Селективная гетеро-функционализация C60-фуллерена, катализируемая комплексами переходных металлов

• Автор: Туктаров, Айрат Рамилевич
• Шифр специальности: 02.00.03, 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 108 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Реакции 32циклоприсоединения 1,3диполярных соединений к фуллерену

1.1.1. Синтез фуллеропирролидинов

1.1.2. 1,3Диполярное циклоприсоединение карбонил и тиокарбонилилидов к Сбгфуллерену.

1.2. Присоединение азотистых нуклеофилов к фуллерену

ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Каталитическое гидроаминирование Сбофуллерена с помощью первичных и вторичных аминов.
2.2. Синтез фуллеропирролидинов каталитическим 32циклоприсоединением третичных аминов К СбО.
2.3. Синтез фуллерофосфоланов 32циклоприсоединением алкил, арил и циклоалкилфосфинов к Сбо под действием металлокомплексных катализаторов.
2.4. Каталитическое 32циклоприсоединение сульфидов и сульфоксидов к Сбо.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
Выводы.
ЛИТЕРАТУРА


Разработаны комплексные катализаторы на основе соединений и солей И, Ъх9 Щ Бе, и Рс1, способные проводить 1,2гидроаминирование Сбофуллерена первичными и вторичными аминами, а также 32циклоприсоединение третичных аминов, фосфинов, диалкил и циклоалкилсульфидов и сульфоксидов с получением соответствующих аминофуллеренов, фуллеропирролидинов, фуллерофосфоланов, фуллеротетрагидротиофенов, фуллеротетрагидротиофеноксидов с высокими выходами. С использованием в качестве комплексных катализаторов металлоцендихлоридные комплексы СргМСЬ М Т1, Ъх9 Ш, а также трехкомпонентные каталитические системы Масасп М Ре, 1, Рс1, осуществлен синтез 1 амино1,2дигидрофуллеренов путем 1,2гидроаминирования Сбофуллерена первичными и вторичными аминами. Реакция имеет общий характер и с успехом может быть использована для синтеза практически важных моно и полиаминофуллеренов с высокими выходами. Показана возможность распространения реакции 32циклоприсоединения к Сбофуллерену на триалкилфосфины, арилдиалкилфосфины, диалкилсульфиды и сульфоксиды, в том числе циклические. Предложены вероятные схемы механизмов реакции 1,2гидроаминирования и 32циклоприсоединения гетероатомных соединений к Сбофуллерену с участием комплексов переходных металлов. Постулировано, 1,2гидроаминирование Сбофуллерена первичными и вторичными аминами происходит путем окислительного присоединения амина к центральному атому катализатора с образованием гидридных комплексов, которые гидрометаллируют углеродный кластер с получением фуллерометаллгидридных интермедиатных комплексов. На заключительной стадии в результате восстановительного элиминирования образуются целевые аминофуллерены, а фуллерогетероциклы формируются путем образования ионрадикальных пар между исходным субстратом и Сбо, инициируемых комплексами переходных металлов. Практическая ценность работы. Разработаны препаративные методы синтеза практически важных 1 амино1,2дигидрофуллеренов, 3,4фуллеропирролидинов, 3,4фуллерофосфоланов, 3,4фуллеротетрагидротиофенов и 3,4фуллеротетрагидротиофеноксидов с высокими выходами. Апробация работы. Основные положения работы были представлены на VII ii Ii i I , . V Всероссийском научном семинаре и Молодежной научной школе Химия и медицина , Уфа, Всероссийской научной конференции Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии в исследованиях молодых ученых , Астрахань, 5ой Международной конференции Углерод фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология , Москва, Международной конференции Химия азотсодержащих гетероциклов ХАГ , Харьков, Украина. Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 статьи, тезисы 5 докладов, получено 4 патента РФ и положительных решения на выдачу патентов РФ. Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора на тему Некаталитическая функционализация фуллерена, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы 5 наименований, изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 7 рисунков. Автор выражает благодарность доктору химических наук, профессору Ибрагимову Асхату Габдрахмановичу за постоянное внимание и помощь при выполнении работы. ГЛАВА 1. Интерес к азотсодержащим фуллеренам обусловлен их применением в медицине 13, электронике и нелинейной оптике 4, в качестве органических ферромагнетиков 57, фотосенсибилизаторов при генерировании синглетного кислорода 8, фотопреобразователей солнечной энергии 9,. В обзорных работах , обсуждаются и другие области применения. Одним ИЗ перспективных путей введения В молекулу СбО пятичленных гетероциклических фрагментов, например, пирролидиновых колец является использование реакции 32циклоприсоединения разнообразных 1,3диполярных соединений. Подобным образом проходит реакция Сбгфуллерена с иминами бензальдегида и первичных метиламинов, содержащих электроноакцепторные заместители в алкильном радикале , а также фотохимическое циклоприсоединение третичных аминов к фуллерену . Наиболее эффективный метод генерирования азометинилидов заключается в декарбоксилировании иммониевых солей, получающихся конденсацией ааминокислот с альдегидами. Простейший пример реакция между Ыметилглицином саркозином, формальдегидом и Сад в кипящем толуоле ведет к образованию Ыметилпирролидинофуллерена 1 с выходом . Н СН2
В реакции Прато, как и в других реакциях 1,3диполярного циклоприсоединения, весьма эффективно применение микроволнового облучения.