Синтез и химические превращения производных 1,3-диаза- и 3,6-диазагомоадамантанов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

РГб од

I СЫ1 199'»

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

им. М.В. ЛОМОНОСОВА

Специализированный Совет Д 063.41.01

На правах рукописи

ЧАН НГИ

СИНТЕЗ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ I .З-ДИАЗА- И 3,6-ДИАЗАГ0М0АДАМАНТАН0В

Специальность 02.00.03 - Органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор химических наук, доцент Кузнецов А.И.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Швехгеймер М.-Г.А. кандидат химических наук, Палюдин В.А.

Ведущее предприятие: Российский университет дружбы народов

Защита диссертации состоится "1й" Октября 1994 г. в 45

часов_ минут на заседании специализированного Совета Д

063.41.01 при МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 117571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. Ы.В. Ломоносова (119831, Москва, ГПС, Г-435, М.Пироговская, I)

Автореферат разослан Сенмя$ря 1994 г. .

Ученый секретарь

специализированного Совета

кандидат химических наук

/} А Лютик А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Исследования в области азотсодержащих каркасных соединений являются перспективным направлением синтетической органической химии. Наибольший интерес среди них представляют азотистые аналоги адамантана и родственного ему по строению гомоада-мантана - азаадамантаны. Они привлекают внимание как уникальным строением каркаса, представляющего собой элементарную ячейку кристаллической решетки алмаза, так и комплексом специфических свойств, обусловленных наличием, атомов азота в жесткой компактной структуре молекул сферической формы. Их растворимость как в воде, так и в углеводородах обеспечивает разнообразие практически полезных свойств и возмокность применения в различных областях. Кроме того, кон-формационно жесткая структура азаадамантанов позволяет использовать их для изучения некоторых теоретических аспектов химии азотсодержащих соединений. Некоторые производные азаадамантанов проявляют физиологическую, в частности, противовирусную активность.

Наиболее доступными среди азаадамантанов и их аналогов являются производные 3,6-диазагомоадамантанонв, химия которых изучается лишь в нашей лаборатории.

Усовершенствование известных методов получения, изучение новых путей синтеза и реакционной способности функциональных производных З.б-диазагомоадамантана, а1-также изыскание областей их практического применения является актуальной задачей.

Настоящая работа является частью исследований кафедры органической химии МИТХТ им. М.В.Ломоносова, проводимых-по целевой комплексной научно-технической программе 0.10.02 ГКНТ СССР и координационному плану АН СССР по направлению 2.11 "Синтетическая химия (Тонкий органический синтез)".

Цель работы. Основной целью работы является изучение новых путей синтеза производных 3,6-даазагомоадамантана с функциональными группами в узловых и мостиковых положениях на основе доступных ке-тонов, а также изучение реакционной способности и изыскание областей практического применения синтезированных соединений.

Научная новизна. Изучена конденсация метилового эфира левули-новой кислоты и этилового эфира ацетондикарбоновой кислоты с тетра-метилендиэтилентетрамином (ТДТ). Впервые осуществлена конденсация ТДТ с циклическим кетоном (циклододеканоном). Изучены некоторые новые реакции карбонильной группы диазагомоадамантанонов. Изучена конденсация диазагомоадамантанонов с цианоуксусным эфиром и нитро-метаном. Показана возможность конденсации диазагомоадамантанонов с аминами. Исследована реакция диаза- и диазагомоадамантанонов с ме-тилидом диметилсульфоксония в присутствии твердой щелочи в трэт.-бутиловом спирте и усовершенствован метод синтеза спирооксиранов диаза- и диазагомоадамантанов. Изучены некоторые реакции диазагомо-адамантанспирооксиранов. Разработан метод синтеза бромдиаза- и бромдиазагомоадамантанонов из диаза- и диазагомоадамантанонов. Показана возможность получения эпоксидааза- и эпоксидиазагомоада-мантаноь путем нагревания бромдиаза- и бромдиазагомоадамантанонов в изопропиловом спирте в присутствии твердой щелочи. Изучены реакции замещения брома в бромдиазагомоадамантанонах на другие функциональные группы. Получены ноше данные о параметрах ИК, ЯМР % и УФ-спектров синтезированных соединений и о характере их фрагментации под действием электронного удара. Изучено дальнее взаимодействие тс-электронов кратной связи у 0(9) атома 9-метилендиазагомоадаман-танов с п- электронами атомов азота через о-связи.

