Különböző típusú szubsztituensekkel rendelkező adamantán származékok hatása az indukált aggregációra - tézis. Az anyagról lényegében: adamantán és rimantadin Reakciók áthidaló pozíciók alapján

Mint már tudod, március óta egyikünk rendszeresen rovatot kezdett írni gyermekkorunk kedvenc magazinjában - „Kémia és élet”. A mostani szöveg egy olyan anyagról szól, amely a szerző kémiai „aláírása” lett – és néhány igen elterjedt vírusellenes gyógyszer alapja. Tehát ez a bejegyzés az adamantán és a rimantadine történetéről is szól

Számomra úgy tűnik, hogy itt az ideje, hogy bemutassuk a FION kiterjesztett változatát: „vezetéknév-utónév-patronim becenév” a szovjet FIO rövidítés helyett. Bevallom, nekem is van becenevem. Az interneten sokan adamanta becenéven (vagy az ismerősebb damantych néven) ismernek. Ez a szó még azokban a távoli években merült fel, amikor igazi vegyész voltam. Valójában ennek tiszteletére akartam magamnak adni az adamantán becenevet
egy gyönyörű szénhidrogén, és a görög „ellenállhatatlan” szó intett, de a papírformában csak nyolc doboz volt a betűk számára... Becenévként továbbra is ezt a kifogástalan molekulát használom, egyedülálló abban, hogy szerkezete egyrészt merev, másrészt mentes minden lehetséges térbeli feszültségtől, amely számos ciklikus molekulára jellemző.

1924. szeptember 21-27. Innsbruckban
A természettudósok nagy kongresszusára került sor. Többek között egy bizonyos Dekker nevű kémikus is felszólalt (az Angewante című tekintélyes folyóiratban a kongresszusról szóló jelentésben
Chemie", csak H. Deckerként jelenik meg Jénából) a "Routes of Diamond Synthesis" című riporttal. Ebben a jelentésben a hasonló szerkezetű szénhidrogének szintézisének lehetőségeit vette számba
gyémánt atomrácsát, és azt jósolta, hogy a 100-200 atomos molekulák
a szén már erősen fog hasonlítani a gyémánthoz. Ekkor említette a molekulát
„dekaterpén” C 10 H 16, némileg meglepett, hogy még nem szintetizálták.
Így került először a kémikusok figyelmébe a hipotetikus szénhidrogén adamantán.

A legérdekesebb dolog az, hogy egy pontosan ugyanolyan szerkezetű anyag már nagyon régóta ismert. Hasonló anyagot szintetizált a nagy Alekszandr Butlerov 1859-ben ammónia és formaldehid kölcsönhatásával. Ezt urotropinnak vagy hexametilén-tetraminnak hívják. Igaz, ennek a molekulának a szerkezeti egységei nem szénatomokat, hanem nitrogénatomokat tartalmaznak.

Alekszandr Butlerov

Urotropin

Ez az anyag még mindig jól ismert és a mindennapi életben használatos. A legtöbben száraz üzemanyagként ismerik, és fertőtlenítőszerként használják, és „methenaminnak” nevezik. Ez egyébként azon kevés esetek egyike, amikor egy jelenleg használt szintetikus gyógyászati ​​drognak több mint évszázados használati múltja van.

De térjünk vissza az adamantánkhoz. Ugyanebben 1924-ben a híres német vegyész, Hans Meerwein (nevének híres reagensének, a trietiloxónium-tetrafluoroborátnak a szerzője) végül megkísérelte a „dekaterpén” szintetizálását. A formaldehidet a malonsav-éterrel reagáltatta piperidin jelenlétében. Azonban egy olyan anyagot kaptak, amelyről kiderült, hogy nem egészen adamantán, és a „Meerwein-éter” nevet kapta.

Hans Meerwein

Meerwein étere

1933-ban az adamantán iránti érdeklődés még jobban megnőtt, mivel a tiszta anyagot a természetben - az olajban - találták. Landa és Machacek cseh petrolkémikusok izolálták a hodonini lelőhely termékeiből. A szintéziskísérletek folytatódtak, de további nyolc évig semmi sem működött. Sikertelen kísérlet például a phloroglucinol és a cyclohexanon szintézise.

A Nagy Honvédő Háború kezdetének évében a leendő Nobel-díjas, horvát-svájci kémikus (még nem költözött Zürichbe) Vladimir Prelog lépett be az üzletbe. Hans Meerwein kudarca felé fordult, és tovább „varázsolta” szintézise eredményét. Ennek eredményeként négy lépcsőben, egy százalék alatti hozammal sikerült a világ első szintetikus adamantánját előállítani.

