环戊二烯的选择性烷基化的制作方法

1.本发明涉及用于使环戊二烯选择性单烷基化的方法。


背景技术：

2.环戊二烯适用作许多其它适用有机化合物的中间物。某些经烷基取代的环戊二烯适用作合成润滑剂。(参见例如美国专利第5,144,095号和第5,012,022号)。另外，还可以在用于制备某些聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)的多种所谓的单位点茂金属催化剂中发现环戊二烯结构。(参见例如美国专利第7,579,415号)。
3.环戊二烯处理中的一个固有困难在于其往往会通过狄耳士-阿德尔反应(diels-alder reaction)二聚。这种二聚在室温下进行几个小时的时段，但还通过利用加热逆转，在一些情况下，其需要裂解程序。另外，当试图制备经烷基取代的环戊二烯结构时，二烷基和三烷基物种的形成通过降低产率和需要进一步纯化使合成方案变得更复杂。
4.因此，需要用于使环戊二烯结构单烷基化的改进方法。


技术实现要素：

5.总体来说，本发明涉及用于使环戊二烯单烷基化的经改进方法。在这一方法中，环戊二烯基卤化镁与式mo3sr'化合物反应，其中m选自碱金属和碱土金属，且r'为c
1-c8烷基；苯基；或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基。认为这一步骤原位形成反应性中间物，其因此与式r-x'的烷基卤化物反应以提供式(i)化合物：
[0006][0007]
其中r选自c
1-c8烷基。
[0008]
因此，所述方法提供用于使环戊二烯单烷基化的容易方法，其中转化率为至少约96％且对单烷基化的选择性(高于较高程度的烷基化，例如二或三烷基化)为至少约99％。
具体实施方式
[0009]
如本说明书和随附权利要求书中所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”包括多个指示物。如本说明书和随附权利要求书中所用，除非上下文另外明确指示，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
[0010]
术语“约”通常指的是被认为等效于所述值的数字范围(例如具有相同功能或结果)。在许多情况中，术语“约”可包括经四舍五入至最接近的有效数字的数字。
[0011]
使用端点表示的数值范围包括所述范围内包涵的所有数字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
[0012]
在第一方面中，本发明是用于制备式(i)化合物的方法：
[0013][0014]
其中r选自c
1-c8烷基，所述方法包含使以下各项接触
[0015]
(a)(a)下式的化合物：
[0016][0017]
(其中x为氯或溴)与(b)式mo3sr'化合物(其中m选自碱金属和碱土金属，且r'为c
1-c8烷基、苯基，或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基)的反应产物；和
[0018]
(b)式r-x'的化合物，其中x'选自氯、溴、碘或烷基-或芳基-磺酸酯基。
[0019]
在一个实施例中，r为异丙基。
[0020]
在一个实施例中，m选自碱土金属。
[0021]
在一个实施例中，m选自碱金属。
[0022]
在另一实施例中，m选自钠、锂或钾。
[0023]
在某些实施例中，r'选自三氟甲基、对甲基苯基或1,3,5-三甲基苯基。
[0024]
在某些实施例中，烷基磺酸盐选自c
1-c6烷基磺酸盐；在其它实施例中，芳基磺酸盐为苯基磺酸盐。
[0025]
有利地，可进行本发明方法以高产率和高选择性(针对单烷基化)制备单烷基化产物。已发现，利用式mo3sr'的共反应物产生环戊二烯型结构的单烷基化，其中转化率为至少约70％、75％、80％、85％、90％或96％，且其中单烷基化的选择性为至少约70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％。因此，由此产生的产物大体上也不含双烷基化副产物，由此允许在极少处理的情况下直接使用所述方法的产物进行进一步反应。
[0026]
所述方法可以在极性非质子溶剂，例如醚中进行。示范性醚包括二甲醚；乙醚；四氢呋喃；2-甲基四氢呋喃；3-甲基四氢呋喃；1,4-二恶烷；甲基叔丁基醚；甲基正丁基醚；等。所述方法可在室温或高温(例如约23℃至约60℃)下且在大气压下进行。
[0027]
在这一反应中，认为式r-x'化合物与反应性中间物物种反应，所述反应性中间物物种本身为(i)式cpmgx化合物(cp＝环戊二烯)和(ii)式mo3sr'化合物的反应产物。在这一方面，我们认为这一中间活性物种具有式
[0028][0029]
其中r'选自c
1-c8烷基、苯基或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基，其随后有利地与式r-x'的化合物反应以提供式(i)的单烷基化产物。
[0030]
因此，在另一方面中，本发明提供具有下式的中间活性物种
[0031][0032]
其中r'选自c
1-c8烷基、苯基或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基。
[0033]
实例
[0034]
制备环戊二烯氯化镁
[0035]
环戊二烯氯化镁可使用以引用的方式并入本文中的美国专利第6,175,027号中所描述的方法由甲基氯化镁和环戊二烯制备。
[0036]
nmr(1h-nmr,质子化thf,内标1,5-环辛二烯):6.01ppm(5h,b,cp-h),2.75ppm(2h,b,残基cp-ch2),0.2ppm(4h,b,由反应产生的ch4),-2.06ppm(3h,b,过量memgcl)。
