SU497764A3 - Способ получени производных норборнана - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ НОРБОРНАНА

где RI и R2 - водород, низший алкил или низший алкенил или Ri и R2 вместе с соседним атомом азота означают 5- или 6-членный гетероцикл , Кз - водород или метил.

Под «низшими алкилгруппами следует понимать алкилгруппы с 1-7 углеродными атомами , например метил, этил, изопропил, бутил , изобутил, трет-буттлл, пентил и гексил. Наиболее приемлемыми низшими алкилгруппами  вл ютс  алкилгруппы с 1-3 углеродными атомами, в частности метил. Низшие алкенилгруппы могут также содержать до 7 углеродных атомов, например винил, аллил и бутенил, предпочтительно винил- и аллилгруппы .

Известен способ получени 

производных борнанаминов формулы

15

КН,,

20

где RI - низший алкил или фенил, который может быть замешен;

25R2 - низший алкил, причем, по меньшей

мере, один из заместителей Ri и R2 - метил. заключающийс  в том, что соединение общей формулы .гаКз (ЩIII где RI и R2 имеют указанные значени , а Rs - отщепл емый гидролизом остаток, подвергают гидролизу обычным способом, например , кислотой. Однако сведени  о способе получени  производных порборнана общей формулы I, обладающих ценными свойствами, в литературе отсутствуют. Предлагаемый способ заключаетс  в том, что соединени  общей формулы : где RI, R2 и Нз имеют указанные значени , подвергают каталитическому гидрированию. Гидрирование исходных соединений формулы IV или их солей можно проводить водородом в присутствии подход щих дл  гидрировани  метиленгруппы и метилгруппу катализаторов , например никел  Рене , платины, роди , в водном или спиртовом растворе. Реакционные температуры при,этом не  вл ютс  критическими. Наиболее целесообразно проводить гидрирование при температуре между комнатной и 110°С (в сосуде высокого давлени ). Получаемый по предлагаемому способу первичный амин можно в соответствующем случае алкилировать или алкенилировать, при этом получают соединени  формулы I, где R) и/или означают низщий алкил или низший алкенил. Алкилирование или алкенилирование можно проводить по известным методам, например взаимодействием первичного амипа с низщими алкилгалогенидами или низщими алкенилгалогеиидами , в частности хлоридами и йодидами. Также N-алкенилирование можно осуществл ть взаимодействием амина с альдегидом , например формальдегидом, с последующим восстановлением, например, муравьиной кислотой. Замещение диалкилом можно проводить диалкилсульфатом, например диметилсульфатом . Полученные основани  могут быть переведены в соли обработкой кислотами, как неорганическими , например хлористоводородной, бромистоводородной, серной, фосфорной, так и органическими кислотами, например уксусной , винной, малеиновой, фумаровой, лимонной , щавелевой, толуолсульфоновой. Соединени  формулы I могут находитьс  в различных стереоизомерпых конфигураци х. Они могут принадлежать или к син- или к антир ду , могут быть или ЭПДО-, или экзосоединени ми , а также рацематами или в оптически активной форме. Стереоизомери  соединений формулы I зависит от стереоизомерии примен емых при их получении исходных соединений . Так, например, соединени  синр да можно получать из соответствующих N-эксоисходных соединений. Пример 1. 1г (1 5)-7-анти-аминокамфена раствор ют в 40 мл абсолютного этанола и гидрируют в присутствии примерно 200 мг никел  Рене  в течение 15 ч при комнатной температуре (24°) и 150 ати при помощи водорода в качалочном автоклаве. После этого отфильтровывают гидрированное вещество от катализатора, фильтрат довод т до кислой реакции по Конго при помощи спиртовой сол ной кислоты и упаривают. Остаток раствор ют в воде и амин освобождают при помощи гидроокиси. Выделенное основание раствор ют в простом эфире, эфирный раствор промывают водой, сушат над сульфатом натри  и концентрируют. Полученный 2,2,3-эндотриметил-7-анти-норборнанамин перегон ют в трубке с щаровым расширением (в воздушной ванне) при 100-105°/18 мм. Выход 938,1 мг. Свободное основание содержит 95% эндосоединени  и 5% изомерного 3-экзометилсоединени . Примен емое при этом исходное соединение можно получать следующим образом. 27,6 г (1 5)-7-анти-п-толуолсульфониламидокамфена раствор ют в 300 мл жидкого аммиака и прибавл ют металлический натрий в небольших кусках, пока синий цвет раствора не сохранитс  в течение 0,5 ч (примерно 9,8 г натри ). После этого прибавл ют 24 г (10% избытка) хлористого аммони  и упаривают аммиак. Твердый остаток осторожно раствор ют во влажном эфире (примерно 200 мл), прибавл ют такое же количество воды и еще 20 мл 5 и. раствора едкого натра. Эфирную фазу выдел ют, щелочную фазу экстрагируют еще дважды, объединенные эфирные фазы сущат и эфир упаривают. Остаток эфирной фазы дистиллируют в вакууме под азотом . Выход 9,9 г; т. кип. 98-104°/14 мм (температура ванны 135-145°). ,ио 54,35°. «22 1,4974. Пример 2. 500 мг гидрохлорида (1 s)-7анти-аминокамфена раствор ют в 25 мл воды и гидрируют в присутствии примерно 100 мг никел  Рене  при комнатной температуре в емимикро-гидрирующем аппарате. Теоретическое количество водорода (59,7 мл) поглощаетс  примерно в течение 22 ч. После этого отсасывают гидрированное вещество от катализатора и из фильтрата освобождают (1s)2 ,2,3-эндо-триметил - 7-анти-аминонорборнан при помощи гидроокиси натри . Это основание раствор ют в простом эфире, эфирный раствор промывают водой, сущат над сульфатом натри  и фильтруют. К фильтрату прибавл ют спиртовую сол ную кислоту, упаривают и соответствующий гидрохлорид кристаллизуют из спирта-эфира.

