Способ получения 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения функционально замещенных фуллеренов, которые могут найти применение в качестве комплексообразователей, сорбентов, биологически активных соединений, а также при создании новых материалов с заданными свойствами. Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 с водой в присутствии катализатора Cp2ZrCl2 в среде толуола при температуре 70-90°С в течение 0.5-1.5 ч. Технический результат - способ селективного получения 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена. Выход целевого продукта составляет 72-94%. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно, к способу получения 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена общей формулы (1):

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

Известен способ ([1], L.Y.Chiang, L.Y.Wang, S.-M.Tseng, J.-S.Wu, K.-H.Hsieh. J.Chem.Soc., Chem.Commun., 1994, 2675) получения смеси фуллеренолов формулы (2) реакцией С60 с реагентом Н2SO4·SO3 с последующим гидролизом реакционной массы водой по схеме:

Известный способ приводит к образованию сложной смеси фуллеренолов (2) и не позволяет селективно получать 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерен (1).

Известен способ ([2], N.S.Schneider, A.D.Darwish, H.W.Kroto, R.Taylor, D.R.M.Walton. J.Chem.Soc., Chem.Commun., 1994, 463) получения смеси фуллеренолов формулы (3) гидроборированием С60 в тетрагидрофуране с последующим окислением реакционной массы с помощью щелочной перекиси водорода по схеме:

Известным способом не может быть получен индивидуальный 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерен (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по селективному синтезу 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена (1).

Предлагается новый способ селективного получения 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 с водой (Н2О) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl2), взятыми в мольном соотношении соответственно 0.01:(45-65):(0.0015-0.0025), предпочтительно 0.01:55:0.0020, при температуре 70-90°С в течение 0.5-1.5 ч, предпочтительно 1 ч, в растворе толуола. Выход 1-гидрокси-1,2-дигидро [60] фуллерена (1) составляет (по данным ВЭЖХ) 72-94%. Реакция протекает по схеме:

Воду берут с большим избытком по отношению к фуллерену С60 с целью повышения выхода целевого продукта (1). Снижение количества воды по отношению к С60 нецелесообразно, так как приводит к уменьшению выхода целевого продукта.

1-Гидрокси-1,2-дигидро [60] фуллерен (1) образуется только с участием фуллерена[60] и воды под действием катализатора Cp2ZrCl2.

Проведение указанной реакции в присутствии циркониевого катализатора Cp2ZrCl2 больше 0.0025 мольных долей по отношению к С60 не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора Cp2ZrCl2 менее 0.0015 мольных долей по отношению к С60 снижает выход продукта (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону значительного увеличения содержания воды по отношению к фуллерену[60] не приводит к существенному увеличению выхода 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена (1).

Существенные отличия предлагаемого способа:

1. Предлагаемый способ базируется на использовании воды в качестве исходного реагента и катализатора Cp2ZrCl2. В известном способе используется гидрид бора и щелочная перекись водорода. Предлагаемый способ в отличие от известного позволяет селективно вводить в молекулу фуллерена один гидроксильный фрагмент с селективным получением 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена (1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянную колбу помещают 0.01 ммоля фуллерена С60, 6 мл толуола, 55 ммолей воды и 0.0020 ммоль катализатора Cp2ZrCl2, перемешивают 1 час при температуре 80°С, получают 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерен с выходом 88% (по данным ВЭЖХ).

Спектр ЯМР13С (δ, м.д.) 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена(1).

52.97 (С1), 70.79 (С2). Сигналы углеродных атомов фуллеренового фрагмента располагаются в области 137-156.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№№ п/пМольное соотношение, C602О:Cp2ZrCl2, ммольТемпература реакции, °СВремя реакции, часВыход (1), %
12345
1.0.01:55:0.00280188
2.0.01:65:0.00280191
3.0.01:45:0.00280177
4.0.01:55:0.002580194
5.0.01:55:0.001580172
6.0.01:55:0.002801.590
7.0.01:55:0.002800.575
8.0.01:55:0.00270173
9.0.01:55:0.00290192

В качестве растворителя использовали толуол, т.к. в нем наибольшая растворимость фуллерена С60.