Практическая ценность. В результате проведенных исследований ^азработаньгмдтодики получения метилового эфира (9-оксо-3,6-диаза-

гомоадамантил-I) уксусной кислоты, I,8-диэтоксикарбонил-З,6-дивза-гомоадамантан-9-она и 1,8-нонвметилен-3,6-даазагомоадамантан-9-она

- нового класса кетонов. Разработаны методики получения спироокси-ранов диаза- и диазагомоадамантанового ряда, исключающие образование продуктов восстановления кетогруппы в спиртовую. Разработана методика получения глицидкых эфиров в ряду диазагомоадамантана.

Разработаны методики получения производных диазагомоадамантана с метиленовой группой у С(9) атома и производных 1-(3" -метил-2'-бутенил)-3,6-диазагомоадамантана.

Разработаны схемы получения аминодиазагомоадамантанов с амино-> группой в узловом положении как непосредственно присоединенной к каркасу, так и удаленной от него на одну или две металеновне группы.

Впервые получены производные диазагомоадамантана с атомами брома в узловых положениях - синтоны для получения разнообразных производных диазагомоадамантана с функциональными группами в узловых положениях.

Впервые получены производные диазагомоадамантилуксусной кислоты из эфира левулиновой кислоты. Защищаемые положения.

- Разработка методов синтеза производных 3,6-диазагомоадамантана с функциональными группами в узловом и мостиковом положениях.

- Разработка способа получения спирооксиранов диаза- и диазагомоадамантанового ряда, исключающего образование продуктов восстановления кетогруппы.

- Разработка метода бромирования диаза- и диазагомоадамантанонов и химические превращения полученных соединений.

- Разработка метода получения эпоксидиаза- и диазагомоадамантанов.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на III Реreo-

нальном совещании Республик Средней Азии и Казахстана по химическим реактивам (Ташкент, 1990) и на IV конференции "Перспективы развития химии и практическое применение каркасных соединений" (Волгоград, 1992).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 2 статьи и тезисы 2 докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения и трех глав. Первая глава представляет обзор литературы. Вторая глава содержит изложение основных результатов собственных исследований. В третьей главе дано описание проведенных экспериментов. Диссертация изложена на страницах, содержит таблиц, рисунков и приложение. Список использованной литературы включает наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I.Синтез исходных даазагоыоадаыантвнонов.

Основным методом получения соединений со структурой 3,6-диазагомоадамантана является разработанная в МИТХТ им. М.В. Ломоносова конденсация ацетонаи других кетонов с тетраметилендиэтшюнте-трамином (ТДТ). в результате которой образуются 3„6-диазагомоадаман-тан-9-он (I) и его производные с заместителями в узловых положе-- ниях, представляющие собой удобные промежуточные продукты для получения других производных диазагомоадамантана. Кроме диазагомоада-

мантанона (I) наш в качестве промежуточных продуктов использова-лиоь I-метил-, 1-фенил- и I.в-димэтил-З,б-диазагомоадамантан-Э-оны

(2), (3) И (4).

При наличии в исходных кетонах других функциональных групп образуются даазагомоадамантанош с функциональными группами в узловых положениях. В качестве основных объектов исследования из таких диазагомоадамантанонов нами были выбраны I-(3*-метил-2' -бутенил)- и I-(2' -ацетоксиэтил)-3,6-диазагомоадамантан-9-оны (5) и (6). н н

Кроме этих диазагомоадамантанонов, содержащих в узловом положении непредельную связь и ацилированную спиртовую группу, впервые из эфира левулиновой кислоты был получен метиловый эфир (9-оксо-3,6-диаэагомоадамантил-1) уксусной кислоты (7). В качестве примера диазагомоадамантанона с двумя функциональными группами использовался впервые полученный 1,8-диэтоксикарбонил-3,6-диазагомоадаман-тан-9-он (8).

Совершенно новым и ранее недоступным типом диазагомоадамантанонов является впервые полученный нами из циклододеканона 1,8-нонвметилен-З.б-даазагомоадамантан-Э-он (9). Характерной особенностью этого кетона является то, что его карбонильная группа хестко зафиксирована внутри додеканового цикла, а пять углеродных атомов этого цикла, включая карбонильный, зафиксированны в одной плоскос-

ти, что существенно уменьшает возможности конформационных превращений додеканового цикла.

