Способ получения адамантилуксусных кислот

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДАМАНТИЛУКСУСНЫХ КИСЛОТ с использованием азотной кислоты путем взаимодействия соединения, содержащего в своей структуреадамантильмый цикл с 1,1-дихлорэтиленом в сернокислотной среде при 5-15с с последующим вьвделением целевого продукта высаживанием в воду, отличающийся тем, что, с целью снижения количества побочных продуктов окисления и увеличения выхода адамантштуксусных кислот , исходное адамантансодержащее соединение предварительно подвергают обработке 98-100%-ной азотной кислоg той до их полного растворения при мольном соотношении исходного продук (Л та и азотной кислоты 1:10-71 и температуре 25-30 С, полученную смесь вьшивают на лед, отделяют осадок и далее подвергают сернокислотной об-: работке с 1,1-дихлорэтиленом. го 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зсю С 07 С 61/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ, /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3649482/23-04 (22) 17.08.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) И.К.Моисеев, Н.В.Стулин, А.В.10дашкин, А.И.Озолс, К.А.Бирзниекс, В.П.Замах, С.С.Радченко и А.П.Хардин (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева и Волгоградский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (53) 547.584.07(088.8) (56) 1. ЖОХ. Т. 34, 1964, с. 579.

2.2Med. Chem, 10, 517, 1967.

3. "Chem.Ind", 1791, 1967.

4. Патент США Ф 3284445, кл. 260-239. 1, опублик. 1974.

5. "Angew. Chem", 77, 967, 1967.

6. Авторское свидетельство СССР

М - 483393, кл. С 07 С 61/12, 1974 (прототип).

7. Химия и технология элементоорганических полупродуктов и полимеров.

Межвузовский сборник научных трудов.

Волгоград, ВПИ, 1981, с. 165.

8; ЖОХ, 1982, Ф 6, с. 1233.

9. Хим. фармац. ж., 1976, 9 4, с. 32.

10. ЖОХ, 1981. Ф 1, с. 109.

„„SU„„1120003 А (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДАМАНТИЛУКСУСНЫХ КИСЛОТ с использованием азотной кислоты путем взаимодействия соединения, содержащего в своей структуре: адамантильный цикл с 1, 1-дихлорэтиленом в сернокислотной среде при 5-15 С с последующим выделео нием целевого продукта высаживанием в воду, отличающийся тем, что, с целью снижения количестна побочных продуктов окисления и увеличения выхода адамантилуксусных кислот, исходное адамантансодержащее соединение предварительно подвергают обработке 98-1007.-ной азотной кислоФ той до их полного растворения при 9 мольном соотношении исходного продукта и азотной кислоты 1: 10-7 1 и темо пературе 25-30 С, полученную смесь выливают на лед, отделяют осадок и далее подвергают сернокислотной об-, работке с 1,1-дихлорэтиленом.

1 1 1200

Изобретение относится к химии органических полиэдранов, конкретно к усовершенствованному способу получения адамантилуксусных KHcJIot„ èñпользуемых в синтезах биологически

5 активных веществ, пестицидов, полимер— ных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами, такими как

1термостабильность, гидрофобные свой— ства, термоокислительная устойчивость 1О механические свойства и другие.

Известны синтетические способы попу. чения адамантилуксусных кислот из адамантилметилмагнийгалогенидов реакцией с двуокисью углерода по Гриньяру (1 j, f5 гидролизом нитрилов адамантилуксусных кислот (? j, окислением соответствующих адамантансодержащих первичных спиртов хромовым ангидридом 3 ), обработкой тетракарбонилом никеля о метиладамантилкарбинола при 300 С и под давлением СО 14 g, из галогенили оксиадамантана с 1, 1-дихлорэтиленом в серной кислоте (5 ).

Однако известные способы сложны, многостадийны, базируются на труднодоступных исходных соединениях, что ограничивает возможности их примене— ния в широких масштабах.

Наиболее близким к изобретению

ЗО

IIo технической сушности и достигаемому результату является способ получения адамантилуксусных кислот при взаимодействии соединений, содержащих в своей структуре адамантильный цикл, с i 1-дихлорэтиленом в смеси азотной и серной кислот или олеума при -5 о

25 С. Конечные продукты выделяют высаживанием в воду. Выход адамантилуксусных кислот 54-867 (63.