Способ получения 1-гидрокси-1,2-дигидро[60]фуллерена общей формулы (1)

отличающийся тем, что фуллерен С60 подвергают взаимодействию с водой в присутствии катализатора цирконацендихлорида в мольном соотношении С602O:Cp2ZiCl2, равном 0,01:(45-65):(0,0015-0,0025), в среде толуола в качестве растворителя при температуре 70-90°С в течение 0,5-1,5 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения полициклического диола-пентацикло [8.2.1.1. .

Изобретение относится к способу производства этиленоксида с использованием высокоселективного катализатора эпоксидирования, включающего от 0,1 микромоля до 10 микромолей рения на грамм общей массы катализатора.

Изобретение относится к способу получения гексафторизопропанола, который используют в качестве растворителя ряда полимерных материалов, как ценный эмульгатор и в качестве исходного сырья для получения севофлурана - анестетика нового поколения.
Изобретение относится к способу получения оксида олефина, включающему взаимодействие исходной смеси, содержащей олефин и кислород, в присутствии содержащего серебро катализатора.

Изобретение относится к способу получения метанола из питающего потока, обогащенного водородом, моноксидом углерода и диоксидом углерода. .

Изобретение относится к способу получения метанола из питающего потока, обогащенного водородом, моноксидом углерода и диоксидом углерода. .
Изобретение относится к катализатору для эпоксидирования олефинов. .

Изобретение относится к способу разделения многоатомных спиртов, например неопентилгликоля, и формиата натрия, включающий упаривание и охлаждение реакционной смеси, добавление органического растворителя, кристаллизацию формиата натрия, отделение формиата натрия от насыщенного раствора многоатомного спирта, например, фильтрованием и кристаллизацию многоатомного спирта.

Изобретение относится к способу получения 1,3-пропандиола путем гидрирования 3-гидроксипропаналя (варианты)

Изобретение относится к усовершенствованному способу производства метанола, уксусной кислоты и, необязательно, винилацетата, включающему интегрированные стадии: разделения источника углеводородов на первый и второй потоки углеводородов; парового реформинга первого потока углеводородов паром для получения подвергнутого реформингу потока; автотермического реформинга смеси подвергнутого реформингу потока и второго потока углеводородов кислородом и двуокисью углерода для получения потока синтез-газа; разделения меньшей части потока синтез-газа на поток с повышенным содержанием двуокиси углерода, поток с повышенным содержанием водорода и поток с повышенным содержанием оксида углерода; рециркуляции потока с повышенным содержанием двуокиси углерода на автотермический реформинг; сжатия оставшейся части потока синтез-газа, потока СО2, необязательно, из ассоциированного процесса, и по меньшей мере части потока с повышенным содержанием водорода для подачи потока подпитки в контур синтеза метанола для получения продукта метанола, стехиометрический коэффициент которого определяют как [(Н2-CO2)/(СО+CO2 )], а стехиометрический коэффициент потока подпитки составляет от 2,0 до 2,1; синтеза уксусной кислоты из по меньшей мере части продукта метанола и потока с повышенным содержанием оксида углерода; и необязательно, синтеза винилацетата из по меньшей мере порции синтезированной уксусной кислоты
Изобретение относится к способу получения дихлорпропанолов 1,3-дихлор-2-пропанола и 2,3-дихлор-1-пропанола путем гидрохлорирования глицерина и/или монохлорпропандиолов газообразным хлористым водородом с катализом карбоновой кислотой

Изобретение относится к области синтеза органических соединений, таких как цис/транс-цитрали и (изо)пиперитенол, а именно к способам их получения в новых реакционных средах-растворителях и выбору условий проведения реакций, в частности термической изомеризации терпеновых соединений
Изобретение относится к способу получения разветвленных олефинов, который включает дегидрирование изопарафиновой композиции, содержащей 0,5% или менее четвертичных алифатических атомов углерода, на подходящем катализаторе, указанная изопарафиновая композиция включает парафины с количеством углеродов в диапазоне от 7 до 35, причем указанные парафины, по меньшей мере часть их молекул, являются разветвленными, среднее количество ответвлений на молекулу парафина составляет от 0,7 до 2,5, и ответвления включают метальные и, необязательно, этильные ветви, указанная изопарафиновая композиция получена путем гидроизомеризации парафина, а указанные разветвленные олефины имеют содержание четвертичных углеродов 0,5% или менее, причем парафины получены способом Фишера-Тропша
Наверх