Способ получения 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана

Способ получения 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана

Реферат

Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана общей формулы:

где n=0, 1

который может найти применение в химико-фармацевтической промышленности.

Известно, что 1,3-дизамещенные мочевины, имеющие структурную формулу:

где R=-NHCH₂CH₂OH, -NHCH₂CH₂Br, -NH(CH₂)₅O(CH₂)₃CH₃, -NH(CH₂)₅O(CH₂)₃O(CH₂)₂CH₃, -NH(CH₂)₅O(CH₂)₂O(CH₂)₂OPhCH₂CH₃, получаемые из 1-изоцианатоадамантана активно исследуются в качестве полупродуктов для синтеза ингибиторов растворимого эпоксида гидролазы. Их применяют в качестве нейромедиаторов, влияющих на кровяное давление и воспалительные процессы. Одним из важнейших параметров исследуемых соединений является их температура плавления и растворимость, влияющие на биодоступность соединений, которая для многих испытанных веществ была достаточно высока [In-Hae Kim, Hsing-Ju Tsai, and Bruce D.Hammock. 1,3-Disubstituted Ureas Functionalized with Ether Groups are Potent Inhibitors of the Soluble Epoxide Hydrolase with Improved Pharmacokinetic Properties, J. Med. Chem. 2007, 50, p.5217-5226].

Аналогичными свойствами обладает 1,1′-(адамант-1,3-диил)бис[3-(нафтален-2-ил)мочевина] [Vesna Blazek, Nikola Bregovic, Nikola Basaric, Tetrahedron 2011, 67, 3846-3857].

Однако эти способы не позволяют получать соединения заявляемой структурной формулы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка технологичного способа получения новых 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана с высоким выходом по исходному изоцианату.

Поставленный технический результат достигается предлагаемым способом получения 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана общей формулы:

где n=0, 1

заключающимся во взаимодействии изоцианата общей формулы:

где n=0, 1,

с аминами, выбранными из ряда: 1,2-этилендиамин, пиперидин, 1-аминометиладамантан, 2-амино-2-цианоадамантан и 2-аминоэтанол, при температуре 0-25°C, в течение 3-8 часов в диметилформамиде при мольном соотношении изоцианат:амин:диметилформамид (1:1,1-7,2:65-107) с выделением целевого продукта.

Выход целевого продукта по предлагаемому способу составляет 94-97%.

Введение метильных групп в молекулу адамантана снижает температуру плавления соединений. Так, метиладамантан имеет температуру плавления 104°C, что на 165°C ниже, чем у адамантана, а 1,3-диметиладамантан вообще является жидким веществом. Такие же закономерности сохраняются и для производных адамантана. В этой связи, использование изоцианатов, содержащих в своей структуре 1,3-диметил(адамант-5-ил)ный фрагмент, устраняет имеющиеся недостатки 1,3-дизамещенных мочевин. Использование таких изоцианатов существенно уменьшает температуру плавления, а следовательно, и биодоступность получаемых на их основе 1,3-дизамещенных мочевин.

Реакция взаимодействия изоцианата с аминами, выбранными из ряда: 1,2-этилендиамин, пиперидин, 1-аминометиладамантан, 2-амино-2-цианоадамантан, проводится в течение 3-4 часов. При уменьшении продолжительности реакции не достигается высокий выход основного продукта. Увеличение продолжительности реакции является нецелесообразным и экономически невыгодным.

Найдено, что оптимальным условием проведения реакции взаимодействия изоцианата с аминами, выбранными из ряда: 1,2-этилендиамин, пиперидин, 1-аминометиладамантан, 2-амино-2-цианоадамантан в диметилформамиде, является ее осуществление при мольном соотношении изоцианат:амин:диметилформамид (1:1,1-2:65-78). Использование большего избытка амина не влияло на выход целевых продуктов, а только усложняло процесс выделения и поэтому являлось нецелесообразным. Меньший избыток диметилформамида приводил к некоторому снижению выхода целевых продуктов. Дальнейшее увеличение избытка диметилформамида не влияло на выход целевых продуктов и являлось нецелесообразным.

Найдено, что оптимальным условием проведения реакции взаимодействия изоцианата с аминами, выбранными из ряда 1,2-этилендиамин, пиперидин, 1-аминометиладамантан, 2-амино-2-цианоадамантан, является ее осуществление при комнатной температуре. Проведение реакции при более низкой температуре приводило к значительному увеличению времени реакции, а дальнейшее увеличение температуры связано с большими затратами энергии и является нецелесообразным.