Выход 400 мг; т. пл. выще 300°.

-3,6° (с 1,0, в этаноле).

Пример 3. 22,4 г гидрохлорида (ls)-7анти-аминокамфена раствор ют в 400 мл абсолютного этанола и гидрируют в присутствии 4 г никел  Репе  в течение 15 ч при 100° и давлении водорода 150 ати. После этого отдел ют гидрированный продукт от катализатора и к фильтрату прибавл ют 30 мл спиртовой сол ной кислоты и раствор упаривают. Остаток раствор ют в 200 мл воды и экстрагируют дважды 50 мл эфира. Прозрачную водную фазу довод т до рН 11 при помощи 3 н. гидроокиси натри , выделивщеес  основание раствор ют в эфире, эфирный раствор промывают насыщенным раствором поваренной соли, сущат над сульфатом натри , фильтруют и упаривают. Сырой остаток весит 17,5 г, его очинлают через ацетат следующим образом.

Сырое основание (17,5 г) раствор ют в 400 мл абсолютного эфира и прибавл ют по капл м при перемещивании раствор 4,8 г лед ной уксусной кислоты в 50 мл абсолютного эфира, при этом осаждаетс  ацетат. Кристаллы отфильтровывают, промывают примерно 200 мл эфира и сущат. 14 г сухого ацетата раствор ют в воде, раствор довод т до рН 11 при помощи 3 н. раствора гидроокиси натри  и выделивщеес  основание экстрагируют эфиром . Эфирный раствор промывают насыщенным раствором поваренной со.ли, сущат над сульфатом натри , фильтруют и фильтрат довод т до кислой реакции по конго при помощи спиртовой сол ной кислоты. При этом выпадает гидрохлорид (1 К)-2,2,3-эндо-триметил-7апти-аминонорборнана . Кристаллическую суспензию упаривают, остаток упаривают толуолом и один раз спиртом и гидрохлорид кристаллизуют из спирта-эфира.

