Патент на изобретение №2307123
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-АМИНО-2-ЦИАНОАДАМАНТАНА ИЛИ ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ
(57) Реферат:
Изобретение относится к новому способу получения 2-амино-2-цианоадамантана или его производных общей формулы
R=-NH2, -NHCH2CH2OH, -NHCH2C6H5, -NHNHC6H3(NO2)2, -NHNH2, -NHNHC6H5, -NHCH2СН2NH2.
заключающемуся во взаимодействии 2-гидрокси-2-цианоадамантана с аммиаком или его производными из ряда: пиперидин, морфолин, пиперазин, 1,2-диаминоэтан, моноэтаноламин, бензиламин, гидразин, фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин в среде технического этанола при мольных соотношениях реагентов, равном соответственно 1:2.35-4, при температуре 20-80°С в течение 8-72 часов. Техническим результатом является расширение ассортимента производных адамантана, а именно полупродуктов в синтезе вероятных биологически активных соединений, разработка метода синтеза новых производных адамантана с высоким выходом.
Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения 2-амино-2-цианоадамантана и его производных общей формулы
R=-NH2, -NHCH2CH2OH, -NHCH2C6H5, -NHNHC6H3(NO2)2, -NHNH2, -NHNHC6H5, -NHCH2СН2NH2.
которые представляют собой полупродукты в синтезе вероятных биологически активных веществ. В литературе сведения о методах получения соединений заявляемой формулы отсутствуют. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения аминодиэтилуксусной кислоты, причем исходным соединением является диэтилкетон, который вводят в реакцию с цианистым натрием в присутствии хлористого аммония с получением циангидрина кетона, который по реакции с концентрированным гидроксидом аммония в среде метанола при 60°С или с метанольным раствором аммиака и при небольшом давлении превращается в нитрил Данный метод не приводит к получению веществ заявляемой структурной формулы. Кроме этого, среди недостатков этого метода можно отметить использование метанола и токсичного цианистого натрия. Задачей предлагаемого изобретения является разработка технологичного малостадийного метода синтеза 2-амино-2-цианоадамантана или его производных различного строения, протекающего с высоким выходом по исходному 2-гидрокси-2-цианоадамантану. Техническим результатом является расширение ассортимента производных адамантана, а именно полупродуктов в синтезе вероятных биологически активных соединений, разработка метода синтеза новых производных адамантана с высоким выходом. Поставленный технический результат достигается в новом способе получения 2-амино-2-цианоадамантана или его производных общей формулы
R=-NH2, -NHCH2CH2OH, -NHCH2C6H5, -NHNHC6H3(NO2)2, -NHNH2, -NHNHC6H5, -NHCH2СН2NH2.
путем взаимодействия 2-гидрокси-2-цианоадамантана с аммиаком или его производными из ряда: пиперидин, морфолин, пиперазин, 1,2-диаминоэтан, моноэтаноламин, бензиламин, гидразин, фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин в среде технического этанола при мольных соотношениях реагентов, равном 1:2.35-4 соответственно, при температуре 20-80°С в течение 8-72 часов. Сущностью метода является реакция получения 2-амино-2-цианоадамантана или его производных по реакции 2-гидрокси-2-цианоадамантана с аммиаком или его производными
R=-NH2, -NHCH2CH2OH, -NHCH2C6H5, -NHNHC6H3(NO2)2, -NHNH2, -NHNHC6H5, -NHCH2СН2NH2.
