Способ получения адамантилсодержащих изотиоцианатов
Владельцы патента RU 2599993:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к способу получения адамантилсодержащих изотиоцианатов, которые являются полупродуктами для синтеза биологически активных веществ. Предлагаемый способ получения адамантилсодержащих изотиоцианатов заключается во взаимодействии производного адамантана с изотиоцианатным производным при кипячении в среде растворителя с последующим выделением и перекристаллизацией из спирта продукта реакции. Способ характеризуется тем, что в качестве производного адамантана используют адамантилсодержащий амин, выбранный из ряда 1-аминоадамантан, 1-(адамантан-1-ил)-этан-1-амин или 1-амино-3,5-диметиладамантан, а в качестве изотиоцианатного производного - фенилизотиоцианат. Реакцию ведут в среде толуола в течение 3 ч при мольном соотношении адамантилсодержащий амин : фенилизотиоцианат : толуол = 1,2:1:25. Продукт выделяют отгонкой растворителя. Способ позволяет получать целевые изотиоцианаты с высоким выходом более простым методом. 3 пр.
Изобретение относится к химии производных адамантана, а именно к новому способу получения адамантилсодержащих изотиоцианатов, которые являются полупродуктами для синтеза биологически активных веществ.
Известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием 1-аминадамантана и сероуглерода в присутствии гидрооксида калия в течение 12 часов при 20°С [US 3406180, МПК C07D 209/40, 15.10.1968] или взаимодействием 1-аминоадамантана с сероуглеродом в присутствии S,S′-бис(1-фенил-1-Н-тетразол-5-ил)дитиокарбоната при температуре 20°C с выходом 1-адамантилизотиоцианата 95% [Takeda K.; Tsuboyama K.; Takeura М.; Chemical and Pharmaceutical Bulletin; vol. 37; nb. 9; (1989); p. 2334-2337].
Недостатками данных методов являются многостадийность процесса, трудность воспроизведения и потери при выделении продукта.
Известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием триметилсиланизотиоцианата и 1-хлорадамантана в присутствии хлорида титана, растворенного в дихлорметане при перемешивании реакционной массы в течение 3 часов и при температуре 0°C с выходом продукта 34% [Sasaki Т.; Nakanishi A.; Ohno М.; Journal of Organic Chemistry; vol. 46; nb. 26; (1981); p. 5445- 5447].
Недостатками данного метода являются низкий выход (34%) продукта и многостадийность процесса.
Известен метод получения 1-адамантилизотиоцианата путем воздействия на О-метиладамантил-1-карботиоат гидрохлоридом гидроксиламина и метилатом натрия в метаноле. Выход 1-адамантилизотиоцианата по данному методу составляет 29% [Климко Ю.Е.; Исаев С.Д.; Юрченко А.Г.; Журнал Органической Химии; том 30; вып. 11; (1994); р. 1776-1783].
Основными недостатками данного метода являются низкий выход (29%) продукта, многостадийность процесса, дороговизна реагентов.
Также известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием 1-адамантанола с комплексной солью тиоциановой кислоты в ацетонитриле при температуре кипения растворителя в течение 8 часов [Iranpoor N.; Firouzabadi Н.; Gholinejad М.; Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related Elements; vol. 184; nb. 8; (2009); p. 2010-2019].
Недостатками данного метода являются время проведения реакции (8 часов), а так же то, что продукт получают в виде неразделяемой смеси изомеров.
Известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием 1-нитриладамантана и 1,2-диалилдисульфида в циклопропане при облучении реакционной смеси ультрафиолетом при температуре 0°С в течение 1 часа [Minozzi М.; Nanni D.; Walton J.; Journal of Organic Chemistry; vol. 69; nb. 6; (2004); p. 2056-2069].
Недостатками данного метода являются многостадийность процесса, трудность воспроизведения и потери при выделении продукта. Кроме того, данный метод сложен в препаративном отношении.
Известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата путем разложения О-адамантан-1-ил-карбонизотиоцианата при 250°С и 5 мм рт.ст. [Liotta, D.; Engel, R.; Canadian Journal of Chemistry; vol. 53; (1975); p. 907-912].
Недостатками данного метода являются большие энергозатраты и многостадийность процесса.
Известен способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием 2-адамантилтиона и триэтиламина в диэтиловом эфире. Реакция протекает в течение 2,5 часов при температуре 34°С [Katada Т.; Eguchi S.; Sasaki Т.; Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1: Organic and Bio-Organic Chemistry (1972-1999); nb. 11; (1984); p. 2641-2647].
Основным недостатком данного метода является многостадийность процесса.
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению является способ получения 1-адамантилизотиоцианата взаимодействием 1-бромадамантана с роданидом калия в диметилформамиде в течение 5 часов при температуре 153°С. После этого удаляют образовавшийся осадок бромида калия, концентрируют фильтрат, растворяют в эфире и несколько раз промывают раствор водой. После удаления растворителя остается кристаллический остаток, который возгоняют и перекристаллизовывают из метанола [Stetter J.; Wulff D.; Chemische Berichte; vol. 95; (1962); p. 2302-2304].
Основным недостатком данного метода является сложность выделения, а также высокая температура процесса.
Задачей изобретения является разработка нового технологичного способа получения адамантилсодержащих изотиоцианатов в мягких условиях.
Техническим результатом является упрощение способа получения адамантилсодержащих изотиоцианатов.
