RU2594561C2 - Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60] - Google Patents

Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60] Download PDF

Info

Publication number
RU2594561C2
RU2594561C2 RU2014150139/04A RU2014150139A RU2594561C2 RU 2594561 C2 RU2594561 C2 RU 2594561C2 RU 2014150139/04 A RU2014150139/04 A RU 2014150139/04A RU 2014150139 A RU2014150139 A RU 2014150139A RU 2594561 C2 RU2594561 C2 RU 2594561C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fullerene
otf
producing
fullerenes
aziridinium
Prior art date
Application number
RU2014150139/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014150139A (en
Inventor
Усеин Меметович Джемилев
Айрат Рамилевич Туктаров
Арслан Рифхатович Ахметов
Регина Адиковна Туктарова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук
Priority to RU2014150139/04A priority Critical patent/RU2594561C2/en
Publication of RU2014150139A publication Critical patent/RU2014150139A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594561C2 publication Critical patent/RU2594561C2/en

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to organic chemistry, more specifically to method of producing N-alkyl aziridinium fullerenes of general formula (1), where R = Me, Et, i-Pr, Bu, which can be used as complexing agents, sorbents, biologically active compounds, as well as when producing novel materials with given properties. According to suggested method fullerene C60 interacts with linear azides RN3 (R = Me, Et, i-Pr, Bu) in presence of ytterbium triflate Yb(OTf)3 in molar ratio C60:RN3:Yb(OTf)3 = 1:(0.5-2):(0.5-2) and room temperature (~20 °C) in chlorobenzene for 18-30 hours.
EFFECT: method enables to obtain N-alkyl aziridinium fullerenes of formula (1) with high output and selectivity.
1 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения N-алкилазиридинофуллеренов общей формулы (1):The present invention relates to the field of organic synthesis, and in particular to a method for producing N-alkylaziridinofullerenes of the general formula (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

Азиридинофуллерены с различными функциональными группами и заместителями могут найти применение в качестве донорно-акцепторных систем, имитирующих фотосинтез, преобразующих солнечный свет в электрическую энергию, генерирующих активные формы кислорода, захватывающих радикалы (антиоксиданты), проявляющих полу- и сверхпроводящие свойства, а также ферромагнетизм. (Романова И.П. «Электроноакцепторные моно- и бис-циклоаддукты фуллерена С60. Синтез, структура и свойства». Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Казань, 2008 [1]).Aziridinofullerenes with various functional groups and substituents can be used as donor-acceptor systems that simulate photosynthesis, convert sunlight to electrical energy, generate reactive oxygen species, capture radicals (antioxidants), exhibit semi- and superconducting properties, and also ferromagnetism. (IP Romanova “Electron-withdrawing mono- and bis-cycloadducts of fullerene C 60. Synthesis, structure and properties.” Thesis for the degree of Doctor of Chemical Sciences. Kazan, 2008 [1]).

Известен способ (Романова И.П. «Электроноакцепторные моно- и бис-циклоаддукты фуллерена С60. Синтез, структура и свойства». Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Казань, 2008 [1]) получения смеси азиридинофуллерена (2) и азагомофуллерена (3) с общим выходом 30% и соотношением 1:5 соответственно реакцией фуллерена С60 (4) с дифенилазидофосфатом в 1,2-дихлорбензоле при 130°C в течение 3 часов.A known method (Romanova IP “Electron-withdrawing mono- and bis-cycloducts of fullerene C 60. Synthesis, structure and properties.” The dissertation for the degree of Doctor of Chemical Sciences. Kazan, 2008 [1]) to obtain a mixture of aziridinofullerene (2) and azagomofullerene (3) with a total yield of 30% and a ratio of 1: 5, respectively, by the reaction of fullerene C 60 (4) with diphenyl azide phosphate in 1,2-dichlorobenzene at 130 ° C for 3 hours.

Figure 00000002
Figure 00000002

Известный способ не позволяет селективно получать N-алкилазиридино[2′,3′:1,9]фуллерены[60] общей формулы (1).The known method does not allow to selectively obtain N-alkylaziridino [2 ′, 3 ′: 1,9] fullerenes [60] of the general formula (1).