Способ осуществляется следующим образом. Смесь 2-гидрокси-2-цианоадамантана и аммиака или его производных из ряда: пиперидин, морфолин, пиперазин, 1,2-диаминоэтан, моноэтаноламин, бензиламин, гидразин, фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин в соотношении 1:2.35-4 в среде технического этанола запаивают в ампулу или нагревают в колбе с обратным холодильником в течение 8 часов или выдерживают 24-72 часа при комнатной температуре. По окончании реакции этанол, воду и непрореагировавший аммиак или его производное удаляют в вакууме водоструйного насоса. После перегонки в вакууме или перекристаллизации из этанола получают соответствующие 2-амино-2-цианоадамантан или его производные. Выход данных продуктов составляет 55-76%. Как показали проведенные исследования, наиболее удобным способом проведения реакции является ее осуществление в среде технического этанола в присутствии 2.35-4-х кратного избытка аммиака или его производного. Меньший избыток приводил к некоторому снижению выхода целевых продуктов за счет неполной конверсии 2-гидрокси-2-цианоадамантана, в случае использования в качестве производных аммиака диаминов – к возможному образованию побочных продуктов дизамещения. Дальнейшее увеличение избытка аммиака или его производного не влияло на выход целевых продуктов и являлось нецелесообразным. Возможно проведение реакции как при кипячении реакционной смеси при 78-80°С в течение 8 часов, так и выдерживание реакционной смеси при комнатной температуре (20°С) в течение 8-72 часов. Определено, что низкоосновные производные аммиака, такие как производные анилина, в том числе 4-толуидин и N-этиланилин, не взаимодействуют с 2-гидрокси-2-цианоадамантаном даже при длительном кипячении, что накладывает ограничения на выбор исходных реагентов. Обнаружено, что такие производные аммиака, как трет.-бутиламин, диэтиламин, дибутиламин, также не вступают в реакцию с 2-гидрокси-2-цианоадамантаном или образуют продукты с незначительным выходом, что может объясняться стерическими препятствиями, создаваемыми заместителями у аминогруппы. С другой стороны, пиперидин, морфолин и пиперазин, имеющие у аминогруппы заместители, связанные в цикл и не допускающие свободного вращения алкильных групп у атома азота, реагируют с 2-гидрокси-2-цианоадамантаном, образуя целевые продукты. Строение синтезированных соединений подтверждено ЯМР1H-спектроскопией и элементным анализом. Изобретение иллюстрируется следующими примерами: Пример 1
2-Амино-2-цианоадамантан 2 г (0.0113 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 4 мл (0.235 моль) 25% раствора водного аммиака (мольное соотношение 1:3), 20 мл технического этанола нагревают в запаянной стеклянной ампуле до 40°С в течение 8 часов. По окончании реакции ампулу вскрывают, спирт и аммиак удаляют в вакууме водоструйного насоса (при этом частично кристаллизуется продукт реакции), остаток сублимируют в вакууме. Получают 1.17 г (0.0067 моль) 2-амино-2-цианоадамантана, Тпл>200°С. Выход 55%. Спектр ЯМР 1Н, Пример 2
2-N-Пиперидино-2-цианоадамантан 1,5 г (0.0085 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 3 г (0.035 моль) пиперидина (мольное соотношение 1:4) в 10 мл технического этанола нагревают в колбе с обратным холодильником при 78°С в течение 4 часов, после чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре еще 4 часа. По окончании реакции спирт и пиперидин отгоняют, продукт перегоняют в вакууме водоструйного насоса. Т кип.=240-242°С/20 мм рт.ст. Получают 1.41 г (0.00578 моль) 2-N-пиперидино-2-цианоадамантана, выход продукта 68%. Тпл=77-78°С. Спектр ЯМР 1Н, Пример 3
2-N-Пиперазино-2-цианоадамантан 1,8 г (0,0102 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 3,5 г (0,0407 моль) пиперазина (мольное соотношение 1:4) в 10 мл технического этанола нагревают до 80°С в течение 4 часов, после чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре еще 4 часа (при этом выпадает в осадок продукт реакции и избыток пиперазина). По окончании реакции спирт и пиперазин отгоняют. Продукт перегоняют в вакууме водоструйного насоса, Т кип=259-262°С/ 20 мм рт.ст. Получают 1.55 г (0.0063 моль) 2-N-пиперазино-2-цианоадамантана, выход 62%. Тпл=117-118°С. Спектр ЯМР 1H, Пример 4
2-N-Морфолино-2-цианоадамантан 5 г (0,0282 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 8 г (0,092 моль) осушенного морфолина (мольное соотношение 1: 3.26) в 30 мл технического этанола нагревают до 78-80°С в течение 4 часов. После чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре 4 часа. По окончании реакции спирт и морфолин отгоняют, продукт перегоняют в вакууме водоструйного насоса. Т кип=249-250°С/20 мм рт.ст. Получают 5.27 г (0.0214 моль) 2-N-морфолино-2-цианоадамантана, выход 76%. Спектр ЯМР 1Н, Пример 5
