ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2020, том 56, № 8, с. 1242-1250

УДК 547.46

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ МОСТИКОВЫХ

КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ АДАМАНТАНОВОГО РЯДА

ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»,

443100, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская 244

*e-mail: elena.a.ivleva@yandex.com

Поступила в редакцию 25 марта 2020 г.

После доработки 06 апреля 2020 г.

Принята к публикации 12 апреля 2020 г.

Синтезирован ряд новых 1,3,6-, 1,4,4-три- и 1,3,6,6-тетразамещенных полифункциональных производных

каркасного строения на основе мостиковых карбоновых кислот адамантанового ряда за счет реализации

реакций нуклеофильного замещения в кислых средах. Гидролизом 1-ацетиламино- и 1,3-диацетиламино-

производных в кислой среде синтезирован ряд амино- и диаминокислот каркасного строения. Получен-

ные соединения открывают пути к созданию функциональных материалов с комплексом ценных свойств.

Ключевые слова: 2-замещенные адамантаны, окисление, адамантан, карбоновые кислоты, аминокис-

лоты, серно-азотная смесь.

DOI: 10.31857/S0514749220080108

Уникальная геометрия практически сфериче-

ностью таких субстратов. Наличие нескольких

ского адамантанового ядра наряду с трипоидной

функциональных групп одновременно в узловых

(С_3v группа симметрии) либо тетрагональной (T_d

и мостиковом положениях каркаса видоизменяет

группа симметрии) конфигурацией его 1,3,5-три-

конфигурацию таких структур (C_s и C_2v группы

или 1,3,5,7-тетразамещенных производных соз-

симметрии, см. рисунок), что может привести к

дает предпосылки конструирования полимерных

появлению новых свойств у макромолекул, по-

молекул с фиксированным расположением фраг-

лученных на основе таких полифункциональных

ментов, определяющих функциональные свойства

производных. Именно это диктует необходимость

материалов. В настоящее время данное направ-

проводить дальнейшие исследования по разработ-

ление интенсивно развивается, и на основе 1,3,5-

ке подходов к синтезу труднодоступных 1,3,6-,

три- или 1,3,5,7-тетразамещенных производных

1,4,4- и 1,3,6,6-полифункциональных производ-

адамантана уже созданы материалы, обладающие

ных адамантана.

ценными свойствами [1-20]. В то же время про-

Имеется ограниченное количество публикаций,

должает развиваться направление, посвященное

посвященных методам получения 1,3,6-тризаме-

разработке новых методов получения полифунк-

щенных производных адамантана. Большинство

циональных 1,3,5-три- или 1,3,5,7-тетразамещен-

из них строятся на использовании 1,3,6-триброма-

ных производных адамантана [21-23].

дамантана [24] в качестве исходного соединения:

В то же время отсутствуют данные об исполь-

в синтезе 1,3,6-адамантантриола [25], 1,3,6-три-

зовании 1,3,6-, 1,4,4-тризамещенных и 1,3,6,6-тет-

фениладамантана и 6-бром-1,3-дихлорадамантана

разамещенных производных адамантана в каче-

[26]. Имеются примеры использования 2-адаман-

стве синтетической платформы для создания ра-

танкарбоновой кислоты и 2-аминоадамантана, из

нее неизвестных три- и тетрапоидных систем, что

которых через стадию бромирования получают

связано с ограниченной синтетической доступ-

соответствующие 1,3,6-тризамещенные произво-

1242

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ МОСТИКОВЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

1243

A A

Td point group

С_3v point group

B B

С_2v point group

С_s point group

Группы симметрии три- и тетразамещенных адамантанов.

дные - 5,7-дифенил-2-адамантанкарбоновую кис-

В качестве исходных соединений использова-

лоту [27] и 6-амино-1,3-адамантандиол [28].

ли 2-(2-адамантил)уксусную кислоту (1), 2-ада-

мантанкарбоновую кислоту (2), N-(2-адамантил)-

В качестве исходных соединений для получе-

ацетамид (3) и 2,2'-(2,2-адамантандиил)диуксус-

ния 1,4,4-тризамещенных и 1,3,6,6-тетразамещен-

ную кислоту (4). Синтез кислоты 1 осуществля-

ных адамантана используют 2,2-дизамещенные

ли по известным методикам [33-35]. Кислоту 2

производные. Например, из 2,2-динитроадаманта-

получали окислительным расщеплением спиро-

на получают 1,4,4-тринитроадамантан, 1,3,6,6-тет-

(адамантан-2,2'-оксирана) в дымящей азотной

ранитроадамантан и 1-гидрокси-3,6,6-тринитро-

кислоте [36], 2-ацетиламиноадамантан (3) - по

адамантан [29]. Из 2-гидрокси-2-адамантанкар-

модифицированной методике из 2-адамантанола.

боновой кислоты под действием тетрафторида

2,2'-(2,2-Адамантандиил)диуксусную кислоту (4)

серы в HF в различных условиях могут быть по-

получали окислительным расщеплением арома-

лучены 1,4,4-трифторадамантан, 1-трифторметил-

тического фрагмента

2-(2-бензил-2-адамантил)-

3,6,6-трифторадамантан [30]. Имеется единичный

уксусной кислоты в системе NaIO₄-RuCl₃ [37]

пример синтеза потенциального противоопухо-

(схема 1).

