Способ получения 1-адамантилизоцианата

Способ получения 1-адамантилизоцианата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения 1-адамантилизоцианата

который является полупродуктом для синтеза биологически активных веществ.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата взаимодействием 1-аминадамантана и фосгена в толуоле при 0-5°C в течение 12 часов с выходом 44% [Skelly P.D.; Ray W.J.; Timberlake J.W.; Journal of Organic Chemistry; vol. 50; nb. 2; (1985); p.267-268], или силилированого 1-аминадамантана и фосгена при температуре 20°C при перемешивании в течение 4 часов с выходом 75% [Миронова Н.В., Миронов В.Ф.; Журнал общей химии; том. 52; вып. 11; (1982); стр. 2653-2654].

Недостатками данных методов являются необходимость применения дополнительных средств защиты, многостадийность процесса, большое время проведения реакции.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата перегруппировкой Лоссена из (адамант-1-ил)-гидроксамовой кислоты при температуре 60°C в атмосфере сухого азота. [Dube P.;Noah F.; Organic Letters; vol. 11; nb. 24; (2009); p. 5622-5625].

Основным недостатком данного метода является многостадийность процесса.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата путем перегруппировки Курциуса из азида адамантилкарбоновой кислоты, а так же взаимодействием хлорангидрида (адамант-1-ил)карбоновой кислоты триметилазидосиланом в четыреххлористом углероде в присутствии ZnI₂ в течение 4 часов [Хардин А.П.; Гуреев Н.Г.; Радченко С.С; Журнал Органической химии; том. 16; вып. 1; (1980); стр. 60-62].

Недостатками данных методов являются многостадийность процесса.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата взаимодействием 1-аминоадамантана и оксида углерода (II) при температуре -239°C под действием гамма облучения [Radziszewski J.G.; Downing J.W.; Jawdosiuk M.K.; Journal of the American Chemical Society; vol. 107; nb. 3; (1985); p. 594-603].

Недостатками данного метода являются многостадийность процесса, высокие затраты энергоресурсов, использование радиации. Кроме того, данный метод сложен в препаративном отношении.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата путем электролиза амида 4,4-бициклодекан-5-карбоновой кислоты и амида (адамант-1-ил)-карбоновой кислоты на платиновых электродах в присутствии KBr с выходом 1-адамантилизоцианата 22% [Shono Т.; Matsumura Y.; Chemistry Letters; (1982); p. 565-568], а также электролизом изотиоцианатоадамантана в ацетонитриле с выходом целевого продукта 56% [Becker J.Y.; Zinger В.; Yatziv S.; Journal of Organic Chemistry; vol. 52; nb. 13; (1987); p. 2783-2789]

Недостатками данных методов являются низкий (22-56%) выход продукта, высокие затраты энергоресурсов, многостадийность процесса.

Известен способ получения 1-адамантилизоцианата взаимодействием 1-адамантанола и изоцианата тетрабутиламина в ацетонитриле в течение 42 часов [Akhlaghinia J.; Batool W.; Synthesis; nb. 12; (2005); p. 1955-1958].

Недостатками данного метода являются многостадийность процесса, большая продолжительность (42 часа) синтеза.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является методика получения 1-адамантилизоцианата при нагревании смеси 1-бромадамантана с триметилсиланизоцианатом в дихлорметане в течение 18 часов при температуре кипения растворителя [Farooq О.; Wang Q.; Journal of Organic Chemistry; vol. 55; nb. 14; (1990); p. 4282-4283].

Недостатками данного метода являются большие энергозатраты, большая (до 18 часов) продолжительность синтеза, трудность и потери при выделении продукта, низкая селективность процесса.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа получения 1-адамантилизоцианата.

Техническим результатом является технологичный, способ получения 1-адамантилизоцианата в мягких условиях, с высоким выходом.

Поставленный технический результат достигается в способе получения 1-адамантилизоцианата, заключающемся во взаимодействии производного адамантана с изоцианатным производным в среде растворителя с последующим выделением продукта реакции, отличающемся тем, что в качестве производного адамантана используют 1,3-дегидроадамантан, в качестве изоцианатного производного - предварительно полученный раствор изоциановой кислоты в диэтиловом эфире, а реакцию ведут при нагревании до 30-35°C в течение 3-х часов в среде диэтилового эфира, при мольном соотношении 1,3-дегидроадамантан: изоциановая кислота: диэтиловый эфир=1:1,5:20.

