Патент на изобретение №2307116
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-(4-R-АРИЛ)АДАМАНТАНОВ ИЛИ ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
(57) Реферат:
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных общей формулы:
где R1=R2=H:R=N(CH3)2, ОСН3, С(СН3)3; R1=H, R2=CH3:R=N(CH3)2, С(СН3)3; R1=R2=СН2:R=N(СН3)2, являющихся полупродуктами для синтеза биологически активных веществ, путем взаимодействия 1,3-дегидроадамантана или его гомологов с производными бензола из ряда: N,N-диметиланилин, анизол, трет-бутилбензол при мольных соотношениях реагентов, равном соответственно 1:5-6, в среде производного бензола при температуре 120-130°С в течение 5-6 часов.
Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных общей формулы
Где R1=R2=Н:R=N(CH3)2, ОСН3, С(СН3)3; R1=Н, R2=СН3:R=N(СН3)2, C(CH3)3; Rl=R2=CH3:R=N(CH3)2, которые могут представлять интерес в качестве полупродуктов в синтезе некоторых биологически активных веществ. В литературе описан способ получения соединений аналогичной структуры по реакции алкилирования 1-бромадамантаном производных бензола из ряда: толуол, ксилол, в условиях катализа кислотами Льюиса (ZnCl2, AlCl3 и др.), при этом выход продукта достигает 90% [Новаков И.А. автореф. дисс. канд. наук, Москва, 1975]. При этом фенол адамантилируется при 150-180°С и в отсутствие катализатора. Недостатком данного метода является то, что с его помощью можно получить ограниченное количество прозводных адамантана, а также используются кислоты Льюиса в качестве катализаторов, что усложняет процесс выделения целевого продукта. Кроме этого, не описано получение таким методом веществ заявляемой структурной формулы. В данном способе используется катализатор, образуется смесь продуктов N и С-адамантилирования, кроме того, данным способом не получены соединения заявляемой структурной формулы. Данный способ также не приводит к образованию веществ заявляемой структурной формулы. Задачей предлагаемого изобретения является разработка технологичного малостадийного метода синтеза 1-(4-R-арил)-адамантанов и их производных, протекающего с высоким выходом по исходному 1,3-дегидроадамантану или его гомологам в отсутствие катализатора. Техническим результатом является разработка нового метода получения соединений заявляемой структурной формулы и исключение необходимости применения катализатора в реакции адамантилирования производных бензола. Поставленный технический результат достигается в новом способе получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных общей формулы
Где R1=R2=Н:R=N(CH3)2, ОСН3, С(СН3)3; R1=Н, R2=СН3:R=N(СН3)2, C(CH3)3; Rl=R2=CH3:R=N(CH3)2. путем взаимодействия 1,3-дегидроадамантана или его гомологов с производными бензола из ряда: анизол, N,N-диметиланилин, трет.-бутилбензол при мольных соотношениях реагентов, равном соответственно 1:5-6, в среде исходных производных бензола при температуре 120-130°С в течение 5-6 часов.
Где R1=R2=Н:R=N(CH3)2, ОСН3, С(СН3)3; R1=Н, R2=СН3:R=N(СН3)2, C(CH3)3; Rl=R2=CH3:R=N(CH3)2. Сущностью метода является реакция получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных по реакции присоединения к 1,3-дегидроадамантану или его гомологам производных бензола из ряда: анизол, диметиланилин, трет.-бутилбензол. Реакция основана на ранее неизвестном свойстве 1,3-дегидроадамантана и его гомологов алкилировать данные производные бензола в отсутствие катализатора. Некаталитическое протекание взаимодействия становится возможным благодаря присутствию электронодонорных заместителей в ароматическом ядре, причем алкилирование ароматического ядра протекает региоселективно в пара-положение к данным заместителям в соответствии с правилами ориентации. Разработанный способ позволяет получать достаточно широкий ряд соединений различного строения. Ограничением в выборе исходных соединений является отсутствие заместителей, содержащих группы ОН, NH2, СООН и им подобных, реакционноспособных по отношению к 1,3-дегидроадамантану и его гомологам. Кроме этого, обнаружено, что некаталитическое адамантилирование производных бензола с электроноакцепторными группами из ряда: бензонитрил, диметилфталат, нитробензол, хлор- и бромбензол, не протекает в рассматриваемых