RU2711566C2 - Method of producing cyclopropane fullerene derivatives - Google Patents
Method of producing cyclopropane fullerene derivatives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711566C2 RU2711566C2 RU2016151676A RU2016151676A RU2711566C2 RU 2711566 C2 RU2711566 C2 RU 2711566C2 RU 2016151676 A RU2016151676 A RU 2016151676A RU 2016151676 A RU2016151676 A RU 2016151676A RU 2711566 C2 RU2711566 C2 RU 2711566C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fullerene
- methyl ester
- acid methyl
- yield
- producing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- -1 cyclopropane fullerene derivatives Chemical class 0.000 title claims abstract description 10
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound 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 claims abstract description 34
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract 2
- CXWXQPHSTDDVEV-UHFFFAOYSA-N methyl 2-benzoylbutanoate Chemical compound COC(=O)C(CC)C(=O)C1=CC=CC=C1 CXWXQPHSTDDVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 abstract description 5
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- AZSFNTBGCTUQFX-UHFFFAOYSA-N C12=C3C(C4=C5C=6C7=C8C9=C(C%10=6)C6=C%11C=%12C%13=C%14C%11=C9C9=C8C8=C%11C%15=C%16C=%17C(C=%18C%19=C4C7=C8C%15=%18)=C4C7=C8C%15=C%18C%20=C(C=%178)C%16=C8C%11=C9C%14=C8C%20=C%13C%18=C8C9=%12)=C%19C4=C2C7=C2C%15=C8C=4C2=C1C12C3=C5C%10=C3C6=C9C=4C32C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 Chemical compound C12=C3C(C4=C5C=6C7=C8C9=C(C%10=6)C6=C%11C=%12C%13=C%14C%11=C9C9=C8C8=C%11C%15=C%16C=%17C(C=%18C%19=C4C7=C8C%15=%18)=C4C7=C8C%15=C%18C%20=C(C=%178)C%16=C8C%11=C9C%14=C8C%20=C%13C%18=C8C9=%12)=C%19C4=C2C7=C2C%15=C8C=4C2=C1C12C3=C5C%10=C3C6=C9C=4C32C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 AZSFNTBGCTUQFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- ZDPWOPCWADOUIT-UHFFFAOYSA-N methyl 2-benzoyl-N-(4-methylphenyl)sulfonylbutanehydrazonate Chemical compound S(=O)(=O)(C1=CC=C(C)C=C1)NN=C(C(CC)C(C1=CC=CC=C1)=O)OC ZDPWOPCWADOUIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 8
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical class [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 6
- 150000008049 diazo compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 4
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002330 electrospray ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N C70 fullerene Chemical compound C12=C(C3=C4C5=C67)C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C(C%14=C%15C%16=%17)=C%18C%19=C%20C%21=C%22C%23=C%24C%21=C%21C(C=%25%26)=C%20C%18=C%12C%26=C%10C8=C4C=%25C%21=C5C%24=C6C(C4=C56)=C%23C5=C5C%22=C%19C%14=C5C=%17C6=C5C6=C4C7=C3C1=C6C1=C5C%16=C3C%15=C%13C%11=C4C9=C2C1=C34 ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
- C07C67/317—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
- C07C69/612—Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to an acyclic carbon atom and having a six-membered aromatic ring in the acid moiety
- C07C69/616—Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to an acyclic carbon atom and having a six-membered aromatic ring in the acid moiety polycyclic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения циклопропановых производных фуллеренов. Циклопропановые производные фуллеренов и, в частности, фуллеренсодержащие материалы [60]РСВМ и [70]РСВМ, представленные на фигуре 1, активно используются в качестве полупроводниковых материалов n-типа в органических солнечных батареях. Эффективности преобразования света лучших фотовольтаических устройств на основе композитов производных фуллеренов [60]РСВМ, [70]РСВМ и сопряженных полимеров достигают 10-11% [К.Н. Park, Y. An, S. Jung, H. Park and С. Yang, Energy Environ. Sci., 2016, 9, 3464-3471; Z. Wang, X. Xu, Z. Li, K. Feng, K. Li, Y. Li and Q. Peng, Advanced Electronic Materials, 2016, 2, 1600061].The invention relates to a method for producing cyclopropane derivatives of fullerenes. Cyclopropane derivatives of fullerenes and, in particular, fullerene-containing materials [60] RSVM and [70] RSVM, shown in Figure 1, are actively used as n-type semiconductor materials in organic solar cells. The light conversion efficiencies of the best photovoltaic devices based on composites of fullerene derivatives [60] RSVM, [70] RSVM and conjugated polymers reach 10-11% [K.N. Park, Y. An, S. Jung, H. Park and C. Yang, Energy Environ. Sci., 2016, 9, 3464-3471; Z. Wang, X. Xu, Z. Li, K. Feng, K. Li, Y. Li and Q. Peng, Advanced Electronic Materials, 2016, 2, 1600061].