Сущностью способа является реакция взаимодействия 1,3-дегидроадамантана с изоциановой кислотой в диэтиловом эфире, с последующей его отгонкой:

Для осуществления способа к изоцианату натрия в диэтиловом эфире приливают концентрированную серную кислоту. Декантируют полученный раствор изоциановой кислоты в эфире и приливают к нему раствор 1,3-дегидроадамантана в диэтиловом эфире.

Реакция проводится в течение 3-х часов при температуре 30-35°С. При уменьшении продолжительности реакции уменьшается выход продукта. Увеличение продолжительности реакции не увеличивает выход продукта и является нецелесообразным и экономически невыгодным. При проведении реакции при более низкой температуре уменьшается выход продукта. Верхний предел температуры реакции ограничивается температурой кипения растворителя.

Найдено, что оптимальным условием проведения реакции взаимодействия изоциановой кислоты с 1,3-дегидроадамантаном является ее осуществление при мольном соотношении 1,3-дегидроадамантан:изоциановая кислота:диэтиловый эфир 1:1,5:20. Меньший избыток изоциановой кислоты по отношению к 1,3-дегидроадамантану приводил к снижению выхода целевого продукта. Дальнейшее увеличение содержания изоциановой кислоты не влияло на выход целевого продукта и являлось нецелесообразным. Меньший избыток диэтилового эфира по отношению к 1,3-дегидроадамантану приводил к неполному растворению 1,3-дегидроадамантана и изоциановой кислоты. Больший избыток растворителя не влиял на выход целевого продукта и являлся нецелесообразным.

По окончании реакции реакционную смесь фильтруют на фильтре Шотта, затем отгоняют растворитель и перекристаллизовывают 1-адамантилизоцианат из гексана.

Преимуществами данного способа являются простота синтеза, сравнительно небольшая продолжительность реакции (3 часа), простота выделения продукта, высокий выход (83%).

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Мольное соотношение 1,3-дегидроадамантана, изоциановой кислоты и диэтилового эфира составляет 1:1,5:20.

Для получения 1,55 г (0,036 моль) изоциановой кислоты к 4,6 г (0,07 моль) изоцианата натрия в 30 мл диэтилового эфира приливают 2 мл (0,037 моль) концентрированной (96%) серной кислоты. Декантируют полученный раствор изоциановой кислоты (0,036 моль) в эфире от осадка Na₂SO₄ и не прореагировавшего NaNCO, приливают к декантанту раствор 3,2 г (0,024 моль) свежевозогнанного 1,3-дегидроадамантана в 20 мл диэтилового эфира. Смесь выдерживают 3 часа при температуре 30-35°С. По окончании реакции, реакционную смесь фильтруют через фильтр Шотта, эфир отгоняют. Продукт перекристаллизовывают из гексана. Выход 83%; Т. пл. 143-145°С. Масс-спектр, m/z (Iотн., %): 177 (10%, [М]+), 135 (100%, [Ad]+), структура заявляемого соединения соответствует литературным данным.

Количество образующейся изоциановой кислоты при заданном соотношении компонентов определяли методом хромато-масс-спектрометрии.

Таким образом, разработан простой, технологичный способ получения 1-адамантилизоцианата в мягких условиях, с высоким выходом.

Способ получения 1-адамантилизоцианата, заключающийся во взаимодействии производного адамантана с изоцианатным производным в среде растворителя с последующим выделением продукта реакции, отличающийся тем, что в качестве производного адамантана используют 1,3-дегидроадамантан, в качестве изоцианатного производного - предварительно полученный раствор изоциановой кислоты в диэтиловом эфире, а реакцию ведут при нагревании до 30-35°C в течение 3 ч в среде диэтилового эфира при мольном соотношении 1,3-дегидроадамантан:изоциановая кислота:диэтиловый эфир=1:1,5:20.