левого препарата на основе 1-гидрокси-4,4-диме-

Выход кислоты 4 после перекристаллизации из

тиладамантана, который получают окислением

воды составил 30%. По-видимому, в ходе реакции

2,2-диметиладамантана [31]. Взаимодействие мо-

происходят более глубокие окислительные про-

стиковых галогензамещенных адамантана с азот-

цессы, приводящие к деструкции каркаса адаман-

ной кислотой в присутствии уксусного ангидрида

тана. В спектре ЯМР ¹Н сигналы протонов карбок-

приводит к введению нитроксигруппы в узловое

сильных групп проявляются в виде синглета при

положение каркаса и образованию 1,4,4-тризаме-

11.88 м.д. Сигналы протонов метиленовых групп,

щенных производных [32].

связанных с карбоксильными, проявляются в виде

На сегодняшний день отсутствуют методы син-

синглета при 2.69 м.д. В спектре ЯМР ¹³С сигна-

теза 1,3,6-, 1,4,4-тризамещенных и 1,3,6,6-тетра-

лы четвертичных атомов углерода карбоксильных

групп проявляются при 173.9 м.д. Сигнал четвер-

замещенных полифункциональных производных

тичного атома углерода каркаса адамантана прояв-

адамантана, которые позволяли бы вводить иные

ляется при 40.5 м.д.

функциональные группы в каркас. Решить постав-

ленную задачу можно функционализацией 2- и

В процессе очистки был выделен побочный

2,2-дизамещенных адамантанов за счет реализа-

продукт окисления - 2,2'-(5-гидрокси-2,2-адаман-

ции реакций нуклеофильного замещения в кислых

тандиил)диуксусная кислота

(5). Образование

средах.

гидроксикислоты (5) связано с повышенной тем-

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 8 2020

1244

ИВЛЕВА и др.

Схема 1.

COOH

NaIO₄-RuCl₃

COOH

H₂O-CH₃CN-CCl₄ (2:1:1)

1. ∆, 5 ч

2. rt, 20 ч

пературой проведения реакции. В литературе

Соединения 6 и 7 получены с выходами 53 и 32%

имеются сведения об окислении третичной связи

соответственно. В спектрах ЯМР ¹Н соединений

С-Н субстратов адамантанового ряда в системе

6 и 7 протоны NH проявляются в виде синглетов

KBrO₃-RuCl₃ [38]. Следует отметить, что при про-

в области 7.25-7.36 м.д. В спектрах ЯМР ¹³С сиг-

ведении реакции при комнатной температуре об-

налы четвертичных атомов углерода, связанных с

разования гидроксикислоты (5) не происходило. В

амидными фрагментами, проявляются при 52.1-

спектре ЯМР ¹Н сигналы протонов карбоксильных

52.2 м.д., сигналы четвертичных атомов углерода

групп проявляются в виде уширенного сингле-

ацетамидного фрагмента проявляются при 169.1-

та при 12.20 м.д., сигнал протона гидроксильной

169.3 м.д.

группы проявляется в виде синглета при 4.28 м.д.

При проведении данной реакции с исполь-

В спектре ЯМР ¹³С сигналы четвертичных атомов

зованием 2-адамантанкарбоновой кислоты (2) и

углерода карбоксильных групп проявляются при

2-ацетиламиноадамантана (3) и 20%-ного оле-

173.8 и 174.0 м.д. Сигнал четвертичного атома

ума образования соответствующих диацетила-

углерода, связанного с ОН-группой, проявляется

минопроизводных не наблюдалось - были по-

при 66.3 м.д.

лучены смеси, состоящие из моноацетилами-

Из кислот 1 и 4 one-pot синтезом по методи-

нопроизводных в виде смеси Z/E-изомеров и

ке [21] были получены соответствующие 1,3,6- и

продуктов окисления, о чем свидетельствуют

1,3,6,6- производные адамантана:

2-(5,7-диаце-

сигналы четвертичных атомов углерода при

тамидо-2-адамантил)уксусная кислота

(6)

66.0-68.0 м.д. в спектрах ЯМР ¹³С (схема 3). По-

2,2'-(5,7-диацетамидо-2,2-адамантандиил)диук-

видимому, дальнейшего превращения гидрокси-

сусная кислота (7) (схема 2).

производного в продукт нуклеофильного заме-

щения не происходит из-за более выраженного

Метод заключается в последовательном ни-

дезактивирующего влияния ацетиламино- и кар-

троксилировании исходных каркасных субстратов

боксильной групп по сравнению с карбоксиме-

1, 4 дымящей азотной кислотой, взаимодействии с

тильной группой. Это подтверждается данными

ацетонитрилом по реакции Риттера и превращения

кинетических исследований нитроксилирования

образующихся in situ моноацетамидов в диацети-

[39-41] и окисления дезактивированных каркас-

ламиноадамантаны 6, 7 при добавлении серной

ных субстратов в серно-азотной смеси [42].

кислоты. Реакции проводили с использованием

20 экв дымящей азотной кислоты и избытка

Из кислоты 4 получены новые 1,4,4-тризаме-

98%-ной серной кислоты в случае субстрата 1 и

щенные производные:

2,2'-(5-карбокси-2,2-ада-

100%-ной серной кислоты в случае субстрата 4.

мантандиил)диуксусная кислота (8) и 2,2'-(5-аце-

Схема 2.

