Способ совместного получения трео-5,6-дизамещенных гепт-1- енов и трео-5,6-дизамещенных дека-1,9-диенов

 

Способ совместного получения трео-5,6-дизамещенных гепт-1-енов и трео-5,6-дизамещенных дека-1,9-диенов общих формул CH₂=CH-CH₂-CH₂-CH (R')-CH(R')-CH₃(I) и CH₂= CH-CH₂-CH₂-CH (R')-CH(R')-CH₂-CH₂-CH=CH₂(II), где R' - н-бутил или бензил, которые могут найти применение в тонком органическом синтезе, синтезе биологически активных препаратов, специальных полимеров. Смесь, содержащую R²₂AlCl, где R² - этил или изобутил, металлический Mg, альфа-олефин R¹-CH= CH₂, где R¹ - н-бутил или бензил, и катализатор ZrCl₄ в молярном соотношении (20:22):10:(20:22):(0,2-0,4) соответственно в растворе тетрагидрофурана, выдерживают при перемешивании и комнатной температуре 8 ч, к полученной реакционной смеси добавляют BuZi при 0^oС, CuCl и аллилхлорид в молярном соотношении (20-22):(0,1-0,3):(60-66) соответственно и выдерживают при перемешивании и комнатной температуре 7 - 9 ч. Способ отличается высокой стерео- и региоселективностью. 1 табл.

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу совместного получения трео-5,6-дизамещенных гепт-1-енов и трео-5,6-дизамещенных дека-1,9-диенов общей формулы Указанные соединения могут найти применение в тонком органическом синтезе, а также в синтезе биологически активных препаратов, содержащих заместители исключительно трео-конфигурации, специальных полимеров.

Известен способ (патент Бельгии N 630046, 1963) получения замещенных декатриенов, например 1-фенил-1,4E, 9-декатриена совместно с 4-фенил-1,7-циклодекадиеном, заключающийся во взаимодействии бутадиена (350г) со стиролом (бутадиен:стирол ≈ 2:1) в присутствии трехкомпонентного катализатора, состоящего из Ni(acac)₂ (6,18 г), Et₂Aloet (6,3 г) и три-O-гидроксибифенилфосфита (12,9 г) в 100 мл циклооктадиена. Реакцию проводят в стальных автоклавах при температуре 80^oC под давлением 60 атм. В результате образуется 1,4E,9-декатриен (73,1%) и 4-фенил-1,7-циклодекадиен (4,3%). Недостатком способа является необходимость работы с пожаро- и взрывоопасным газообразным исходным реагентом (бутадиен) под давлением (60 атм) при сравнительно высокой температуре (≈ 80^oC), низкая селективность процесса и невозможность получения этим методом трео-замещенных декатриенов.

Известен способ получения замещенных декатриенов, например 1-фенил-1,4E, 9-декатриена (патент США N 3390195, 1968) совместно с 1,4,9-декатриеном и циклическими олигомерами бутадиена (4-винилциклогексен, циклооктадиен, циклододекатриен), заключающийся во взаимодействии бутадиена (100 г) со стиролом (бутадиен: стирол ≈ 2:1) в присутствии 3,9 ммоль CO и двухкомпонентного катализатора, состоящего из Ni (acac)₂ (3,9 ммоль) и AlEt₃(19,5 ммоль) в 25 мл бензола. Реакцию проводят в стальных автоклавах под давлением при температуре около 80^oC. В результате образуется сложная смесь углеводородов, состоящая из 1,4,9-декатриена, 1-фенил-1,4E,9-декатриена и циклических олигомеров (4-винилциклогексен, циклооктадиен, циклододекатриен).

Процесс обладает повышенной пожароопасностью, т.к. необходимо работать с газообразным исходным реагентом (бутадиен) под давлением при температуре около 80^oC. Кроме того, известный способ не позволяет получать трео-5,6-дизамещенные гепт-1-ены и трео-5,6-дизамещенные дека-1,9-диены.

Предлагается новый способ стереоселективного синтеза трео-5,6-дизамещенных гепт-1-енов и трео-5,6-дизамещенных дека-1,9-диенов.

Сущность способа заключается во взаимодействии α-олефинов, например, 1-гексена аллилбензола с металлическим магнием (порошок) и диизобутилалюминийхлоридом (i-Bu₂AlCl) или диэтилалюминийхлоридом (Et₂AlCl), взятых в молярном соотношении Mg: 10: (20-22): (20-22), преимущественно 10 : 21 : 21, в присутствии катализатора четыреххлористого циркония (ZrCl₄) в количестве 2-4 мол.% по отношению к металлическому магнию, предпочтительно 3 мол.%, в атмосфере аргона при комнатной температуре (22-23^oC) и нормальном давлении в тетрагидрофуране (ТГФ) при перемешивании в течение 8 ч с последующим добавлением BuLi в эквимолярном количестве по отношению к R²₂AlCl (BuLi: R²₂AlCl = 1:1) и при температуре около 0^oC однохлористой меди (CuCl) в количестве 1-3 мол.% по отношению к металлическому магнию, предпочтительно 2 мол.%, а аллилхлорида в трехкратном избытке по отношению к R²₂AlCl с последующим перемешиванием при комнатной температуре (22-23^oC) в течение 7-9 ч. Получают трео-5,6-дизамещенные гепт-1-ены и трео-5,6-дизамещенные дека-1,9-диены в соотношении ≈ 1:1 с общим выходом 82-96%. Реакция протекает по схеме Проведение указанной реакции в присутствии катализатора ZrCl₄ или CuCl больше соответственно 4 или 3 мол.% не приводит к существенному увеличению выхода целевых продуктов. Использование катализатора ZrCl₄ или CuCl меньше соответственно 2 или 1 мол.% по отношению к металлическому магнию снижает выход непредельных соединений, что связано с уменьшением реакционных центров. Опыты проводили при комнатной температуре (22-23^oC). При более высокой температуре (например, 50^oC) увеличивается содержание продуктов уплотнения, при меньшей температуре, например 0^oC, снижается скорость реакции.