Аналогом предлагаемого способа получения циклопропановых производных фуллеренов является описанный ранее способ синтеза фуллеренсодержащего материала [60]РСВМ [R. Kumar, S. Naqvi, N. Gupta, S. Chand, RSC Advances, 2014, 4, 15675]. В работе Kumar и соавторы предложили использовать для генерации промежуточного диазосоединения триэтиламин и хлористый метилен, что позволило исключить инертную атмосферу (фигура 2).An analogue of the proposed method for producing cyclopropane derivatives of fullerenes is the previously described method for the synthesis of fullerene-containing material [60] RSVM [R. Kumar, S. Naqvi, N. Gupta, S. Chand, RSC Advances, 2014, 4, 15675]. In the work, Kumar et al proposed to use triethylamine and methylene chloride to generate the intermediate diazocompound, which eliminated the inert atmosphere (Figure 2).
Последующее добавление раствора фуллерена C60 в 1,2-дихлорбензоле к раствору диазосоединения в хлористом метилене с триэтиламином и перемешивание при температуре 75°C в течение 18 часов приводило к образованию фуллероида, который затем при кипячении в 1,2-дихлорбензоле изомеризовался в целевой продукт. Выход продукта после очистки с помощью колоночной хроматографии составляет 38-40%. Образование побочных продуктов, относительно малый выход целевого продукта и время протекания реакции (не менее 20 часов) являются главными недостатками данного способа получения фуллеренсодержащих материалов. Прототипом изобретения является известный из литературы классический способ получения циклопропанового производного фуллерена [60]РСВМ и [70]РСВМ (реакция Хюммелена-Вудла), представленный на фигуре 3 [J.С. Hummelen, В.W. Knight, F. LePeq, F. Wudl, J. Yao, C.L. Wilkins, The Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 532].Subsequent addition of a solution of fullerene C 60 in 1,2-dichlorobenzene to a solution of the diazocompound in methylene chloride with triethylamine and stirring at a temperature of 75 ° C for 18 hours led to the formation of a fulleroid, which then is boiled in 1,2-dichlorobenzene isomerized to the target product . The product yield after purification using column chromatography is 38-40%. The formation of by-products, the relatively low yield of the target product and the reaction time (at least 20 hours) are the main disadvantages of this method of obtaining fullerene-containing materials. The prototype of the invention is a classic method known from the literature for the production of cyclopropane derivative of fullerene [60] RSVM and [70] RSVM (Humelen-Woodl reaction), shown in figure 3 [J.S. Hummelen, B.W. Knight, F. LePeq, F. Wudl, J. Yao, CL Wilkins, The Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 532].
Указанный способ получения фуллеренсодержащих материалов возможен в двух вариантах исполнения:The specified method for producing fullerene-containing materials is possible in two versions:
1) Предшествующее диазосоединение генерируют in situ в реакционной среде, выделяют открытую изомерную форму [60]РСВМ. Очищают с помощью колоночной хроматографии и затем подвергают изомеризации при кипячении в среде 1,2-дихлорбензола. Выход целевого продукта достигает 33-35%. Использование инертной атмосферы, образование побочных продуктов, малый выход целевого продукта и время протекания реакции (не менее 23 часов) являются главными недостатками данного исполнения классической реакции Хюммелена-Вудла.1) The previous diazocompound is generated in situ in the reaction medium, and the open isomeric form [60] of PCBM is isolated. Purify by column chromatography and then undergo isomerization by boiling in 1,2-dichlorobenzene. The yield of the target product reaches 33-35%. The use of an inert atmosphere, the formation of by-products, the low yield of the target product, and the reaction time (at least 23 hours) are the main disadvantages of this embodiment of the classical Humelen-Woodl reaction.
