Способ получения карбонилпропионовой кислоты или ее замещенных

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (it)740782

1 t (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210378 (21) 2592555/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 1506.80. Бюллетень М9 22

Дата опубликования описания 1506.80

С 07 F 5/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (5З) НЖ 547. 244..07(088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Калинин, Л.И.Захаркин, О.М.Зурлова и Г.Г.Жигарева

Ордена Ленина институт элементоорганических соединений АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОРАНИЛПРОИИОНОВОЙ

КИСЛОТЫ ИЛИ ЕЕ ЗАИЕЩЕИНЫХ

НС вЂ” ССНзСООн ) г

BIOH10

Изобретение относится к способу получения карборанилпропионовой кислоты или ее замещенных общей форму. лы1

5 ивВ=н) бнз ) бвнз )-d=CHg ) — СнхйхзбООЯ ! 3Î

QHp который позволяет упростить известный способ получения карборанилпропионовой кислоты и впервые получи ь целый ряд производных карборанилпропионовой кислоты, которые не могли быть получены известным способом.

Известен способ получения алифати уеских карборансодержащих кислот, заключающийся в реакции эфира ацети- 2-О ленкарбоновой кислоты с декабораиом в присутствии льюисовского основания.

При этом получают эфиры карборанкарбоновой кислоты с выходом до 80-90Ъ, которые путем гидролиза переводят в карборансодержащую кислоту (11.

Известен также способ получения карборансодержащих кислот карбоксилированием литийкарборана или карборанового реактива Гриньяра. Однако этот способ используют для получения только карборанкарбоновых или карборанилуксусных кислот.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения карборансодержащих кислот, в частности карборанилпропионовой кислоты реакцией эфира со -BTHEKl4JIKpDIlHChRQROA кислоты с екарбораном с последующим гидролизом полученного эфира в щелочной среде (2).

Однако этот способ получения карборанилпропионовых кислот требует применения труднодоступных эфиров ацетиленкарбоновых кислот и не носит общего характера, то есть не позволяет получить новые замещенные карборанилпропионовой кислоты. К настоящему моменту .известна только карборанилпропионовая кислота

Hd — CCHg dR g СООн

X/

amH18

Процесс двухстадийный с суммарным выходом не более 40-50%.

Цепь из о бр ет ени я — упр ощени е процесса, повьхвение тзыхода целевого продукта, а также расширение ассортииента карборанилпропионовых кислот.

740782

Поставленная цель достигается описываемым способам получения карбараниппропианавай кислоты или ее замещенньх, заключающимися в том, что карбарансадержащий нитрил формулы U

-".- О 3- 2 ?12 ? 1

,,У

310Н10 гА б у б бН2-1-бН2бН2 > )

7 бН, 1О подвергают гидролизу в кислой среде, преимущественно в среде смеси уксусной и серной кислот, взятых в соотношении (1 : 1), при температуре 120150с С. Выход целевого продукта 90-95%. 5

Разработка общего способа получения алифатических карборансодержащнх кислот имеет большое значение для химии карборанов, в частности для получения биологически активных веществ, так как варьирование заместителя у атома углерода карборанавагo ядра существенно сказывается на нейратрапнай активности карборановых производных. Например, карбаранилпропиановые кислоты могут быть испо- 25 льзованы в качестве исходных соединений для получения производных карбаранав, обладающих высокой нейратропной активностью (3).

Предлагаемый способ позволяет ЗО получить новые соединения с ценными свойствами, которые до сих пор не представлялась возможным получить.

Реакция гидролиза нитрилов в карбарановые кислоты широко используется в органической химии, однако в карборанавам ряду нитрилы до настоящего времени были одним из наиболее труднодоступных классов соединений и для их получения применяли амиды карборановых кислот. Поэтому разработка общего способа получения карбарансодержащих кислот гидролизом ставших легко доступными Р -цианэтилкарборанов является первым примером в этом ряду соединений и имеет прин- 45 ципиальнае з11ачение.

П р и и е р 1 ° Получение карборанилпропионавой кислоты.

12 г (0,01 моля) цианэтил-о-карборана в смеси 20 мл уксусной кисло- 5О ты и 20 мл воды при перемешивании прикапывают 20 мл концентрированной серной Кислоты. Нагревают 2 ч при

140 С и реакционную массу выливают в ледяную воду, Экстрагируют эфиром, а затем перекристаллизовывают из смеси гептан--толуол и получают 2 г (91%) карборанилпропионавой кислоты с т. пл. 149-151 С (по лит,данным т.пл, 147-149 C).

Структурная формула

НС - ? СН ОН СООН у о

Н, Пример 2. Получение карбаранилпропионавой кислоты., 65

Аналогично примеру 1 после гидрализа реакционную массу выливают в

200 мл ледяной воды. Выпавший осадок отфильтровывают, высушивают в вакууме или в эксикаторе над Р 0,Кристал2 5 лизуют из смеси гептан-талуол, Получают 1,9 г (89%) карбаранилпропиановай кислоты с т.пл. 149-151 С, идентичной .с продукту па примеру 1.

Пример 3. Получение 1-метил2-(ф-карбоксиэтил) -а-карборана, Аналогично примеру 1 из 1,8 r (0,008 маля) 1-метил-2-цианэтил-акарборана получают 1,7 г {89%) 1-метил-2-(5-карбаксиэтил)-а-карбарана с т.пл. 174-175оС .

