Способ получения 2-нитрометиленадамантана

Изобретение относится к способу получения 2-нитрометиленадамантана, который является исходным соединением для получения 2-функциональных производных адамантана, проявляющих психостимулирующую и антикаталептическую активность. Способ заключается во взаимодействии 2-адамантанона и нитрометана при кипячении в течение 24 ч в присутствии этилендиамина с последующим упариванием реакционной массы и выделением продукта. Способ характеризуется тем, что взаимодействие ведут в присутствии бензола при азеотропной отгонке воды при мольном соотношении 2-адамантанон:нитрометан:этилендиамин, равном 1:4:0.1. Перед упариванием реакционную массу фильтруют через слой силикагеля, а продукт выделяют кристаллизацией из петролейного эфира. Предлагаемый способ позволяет упростить процесс получения 2-нитрометиленадамантана при сохранении высокой чистоты и выхода целевого продукта. 1 пр.

 

Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения 2-нитрометиленадамантана, который является исходным соединением для получения 2-функциональных производных адамантана, проявляющих психостимулирующую и антикаталептическую активность [А.с. SU 1018361, МПК C07C 211/00, A61K 31/13, опубл. 30.04.1994].

Известен способ синтеза 2-нитрометиленадамантана путем взаимодействия 2-метилиденадамантана с ацетилнитратом с образованием 2-нитрометильного карбокатиона, стабилизация которого происходит за счет элиминирования протона. Выход целевого соединения составил 26%, а выделение включает в себя стадию очистки продукта методом колончатой хроматографии [Красников П.Е. Синтез мостиковых производных адамантана на основе реакций 2-алкилиденадамантанов с азотсодержащими электрофильными агентами: Автореф . … дис. канд. хим. наук. - Самара: СамГТУ, 2013. - 24 с., стр. 8-9].

К недостаткам данного способа относятся низкий выход и необходимость выделения методом колоночной хроматографии.

Известен способ получения 2-нитрометиладамантана путем кипячения в течение 24 часов смеси адамантанона, нитрометана и этилендиамина при мольном соотношении 1:100÷200:0.1 в атмосфере азота [A one pot, two step synthesis of 2,2-disubstituted 1-nitroalkenes / Yeong Jiunn Jang [at. al.] // Tetrahedron, Vol. 59 - 2003. - P. 4979-4992].

Основными недостатками данного способа являются: необходимость использования инертной атмосферы и большого избытка нитрометана, низкий выход целевого соединения (15%) и необходимость его дополнительной очистки от исходного адамантанона и образующихся смол методом колончатой хроматографии.

Наиболее близким является способ, при котором смесь адамантанона, нитрометана и этилендиамина, взятых в мольном соотношении 1:90:0,1, кипятят в течение 24 часов в атмосфере азота. После окончания реакции непрореагировавший нитрометан упаривают, а реакционную массу дополнительно очищают методом колончатой хроматографии. Выход целевого соединения составил 86% [An improved and easy method for the preparation of 2,2-disubstituted 1-nitroalkenes / Wen-Wei Lin [at. al.] // J.Org. Chem. - 2001. - Vol. 66. - N. 6. - P. 1984-1991].

Основными недостатками данного способа являются необходимость использования инертной атмосферы, использования большого избытка нитрометана и необходимость дополнительной очистки реакционной массы от исходного адамантанона и образующихся смол методом колончатой хроматографии.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка нового технологичного способа получения 2-нитрометиленадамантана с хорошим выходом и высокой степенью чистоты.

Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение способа получения с сохранением высокой чистоты и выхода целевого 2-нитрометиленадамантана.

Технический результат достигается в способе получения 2-нитрометиленадамантана, заключающемся во взаимодействии 2-адамантанона и нитрометана при кипячении в течение 24 часов в присутствии этилендиамина, последующем упаривании реакционной массы и выделении продукта, при этом взаимодействие ведут в присутствии бензола при азеотропной отгонке воды при мольном соотношении 2-адамантанона:нитрометана:этилендиамина, равном 1:4:0.1, перед упариванием реакционную массу фильтруют через слой силикагеля, а продукт выделяют кристаллизацией из петролейного эфира.

Сущностью предлагаемого способа является то, что использование бензола позволяет азеотропной отгонкой удалять из реакционной массы воду, образующуюся в результате взаимодействия исходных компонентов смеси:

При этом равновесие реакции смещается в сторону образования продуктов, что позволило исключить необходимость использования большого избытка нитрометана и инертной атмосферы. Кроме этого, введение растворителя (в частности, бензола) позволило снизить температуру кипения реакционной массы, что в результате уменьшило количество образующихся в процессе реакции продуктов осмоления.

По окончании реакции, реакционную массу дополнительно очищают фильтрованием через слой силикагеля. После этого удаляют растворитель и выделяют продукт кристаллизацией его из петролейного эфира.

Наиболее оптимальным мольным соотношением используемых реагентов 2-адамантанона:нитрометана:этилендиамина является 1:4:0.1. Уменьшение времени реакции приводит к снижению выхода целевого продукта.

Пример

В кругло донную колбу на 500 мл, снабженную насадкой Дина-Старка, холодильником и хлоркальциевой трубкой, загружают 60 г (0.4 моль) 2-адамантанона, 97,6 г (1.6 моль) нитрометана, 2,4 г (0.04 моль) этилендиамина и 250 г (2.4 моль) бензола. Реакционную массу кипятят в течение 24 часов. При этом осуществляется азеотропная отгонка воды.

Затем раствор охлаждают и фильтруют через слой силикагеля на фильтре Шота. Бензол упаривают, к полученной твердой массе прибавляют 350 мл петролейного эфира. Смесь нагревают до полного растворения осадка и оставляют кристаллизоваться при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают. Выход 2-нитрометиленадамантана 69.48 г (90%), температура плавления 80-82°C. Содержание основного вещества составляет 97%.

ЯМР (¹H) в (CCl₄) δ, м.д: 6.96 (s, 1H), 4.08 (s, 1H), 2.46 (s, 1H), 2.12-1.81 (m, 14H).

Таким образом, предложенное техническое решение является простым и эффективным способом, позволяющим получать 2-нитрометиленадамантан с хорошим выходом и высокой степенью чистоты.

Способ получения 2-нитрометиленадамантана, заключающийся во взаимодействии 2-адамантанона и нитрометана при кипячении в течение 24 ч в присутствии этилендиамина, последующем упаривании реакционной массы и выделении продукта, отличающийся тем, что взаимодействие ведут в присутствии бензола при азеотропной отгонке воды при мольном соотношении 2-адамантанон:нитрометан:этилендиамин, равном 1:4:0.1, перед упариванием реакционную массу фильтруют через слой силикагеля, а продукт выделяют кристаллизацией из петролейного эфира.