2) Предшествующее диазосоединение получают и выделяют отдельно. Отметим, что в данном случае выход целевого диазосоединения крайне низок и составляет всего 10%. Затем полученный продукт вводят в взаимодействие с фуллереном C60 и получают фуллероид, который после очистки с помощью колоночной хроматографии подвергают термической изомеризации в среде 1,2-дихлорбензола и получают с выходом 48-50%) целевой метанофуллерен [60]РСВМ. Несмотря на повышение выхода целевого циклопропанового производного фуллерена, данное исполнение классической реакции Хюммелена-Вудла представляется неперспективным ввиду очень малого выхода исходного диазосоединения. К недостаткам способа получения также следует отнести использование инертной атмосферы, образование побочных продуктов и время протекания реакции (не менее 23-25 часов).2) The preceding diazocompound is obtained and isolated separately. Note that in this case, the yield of the target diazocompound is extremely low and amounts to only 10%. Then, the obtained product is reacted with C 60 fullerene and a fulleroid is obtained, which, after purification by column chromatography, is subjected to thermal isomerization in 1,2-dichlorobenzene medium to obtain the target methanofullerene [60] PCBM in 48–50% yield. Despite the increase in the yield of the target cyclopropane derivative of fullerene, this performance of the classical Humelen-Woodl reaction seems unpromising due to the very small yield of the initial diazocompound. The disadvantages of the method of obtaining should also include the use of an inert atmosphere, the formation of by-products and the reaction time (at least 23-25 hours).
Таким образом, использование классической реакции Хюммелена-Вудла имеет ряд особенностей. Одна заключается в том, что исходный фуллерен обычно реагирует не полностью и остается в определенном количестве в реакционной смеси. В этом случае его можно восстановить (отделить от продуктов реакции, например, с помощью колоночной хроматографии) и снова запустить в реакцию, что увеличит итоговый выход производных фуллеренов. Другая особенность состоит в том, что неверно выбранные условия проведения реакции (температурный режим, время реакции, соотношения компонентов) могут сместить баланс образующихся соединений в сторону полиаддуктов - соединений фуллерена с двумя и более присоединенными аддендами. Дальнейшее использование этих полиаддуктов не представляет интереса. Поэтому очень важно получить в ходе реакции моноаддукт с максимальным выходом и низким содержанием побочных примесей. Также отметим чувствительность классической реакции Хюммелена-Вудла к условиям ее проведения: инертная атмосфера и обезвоженные растворители. Так, Kumar и др. показали, что реакция Хюммелена-Вудла в условиях окружающей среды даже в течение 48 часов приводит к образованию всего 2% целевого продукта [R. Kumar, S. Naqvi, N. Gupta, S. Chand, RSC Advances, 2014, 4, 15675].Thus, the use of the classical Humellen-Woodl reaction has a number of features. One is that the starting fullerene usually does not fully react and remains in a certain amount in the reaction mixture. In this case, it can be reduced (separated from the reaction products, for example, using column chromatography) and run again in the reaction, which will increase the final yield of fullerene derivatives. Another feature is that incorrectly selected reaction conditions (temperature, reaction time, component ratios) can shift the balance of the formed compounds towards polyadducts - fullerene compounds with two or more attached addenda. Further use of these polyadducts is not of interest. Therefore, it is very important to obtain a monoduct during the reaction with a maximum yield and low content of side impurities. We also note the sensitivity of the classical Hummelen-Woodl reaction to the conditions of its carrying out: inert atmosphere and dehydrated solvents. So, Kumar and others showed that the Hummelen-Woodl reaction under ambient conditions, even within 48 hours, leads to the formation of only 2% of the target product [R. Kumar, S. Naqvi, N. Gupta, S. Chand, RSC Advances, 2014, 4, 15675].