[0037]
实例1
[0038]
使cpmgcl溶液(1.0m；50ml，50mmol)与对甲苯磺酸钠(9.71g，50mmol)在55℃反应几个小时(2至6)。随后将反应混合物冷却至环境温度且将纯异丙基溴化物(6.76g，55mmol)缓慢添加至浆液中。通过gc经20小时监测反应且数据显示于下表1中。
[0039]
实例2
[0040]
将cpmgcl(1.0m；65ml，65mmol)加热至60℃且也在60℃经十分钟移至异丙基溴化物(7.86g，64mmol)和thf(1.83g，25mmol)上。反应物在65℃回流4小时，且通过gc经1天监测且数据在表1中。
[0041]
表1中的数据显示将甲苯磺酸盐添加至cpmgcl和iprbr的反应中大体上增加在4小时的转化率，以及消除ipr2cp副产物的形成。
[0042]
实例3
[0043]
使cpmgcl溶液(1.0m；50ml，50mmol)与对甲苯磺酸钠(9.71g，50mmol)在55℃反应几个小时(2至6)。随后使反应混合物冷却至环境温度且将纯丁基溴(7.54g，55mmol)缓慢添加至浆液中。通过gc经20小时监测反应且数据显示于下表2中。
[0044]
实例4
[0045]
将cpmgcl溶液(1.0m；50ml，50mm)冷却至环境温度且将纯丁基溴(7.54g，55mmol)缓慢添加至澄清溶液中。通过gc经20小时监测反应且数据显示于表2中。
[0046]
表2中的数据显示将甲苯磺酸盐添加至cpmgcl与nbubr的反应中提供在4小时之后转化率的适度增加。
[0047]
转化率提高：
[0048]
表1.在iprcp的合成中4小时的反应物和产物值(来自gc)
[0049] ％cp％iprcp％ipr2cp甲苯磺酸盐2.2587.870无甲苯磺酸盐24.3233.300.82
[0050]
表2.在nbucp的合成中4小时的反应物和产物值(来自gc)
[0051] ％cp％nbucp％nbu2cp4小时-甲苯磺酸盐0.8293.710
4小时-无甲苯磺酸盐8.1780.300
[0052]
实例5
[0053]
使cpmgcl溶液(1.0m；1l，1mol)与对甲苯磺酸钠(194g，1mol)在55℃下反应几个小时(2至6)。随后将反应混合物冷却至10℃且将纯异丙基溴化物(135.3g，1.1mol)缓慢添加至浆液中。通过gc监测反应直至相对于产物的游离cp的量小于5％。完成时，通过转移至1.5当量烃和稀乙酸中的溶液来使其淬灭。分离有机层且用碳酸钠洗涤。随后去除低沸点化合物，得到10-20％异丙基环戊二烯于thf/烃中的溶液。这一溶液的溶液分析发现相对于iprcp《0.1％ cp和《0.1％ipr2cp。
[0054]
nmr(1h,c6d6):1.08ppm(6h,d,异丙基ch3),2.62ppm(1h,m,异丙基ch),2.82ppm(2h,b,cp-ch2),5.85-6.5(5h,m,cp-h)
[0055]
残余异丙基溴化物：1.62ppm(6h,d),4.25ppm(1h,m)
[0056]
方面
[0057]
在第一方面中，本发明提供一种制备式(i)化合物的方法：
[0058][0059]
其中r选自c
1-c8烷基，所述方法包含使以下各项接触
[0060]
(a)(a)下式的化合物：
[0061][0062]
(其中x为氯或溴)与(b)式mo3sr'的化合物(其中m选自碱金属或碱土金属，且r'为c
1-c8烷基、苯基，或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基)的反应产物；和
[0063]
(b)式r-x'的化合物，其中x'选自氯、溴、碘、烷基磺酸酯基或芳基磺酸酯基，产生式(i)化合物。
[0064]
在第二方面中，本发明提供第一方面的方法，其中r为异丙基。
[0065]
在第三方面中，本发明提供第一方面的方法，其中r为仲丁基。
[0066]
在第四方面中，本发明提供第一、第二或第三方面的方法，其中m选自钠、锂或钾。
[0067]
在第五方面中，本发明提供第一至第四方面中的任一者的方法，其中r'为1,3,5-三甲基苯基。
[0068]
在第六方面中，本发明提供第一至第四方面中的任一者的方法，其中r'为三氟甲基。
[0069]
在第七方面中，本发明提供第一至第四方面中的任一者的方法，其中r'为对甲基苯基。
[0070]
在第八方面中，本发明提供第一至第七方面中任一者的方法，其中式(i)化合物以至少约70％、80％、90％或96％的转化率产生。
[0071]
在第九方面中，本发明提供第一至第八方面中任一者的方法，其中式(i)化合物是以高达约96％的转化率产生。
[0072]
在第十方面中，本发明提供一种下式的化合物
[0073][0074]
其中r'选自c
1-c8烷基、苯基，或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基。
[0075]
在第十一方面中，本发明提供一种根据第十方面的化合物，其中r'选自1,3,5-三甲基苯基、三氟甲基或4-甲基苯基。
[0076]
在第十二方面中，本发明提供一种根据第十或第十一方面的化合物，其中r'为4-甲基苯基。
[0077]
在第十三方面中，本发明提供一种根据第十或第十一方面的化合物，其中r'为1,3,5-三甲基苯基。
[0078]
在第十四方面中，本发明提供一种根据第十或第十一方面的化合物，其中r'为三氟甲基。
[0079]
因此，在描述了本发明的几个说明性实施例的情况下，所属领域技术人员将轻易了解其它实施例可在随附权利要求书的范围内制作和使用。这一文件所涵盖的本发明的多个优势已在前文的描述中阐述。然而，应理解，本发明在许多方面中仅为说明性的。当然，本发明的范围是以表达随附权利要求书的语言来定义。