Известен способ (Liu, F.; Du, W.; Liang, Q.; Wang, Y.; Zhang, J.; Zhao, J.; Zhu, S. Tetrahedron 2010, 66, 5467-5471 [2]) селективного получения азиридинофуллерена (5) с выходом ~60%, взаимодействием фуллерена С60 (4) с азидом 1,8-нафилимида в кипящем 1,2-дихлорбензоле или в условиях микроволнового излучения (МВИ), что оказалось более эффективным.The known method (Liu, F .; Du, W .; Liang, Q .; Wang, Y .; Zhang, J .; Zhao, J .; Zhu, S. Tetrahedron 2010, 66, 5467-5471 [2]) for the preparation of aziridinofullerene (5) with a yield of ~ 60%, the interaction of fullerene C 60 (4) with 1,8-nafilimide azide in boiling 1,2-dichlorobenzene or under microwave radiation (MVI), which turned out to be more effective.

Figure 00000003
Figure 00000003

Недостатком способа является необходимость кипячения реакционной смеси в 1,2-дихлорбензоле (180°C), что приводит к большим энергозатратам.The disadvantage of this method is the need for boiling the reaction mixture in 1,2-dichlorobenzene (180 ° C), which leads to high energy consumption.

Предлагается новый способ получения N-алкилазиридино[2′,3′:1,9]фуллеренов[60] (1).A new method is proposed for producing N-alkylaziridino [2 ′, 3 ′: 1.9] fullerenes [60] (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 (4) с линейными азидами RN3 (где R=Me, Et, i-Pr, Bu) в присутствии трифлата иттербия Yb(OTf)3, взятыми в мольном соотношении С60:RN3:Yb(OTf)3=1:(0.5-2):(0.5-2), предпочтительно 1:1:1, в растворе хлорбензола при комнатной температуре (~20°C), в течение 18-30 ч. Получают N-алкилазиридино[2′,3′:1,9]фуллерены[60] (1) с выходом 33-48%. Реакция протекает по схеме:The essence of the method consists in the interaction of fullerene C 60 (4) with linear azides RN 3 (where R = Me, Et, i-Pr, Bu) in the presence of ytterbium triflate Yb (OTf) 3 , taken in a molar ratio of C 60 : RN 3 : Yb (OTf) 3 = 1: (0.5-2) :( 0.5-2), preferably 1: 1: 1, in a solution of chlorobenzene at room temperature (~ 20 ° C), for 18-30 hours. N- alkylaziridino [2 ′, 3 ′: 1.9] fullerenes [60] (1) with a yield of 33-48%. The reaction proceeds according to the scheme:

Figure 00000004
Figure 00000004

Исходный азид берут в эквимольном количестве по отношению к фуллерену С60 с целью селективного получения моноаддукта (1) с высоким выходом. Снижение количества азида по отношению к С60 нецелесообразно, так как приводит к уменьшению выхода (1). Проведение указанной реакции в присутствии трифлата иттербия [Yb(OTf)3] больше 100 мол % по отношению к фуллерену С60 не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Применение гетерогенного катализатора [Yb(OTf)3] в количестве меньше 100 мол % по отношению к фуллерену С60 снижает выход целевого продукта, что связано с уменьшением реакционных центров. Реакцию необходимо проводить при комнатной температуре. Проведение реакции при более высокой температуре связано с увеличением энергозатрат, а также увеличению количества образующихся продуктов полиприсоединения азида к С60.The starting azide is taken in an equimolar amount with respect to fullerene C 60 in order to selectively produce the monoadduct (1) in high yield. A decrease in the amount of azide with respect to C 60 is impractical, since it leads to a decrease in yield (1). Carrying out this reaction in the presence of ytterbium triflate [Yb (OTf) 3 ] more than 100 mol% with respect to fullerene C 60 does not lead to a significant increase in the yield of the target product (1). The use of a heterogeneous catalyst [Yb (OTf) 3 ] in an amount of less than 100 mol% with respect to fullerene C 60 reduces the yield of the target product, which is associated with a decrease in reaction centers. The reaction must be carried out at room temperature. Carrying out the reaction at a higher temperature is associated with an increase in energy consumption, as well as an increase in the number of formed products of the polyaddition of azide to C 60 .