Задачей изобретения является упрощение процесса, уменьшение расхода дорогостоящих реагентов, ускорение процесса при увеличении выхода целевого продукта.The objective of the invention is to simplify the process, reduce the consumption of expensive reagents, speed up the process while increasing the yield of the target product.
Поставленные задачи решены с помощью разработанного способа получения циклопропановых производных фуллеренов, который обеспечивает относительно высокие выходы целевых продуктов при упрощении технической стороны проводимого процесса:The tasks are solved using the developed method for producing cyclopropane derivatives of fullerenes, which provides relatively high yields of target products while simplifying the technical side of the process:
1) Реакция проходит в одну стадию без использования инертной атмосферы1) The reaction proceeds in one stage without using an inert atmosphere
2) В 2 раза уменьшен расход исходного реагента (тозилгидразона)2) The consumption of the initial reagent (tosyl hydrazone) is 2 times reduced
3) Значительно снижено время протекания реакции.3) Significantly reduced reaction time.
В качестве основания использовали карбонат калия вместо метилата натрия (фигура 4), выбор которого был обусловлен его слабой основностью, устойчивостью к воздействию окружающей среды (парам воды), малой токсичностью и меньшей стоимостью относительно стоимости метилата натрия. Подобрано оптимальное соотношение немодифицированного фуллерена и тозилгидразона (1 к 1) с целью увеличения выхода целевого компонента, что позволило уменьшить в 2 раза расход тозилгидразона по сравнению с прототипом и увеличить выход на 10-15%.As the base used potassium carbonate instead of sodium methylate (figure 4), the choice of which was due to its weak basicity, resistance to environmental influences (water vapor), low toxicity and lower cost relative to the cost of sodium methylate. The optimal ratio of unmodified fullerene and tosyl hydrazone (1 to 1) was selected in order to increase the yield of the target component, which allowed to reduce the consumption of tosyl hydrazone by 2 times compared with the prototype and increase the yield by 10-15%.
Таким образом, предлагаемый способ синтеза циклопропановых производных фуллеренов, отличается от прототипа:Thus, the proposed method for the synthesis of cyclopropane derivatives of fullerenes differs from the prototype:
1) возможностью проведения в аэробных условиях1) the ability to conduct in aerobic conditions
2) использованием в качестве основания карбоната калия2) using potassium carbonate as the base
3) уменьшенным в 2 раза расходом исходного тозилгидразона3) reduced by 2 times the consumption of the initial tosylhydrazone
4) значительно сниженным временем проведения реакции4) significantly reduced reaction time
5) увеличенным на 10-15% выходом целевого продукта5) increased by 10-15% yield of the target product
Полученные результаты позволяют с высокой степенью уверенности говорить о возможности внедрения разработанных методик для полупромышленного синтеза производных фуллеренов.The results obtained allow us to speak with a high degree of confidence about the possibility of introducing the developed methods for the semi-industrial synthesis of fullerene derivatives.
Заявленная методика иллюстрируется, но не ограничивается следующими примерами.The claimed methodology is illustrated, but not limited to the following examples.
Пример 1.Example 1
В 3-х горлую колбу, снабженную обратным холодильником и термометром, помещали 1 экв. фуллерена, 1 экв. тозилгидразона, 1,6 экв. карбоната калия, пиридин и 1,2-дихлорбензол. Реакционную смесь перемешивали в течение 1 часа при температуре 90°C. после охлаждения смесь фильтровали через слой силикагеля и кипятили с обратным холодильником в течение 3 часов. Полученный раствор производного фуллерена концентрировали на ротационном испарителе и очищали с помощью колоночной хроматографии (неподвижная фаза - силикагель, элюент - смесь петролейного эфира и толуола). Выход целевого продукта составляет 45%. Чистота полученного производного фуллерена подтверждалась с помощью ВЭЖХ (99,5%), молекулярный состав с помощью электро-спрей масс-спектрометрии (фигуры 5, 6). На фигуре 5 присутствует только один интенсивный пик, соответствующий целевому продукту. Количество примесей (в предположении близких коэффициентов экстинкции) не превышает 0,5%.In a 3-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, 1 equiv. fullerene, 1 eq. tosyl hydrazone, 1.6 eq. potassium carbonate, pyridine and 1,2-dichlorobenzene. The reaction mixture was stirred for 1 hour at a temperature of 90 ° C. after cooling, the mixture was filtered through a layer of silica gel and refluxed for 3 hours. The resulting solution of the fullerene derivative was concentrated on a rotary evaporator and purified by column chromatography (the stationary phase was silica gel, the eluent was a mixture of petroleum ether and toluene). The yield of the target product is 45%. The purity of the obtained fullerene derivative was confirmed by HPLC (99.5%), the molecular composition by electrospray mass spectrometry (figures 5, 6). In figure 5 there is only one intense peak corresponding to the target product. The amount of impurities (assuming close extinction coefficients) does not exceed 0.5%.
