Способ получения адамантилуксусных кислот Советский патент 1984 года по МПК C07C61/12 

Изобретение относится к химии органических полиэдранов, конкретно к усовершенствованному способу получения адамантилуксусных кислот, используемых в синтезах биологически активных веществ, пестицидов, полиме ных материалов с улучшенными эксплуа тационными свойствами, такими как {термостабильность, гидрофобные свойства, термоокислительная устойчивост механические свойства и другие. Известны синтетические способы по чения адамантилуксусных кислот из ад мантилметилмагнийгалогенид,ов реакцие с двуокисью углерода по Гриньяру L1 3 гидролизом нитрилов адамантилуксусных кислот С23, окислением соответст вующих адамантансодержащих первичных спиртов хромовым ангидридом L3 , обработкой тетракарбонилом никеля метиладамантилкарбинола при 300 С и под давлением СО J, из галогенили оксиадамантана с 1,1-дихлорзтиле ном в серной кислоте 5. Однако известные способы сложны, многостадийны, базируются на труднодоступных исходных соединениях, что ограничивает возможности их применения в широких масштабах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ получе ния адамантилуксусных кислот при вза имодействии соединений, содержащих в своей структуре адамантильньй цикл с 1,1-дихлорэтиленом в смеси азотной и серной кислот или олеума при -5 . Конечньш продукты вьщеляют высаживанием в воду. Выход адамантил уксусных кислот 54-86% 16. Однако применение кислотной смеси состава: 50%-ная азотная кислота, 98%-ная серная кислота и 60%-ный олеум, не только усложняет технологический процесс, но и требует значи тельных трудовых и временных затрат на ее приготовление. Указанная кислотная смесь является сильным окисли телем, так как производные азота в кислых средах обладают высоким окислительно-восстановительным потенциалом, а поэтому выходы адамантилуксусных Кислот невысоки и составл5пот в ряде случаев около 50%. Обусловлено это протеканием побочных реакций окисления как исходных, так и конецных продуктов. Известно, например, что при действии на 1-адамантилуксус нуго кислоту указанной вьше кислотt3 11°С получлется проной смеси при - оксигтроизяодное кисдукт окисления лоты с выходом до 40-45,2% 7J. В аналогичных условиях 1-адлмлнтанкарбоновая кислота превращается в оксипроизводное с выходом порядка 40%. Образовавшиеся оксипроизподные кислот содержат ОН-группу при узловом (третичном) атоме, углерода, способны на дальнейшие химические превращения в кислой среде, снижают выход и загрязняют целевые продукты реакций. I Применение в известном способе в качестве исходного сырья труднодоступных галогенпроизводньгх адамантана, 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 адамантилуксусиых кислот путем предварительной обработки исходных адамантансодержащих соединений 98-100%-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 затем подвергают взаимодействию с 1,1-дихлорэтиленом в среде серной кислоты при 5-15 С и вьделением целевого продукта высаживанием в воду. Отличительными признаками предлагаемого способа является использование предварительной обработки адамантансодержащих соединений 98-100%-ной азотной кислотой до полного растворения при 25-30с и мольном соотношении исходного соединения и азотной кислоты 1:10-71 (т.е. до полного растворения), с последукяцим выливанием полученной реакционной массЬг на лед, отделением образовавшегося осадка, который затем подвергают сернокислотной обработке с 1,1-дихлорэ тиле ном, 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. в реакциях адамантилирования ароматических соедине ий 8 для синтеза антивирусного препарата мидантана С91 на основе реакции Риттера, но в реакциях адамантана и его производных с олефинами различного стро {ия и циклоалкенами в кислой среде процесс протекает с образованием соответствующих адамантилалканолов, алкениладамантанов, циклоалкил- и циклоалкениладамантанов, но не карбоновых кислот ряда адамантана изобретении впервые обнаружено, что адамантилнитраты, такие как нитрат 1-оксиадамантана, нитрат 3-окси-1-адамантанкарбоновой кислоты, нитрат. З-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 синтезированных кислот установлено путем идентификации с известными образцами кислот аналитическими и спектральным