RU2348603C1 - Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes - Google Patents
Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2348603C1 RU2348603C1 RU2007128210/04A RU2007128210A RU2348603C1 RU 2348603 C1 RU2348603 C1 RU 2348603C1 RU 2007128210/04 A RU2007128210/04 A RU 2007128210/04A RU 2007128210 A RU2007128210 A RU 2007128210A RU 2348603 C1 RU2348603 C1 RU 2348603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyhydro
- fullerenes
- zrcl
- alh
- fullerene
- Prior art date
Links
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- SIPUZPBQZHNSDW-UHFFFAOYSA-N bis(2-methylpropyl)aluminum Chemical compound CC(C)C[Al]CC(C)C SIPUZPBQZHNSDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract 4
- 229910007926 ZrCl Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения полигидро[60]фуллеренов общей формулы (I)The present invention relates to the field of organic chemistry, specifically to a method for producing polyhydro [60] fullerenes of the general formula (I)
Полигидро[60]фуллерены формулы (1) могут найти применение в тонком органическом синтезе, в производстве высокоэнергетического топлива, водородных аккумуляторов.Polyhydro [60] fullerenes of the formula (1) can be used in fine organic synthesis, in the production of high-energy fuels, and hydrogen batteries.
Известен способ ([1], A.G.Avent, A.D.Darwish, D.K.Heimbach, H.W.Kroto, M.F.Meidine, J.P.Parsons, C.Remars, R.Roers, O.Ohashi, R.Taylor, D.R.M.Walton. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1994, 15) получения дигидро[60]фуллерена (2) взаимодействием бензольного раствора [60]фуллерена с избытком гидразингидрата (~1:1000) в присутствии ледяной уксусной кислоты, сульфата меди и периодата натрия при интенсивном перемешивании ~20 часов в атмосфере аргона.The known method ([1], AGAvent, ADDarwish, DKHeimbach, HWKroto, MFMeidine, JPParsons, C. Remars, R. Roers, O. Ohashi, R. Taylor, DRMWalton. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1994, 15) obtaining dihydro [60] fullerene (2) by reacting a benzene solution [60] fullerene with an excess of hydrazine hydrate (~ 1: 1000) in the presence of glacial acetic acid, copper sulfate and sodium periodate with vigorous stirring ~ 20 hours in an argon atmosphere.
Известным способом не могут быть получены полигидро[60]фуллерены формулы (1).Polyhydro [60] fullerenes of the formula (1) cannot be obtained in a known manner.
Известен способ ([2], S.Ballenweg, R.Gleiter, W.Kratschmer. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 2269) получения полигидро[60]фуллеренов (4) гидроцирконированием С60 с помощью цирконаценхлоргидрида (реагент Шварца) при температуре 20-22°С в толуольном растворе за 24 часа с последующим гидролизом образующихся in situ цирконий-фуллереновых комплексов (3) по схемеA known method ([2], S. Ballenweg, R. Gleiter, W. Kratschmer. J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 2269) for the preparation of polyhydro [60] fullerenes (4) by C 60 hydrozirconization using zirconacene chloride (Schwartz reagent) at a temperature of 20-22 ° C in a toluene solution for 24 hours, followed by hydrolysis of the zirconium-fullerene complexes formed in situ (3) according to the scheme
Известным способом могут быть получены полигидро[60]фуллерены формулы (1) с числом атомов водорода от 6 до 12 на фуллереновой сфере.Polyhydro [60] fullerenes of the formula (1) with the number of hydrogen atoms from 6 to 12 on the fullerene sphere can be obtained in a known manner.
Предлагается новый способ получения полигидро[60]фуллеренов формулы (1).A new method for producing polyhydro [60] fullerenes of the formula (1) is proposed.
Сущность способа заключается во взаимодействии фуллерена С60 с диизобутилалюминийгидридом (i-Bu2AlH) в присутствии каталитических количеств ZrCl4, взятыми в мольном соотношении С60: i-Bu2AlH:ZrCl4=1:(55-65):(0.15-0.25), предпочтительно 1:60:0.20, в атмосфере аргона в отсутствие света при комнатной температуре (~20°С) и атмосферном давлении в среде толуола в течение 1-5 часов, с последующим гидролизом реакционной массы. Общий выход полигидро[60]фуллеренов формулы (1) составляет 73-87%.The essence of the method consists in the interaction of fullerene C 60 with diisobutylaluminum hydride (i-Bu 2 AlH) in the presence of catalytic amounts of ZrCl 4 taken in a molar ratio of C 60 : i-Bu 2 AlH: ZrCl 4 = 1: (55-65) :( 0.15 -0.25), preferably 1: 60: 0.20, in an argon atmosphere in the absence of light at room temperature (~ 20 ° C) and atmospheric pressure in toluene for 1-5 hours, followed by hydrolysis of the reaction mass. The total yield of polyhydro [60] fullerenes of the formula (1) is 73-87%.