Существенные отличия предлагаемого способа.Significant differences of the proposed method.

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходного реагента линейных азидов, а также применении стехиометрических количеств катализатора трифлата иттербия [Yb(OTf)3]. Предлагаемый способ, в отличие от известных, позволяет получать индивидуальные N-алкилазиридино[2′,3′:1,9]фуллерены (1) с высокой селективностью и выходами.The proposed method is based on the use of linear azides as a starting reagent, as well as the use of stoichiometric amounts of ytterbium triflate catalyst [Yb (OTf) 3 ]. The proposed method, unlike the known ones, allows one to obtain individual N-alkylaziridino [2 ′, 3 ′: 1,9] fullerenes (1) with high selectivity and yields.

Способ поясняется примерами.The method is illustrated by examples.

В стеклянном двугорлом реакторе растворили 40 мг (0.055 ммоль) С60 в 8 мл сухого хлорбензола, при энергичном перемешивании добавили (0.055 ммоль) органический азид и Yb(OTf)3 20 мг (0.055 ммоль). После реакционную массу перемешивали 24 ч. По истечении времени реакционную массу пропускали через небольшой слой силикагеля. Продукты реакции и фуллерен С60 разделяли с помощью полупрепаративной ВЭЖХ, элюент-толуол. В результате получили N-алкилазиридино[2′,3′:1,9]фуллерены[60] общей формулы (1) с выходом 33-47%.In a two-neck glass reactor was dissolved 40 mg (0.055 mmol) of 60 C in 8 mL of dry chlorobenzene was added with vigorous stirring (0.055 mmol) of an organic azide and Yb (OTf) March 20 mg (0.055 mmol). After the reaction mass was stirred for 24 hours. After a lapse of time, the reaction mass was passed through a small layer of silica gel. The reaction products and fullerene C 60 were separated using semi-preparative HPLC, eluent-toluene. As a result, N-alkylaziridino [2 ′, 3 ′: 1.9] fullerenes [60] of the general formula (1) were obtained with a yield of 33-47%.

Спектральные характеристики (1)Spectral characteristics (1)

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в табл. 1Other examples confirming the method are given in table. one

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (1)

Способ получения N-алкилазиридинофуллеренов общей формулы (1)
Figure 00000008
,
где R=Me, Et, i-Pr, Bu, отличающийся тем, что фуллерен С60 взаимодействует с линейными азидами RN3 (где R=Me, Et, i-Pr, Bu) в присутствии трифлата иттербия Yb(OTf)3, взятыми в мольном соотношении С60:RN3:Yb(OTf)3=1:(0.5-2):(0.5-2), при комнатной температуре (~20ºС) в хлорбензоле в течение 18-30 ч.
The method of obtaining N-alkylaziridinofullerenes of the General formula (1)
Figure 00000008
,
where R = Me, Et, i-Pr, Bu, characterized in that the fullerene C 60 interacts with linear azides RN 3 (where R = Me, Et, i-Pr, Bu) in the presence of ytterbium triflate Yb (OTf) 3 , taken in a molar ratio of C 60 : RN 3 : Yb (OTf) 3 = 1: (0.5-2) :( 0.5-2), at room temperature (~ 20 ° C) in chlorobenzene for 18-30 hours.
RU2014150139/04A 2014-12-10 2014-12-10 Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60] RU2594561C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150139/04A RU2594561C2 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60]

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150139/04A RU2594561C2 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60]

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014150139A RU2014150139A (en) 2016-07-10
RU2594561C2 true RU2594561C2 (en) 2016-08-20

Family

ID=56372396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014150139/04A RU2594561C2 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60]

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594561C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813709C1 (en) * 2023-05-16 2024-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Thermochromic pigment composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4427489A1 (en) * 1994-08-03 1996-02-08 Hoechst Ag Polar reactive fullerene-azirine derivs. useful in opto-electrical devices
RU2455283C1 (en) * 2010-12-07 2012-07-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Method of producing aziridino[2',3':1,2]fullerene[60]
RU2466990C2 (en) * 2010-12-07 2012-11-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Method of obtaining aziridino[2',3':1,2] fullerene[60]