Поставленный технический результат достигается в способе получения адамантилсодержащих изотиоцианатов, заключающемся во взаимодействии производного адамантана с изотиоцианатным производным при кипячении в среде растворителя с последующим выделением и перекристаллизацией из спирта продукта реакции, при этом в качестве производного адамантана используют адамантилсодержащий амин, выбранный из ряда 1-аминоадамантан, 1-(адамантан-1-ил)-этан-1-амин или 1-амино-3,5-диметиладамантан, в качестве изотиоцианатного производного - фенилизотиоцианат, реакцию ведут в среде толуола в течение 3-х часов, при мольном соотношении адамантилсодержащий амин: фенилизотиоцианат: толуол=1,2:1:25, а выделяют продукт отгонкой растворителя.
Сущностью способа является реакция взаимодействия адамантилсодержащего амина, выбранного из ряда 1-аминоадамантан, 1-(адамантан-1-ил)-этан-1-амин или 1-амино-3,5-диметиладамантан с фенилизотиоцианатом при кипячении в толуоле в течение 3 часов:
где R=H (1);R=CH3 (2),
По окончании взаимодействия адамантилсодержащего амина с фенилизотиоцианатом растворитель отгоняют, а сухой остаток перекристаллизовывают из этанола. Таким образом, непрореагировавшие адамантилсодержащий амин и фенилизотиоцианат, а также образовавшийся в ходе реакции анилин остаются в спиртовом растворе, а адамантилсодержащий изотиоцианат выпадает из раствора в виде осадка, который впоследствии фильтруется.
При уменьшении продолжительности реакции выход продукта снижается. 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 фенилизотиоцианата с адамантилсодержащим амином является ее осуществление при мольном соотношении адамантилсодержащий амин: фенилизотиоцианат: толуол 1,2:1:25.
Меньший избыток адамантилсодержащего амина по отношению к фенилизотиоцианату приводит к снижению выхода целевого продукта. Дальнейшее увеличение содержания адамантилсодержащего амина не влияет на выход целевого продукта и является нецелесообразным.
Уменьшение количества толуола по отношению к адамантилсодержащему амину приводит к неполному растворению адамантилсодержащего амина. Увеличение количества растворителя не влияет на выход целевого продукта и является нецелесообразным.
Преимуществами данного способа является простота синтеза, использование доступных реагентов, позволяющих упростить технологическое оформление процесса, небольшая продолжительность реакции (3 часа), простота выделения продукта, высокий для данного класса соединений выход целевого продукта (до 80%).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.1-адамантилизотиоцианат
Мольное соотношение 1-аминоадамантан: фенилизотиоцианат: толуол составляет 1,2:1:25.
К 10,57 г (0,07 моль) 1-аминоадамантана в 154 мл (1,45 моль, ρ=0,86694 г/см3) толуола приливают 7,84 г (0,058 моль) фенилизотиоцианата. Смесь выдерживают 3 часа при температуре 110°С. По окончании реакции толуол отгоняют. Продукт перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход 80%; Т. пл. 165-167°С. Масс-спектр, m/z (Iотн., %): 193 (10%, [М]+), 135 (100%, [Ad]+), структура заявляемого соединения соответствует литературным данным.
Пример 2. 1-изотиоцианато-3,5-диметиладамантан
Мольное соотношение 1-амино-3,5-диметиладамантан: фенилизотиоцианат: толуол составляет 1,2:1:25.
К 12,53 г (0,07 моль) 1-амино-3,5-диметиладамантана в 154 мл (1,45 моль, ρ=0,86694 г/см3) толуола приливают 7,84 г (0,058 моль) фенилизотиоцианата. Смесь выдерживают 3 часа при температуре 110°С. По окончании реакции толуол отгоняют. Продукт перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход 65%; Масс-спектр, m/z (Iотн., %): 221 (10%, [М]+), 163 (100%, [(CH3)2Ad]+), 133 (13%, [Ad]+), структура заявляемого соединения соответствует литературным данным.
Пример 3.1-(1-изотиоцианатоэтил)адамантан
Мольное соотношение 1-(адамант-1-ил)этан-1-амин: фенилизотиоцианат: толуол составляет 1,2:1:25.
К 12,53 г (0,07 моль) 1-(адамант-1-ил)этан-1-амина в 154 мл (1,45 моль, ρ=0,86694 г/см3) толуола приливают 7,84 г (0,058 моль) фенилизотиоцианата. Смесь выдерживают 3 часа при температуре 110°С. По окончании реакции толуол отгоняют. Продукт перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход 70%; Масс-спектр, m/z (Iотн., %): 221 (74%, [М]+), 163 (28%, [Ad-CH(CH3)]+), 135 (100%, [Ad]+), структура заявляемого соединения соответствует литературным данным.
Таким образом, взаимодействие адамантилсодержащего амина, выбранного из ряда 1-аминоадамантан, 1-(адамантан-1-ил)-этан-1-амин или 1-амино-3,5-диметиладамантан с фенилизотиоцианатом при кипячении в среде толуола в течение 3-х часов, при заданном мольном соотношении позволяет простым, технологичным способом получать адамантилсодержащие изотиоцианаты с высоким выходом.
Способ получения адамантилсодержащих изотиоцианатов, заключающийся во взаимодействии производного адамантана с изотиоцианатным производным при кипячении в среде растворителя с последующим выделением и перекристаллизацией из спирта продукта реакции, отличающийся тем, что в качестве производного адамантана используют адамантилсодержащий амин, выбранный из ряда 1-аминоадамантан, 1-(адамантан-1-ил)-этан-1-амин или 1-амино-3,5-диметиладамантан, в качестве изотиоцианатного производного - фенилизотиоцианат, реакцию ведут в среде толуола в течение 3 ч при мольном соотношении адамантилсодержащий амин : фенилизотиоцианат : толуол=1,2:1:25, а выделяют продукт отгонкой растворителя.