На фигуре 6 представлен электроспрей масс-спектр производного фуллерена [60]РСВМ, на котором можно наблюдать один интенсивный сигнал с массой молекулярного иона m/z=910 [М]-, соответствующей молекулярной массе [60]РСВМ.The figure 6 presents the electrospray mass spectrum of the fullerene derivative [60] of PCVM, on which one intense signal can be observed with a molecular ion mass of m / z = 910 [M] - , corresponding to the molecular mass of [60] PCVM.
Спектральные данные соответствуют литературным данным [J.С. Hummelen, В.W. Knight, F. LePeq, F. Wudl, J. Yao, C.L. Wilkins, The Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 532].The spectral data correspond to the literature data [J.S. Hummelen, B.W. Knight, F. LePeq, F. Wudl, J. Yao, C. L. Wilkins, The Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 532].
Пример 2.Example 2
В 3-х горлую колбу, снабженную обратным холодильником и термометром, помещали 1 экв. фуллерена C60, 2 экв. тозилгидразона, 1,6 экв. карбоната калия, пиридин и 1,2-дихлорбензол. Реакционную смесь перемешивали в течение 1 часа при температуре 90°C. после охлаждения смесь фильтровали через слой силикагеля и кипятили с обратным холодильником в течение 3 часов. Полученный раствор производного фуллерена концентрировали на ротационном испарителе и очищали с помощью колоночной хроматографии (неподвижная фаза - силикагель, элюент - смесь петролейного эфира и толуола). Выход целевого продукта составляет 13%. Выход побочных продуктов полиаддуктов составил 83%.In a 3-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, 1 equiv. fullerene C 60 , 2 equiv. tosyl hydrazone, 1.6 eq. potassium carbonate, pyridine and 1,2-dichlorobenzene. The reaction mixture was stirred for 1 hour at a temperature of 90 ° C. after cooling, the mixture was filtered through a layer of silica gel and refluxed for 3 hours. The resulting solution of the fullerene derivative was concentrated on a rotary evaporator and purified using column chromatography (the stationary phase was silica gel, the eluent was a mixture of petroleum ether and toluene). The yield of the target product is 13%. The yield of by-products of polyadducts was 83%.
Пример 3.Example 3
В 3-х гордую колбу, снабженную обратным холодильником и термометром, помещали 1 экв. фуллерена C60, 1,5 экв. тозилгидразона, 1,6 экв. карбоната калия, пиридин и 1,2-дихлорбензол. Реакционную смесь перемешивали в течение 1 часа при температуре 90°C. после охлаждения смесь фильтровали через слой силикагеля и кипятили с обратным холодильником в течение 3 часов. Полученный раствор производного фуллерена концентрировали на ротационном испарителе и очищали с помощью колоночной хроматографии (неподвижная фаза - силикагель, элюент - смесь петролейного эфира и толуола). Выход целевого продукта составляет 29%. Выход побочных продуктов полиаддуктов составил 62%.In a 3-proud flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, 1 equiv. fullerene C 60 , 1.5 eq. tosyl hydrazone, 1.6 eq. potassium carbonate, pyridine and 1,2-dichlorobenzene. The reaction mixture was stirred for 1 hour at a temperature of 90 ° C. after cooling, the mixture was filtered through a layer of silica gel and refluxed for 3 hours. The resulting solution of the fullerene derivative was concentrated on a rotary evaporator and purified using column chromatography (the stationary phase was silica gel, the eluent was a mixture of petroleum ether and toluene). The yield of the target product is 29%. The yield of by-products of polyadducts was 62%.
