Способ получения 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0 2,6]дец-8-ен-3,5-дионов

Предлагаемое изобретение относится к способам получения новых магнийорганических соединений, которые могут найти применение в тонком органическом и металлоорганическом синтезе, а также в качестве сокатализаторов в процессах олиго- и полимеризации олефинов и сопряженных диенов. Сущность способа заключается во взаимодействии дизамещенных ацетиленов с бутилмагнийбромидом в присутствии катализатора в атмосфере аргона при атмосферном давлении и температуре ˜20°С в эфирном растворителе в течение 3 часов с последующим вакуумированием эфира, добавлением при температуре -5°С малеинового ангидрида и перемешиванием реакционной массы в течение 6-8 часов при температуре ˜20°С в толуоле. Выход целевого продукта составляет 48-57%. Технический результат - предложенный способ позволяет получать с высокой селективностью соединения формулы 1, где R=Et, н-Pr, н-Bu, синтез которых в литературе не описан. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам получения новых магнийорганических соединений (МОС), конкретно к способу получения 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионов общей формулы (1):

Предлагаемые соединения могут найти применение в тонком и металлоорганическом синтезе, а также в качестве сокатализаторов в процессах олиго- и полимеризации олефинов и сопряженных диенов.

Известен способ [1, D.P.Lewis, P.M.Muller, R.J.Whitby, R.V.H.Jones. A zirconium catalysed synthesis of 1,4-dimagnesium reagents // Tetrahedron Lett., 1991, 32, p.6797] получения циклических кислородсодержащих магнийорганических соединений (2) взаимодействием 1-[(4-пентенилокси)метил]бензола с диэтилмагнием (MgEt₂) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂) по схеме:

Известный способ не позволяет получать 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионы (1).

Известен способ [2, J.-G.Duboudin, B.Jousseaume. Reactifs de Grignard vinyliques γ-fonctionnels: III. Addition a quelques derives carbonyles // J.Organomet. Chem., 1979, 168, p.227] получения непредельных циклических кислородсодержащих магнийорганических соединений (3) взаимодействием дизамещенного ацетилена с реагентами Гриньяра (RMgBr) в присутствии катализатора иодида меди (CuI) при комнатной температуре по схеме:

Известным способом не могут быть получены 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-3-ен-3,5-дионы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по селективному получению 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионов (1).

Предлагается новый способ получения 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-3-ен-3,5-дионов (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии диалкилзамещенных ацетиленов общей формулы , где R=Et, н-Pr, н-Bu, с бутилмагнийбромидом (BuMgBr) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp₂ZrCl₂), взятыми в мольном соотношении :BuMgBr:Cp₂ZrCl₂, равном 20:(20-24):(0.4-0.6), предпочтительно 20:22:0.5, в атмосфере аргона при комнатной температуре ˜20°С и атмосферном давлении в диэтиловом эфире (Et₂O) в качестве растворителя в течение 3 часов с последующим вакуумированием эфира, добавлением при температуре -5°С малеинового ангидрида в эквимольном по отношению к BuMgBr количестве с перемешиванием реакционной массы 6-8 часов, предпочтительно 7 часов, в толуоле при комнатной температуре (˜20°С). Реакция протекает с образованием 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионов (1) с выходом 48-57% по схеме:

1,7,8,9-Тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионы (1) образуются только лишь с участием BuMgBr, дизамещенных ацетиленов, циркониевого катализатора Cp₂ZrCl₂ и малеинового ангидрида. В присутствии других соединений магния (например, PhMgBr, Ph₂Mg, AllMgBr, MeOMgBr), других ацетиленов (например, терминальных), других катализаторов (например, Zr(acac)₄, Cp₂TiCl₂, Pd(acac)₂, Ni(асас)₂, NiCl₂, Fe(acac)₂), других ангидридов карбоновых кислот (например, уксусный или фталевый ангидриды) целевые продукты (1) не образуются.

Реакции проводили при комнатной температуре (˜20°С). При более высокой температуре (например, 40°С) не наблюдается существенного увеличения выхода целевых продуктов (1), а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов (BuMgBr, малеиновый ангидрид) и катализатора (Cp₂ZrCl₂) в сторону увеличения по отношению к исходному дизамещенному ацетилену (R-≡-R) не приводит к существенному повышению выхода целевых продуктов (1). Изменение соотношения исходных реагентов и катализатора в сторону их уменьшения по отношению к исходному дизамещенному ацетилену снижает выход целевых продуктов (1).