Реакция протекает по схемеThe reaction proceeds according to the scheme.
Проведение указанной реакции в присутствии катализатора ZrCl4 больше 0,25 моль не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора ZrCl4 менее 0,15 моль снижает выход целевого продукта (1), что связано, вероятно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе.Carrying out this reaction in the presence of a ZrCl 4 catalyst of more than 0.25 mol does not lead to a significant increase in the yield of the target product (1). The use of ZrCl 4 catalyst of less than 0.15 mol reduces the yield of the target product (1), which is probably associated with a decrease in catalytically active sites in the reaction mass.
Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С). При более высокой температуре (например, 40°С) не наблюдается существенного увеличения выхода целевого продукта (1), а при меньшей температуре (например, 0°С) снижается скорость реакции. Изменение соотношения исходных реагентов в сторону увеличения их содержания по отношению к исходному фуллерену[60] не приводит к существенному повышению выхода целевого продукта (1).The reactions were carried out at room temperature (20-21 ° C). At a higher temperature (for example, 40 ° C), there is no significant increase in the yield of the target product (1), and at a lower temperature (for example, 0 ° C), the reaction rate decreases. A change in the ratio of the starting reagents in the direction of increasing their content with respect to the starting fullerene [60] does not lead to a significant increase in the yield of the target product (1).
Существенные отличия предлагаемого способа:Significant differences of the proposed method:
В известном способе используется в качестве исходного соединения труднодоступный реагент Шварца (Cp2ZrClH), а в предлагаемом способе в качестве исходного соединения применяется выпускаемый в промышленных масштабах i-Bu2AlH.In the known method, the inaccessible Schwartz reagent (Cp 2 ZrClH) is used as the starting compound, and in the proposed method, commercially available i-Bu 2 AlH is used as the starting compound.
Предлагаемый способ в отличие от известного позволяет получать полигидро[60]фуллерены формулы (1).The proposed method, unlike the known one, allows to obtain polyhydro [60] fullerenes of the formula (1).
Способ поясняется следующими примерами:The method is illustrated by the following examples:
ПРИМЕР 1. В стеклянный реактор, установленный на магнитной мешалке, в атмосфере аргона помещают 40 мл осушенного толуола, 0.05 ммоль С60, 0.01 ммоль катализатора ZrCl4 и 3 ммоль i-Bu2AlH, перемешивают 3 часа в отсутствие света при комнатной температуре (~20°С). Реакционную смесь обрабатывают в атмосфере аргона в отсутствие света эфирным раствором HCl, пропускают через Al2О3, растворитель упаривают в вакууме. Получают полигидро[60]фуллерены (1) с выходом 79%.EXAMPLE 1. 40 ml of dried toluene, 0.05 mmol C 60 , 0.01 mmol ZrCl 4 catalyst and 3 mmol i-Bu 2 AlH are placed in a glass reactor mounted on a magnetic stirrer in an argon atmosphere, stirred for 3 hours in the absence of light at room temperature ( ~ 20 ° C). The reaction mixture was treated under argon in the absence of light with an ethereal HCl solution, passed through Al 2 O 3 , and the solvent was evaporated in vacuo. Polyhydro [60] fullerenes (1) are obtained with a yield of 79%.
Спектральные характеристики полигидро[60]фуллеренов (I): ИК-спектр (υ, см-l):2925, 2855.Spectral characteristics of polyhydro [60] fullerenes (I): IR spectrum (υ, cm -l ): 2925, 2855.
Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., CDCl3)): 3.57, 4.90, 5.75, 5.84, 6.26, 6.43, 6.65, 7.06 м.д. 1 H NMR Spectrum (δ, ppm, CDCl 3 )): 3.57, 4.90, 5.75, 5.84, 6.26, 6.43, 6.65, 7.06 ppm.
Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице.Other examples confirming the method are given in the table.
Реакции проводили при комнатной температуре (20-21°С) в среде толуола в атмосфере аргона без доступа света.The reactions were carried out at room temperature (20-21 ° C) in toluene in an argon atmosphere without access of light.