2. Синтез и превращения спирооксиранов в ряду диаза- и

диазагомоадаыантанов 2.1. Синтез диаза- и даазагоыоадаиантанспирооксиранов

Ранее в нашей лаборатории из диазагомоадамантанонов (2-4) по реакции Кори были получены спирооксираны (13-15). Реакция проводилась в изопропиловом спирте и сопровождалась восстановлением исходных кэтонов до диазагомоадамантанолов. При этом выделение целевых продуктов весьма затруднительно. Этот недостаток был преодолен наш путем замены изопропилового спирта на трет.-бутиловый. В ходе изучения реакции установлено, что реакционная способность диазагомоадамантанонов (2-5) в значительной мере зависит от природы заместителей в узловых положениях. Так, наличие двух метальных заместителей в обоих узловых положениях диазагомоадамантанона в 4,5 раз увеличивает продолжительность реакции по сравнению с монометилдиазаго-моадамантаноном (2). При наличии двух таких объемистых заместителей, как фенильные и пропильиые, реакция практически не идет.

к

и

(СН3)з§01~, ЫаОН

трет-вион

2-5

, 13-16

гг

я

(СН3)а§01~» МаОН

ТрЭТ-ВиОН

17-19

Й=Н, я'=сна (2.13.10.11). СВН8 (3,14,11,18), снЗсн=с(снз)а (5,16);

!*=(?'=СН3 (4,15,12,19)

Кроме диазагомоадамантанонов, в качестве исходных продуктов, впервые использовали I,3-диазаадамантан-б-оны (10-12)- и получили диазаадамантанспирооксираны (17-19).

Оказалось, что методика получения спирооксиранов применима для получения замещенных оксиранов. При использовании бромида диметил-метиленэтоксккарбонилсульфоксония вместо иодида триметилсульфоксо-ния образуются гливддные зфиры (20,21). В качестве побочных продуктов при этом образуются спирооксираны (13,14).

н н

2.3 20,21

^=СН3 (2,20) , сеН3 (3,21)

2.2. Синтез на основе спирооксиранов диазагоыоадамантанового ряда

Обменной реакцией диазагомоадамантансшрооксиранов (13-15) с тиоцианатом калия при нагревании в воде их превращали в соответствующие диазагомоадамантансшротиираны (22-24). Восстановительное обессериванив спироишранов (22-24) при нагревании с никелем Ренея в спирте приводит к образованию соответствующих 9-метил-3,6-диаза-гомоадамантанов (25-27).

Спирооксираны (13-15) и спиротиираны (22-24) послужили исходными продуктами для получения ранее недоступных 9-мвталендиазаго-моадамантанов (28) и (29) путем отщепления соответственно кислорода или серы. Нагревание оксирана (13) и тиирана (22) с трифенилфосфи-ном в толуоле приводит к образованию мвтиленмвтиздиазагомоадаманта-

13-15

(свнв)ар

(С„Н«)3Р

22-24

25-27 СН3

п

Лг*

|/ I СНЭ1, Л |/ |

'фи

I 7 ~

24

29

28

R=H , Н'=СН3 (13,22,25) Р=Н , К'«=С6НЕ (14.23,26) Н=Р'=СН3 (15,24,27)

на (28). Получить этими путями 9-метил9н-1,8-дам0тил-3,6-диазагомо-адамантан нельзя. Поэтому он был получен в виде иодметилата (29) с выходом 48% из спиротиирана (24) путем нагревания с избытком йодистого метила.

О целью получения амино- и гидразопроизводных диазагомоадаман-тана были осуществлены реакции диазагошадамантанспирооксиранов с аммиаком, первичными и вторичными аминами, а также с гидразином, к я

нх

!У^снах

<кг

13-15

30-36

, й'«СНа(13) , Х=мнп(30), ШМНа(32), N О (35), г/^ (36); Й=Н , й'=СвНв(14) , Х=МНЖа (33);

-=СНЭ(1Б) , Х^Нд (31), МНМНа (34) ___

Синтез Э-аминомвтил-З.б-даЕзагомоадемантан-Э-олов (30,31) цро-

з

водили при выдерживании спирооксиранов (13,14) с большим избытком водного раствора аммиака при комнатной температуре в течение 14 суток. Выходы составили 98 и 95% соответственно.