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4427489A1 (en) * 1994-08-03 1996-02-08 Hoechst Ag Polar reactive fullerene-azirine derivs. useful in opto-electrical devices
RU2455283C1 (en) * 2010-12-07 2012-07-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Method of producing aziridino[2',3':1,2]fullerene[60]
RU2466990C2 (en) * 2010-12-07 2012-11-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Нефтехимии И Катализа Ран Method of obtaining aziridino[2',3':1,2] fullerene[60]

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. LIU ET AL., Synthesis of 4-aziridino[C 60 ]fullerene-1,8-naphthalimide (C60-NI dyads) and their photophysical properties, TETRAHEDRON, 2010, Vol. 66, Iss. 29, pp. 5467-5471. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813709C1 (en) * 2023-05-16 2024-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" Thermochromic pigment composition

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014150139A (en) 2016-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Takahashi et al. Air-and moisture-stable Xantphos-ligated palladium dialkyl complex as a precatalyst for cross-coupling reactions
Ding et al. Highly-efficient synthesis of covalent porphyrinic cages via DABCO-templated imine condensation reactions
CL2022000907A1 (en) Processes for preparing a compound of formula ib, ic or id; and intermediate compounds to make a compound of formula ib, ic or id (div. sol. 202001814).
AR047739A1 (en) CRYSTALLINE POLYMORPHES OF A BINDING RECEIVER OF CXC-CHEMIOKIN
Sharma et al. Effects of five membered aromatic heterocycles at the meso-position on the electronic properties of 3-pyrrolyl BODIPY
CN108148069B (en) Synthetic method of furanone pyridone compound
RU2014129937A (en) METHODS AND INTERMEDIATE COMPOUNDS FOR PRODUCING PHARMACEUTICAL AGENTS
RU2594561C2 (en) Method of producing n-alkil aziridino[2',3':1,9] fullerene [60]
KR101657054B1 (en) N-Heterocyclic Carbene Nitric Oxide Radicals and application of the same
RU2574071C1 (en) Method for obtaining n-cycloalkylaziridino[2',3':1,9]fullerenes[60]
CN104130192A (en) Imidazolyl-benzaldehyde p-phenylenediamine bis-Schiff base and preparation method thereof
RU2565786C1 (en) METHOD OF OBTAINING 6-(m,n-HALOGENPHENYL)-1,11-DIOXA-4,8-DITHIA-6-AZACYCLOTRIDECANES
RU2596876C2 (en) Method of producing aziridino[2',3':1,9]fullerenes[60], containing framework and polycyclic substitutes
RU2556009C1 (en) METHOD OF OBTAINING 2,6-DIALKYL-HEXAHYDRO-1H,5H-2,3A,4A,6,7A,8A-HEXAAZACYCLOPENTA [def]FLUORENE-4,8-DIONS
RU2551286C1 (en) METHOD OF PRODUCING 1-AZIDO-2-BUTYL-1,2-DIHYDRO(C60-Ih)[5,6]FULLERENE
RU2570202C1 (en) Method of obtaining substituted 3-formylindole-5,6-dicarbonitriles
CN104447806B (en) A kind of cyano group copper fluorescence complex and synthetic method thereof
RU2511271C2 (en) Zinc complex of asymmetric ethylenediamine-n,n-dipropyonic acid dichloride and method of its obtaining
RU2594562C2 (en) Method for producing n-arylaziridinum[2 ', 3 ': 1.9]fullerene [60]
CN108069912B (en) Tetradentate benzoquinazoline salt compound and preparation method and application thereof
SU618036A3 (en) Method of obtaining amines or salts thereof
RU2487123C1 (en) Method of producing hydrazones of nitro-1,2,3-triazol-4-yl carbaldehyde
Faust et al. Persistent carbenes containing acetylenes: 4, 5-dialkynylimidazol-2-ylidene
RU2478626C1 (en) Method of producing n-(1,5,3-dithiazepan-3-yl)amides
RU2584692C2 (en) Method of producing 3-(1-adamantyl)-1,5,3-ditiazepane and use thereof as fungicidally active agent

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161211