Существенные отличия предлагаемого способа.

В предлагаемом способе для получения непредельных циклических кислородсодержащих МОС используются в качестве исходных соединений диалкилзамещенные ацетилены (R-≡-R), малеиновый ангидрид и катализатор Cp₂ZrCl₂. В известном способе непредельные циклические кислородсодержащие МОС получают из пропаргиловых спиртов с участием катализатора CuI.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой селективностью 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дионы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор объемом 50 мл, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 5 мл Et₂O, 20 ммолей гекс-1-ина. Смесь охлаждают до 0°С, добавляют 0.5 ммолей катализатора Cp₂ZrCl₂, 22 ммолей BuMgBr (в Et₂O) и перемешивают 3 часа при температуре ˜20°С, затем вакуумируют эфир, добавляют 6 мл толуола и 12 ммолей малеинового ангидрида при температуре -5°С, после чего реакционную массу перемешивают 7 часов при температуре ˜20°С. Получают 1,7,8,9-тетраэтил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-8-ен-3,5-дион (1) с выходом 55%. Выход целевого продукта определен по продукту гидролиза (4).

Спектральные характеристики 4,5,6,7-тетраэтил-3а,4,7,7а-тетрагидро-1,3-изобензофуран-2,9-диона (4): Спектр ЯМР ¹³С CDCl₃, δ, м. д.: 172.44 (С², С⁹), 42.68 (С³, С⁸), 41.68 (С⁴, С⁷), 138.42 (С⁵, С⁶), 20.70 (С¹⁰, С¹⁶), 12.53 (С¹¹, С¹⁷), 20.01 (С¹², С¹⁴), 14.90 (С¹³, С¹⁵). Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл.1.

Таблица 1
№	Исходный дизамещенный ацетилен, R-≡-R	Мольное соотношение R-≡-R:BuMgBr:Cp2ZrCl2:малеиновый ангидрид, ммоль	Время реакции, час	Выход (1),%
1	2	3	4	5
1.	Et-≡-Et гексин-3	20:22:0,5:22	10	1,7,8,9-тетраэтил-4-окса-10-магнеза-трицикло[5.2.1.02,6]-дец-8-ен, 55
2.	-"-	20:24:0,5:24	10	-"-, 56
3.	-"-	20:20:0,5:20	10	-"-, 52
4.	-"-	20:22:0,6:22	10	-"-, 57
5.	-"-	20:22:0,4:22	10	-"-, 48
6.	-"-	20:22:0,5:22	11	-"-, 54
7.	-"-	20:22:0,5:22	9	-"-, 51
8.	Pr-≡-Pr октин-4	20:22:0,5:22	10	1,7,8,9-тетра-(н-пропил)-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.02,6]-дец-8-ен, 54
9.	Bu-≡-Bu децин-4	20:22:0,5:22	10	1,7,8,9-тетра-(н-бутил)-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.02,6]-дец-8-ен, 49

Реакции проводили при температуре ˜20°С.

Способ получения 1,7,8,9-тетраалкил-4-окса-10-магнезатрицикло[5.2.1.0^2,6]дец-В-ен-3,5-дионов (1) общей формулы:

, где R=Et, н-Pr, н-Bu

заключающийся в том, что дизамещенные ацетилены общей формулы R-≡-R, где R - Et, н-Pr, н-Bu, взаимодействуют с бутилмагнийбромидом BuMgBr в присутствии катализатора цирконацендихлорида Cp₂ZrCl₂ в мольном соотношении R-≡-R:BuMgBr:Cp₂ZrCl₂, равном 20:20-24:0,4-0,6, в атмосфере аргона при атмосферном давлении и комнатной температуре ˜20°С в диэтиловом эфире в качестве растворителя в течение 3 ч с последующим вакуумированием эфира и добавлением при температуре -5°С малеинового ангидрида, взятого в эквимольном по отношению к BuMgBr количестве, с перемешиванием реакционной массы в течение 6-8 ч при комнатной температуре ˜20°С в толуоле.