Структурная Формула

ОН б ббН2СН2ОООН б

BI0H10

Найдено, %: С 31, 38; Н 7, 80;

В 46,98 °

Ce " e, Вычислено, %: С 31, 30; Н 7, 83;

В 46,96.

ИК-спектр, см, 2600 ( — Н), 1700 (С=О) 2800 †32(ОН).

Пример 4. Получение 1-метил-2-(p -êàðáoêcèýòèë)-а-карборана.

Аналогично примеру 2 из 1,8 г (0,008 моля) 1-метил-2-цианэтил-о° карборана палучакт 1,8 г (93%)

1-метил †-(5-карбоксиэтил)-о-карборана, идентичного продукту примера 3, Пример 5. Получение 1-фенил-2-(p -карбоксиэтил) -о-карбарана.

Аналогично примеру 1 из 1,7 г (0,006 моля) 1-фенил-2-цианэтил-а-карбарана получают 1,7 г (95%)

1-фенил-2-(P-êàðáoêñèýòèë)-а-карборана с т.пл. 161-162 С. о

Структурная формула

y H „— бН 2 Н 2 О О ОН б

B10HI0

Найдено, % : С 47,60; Н 7,35;

В 35,94. зо ?а

Н В О

Вычислена, o: С 45, 20, Н 6, 85;

В 36,99.

ИК-спектр, см - : 2600 ( — Н)

1700 (С=О) 2800-3200 (Π— Н) .

Пример 6. Получение 1-изопрапенил-2-((-карбаксиэтил) -о-карбарана.

Аналогично примеру 1 из 2 г (0,008 моля) 1-изопропенил-2-циан— этил-о-карбарана получают 2 г (94%)

1-изапропенил-2-(P-карбоксиэтил) -окарбаран с т.пл. 175-177 С.

Структурная формула

СН2 = ? — С вЂ” С (-Н 2 СН 2 С О ОН

ЕН5 510Н10

Найдено,%: С 36,48; Н 7,68;

В 32,22.

С Е?

an <о а.

740782

Формула изобретения

1О

20 в -CCHgCHgdN б

В он,() гас

Составитель О.Смирнова Редактор Л,Емельянова Техред Л. Теслюк Корректор И.Муска

Заказ 3144/28 Тираж 49 5 Подпис ное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам и з обрет ений и от крыт ий

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

Филиал ППП Патент r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Вычислено, Ъ: С 37,50;.Ц 7,81;

В 42, 19.

ИК-спектр, см: 2600 (В-Н), -l, 1 700 (C=O), 2800-3200 (О-Н) . Пример 7. Аналогично примеру 1 из 2 г (0,008 моля) 1,2-ди-(цианэтил)-о-карборана получают

2,1 r (90%) бис-(p-карбоксиэтил)—

-о-карборана с т.пл, 246-247 С.

Структурная формула

НООССН СН С ССН СН COOa б

B10HI0

Найдено, %: С 33,78; H 7,06;

В 37,30.

С Н В О

2.О 10

Вйчислено,Ъ: С 33,33; Н 6,94;

В 37,50.

ИК-спектр, см : 2600 (В-Н)

1700 (C=O) 2800-3200 (О-Н) .

Строение полученных карборанилпропионовых кислот было доказано данными элементного анализа и ИКспектрами.

В ИК-спектрах имеются характерные 21 полосы валентных колебаний для В-Н, C=O и О-Н связей в области соответственно 2600 см, 1700 см и 28003200 см .

Предложенный способ получения карборанилпропионовых кислот имеет существенные преимущества перед известными: — Способ носит общий характер и применим для получения новых замешенных о-карборанилпропионовых кислот, исходя из монозамещенных (-цианэтилкарборанов.

Способ не требует применения дефицитных и труднодоступных эфиров ацетиленкарбоновых кислот. 40 — Способ удобен в препаративном и технологическом отношении и может быть реализован в промышленных условиях. — В отличие от описанного в лите- 4 ратуре двухстадийного способа получения алифатических карборансодержащих кислот (суммарный выход не более

50%) при получении алифатических карборансодержащих кислот гидролиэом легкодоступных (-цианэтил-о-карбора нов выход дрстигает 90-95%.

1. Способ получения карборанилпропионовой кислоты или ее замещенных общей формулы 1

Яб- ССн,cope

xr

В»11> 1 H) Cz>1 Ce>s,— бак — ан сн happ

3 отличающийся тем,что, с целью упрощения процесса, повышения выхода целевого продукта и расширения ассортимента карборансодержащих кислот, карборансодержащий нитрил общей формулы

R-н, СН,-C н,-б - бн - -СН1бн Ся ) 11 3 подвергают гидролизу в кислой среде при температуре 120-150 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кислой среды используют смесь уксусной и серной кислот в соотношении 1:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грайме Р., Карбораны, Изд. Мир, с.88, 1974.

2. Захаркин Л.И., Чаповский Ю.A., Братцев В.A. Станко В.И., Синтез карборановых кислот баренового ряда, ЖОХ 36, (1966) 878.

3. Захаркин Л.И., Жигарева Г.Г., Кириллова В.С., Толмачева И.С., Раевский К.С., Синтез и нейротропные свойства азотсодержащих производных .о-карборана и (3) -1,2-дикарбоундекарбората, Химико-фармацевтический журнал, 1976 Р 1,57.