Реакция взаимодействия изоцианата с 2-аминоэтанолом проводится в течение 7-8 часов. При уменьшении продолжительности реакции не достигается высокий выход основного продукта. Увеличение продолжительности реакции является нецелесообразным и экономически невыгодным.

Найдено, что оптимальным условием проведения реакции взаимодействия изоцианата с 2-аминоэтанолом в диметилформамиде является ее осуществление при мольном соотношении изоцианат:2-аминоэтанол:диметилформамид (1:5,4-7,2:80-107). Применение большего избытка 2-аминоэтанола не влияло на выход целевых продуктов, а только усложняло процесс выделения и поэтому являлось нецелесообразным. Меньший избыток диметилформамида приводил к некоторому снижению выхода целевых продуктов. Дальнейшее увеличение избытка диметилформамида не влияло на выход целевых продуктов и являлось нецелесообразным.

Найдено, что оптимальным условием проведения реакции взаимодействия изоцианата с 2-аминоэтанолом в диметилформамиде является ее осуществление при температуре 0°C. Проведение реакции при более высокой температуре приводило к значительному снижению селективности реакции и к образованию уретанов, а дальнейшее понижение температуры связано с большими затратами энергии и является нецелесообразным.

Способ осуществляется следующим образом.

К соответствующему изоцианату из ряда: 1-изоцианато-3,5-диметиладамантан, 1-изоцианатометил-3,5-диметиладамантана, добавляют амин из ряда: этилендиамин, пиперидин, 2-амино-2-цианоадамантан, 1-аминометиладамантан и диметилфорамид, в соотношении 1:1,1-2:65-78 и перемешивают при комнатной температуре в течение 3-4 часов либо 2-аминоэтанол и диметилформамид в соотношении 1:5,4-7,2:80-107 и перемешивают при температуре 0°C в течение 7-8 часов. Затем выпавший осадок белого цвета отфильтровывают, сушат и перекристаллизовывают из этанола.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Получение 1-[3,5-диметил(адамант-1-ил)]-3-(2-гидроксиэтил)-мочевины

К раствору 500 мг (2,43 ммоль) 1-изоцианато-3,5-диметиладамантана (n=0) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 800 мг (13,11 ммоль) 2-аминоэтанола в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:5,4:80) при температуре 0°C. После перемешивания в течение 8 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 620 мг (2,36 ммоль, 97%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. 125°C. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 266 (1%, [M]⁺), 249 (2%, [М-OH]⁺), 163 (100%, [Ad(CH₃)₂]⁺).

Пример 2

Получение 1-{[3,5-диметил(адамант-1-ил)]метил}-3-(2-гидроксиэтил)мочевины

К раствору 400 мг (1,82 ммоль) 1-изоцианатометил-3,5-диметиладамантана (n=1) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 800 мг (13,11 ммоль) 2-аминоэтанола в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:7,2:107) при температуре 0°C. После перемешивания в течение 7 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 480 мг (1,71 ммоль, 94%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. 118°С. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 280 (1%, [М]⁺), 263 (2%, [М-ОН]⁺), 163 (100%, [Ad(CH₃)₂]⁺).

Пример 3

Получение N-[3,5-диметил(адамант-1-ил)]пиперидино-1-карбоксиамида

К раствору 510 мг (2,50 ммоль) 1-изоцианато-3,5-диметиладамантана (n=0) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 240 мг (2,80 ммоль) пиперидина в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:1,1:78) при температуре 15-25°С. После перемешивания в течение 4 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 700 мг (2,41 ммоль, 96,5%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. 120-122°С. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 290 (65%, [М]⁺), 205 (19%, [М-(CH₂)₅N]⁺), 178 (2%, [Ad(CH₃)₂NH]⁺), 163 (70%, [Ad(СН₃)₂]⁺), 127 (20%, [М-Ad(СН₃)₂]⁺), 107 (33%), 84 (100%, [(CH₂)₅N]⁺). Спектр ЯМР 1Н δ, м.д.: 0.80 с (6Н, 2СН₃); 1.20-1.60 (19Н, Ad+3CH₂); 2.73 с (1Н, NH); 3.17-3.20 т (4Н, 2СН₂).