Получают 10.6 г гидрохлорида; т. пл. выще 250° (разложение).

Из маточного раствора выдел ют еще 1,7 г соли; т. пл. выше 250° (разложение).

Общий выход 12.3 г.

feel25-f 1,2° (с 1,0, вэтаполе).

Примен емое исходиое соединение получают следующим образом.

К 100 г амида натри , суспендированного в толуоле, прибавл ют раствор 177 г (1s)камфоры в 1,63 л абсолютного толуола-. Перемещивают при пропускании аргона примерно в течение 3 ч при комнатной температуре, после этого охлаждают содержимое колбы примерно до 15° и прибавл ют по капл м в течение 60 мин 149,6 г изоамилнитрита таким образом, чтобы температура реакционной смеси не превыщала 25°. После перемещивани  при комнатной температуре охлаждают реакционную смесь примерно до 5° и при перемещивании прибавл ют по капл м 1,3 л воды. Фазу толуола осторожно выдел ют; воднощелочную фазу еще дважды хорощо перемещивают . После этого прибавл ют при перемещивании раствор 286 г гидроокиси натри 

в 216 мл воды к водно-щелочному раствору полученного натрийизонцтрозокамфоры.

Потом прибавл ют 251 г цинковой пыли порци ми таким образом, чтобы температура

реакционной смеси не превыщала 65°. После прибавлени  цинковой пыли реакционную смесь перемешивают еще в течение 30 мин при 65°, после этого охлаждают до комнатной температуры и прибавл ют 500 мл эфира. Отсасывают на нутче и промывают примерно 500 мл эфира. Водную фазу выдел ют и встр хивают трижды, употребл   по 200 мл эфира. Объединенные эфирные фазы сущат над карбонатом кали , фильтруют и упаривают . Остаток упаривают дважды, употребл   по 200 мл бензола. Сырой остаток - (1 s)-3эндо-аминокамфора весит 160 г.

160 г сырой (1 5)-3-эндо-аминокамфоры гидрируют в 450 мл метанола в присутствии

30 г ннкел  Рене  при 90° и 80 ати давлени  водорода в течение 12 ч. Гидрированное вещество отсасывают от катализатора, промывают 150 мл метанола и фильтрат упаривают. Остаток раствор ют в 600 мл эфира, промывают трижды водой, эфирный раствор сущат над сульфатом натри , фильтруют и упаривают .

После перекристаллизации из 500 мл н-гексапа получают 110 г (1 s)-3-эндo-aминo-2-экзoборнеол; т . пл. 190-191°.

3,2° (с 2,6, в метаноле). Препарат загр знен примерно на 10% (1 s)-3-эндo-aминo-2-эндo-бopнeoлoм .

84,5 г (1 $)-3-эндо-амино-2-экзо-изоборнеола суспендируют в 420 мл сложного метилового эфира муравьиной кислоты, прибавл ют 0.6 мл муравьиной кислоты и кип т т в течение 3 ч при перемещивании с обратным холодильником . После этого суспензию перемещивают в течение 17 ч при комнатной температуре . Реакционную смесь упаривают и остаток кристаллизуют из спирта - н-гексана. Кристаллы отфильтровывают, промывают

 -гексаном и сущат.

Получают 52,9 г (1 $)-2-эксо-окси-3-эндоборнилформамида в форме белого кристаллизата; т. пл. 159-160°. Из маточного раствора выдел ют еще 28,7 г