Vlagyimir Prelog

Prelog szintézis

Az a tény, hogy az adamantánt a Prelog szintetizálta, nagyon szimbolikus. Végül is ő lett a modern sztereokémia megalapítója, az az ember, aki rendet hozott az optikailag aktív anyagok kémiai nómenklatúrájában. Az adamantán nemcsak szerkezete miatt figyelemre méltó – kiderült, hogy ez az első olyan anyag, amelynek királis központja magán a molekulán kívül van. Végül is az egész adamantán molekula egy szénatomhoz hasonlít. Ha négy különböző szubsztituenst „akaszt” (idézőjel nélkül?) a tercier szénatomokra, azok egy képzeletbeli tetraéder csúcsaiban helyezkednek el, és a molekula összeférhetetlen lesz a tükörképével. 1969-ben ilyen vegyületeket készítettek és optikai izomerekre különítették el. És az 1941 és 1969 között kialakult Kahn-Ingold-Prelog rendszer szerint kezdték el nevezni, amelynek létrehozásában az a személy vett részt a legaktívabban, aki először szintetizálta az adamantánt.

Az adamantán-származékok optikai izomereket tartalmazhatnak

De még mindig nem mondtunk semmit az ilyen molekulák gyakorlati előnyeiről. Valamivel több mint negyed évszázad telt el az adamantán első szintézise óta, és egyszerű származékát - az aminoadamantánt vagy amantadint - vírusellenes szerként kezdték használni.

amantadin

Kiderült, hogy ez a kis molekula nagyon veszélyes az influenzavírusra. Kicsit később kiderült, hogy az amantadin elég jól enyhíti a parkinsonizmus tüneteit - gyorsabban, mint a levodopa és minimális mellékhatással. Az adamantánok farmakokémiája még mindig ezekben az irányokban fejlődik. A két leghíresebb adamantán készítmény ezekre a területekre esik.

Az első a rimantadine. Ez is egy monoszubsztituált adamantán, amelyhez a CH3CHNH2 csoport kapcsolódik. Vírusellenes szerként már az amantadin előtt elkezdték tesztelni (ha az elsőt 1967-ben kapták meg, akkor a rimantadint - már 1963-ban). Még mindig aktívan használják számos vírus ellen - az influenza A-tól és a herpesztől a kullancs-encephalitisig. Elnyomja a vírusok reprodukcióját a kezdeti szakaszban - közvetlenül a sejtbe való belépés után.

Remantadine

A második a memantin. Ahogy a neve is sugallja, ez a gyógyszer befolyásolja a memóriát. Javítja az Alzheimer-kórban szenvedő betegek állapotát, de megpróbálják adaptálni a memantint más típusú demencia kezelésére.

Memantin

Tehát az adamantán, amely szinte véletlenül a kémiai jegyemmé vált, nemcsak formailag kifogástalan molekula, hanem érdekes és hasznos anyag, élénk életrajzával.

A membránon hétszer áthaladó receptorok ligandumkötő régióinak egyedi szerkezete lehetővé teszi különböző természetű és molekulatömegű ligandumok kötődését a Ca2+ esetében 32 kDa-tól a glikoproteinek esetében több mint 102 kDa-ig terjedő tartományban.

A leggyakoribb kis molekulatömegű hormonok (például az adrenalin és az acetilkolin) a hidrofób magon belüli helyekhez kötődnek (a). A peptid és fehérje ligandumok a receptor külső felületéhez kötődnek (b, c). Egyes kis molekulatömegű ligandumok, Ca2+ és aminosavak (glutamát, GABA) hosszú szakaszokhoz kötődnek az N-terminálison, indukálva azok átmenetét egy új konformációba, amelyben a hosszú szakasz kölcsönhatásba lép a receptorral (d). A proteáz (e) hasításával aktivált receptorok esetében az új N-terminális autoligandumként működik. A vágott peptid egy másik receptorral is kölcsönhatásba léphet.

1.3. Az adamantán származékok biológiai aktivitása

Az adamantán származékokat, mint fiziológiailag aktív anyagokat a 20. század 70-es évei óta széles körben alkalmazzák. Maga az adamantán (triciklodekán, C10H16) a híd típusú triciklusos naftének közé tartozik (6. ábra).

Rizs. 6. Az adamantán molekula szerkezete.