условиях. Способ осуществляется следующим образом. К 5-6-кратному мольному избытку производного бензола приливают раствор 1,3-дегидроадамантана или его гомологов в легкокипящем инертном растворителе (диэтиловый эфир), который затем удаляется из реакционной смеси отгонкой. Смесь 1,3-дегидроадамантана или его гомологов и производного бензола нагревают в течение 5-6 часов при температуре 120-130°С без катализатора, после чего избыток исходного производного бензола отгоняют. Полученный 1-(4-R-арил)адамантан или его производное очищают перегонкой в вакууме. Выходы продуктов заявляемой структурной формулы составляют 35-80%. Как показали проведенные исследования, оптимальным и технологичным условием проведения реакции присоединения 1,3-дегидроадамантана или его гомологов к производным бензола является ее осуществление в отсутствие растворителя в среде избытка самих исходных производных бензола при мольном соотношении 1,3-дегидроадамантан или его гомолог : производное бензола = 1:5-6. Меньший избыток приводил к некоторому снижению выхода целевых продуктов за счет возможной гомополимеризации 1,3-дегидроадамантана или его гомологов или его неполной конверсии. Оптимальной температурой реакции является 120-130°С. Обнаружено, что снижение температуры приводит к сильному увеличению продолжительности данного взаимодействия и снижению выхода целевых продуктов, в то время как ее дальнейшее повышение приводит к побочной реакции полимеризации 1,3-дегидроадамантана или его гомологов. Минимальной приемлемой продолжительностью процесса является 5-6 часов. Снижение продолжительности также приводит к уменьшению конверсии 1,3-дегидроадамантана или его гомологов. Обнаружено влияние электронодонорности заместителя в ароматическом ядре производных бензола на выход соединений заявляемой структурной формулы. Например, выход продуктов адамантилирования анизола и N,N-диметиланилина достигает 75-80%, в то время как реакция 1,3-дегидроадамантана или его гомологов с трет.-бутилбензолом в аналогичных условиях дает выход лишь 35-45%. Найдено, что присоединение 1,3-дегидроадамантана или его гомологов к толуолу, ксилолу и другим производным бензола, имеющим атомы водорода у Строение синтезированных соединений подтверждено ЯМР1Н-спектроскопией, а также элементным анализом. Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1. 1-(4-N,N-Диметиламино)фениладамантан
К 13.3 г (0.11 моль) N,N-диметиланилина в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 3 г (0.022 моль) свежевозогнанного 1,3-дегидроадамантана (соотношение 1,3-дегидроадамантан : N,N-диметиланилин = 1:5) в 20 мл абсолютного диэтилового эфира, после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 120°С в течение 5 часов, после чего избыток N,N-диметиланилина удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 100-110°С (5 мм рт.ст.) для удаления непрореагировавшего исходного сырья продукт перегоняют, очищают перекристаллизацией из изопропанола и получают 4.43 г (0.0174 моль, 79%) 1-(4-N,N-диметиламино)фениладамантана, Ткип.=218-219°С/10 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, Пример 2. 1-(4-Метокси)фениладамантан
Аналогично к 14.26 г (0.132 моль) анизола в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 3 г (0.022 моль) свежевозогнанного 1,3-дегидроадамантана в 20 мл абсолютного диэтилового эфира (соотношение 1,3-дегидроадамантан : анизол = 1:6), после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 125°С в течение 6 часов, после чего избыток анизола удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 100-110°С (5 мм рт.ст.) для удаления непрореагировавшего исходного сырья, продукт очищают перегонкой в вакууме и получают 4.26 г (0.0176 моль, 80%) 1-(4-метокси)фениладамантана. Ткип=206-208°С/11 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, Пример 3.1-(4-трет.-Бутил)(фениладамантан
Аналогично к 16.21 г (0.121 моль) трет.-бутилбензола в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 3 г (0.022 моль) свежевозогнанного 1,3-дегидроадамантана в 20 мл абсолютного диэтилового эфира (соотношение 1,3-дегидроадамантан : трет.-бутилбензол = 1:5.5), после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 130°С в течение 6 часов, после чего избыток трет.-бутилбензола удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 100-105°С (5 мм рт.ст.) для удаления непрореагировавшего исходного сырья, продукт очищают перегонкой в вакууме и получают 4.42 г (0.0165 моль, 75%) 1-(4-трет.-бутил)фениладамантана, Ткип=213-215°С/13 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, Пример 4. 3-Метил-1-(N,N)-диметиламино)фениладамантан