Аналогично протекает реакция раскрытия оксиранового цикла соединений (13-15) первичными и вторичными аминами. Так, при взаимодействии оксирана (13) с морфолином и пиперидином, с выходом 89 и 92%, образуются соответствующие вминоспирты (35) и (36), а при их взаимодействии с гидразингидратом при комнатной температуре в течение несколько суток с выходом 95,92 и 83Ж легко образуются соответствующие гидразиноспирты (32),(33) и (34).

н н н

Аминоспирт (30) был превращен в тиомочевину (37) и амид (38). Найдено, что аминоспирт (30) очень легко ацетилируется уксусной кислотой при комнатной температуре. Выход амида (38) составил 88$.

3. Реакции карбонильной группы 3,6-даазагоыоадаыентан-9-оков. Функциональные производные на их основе.

Доступность диазагомоадамантанонов позволяет путем проведения реакции по их карбонильной группе получать различные производные диазагомоадамантана с функциональными группами в мастиковом полога -

НИИ.

С целью дальнейшего изучения химического поведения карбонильной группы диазагомоадамантанонов осуществлена реакция метилдиаза-гомоадамантанона (2) с цианоуксусным эфиром и с выходом 74$ был получен этиловый ефир (1-метил-3,6-диазагомоадвмантилндвн-9) циапоун-

сусной кислоты (39).

н

.С00СаН5

V ^ ч^

[/ 1 НаМСН3С^Нв Г/ 1 РЬ3?СНа

Си"'"

41

42

30

Взаимодействие ыетилдиазагомоадамантаноне (2) с этиловым эфиром бромуксусной кислоты и активированным цинком при температуре 80-90°С ш реакции Реформатского приводит к образованию с выходом 72% этилового афира 9-(I*-метил-9'-окси-3* ,6'-диазагомовдамантил-9' )уксусной кислоты (40).

При нагревании катона (2) с бензшшмином, с выходом 81%, образуется (К-бензил)-1-М9тап-3,6-даазагошадамантан-9-шин (41). По реакции Виттига из штилдаазагомоадамантекона (2) и соли металтри-фенилфосфония с выходом 56% получен 9-датиен-1-метия-3,6-даазаго-моадамантан (28).

Конденсацией квтона (2) о штрометаном о выходом 78% получен 9-нвтромэтол-1-мэта-3, б-диезагомовгач^'уяр'-э-ор -Дйау^которнй—двлзв—

был восстановлен гидрвзкнгидратом а присутствие никелевого катали-

затора в 9-аминометил-1-метил-3,6-диазагомоадамантан-9-ол (30), идентичнный полученному при раскрытии спирооксиранового цикла (13) аммиаком.

4. Дальнее взаимодействие в молекулах 9-иетилен-3,6-даазагоыо-вдмантана и этилового эфира (1-иетя-З,б-даазагоиоадаиантилиден-9)

Конформационно жесткая структура диазагомоадамантана и его производных обеспечивает особые условия для взаимодействия различных атомов и функциональных групп с участием диазагомоадамантано-вого ядра. Например, 9-метилен-3,6-даазагомоадамантан (28) и этиловый эфир (1-метил-3,6-диазагомоадамантилиден-9)цианоуксусной кислоты (39) представляют собой р-аминоалкены. Теоретически в них, как и в других соединениях с двумя хромофорами, разделенными тремя о-свя-зями, возможно дальнее взаимодействие через центральную о-связь.

В метилендиазагомоадамантанах (28) и (39) оЧзвязь между ато-. мами углерода этиленового мостика почти параллельна орбиталями п-электронов атомов азота, как это показано на рис.1 а-г, в результате чего последние могут взаимодействовать между собой с участием этой связи. Таким образом, металевдиазагомоадамаятан (рис.1 в) представляет собой единый хромофор, состоящий из тс-алектронов кратной связи у С(9) атома, п-элекгронов атомов азота, о'-связп этиленового мостика и четырех С- связей диазагомоадамантанового каркаса.

цианоуксусной кислоты.