Molekulája három összeolvadt ciklohexángyűrűből áll, szék alakzatban. Az adamantán molekula térmodellje egy erősen szimmetrikus szerkezet, kis felülettel és jelentéktelen intermolekuláris kölcsönhatási erőkkel a kristályrácsban. A triciklusos szénhidrogének közül az adamantán a legstabilabb, ami az összes szénatom kötéseinek tetraéderes orientációjával és rögzített helyzetével magyarázható.

Az adamantán származékok biológiai aktivitása a térszerkezet szimmetriájának és térfogatának, az adamantán merev szénhidrogénvázának jelentős lipofilségének köszönhető, amely lehetővé teszi számukra, hogy könnyen áthatoljanak a biológiai membránokon. Ezért a szerves vegyületek adamantil gyökkel történő módosítása jelentősen megváltoztatja biológiai aktivitásukat, gyakran fokozza azt. A spin-címkés módszerrel kimutatták, hogy a lipid kettősrétegbe kerülő adamantán képes a foszfolipidek kettősrétegére jellemző metiléncsoportok hexagonális tömörödését elpusztítani és a foszfolipidek alkilláncainak axiális elrendeződését megzavarni, ezáltal módosítani a funkcionális tulajdonságokat. sejtmembránokról. Figyelembe véve a biológiai membránok lipidjei metiléncsoportjainak elrendeződésének fontosságát, mint a membránhoz kapcsolt enzimek működésében, az adamantán közvetett hatása figyelhető meg ezek aktivitására.

Eddig több mint 1000 új adamantán származékot állítottak elő. A farmakológiai vizsgálatok kimutatták, hogy közöttük vannak kifejezett pszichotróp, immunotróp, vírusellenes, curare-szerű, antikataleptikus, antiallergiás hatású anyagok, valamint olyan vegyületek, amelyek befolyásolják a máj enzimrendszerét. Az adamantánkarbonsavamidok antibakteriális hatást mutatnak.

Vannak adatok az enkefalin molekula adamantán sorozat aminosavakkal történő módosításának eredményeiről. Az enkefalin molekula 5. pozíciójába bevitt (S)-adamantilanin rezisztenciát ad az opioid peptidnek olyan enzimekkel szemben, amelyek könnyen elpusztítják a módosítatlan enkefalint (kimotripszin, pronáz, semleges proteáz, termolizin).

Kimutatták, hogy a nitrogéntartalmú származékok fiziológiai aktivitással rendelkeznek. Az elsőként 1966-ban az 1-aminoadamantán-hidroklorid lépett be az orvosi gyakorlatba, amelynek vírusellenes hatása van az A2 típusú vírustörzsek ellen: midantan, symmetrel, amantadin. Ezeket a gyógyszereket a légúti betegségek megelőzésére használják, mivel képesek megakadályozni a vírus behatolását a sejtbe. Feltételezhető, hogy ezek a gyógyszerek a vírusszaporodás kezdeti szakaszában képesek működni, blokkolva a vírusspecifikus RNS szintézisét. Az adamantán egyes aminoszármazékainak vírusellenes hatása összefügg a PKC-gátló képességükkel. A remantadin (polyrem, flumadine), mint lipofil gyenge bázis, képes növelni az endoszomális tartalmak pH-ját és megakadályozni a vírus fehérjementesülését.

A klinikai gyakorlatban olyan gyógyszereket is alkalmaznak a kezelésre, mint az acyclovir (virolex, herpesin, zovirax, lizavir, supraviran), didanozin, foszkarnet (triapten), ganciklovir (cymevene), lamivudin, ribavirin (virazol, ribamidil), stavudin, trifluridin. vírusos betegségek, vidarabin, zalcitabin (hivid), zidovudin (azidotimidin, retrovir). A legtöbb ilyen gyógyszer azonban viszonylag szűk vírusellenes hatásspektrummal rendelkezik, hátrányuk a különféle mellékhatások jelenléte, rezisztens vírustörzsek megjelenése stb.

Az alkiladamantán-származékok antivirális hatással is rendelkeznek az A2 típusú vírustörzsek ellen: 1-hidroxi-3,5-dimetil-7-etil-adamantán, 1-metoxi-3,5-dimetil-adamantán, amelyek a midantántól eltérően magas vírusellenes hatást mutattak a rhinovírusok és a herpes simplex törzsek ellen. . Az adamantánamidok számos hidroxi-, halogén- és merkapto-származéka szintén vírusellenes hatással rendelkezik.

