[5,6]фуллерены (1) с выходом 34-59%. Реакции протекают по схеме:

Проведение указанной реакции в присутствии палладиевого катализатора [Pd] больше 20 мол % по отношению к фуллерену C₆₀ не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Применение палладиевого катализатора [Pd] в количестве меньше 20 мол % по отношению к фуллерену C₆₀ снижает выход целевого продукта, что связано, возможно, с уменьшением реакционных центров. Реакцию следует проводить при температуре 80°C. Проведение реакции при более высокой температуре (например, 100-120°C) связано с увеличением энергозатрат, при меньшей температуре (например, 40-60°C) резко снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа:

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве катализатора трехкомпонентного катализатора Pd(acac)₂-PPh₃-Et₃Al. Предлагаемый способ, в отличие от известных, позволяет селективно получать 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9]-(C₆₀-4)[5,6]фуллерены (1), селективный синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется примерами.

К раствору 0.61 мг (0.002 ммолей) Pd(acac)₂ в 0.1 мл о-ДХБ в токе сухого аргона при температуре -5°C и перемешивании добавляют 1.048 мг (0.004 ммолей) PPh₃, 0.008 ммолей Et₃Al и 10 мг (0.0139 ммолей) С₆₀-фуллерена в 1 мл о-ДХБ. Реакционную массу нагревают до 80°С и по каплям добавляют 1 мг (0.01 ммолей) соответствующего диазоамида в 0.5 мл о-ДХБ. Через 0.5 ч реакционную массу охлаждают и пропускают через колонку с небольшим слоем силикагеля. Получают 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллерены (1) с выходом ~51% (по данным ВЭЖХ).

Спектральные характеристики (1):

	Спектр ЯМР 1H (CDCl3, CS2), δ, м.д., J/Гц: 1.39 и 2.18 (м, 4Н, 2СН2), 1.52 и 1.93 (м, 4Н, 2СН2), 1.77 (м, 2Н, СН2), 2.54 (с, 3H, CH3), 4.29 (м, 1H, СН).
Спектр ЯМР 13C (CDCl3, CS2), δ, м.д.: 17.32, 25.46, 26.05, 33.53, 49.69, 62.00, 78.30, 138.07, 138.82, 139.33, 141.19, 141.54, 141.69, 142.04, 142.24, 142.31, 142.48, 142.83, 143.04, 143.18, 143.56, 143.71, 143.84, 143.90, 144.01, 144.13, 144.33, 144.54, 144.87, 145.23, 145.55, 146.39, 147.65, 148.32, 165.95. MALDI TOF, m/z 873.120 [M]- (C69H15NO).
	Спектр ЯМР 1H (CDCl3, CS2), O, м.д., J/Гц: 0.99 (д, 6Н, 2СН3, J=6.0 Hz), 1.30 (м, H, CH), 1.38 и 2.15 (м, 4Н, 2СН2), 1.51 и 1.83 (м, 4Н, 2СН2), 1.60 (м, 2Н, 1.72 (м, 2H, СН2), 4.23 (м, 1H, CH).
Спектр ЯМР 13C (CDCl3, CS2), δ, м.д.: 24.12, 25.30, 25.97, 26.20, 33.47, 40.34, 49.23, 63.98, 79.32, 137.95, 138.14, 138.71, 138.41, 140.51, 141.42, 141.56, 142.11, 142.19, 142.27, 142.29, 142.52, 142.90, 143.13, 143.18, 143.24, 143.51, 143.63, 143.87, 144.22, 144.78, 144.87, 145.17, 145.28, 147.32, 147.61, 148.87, 165.88. MALDI TOF, m/z 915.169 [M]- (C72H21NO).

Спектр ЯМР 1H (CDCl3, CS2), δ, м.д., J/Гц: 1.39 и 2.74 (м, 4Н, 2СН2), 1.54 и 1.88 (м, 4Н, 2СН2), 1.78 (м, 2Н, СН2), 2.14 (с, 3H, CH3), 3.12 (т, 2Н, СН2, J=7.2 Hz), 3.25 (т, 2Н, CH2, J=7.2 Hz), 4.27 (м, 1H, СН).

Спектр ЯМР 13C (CDCl3, CS2), δ, м.д.: 16.20, 25.64, 25.73, 30.17, 31.33, 33.31, 49.35, 63.82, 79.07, 137.09, 137.87, 138.10, 138.16, 139.19, 140.53, 141.44, 141.79, 142.15, 142.20, 142.26, 142.37, 142.44, 142.99, 143.16, 143.26, 143.48, 143.74, 143.90, 144.23, 144.35, 144.53, 144.80, 144.88, 145.13, 145.25, 145.39, 145.53, 14657, 147.30, 147.53, 147.85, 165.93. MALDI TOF, m/z 933.193 [M]- (C71H19NOS).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1

Таблица 1
№ п/п	R	Мольное соотношение C60 диазосоединение: Pd(acac)2:PPh3:Et3Al, ммоль	Время реакции, час	Выход целевых продуктов (1), %
	R=Me
1		0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	0.5	51
2	0.01:0.07:0.002:0.004:0.008	0.5	52
3	0.01:0.03:0.002:0.004:0.008	0.5	44
4	0.01:0.05:0.0025:0.005:0.01	0.5	59
5	0.01:0.05:0.0015:0.003:0.006	0.5	34
6	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	1.0	53
7	R=/-Bu	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	0.2	38
9	R=-(CH2)2SME	0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	0.5	47
8		0.01:0.05:0.002:0.004:0.008	0.5	45

Реакции проводили при температуре 80°C в o-дихлорбензоле.

Способ селективного получения 1′-алкил-1′-N-циклогексилкарбоксаамидилциклопропа[2′,3′:1,9](C₆₀-I_h)[5,6]фуллеренов (1), ,характеризующийся тем, что C₆₀-фуллерен взаимодействует с α-замещенными диазоамидами формулы N₂C(R)C(O)NHCy (R=Me, i-Bu, -(CH₂)₂SMe) в o-дихлорбензоле в присутствии трехкомпонентного катализатора {Pd(acac)₂:2PPh₃:4Et₃Al}, взятыми в мольном соотношении C₆₀:диазосоединение:Pd(acac)₂:PPh₃:Et₃Al=0.01:(0.03-0.07):(0.0015-0.0025):(0.003-0.005):(0.006-0.01) при температуре 80°C в течение 0.2-1.0 ч.