Способ получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов

Изобретение относится к способу получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I):

R=C₆H₁₃, , ;

R'=CH₃, C₂H₅, C₄H₉,

которые могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности синтезе биологически активных соединений, обладающих пиретроидной, акарицидной, пестицидной, росторегулирующей, фунгицидной и противобактериальной активностями. Способ заключается в каталитическом взаимодействии олефина с металлоорганическим соединением и сложным эфиром. При этом в качестве металлоорганического соединения используют этилалюминийдихлорид (EtAlCl₂), взаимодействие α-олефина общей формулы

R-СН=СН₂,

где R=С₆Н₁₃, ,

со сложным эфиром формулы R'CO₂R”, где R'=СН₃, С₂Н₅, С₄Н₉; R”=Me, Et и EtAlCl₂ проводят в присутствии Mg (порошок) и катализатора Ср₂ZrCl₂ при мольном соотношении R-CH=CH₂:R'CO₂R”:EtAlCl₂: Mg:Cp₂ZrCl₂=10:10:(20-30):(10-14):(0.8-1.2) в атмосфере аргона при температуре 20-22°С и атмосферном давлении в течение 8-12 ч. Способ позволяет получить целевые продукты с высокой региоселективностью. 1 табл.

 

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно, к новому способу получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I):

(1), где R=C₆H₁₃, , ; R'=CH₃, C₂H₅, C₄H₉,

Замещенные циклопропаны могут найти применение в тонком органическом синтезе, в частности синтезе биологически активных соединений, обладающих пиретроидной, акарицидной, пестицидной, росторегулирующей, фунгицидной и противобактериальной активностями (Куковинец О.С., Николаева С.В., Касрадзе В.Г., Зайнуллин Р.А., Кунакова Р.В., Абдуллин М.И. Циклопропаны (свойства, синтез, применение). Изд. «Гилем», Уфа, 2006, 152 с).

Известен способ (О.Г. Кулинкович, Д.А. Василевский, А.И. Савченко, С.В. Свиридов. Катализируемое тетраизопропоксититаном взаимодействие алкилмагнийгалогенидов со сложными эфирами как удобный метод получения замещенных циклопропанолов. ЖОрХ, 1991, т.27, вып.7, 1428-1430) получения 1,2-алкил(фенил)замещенных циклопропанолов общей формулы (2) действием магнийорганического реагента на сложные эфиры в присутствии каталитических количеств Ti(OPrⁱ)₄ в эфире при температуре 18-20°С по схеме:

Известный способ получения 1,2-алкил(фенил)замещенных циклопропанолов (2) не технологичен, т.к. предполагает применение в качестве одного из исходных реагентов высших магнийорганических соединений (МОС), которые в стране не производятся.

Известен способ (O.G. Kulinkovich, A.I. Savchenko, S.V. Sviridov, D.A. Vasilevski. Titanium (IV) Isopropoxide-catalysed Reaction of Ethylmagnesium Bromide with Ethyl Acetate in the Presence of Styrene. Mendeleev Commun., 1993, 230-231) получения 1-метил-2-фенилциклопропанола общей формулы (3) с выходом 42% действием этилмагнийбромида на смесь этилацетата и стирола в присутствии каталитических количеств Ti(OPrⁱ)₄ в кипящем эфире по схеме:

Известный способ предполагает получение 1-метил-2-фенилциклопропанола (3) из стирола и этилмагнийбромида, который в стране не производится.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по технологичным методам синтеза 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (1) из промышленно доступных исходных реагентов.

Предлагается способ региоселективного получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (1) из выпускаемых в промышленных масштабах исходных реагентов.