1. HNO₃ (дым.)

2. CH₃CN

COOH

3. H

2SO4

AcHN

R¹

20-25°C

AcHN

1, 4

6, 7

R¹ = H (1, 6), CH₂COOH (4, 7).

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 №8 2020

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ МОСТИКОВЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

1245

Схема 3.

1. HNO₃ (дым.)

R¹

2. CH₃CN

3. H₂SO₄

+ HO

20-25°C

AcHN

2, 3

R¹ = COOH (2), NHAc (3).

Схема 4.

COOH

1. H₂SO₄-HNO₃

COOH

2. CH₃CN

2. HCOOH

AcHN

HOOC

тамидо-2,2-адамантандиил)диуксусная кислота

сигнал четвертичного атома углерода ацетамидно-

(9) (схема 4). Функционализацию проводили в

го фрагмента проявляется при 161.1 м.д., сигнал

серно-азотной смеси с дальнейшим добавле-

четвертичного атома углерода, связанного с ато-

нием муравьиной кислоты и ацетонитрила.

мом азота, присутствует при 51.1 м.д.

Реакции проводили с использованием 3 экв дымя-

Соединения 6, 7, 9 превращали в соответству-

щей азотной кислоты и 96%-ной серной кислоты.

ющие аминокислоты

10-12 путем длительно-

Соединения 8 и 9 получены с выходами 27 и 30%

го кипячения (24 ч) в 2%-ной соляной кислоте

соответственно.

(схема 5). Аминокислоты 10-12 получены в виде

гидрохлоридов с количественными выходами.

В спектре ЯМР ¹³С соединения 8 сигналы чет-

вертичных атомов углерода карбоксильных групп

В спектрах ЯМР ¹Н соединений 10-12 сигна-

проявляются при 178.7, 173.8 и 173.7 м.д. В спек-

лы протонированных аминогрупп проявляются в

тре ЯМР ¹Н соединения 9 сигнал протона ацета-

виде синглетов при 8.1-8.5 м.д., а спектрах ЯМР

мидного фрагмента проявляется в виде синглета

¹³С сигналы четвертичных атомов углерода ада-

при 7.32 м.д. В спектре ЯМР ¹³С соединения 9

мантанового фрагмента, связанных с протониро-

Схема 5.

COOH

AcHN

R¹

H₂O-HCl

H₃N

R¹

∆, 24 ч

AcHN

H₃N

6, 7

10, 11

R¹ = H (6, 10), CH₂COOH (7, 11).

COOH

H₂O-HCl

∆, 24 ч

Cl^-

AcHN

H₃N

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 8 2020

1246

ИВЛЕВА и др.

ванными аминогруппами, резонируют в диапазоне

2,2'-(2,2-Адамантандиил)диуксусная кисло-

52.0-53.0 м.д.

та (4). К интенсивно перемешиваемому раствору

5 г (0.018 моль) 2-(2-бензил-2-адамантил)уксус-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ной кислоты в смеси 170 мл H₂O, 85 мл CH₃CN и

ИК-спектры регистрировались на спектрометре

85 мл CCl₄ добавляли 75 г (0.350 моль) метапери-

Shimadzu IR Affinity-1 (Япония) с использованием

одата натрия, затем 0.365 г (0.002 моль) хлорида

приставки НВПО. Спектры ЯМР ¹Н и ¹³C реги-

рутения. Нагревали при кипении в течение 5 ч, за-

стрировали на спектрометре JEOL NMR-ECX400

тем перемешивали еще 20 ч при комнатной тем-

(Япония) (400, 100 МГц, соответственно), вну-

пературе. Реакционную смесь фильтровали через

тренний стандарт ТМС. Химические сдвиги сиг-

целит. Водную фазу экстрагировали этилацетатом

налов определялись в шкале δ, м.д. Температуры

(5×10 мл). Органические фракции объединяли и

плавления определялись капиллярным методом

сушили над Na₂SO₄. Органический слой упари-

на приборе MPM-H2 90-264V/AC (Германия), не

вали в вакууме. К полученному в остатке маслу

корректировались. Элементный анализ выполнял-

добавляли 150 мл ацетона. Нерастворившийся

ся на элементном анализаторе EuroVector 3000 EA

осадок неорганических солей отфильтровывали,

(Италия) с использованием в качестве стандарта

маточный раствор упаривали в вакууме. К остат-

L-цистина. Исходные соединения получали по из-

ку добавляли 50 мл диоксана и 50 мл ацетона,

вестным методикам {спиро(адамантан-2,2'-окси-

выпавший осадок

2,2'-(5-гидрокси-2,2-адаман-

ран) [43], 2-(2-бензил-2-адамантил)уксусную кис-

тандиил)диуксусной кислоты (5) отфильтровы-

лоту получили в две стадии [44, 45]}, либо брались

вали, маточный раствор упаривали. Полученное

из коллекции реактивов кафедры органической

в остатке масло перекристаллизовывали из воды.

химии СамГТУ; чистота составляет ≥ 95.0%.

Выход кислоты 4 1.33 г (30%). Бесцветные кри-

2-(2-Адамантил)уксусная кислота (1) получе-

сталлы, т.пл. 191-194°C. ИК спектр, ν, см^-1: 2906,

на по методикам [33-35].