Без диалкилалюминийхлоридов (R²₂AlCl) реакция не идет. Не удается осуществить реакцию при замене i-Bu₂AlCl или Et₂AlCl на другие алюминийорганические соединения, например AlEt₃, i-Bu₃Al, i-Bu₂AlH.

Таким образом, предложенный способ отличается от известного тем, что при известном способе используются в качестве исходных реагентов бутадиен, стирол и газообразная окись углерода, реакция протекает под давлением при повышенной температуре в присутствии фосфинового комплекса никеля. При предлагаемом способе реакция протекает в присутствии металлического Mg, α - олефинов, диалкилалюминийхлоридов (R²₂AlCl) , циркониевого и медного катализатора без давления при комнатной температуре.

Предлагаемый способ в отличие от известных позволяет получать с высокой регио- и стереоселективностью трео-5,6-дизамещенные гепт-1-ены и трео-5,6-дизамещенные дека-1,9-диены.

Пример 1. В стеклянный реактор объемом 100 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 21 ммоль i-Bu₂AlCl в 20 мл ТГФ, 10 ммоль магния (порошок), 21 ммоль 1-гексена и 0,3 ммоля ZrCl₄, перемешивают 8 ч при комнатной температуре 22-23^oC, добавляют при температуре ≈ 0^oC 21 ммоль BuLi, затем 0,2 ммоль CuCl и 63 ммоль аллилхлорида. Температуру медленно поднимают до комнатной и перемешивают 8 ч, реакционную массу обрабатывают водой, выделяют трео-5,6-ди(н-бутил)-гепт-1-ен и трео-5,6-ди(н-бутил)-дека-1,9-диен (≈ 1:1) с общим выходом 89%.

Спектральные характеристики трео-5,6-ди(н-бутил)-гепт-1-ена: ИК-спектр (ν , см^-1): 3080, 2930, 1640, 1460, 1375, 990, 910. Спектр ПМР (δ , м. д.): 0,74-0,95 (м, 9H, CH₃), 1,24 (м, 16H, CH, CH₂), 1,88-2,18 (м, 2H, CH₂), 4,88-5,08 (M, 3H, CH = CH₂).

Спектр ЯМР ¹³C (δ , м.д.): 113,9т (C¹), 139,6д (C²), 30,9т (C³), 32,4 (C⁴), 41,8д (C⁵), 34,3д (C⁶), 15,5к (C⁷), 34,3т (C⁷), 34,3т (C⁸), 30,2т (C⁹), 23,1т (C¹⁰), 14,2к (C¹¹), 33,7т (C¹²), 29,3т (C¹³), 22,1т (C¹⁴), 14,2к (C¹⁵), M⁺ 210.

Спектральные характеристики трео-5,6-ди(н-бутил)-дека-1,9-диена: ИК-спектр (ν , см^-1): 3095, 2985, 2940, 2870, 1640, 1470, 1010, 930. Спектр ПМР (δ , м.д.): 0,89 (т,6H,CH₃), 1,23 (м, 18H, CH, CH₂), 1,84 -2,18 (м, 4H, CH₂), 4,88-6,02 (м, 6H, CH=CH₂), Спектр ЯМР ¹³C (δ , м. д.): 114,08т (C¹), 139,48д(C²), 32,37т (C³), 30,38т (C⁴), 38,96д(C⁵), 30,21т (C⁶), 30,08т (C⁷), 23,14т (C⁸), 14,17к (C¹⁰), M⁺ 250.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

Все опыты проводили при комнатной температуре (22-23^oC) в ТГФ. В других растворителях (диоксан, эфир, гексан, бензол, циклогексан) выход целевых продуктов резко снижается.

Формула изобретения

Способ совместного получения трео-5,6-дизамещенных гепт-1-енов и трео-5,6-дизамещенных дека-1,9-диенов общей формулы I
и общей формулы II

где R¹ - н-бутил или бензил,
отличающийся тем, что смесь, содержащую в растворе тетрагидрофурана диалкилалюминийхлорид общей формулы
R²₂AlCl,
где R² - этил или изобутил, металлический магний, альфа-олефин общей формулы
R¹ - CH = CH₂,
где R¹ - н-бутил или бензил,
и катализатор - четыреххлористый цирконий в молярном соотношении 20 - 22 : 10 : 20 - 22 : 0,2 - 0,4 соответственно выдерживают при перемешивании 8 ч при комнатной температуре с последующим добавлением к полученной реакционной смеси при 0^oС бутиллития, однохлористой меди и аллилхлорида в молярном соотношении 20 - 22 : 0,1 - 0,3 : 60 - 66 соответственно и выдерживанием реакционной смеси при перемешивании и комнатной температуре в течение 7 - 9 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1