RU2569376C1

RU2569376C1 - Способ получения трехосновных карбоновых кислот адамантанового ряда

Info

Publication number: RU2569376C1
Application number: RU2014145737/04A
Authority: RU
Inventors: Елена Александровна Ивлева; Марат Рамильевич Баймуратов; Марина Валентиновна Леонова; Юрий Николаевич Климочкин
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-11-27

Abstract

Изобретение относится к способу получения трехосновных карбоновых кислот адамантанового ряда, содержащих в своих структурах карбоксильные и карбоксиметильные группы в различных сочетаниях, которые могут являться структурными блоками в синтезе биологически активных соединений и функциональных материалов с полезными прикладными свойствами. Способ получения заключается во взаимодействии замещенных по предмостиковым положениям 3-карбоксиметил-1-адамантанкарбоновых или 1,3-адамантилдиуксусных кислот с дымящей азотной кислотой в присутствии трехбромистого фосфора в мольном соотношении 1:0,02-0,1 в расчете на адамантановое сырье и бромида меди (I) в мольном соотношении 1:0,002-0,01 в расчете на исходный субстрат в среде концентрированной серной кислоты последующим добавлением 100%-ной муравьиной кислоты и выдерживанием реакционной смеси. Уменьшение стоимости производства достигается за счет высоких выходов целевых продуктов, снижения количеств дымящей азотной кислоты и 100%-ной муравьиной кислоты, снижения расхода концентрированной серной кислоты. 18 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения трехосновных карбоновых кислот каркасного строения. Производные данных кислот могут являться перспективными строительными блоками для синтеза биологически активных соединений, для создания молекулярных ансамблей конформационно-жестких пептидомиметиков и функциональных наноструктур.

Данным изобретением решена задача получения, в том числе, ранее неизвестных трехосновных кислот адамантанового ряда, содержащих в своих структурах карбоксильные и карбоксиметильные группы в различных сочетаниях.

Известен способ получения 3,5-бис(карбоксиметил)-1-адамантанкарбоновой кислоты из 3-гидрокси-1-адамантилуксусной кислоты, основанный на последовательном проведении реакций Ботта и Коха-Хаафа в одном реакционном сосуде [патент РФ 2489417]. Выход кислоты составляет 54%. Существенным недостатком данного способа является образование побочных хлорпроизводных за счет протекания конкурирующей реакции замещения гидроксильной группы адамантанового фрагмента на хлор, что подразумевает дополнительную очистку целевого продукта и, как следствие, большой расход растворителей для перекристаллизации.

Введение карбоксильной группы в молекулы 1-адамантилуксусных и 1-адамантанкарбоновых кислот осуществляется либо фотохимическим карбонилированием [Tetrahedron Letters. 1995. V. 8. P. 1233-1236.], либо в условиях реакции Коха-Хаафа [Chem. Ber. 1963. V. 96. I. 1. P. 213-219, ЖОрХ. 1983. Т. 19. №5. С. 1117-1118]. Известен метод введения карбоксильной группы, заключающийся во взаимодействии исходного каркасного субстрата с муравьиной кислотой в присутствии 56%-ной азотной кислоты в среде концентрированной кислоты и олеума. Выход 1,3-адамантандикарбоновой кислоты составляет 66%, а 3-карбоксиметил-1-адамантанкарбоновой кислоты - 50%. [Synthetic Communications. 1984. V. 14. I. 2. Р. 113-119.] Несмотря на простоту проведения реакции, данный способ не лишен недостатков: невысокие выходы продуктов, большой расход серной кислоты и олеума, использование метанола в качестве растворителя для перекристаллизации.

Известен метод введения карбоксильной группы в молекулы каркасных субстратов, заключающийся в окислении кислородом в присутствии ацетилацетоната кобальта (II), N-гидроксифталимида в среде уксусной кислоты при температуре 60°C [патент EP 0897747]. Выход 1,3-адамантандикарбоновой кислоты, полученной данным способом из 1-адамантанкарбоновой кислоты, составляет 70%. Аналогичный способ представлен в патенте US 6392104. При этом в патентах не описана методика выделения продуктов из реакционной смеси. К недостаткам данного способа можно отнести большой избыток N-гидроксифталимида и необходимость в дополнительной очистке целевого продукта.