Kimutatták, hogy az amantadin képes megakadályozni a szarkóma gócok kialakulását csírakultúrákban, más adamantán származékok altatóként, maláriaellenes gyógyszerként és rovarölőként szolgálhatnak. A HIV-fertőzött humán limfoblasztoid sejtekkel végzett kísérletek kimutatták, hogy egyes adamantán-származékok HIV-ellenes aktivitással rendelkeznek. A midantánt a neurológiai klinikán a Parkinson-kór és a parkinson-szindróma kezelésére használják. Hasonló aktivitást mutatnak a 3,5,7-alkil-szubsztituált 1-amino-adamantánok savkloridjai, amelyek közül néhány dopamin antagonista tulajdonságokkal rendelkezik. Egyes kvaterner ammóniumbázisok 2-adamantil-gyökkel perifériásan ható izomrelaxánsként működhetnek (curare-szerű aktivitás). Az 1-amino-adamantán és a 3,3-diamino-1,1-diadamantil származékai antikataleptikus hatásúak. Az adamantiokarbonsav dialkil-amin-észterei baktericid, fungicid és herbicid hatást mutatnak. A β-(1-adamantán)-propionsav nátriumsója choleretikus hatású. Az 1-adamantil-ammónium-β-klór-etiloxaminoát és néhány más 1-AdCH2OCH2CH(OH)CH2NRR΄ típusú adamantán-származék érzéstelenítő hatású.

Az 5-nitro-8-hidroxi-kinolinhoz hasonló antibakteriális hatást fejtenek ki az N-(nitro-fenil)-adamantil-karboxamidok és az adamantil-szubsztituált N-(1-metil-piridinium)-jodidok.

A perfluorozott adamantánt mesterséges vér alkotóelemeként használják. Bizonyíték van az adamantán-származékok antiaggregációs képességére a vérlemezke-aggregáció különböző útjaival kapcsolatban.

A cikk tartalma

ADAMANTHANE– C 10 H 16 összetételű triciklusos áthidalt szénhidrogén, amelynek molekulája három ciklohexángyűrűből áll; Az adamantán molekulában a szénatomok térbeli elrendezése megegyezik a gyémánt kristályrácséval. A szisztematikus nómenklatúra szerint az adamantánt triciklodekánnak kell nevezni.

Az adamantánt általában a következő módok egyikén ábrázolják:

A szerves kémiában kevés olyan anyag található, amelyek óriási érdeklődést váltottak ki a vegyészek körében szerte a világon. Ilyen vegyületek közé tartozik a benzol, a ferrocén, a karborán, a fullerének és az adamantán szerkezete, és vannak más molekulaszerkezetek is, amelyek felkeltették és felkeltik a szerves vegyészek érdeklődését. Ez valószínűleg nagyrészt maguknak a molekuláknak a szokatlan szerkezetének, különösen a nagyfokú szimmetriájának köszönhető.

Az adamantán szerkezete.

Az adamantán molekula szénváza hasonló a gyémánt szerkezeti egységéhez.

Ezért az „adamantane” név a görög „adamas” - gyémánt szóból származik. Az adamantán kísérletileg kapott szerkezeti jellemzői:

Szinte minden adamantán-származék hasonló szerkezetű, ami az adamantánváz nagy stabilitásának köszönhető. Az Adamantán a gyémántszerű szerkezetű szénhidrogéncsalád homológ sorozatának alapítója, a diamantán, a triamantán stb.:

Az adamantán kémiája alapján a modern szerves kémia egyik területe keletkezett és fejlődött - a szerves poliéderek kémiája.

Az adamantán alacsony molekulatömege ellenére a telített szénhidrogéneknél szokatlanul magas olvadásponttal rendelkezik - 269 °C. Ez a szokatlanul magas hőmérséklet a merev gyémántszerű adamantán molekula nagy szimmetriájának köszönhető. Ugyanakkor a kristályrácsban a viszonylag gyenge intermolekuláris kölcsönhatás azt a tényt eredményezi, hogy a szénhidrogén könnyen szublimál, részben még szobahőmérsékleten is.

Magától az adamantántól eltérően az alkilcsoporttal szubsztituált vegyületei sokkal alacsonyabb hőmérsékleten olvadnak meg (1-metil-adamantán - 103 °C-on és 1-etil-adamantán -58 °C-on), a molekula szimmetriájának megsértése és az áramlás növekedése miatt. egységeinek vibrációs és forgási mobilitása.