2881, 2862 (CH_Ad), 1739 (C=О). Спектр ЯМР ¹Н

(ДМСО-d₆), δ, м.д.: 1.48-1.51 м (4Н, СН_Ad), 1.62

2-Адамантанкарбоновая кислота (2). К пред-

с (2Н, СН_Аd), 1.76-1.82 м (4H, CH_Ad), 1.99-2.03 м

варительно охлажденному до -15÷10°C раствору

(4Н, СH_Ad), 2.69 с (4Н, 2СН₂), 11.88 с (2H, COOH).

8.9 г (0.053 моль) спиро(адамантан-2,2'-оксира-

Спектр ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 27.4 (CH),

на) в 106.8 мл CCl₄ по каплям добавляли 26.7 мл

32.8 (CH₂), 33.4 (CH), 38.0 (CH₂), 39.6 (CH₂), 40.5,

(0.644 моль) дымящей азотной кислоты. Реак-

173.9. Найдено, %: С 66.70; Н 8.06. C₁₄H₂₀O₄.

ционную смесь выдерживали 2-3 ч при охлажде-

Вычислено, %: С 66.65; Н 7.99.

нии, затем нагревали до комнатной температуры и

промывали водой. Органический слой отделяли и

2,2'-(5-Гидрокси-2,2-адамантандиил)ди-

обрабатывали раствором KOH. Водный слой под-

уксусная кислота

(5). Выход

0.15 г

(3.4%).

кисляли HCl до рН 1. Осадок отфильтровывали,

Бесцветные кристаллы, т.пл.

186-190°C. ИК

промывали водой и сушили. Выход 5.9 г (66%).

спектр, см^-1: 3435 (OH), 2929, 2882, 2870 (CH_Ad),

Бесцветные кристаллы, т.пл. 139-142°C (лит. т.пл.

1693 (C=О). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆), δ, м.д.:

145.5-145.8°C [36]).

1.25-1.35 м (3Н, СН_Ad), 1.43-1.49 м (2Н, СН_Ad),

1.79-2.01 м (8Н, СН_Аd), 2.62 c (4H, 2CH₂), 4.29 c

N-(2-Адамантил)ацетамид (3). К смеси 60 мл

(1H, OH), 12.20 уш.с (2Н, СООН). Спектр ЯМР

94%-ной серной кислоты и 20 мл (0.38 моль)

¹³С (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 29.6 (CH), 31.6 (CH₂),

ацетонитрила прибавляли 10 г (0.07 моль) 2-ада-

35.9 (CH), 37.7 (CH₂), 38.4 (CH₂), 38.8 (C), 40.9

мантанола при температуре не выше 20°С. Затем

(CH₂), 47.3 (CH₂), 66.3, 173.8, 174.0. Найдено, %:

реакционную смесь выдерживали при перемеши-

С 62.73; Н 7.57. C₁₄H₂₀O₅. Вычислено, %: С 62.67;

вании 15 мин и выливали на лед. Осадок отфиль-

Н 7.51.

тровывали, промывали водой, сушили и перекри-

сталлизовывали из петролейного эфира. Выход

Синтез 1,3,6-, 1,4,4-тризамещенных и 1,3,6,6-

12.06 г (95%). Бесцветные кристаллы, т.пл. 194-

тетразамещенных производных адамантаново-

195°C (лит. т.пл. 190°C [46]).

го ряда.

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 №8 2020

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ МОСТИКОВЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

1247

2-(5,7-Диацетамидо-2-адамантил)уксусная

кислоты 4 в 10 мл 96%-ной H₂SO₄ по каплям до-

кислота (6). К 8.7 мл (0.206 моль) дымящей азот-

бавляли 0.4 мл (0.010 моль) дымящей HNO₃ при

ной кислоте при перемешивании при температуре

температуре не выше 20-25°C и выдерживали при

не выше 20°С порциями вносили 2 г (0.0103 моль)

заданной температуре в течение 2 ч. После этого

кислоты (1). Полученный раствор выдерживали

по каплям добавляли 2 мл (0.053 моль) 100%-ной

при перемешивании при температуре 20-25°С в

муравьиной кислоты. Выдерживали реакционную

течение 2 ч. Далее в реакционную смесь по ка-

смесь в течение 48 ч и выливали на лед. Выпавший

плям добавляли 8 мл (0.152 моль) ацетонитрила,

осадок отфильтровывали, промывали водой и су-

выдерживали 1 ч при 20°С, после чего по каплям

спендировали в этилацетате. После этого снова

добавляли 34.8 мл (0.653 моль) 98%-ной серной

отфильтровывали и сушили. Выход кислоты 8

кислоты и выдерживали при 20-25°С в течение

0.25 г (27%). Бесцветные кристаллы, т.пл. 170-

17 ч. Раствор выливали на 500 г измельченного

173°C. ИК спектр, ν, см^-1: 2916, 2873, 2854 (CH_Ad),

льда и доводили до рН 5 с помощью NaHCO₃ при

1720, 1683 (C=О). Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆),

перемешивании. Продукт экстрагировали бута-

δ, м.д.: 1.42-1.45 м (2Н, CН_Ad), 1.56-1.70 м (4Н,

нолом (10×10 мл), бутанол сушили азеотропной

СН_Аd), 1.87-1.99 м (5Н, СН_Аd), 2.07-2.10 м (2H,

отгонкой воды и упаривали в вакууме. К получен-

CH_Аd), 2.64-2.69 м (4H, СН₂). Спектр ЯМР ¹³С

ному остатку добавляли 30 мл этилацетата, выпав-

(ДМСО-d₆), δ, м.д.: 27.2 (CH), 31.8 (CH₂), 33.2

ший осадок отфильтровывали и сушили. Выход

(CH), 34.4 (CH₂), 35.8, 38.9, 40.8 (CH₂), 40.9 (CH₂),

1.68 г (53%). Бесцветные кристаллы, т.пл. 237-

173.7, 173.8, 178.7. Найдено, %: С 60.84; Н 6.85.