В патенте RU 2458911 предложен способ получения замещенных 1,3-адамантандикарбоновых кислот, который заключается в карбонилировании 1-бромадамантана в атмосфере CO в присутствии суперэлектрофильного комплекса CBr₄·2AlBr₃ в абсолютном бромистом метилене. Выход 1,3-адамантандикарбоновой кислоты варьируется в пределах 66-71% в зависимости от температуры реакционной среды. Аналогичным образом получена 5,7-диметил-1,3-адамантандикарбоновая кислота с выходом 48-53%. Аналогичный способ представлен в патенте RU 2476421. Отличие состоит в том, что в качестве исходных соединений используют адамантан или 1,3-диметиладамантан вместо соответствующих бромпроизводных, и для проведения реакций требуется больший избыток комплекса CBr₄·2AlBr₃. При этом выход продуктов практически не изменяется, однако время проведения реакции и, в особенности, выделения продуктов значительно увеличивается (до нескольких дней). Несмотря на то что данный способ является одностадийным, он не лишен недостатков, к которым можно отнести дорогостоящий и высокотоксичный бромистый метилен и необходимость его абсолютирования, относительно невысокие выходы продуктов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу методом является введение карбоксильной группы в молекулу адамантана посредством обработки концентрированной муравьиной кислотой в среде 110-120%-ного олеума в присутствии хлорсульфоновой кислоты, хлористого тионила или хлорокиси фосфора при температуре 5-20°C [патент SU 421687]. Продукт образуется с выходом 92-98%. Существенным недостатком данного способа является использование большого количества олеума и необходимость дополнительной очистки из н-гексана.

Технический результат достигается тем, что синтез трехосновных карбоновых кислот адамантанового ряда проводили взаимодействием замещенных по предмостиковым положениям 3-карбоксиметил-1-адамантанкарбоновых или 1,3-адамантилдиуксусных кислот с дымящей азотной кислотой в присутствии трехбромистого фосфора в мольном соотношении 1:0,02-0,1 в расчете на адамантановое сырье и бромида меди (I) в мольном соотношении 1:0,002-0,01 в расчете на исходный субстрат в среде концентрированной серной кислоты последующим добавлением 100%-ной муравьиной кислоты и выдерживанием реакционной смеси.

Выделение целевых продуктов осуществляют путем выливания реакционной смеси на измельченный лед или в охлажденную воду и последующим фильтрованием выпавшего осадка. Продукты можно использовать без дополнительной очистки.

Преимуществами предлагаемого способа являются: высокие выходы продуктов в расчете на исходные адамантановые субстраты, более низкий расход 96%-ной серной кислоты, используемой в качестве реакционной среды, отказ от использования олеума, использование меньших количеств дымящей азотной и 100%-ной муравьиной кислот за счет введения в реакции добавок трехбромистого фосфора и бромида меди (I).

Техническим результатом изобретения является экономически эффективный способ получения трехосновных карбоновых кислот адамантанового ряда.

Основные отличительные признаки предлагаемого способа можно сформулировать следующим образом:

1. Введение добавки трехбромистого фосфора для связывания воды и повышения электрофильности среды за счет брома.

2. Введение добавки бромида меди (I) для образования комплекса с генерируемым in situ CO и обеспечения его постоянной концентрации в смеси.

3. Использование дизамещенных карбоновых кислот адамантанового ряда в качестве исходных соединений.

Выполнение способа

Строение синтезированных соединений подтверждено данными ИК- и ЯМР-спектроскопии. ИК-спектр записан на спектрометре Shimadzu IR Affinity в таблетках бромида калия. Спектры ЯМР ¹Н записаны на приборе Jeol JNM ЕСХ 400 (400 МГц), в ДМСО-d6. Элементный анализ выполнен на автоматическом CHNS-анализаторе "EuroVectorEA-3000".

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами. В примерах описано получение заявляемым способом новых трехосновных кислот адамантанового ряда, содержащих в своих структурах карбоксильные и карбоксиметильные группы в различных сочетаниях.

Пример 1. Получение 3,5-бис(карбоксиметил)-1-адамантанкарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,016 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.7 мл (0.0168 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.26 г (0.96 ммоль) трехбромистого фосфора и 13.7 мг (0.096 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.67 мл (0.0176 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 7 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 89%, т. пл. 269-271°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2937, 2912, 2856 (CH_Ad), 1730, 1691 (C=O). Спектр ЯМР ¹H δ, м.д.: 1.37-1.60 м (12H, 6CH₂Ad), 1.99 с (4H, 2CH₂COOH), 2.04-2.05 м (1H, CHAd), 11.50 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 28.63 (CH), 33.33 (C), 37.74 (CH₂), 40.64 (CH₂), 41.60 (C), 42.88 (CH₂), 45.95 (CH₂), 47.92 (CH₂), 172.85 (C), 178.50 (C). Найдено, %: C 60.83; H 6.84. C₁₅H₂₀O₆. Вычислено, %: C 60.80; H 6.80. M 296.32.

Пример 2. К раствору 5 г (0,016 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.7 мл (0.0168 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.17 г (0.64 ммоль) трехбромистого фосфора и 9.2 мг (0.064 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.67 мл (0.0176 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 5 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 85%, т. пл. 269-27°C.

