способ получения адамантилсодержащих n-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот

Формула изобретения

Способ получения адамантилсодержащих N-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот, общей формулы

где Ad=1-адамантильная группа

Ph=C₆H₅ ;

R¹=-C₆H ₄- (о-фенилен); -С₆Н ₄- (м-фенилен);

R²=-OH; AdC(0)N(Ph)-,

заключающийся во взаимодействии адамантилсодержащего имидоилхлорида общей формулы

с аминокарбоновыми кислотами, выбранными из ряда о-аминобензойная кислота, м-аминобензойная кислота, в присутствии триэтиламина при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид: аминокарбоновая кислота: триэтиламин = (1-2):1:(1-2) соответственно, в среде органического растворителя - бензола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии органических соединений, а именно к новому способу получения N-замещенных производных аминокарбоновых кислот, в частности адамантилсодержащих N-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот, имеющих общую формулу:

где Ad=1-адамантильная группа ;

Ph=С₆Н₅

R¹=-С₆Н ₄- (о-фенилен); -С₆Н ₄- (м-фенилен)

R²-=-ОН; AdC(O)N(Ph)-

Получаемые соединения содержат у атома азота аминогруппы имидольную группу AdC(=NPh)-, являются новыми производными аминокарбоновых кислот и могут найти применение в качестве биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства. Осуществление предлагаемого способа стало возможным благодаря использованию в качестве исходных реагентов аминокарбоновых кислот.

Известен способ получения N-адамантаноил-N-ациланилинов [Шишкин Е.В., Васильев В.А., Шишкин В.Е. Синтез N-адамантаноил-N-ациланилинов // ЖОХ. - 2004. - Т.74. - Вып.3. - С.523-524]. Способ заключается во взаимодействии адамантилсодержащих имидоилхлоридов с карбоновыми кислотами. Процесс проводят с использованием органического растворителя.

Однако данным способом получают соединения иной структуры, чем в предлагаемом изобретении.

Известно получение N-имидоилированных эфиров аминокарбоновых кислот. Способ заключается во взаимодействии адамантилсодержащих имидоилхлоридов с эфирами аминокарбоновых кислот или гидрохлоридами эфиров аминокарбоновых кислот в среде органического растворителя в присутствии акцептора хлористого водорода (патент РФ №2250897, С07С 257/06, публикация 27.04.2005 г.).

Данным способом получены соединения иной структуры, чем в предлагаемом способе.

В патентных и других источниках не обнаружено описание соединений заявляемой структуры.

Задачей предлагаемого изобретения является создание нового технологичного способа получения адамантилсодержащих N-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение арсенала химических соединений, получение новых адамантилсодержащих производных аминокарбоновых кислот, с высоким выходом, перспективных в качестве биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства.

Указанный технический результат достигается созданием нового способа получения адамантилсодержащих N-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот, имеющих общую формулу:

где Ad=1-адамантильная группа ;

Ph=С₆Н₅

R¹=-С₆Н ₄- (о-фенилен); -С₆H ₄- (м-фенилен)

R²=-OH; AdC(O)N(Ph)-

заключающегося во взаимодействии адамантилсодержащего имидоилхлорида общей формулы:

с аминокарбоновыми кислотами, выбранными из ряда - о-аминобензойная кислота, м-аминобензойная кислота, в присутствии триэтиламина при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : аминокарбоновая кислота : триэтиламин=(1-2): 1: (1-2) соответственно, в среде органического растворителя - бензола.

Аминокарбоновые кислоты имеют два реакционноспособных центра - аминогруппу и карбоксильную группу. Таким образом, при взаимодействии адамантилсодержащего имидоилхлорида с аминокарбоновыми кислотами в отличие от объектов, имеющих сложноэфирную группу (описание изобретения к патенту России №2250897, С 07 С 257/06, публикация 27.04.2005 г.), можно ожидать образование продуктов замещения по обоим реакционным центрам, т.е. не только за счет реакции с участием аминогруппы, но также за счет реакции с участием карбоксильной группы.

