Способ получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола Российский патент 2018 года по МПК C07C29/136 C07C35/37 

Описание патента на изобретение RU2675699C1

Изобретение относится к способу получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола - двухатомного спирта каркасного строения. За счет наличия в узловых положениях каркаса гидроксильных групп, которые связаны непосредственно с каркасом, так и отделенных от него одним метиленовым звеном, такие спирты могут быть рассмотрены в качестве исходных субстратов в синтезе сложных эфиров с комплексом ценных эксплуатационных свойств. Последние же могут быть использованы в качестве ключевых компонентов базовых основ масел для теплонапряженных газотурбинных двигателей современной авиации.

Данным изобретением решена задача получения двухатомного спирта каркасного строения - 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола:

Известен способ получения незамещенного метальными группами 3-гидроксиметил-1-адамантанола, который заключается в восстановлении 3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты алюмогидридом лития в ТГФ [Патент US 6392104]. Выход продукта составляет 95%. Недостатком метода является необходимость абсолютирования растворителя и использование алюмогидрида лития в качестве восстановительного агента, что усложняет выделение целевого продукта из реакционной смеси.

Известен похожий способ восстановления 3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты боргидридом натрия в ТГФ; выход 3-гидроксиметил-1-гидроксиадамантана составляет 90%. [Патент ЕР 1000924].

Остальные методы получения являются лабораторными. Одним из таких способов является радикальное гидроксиметилирование 3-йод-1-адамантанола с использованием параформа в присутствии тетрабутиламмоний цианоборгидрида. Несмотря на хороший выход продукта (77%), метод не может быть реализован при промышленном производстве, так как подразумевает использование дорогостоящих реагентов и труднодоступного 3-йод-1-адамантанола [J. Am. Chem. Soc. 2012. 134. 875-877].

Также 3-гидроксиметил-1-адамантанол можно получить в три стадии из 1-адамантилметанола. Первоначально проводят нитроксилирование исходного субстрата с образованием динитрата 3-гидроксиметил-1-адамантанола. Полученное динитроксипроизводное подвергают гидролизу с образованием 3-нитроксиметил-1-адамантанола, который далее восстанавливают в целевой спирт. Суммарный выход по трем стадиям составляет 44% [Журн. орг. химии. 1993. 29 (7). 1126-1131].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу методом синтеза является восстановление 3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты боргидридом натрия в ТГФ в присутствии эфирата трехфтористого бора [Патент WO 2015087262]. Выход продукта по данному методу составляет 90%. Основным недостатком является использование восстановительной системы NaBH4-BF3⋅Et2O, которая обусловливает высокую стоимость синтеза, необходимость абсолютирования растворителя и токсичность выделяющегося В2Н6.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола - двухатомного спирта каркасного строения.

Техническим результатом изобретения является простой в техническом отношении метод получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола.

Технический результат достигается тем, что синтез 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола проводили взаимодействием 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты с этилхлорформиатом в мольном соотношении 1:1-2 в расчете на исходный субстрат в присутствии триэтиламина в ТГФ при комнатной температуре в течение 2-6 ч с последующим фильтрованием хлоргидрата триэтиламина и добавлением боргидрида натрия в мольном соотношении 1:2-4 в расчете на исходный субстрат.

Выделение целевого продукта осуществляли добавлением в реакционную смесь воды, разделением водно-органической фазы, упариванием органической фазы, дополнительной экстракцией продукта из водной среды этилацетатом и последующей отгонкой растворителя. Полученный продукт очищали перекристаллизацией из толуола.

Основные отличительные признаки предлагаемого способа можно сформулировать следующим образом:

1. Использование этилхлорформиата для образования промежуточного смешанного ангидрида 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой и этилугольной кислот.

2. Отсутствие необходимости абсолютирования растворителей. Выполнение способа:

Строение синтезированных соединений подтверждено данными ЯМР-спектроскопии. Спектры ЯМР 1Н записаны на приборе Jeol JNM ЕСХ 400 (400 МГц), в ДМСО-d6. Элементный анализ выполнен на автоматическом CHNS-анализаторе "EuroVectorEA-3000".