Пример 3. К раствору 5 г (0,016 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.7 мл (0.0168 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 90 мг (0.32 ммоль) трехбромистого фосфора и 3.1 мг (0.032 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.67 мл (0.0176 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 3 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 81%, т. пл. 269-27°C.

Пример 4. Получение 7-метил-3,5-бис(карбоксиметил)-1-адамантанкарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,015 моль) 5-метил-1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.24 г (0.09 ммоль) трехбромистого фосфора и 12.9 мг (0.09 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 10 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 79%, т. пл. 228-230°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2943, 2908, 2854 (CH_Ad), 1693 (С=O). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.80 с (3H, CH₃), 1.12-1.23 м (4H, 2CH₂Ad), 1.28-1.53 м (8H, 4CH₂Ad), 2.11 с (4H, 2CH₂COOH), 11.53 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 21.42 (CH₃), 42.12 (C), 42.30 (CH₂), 42.32 (C), 42.46 (C), 44.63 (CH₂), 45.32 (CH₂), 47.71 (CH₂), 47.97 (CH₂), 172.87 (C), 178.65 (C). Найдено, %: С 61.95; H 7.18. C₁₆H₂₂O₆. Вычислено, %: C 61.92; H 7.15. M 310.35.

Пример 5. К раствору 5 г (0,015 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.162 г (0.6 ммоль) трехбромистого фосфора и 8.5 мг (0.06 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 8 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 76%, т. пл. 228-230°C.

Пример 6. К раствору 5 г (0,015 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 54 мг (0.2 ммоль) трехбромистого фосфора и 2.83 мг (0.02 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 9 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 73%, т. пл. 228-230°C.

Пример 7. Получение 7-этил-3,5-бис(карбоксиметил)-1-адамантанкарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,015 моль) 5-метил-1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.24 г (0.09 ммоль) трехбромистого фосфора и 12.9 мг (0.09 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 12 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 77%, т. пл. 240-242°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2912 (CH_Ad), 1697 (C=O). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.70-0.74 т (3H, CH₃) (J 7.5 Гц), 1.09-1.15 к (2H, CH₂CH₃) (J 7.5 Гц), 1.17-1.20 м (4H, 2CH₂Ad), 1.27-1.38 м (4H, 2CH₂Ad), 1.50 с (4H, 2CH₂COOH), 2.02 с (2H, CH₂Ad), 8.09 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 7.48 (CH₃), 33.96 (C), 34.03 (C), 35.56 (CH₂), 42.21 (CH₂), 42.32 (C), 42.65 (CH₂), 45.28 (CH₂), 45.66 (CH₂), 47.73 (CH₂), 172.83 (C), 178.48 (C). Найдено, %: С 62.97; H 7.49. C₁₇H₂₄O₆. Вычислено, %: С 62.95; H 7.46. M 324.38.

Пример 8. К раствору 5 г (0,015 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.162 г (0.6 ммоль) трехбромистого фосфора и 8.5 мг (0.06 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 7 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 76%, т. пл. 240-242°C.

Пример 9. К раствору 5 г (0,015 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.61 мл (0.0158 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 54 мг (0.2 ммоль) трехбромистого фосфора и 2.83 мг (0.02 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при перемешивании при заданной температуре в течение 1 ч, и затем прибавляют по каплям 0.63 мл (0.0165 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 6 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 73%, т. пл. 240-242°C.

Пример 10. Получение 5-карбоксиметил-1,3-адамантандикарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,018 моль) 5-метил-1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.93 мл (0.0225 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.49 г (0.0018 моль) трехбромистого фосфора и 25.8 мг (0.18 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 1.02 мл (0.027 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 12 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 47%, т. пл. 223-225°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2941, 2912, 2860 (CH_Ad), 1695 (C=O). Спектр ЯМР ¹H, δ, м.д.: 1.37-1.79 м (12H, 6CH₂Ad), 2.02 с (2H, CH₂COOH), 2.08-2.09 м (1H, CHAd), 12.06 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 28.30 (CH), 32.61 (C) 35.78 (CH₂), 38.36 (CH₂), 40.87 (C), 41.32 (CH₂), 43.45 (CH₂), 48.31 (CH₂), 172.92 (C), 178.74 (C). Найдено, %: C 59.60; H 6.45. C₁₄H₁₈O₆. Вычислено, %: C 59.57; H 6.43. M 282.30.

Пример 11. К раствору 5 г (0,018 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.93 мл (0.0225 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.39 г (0.00144 моль) трехбромистого фосфора и 20.65 мг (0.144 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 1.02 мл (0.027 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 11 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 44%, т. пл. 223-225°C.

Пример 12. К раствору 5 г (0,018 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.93 мл (0.0225 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.29 г (0.00108 моль) трехбромистого фосфора и 15.5 мг (0.108 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 1.02 мл (0.027 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 9 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 41%, т. пл. 223-225°C.