239°C. ИК спектр, ν, см^-1: 3342 (NH), 2970, 2924,

C₁₅H₂₀O₆. Вычислено, %: С 60.80; Н 6.80.

2873 (CH_Ad), 1732, 1697 (C=O). Спектр ЯМР ¹H,

2,2'-(5-Ацетамидо-2,2-адамантандиил)диук-

δ, м.д.: 1.52-1.54 м (2H, CH_Ad), 1.69 с (6H, CH₃),

сусная кислота (9). К раствору 0.54 г (0.002 моль)

1.70-1.78 м (2H, CH_Ad), 1.84-1.90 м (5H, CH_Ad),

кислоты 4 в 6 мл 96%-ной H₂SO₄ по каплям до-

1.95-1.99 м (2H, CH_Ad), 2.05 c (2H, CH_Ad), 2.25 д

бавляли 0.3 мл (0.007 моль) дымящей HNO₃ при

(2H, CH₂COOH, J 7.3 Гц), 7.34 с (1H, NH), 7.35 c

температуре не выше 20-25°C и выдерживали при

(1H, NH), 11.83 уш.с. (1 H, COOH). Спектр ЯМР

заданной температуре в течение 2 ч. После этого

¹³C, δ, м.д.: 24.2 (CH₃), 33.2 (CH), 34.6 (CH₂), 37.3

по каплям добавляли 1 мл (0.019 моль) ацетони-

(CH₂), 39.1 (CH), 41.7 (CH₂), 45.8 (CH₂), 52.1, 52.2,

трила. Реакционную смесь выдерживали при пе-

169.2, 169.3, 174.5. Найдено, %: С 62.37; Н 7.90; N

ремешивании в течение 3 ч. Раствор выливали

9.14. C₁₆H₂₄N₂O₄. Вычислено, %: С 62.32; Н 7.84;

на 15 г измельченного льда и доводили до рН 5 с

N 9.08.

помощью NaHCO₃ при перемешивании. Продукт

2,2'-(5,7-Диацетамидо-2,2-адамантандиил)-

экстрагировали бутанолом (10×5 мл), бутанол су-

диуксусная кислота (7). Получена аналогично

шили азеотропной отгонкой воды и упаривали в

из 1.0 г (0.004 моль) кислоты 4, 3.3 мл (0.08 моль)

вакууме. К полученному остатку добавляли 30 мл

дымящей азотной кислоты, 2.5 мл (0.05 моль) аце-

этилацетата, выпавший осадок отфильтровывали и

тонитрила и 23.3 мл (0.44 моль) 100%-ной серной

сушили. Выход 0.21 г (32%). Бесцветные кристал-

кислоты. Выход 0.46 г (32%). Бесцветные кристал-

лы, т.пл. 220-222°C. Спектр ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆),

лы, т.пл. 260-262°C. Спектр ЯМР ¹H, δ, м.д.: 1.50-

δ, м.д.: 1.32-1.35 м (2Н, СН_Ad), 1.51-1.54 м (4Н,

1.53 м (4H, CH_Ad), 1.69 с (6H, CH₃), 1.74 с (2H,

СН_Аd), 1.69-1.74 м (8Н, CH₃, СН_Аd), 1.90-2.05 м

CH_Ad), 1.80-1.84 м (2H, CH_Ad), 1.90-2.06 м (4H,

(2H, CH_Аd), 2.35-2.42 м (4H, СН₂), 7.32 с (1H, NH).

CH_Ad), 2.40 с (4H, CH₂), 7.25 c (2H, NH). Спектр

Спектр ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆), δ, м.д.: 24.3 (CH₃),

ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 24.3 (CH₃), 36.1 (CH), 36.8 (CH₂),

28.8 (CH), 32.1 (CH₂), 36.1 (CH), 36.8 (CH₂), 39.4,

40.7, 42.8 (CH2), 44.0 (CH2), 52.1, 169.1, 175.1.

42.8 (CH₂), 43.6 (CH₂), 44.0 (CH₂), 51.1, 169.1,

Найдено, %: С 59.05; Н 7.20; N 7.70. C₁₈H₂₆N₂O₆.

175.1, 175.2. Найдено, %: С 62.17; Н 7.54; N 4.58.

Вычислено, %: С 59.00; Н 7.15; N 7.65.

C₁₆H₂₃NO₅. Вычислено, %: С 62.12; Н 7.49; N 4.53.

2,2'-(5-Карбокси-2,2-адамантандиил)диук-

6-(Карбоксиметил)адамантан-1,3-диаминий

сусная кислота (8). К раствору 0.8 г (0.003 моль)

хлорид (10). Смесь 0.6 г соединения 6, 28 мл воды

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 8 2020

1248

ИВЛЕВА и др.