Однако применение кислотной смеси состава: 507-ная азотная кислота, 987-ная серная кислота и 607-ный олеум, не только усложняет технологический процесс, но и требует значительных трудовых и временных затрат на ее приготовление ° Указанная кислотная смесь является сильным окиспи телем, так как производные азота в кислых средах обладают высоким окислительно-восстановительным потенциа- 5О лом, а поэтому выходы адамантилуксусных Кислот невысоки и составляют в ряде случаев около 507. Обусловлено это протеканием побочных реакций окисления как исходных, так и конеч- 55 ных продуктов. Известно, например, что при действии на 1-адамантилуксусную кислоту указанной выше кислот03 2

Holi смеси при 11 С получас Tc ÿ продукт окисления — оксипроизнодное кислоты с выходом до 40-45, 27, (7 ). В аналогичных условиях 1-адамантанкарбоно на я кислота пре вращается в о к сипроизводное с выходом порядка 407.

Образовавшиеся оксипронзводные киспот содержат OH-группу при узловом (третичном) атоме углерода, способны на дальнешние химические превращения в кислой среде, снижают выход и загрязняют целевые продукты реакций.

Применение в известном способе

:в качестве исходного сырья труднодоступных галогенпроизводных адаман— тана, естественно, ограничивает возможности его использования в крупных масштабах.

Целью изобретения является снижение количества побочных продуктов окисления и увеличение выхода адамантилуксусных кислот.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения адамантилуксусных кислот путем предварительной обработки исходных адамантансодержащих соединений 98 — 100X — ной азотной кислотой до их полного растворения при 25-30 С и мольном соотношении исходного сырья и азотной кислоты

1:10-71 с последующим выливанием реакционной массы на лед, отделением образовавшегося осадка, который за— тем подвергают взаимодействию с

1,1-дихлорэтиленом в среде серной кислоты при 5-15 С и выделением целевого продукта высаживанием в воду.

Отличительными признаками предлагаемого способа является использование предварительной обработки адамантансодержащих соединений 98-100Х-ной азотной кислотой до полного растворения при 25-30 С и мольном соотноо шенин исходного соединения и азотной кислоты 1:10-71 (т.е. до полного растворения), с последующим выпиванием полученной реакционной массЫ на лед, отделением образовавшегося осадка, который затем подвергают сернокислотной обработке с 1,1-дихлорэтиленом.

Таким образом значительно сокращают побочные реакции окисления.

Однако, хотя известно, что нитроэфиры ряда адамантана с успехом используются в органическом синтезе взамен труднодоступных окси- и галогенпроизводных адамантана, например, 3 1 ;200 в реакциях апамантилирования ароматических соединений(8 1 для синтеза антивирусного препарата мидантана" j9 3 на основе реакции Риттера, но в реакциях адамантана и его npo5 изводных с олефинами различного строения и циклоалкенами в кислой среде процесс протекает с образованием соответствующих адамантилалканолов, алкениладамантанов, циклоалкил- и циклоалкениладамантанов, но не карбоновых кислот ряда адамантана (10 ), В изобретении впервые обнаружено, что адамантилнитраты, такие как нитрат 1-оксиадамантана, нитрат 3-окси-1-адамантанкарбоновой кислоты, нитрат 3-окси-1-адамантилуксусной кислоты и динитрат 1,3-диоксиадамантана, взаимодействуют с 1,1-дихлорэтиленом в.концентрированной серной кислоте, образуя с высокими выходами (90 — 95 ) соответствующие адамантилуксусные кислоты. Строение синтези— рованных кислот установлено путем идентификации с известными образцами кислот аналитическими и спектральными методами.

Предлагаемый способ получения ада— мантилуксусных кислот универсален, так как позволяет использовать все адамантансодержащие соединения, способные давать нитроэфиры при обработке их азотной кислотой. Зтим способом успешно получается !,3-адамантандиуксусная кислота как из самого адамантана. так и из нитрата 3-окси- i -адаман- Ç5 тилуксусной кислоты.

В примерах 1-4 процесс проводят в колбе-реакторе, снабженном мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой.

4О

Пример 1. Получение 1-адамантилуксусной кислоты.

К 45 мл 98-100 -ной (67,5 r) азотной кислоты прибавляют 13,6 r адамантана (мольное соотношение 10: 1) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеСи не превышала 25о

30 С. После растворения адамантата. смесь выливают в лед., Осадок отдео ляют, сушат на возудхе и при 5-15 С 50 растворяют в 100 мл (184 г) 98Х-ной концентрированной серной кислоты. К полученному раствору при той же температуре в течение 1 ч прикапывают 50 мл (62,5 r) 1,1-дихлорэтилена. 55

Реакционную массу перемешивают 0,5 ч и выливают в ледяную воду. Выпавшую кислоту отфильтровывают, промывают

О3 ф водой и с чнат. Выход очищенной кислоты 17,6 г (90,9 .). Т. пл. 135-136 С (иэ гексана).