формамидосоединени . Общий выход 81,6 г. а 2, - 42,2°С (с 1,0, в спирте). 81,0 г (1 5)-2-экзо-окси-3-эндо-борнилформамида суспендируют в 410 мл абсолютного эфира и прибавл ют по капл м при перемешивании при комнатной температуре в течение 40 мин 54,2 г тионилхлорида (дистиллированного через льн ное масло). Реакционную смесь после этого перемешивают в течение 22 ч при комнатной температуре. Отгон ют из реакционной смеси примерно 300 мл эфира, к остатку прибавл ют 300 мл воды и 500 мл изопропилового спирта и желтый раствор кип т т в течение 6 ч с обратным холодильником . Изопропанол потом упаривают и остаток распредел ют между эфиром и водой. Водный раствор довод т до рН 11 при помощи 100 мл концентрированного раствора едкого натра и освобожденное основание экстрагируют эфиром. Эфирный раствор промывают насыщенным раствором поваренной соли, сушат над сульфатом натри , фильтруют и фильтрат довод т до кислой реакции по конго при помощи 100 мл спиртовой сол ной кислоты . При этом выпадает гидрохлорид (1 R)7-а11ти-аминокамфена . Суспензию упаривают, остаток упаривают лвгжды толуолом и гидрохлорид кристаллизуют из спирта-эфира. После отсасывани  на нутче и сушки получают 49,9 г гидрохлорида; т. пл. 270-271°. Из маточного раствора выдел ют еще 14.3 г гидрохлорида; т. пл. 269-271°. Общий выход гидрохлорида (1 1)-7-антиаминокамфена или гидрохлорида (1 К)-2,2-диметил-З-метилен-7-анти-аминонорборнана составл ет 64,2 г. cclf ,6° (с 1,0, в воде). Пример 4. 138,6 г гидрохлорида рац-7анти-аминокамфена раствор ют в 1380 мл воды (свободной от ионов) и гидрируют в присутствии 33 г никел  Рене  в течение 20 ч при комнатной температуре и после этого при 80-85° и давлении водорода 90 ати в течение 6 ч в качалочном автоклаве емкостью 5 л, имеюп1ем стекл нную насадку. После охлаждени  катализатор отфильтровывают от раствора, промывают 400 мл воды (свободной от ионов) и фильтрат довод т до щелочной реакции (рН 11) при помощи 200 мл концентрированного раствора едкого натра. Выделившеес  основание экстрагируют трижды, употребл   по 250 мл эфира и эфирный раствор промывают четыре раза, употребл   по 200 мл насыщенного раствора поваренной соли. Водные фазы оп ть экстрагируют 250 мл эфира. Объединенные эфирные растворы сушат над сульфатом натри  и фильтруют . Полученный фильтрат довод т до кислой реакции по конго при помощи 200 мл спиртовой сол ной кислоты. При этом осаждаетс  гидрохлорид рац-2,2,3-эндо-триметил-7-антинорборианамина (рац-7-анти-аминокамфена). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Кристаллическую суспензию упаривают, остаток испар ют трижды, употребл   по 300 мл толуола и один раз 500 мл спирта. Сырой гидрохлорид раствор ют примерно при 60° в 250 мл теплого этанола и при перемешивании покачиванием сосуда прибавл ют по порци м 500 мл эфира. После отстаивани  в течение 1 ч нри комнатной температуре отфильтровывают кристаллы, промывают дважды, употребл   по 150 мл эфира, и сушат при 90° в вакуумном сушильном шкафу при 10 торр в течение 1 ч. Выход 101,3 г; т. пл. выше 300°. Примен емое при этом исходное соединение получают следующим образом. 