и 2 мл 36%-ной соляной кислоты нагревали при

замещения в кислых средах. Полученные 1,3,6-,

кипении в течение 25 ч и упаривали досуха. Выход

1,4,4-тризамещенные и 1,3,6,6-тетразамещенные

0.58 г (100%). Бесцветные кристаллы, т.пл. 330°C

производные адамантана могут рассматриваться в

(с разл.). ИК спектр, ν, см^-1: 3207 (NH), 2947,

качестве структурных блоков для создания нового

2908, 2862 (CH_Ad), 1726 (C=O). Спектр ЯМР ¹H,

поколения функциональных материалов.

δ, м.д.: 1.50-1.53 м (2H, CH_Ad), 1.76-1.83 м (4H,

БЛАГОДАРНОСТИ

CH_Ad), 1.91-1.94 м (3H, CH_Ad), 2.01-2.04 м (4H,

CH_Ad), 2.26 д (2H, CH₂COOH, J 7.3 Гц), 8.45 с (3H,

Работа выполнена с использованием научно-

NH₃₊), 8.49 c (3H, NH₃₊), 12.16 уш.с (1H, COOH).

го оборудования центра коллективного пользова-

Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 32.3 (CH), 33.0 (CH₂),

ния СамГТУ «Исследование физико-химических

36.5 (CH₂), 37.8 (CH), 39.8 (CH₂), 43.3 (CH₂), 52.0,

свойств веществ и материалов».

52.1, 173.9. Найдено, %: С 48.54; Н 7.50; N 9.48.

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

C₁₂H₂₂Cl₂N₂O₂. Вычислено, %: С 48.49; Н 7.46; N

Работа выполнена при финансовой поддержке

9.43.

Российского фонда фундаментальных исследова-

Соединения 11, 12 получены аналогично.

ний (договор № 18-33-00881). Структурные иссле-

6,6-Бис(карбоксиметил)адамантан-1,3-ди-

дования выполнены при финансовой поддержке

аминий хлорид (11) получен из 0.185 г (0.5 ммоль)

Минобрнауки РФ в рамках проектной части госу-

соединения 7. Выход 0.178 г (100%). Бесцветные

дарственного задания № 0778-2020-0005.

кристаллы, т.пл.

330°C (с разл.). Спектр ЯМР

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

¹H, δ, м.д.: 1.52-1.57 м (4H, CH_Ad), 1.73 c (2H,

Авторы заявляют об отсутствии конфликта ин-

CH_Ad), 1.79-1.84 м (2H, CH_Ad), 1.92-2.04 м (4H,

тересов.

CH_Ad), 2.36 c (4H, CH₂), 8.14 c (6H, NH₃₊), 12.02

уш.с (2H, COOH). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 31.0

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(CH₂), 34.3 (CH), 35.5 (CH2), 39.6, 42.1 (CH2),

1. Lamanna G., Russier J., Menard-Moyon C., Bianco A.

51.2, 173.6. Найдено, %: С 47.38; Н 6.86; N 7.94.

Chem. Commun. 2011, 47, 8955-8957. doi 10.1039/

C₁₄H₂₄Cl₂N₂O₄. Вычислено, %: С 47.33; Н 6.81; N

c1cc11689d

7.89.

2. Grimaud M., de Garibay A.P.R., Bianco A. RSC Adv.

4,4-Бис(карбоксиметил)адамантан-1-ами-

2016, 6, 42933-42942. doi 10.1039/C6RA01281G

ний хлорид (12) получен из 0.150 г (0.48 ммоль)

3. Ma Z., Dong W., Hou J., Duan Q., Shao S., Wang L.

соединения 9. Выход 0.146 г (100%). Бесцветные

J. Mater. Chem. C. 2019, 7, 11845-11850. doi 10.1039/

кристаллы, т.пл. 290°C (с разл.). Спектр ЯМР ¹H,

c9tc04143e

δ, м.д.: 1.33-1.36 м (2H, CHAd), 1.56-1.59 (2H,

4. Grimaud M., Bianco A. J. Pept. Sci. 2015, 21, 330-

CH_Ad), 1.72 с (2Н, CH_Ad), 1.93-1.97 м (3H, CH_Ad),

345. doi 10.1002/psc.2719

2.04-2.08 м (2H, CH_Ad), 2.18-2.21 м (2H, CH_Ad),

5. Štimac A., Šekutor M., Mlinarić-Majerski K.,

2.62-2.64 м (4H, CH₂), 8.14 с (3H, NH₃₊), 12.03 уш.с

Frkanec L., Frkanec R. Molecules. 2017, 22, 297-310.

(2Н, СООН). Спектр ЯМР ¹³C, δ, м.д.: 28.1 (СН),

doi 10.3390/molecules22020297

31.0 (CH₂), 34.3 (СН), 35.5 (CH₂), 37.4 (CH₂), 37.9

6. Gunawardana C.A., Sinha A.S., Reinheimer E.W.,

(CH₂), 38.5, 42.1 (CH₂), 51.2, 173.5, 173.6. Найдено,

Aakeröy C.B. Chemistry.

2020,

179-192. doi

%: С 55.41; Н 7.36; N 4.67. C₁₆H₂₃NO₅. Вычислено,

10.3390/chemistry2010011

%: С 55.35; Н 7.30; N 4.61.