Пример 4

Получение 1-(2-аминоэтил)-3-[3,5-диметил(адамант-1-ил)1-мочевины

К раствору 615 мг (3,0 ммоль) 1-изоцианато-3,5-диметиладамантана (n=0) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 360 мг (6,00 ммоль) 1,2-этилендиамина в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:2:65) при температуре 15-25°С. После перемешивания в течение 3 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 755 мг (2,85 ммоль, 95%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. 250-252°С. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 265 (1%, [М]⁺), 248 (12%, [M-NH₂]⁺), 236 (25%, [М-CH₂NH₂]⁺), 223 (64%, [M-(CH₂)₂NH₂]⁺), 208 (35%, [(CH₃)₂AdNHC(O)]⁺), 179 (46%, [Ad(CH₃)₂NH]⁺), 163 (100%, [Ad(CH₃)₂]⁺) 122 (61%), 108 (61%), 107 (42%), 93 (35%). Спектр ЯМР 1Н δ, м.д.: 0.79-1.29 м (19Н, Ad(СН₃)₂); 1.46-1.52 кв (2H, 2NH); 2.03-2.05 т (2Н, NH₂); 2.73 с (2Н, СН₂); 2.89 с (2Н, СН₂).

Пример 5

Получение 1-[3,5-диметил(адамант-1-ил)]-3-[(адамант-1-ил)метил]-мочевины

К раствору 510 мг (2,5 ммоль) 1-изоцианато-3,5-диметиладамантана (n=0) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 410 мг (2,5 ммоль) 1-аминометиладамантана в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:1:78) при температуре 15-25°С. После перемешивания в течение 4 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 880 мг (2,4 ммоль, 96%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. >300°С. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 370 (15%, [М]⁺), 355 (100%, [M-CH₃]⁺), 265 (43%), 190 (26%), 179 (30%, [Ad(CH₃)₂NH]⁺), 164 (41%), 163 (99%, [Ad(СН₃)₂]⁺), 149 (26%, [AdCH₂]⁺), 135 (53%, [Ad]⁺), 108 (85%), 107 (50%), 93 (44%), 78 (39%). Спектр ЯМР 1Н δ, м.д.: 0.79-1.65 м (34Н, Ad, Ad(CH₃)₂); 2.04 кв (2H, 2NH); 2.75 д (2Н, CH₂).

Пример 6

Получение 1-[3,5-диметил(адамант-1-ил)]-3-[2-нитрило(адамант-2-ил)]-мочевины

К раствору 510 мг (2,5 ммоль) 1-изоцианато-3,5-диметиладамантана (n=0) в 10 мл диметилформамида добавляли раствор 440 мг (2,5 ммоль) 2-амино-2-цианоадамантана в 5 мл диметилформамида (мольное соотношение 1:1:78) при температуре 15-25°С. После перемешивания в течение 4 часов кристаллический осадок отфильтровывали и промывали 50 мл воды, а затем 30 мл этилацетата. Полученное твердое вещество сушили в вакууме. Получено 910 мг (2,4 ммоль, 96%), твердое вещество белого цвета. Т.пл. 200-202°С. Масс-спектр, m/z (I_отн., %): 383 (4%, [М+2Н]⁺), 355 (1%, [M-CN]⁺), 205 (22%, [М-Ad(CN)NH]⁺), 177 (26%, [Ad(CH₃)₂NH]⁺), 164 (36%), 163 (45%, [Ad(CH₃)₂]⁺), 150 (100%, [AdNH]⁺), 134 (41%, [Ad-2H]⁺), 107 (70%), 91 (78%), 80 (85%). Спектр ЯМР 1Н δ, м.д.: 0.80-1.90 м (33Н, Ad, Ad(CH₃)₂); 2.00-2.06 т (2Н, 2NH).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в различных отраслях промышленности;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных или известных средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Способ получения 1,3-дизамещенных мочевин производных 1,3-диметиладамантана общей формулы: где n=0, 1 заключающийся во взаимодействии изоцианата общей формулы: где n=0, 1,с аминами, выбранными из ряда: 1,2-этилендиамин, пиперидин, 1-аминометиладамантан, 2-амино-2-цианоадамантан и 2-аминоэтанол, при температуре 0-25°С в течение 3-8 ч в диметилформамиде при мольном соотношении изоцианат:амин:диметилформамид 1:1,1-7,2:65-107 и выделением целевого продукта.