Цель исследования. Изучение взаимодействия замещенных алюминациклопентанов с карбонильными соединениями и эфирами карбоновых кислот с целью разработки перспективных для практического применения препаративных методов синтеза циклопентанолов, эфиров циклопентанкарбоновых кислот, 1,4-бифункциональных мономеров и высших спиртов, исходя из простейших олефинов и комплексных Zr-содержащих катализаторов.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Института нефтехимии и катализа РАН по теме: “Металлокомплексный катализ в химии металлоорганических соединений непереходных металлов” [01.200.204378].

Научная новизна. Разработан однореакторный метод превращения олефинов в соответствующие 1,5-пентандиолы заданной структуры через стадию получения in situ 3- и транс-3,4-замещенных алюминациклопентанов.

Установлено, что реакция альдегидов и кетонов с алюминациклопентанами проходит путем внедрения карбонильных соединений по активной Al-C связи с наименее экранированной стороны исходного пятичленного АОС, что приводит к получению высших вторичных и третичных спиртов с высокой региоселективностью.

Разработан эффективный метод синтеза циклопентанолов, основанный на взаимодействии алюминациклопентанов, полученных in situ из олефинов и Et₃Al под действием катализатора Cp₂ZrCl₂, с эфирами карбоновых кислот (муравьиной, уксусной и пропионовой).

Установлено, что наиболее высокие выходы циклопентанолов удается получить при использовании этилформиата. В опытах с другими эфирами карбоновых кислот выходы соответствующих циклопентанолов заметно снижаются.

Карбоциклизация 3- и транс-3,4-замещенных алюминациклопентанов с помощью диэтилоксалата под действием Cu-содержащих катализаторов происходит с образованием соответствующих эфиров 1-гидроксициклопентанкарбоновых кислот с высокими выходами, что открывает эффективный путь синтеза функционально замещенных циклопентанолов в одну препаративную стадию, исходя из олефинов, триалкил- и алкилгалогеналанов с использованием в качестве катализаторов соединений Zr, Ni и Cu.

Установлено, что наиболее активными катализаторами взаимодействия АЦП с карбонильными соединениями являются комплексы Ni, а для осуществления карбоциклизации АЦП с эфирами карбоновых кислот следует применять соли и комплексы меди.

Практическая ценность работы. На основе алюминациклопентанов разработаны препаративные методы синтеза перспективных для применения ациклических вторичных и третичных спиртов, замещенных 1,5-пентандиолов, циклопентанолов, эфиров 1-гидроксициклопентанкарбоновых кислот, которые могут найти применение в фармацевтической, косметической, текстильной, пищевой, лакокрасочной отраслях промышленности, а также производстве антифризов, гидравлических жидкостей.