RU2821502C1 - Способ получения кукурбит[n]урилов - Google Patents
Способ получения кукурбит[n]урилов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821502C1 RU2821502C1 RU2023129418A RU2023129418A RU2821502C1 RU 2821502 C1 RU2821502 C1 RU 2821502C1 RU 2023129418 A RU2023129418 A RU 2023129418A RU 2023129418 A RU2023129418 A RU 2023129418A RU 2821502 C1 RU2821502 C1 RU 2821502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cucurbit
- glycoluril
- urils
- formaldehyde
- synthesis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 8
- VPVSTMAPERLKKM-UHFFFAOYSA-N glycoluril Chemical compound N1C(=O)NC2NC(=O)NC21 VPVSTMAPERLKKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- MSBXTPRURXJCPF-DQWIULQBSA-N cucurbit[6]uril Chemical compound N1([C@@H]2[C@@H]3N(C1=O)CN1[C@@H]4[C@@H]5N(C1=O)CN1[C@@H]6[C@@H]7N(C1=O)CN1[C@@H]8[C@@H]9N(C1=O)CN([C@H]1N(C%10=O)CN9C(=O)N8CN7C(=O)N6CN5C(=O)N4CN3C(=O)N2C2)C3=O)CN4C(=O)N5[C@@H]6[C@H]4N2C(=O)N6CN%10[C@H]1N3C5 MSBXTPRURXJCPF-DQWIULQBSA-N 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 4
- CONWISUOKHSUDR-LBCLZKRDSA-N cucurbit[8]uril Chemical compound N1([C@@H]2[C@@H]3N(C1=O)CN1[C@@H]4[C@@H]5N(C1=O)CN1[C@@H]6[C@@H]7N(C1=O)CN1[C@@H]8[C@@H]9N(C1=O)CN1[C@@H]%10[C@@H]%11N(C1=O)CN1[C@@H]%12[C@@H]%13N(C1=O)CN([C@H]1N(C%14=O)CN%13C(=O)N%12CN%11C(=O)N%10CN9C(=O)N8CN7C(=O)N6CN5C(=O)N4CN3C(=O)N2C2)C3=O)CN4C(=O)N5[C@@H]6[C@H]4N2C(=O)N6CN%14[C@H]1N3C5 CONWISUOKHSUDR-LBCLZKRDSA-N 0.000 description 4
- 125000001046 glycoluril group Chemical group [H]C12N(*)C(=O)N(*)C1([H])N(*)C(=O)N2* 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности, к области синтеза макроциклических структур, а именно к способу получения кукурбит[5-8]урилов. Предложенный способ заключается в конденсации гликолурила в кислой среде. При этом получение проводят в присутствии минеральных кислот при температуре 95°С в течение 24 часов, в качестве источника формальдегида используют оксиметилированный гликолурил (1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурил), который вводят в реакцию совместно с гликолурилом в эквимолярном соотношении 1:1. Технический результат изобретения заключается в проведении синтеза кукурбит[5-8]урилов в условиях, при которых в реакционной смеси отсутствует несвязанный формальдегид, повышении суммарного выхода целевых продуктов и обеспечении повышения селективности по кукурбит[5-8]урилам. 3 пр.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области синтеза макроциклических структур. Такие макроциклы могут применяться для селективного извлечения молекул и ионов, для создания перспективных фармацевтических препаратов, супрамолекулярного катализа, оптоэлектроники и др.
Существует ряд подходов к синтезу кукурбит[n]урилов. Например, описан способ получения кукурбит[n]урилов [1] путем конденсации гликолурила и формальдегида в среде концентрированной соляной кислоты.
Известны публикации [2, 3, 4], в которых представлены способы получения кукурбит[n]урилов, содержащих от 5 до 10 гликолурильных звеньев в составе. Представленные способы так или иначе включают конденсацию гликолурила с источником формальдегида в присутствии катализаторов - различных органических и минеральных кислот. В качестве источника формальдегида может выступать непосредственно сам мономерный формальдегид, а также параформальдегид, полиоксиметилен или один или несколько предшественников формальдегида. Ранее нами был описан способ получения кукурбит[6]урила, включающий конденсацию гликолурила и формальдегида в присутствии оксиэтилидендифосфоновой (этидроновой) кислоты [5].