7. Boldog I., Reiss G.J., Domasevitch K.V., Bräse T.B.

Cryst. Growth Des. 2019, 19, 5218-5227. doi 10.1021/

ВЫВОДЫ

acs.cgd.9b00594

Разработан подход к синтезу новых полифунк-

8. Grigg R., Elboray E.E., Aly M.F., Abbas-Temirek H.H.

циональных три- и тетразамещенных производных

Chem. Commun. 2012, 48, 11469-11584. doi 10.1039/

адамантана, содержащих заместители одновре-

C2CC35054H

менно в узловых и мостиковом положениях кар-

9. Sayed M., Lin B., Yang H. RSC Adv. 2016, 12, 6148-

каса, за счет реализации реакций нуклеофильного

6156. doi 10.1039/C6SM01019A

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 №8 2020

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ МОСТИКОВЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

1249

10.

Xie L.-H., Suh M.P. Eur. J. Chem. 2013, 19, 11590-

1156-1161. [Klimochkin Yu.N., Ivleva E.A., Ser-

11597. doi 10.1002/chem.201301822

zhantova A.S., Shiryaev A.K., Moiseev I.K. Russ.

J. Org. Chem. 2017, 53, 1170-1175.] doi 10.1134/

11.

Pop L., Golban M., Hădade N., Socaci C., Grosu I.

S1070428017080024

Synthesis. 2015, 47, 2799-2804. doi 10.1055/s-0034-

1378782

22.

Ивлева Е.А., Ткаченко И.М., Гаврилова В.С., Кли-

мочкин Ю.Н. ЖОрХ. 2016, 52, 1406-1411. [Ivle-

12.

Li X., Guo J., Tong R., Topham P., Wang J. React.

va E.A., Tkachenko I.M., Gavrilova V.S., Klimoch-

Funct. Polym. 2018, 130, 126-132. doi 10.1016/

kin Yu.N. Russ. J. Org. Chem. 2016, 52, 1394-1399.]

j.reactfunctpolym.2018.06.008

doi 10.1134/S1070428016100043

13.

Schwenger A., Birchall N., Richert C. Eur. J. Org.

23.

Ивлева Е.А., Гаврилова В.С., Гнусарев Д.И., Ося-

Chem.

2017,

39,

5852-5864. doi

10.1002/

нин В.А., Климочкин Ю.Н. ЖОрХ. 2015, 51, 192-

ejoc.201700686

195.

[Ivleva E.A., Gavrilova V.S., Gnusarev D.I.,

14.

Вайнер А.Я., Дюмаев К.М., Коваленко А.М., Бе-

Osyanin V.A., Klimochkin Yu. N. Russ. J. Org. Chem.

ренштейн Л. Е., Кричевская С. А., Фридзон Р.З.

2015, 51, 180-183.] doi 10.1134/S1070428015020062

Докл. АН.

2017,

474,

573-576.

[Vainer A.Ya.,

24.

Симоненко Л.С., Котляров А.М., Новиков С.С. Изв.

Dyumaev K.M., Kovalenko A.M., Berenstain L.E.,

АН СССР. Сер. хим. 1973, 1, 49-53.

Krichevskaya S.A., Fridzon R.Z. Doklady Chem.

2017, 474, 129-132.] doi 10.1134/S0012500817060039

25.

Wang X., Dong Y., Ezell E., Garrison J., Wood J.,

Hagen J., Vennerstrom J. Tetrahedron. 2017, 73, 2972-

15.

Gu J., Zhou X., Li Y., Wu K., Wang F., Huang M.,

2976. doi 10.1016/j.tet.2017.04.006

Guo F., Wang Y., Gong S., Ma D., Yang C. Org.

Electron.

2015.

25,

193-199. doi

10.1016/

26.

Song H., Noble W.J. J. Org. Chem. 1994, 59, 58-66.

j.orgel.2015.06.036

doi 10.1021/jo00080a012

16.

Kitagawa T., Kawano T., Hase T., Hayakawa I.,

27.

Frantz M., Skoda E.M., Sacher J.R., Epperly M.W.,

Hirai K., Okazaki T. Molecules. 2018, 23, 2893-2901.

Goff J. P., Greenberger J.S., Wipf P. Org. Biomol.

doi 10.3390/molecules23112893

Chem.

2013,

25,

4147-4153. doi

10.1039/

C3OB40489G

17.

Barth B., Tkachenko B., Eußner J., Schreiner P.,

Dehnen S. Organometallics. 2014, 33, 1678-1688. doi

28.

Rohde J.J., Pliushchev M.A., Sorensen B.K., Wodka D.,

10.1021/om500014z

Shuai Q., Wang J. J. Med. Chem. 2007, 50, 149-164.

doi 10.1021/jm0609364

18.

Zulfiqar S., Mantione D., El Tall O., Sarwar M.I.,

Ruipérez F., Rothenbergere A., Mecerreyes D.

29.

Вишневский Е.Н., Кузьмин В.С., Голод Е.Л. ЖОрХ.

J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 8190-8197. doi 10.1039/

1996, 32, 1030-1035.

C6TA01457G

30.

Сорочинский А.Е., Александров А.М., Гама-

19.

Ивлева Е.А., Баймуратов М.Р., Малиновская Ю.А.,

лея В.Ф., Кухарь В.П. ЖОрХ. 1981, 17, 1461-1466.

Климочкин Ю.Н., Тыщенко В.А., Куликова И.А.,

31.

Зефирова О.Н., Нуриева Е.В., Зык Н.В. ЖОрХ.

Поздняков В.В., Овчинников К.А. Нефтехимия.