Claims (1)
отличающийся тем, что фуллерен С60 подвергают взаимодействию с диизобутилалюминийгидридом (i-Bu2AlH) в присутствии катализатора тетрахлорида циркония (ZrCl4), взятыми в мольном соотношении C60: i-Bu2AlH:ZrCl4=1:(55-65):(0,15-0,25), предпочтительно 1:60:0,20, в атмосфере аргона в отсутствие света при комнатной температуре (20-21°С) и атмосферном давлении в среде толуола в течение 1-5 ч с последующим гидролизом реакционной массы. The method of obtaining polyhydro [60] fullerenes of the formula (I)
characterized in that the fullerene C 60 is reacted with diisobutylaluminum hydride (i-Bu 2 AlH) in the presence of a zirconium tetrachloride catalyst (ZrCl 4 ), taken in a molar ratio of C 60 : i-Bu 2 AlH: ZrCl 4 = 1: (55-65 ) :( 0.15-0.25), preferably 1: 60: 0.20, in an argon atmosphere in the absence of light at room temperature (20-21 ° C) and atmospheric pressure in toluene for 1-5 hours subsequent hydrolysis of the reaction mass.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007128210/04A RU2348603C1 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007128210/04A RU2348603C1 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2348603C1 true RU2348603C1 (en) | 2009-03-10 |
Family
ID=40528606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007128210/04A RU2348603C1 (en) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2348603C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160159645A1 (en) * | 2010-02-22 | 2016-06-09 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | High capacity hydrogen storage nanocomposite materials |
-
2007
- 2007-07-23 RU RU2007128210/04A patent/RU2348603C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ballenweg S., Gleiter R., Kratschmer W., J.CHEM., SOC, CHEM. COMMUN., 1994, 2269. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160159645A1 (en) * | 2010-02-22 | 2016-06-09 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | High capacity hydrogen storage nanocomposite materials |
| US9840412B2 (en) * | 2010-02-22 | 2017-12-12 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | High capacity hydrogen storage nanocomposite materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2348603C1 (en) | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes | |
| RU2348604C1 (en) | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes | |
| RU2348601C1 (en) | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes | |
| Brown et al. | Addition compounds of alkali-metal hydrides. 23. Preparation of potassium triisopropoxyborohydride in improved purity | |
| RU2348605C1 (en) | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes | |
| RU2348602C1 (en) | Method of obtaining polyhydro[60]fullerenes | |
| CN102060659A (en) | Method for preparing homoallylic alcohol | |
| RU2238263C1 (en) | Method for preparing 1-[1'-hydroxy-1'-alkyl-(1',1'-dialkyl)]-methyl-2-hydro[60]fullerenes | |
| RU2238262C1 (en) | Method for preparing 2,3-fullereno[60]cyclopentanols | |
| JP2010126468A (en) | Method for producing sulfonamide compound | |
| RU2133727C1 (en) | Method of synthesis of ethyl-containing c60-fullerenes | |
| CN1414947A (en) | The synthetic method of biurea | |
| RU2136647C1 (en) | Method of combined preparation of mono[cycloalkyl]dihydro[60] fullerenes and bis[cycloalkyl]tetrahydro [60] fullerenes | |
| RU2240302C1 (en) | Method for preparing 1-(dialkoxymethyl)-2-hydro[60]fullerenes | |
| RU2283844C1 (en) | Method for production of 1-ethenyl-1-methyl-1-sila-2,3-[60]fullerocyclopentane | |
| RU2238929C1 (en) | Method for preparing 1-[3'-hydroxy-3'-alkyl-(3',3'-dialkyl)]-n-propyl-2-hydro[60]fullerenes | |
| RU2238930C1 (en) | Method for preparing 1-(3',3'-dialkoxyprop-1'-yl)-2-hydro[60]fullerenes | |
| RU2365575C2 (en) | Method of obtaining [(2s)-trans]-1s,5s-6,6-dimethylbicyclo[3,1,1]heptan-2-yl-methanol | |
| RU2160271C1 (en) | Method of preparing 1-dialkylamine-2,3-fullerene [60] alumacyclopropanes | |
| RU2283830C1 (en) | Method for production of 1-hydroxy-2,3-[60]fullerocyclopentanecarboxylic acid ethyl ester | |
| RU2313521C1 (en) | Method for preparing 1-(4-quinolinamino)-1,2-dihydro[60]fullerene | |
| RU2119449C1 (en) | Method of synthesis of ethylated fullerenes | |
| RU2342378C2 (en) | Method of obtaining 3,4-fullero [60]tetrahydrothiophene | |
| RU2160274C1 (en) | Method of preparing 1-alkoxy-2,3-fullerene [60] alumacyclopropanes | |
| RU2160272C1 (en) | Method of preparing 1-ethyl-2,3-fullerene [60] alumacyclopropanes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090724 |