методами. Предлагаемый способ получения ада мантилуксусных кислот универсален, так как позволяет использовать все адамантансодержащие соединения, способные давать нитроэфиры при обработ ке их азотной кислотой. Этим способо успешно получается 1,3-адамантандиук сусна кислота как из самого адамантана. так и из нитрата 3-окси- -адамантилуксусной кислоты. В примерах 1-4 процесс -проводят в колбе-реакторе, снабженном мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой. Пример 1. Получение 1-адамантилуксусной кислоты. К 45 мл 98-100%-ной (67,5 г) азот ной кислоты прибавляют 13,6 г адамантана (мольное соотношение 10:1) с такой скоростью, чтобы температура реакционной не превышала 2530 С. После растворения адамантата. смесь выливают в лед., Осадок отделяют, сушат на возудхе и при 5-15 С растворяют в 100 мл (184 г) 98%-ной концентрированной серной кислоты. К полученному раствору при той же температуре в течение 1 ч прикапывают 50 мл, (62,5 г) 151-дихлорэтилена, Реакционную массу перемешивают 0,5 ч и выпивaюf в ледяную воду. Выпавшую кислоту отфильтровьшают, промьтают водой и слпиат. Выход, очищенной кислоты 17,6 г (90,97„). Т;пл. 135-13бС (из гексана). Найдено,.%: С 73,83, Н 9,69. Вычислено, %: С 74,18, Н 9,33. Пример 2. Получение 1,3-адамантилуксусной кислоты. К 300 мл 98-100%-ной (450 г) азотной кислоты прибавляют 35 г 1-адамантилуксусной кислоты (мольное соотношение 40:1) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превьш1ала 25-30°С. После растворения 1-адамантилуксусной кислоты смесь выливают в лёд,. Осадок отделяют, сушат на воздухе и при 5-15С растворяют в 140 мл (257 г) 98%-ной концетрированной серной кислоты, а затем прикапывают 80 мл (100 г) 1,1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 0,5 ч и выливают в ледяную воду. Образовавшийся осадок отфильтровьгоают, промывают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 43,5 г (94,6%). Т.пл. 235-236 С (из ацетона). Найдено, I: С 66,86, Н 7,79. ЛсР4 Вьртислено, %: С 66,64, Н 7,99. Пример 3. Получение 1,3-адамантилдиуксусной кислоты. К 275 мл 98-100%-ной (412,5 г) азотной кислоты прибавляют 13,6- г адамантана (мольное соотношение 65:1) при 1015°С. Реакционную смесь перемешивают 3 ч и выливают 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 г) 1,1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 1 ч и выливают в ледяную воду. Выпавшую в осадок кислоту отфильтровывают, промьгеают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 22,7 г (90,4%). Т.пл. 235-236 С (из ацетона). Найдено, %: С 66,36, Н 8,13 SA,P4 Вычислено, %: С 66,64, Н 7,99. П р и м е р 4. Получение 3-карбок си-1-адамантилуксус ной кисло ты. К 300 мл 98-100%-ной (450 г) азотной кислоты прибавляют 18 г 1-адамантилкарбоновой кислоть (мольное соотношение 71:1) с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала 25-30°С. Смесь перемешивают в течение 5 ч и выпивают в лед. Выпавший осадок отфильтроньгеают, сушат на воздухе и при растворяют в 200 мл (368 г) 98%-ной концентрированной серной кислоты, а затем прикапавают 60 мл (75 г) 1,1-дихлорэтилена. Реакционную массу перемешивают 1 ч и выпивают в ледяную воду. Выпавшую в осадок кислоту отфильтровьшают, промывают водой и сушат. Выход очищенной кислоты 21,2 г

(93,2%). T.iin. 230-232 0 (разб, уксусная кислота).

Найдено, %: С 64,71, Н 7,38

э,

Вычислено, %: С 65.52, Н 7,61.

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

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДАМАНТИЛУКСУСНЫХ КИСЛОТ с использованием азотной кислоты путем взаимодействия соединения, содержащего в своей структуре- адамантильмый 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

1-Адамантилуксусная

кислота

1,3-Адамантилдиуксусная кислота

(из адамантана)

1,3-Адамантилдиуксусная кислота

(из 1-анадмантилуксусной кислоты)

3-Карбокси-1-адамануксусная кислота

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

Таким образом, использование предлагаемого способа получения адамантияуксусных кислот обеспечивает по сравнению с известными возможность получения .различных адамантилуксусных кислот с более высокими выходами без усложнения технологии их производст9.1

9,6

6,8

ва, что особенно важно при существу1С8цем 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.