2005, 41, 1313-1315. [Zefirova O.N., Nurieva E.V.,

2019, 59, 684-689. [Ivleva E.A., Baimuratov M.R.,

Zyk N.V. Russ. J. Org. Chem. 2005, 41, 1286-1288.]

Malinovskaya Yu.A., Klimochkin Yu.N., Tyshchen-

doi 10.1007/s11178-005-0336-2

ko V.A., Kulikova I.A., Pozdnyakov V.V., Ovchinni-

32.

Климочкин Ю.Н., Леонова М.В., Моисеев И.К.,

kov K.A. Petrol. Chem. 2019, 59, 1235-1239.] doi

Александров А.М. ЖОрХ. 1997, 33, 387-392.

10.1134/S0965544119110082

33.

Zhao M.-X., Wang M.-X., Yu Ch.-Y., Huang Zh.-T.,

20.

Ивлева Е.А., Баймуратов М.Р., Ткаченко И.М.,

Fleet W.J.G. J. Org. Сhem. 2004, 63, 997-1000. doi

Малиновская Ю.А., Климочкин Ю.Н., Поздня-

10.1021/jo0351320

ков В.В., Бескова А.В., Тыщенко В.А., Рудяк К.Б.,

34.

He Z., Luo T., Hu M., Cao Y., Hu J. Angew. Chem.

Овчинников К.А. Нефтехимия. 2017, 57, 708-712.

2012, 51, 3944-3947. doi 10.1002/anie.201200140

[Ivleva E.A., Baimuratov M.R., Tkachenko I.M.,

35.

Narayanan V.L., Setescak L. J. Org. Chem. 1971, 36,

Malinovskaya Yu.A., Klimochkin Yu.N., Pozdnya-

4127-4129. doi 10.1021/jo00825a026

kov V.V., Beskova A.V., Tyshchenko V.A., Ru-

dyak K.B., Ovchinnikov K.A. Petrol. Chem. 2017, 57,

36.

Ширяев А.К., Моисеев И.К., Строганов В.Ф. А.С.

1088-1092.] doi 10.1134/S0965544117120040

1504972 (1985) СССР.

21.

Климочкин Ю.Н., Ивлева Е.А., Сержантова А.С.,

37.

Griffin W.P. Ruthenium Oxidation Complexes. Eds.

Ширяев А.К., Моисеев И.К. ЖОрХ.

2017,

53,

C. Bianchini, D.J. Cole-Hamilton, P.W.N.M. van

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 № 8 2020

1250

ИВЛЕВА и др.

Leeuwen. Dordrecht: Springer.

2011,

1-134. doi

44. Kao K.-H., Sheu R.-S., Chen Y.-S., Lin W.-W.,

10.1007/978-1-4020-9378-4_1

Liu J.-T., Ya C.-F. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1999,

38. McNeill E., Du Bois J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132,

16, 2383-2390. doi 10.1039/A901484E

10202-10204. doi 10.1021/ja1046999

45. Ye X.-Y., Yoon D., Chen S.Y., Nayeem A., Golla R.,

39. Климочкин Ю.Н., Моисеев И.К. ЖОрХ. 1988, 24,

Seethala R., Wang M. Gordon D.A., Robl J. Bioorg.

557-560.

Med. Chem. Lett. 2014, 24, 654-660. doi 10.1016/

40. Климочкин Ю.Н., Абрамов О.В., Моисеев И.К., Во-

логин М.Ф., Леонова М.В., Багрий Е.И. Нефтехи-

j.bmcl.2013.11.066

мия. 2000, 40, 454-457.

46. Аверина Н.В., Борисова Г.С., Зефирова О.Н., Се-

41. Климочкин Ю.Н., Леонова М.В., Моисеев И.К.

люнина Е.В., Зык Н.В., Зефиров Н.С. ЖОрХ. 2004,

ЖОрХ. 1997, 33, 381-386.

40, 528-532. [Averina N.V., Borisova G.S., Zefiro-

42. Ивлева Е.А., Гринь И.С., Учаев И.С., Климоч-

va O.N., Selyunina E.V., Zyk N.V., Zefirov N.S.

кин Ю.Н. ЖОрХ. 2020, 56, 402-413.

Russ. J. Org. Chem. 2004, 40, 497-501.] doi 10.1023/

43. Ширяев А.К., Моисеев И.К. ЖОХ. 1988, 58, 1680-

1681.

B:RUJO.0000036069.44467.04

Synthesis of Substituted Bridged Carboxylic Acids

of the Adamantane Series

E. A. Ivleva*, A. I. Morozova, I. D. Suchilin, A. K. Shiryaev, and Yu. N. Klimochkin

Samara State Technical University, 443100, Russia, Samara, ul. Molodogvardeiskaya 244

*e-mail: elena.a.ivleva@yandex.com

Received March 15, 2020; revised April 6, 2020; accepted April 12, 2020

A number of new 1,3,6-, 1,4,4-tri- and 1,3,6,6-tetrasubstituted polyfunctional derivatives was synthesized with

use bridged carboxylic acids of the adamantane series as a starting material. The reactions were carried out

in acidic media. A number of new aminoacids were synthesized from 1-acetylamino- and 1,3-diacetylamino

derivatives. The obtained compounds could be considered as a molecular platform for the synthesis of new

polymeric materials.

Keywords: 2-substituted adamantanes, oxidation, adamantane, carboxylic acids, aminoacids, system of sulfur

acid and nitrogen acid

ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 56 №8 2020