К недостаткам указанных способов относится необходимость использования кислых катализаторов, в присутствии которых формальдегид может вступать в реакции конденсации, снижая выход продукта и его чистоту, что требует дополнительных операций по очистке образующихся кукурбит[n]урилов.
Технической проблемой, решаемой в настоящем изобретении, является низкий выход кукурбит[n]урилов при их синтезе по классическим методикам с применением формальдегида или его полимерных форм. Решением указанной технической проблемы может служить либо применение катализаторов, отличных от минеральных и/или органических кислот, либо использование сырья, не содержащего мономерного формальдегида или формальдегида в полимерной форме (параформальдегид, полиоксиметилен).
Техническим результатом является проведение синтеза кукурбит[5-8]урилов в условиях, при которых в реакционной смеси отсутствует несвязанный формальдегид, повышение суммарного выхода целевых продуктов и обеспечения повышения селективности по кукурбит[5-8]урилам.
Технический результат достигается тем, что для получения кукурбит[5-8]урилов в качестве источника формальдегида используется оксиметилированный гликолурил (1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурил). Использование оксиметилированного гликолурила позволяет проводить конденсацию с незамещенным гликолурилом в эквимолярном соотношении 1:1. При этом оксиметилированный гликолурил конденсируют с гликолурилом в присутствии минеральных кислот при 95°С и в течение 24 часов.
Осуществление указанного способа описывается следующими примерами.
Пример 1. В круглодонную колбу поместили 14,2 г (0,1 моль) гликолурила, 26,2 г (0,1 моль) 1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурила и 30 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь перемешивали до полною растворении компонентов, зачем нагревали до 95°С и выдерживали 24 ч при данной температуре. Выпавшие кристаллы фильтровали, промывали водой и разделяли. Суммарный выход составил 97%; селективность по кукурбитурилам составила: Q[5] - 11%, Q[6] - 65%, Q[7] - 9%, Q[8] - 15%. Представленный пример иллюстрирует более высокую селективность по кукурбит[8]урилу по сравнению работой [2], где селективность по кукурбит[8]урилу составила 7%.
Пример 2. В круглодонную колбу поместили 14,2 г (0,1 моль) гликолурила, 26,2 г (0,1 моль) 1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурила и 30 мл концентрированной серной кислоты. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, затем нагревали до 95°С и выдерживали 24 ч при данной температуре. Суммарный выход составил 96%; селективность по кукурбитурилам составила: Q[5] - 3%, Q[6] - 70%, Q[7] - 13%, Q[8] - 14%, Представленный пример иллюстрирует более высокую селективность по кукурбит[8]урилу по сравнению работой [2], где селективность по кукурбит[8]урилу составила менее 1%.
Пример 3. В круглодонную колбу поместили 14,2 г (0,1 моль) гликолурила, 26,2 г (0,1 моль) 1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурила и 30 мл концентрированной фосфорной кислоты. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, затем нагревали до 95°С и выдерживали 24 ч при данной температуре. Суммарный выход составил 93%; селективность по кукурбитурилам составила: Q[5] - 5%, Q[6] - 81%, Q[7] - 14%, Q[8] - отсутствует. Представленный пример иллюстрирует более высокую селективность по кукурбит[6]урилу по сравнению работой [3], где селективность по кукурбит[6]урилу составила 60%, при этом в продукте отсутствует примесь кукурбит[8]урила. Приведенный пример можно рассматривать как способ получения кукурбит[6]урила с высокой селективностью по кукурбит[6]урилу.
Синтез заявленных соединений проводился с использованием оборудования Томского регионального центра коллективного пользования ТГУ (ТРЦКП).
Таким образом, из представленных примеров видно, что для синтеза кукурбит[5-8]урилов требуются эквимолярные соотношения гликолурила и 1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурила и при использовании указанных реагентов в присутствии минеральных кислот достигается высокая селективность но кукурбит[6]урилу и кукурбит[8]урилу.
Литература
1. R. Behrend, Е. Meyer, F. Rusche, Justus Liebigs Ann. Chem., 1905(339): p. 1-37.
2. Day, A. et al. Controlling Factors in the Synthesis of Cucurbituril and Its Homologues. J. Org. Chem., 2001. 66(24): p. 8094-8100.
3. WO 0068232 A1, 16.11.2000.
4. Day, A. et al. A cucurbituril-based gyroscane: a new supramolecular form. Angew. Chem., Int. Ed., 2002. 41(2): p. 275-277.