Химическая схема предложенного способа получения N-имидоилированных производных аминокарбоновых кислот:

Реакция адамантилсодержащего имидоилхлорида с о-аминобензойной кислотой в среде бензола, при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : о-аминобензойная кислота=1:1 приводит к образованию исключительно продукта N-имидоилирования аминокарбоновой кислоты - (N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоил)-о-аминобензойной кислоты. При увеличении соотношения реагентов в пользу адамантилсодержащего имидоилхлорида до 2:1 реакция по-прежнему протекает с образованием только одного продукта - продукта N-замещения, причем несмотря даже на увеличение времени реакции. Таким образом, в случае с о-аминобензойной кислотой удается провести селективное N-имидоилирование аминокарбоновый кислоты при соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : о-аминобензойная кислота=1-2: 1.

Реакция адамантилсодержащего имидоилхлорида и м-аминобензойной кислотой в среде бензола, при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : м-аминобензойная кислота=1:1 приводит к образованию трудноразделяемой смеси веществ. При соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : м-аминобензойная кислота=2:1 образуется продукт замещения аминокислоты по обоим реакционным центрам - N-(N¹-фенил-1-адамантанкарбоксиимидоил)-(N ²-1-адамантаноил-N²-фенил)амид м-аминобензойной кислоты. Таким образом, в случае с м-аминобензойной кислотой селективное имидоилирование аминокарбоновый кислоты следует проводить при соотношени адамантилсодержащий имидоилхлорид : м-аминобензойная кислота=2:1.

В реакциях нуклеофильного замещения подобного типа необходимо связывание хлористого водорода, для чего применяют сильное основание. В предлагаемом способе в качестве акцептора хлористого водорода применяют триэтиламин. Использование триэтиламина в количествах меньших, чем стехиометрическое, приводит к неполному связыванию хлористого водорода и сказывается на снижении выхода целевого продукта. Применение избытка акцептора хлористого водорода - триэтиламина в реакционной массе не приводит к увеличению выхода целевого продукта.

При выборе растворителя для проведения реакции нами были учтены следующие требования: создание гомогенной реакционной массы, возможность поддержания необходимого температурного режима и инертность к используемым реагентам. В случае реакции адамантилсодержащего имидоилхлорида с аминокарбоновыми кислотами этим требованиям удовлетворяют углеводородные растворители, например бензол в них растворяются полностью или частично исходные компоненты и не растворяется образующийся в ходе реакции гидрохлорид триэтиламина, что дает возможность осуществлять визуальный контроль за ходом реакции и упростить стадию выделения целевого продукта.

Процесс проводят при температуре кипения растворителя - 80°С. Предложенный способ получения адамантилсодержащих производных аминокарбоновых кислот характеризуется простотой эксперимента, осуществляется в достаточно мягких условиях и обеспечивает высокий выход (74-92%) целевых соединений.

Способ осуществляется следующим образом. Для синтеза адамантилсодержащих производных аминокарбоновых кислот адамантилсодержащий имидоилхлорид растворяют в органическом растворителе - бензоле, к раствору прибавляют триэтиламин, затем аминокарбоновую кислоту. Мольное соотношение реагентов адамантилсодержащий имидоилхлорид : аминокарбоновая кислота : триэтиамин равно соответственно (1-2):1:(1-2). Реакцию проводят при температуре 80°С в течение времени, указанного в приведенных методиках. Для получения химически чистых веществ их очистку проводили методом перекристаллизации. Идентификацию полученных соединений осуществляли по данным элементного анализа, методами ИК-, масс-спектроскопии.

Существо изобретения иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения:

Пример 1. N-(N¹-фенил-1-адамантанкарбоксиимидоил)-(N ²-1-адамантаноил-N²-фенил)амид м-аминобензойной кислоты

Способ осуществляется при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : аминокарбоновая кислота : триэтиламин=2:1: 2