Рис.1

Взаимодействие в указанном хромофоре проявляется в появлении в ближней УФ области необычного для алкенов поглощения. Так, в УФ сдектрах (в гексане) метилендиазагомоадамантанов (28) и (39) наблюдается поглощение с V „ 212 нм (е 1730) и 231 нм (е 1790). В

МвЛ М8&

этаноле из-за возникновения водородных связей мевду атомами азота и растворителем эти полосы сдвигаются в коротковолновую область и поглощение наблюдается при 203 нм (е 1670) и 218 нм (е 1750) соответственно. Кроме а-сопряженного перехода в УФ спектре метилендиазагомоадамантанов (28) и (39) имеется еще одна полоса поглощения, обусловленного п—» о* переходом в молекулярном каркасе. Так, 9-метилен-1-метил-3,6-диазагомоадамантан (28) поглощает в гексане с \лах 204 ш (£ 1830), а этиловый эфир (1-метил-3,6-диазагомоадаман-тилвден-9) цианоуксусной кислоты (39) с \ „ 215 нм (е 1880). В

МаХ

этаноле эти полосы смещаются на границу вакуумной области (204 и 191 нм). Кроме того в молекуле этилового эфира (1-метил-3,,6-диазагомоадамантилиден-9) цианоуксусной кислоты (39) взаимодействие хромофоров усиливается благодаря наличию взаимодействия в фрагменте -ы-сна-сн3-м-. Это проявляется в еще большем сатохромном смещении полосы поглощения, обусловленной переходом (\,ах 320 нм (е

1700) (в гексане) и >,мах 312 нм (е 1660) (в этаноле), что приводит к появлению окрашивания.

6. Синтез г превращения производных диазагоыоадаыантенп о функциональными группами в узловых положениях.

Производные диазагомоадамантана, содержащие двойную связь в углеродной цепи заместителя, кроме теоретического представляют существенный практический интерес для получения разнообразных производ--ннх-дааэагомоадвмантана;

Доступный изопренилдаазагомоадамантанон (б), получаемый из

продукта парфюмерной промышленности изопренилацетона, через гидра-зон (43) по Кижнеру-Вольфу был превращен в 1-(3'-метил-2'-бутенил)-3,6-диазагомоадамантан (44). При нагревании при 170°С гидразон (43) превращается в азин (45).

спирте в присутствии твердой щелочи получен 1~(3*-метил-2'-бут9НИл) -3,6-диазагомоадамантай-9-ол (46), превращенный действием уксусного ангидрида в 9-ацетшюкси-1-(3'-метил-2'-Сутенил)-3,6-даазагомоада-мектан (47). При нагревании 1-(3'-метил-2'-бутенил)-3,6-диазагомо-адемантан-9-ол (46) в концентрированной серной кислоте происходит замыкание цикла и образуется 606-як/.зтил-1, П-диаза-5-оксатетра-цикло[7.4Л.13,11.04,9Зпентадекан (48).

н

сплавом никеля с алюминием получают 9-амино-1-изоамил-З,6-диазаго-моадамантан (50), а восстаноачением алюмогидридом лития - 9-амино-I-(3*-метил-2' -Оутенил)-3,6-даазагомоадамантан (51).

н

Кроме того были осуществлены некоторые реакции изопренилдиаза-гомоадамантанона (5) по двойной связи. С бромистоводородной кислотой при слабом нагревании он превращается в I-(3' -бром-3' -металбутал)--З.е-диазагомоадамантад-Э-он (52). Последний при взаимодействии с аммиаком образует 1-(3' -амино-3"-метилбутил)-3,6-дивзагомоадамвн-тан-9-он (53). Этот же амин (53) был получен из исходного кетона (Б) по Риттеру через 1-(3'-бвнзоиламино-3,-метилбутил)-3,6-диаза-гомоадамантан-9-он (54).

Взаимодействием с бромсм на холоду получают 1-(2' ,3' -дибром-3'-метилбутил)-3,6-диазагомоадамантан-9-он (55). Гидролизом соединения (5) в водно-спиртовой среде в присутствии серной кислоты получают 1-(3'-гидрокси-3"-метилбутил)-3,6-диазагомоадамантан-9-он (56).

57 56

Окисление соединения (5) по двойной связи перманганатом калия приводит к образованию 1-(2',3'-дагидрокси-3' -метилбутил)-3,6-диазаго-моадамантан-9-она (57).

Разнообразные производные диазагомоадамантана могут быть получены из 1-(2в-ацетоксиэтил)-3,6-даазагомоадамантан-9-0на (6), метилового эфира (Э-оксо-3„6-даазагомоадамантил-1) уксусной кислоты (£) ш 1,8-диэтоксикарбоннл-3,6-даазагомоадамантан-9-она (8). При восстановлении соединений (7) и (8) боргидридом натрия образуются соответствувдш оксиэфиры (58) й (59). При восстановлении же соединения (6) в этих условиях, кроме того происходит гидролиз сложно-эфирной группы и образуется I-(2' -оксиэтил)-3,6-диазагоыоадаман-тая-Э-ш (60). Этот не продукт получают восстановлением кетоэфира (7) алхмогидридом лития.