5. Panshina S.Yu., Bakibaev A.A., Guslyakov A.N., Mallcov V.S. Bulletin of the Karaganda University. "Chemistry" series, 2022, 108(4), 5-13.
Claims (1)
- Способ получения кукурбит[5-8]урилов, заключающийся в конденсации гликолурила в кислой среде, отличающийся тем, что получение проводят в присутствии минеральных кислот при температуре 95°С и в течение 24 часов, в качестве источника формальдегида используют оксиметилированный гликолурил (1,3,5,7-тетракис(гидроксиметил)гликолурил), который вводят в реакцию совместно с гликолурилом в эквимолярном соотношении 1:1.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2821502C1 true RU2821502C1 (ru) | 2024-06-25 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000068232A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Unisearch Limited | Cucurbiturils and method for synthesis |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000068232A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Unisearch Limited | Cucurbiturils and method for synthesis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DAY A. et al. Controlling factors in the synthesis of cucurbituril and its homologues, J Org Chem, 2001, vol.66, no.24, p. 8094-8100. BEHREND R. et al. I. Ueber Condensationsproducte aus Glycoluril und Formaldehyd, Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1905, vol.339, no.1, p. 1-37. DAY A. et al. A cucurbituril-based gyroscane: a new supramolecular form, Angew Chem Int Ed Engl, 2002, vol.41, no.2, p. 275-277. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100467477C (zh) | 制备n-取代n-（膦酰基甲基）甘氨酸的方法 | |
| Puchala et al. | On the reaction of 3, 4‐dihydropyrimidones with nitric acid. Preparation and x‐ray structure analysis of a stable nitrolic acid | |
| Boinski et al. | Calixarenes with naphthalene units: calix [4] naphthalenes and hybrid [4] arenes | |
| RU2821502C1 (ru) | Способ получения кукурбит[n]урилов | |
| Mibu et al. | Synthesis and antiviral activities of some 4, 4′-dihydroxytriphenylmethanes | |
| FREDENHAGEN et al. | Strobilurins F, G and H, Three New Antifungal Metabolites from Bolinea Lutea Ii. Structure Determination | |
| US4731454A (en) | Process for producing lactams | |
| CN101774988B (zh) | 固相双功能催化剂催化合成维生素c的方法 | |
| KR100314108B1 (ko) | 아실기 함유 헥사아자이소우르치탄 유도체의 제조 방법 | |
| Lin et al. | Dynamic Covalent Self‐Assembly of Mono‐, Bi‐and Trimacrocycles from Hydrogen Bonded Preorganized Templates | |
| Stoltenberg et al. | Macrocycle synthesis by trimerization of boronic acids around a hexaol template, and recognition of polyols by resulting macrocyclic oligoboronic acids | |
| CN113603578A (zh) | 木脂素类化合物及其合成方法 | |
| CN112142750A (zh) | 药物中间体4，7-二氢-[1，2，4]三唑并[1，5-a]嘧啶衍生物的制备方法 | |
| CN112062705A (zh) | 7-甲基色氨酸的合成方法 | |
| CN114940657B (zh) | N,n,n’,n’-四甲基乙二胺合成的脒类化合物 | |
| KR101338297B1 (ko) | 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린의 단일 단계 합성방법 | |
| AU2003203479B2 (en) | Process for the preparation of bicyclic diketone salts | |
| JPS63264543A (ja) | ポリヒドロキシベンゾフエノン類の製造方法 | |
| CN112794850B (zh) | 一种吡啶并嘧啶-2,4,5-三酮类化合物的合成方法 | |
| Mironov et al. | New catalytic system for the synthesis of imidazo [1, 2-a] pyridines by the Ugi reaction | |
| RU2019513C1 (ru) | Способ получения гетерополикислоты состава | |
| Coolen et al. | Chiral basket‐shaped host compounds derived from diphenylglycoluril | |
| RU2295512C1 (ru) | Способ получения 1-арил-4-оксоадамантанов | |
| Tobe et al. | Telomers of bent arenes. Acid-catalyzed dimerization and trimerization of the 1, 4-hexamethylene-bridged arenes [6] paracyclophane,[6](1, 4) naphthalenophane, and [6](1, 4) anthracenophane | |
| CN110694682A (zh) | 杂多酸型离子液体催化剂及其制备方法和应用 |