169,2 г рац-3-эндо-аминоизоборнеола суспепдируют в 1000 мл сложного метилового эфира муравьиной кислоты, прибавл ют 1 мл муравьиной кислоты и при перемешивании кип т т в течение 90 мин с обратным холодильником . После этого перемешивают суспензию в течение 17 ч при комнатной температуре , а затем испар ют сложный метиловый эфир муравьиной кислоты, кристаллический остаток раствор ют в 700 мл гор чего этанола и прибавл ют порци ми м-гексан. Дл  завершени  кристаллизации оставл ют реакционную смесь сто ть примерно в течение 2 ч при 5°. Кристаллы отфильтровывают, промывают дважды, употребл   по 300 мл н-гексана и сушат в вакуумном сушильном шкафу при 65-70° и 10 торр в течение 17 ч. Получают 149,7 г рац-Н-(2-экзо-окси-3-эндобориил )-формамида (белые кристаллы); т. пл. 179-180°. Маточный раствор упаривают примерно до 200 мл и прибавл ют 400 мл н-гексана . После фильтровани  и сушки получают 32,4 г кристаллов; т. пл. 178-180°. Общий выход рац-К-(2-экзо-окси-3-эндо-борнил )-форм ;мида 182,1 г. 178,1 г указанного формамида суспендируют в 1200 мл абсолютного эфира и при перемешивании при комнатной температуре пркбавл кэт по капл м в течение 25 мин 118,1 г тионилхлорида (дистиллированного через льн ное масло). При этом реакционна  смесь нагреваетс  от 21 до 32°, и образуетс  клейка  масса (после прибавлени  примерно 35 мл тионилхорида), котора  постепенно раствор етс  (после прибавлени  примерно 50 мл тионилхлорида). Получают желтый раствор . Примерно через 5 мин после прибавлени  тионилхлорида медленно выпадает белый осадок, и получают суспензию. Эту суспензию перемешивают в течение 18 ч при комнатной температуре. Из реакционной смеси перегон ют примерно 1000 мл эфира, к остатку прибавл ют 900 мл изопропилового спирта и 300 мл воды (свободной от ионов) и кип т т в течение б ч с обратным холодильником . (Внутренн   температура примерно 55°). Величина рН раствора составл ет 1. Изопропиловый спирт упаривают на ротационном испарителе при 50°, остаток распредел ют между 1000 мл эфира и 500 мл воды (свободной от ионов), эфирный раствор промывают четыре раза, употребл   по 500 мл воды (евободнои от ионов), и 200 мл насыщенного раствора бикарбоната натри . Водные выт жки промывают при помощи 500 мл эфира. Объединенные эфирные фазы сушат над сульфатом натри , фильтруют и упаривают. Коричнево-желтый остаток состоит из неомыленного рац-М- (2,2-диметил-3-метилен-7ганти-норборнил )-формамида (27,2 г). Водные выт жки объедин ют и довод т до рН 11 в присутствии примерно 500 г льда при помощи 200 мл коппептрированного раствора едкого патра. Выпавшее основание раствор ют в 1000 мл простого эфира и водную фазу экстрагируют еще дважды, употребл   по 100 мл эфира. Объединенные эфирные фазы промывают трижды, употребл   по 750 мл насыщенного раствора поваренной соли, потом их сушат иад сульфатом натри , фильтруюп и фильтрат довод т порци ми до кислой реакции по конго при помощи 200 мл спиртовой сол ной кислоты. При этом выпадает гидрохлорид . Суспензию упаривают во вращающемс  испарителе при температуре ваипы 50°, остаток испар ют дважды, употребл   по 500 мл толуола и гидрохлорид рап-7-антиаминокамфена (рац-2,2-диметил-3-метилен-7апти-норборнанамина ) кристаллизуют из 300 мл теплого этанола и 1000 мл нростого эфира. После фильтрации сущат кристаллы при 70° и 10 торр. Получают 102,1 г гидрохлорида рац-7-амииокамфена; т. пл. 264-265° (разложение). Из маточного раствора получают еще 17,3 г гидрохлорида; т. пл. 263-264° (разложение). Рац-7-анти-аминокамфен можно также получать другим способом. 