2-( 4,5 г (0,025 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 6.1 г ( 0,1 моль) моноэтаноламинана (мольное соотношение 1:4) в 25 мл технического этанола нагревают до 78-80°С в течение 4 часов, после чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре еще 4 часа. По окончании реакции спирт и морфолин отгоняют. Продукт перегоняют в вакууме водоструйного насоса. Т кип=278-280°С/12 мм рт.ст. Получают 3.854 г (0.0175 моль) 2-( Пример 6
2-Бензиламино-2-цианоадамантан Смешивают при комнатной температуре 3 г (0.017 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 4.5 г (0.042 моль) бензиламина (мольное соотношение 1:2.5) и 25 мл технического этанола до полного растворения и оставляют реакционную смесь на 24-48 ч при комнатной температуре (20°С). Из реакционной смеси кристаллизуется продукт реакции в виде светло-желтых кристаллов, которые отфильтровывают и перекристаллизовывают из водного этанола. Получают 3.46 г (0.013 моль) 2-бензиламино-2-цианоадамантана, выход 75%. Тпл=104-105°С. Спектр ЯМР 1Н, Пример 7
2-Гидразино-2-цианоадамантан Смешивают 1,5 г (0.0085 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 1.5 г (0.0255 моль) гидразина в виде гидразингидрата (мольное соотношение 1:3) и 15 мл технического этанола до полного растворения и оставляют реакционную смесь на 72 ч при комнатной температуре (20°С). Из реакционной смеси кристаллизуется продукт реакции в виде бесцветных кристаллов, которые отфильтровывают и перекристаллизовывают из водного этанола. Получают 1.15 г (0.006 моль) 2-гидразино-2-цианоадамантана, выход 70%. Спектр ЯМР 1Н, Пример 8
2-(1-(2-Фенил)гидразино)-2-цианоадамантан Смешивают при комнатной температуре 1.5 г (0.0085 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 2.16 г (0.02 моль) свежеперегнанного фенилгидразина (мольное соотношение 1: 2.35) и 25 мл технического этанола и оставляют реакционную смесь на 12-16 ч. Из реакционной смеси кристаллизуется продукт реакции в виде светло-желтых кристаллов, которые отфильтровывают и перекристаллизовывают из водного этанола. Получают 1.68 г (0.0063 моль) 2-(1-(2-фенил)гидразино)-2-цианоадамантана, бесцв. кристаллы, выход 74%. Тпл=152-153°С. Спектр ЯМР 1Н, Пример 9
2-( 4,5 г (0,025 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 5.8 г (0,1 моль) 1,2-диаминоэтана (мольное соотношение 1:4) в 30 мл технического этанола нагревают до 78-80°С в течение 4 часов, после чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре еще 4 часа. По окончании реакции отгоняют приблизительно половину растворителя, реакционную смесь охлаждают. Продукт выпадает в осадок, образуя белые кристаллы, которые отфильтровывают, промывают небольшим количеством холодного этанола и получают 4.16 г (0.019 моль) 2-( Пример 10
2-(2-(2,4-Динитрофенил)гидразино)-2-цианоадамантан Смешивают при комнатной температуре 1.5 г (0.0085 моль) 2-гидрокси-2-цианоадамантана, 3.68 г (0.02 моль) 2,4-динитрофенилгидразина (мольное соотношение 1: 2.35) и 65 мл технического этанола (до полного растворения 2,4-динитрофенилгидразина) и реакционную смесь кипятят 8 часов. После частичной отгонки растворителя и охлаждения из реакционной смеси кристаллизуется продукт реакции в виде желто-оранжевых кристаллов, которые отфильтровывают. Получают 1.87 г (0.0054 моль) 2-(2-(2,4-динитрофенил)гидразино)-2-цианоадамантана, Тпл=183-185°С, выход 64%. Спектр ЯМР 1H, 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 технологически малостадийный метод синтеза 2-амино-2-цианоадамантана или его производных, позволяющий получать широкий ряд соединений с высоким выходом. Структура синтезированных соединений подтверждена ЯМР1H-спектроскопией и элементным анализом.
Формула изобретения
Способ получения 2-амино-2-цианоадамантана или его производных общей формулы
R=-NH2, -NHCH2CH2OH, -NHCH2C6H5, -NHNHC6H3(NO2)2, -NHNH2, -NHNHC6H5, -NHCH2СН2NH2,
заключающийся во взаимодействии 2-гидрокси-2-цианоадамантана с аммиаком или его производными из ряда: пиперидин, морфолин, пиперазин, 1,2-диаминоэтан, моноэтаноламин, бензиламин, гидразин, фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин в среде технического этанола при мольных соотношениях реагентов, равном соответственно 1:2.35-4, при температуре 20-80°С в течение 8-72 ч.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.05.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
, 
, 
,
, 
, 
.
-аминодиэтиламиноуксусной кислоты [Robert E. Steiger. Organic synthesis, СV3, 66. Tiemann and Friedländer, Ber., 14, 1973 (1881)].
, м.д.: 1.70, 1.83, 1.87, 1.96, 2.404 5с (14Н, 2,2-Ad, 2H, NH2). Найдено, %: С 74.91, Н 9.17, N 15.92, C11H16N2. Вычислено, %: С 74.96, Н 9.15, N 15.89.
-Гидроксиэтиламино)-2-цианоадамантан