Пример 4.Example 4
В 3-х горлую колбу, снабженную обратным холодильником и термометром, помещали 1 экв. фуллерена С70, 2 экв. тозилгидразона, 1,6 экв. карбоната калия, пиридин и 1,2-дихлорбензол. Реакционную смесь перемешивали в течение 1 часа при температуре 120°C. после охлаждения смесь фильтровали через слой силикагеля и кипятили с обратным холодильником в течение 3 часов. Полученный раствор производного фуллерена концентрировали на ротационном испарителе и очищали с помощью колоночной хроматографии (неподвижная фаза - силикагель, элюент - смесь петролейного эфира и толуола). Выход целевого продукта составляет 13%). Выход побочных продуктов полиаддуктов составил 83%. Чистота полученного производного фуллерена подтверждалась с помощью ВЭЖХ, молекулярный состав с помощью электро-спрей масс-спектрометрии (фигуры 7, 8).In a 3-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer, 1 equiv. fullerene C 70 , 2 equiv. tosyl hydrazone, 1.6 eq. potassium carbonate, pyridine and 1,2-dichlorobenzene. The reaction mixture was stirred for 1 hour at a temperature of 120 ° C. after cooling, the mixture was filtered through a layer of silica gel and refluxed for 3 hours. The resulting solution of the fullerene derivative was concentrated on a rotary evaporator and purified using column chromatography (the stationary phase was silica gel, the eluent was a mixture of petroleum ether and toluene). The yield of the target product is 13%). The yield of by-products of polyadducts was 83%. The purity of the obtained fullerene derivative was confirmed by HPLC, the molecular composition using electrospray mass spectrometry (figures 7, 8).
На фигуре 7 присутствует один интенсивный сигнал соответствующий производному фуллерена [70]PCBM. Количество примесей (в предположении близких коэффициентов экстинкции) не превышает 0,9%. Электроспрей масс-спектр производного фуллерена [60]РСВМ, демонстрирует один интенсивный сигнал при m/z=1030, относящийся к молекулярному иону соединения [М]- (фигура 8). Спектральные данные соответствуют литературным данным [Wienk, М.М. et al. Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42, 3371].In figure 7 there is one intense signal corresponding to the fullerene derivative [70] PCBM. The amount of impurities (assuming close extinction coefficients) does not exceed 0.9%. The electrospray mass spectrum of the fullerene derivative [60] of PCVM shows one intense signal at m / z = 1030, which refers to the molecular ion of the compound [M] - (figure 8). The spectral data correspond to published data [Wienk, M.M. et al. Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42, 3371].