2,057 г рац-З-эндо-амино-2-эксо-борнеола раствор ют в 40 мл метиленхлорида и 10 мл апетонитрила и охлаждают до 0° в лед ной ванне. PV этому раствору прибавл ют при перемещивании 1,71 г сложного бензилового эфира хлормуравьииой кислоты. После этого прибавл ют по капл м раствор 2,13 г триэтиламин  Б 10 мл метиленхлорида и кип т т реакционную смесь в течение 1 ч с обратным холодильником. После этого охлаждают реакционную смесь и промывают водой, 1 н. сол иой кислотой и водой, сушат над сульфатом натри , фильтруют и упаривают. Т гучий масл нистый остаток дистиллируют в шариковой трубке (в воздушной ванне) при 150-155° и 0.001 торр. Выход 2,8 г рац-3-эндо-карбобензокси-амидо-2-экзо-борнаиола . 1,39 г р ц-З-энло-карбобензоксиамидо-2-экзо-борнамола раствор ют в 40 мл абсолютного эфира п при перемешивании при комнат1ЮЙ температуре прибавл ют 0,66 г тионилхлорида (дистиллированиого через льн ное масло). Реакцио1 кую смесь перемешивают в течение 16 ч. После этого отгои ют эфир и к масл ному остатку прибавл ют 50 мл ацетона и 15 мл воды. Реакционную смесь кип т т в течение 1 ч с обратным холодильником. Раствор упаривают , остаток раствор ют в метилепхлориде , промывают водой, сущат над сульфатом иптрп . фильтруют и .упаривают. Т гучий остг:ток дистиллируют в шариковой трубке (в воздушной ванне) при 142-147° и 0,01 торр. Выход 1,2 г рац-2,2-диметил-2-метилен-7-антик;1рбобензоксиамидонорборпана . К 142,7 г рац-2,2-диметил-3-метилен-7-антикарбобеизоксиамидонорборнана в 1500 мл жидкого аммиака прибавл ют по порци м в течение 60 мин 24 г натри  в небольших кусках . Цвет раствора в течение 1 ч остаетс  синим . Потом прибавл ют 1 г хлористого аммони  дл  разложени  избытка натри . К реакционной смеси прибавл ют 400 мл эфира и аммиак оставл ют улетучиватьс . Остаток распредел ют между эфиром и водой, довод т до кислой реакции при помощи 3 н. сол ной кислоты, выдел ют и эфир промывают водой. Объединенные водные фазы довод т до щелочной реакции при помощи 3 п. раствора гидроокиси натри , освобожденное основание - рац-7-анти-аминокамфен (рац-2,2-диметил-З-метилен-7-антиаминонорборнан ) экстрагируют эфиром, эфирный раствор промывают водой, сущат над сульфатом натри , фильтруют и упаривают. Остаток дистиллируют при уменьщенном давлении. После отбора головного погона главное количество дистиллируют при 75-76° и 9 торр. Выход 37,5 г. Пример 5. 13,3 г рац-1,2,2-триметил-3метилен-7-анти-иорборнанамида гидрируют в смеси 270 мл абсолютного бензола и 150 мл н-бутилацетата в присутствии 3,2 г катализатора паллади -сульфата бари  (5% паллади ) при нормальном давлении и комнатной температуре до насыщени . После этого отфильтровывают катализатор, .промывают бензолом и фильтрат упаривают. Мутный остаток от упаривани  раствор ют в метиленхлориде и полученный раствор фильтруют через кизельгур. Прозрачный фильтрат упаривают, остаток раствор ют в воде и довод т до щелочной реакции при помощи 3 п. раствора едкого натра. Полученное свободное основание раствор ют в метиленхлориде, промывают пасып1.еиным раствором хлористого натри  и сушат на.о, сульфатом натри . После этого фильтруют   к фильтрату прибавл ют эфирную сол ную кислоту. После упаривани  раствора и кристаллизации из спирта-эфира олучают 10,3 г гидрохлорида рац-1,2,2,3-эно-тетраметил-7-анти-норборнанамина , котоый плавитс  выще 300°С. Примен емый исодный материал можно получать по примеру из рац-3-эндо-амино-1,4,7,7-тетраметил-2-эко-иорборнанола (т. пл. 218-220°). Аминооединение в сложном метиловом эфире муавьиной кислоты перевод т в присутствии аталитических количеств муравьиной кислоы в рац-М-(2-экзоокиси-1,4,7,7-тетраметил-3