Кетоефиры (7),(8) цри взаимодействии с гидразингидратом превращаются в соединения (61) и (62). 7-Оксиэфир (58) в присутствии

н

серной кислоты переэтерифицируется в лактон (63). Дегидратация диода (60) под действием р3ов приводит к образованию нового тетра-гвдрофуранового цикла соединения (64). Соединения (63) и (64) являются первыми представителями новой гетероциклической системы.

Большой интерес как потенциальные противовирусные средства представляю? вминопроизводные даазагомоадамантвна с аминогруппами в узловом поло&эшш. Для сттез^ХЧЗ^^щщоатдЬЗтб-диазагомоада^ тлннШТ^Б-ошГТбТМГкочэстве исходного продукта использовался кето-

спирт (65), который при действии на него тионилхлоридом превращается в 1-(2'-хлорзтил)-3,6-диазагомоадамантан-9~он (66). Далее соединение (66) реагирует с аммиаком давая амин (67).

Для синтеза 1-аминометил-3,6-диазагомоадамантан-9-она (69) в качестве промежуточного продукта использовался кетоэфар (7). В водном аммиаке он превращается в кетоамид (68), расщепление последнего по Гофману приводит к образованию кетоамина (69). н н н

6. Синтез и некоторые превращения бровдиозпадаиантанонов.

Бромированиэ адамантанв - важнейший способ введения функциональных груш в его узловое положение. Наш изучено бромироваяке доступных 8-метйл-1,3-диазаадамантан-6-она (13) и 3,6-диазагомоада-мантан-9-онов (1-3).

При добавления брома к растворам . даазаадамантанона (13) и диазагомоадамантанонов (1-3) з хлороформе выпадают комплексы с бра-

-гамом, которые отделяют и нагревает 30-60 часов при температуре 100-120°С. В результате с выходами от 26 до 44% образуются 5-бром-7-метил-1,3-диазаадамантанон (ТО), 1-0ром-8-метил- и 1-бром-8-ф9Нил-3,6-даазагомоадамантанонов (71) и (72).

В случае незамещенного диазагомоадамантанона (I) в этих условиях образуется смесь 1-бром- и 1,8-дабром-3,6-диазагомоадамантано-нов (73) и (74). При более продолжительном бромировании дибромди-азагомоадамантан (74) можно получить в качестве основного продукта.

1-Бром-8-метил-3,6-даазагомоадвмантан-9-он (71) является важным промежуточным продуктом для получения производных с различными функциональными грушами в узловом положении.

Оказалось, что бромкетон (71) легко реагирует с аммиаком при комнаткой температуре давая 1-амино-8-метил-3,6-диазагомоадамантан--9-он (75). Его восстановлением боргидрвдом натрия в метаноле получают 1-ачщю-8-метил-3,6-даазагомоадамантан-9-ол (7Б).

71 75 76

Аналогично при использовании бромдиазаадамантанона (ТО) были получены 5-амино-7-мвтил-1,3-диазаадамантан~6-он (77) и продукт его восстановления - 5-амино-7-метил-1,3-диазаадамантан-9-ол (78).

Br NHa

f/1 nh3 вода. ffr

NH,

Na9Hu

на

СН30Н

он

Ш TL Ш

При нагревании бромкетона (71) с морфолином с выходом 87% образуется 1-морфолинил-8-метил-3,6-диазагомоадамантан-9-он (79). При взаимодействии бромкетона (71) с этилендиамином одновременно с замещением брома вторая аминогруппа реагирует с кетогруппой в результате чего образуется соединение (80). При взаимодействии бромкетона (71) с гидразином образуется продукт взаимодействия двух молекул бромкетона с двумя молекулами гидразина (81).

<rhf Q^Ju

Ht/

=N

NH-NH,

/

71

81

Нами была изучена реакция его гидролиза, в результате чего был разработан способ получения 1-гидрокси-8-метил-3,6-даазагомоада-мантан-9-она (82), заключающийся в выдерживании бромкетоне (71) в водно-щелочной среде при комнатной температуре.

9-Амино-1-гидрокси-8-метил-3,б-дивзагомоадамантан (84) был получен исходя из гидроксикетона (82) через оксим (83) при восстановлении последнего сплавом ы>-А1 (50:50) в водао-щелочной среде.