Сущность способа заключается во взаимодействии α-олефинов общей формулы R-СН=CH₂, где R=С₆Н₁₃, , ; с эквимольным количеством сложного эфира общей формулы R'CO₂R”, где R'=СН₃, С₂Н₅, С₄H₉; R”=Me, Et, в присутствии этилалюминийдихлорида (EtAlCl₂), магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂ZrCl₂, взятых в мольном соотношении R-CH=CH₂:R'CO₂R”:EtAlCl₂:Mg:Cp₂ZrCl₂=10:10:(20-30):(10-14):(0.8-1.2), предпочтительно 10:10:25:12:1. Реакцию проводят в атмосфере аргона при комнатной температуре (20-22°С) и атмосферном давлении. Время реакции 8-12 ч, выход целевого продукта 30-58%. В качестве растворителя необходимо использовать эфирные растворители (ТГФ). Реакция протекает по схеме:

R=C₆H₁₃, , ; R'=CH₃, C₂H₅, C₄H₉; R”=CH₃, C₂H₅

Целевой продукт (1) образуется только лишь с участием сложных эфиров (R'CO₂R”), этилалюминийдихлорида (EtAlCl₂), α-олефина (R-СН=СН₂) и магния (акцептор ионов хлора). В присутствии других соединений алюминия (например, изо-Bu₃Al, Еt₃Аl, изо-Bu₂AlH), других эфиров (например, простые эфиры), других непредельных соединений (например, дизамещенные олефины, терминальные ацетилены) или других металлов (например, Аl, Сu, Fe) целевые продукты (1) не образуются.

Реакцию проводят при комнатной температуре 20-22°С. При более высокой температуре (например, 50°С) увеличиваются энергозатраты на проведение реакции, при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции.

Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к α-олефину не приводит к значительному повышению выхода целевого продукта (1). Снижение количества EtAlCl₂, R'CO₂R” или Mg по отношению к α-олефину уменьшает выход замещенных циклопропанолов (1).

Существенные отличия предлагаемого способа:

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходных реагентов α-олефинов общей формулы R-СН=СН₂, где R=C₆H₁₃, , этилалюминийдихлорида (EtAlCl₂), магния (Mg, порошок) и катализатора Cp₂ZrCl₂. В качестве растворителя используется ТГФ. Реакция проводится при комнатной температуре (20-22°С). В известном способе в качестве исходного реагента применяется стирол, магнийорганическое соединение (EtMgBr), катализатор Ti(OPrⁱ)₄, а в качестве растворителя - диэтиловый эфир. Реакция проводится в кипящем эфире.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

Способ позволяет получать с высокой региоселективностью 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолы общей формулы (1) с применением выпускаемых промышленностью исходных реагентов в пожаробезопасных условиях (20-22°С, ТГФ).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 5 мл ТГФ, 10 ммолей этилацетата (MeCO₂Et), 10 ммолей окт-1-ена, 12 мг·ат. магния (Mg, порошок), 1.0 ммоль катализатора Cp₂ZrCl₂, при температуре ~ 0°С добавляют 25 ммолей этилалюминийдихлорида (EtAlCl₂), перемешивают при температуре 20-22°С в течение 10 ч. Получают индивидуальный 1-метил-2-гексилциклопропанол (1) с выходом 48%.

Спектральные характеристики 1-метил-2-гексилциклопропанола (I):

	ИК (ν, см-1): 3360 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
	Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3):0.036 т (1Н,
	СН2 цикл, 2J≈3J=6.0 Гц); 0.80-1.16 м (5Н,
	СН, СН2, СН3); 1.18-1.35 (м, 10Н, 5СН2), 1.39 с
(3Н, СН3).

Спектр ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.): 14.06, 20,17, 20.46, 22.63, 25.58, 29.15, 29.65, 29.89, 31.83, 55.48. М⁺ 156.

Спектральные характеристики 1-метил-2-циклогекс-3-енилциклопропанола (1):

	ИК (ν, см-1): 3380 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
	Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3): 0.09 дд (2J≈
	3J≈5.2 Гц, 1Н, СН2); 0.81 м (1Н,СН2
	циклопроп); 0.82-0.91 м (2Н, СН2); 0.92-0.98
	м (1Н, СН); 1.96-2.08 м (2Н, СН 2-СН=СН);
	1.14-1.37 м (1Н, СН циклопроп); 1.42 с, 1.44 с
	(3Н, CH3); 2.03-2.21 м (2Н, СН 2-СН=СН);
5.62-5.63 м (2Н, СН=CН).