Пример 13. Получение 7-метил-5-карбоксиметил-1,3-адамантандикарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,017 моль) 5-метил-1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.88 мл (0.02125 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.46 г (0.0017 моль) трехбромистого фосфора и 24.4 мг (0.17 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.97 мл (0.0255 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 12 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 60%, т. пл. 210-212°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2954, 2910 (CH_Ad), 1698 (C=O). Спектр ЯМР ¹H, δ, м.д.: 0.82 с (3H, CH₃), 1.13-1.21 м (6H, 3CH₂Ad), 1.29-1.37 м (4H, 2CH₂Ad), 1.43-1.51 м (2H, CH₂Ad), 2.04 с (2H, CH₂COOH), 11.48 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 28.92 (CH₃), 33.48 (C), 34.94 (C), 37.41 (CH₂), 41.53 (C), 42.11 (CH₂), 43.88 (CH₂), 44.42 (CH₂), 46.12 (CH₂), 47.37 (CH₂), 171.50 (C), 178.28 (C). Найдено, %: С 60.78; H 6.81. C₁₅H₂₀O₆. Вычислено, %: C 60.80; H 6.80. M 296.32.

Пример 14. К раствору 5 г (0,017 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.88 мл (0.02125 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.41 г (0.00153 моль) трехбромистого фосфора и 21.9 мг (0.153 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.97 мл (0.0255 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 8 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 56%, т. пл. 210-212°C.

Пример 15. К раствору 5 г (0,017 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.88 мл (0.02125 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.32 г (0.00119 моль) трехбромистого фосфора и 17 мг (0.119 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.97 мл (0.0255 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 10 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 52%, т. пл. 210-212°C.

Пример 16. Получение 7-этил-5-карбоксиметил-1,3-адамантандикарбоновой кислоты

К раствору 5 г (0,016 моль) 5-метил-1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.83 мл (0.02 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.43 г (0.0016 моль) трехбромистого фосфора и 22.9 мг (0.16 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.91 мл (0.024 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 12 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 74%, т. пл. 265-267°C. ИК-спектр, ν, см^-1: 2962, 2941 (CH_Ad), 1699 (C=O). Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 0.71-0.75 т (3H, CH₃) (J 7.3 Гц), 1.12-1.18 к (2H, CH₂CH₃) (J 7.3 Гц), 1.20-1.21 м (2H, CH₂Ad), 1.36-1.38 м (4H, 2CH₂Ad), 1.50-1.53 м (4H, 2CH₂Ad), 1.70-1.71 м (2H, CH₂Ad), 2.08 с (2H, CH₂COOH), 10.08 уш. с (3H, 3COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 7.42 (CH₃), 33.72 (C), 33.84 (C), 35.42 (CH₂), 39.59 (CH₂), 42.06 (CH₂), 42.46 (CH₂), 45.01 (CH₂), 47.46 (CH₂), 170.81 (C), 178.19 (C). Найдено, %: С 61.96; H 7.18. C₁₆H₂₂O₆. Вычислено, %: C 61.92; H 7.15. M 310.35.

Пример 17. К раствору 5 г (0,016 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.83 мл (0.02 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.39 г (0.00144 моль) трехбромистого фосфора и 20.6 г (0.144 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.91 мл (0.024 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 10 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 70%, т. пл. 265-267°C.

Пример 18. К раствору 5 г (0,016 моль) 1,3-адамантилдиуксусной кислоты в 50 мл 96%-ной серной кислоты при перемешивании при температуре 20-25°C по каплям прибавляют 0.83 мл (0.02 моль) дымящей азотной кислоты. После прикапывания в реакционную смесь вносят 0.3 г (0.00112 моль) трехбромистого фосфора и 16 мг (0.112 ммоль) бромида меди (I). Реакционную массу выдерживают при 40-50°C при перемешивании в течение 5 ч, и затем прибавляют по каплям 0.91 мл (0.024 моль) 100%-ной муравьиной кислоты. Полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 12 ч и выливают на 100 г измельченного льда или в 100 мл охлажденной воды. Выпавший осадок отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 68%, т. пл. 265-267°C.

Класс соединений: каркасные соединения, содержащие карбоксильные группы.

Claims

Способ получения трехосновных карбоновых кислот адамантанового ряда заключается во взаимодействии замещенных по предмостиковым положениям 3-карбоксиметил-1-адамантанкарбоновых или 1,3-адамантилдиуксусных кислот с дымящей азотной кислотой в присутствии трехбромистого фосфора в мольном соотношении 1:0,02-0,1 в расчете на адамантановое сырье и бромида меди (I) в мольном соотношении 1:0,002-0,01 в расчете на исходный субстрат в среде концентрированной серной кислоты последующим добавлением 100%-ной муравьиной кислоты и выдерживанием реакционной смеси.