Способ получения карбонилпропионовой кислоты или ее замещенных Советский патент 1980 года по МПК C07F5/02 

1

Изобретение относится к способу получения карборанилпропионовой кислоты или ее замещенных общей формулыТ

RC -ССНгСоон ,

BjoHio

, ен,, йбНз , -CHitiHjdooH

ilHj °

который позволяет упростить известный способ получения карборанилпропионовой кислоты и впервые пояучи1 ь целый ряд производных карбораннл- «с пропионовой кислоты, которые не г«огли быть получены известным способом.

Известен способ получения алифати геских карборансодержащих кислот, 5аключакйцийся в реакции эфира ацети- 2Q ленкарбоновой кислоты с декабораном в присутствии льюисовского основания. При этом получают эфиры карборанкарбоновой кислоты с выходом до 80-90%, которые путем гидролиза переводят в 25 карборансодержащую кислоту 1.

Известен также способ получения карборансодержащих кислот карбоксилированием литийкарборана или карборанового реактива Гриньяра. Однако JQ

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 кислоти реакцией эфира Ci5 -этинилпропионовой кислоты с Ьекарбораном с последующим гидролизом полученного эфира в щелочной среде {2

однако этот способ получения карборанилпропионовых кислот требует применения труднодоступных эфиров ацетиленкарбоноБЫХ кислот и не носит общего характера, то есть не позволяет получить новьзе замещенные карборанилпропионовой КИСЛОТИ. К настоящему моменту -известна только карборанилпропионовая кислота

Hd-бСн1с1нг 1о6н

( BjoHio

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

Цель изобретения - упрощение процесса, повышение выхода целевого продукта, а также расширение ассортимента карборанилпропионовых кислот. Поставленная цель достигается onHCHBaeMbD-.i способом получения карбо ранилпропионовой кислоты или ее замещенных, заключающимися в том, что карборансодержащий нитрил формулы П Rd - cCHjdHadN K-HjdHgj-cJgHg -с °йнг-,-бнгйн.2йн подвергают гидролизу в кислой среде преимущественно в среде смеси уксусной и серной кислот, взятых в соотно шений {1 ; 1), при температуре 12015р С. Выход.целевого продукта 90-9 Разработка общего способа получения алифатических карборансодержащИх кислот имеет большое значение дПя химии карборанов, в частности для получения биологически активных веществ, так как варьирование заместителя у атома углерода карборановог ядра существенно сказывается на нейротропной активности карборановых производных. Например, карборанилпропионовые кислоты могут быть использованы в качестве исходных соединений для получения ггроизвойных карборанов, обладающих высокойнёйротропной активностью 3. Предлагаег шпй способ позволяет получить новые соединения с ценными свойствами, которые.до сих пор не представлялось возможным получить. Реакция гидролиза нитрилов в карборановые кислоты широко использу ется в органической химии, однако в карборановом 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 карбо рансодержащих кислот гидролизом ставших легко доступными (i -цианэтил карборанов является первым примером в этом ряду соединений и имеет принципиальное з.аачение. Пример. 1. Получение карборанилпропионовой кислоты. .2 г {0,01 моля) цианэтил-о-кар борана в смеси 20 мл уксусной кисло ты и 20 мл воды при переманивании прикапывают 20 мл концентрированной серной Зелоты. Нагревают 2 ч при 140- С и реакционную массу выливают ледяную воду. Экстрагируют эфиром, затем перекристаллизовывают из смеси гептан-толуол и получают 2 г (91%) карборанилпропионовой кислоты с т. пл„ 149-151 С (по лит.данным т,пл. Г47-149°С) о Структурная формула нс-ссн.сн соон / пример 2, Получение карбо ранилпропионовой кислоты. Аналогично примеру 1 после гидолиза реакционную массу выливают в 00 мл ледяной воды. Выпавший осадок тфильтровывают, высушивают в вакуме или в эксикаторе нал Р О -Кристализуют из смеси гептан-толуол, Получат 1,9 г (89%) карборанилпропионовой кислоты с т.пл. 149-15i°C, идентичной родукту по примеру 1. Пример 3, Получение 1-метил-(jb-карбоксиэтил) -о-карборана. Аналогично примеру 1 из 1,8 г (0,008 моля) 1-метил-2-цианэтиЛ-оарборана получают 1,7 г (89%) 1-меил-2- (-карбоксиэтил) -о-карборана с .лтл, 174-175 5с. труктурная формула (iH2(iooH / Найдено, % : С 31,38; И 7,80; В 46,98, Вычислено,%: С 31,30; Н 7,83; В 46,96. ИК-спектр, см-- , 2600 (В-Н) , 1700 () 2800-3200(ОН). Пример 4. Получение 1-метил-2- (р)-карбоксизтил) -о-карборана . Аналогично примеру 2 из 1,8 г (0,008 моля) 1-метил-2-цианэтил-окарборана получают 1,8 г (93%) 1-метил-2- ( р)-карбоксиэтил) -о-карборана, идентичного продукту примера 3, Пример 5. Получение 1-фенил-2- ((i-карбоксизтил) -о-карборана, Аналогично примеру 1 из 1,7 г (0,006 моля) 1-фенил-2-цианэтил-окарборана получают 1,7 г (95%) 1-фенил-2- (р -карбоксиэтил) -о-карборана с т.пл. 1б1-162°С. Структурная формула dgHsC - ебнгйнгйоон BioHiB С 47,60; Н 7,35; Найдено, i В 35,94. ,oO С 45,20, Н 6,85; Вычислено,% В 36,99. 2600 (В-Н) ИК-спектр, см1700 () 2800-3200 (0-Н). Пример б. Получение 1-изопропенил-2-(ft-карбоксиэтил)-о-карборана. Аналогично примеру 1 из 2 г (0,008 моля) 1-изопропенил-2-цианзтил-о-карборана получают 2 г (94%) 1-изопропенил-2- (р -карбоксиэтил) -окарборан с т.пл. 175-177°С. Структурная формула - dH2 cJ-(i-cidHzcJHjdooH . СНд BloHjo Найдено,%: С 36,48; Н 7,68; В 32,22. Ся аоВюОгВычислено,%: С 37,50;.Н -7,81;