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151676A RU2711566C2 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151676A RU2711566C2 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016151676A RU2016151676A (en) | 2018-06-29 |
RU2016151676A3 RU2016151676A3 (en) | 2019-05-08 |
RU2711566C2 true RU2711566C2 (en) | 2020-01-17 |
Family
ID=62814116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151676A RU2711566C2 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711566C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140046089A1 (en) * | 2010-12-23 | 2014-02-13 | The University Of Melbourne | Continuous process for the functionalization of fullerenes |
US20140066647A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Method for synthesis of [6,6]-phenyl-c61-butyric acid methyl ester (pcbm) and fullerene derivatives |
JP2014097949A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Mitsubishi Corp | Fullerene c60 derivative, and resist composition for extreme ultraviolet light or electron beam exposure |
RU2519782C2 (en) * | 2011-06-01 | 2014-06-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Проблем Химической Физики Ран (Ипхф Ран) | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives, use of organic fullerene derivatives as materials for electronic semiconductor devices, organic field-effect transistor, organic photovoltaic cell, organic field-effect transistor and organic photovoltaic cell |
-
2016
- 2016-12-28 RU RU2016151676A patent/RU2711566C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140046089A1 (en) * | 2010-12-23 | 2014-02-13 | The University Of Melbourne | Continuous process for the functionalization of fullerenes |
RU2519782C2 (en) * | 2011-06-01 | 2014-06-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Проблем Химической Физики Ран (Ипхф Ран) | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives, use of organic fullerene derivatives as materials for electronic semiconductor devices, organic field-effect transistor, organic photovoltaic cell, organic field-effect transistor and organic photovoltaic cell |
US20140066647A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Method for synthesis of [6,6]-phenyl-c61-butyric acid methyl ester (pcbm) and fullerene derivatives |
JP2014097949A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Mitsubishi Corp | Fullerene c60 derivative, and resist composition for extreme ultraviolet light or electron beam exposure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016151676A (en) | 2018-06-29 |
RU2016151676A3 (en) | 2019-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | A superior synthesis of [6, 6]-methanofullerenes: The reaction of sulfonium ylides with C60 | |
WO2014111980A1 (en) | Triptycene derivative useful as material for forming self-assembled film, method for producing said derivative, film produced using said derivative, and method for producing said film | |
Ohno et al. | An efficient functionalization of [60] fullerene. Diels-Alder reaction using 1, 3-butadienes substituted with electron-withdrawing and electron-donating (silyloxy) groups | |
CN111285881B (en) | A kind of thieno[3,4-b]indole derivative and its synthesis method | |
RU2711566C2 (en) | Method of producing cyclopropane fullerene derivatives | |
CN103664601A (en) | [6,6]-phenyl-C61-methyl butyrate (PCBM) and fullerene derivative synthesis method | |
JP2006199674A (en) | Method for producing aminated fullerene | |
Nakamura et al. | Formation of fulleroids as major products and application of solid state reaction in the functionalization of [60] fullerene by aromatic diazoketones | |
Zhang et al. | Facile access to 2, 5-diaryl fulleropyrrolidines: magnesium perchlorate-mediated reaction of [60] fullerene with arylmethylamines and aryl aldehydes | |
Amaya et al. | Synthesis and characterization of π-extended bowl-shaped π-conjugated molecules | |
CN111018879A (en) | Thieno [3,2-b ] indole derivative and synthetic method thereof | |
CN106117220A (en) | The synthetic method of benzophenanthrene dodecyloxy bridging isobutyltrimethylmethane. phenyl porphyrin metal Zn coordination compound | |
JP3963270B2 (en) | Fullerene epoxide and method for producing the same | |
CN109928978B (en) | 5,10,15,20-tetraaryl-3-thio-2-nitrogen-21-carbon chlorophyll compound and preparation method thereof | |
CN114805289B (en) | Preparation method of 1, 4-oxathia-3, 5-dialdehyde cyclohexadiene compound | |
RU2785692C1 (en) | METHOD FOR OBTAINING 1,9-(1',4'-OXATHIANO-4'-OXIDE)-1,9-DIHYDRO-(C60-Ih)[5,6]FULLERENE | |
Berthold et al. | A highly versatile octasubstituted phthalocyanine scaffold for ex post chemical diversification | |
Markoulides et al. | Quantitative preparation of 3, 4-di (methylene) tetrahydrothiophene-1, 1-dioxide by Zn-induced 1, 4-debromination. A valuable 6-C reactive diene in [4+ 2] cycloadditions with DMAD and [60] fullerene | |
Donyagina et al. | Phthalocyanines and related compounds: XLI. Synthesis of 9, 10-diphenylanthracene-2, 3-dicarboxylic acid derivatives | |
Torosyan et al. | Synthesis and electrophysical properties of the fullerene C 60–1, 3, 5-trimethoxybenzene conjugate | |
JP4635251B2 (en) | Organic bismuth compound and process for producing the same | |
JP2021185134A (en) | [6, 6] Method for producing methanofullerene derivative | |
CN102001902A (en) | Method for synthesizing end alkynyl by utilizing 1,1-two bromination vinyl compound | |
JP4243683B2 (en) | Method for producing 1-tetralone | |
JPH0123450B2 (en) |