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, помещают 4.0 г (14.7 ммоль) N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоилхлорида, растворенного в 14 мл бензола, 1.48 г (14.7 ммоль) триэтиламина и 1.0 г (7.3 5 ммоль) м-аминобензойной кислоты. Реакцию проводят при температуре 80°С 1 ч. По окончании реакции образовавшийся гидрохлорид триэтиламина отделяют горячим фильтрованием. Из фильтрата отгоняют растворитель. Продукт очищают перекристаллизацией из бензола. Выход N-(N¹-фенил-1-адамантанкарбоксиимидоил)-(N ²-1-адамантаноил-N²-фенил)амид м-амино-бензойной кислоты 4.1 г (92%). Т_пл 112-114°С. ИК-спектр v, см^-1: 756, 920, 976, 1104 (Ad), 1200, 1208, 1224 (C-N), 1456, 1584 (Ar), 1636 (C=N), 1704, 1648 (C=O), 3356 (NH). Масс-спектр (1%, отн.): 448[M-AdCO] ⁺(2); 357[M-NPhCOAd]⁺(3); 329[M-CONPhCOAd] ⁺(4); 282[CONPhCOAd]⁺(2); 254[M-PhCONPhCOAd] ⁺(3); 238[AdCNPh]⁺(11); 163[AdCO] ⁺(7); 135[Ad]⁺(100); 119[-PhNCNH ₂]⁺(8); 91[-PhNH] ⁺(56); 77[Ph]⁺(67). Найдено, %: C 80.05; H 7.40; N 6.89. С₄₁Н ₄₅N₃O₂. Вычислено, %: C 80.49; H 7.41; N 6.87.

Пример 2. (N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоил)-о-аминобензойная кислота

Способ осуществляется при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид: аминокарбоновая кислота: триэтиламин=1: 1: 1

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой помещают 4.0 г (14.7 ммоль) N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоилхлорида, растворенного в 14 мл бензола, 1.48 г (14.7 ммоль) триэтиламина и 2.01 г (14.7 ммоль) о-аминобензойной кислоты. Реакцию проводят при температуре 80°С в течение 1 ч. По окончании реакции образовавшийся гидрохлорид триэтиламина отделяют горячим фильтрованием. Из фильтрата отгоняют растворитель. Полученное вещество очищают перекристаллизацией из хлороформа. Выход (N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоил)-о-аминобензойной кислоты 4.0 г (74%).

Т_пл 248.250°С. ИК-спектр , см^-1 760, 920, 1104 (Ad), 1244, 1264 (C-N), 1504, 1596 (Ar), 1616 (C=N), 1644 (C=O), 2912, 3282 (NH), 3282 (ОН). Масс-спектр (1%, отн.): 374[M] ⁺(3); 282[M-PhNH₂] ⁺(60); 254[M-O=C,-PhNH₂] ⁺(12); 238[M-OCOPhNH₂] ⁺(2); 135[Ad]⁺(45); 92[PhNH ₂]⁺(100). Найдено, %: C 76.34; H 7.03; N 7.50. C₂₄H₂₆ N₂O₂. Вычислено, %: C 76.98; H 7.00; N 7.48.

Пример 3. (N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоил)-о-аминобензойная кислота

Способ осуществляется при мольном соотношении адамантилсодержащий имидоилхлорид : аминокарбоновая кислота : триэтиламин=2: 1:2.

В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой помещают 2.71 г (9.94 ммоль) N- фенил-1-адамантанкарбоксимидоилхлорида, растворенного в 10 мл бензола, 1.0 г (9.94 ммоль) триэтиламина и 0.68 г (4.97 ммоль) о-аминобензойной кислоты. Реакцию проводят при температуре 80°С в течение 10 ч. По окончании реакции образовавшийся гидрохлорид триэтиламина отделяют горячим фильтрованием. Из реакционной массы отгоняют растворитель. В результате образуется твердая фаза, к которой добавляют 20 мл воды и выдерживают в виде суспензии при комнатной температуре 48 ч. После фильтрования осадок высушивают на открытом воздухе, помещают в 25 мл бензола, нагревают до кипения и после охлаждения и повторного фильтрования перекристаллизовывают из хлороформа. Выход (N-фенил-1-адамантанкарбоксимидоил)-о-аминобензойной кислоты 1.70 г (91.8%). Т_пл 248-250°С.

Таким образом, предлагаемым способом получены новые адамантилсодержащие N-имидоилированные производные амнокарбоновых кислот, что приводит к расширению арсенала химических соединений, которые могут найти применение в качестве биологически активных соединений для нужд медицины и сельского хозяйства.