В 42,19.

ИК-спектр, 2600 (В-Н), 1700(), 2800-3200 (О-Н).

Пример 7. Аналогично примеру 1 из 2 г (0,008 моля) 1,2-ди-(цианэтил)-о-карборана получают 2,1 г (90%) бис-(р -карбоксиэтил)-о-карборана с т.пл. 246-247°С. Структурная формула

HOodCHzuHzcJ - (J(iH2(iH2CiooH /

BjoHjo

Найдено, % : с 33,78; Н 7,06; В 37,30.

S

Вычислено,%: С 33,33; Н 6,94;

В 37,50. .

ИК-спектр, 2600 (В-Н) 1700 () 2800-3200 (О-Н).

Строение полученных карборанилпропионовых кислот было доказано данными элементного анализа и ИК сдектрами.

В ИК-спектрах имеются характерные полосы валентных колебаний для в-Н, С-О и О-Н связей в области соответственно 2600 1700 см и 28003200 смЧ

Предложенный способ получения карборанилпропионовых кислот имеет существенные преимущества перед известными:

-Способ носит общий характер и применим для получения новых замещенных о-карборанилпропионовых кислот, исходя из монозамещениых (Ь-цианзтилкарборанов.

-Способ не требует применения дефицитных и труднодоступных эфиров ацетиленкарбоновых кислот.

-Способ удобен в препаративном и технологическом отношении и может быть реализован в промышленных условиях.

-В отличие от описанного в литературе двухстадийного способа получения алифатических карборансодержащих кислот (суммарный выход не более 50%) при получении алифатических

карборансодердащих кислот гищюлизом легкодоступных р)-цианэтил-о-карборанов выход достигает 90-95%,

Формула изобретения

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

RC-CCHtdOOH , BjoHjo

, (JHj, (JgHs ,-6(Hi ,-(;н,ЙН,(оон CHj

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

RCJ -йСнгйНгбк

где

BioHio у

К-н,йНз,-йбН5,-й-йнг-,-ен,енгСк , Сн,

подвергают гидролизу в кислой среде

0 при температуре 120-150 С.

2. Способ по П.1, отличающийся тем, что в качестве кислой среды используют смесь уксусной и серной кислот в соотношении 1:1.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Грайме Р., Карбораны, Изд.Мир, с.88,11974.

2.Захаркин Л.И., Чаповский Ю.А.,

0 Братцев В.А., Станко В.И., Синтез карборановых кислот баренового ряда, ЖОХ 36, (1966)878.

3.Захаркин Л.И., Жигарева Г.Г., Кириллова B.C., Толмачева И.С., Ра5евский К.С., Синтез и нейротропные свойства азотсодержащих производных jD-карборана и (3)-1,2-дикарбоундекарбората, Химико-фармацевтический журнал, 1976 1,57.