Найдено,, : С 73,83, Н 9,69.

12 8 2

С Н„О

Вычислено, Х: С 74,18, Н 9,33.

Пример 2. Получение 1,3-адамантилуксусной кислоты.

К 300 мл 98-100Х-ной (450 г) азотной кислотьi прибавляют 35 г 1-адамантилуксусной кислоты (мольное сооТ ношение 40:1) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала 25-30 С. После растворения

1-адамантилуксусной кислоты смесь выливают в лед., Осадок отделяют, сушат на воздухе и при 5- 15 С растворяют в 140 мл (257 r) 98 -ной концетрированной серной кислоты, а затем прикапывают 80 мл (100 r) 1,1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 0,5 ч и выливают в ледяную воду, 1

Образовавшийся осадок отфипьтровывают, промывают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 43,5 г (94,6 ).

Т. пл. 235-236 С (из ацетона) .

Найдено, : С 66,86, Н 7,79.

" ЛР

Вычислено, : С 66,64, Н 7,99, g р и м е р 3. Получение 1,3-адамантилдиуксусной кислоты.

К 275 мл 98-100 -ной (412,5 r) азотной кислоты прибавпяют 13, 6 r адамантана (мольное соотношение 65:1) при 10о

15 С. Реакционную смесь перемешивают

3 ч и выпивают в лед. Осадок отделяют, сушат на воздухе и при 5-15 С растворяют в 1600 мл (2944 г) 98 -ной концентрированной серной кислоты, а затем прикапывают 200 мл (250 r)

1, 1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 1 ч и выливают в ледяную воду. Выпавшую в осадок кислоту отфильтровывают, промывают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 22,7 r (90,4 ). Т.пл. 235-2369C (из ацетона).

Найдено, : С 66,36, Н 8,13

С1Щ3

Вычислено, Х . С 66, 64, Н 7, 99.

Пример 4. Получение 3-карбокси-1-адамантилуксусной кислоты.

K 300 мл 98-100Х-ной (450 г) азотной кислоты прибавляют 18 г 1-адамантилкарбоновой кислоты (мольное соотношение 71:1) с такой скоростью, что-, бы температура реакционной смеси не превышала 25-30 С. Смесь перемешивают в течение 5 ч и выпивают в лед.

Выпавший осадок отфильтровывают, су1120003 (93,27) . Т. пл. 230-232 "С (разб. уксусная кислота).

Найдено, 7.: С 64,71, Н 7,38

Вычислено, 7.: С 65.52, Н 7,61.

В таблице приведены сравнительные данные по количеству побочных продуктов, образующихся при синтезах адамантилуксусных кислот.

° л

Целевой продукт

Количество побочных продуктов, 7, образующихся по способу

Известный I 6$ Предлагаемый

1-Адамантилуксусная кислота

9,1

1,3-Адамантилдиуксусная кислота (из адамантана) 46

9,6

1,3-Адамантилдиуксусная кислота (из 1-анадмантилуксусной кислоты) 14

5,4

3-Карбокси-1-адамантилуксусная кислота

6,8

Как видно из таблицы, количество побочных продуктов ниже более, чем два раза пО предлагаемому способу, .чем по известному. 35

Таким образом, использование предлагаемого способа получения адамантилуксусных кислот обеспечивает по сравнению с известными возможность получения, различных адамантилуксусных 40 кислот с более высокими выходами без усложнения технологии их производстСоставитель Г.Андион

Техред С,Мигунова Корректор С.Черни

Редактор Н.Джуган

Заказ 7687/20 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 шат на воздухе и при 5-15 С растворяют в 200 мл (368 r) 987-ной концентрированной серной кислоты, а затем прикапавают 60 мл (75 г) 1,1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 1 ч и выливают в ледяную воду. Выпавшую в осадок кислоту отфильтровывают, промывают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 21,2 г ва, что особенно важно при существующем объеме производства адамантана, а также возможность параллельного использования промежуточных нитроэфиров ряда адамантана (адамантилнитратов) для синтеза других адамантансодержащих соединений, в том числе промежуточных продуктов для получения таких антивирусных препаратов как

"мидантан и "ремантадин, курароподобного средства "диадоний".