(71)

он он

[/ 1 1Н]/^!

он

МН=0Н.НС1

он

18 8Д1 ГТГ"

82

83

84

При восстановлении Оромкатона (71) боргидридом натрия в различных растворителях образуются разные продукты. Так, при использовании метанола в качестве растворителя, одновременно с восстановлением карбонилной группы происходит замена брома на метокси-группу и образуется 1-матокси-8-метил-3,б-диазагомоадамантан-9-ол (85). При проведении восстановления в воде получений продукт представляет собой 8-метил-З,6-даазагомоадемантан-1,9-даол (86). Выхода соединений (85) и (86) составили 89 и 783» соответственно.

ОСНа

85. 71 86

При восстановлении бромкетонов (70) и (71) кзопропиловым спиртом в присутствии твердой щелочи вместо эфироспиртов с выводом 63 и

71% соответственно неожиданно были получены 1,6-эпокси-7-метил-1,3-. даазаадамантан (87) и 1,9-згокси-8-метил-3,6-диазагомоядамантан (88). Их строение подтверждено не только совокупностью данных ИК, ПМР и масс-спектров, но и путем превращения в другие продукты. Эти необычные оксираны (87) и (88) очень легко реагируют с водным аммиаком при комнатной температуре, давая аминоспирты (78) и (76). Направление, по которому происходит раскрытие цикла оксирана (76), определяется путем сравнения его спектров со спектрами ПМР и масс-спектрами двух аминоспиртов (84) и (76). Было установлено, что основным продуктом в данном случае является аминоспирт со структурой соединения (76).

Эпоксипроизводные (87) и (88) обменной реакцией с калия были превращены в зписульфида (89) и (90).

Строение вновь полученных соединений подтверждено тью данных спектра ПМР, а такке ИК и масс-спектров.

ВЫВОДЫ

1. Впервые получены производные диазагомоадамантилуксусной кислоты.

2. Осуществлена конденсация ТДТ с циклическим кетоном и получен I,8-нонаметилен-З,6-диазагомоадамантан-9-он.

3. Разработан способ получения диазаадамантанспирооксиранов, исключающий образование диаза- и диазагомоадамантанолов в качестве побочных продуктов.

4. Разработан способ получения производных диазагомоадамантана с атомами брома в узловых положениях - синтонов для получения разнообразных производных диазагомоадамантана с функциональными группами в узловых положениях.

5. Разработаны схемы и осуществлен синтез 1-амино-, 1-аминометил- и 1-амино- етилдиазагомоадамантанов.

6. Показано, что восстановление бромдиаза- и бромдиазагомоадаманта-нонов изопропиловым спиртом в присутствии твердой щелочи приводит к образованию 1,6-эпокси-1,3-диазаадамантана и 1,9-эпокси-3,6-диаза-гомоадамантана.

7. С помощью УФ спектроскопии показано наличие "в метилендиазагомо-адамантанах дальнего взаимодействия п-электронов атомов азота между собой и с тс-электронами кратной связи метиленовой группы через о-связи.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

I. Кузнецов А.И., Серова Т.М., Владимирова И.А., Барри У,., Чан Нги,

тиоцианатом совокупное-

Московкин A.C. Гетероадамантаны и их производные. 21. Синтез, тиомочевин ряда 3,6-диазагомоадамантана // ХГС.-1993.-№ 6.-С.814-817.

2. Кузнецов А.И., Серова Т.М., Чан Нги, Московкин A.C. Гбтероадаман-таны и их производные. 22. Синтез 3,6-диазагомоадамантан-9-спирооксиранов // Ж0рХ.-1Э94.-й З.-С. 366 - 369.

3. Кузнецов А.И., Чан Нги Гетероадамантаны и их производные. 26. Синтез бромдиаза- и бромдаазагомоадамантанонов // КОрХ. В печати.

4. Кузнецов А.И., Серова Т.М., Владимирова И.А., Чан Нги. Производные 1-метил-3,6-диазагомоадамантана - ноше реактивы для органического синтеза // Тез. докладов III Регионального совещания Республик Средней Азии и Казахстана по химическим реактивам.-Ташкент, 1990.-С.14.

5. Серова Т.М., Чан Нги, Ширяев А.Н. Синтез 3,6-даазагомоадамантан-9-спирооксиранов // Тез. докладов VI конференции "Перспективы развития химии и практического применения каркасных соединений" -Волгоград.-1992.-С.38.