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами. В примерах описано получение заявляемым способом нового двухатомного спирта адамантанового ряда, содержащего в своей структуре гидроксильные группы, одна из которых непосредственно связана с узловым положением каркаса, а другая - отделена от него одним метиленовым звеном.

Пример 1.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 9.3 мл (0.067 моль) триэтиламина и 7.1 мл (0.067 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 4 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 5.07 г (0.134 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 5 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 8.53 г (91%). Т. пл. 136-137°С. Спектр ЯМР1H δ, м.д.: 0.79 с (3Н, СН3), 0.91-0.99 м (6Н, CH2Ad), 1.12-1.14 м (6Н, CH2Ad), 3.00 д (2Н, J 5.72 Гц, СН2), 4.27 с (1Н, ОН), 4.32 т (1Н, J 5.72 Гц, ОН). Спектр ЯМР13С, δ, м.д.: 30.4 (СН3), 33.7 (С), 45.1 (СН2), 46.2 (СН2), 50.7 (СН2), 51.7 (СН2), 68.9 (С), 71.1 (СН2). Найдено, %: С 74.26; Н 10.58. C13H22O2. Вычислено, %: С 74.24; Н 10.54.

Пример 2.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 6.2 мл (0.045 моль) триэтиламина и 4.8 мл (0.045 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 6 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 5.07 г (0.134 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 5 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 8.25 г (88%).

Пример 3.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 6.2 мл (0.045 моль) триэтиламина и 4.8 мл (0.045 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 8 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 3.4 г (0.09 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 3 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 4.87 г (52%).

Пример 4.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 9.3 мл (0.067 моль) триэтиламина и 7.1 мл (0.067 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 3 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 6.8 г (0.18 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 6 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 8.43 г (90%).

Пример 5.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 12.4 мл (0.09 моль) триэтиламина и 9.6 мл (0.09 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 4 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 5.07 г (0.134 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 5 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 8.34 г (89%).

Пример 6.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 12.4 мл (0.09 моль) триэтиламина и 9.6 мл (0.09 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 2 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 6.8 г (0.18 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 6 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 8.25 г (88%).

Пример 7.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 11 мл (0.079 моль) триэтиламина и 8.4 мл (0.079 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 5 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 4.3 г (0.113 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 4 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3×120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 7.00 г (75%).

Пример 8.

К суспензии 10 г (0.045 моль) 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты в 90 мл ТГФ при температуре не выше 10°С последовательно добавляют 11 мл (0.079 моль) триэтиламина и 8.4 мл (0.079 моль) этилхлорформиата. Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 3 ч. Осадок хлоргидрата триэтиламина отфильтровывают, промывают ТГФ, к фильтрату добавляют 5.07 г (0.134 моль) боргидрида натрия. Затем в течение 1 ч по каплям добавляют 5 мл воды. Реакционную массу разлагают 170 мл воды. Слои разделяют, органический слой сушат и упаривают в вакууме. Водный слой экстрагируют этилацетатом (3x120 мл), объединенные фракции промывают 0.5 н раствором соляной кислоты, водой и насыщенным раствором соли, затем сушат. Растворитель упаривают в вакууме. Продукт очищают перекристаллизацией из толуола. Выход 7.68 г (82%).