Спектр ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.): 19.03, 20.48(20.63), 24.97, 28.01(29.28), 31.07(31.12), 31.38(32.05), 35.28, 55.37(55.56), 126.22(126.52), 126.87(126.95). M⁺ 152.

Спектральные характеристики 1-метил-2-бензилциклопропанола (1):

	ИК (ν, см-1): 3380 (ОН), 3060 (С-Н в цикле)
	Спектр ЯМР1Н (δ, м.д., CDCl3): 0.29 т (1Н,
	СН2 цикл, 2J≈3J=6.0 Гц); 1.28-1.39 м (1Н, СН
	цикл); 0.99 дд (1Н, СН2 цикл, 2J=6.0 Гц,
	3J=10.0 Гц); 1.50 с (3Н, СН3); 2.57 дд (1Н,
	CH2-Ph, 2J=15.2 Гц, 3J=7.2 Гц), 2.68 дд (1Н,
	CH2-Ph, 2J=15.2 Гц, 3J=7.2 Гц); 7.19-7.45 м
(5H, CH-Ph)

Спектр ¹³С (СDCl₃, δ, м.д.): 20.36, 20,74, 26.08, 35.65, 55.75, 125.91,127.99, 128.15, 141.62. М⁺ 162.

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.

№ п/п	α-олефин R-CH=CH2	Сложный эфир (R'CO2R”)	Мольное соотношение R-CH=CH2:R'CO2R”:EtAlCl2:Mg:Cp2ZrCl2, ммоль	Время реакции, час	Выход (1), %
1	окт-1-ен	этилацетат	10:10:25:12:1.0	10	48
2	-//-	-//-	10:10:30:12:1.0	10	52
3	-//-	-//-	10:10:20:12:1.0	10	41
4	-//-	-//-	10:10:25:14:1.0	10	50
5	-//-	-//-	10:10:25:10:1.0	10	45
6	-//-	-//-	10:10:25:12:1.2	10	58
7	-//-	-//-	10:10:25:12:0.8	10	35
8	-//-	-//-	10:10:25:12:1.0	12	54
9	-//-	-//-	10:10:25:12:1.0	8	43
10	винилцикло-
	гекс-3-ен	-//-	10:10:25:12:1.0	10	42
11	аллилбензол	-//-	10:10:25:12:1.0	10	49
12	-//-	метилацетат	10:10:25:12:1.0	10	44
13	-//-	этилпропионат	10:10:25:12:1.0	10	39
14	-//-	этилпентаноат	10:10:25:12:1.0	10	30

Все опыты проводили при температуре 20-22°С в ТГФ.

Способ получения 1-алкил-2-алкил(циклоалкенил, бензил)циклопропанолов общей формулы (I):

R=C₆H₁₃, , ; R'=CH₃, C₂H₅, C₄H₉,
каталитическим взаимодействием олефина с металлоорганическим соединением и сложным эфиром, отличающийся тем, что в качестве металлоорганического соединения используют этилалюминийдихлорид (EtAlCl₂), взаимодействие α-олефина общей формулы R-CH=CH₂, где R - С₆Н₁₃, со сложным эфиром формулы R'CO₂R'', где R' - СН₃, С₂Н₅, С₄Н₉; R'' - Me, Et и EtAlCl₂ проводят в присутствии Mg (порошок) и катализатора Cp₂ZrCl₂ при мольном соотношении R-СН=СН₂:R'CO₂R'':EtAlCl₂:Mg:Cp₂ZrCl₂=10:10:(20-30):(10-14):(0,8-1,2) в атмосфере аргона при температуре 20-22°С и атмосферном давлении в течение 8-12 ч.