К 8.18 г (0.0676 моль) N,N-диметиланилина в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 2 г (0.0135 моль) свежевозогнанного 5-метил-1,3-дегидроадамантана (соотношение 5-метил-1,3-дегидроадамантан : N,N-диметиланилин = 1:5) в 10 мл абсолютного диэтилового эфира, после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 125°С в течение 5,5 часов, после чего избыток N,N-диметиланилина удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 105-110°С (5 мм рт.ст.) для удаления непрореагировавшего исходного сырья, продукт очищают перегонкой в вакууме и получают 2.72 г (0.0101 моль, 75%) 3-метил-1-(4-N,N-диметиламино)фениладамантана, Ткип=223-225°C/10 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1H, Пример 5. 3,5-Диметил-1-(4-N,N-диметиламино)фениладамантан
К 9.34 г (0.077 моль) N,N-диметиланилина в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 2.5 г (0.0154 моль) свежеперегнанного 5,7-диметил-1,3-дегидроадамантана (соотношение 5,7-диметил-1,3-дегидроадамантан : N,N-диметиланилин = 1:5) в 15 мл абсолютного диэтилового эфира, после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 125°С в течение 6 часов, после чего избыток N,N-диметиланилина удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 110-115°С (5 мм рт.ст.) для удаления непрореагировавшего исходного сырья продукт очищают перегонкой в вакууме и получают 3.41 г (0.012 моль, 78%) 3,5-диметил-1-(4-N,N-диметиламино)фениладамантана, Ткип=226-227°C/10 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, Пример 6. 3-Метил-1-(4-трет.-бутил)фениладамантан
Аналогично, к 10.85 г (0.081 моль) трет.-бутилбензола в атмосфере сухого азота при комнатной температуре прикапывают раствор 2 г (0.0135 моль) свежеперегнанного 5-метил-1,3-дегидроадамантана в 20 мл абсолютного диэтилового эфира (соотношение 5-метил-1,3-дегидроадамантан: трет.-бутилбензол = 1:6), после чего растворитель отгоняют, реакционную смесь выдерживают при температуре 130°С в течение 6 часов, после чего избыток трет.-бутилбензола удаляют перегонкой, остаток вакуумируют при 100-105°С (5 мм рт. ст.) для удаления непрореагировавшего 5-метил-1,3-дегидроадамантана, продукт очищают перегонкой в вакууме и получают 4.42 г (0.0165 моль, 45%) 3-метил-1-(4-трет.-бутил)фениладамантана, Ткип=217-219°С/14 мм рт.ст. Спектр ЯМР 1Н, Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: – средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в различных отраслях промышленности; – для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; – средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость”. Выводы Разработан новый малостадийный способ получения 1-(4-R-арил)адамантанов и их производных, позволяющий получать соединения заявляемой структурной формулы с достаточно высокими выходами. Структура полученных соединений подтверждена ЯМР 1H-спектроскопией и элементным анализом.
Формула изобретения
Способ получения 1-(4-R-арил)адамантанов или их производных общей формулы
где R1=R2=Н:R=N(CH3)2, ОСН3, С(СН3)3; R1=Н, R2=СН3:R=N(СН3)2, C(CH3)3; Rl=R2=CH3:R=N(CH3)2, путем взаимодействия 1,3-дегидроадамантана или его гомологов с производными бензола из ряда: N,N-диметиланилин, анизол, третбутилбензол при мольных соотношениях реагентов, равных соответственно 1:5-6, в среде производного бензола при температуре 120-130°С в течение 5-6 ч.
|
||||||||||||||||||||||||||
-углеродного атома боковой углеводородной цепи, не приводит к образованию веществ заявляемой структурной формулы. Недопустимо также использование в качестве производных бензола соединений, содержащих группы ОН, NH, СООН и иные, способные к взаимодействию с 1,3-дегидроадамантаном или его гомологами.
, м.д.: 1.50-1.92 5с (15Н, адамант-1-ил), 2.86 с (6Н, -N(CH3)2), 6.52, 7.00 2м (2+2Н, 1,4-С6Н4). Найдено, %: С 84.77, Н 9.73, N 5.5. C18H25N. Вычислено, %: С 84.71, Н 9.80, N 5.50.