Похожие патенты RU2675699C1

название год авторы номер документа
Способ получения производныхбЕНзО(C)ХиНОлиНА 1978
  • Майкл Росс Джонсон
SU812173A3
Способ получения производных бутирофенона 1970
  • Хисао Ямамото
  • Тадаси Окамото
  • Кикуо Сасадзима
  • Масару Накао
  • Исаму Маруяма
  • Сигенари Катаяма
SU459888A3
Способ получения производных аминобензоциклогептена или их солей 1976
  • Люсьен Неделек
  • Андре Пьерде
  • Клод Дюмон
  • Мари-Элен Канненжессер
SU682121A3
ЭФИРЫ ТРИСКАРБАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ АБСОРБЦИИ ХОЛЕСТЕРИНА И ФАРМКОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ АБСОРБЦИИ ХОЛЕСТЕРИНА 1994
  • Томас Джозеф Коммонс
  • Дональд Питер Страйк
  • Криста Мари Ляклер
RU2130928C1
Способ получения полипептидов или их солей 1977
  • Ананд Сваруп Дутта
  • Баррингтон Джон Альберт Фарр
  • Майкл Брайан Гайлз
SU910116A3
НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-[5'-(3,4-БИС-ГИДРОКСИМЕТИЛБЕНЗИЛОКСИ)-2'-ЭТИЛ-2-ПРОПИЛБИФЕНИЛ-4-ИЛ]-ПЕНТА-3-ОЛА 2005
  • Терранова Эрик
  • Давер Себастьен
  • Марти Кристин
  • Паскаль Жан-Клод
RU2392268C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ АДАМАНТАНОВОГО РЯДА 2012
  • Ивлева Елена Александровна
  • Гнусарев Денис Иванович
  • Климочкин Юрий Николаевич
RU2489417C1
ИМИДАЗОПИРИДИНЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ИХ ОСНОВЕ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ 1994
  • Стефан Постиус
  • Рихард Ридель
  • Вольфганг-Александер Симон
  • Йорг Сэнн-Бильфингер
  • Герхард Грундлер
  • Георг Райнер
RU2136682C1
8-ЗАМЕЩЕННЫЕ-2-АМИНОТЕТРАЛИНОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ И СПОСОБЫ ИЗ ПОЛУЧЕНИЯ 1990
  • Нильс-Эрик Анден[Se]
  • Берит Кристина Элизабет Баклунд Хек[Se]
  • Анна Лена Мария Бьерк[Se]
  • Ули Альф Хакселл[Se]
  • Свен-Эрик Хиллвер[Se]
  • Ие Лиу[Cn]
  • Ева Шарлотта Меллин[Se]
  • Ева Марие Перссон[Se]
  • Карл Ерк Валлгарда[Se]
  • Хонг Иу[Cn]
RU2093507C1
Способ получения производных имидазола 1973
  • Морис Вильям Бейкер
  • Джон Сесил Керри
  • Кеннет Джон Николь
  • Джон Рей Маршалл
  • Дэвид Майкл Вейгтон
  • Антонин Козлик
SU576042A3

Реферат патента 2018 года Способ получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола

Настоящее изобретение относится к способу получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола, который может быть использован в качестве исходного субстрата в синтезе сложных эфиров – ключевых компонентов базовых основ масел для теплонапряженных газотурбинных двигателей современной авиации. Способ заключается во взаимодействии 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты с этилхлорформиатом в мольном соотношении 1:1-2 в расчете на исходный субстрат в присутствии триэтиламина в ТГФ при комнатной температуре в течение 2-6 ч с последующим фильтрованием хлоргидрата триэтиламина и добавлением боргидрида натрия в мольном соотношении 1:2-4 в расчете на исходный субстрат. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт с высоким выходом при использовании простой технологии. 8 пр.

Формула изобретения RU 2 675 699 C1

Способ получения 5,7-диметил-3-гидроксиметил-1-адамантанола путем взаимодействия 5,7-диметил-3-гидрокси-1-адамантанкарбоновой кислоты с этилхлорформиатом в мольном соотношении 1:1-2 в расчете на исходный субстрат в присутствии триэтиламина в ТГФ при комнатной температуре в течение 2-6 ч с последующим фильтрованием хлоргидрата триэтиламина и добавлением боргидрида натрия в мольном соотношении 1:2-4 в расчете на исходный субстрат.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2675699C1

WO 2015087262 A1, 18.06.2015
Тензометрическое устройство 1981
  • Крыжановский Юрий Антонович
  • Мигай Григорий Александрович
  • Назаренко Виктор Гаврилович
SU1000924A1
Е.А
Ивлева и др
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
ЖОрХ, 2016, т.52, вып.6, 800-805.

RU 2 675 699 C1

Авторы

Ивлева Елена Александровна

Погуляйко Анастасия Владимировна

Климочкин Юрий Николаевич

Даты

2018-12-24Публикация

2017-12-14Подача