技术特征：
1.一种制备式(i)化合物的方法，其中r选自c
1-c8烷基，所述方法包含使以下各项接触(a)(a)下式的化合物：(其中x为氯或溴)与(b)式mo3sr'的化合物(其中m选自碱金属或碱土金属，且r'为c
1-c8烷基、苯基，或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基)的反应产物；和(b)式r-x'的化合物，其中x'选自氯、溴、碘、烷基磺酸酯基或芳基磺酸酯基，产生式(i)化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中r为异丙基。3.根据权利要求1所述的方法，其中r为仲丁基。4.根据权利要求1、2或3中任一权利要求所述的方法，其中m选自钠、锂或钾。5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中r'为1,3,5-三甲基苯基。6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中r'为三氟甲基。7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中r'为对甲基苯基。8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其中所述式(i)化合物是以至少约70％的转化率产生。9.一种下式的化合物其中r'选自c
1-c8烷基、苯基，或经一或多个c
1-c8烷基或苯基取代的苯基。10.根据权利要求9所述的化合物，其中r'选自1,3,5-三甲基苯基、三氟甲基或4-甲基苯基。11.根据权利要求9或10所述的化合物，其中r'为4-甲基苯基。12.根据权利要求9或10所述的化合物，其中r'为1,3,5-三甲基苯基。13.根据权利要求9或10所述的化合物，其中r'为三氟甲基。

技术总结
本发明提供一种使环戊二烯单烷基化的方法，其利用环戊二烯卤化镁和烷基或芳基磺酸盐的金属盐作为共反应物与烷基卤化物烷基化反应物。所述方法提供用于使环戊二烯单烷基化的容易方法，其中转化率高达约96％且对单烷基化的选择性(高于较高程度的烷基化，例如二或三烷基化)高达约99％。烷基化)高达约99％。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：恩特格里斯公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2023/8/8