Annak ellenére, hogy az adamantánban nincs aszimmetrikus szénatom (a tetraéder csúcsaiban négy különböző szubsztituenshez kötődő szénatom), a csomópontokban négy különböző szubsztituenst tartalmazó adamantán-származékok optikailag aktívak. Az ilyen adamantán-származékok molekulájának középpontja egy feltételezett aszimmetrikus szénatom szerepét tölti be.

Ebben az esetben az optikai aktivitás egy speciális aszimmetria megjelenésének köszönhető - a molekuláris tetraéder aszimmetriájának. Az ilyen csatlakozások optikai elforgatásának mértéke kicsi, és ritkán haladja meg az 1°-ot.

A szubsztituált adamantánokra az optikai mellett a szerkezeti izoméria is jellemző, attól függően, hogy a központi vagy az áthidaló szénatomhoz kapcsolódik-e egy szubsztituens. Például 1- és 2-propiladamantánok lehetségesek:

Az egy áthidaló szubsztituenst tartalmazó diszubsztituált adamantán származékok esetén ennek a szubsztituensnek a térbeli orientációja axiális lehet ( A) vagy egyenlítői ( e), attól függően, hogy a szubsztituens hol helyezkedik el a ciklohexángyűrű mindkét szubsztituensre közös síkjához viszonyítva (az ábrán félkövéren van szedve), vagy cisz- és transz-ként is megjelölhető. Például az 1,3-dibróm-adamantán esetében két izomer lehetséges: 1,3 A -dibromadamantán és 1,3 e - dibromadamantán, ill.

Adamantán és alkilszármazékainak előállítása

Az egyetlen természetes termék, amely adamantánt és homológjait tartalmazza, az olaj. Az adamantánt először S. Landa és V. Machacek a Hodonin-mezőről (egykori Csehszlovákia) származó olaj tanulmányozása során szerezték be 1933-ban. Az olaj alacsony adamantántartalma miatt (általában nem haladja meg a 0,001 tömegszázalékot) azonban ebből a nyersanyagból előállítása nem praktikus. Az adamantán mennyisége a különböző típusú olajokban az olaj kémiai természetétől függ. A legmagasabb adamantán tartalom a naftén típusú olajban van. Ezzel szemben a paraffinos olaj sokkal kisebb mennyiségben tartalmaz adamantánt. Az olaj adamantán alkilszármazékait is tartalmazza, különösen 1-metil-, 2-metil-adamantánt és 1-etil-adamantánt.

Mivel az adamantán olajból való izolálását bonyolítja alacsony tartalma, ennek az anyagnak a kémiai szintézisére szolgáló módszereket fejlesztettek ki.

Az adamantánt először 1941-ben, a svájci Prelog állította elő szintetikusan a következő séma szerint:

Az adamantán összhozama azonban csak 1,5% volt. A fenti szintézis továbbfejlesztett változatait javasolták, de a szintézis bonyolultsága, valamint a szubsztituált adamantánok szintetizálásának gyakorlati lehetetlensége korlátozza ennek a módszernek a preparatív értékét.

Az adamantán könnyen hozzáférhető nyersanyagokból történő előállítására iparilag alkalmas módszert javasolt és implementált Schleyer 1957-ben. Az eljárás egy triciklusos szénhidrogén (a szisztematikus nómenklatúra szerint triciklodekán) adamantánná történő katalitikus izomerizálásából áll:

A módszer gyakorlatilag érdekes, mivel a ciklopentadién teljesen hozzáférhető anyag (kőolajfrakciók krakkolásából nyerik melléktermékként), és könnyen dimerizálódik. Az alkalmazott katalizátortól függően az adamantán hozama széles tartományban változik. Különféle erős Lewis-savak, például AlCl 3, SbF 5 használhatók katalizátorként. A hozam 15 és 40% között mozog.

Ez a módszer alkalmas különféle alkilcsoporttal szubsztituált adamantánok szintetikus előállítására is:

Jellemző, hogy az alkilcsoportok jelenléte jelentősen növeli a végső izomerizációs termékek hozamát.

Az alkil-adamantánok nagy hozamát a 12–14 szénatomos triciklusos perhidroaromás szénhidrogének (perhidroacenaftén, perhidrofluorén, perhidroantracén és egyéb szénhidrogének) izomerizálásával (alumínium-halogenidekkel vagy ezeken alapuló komplexekkel) érik el.

A kitermelés az utolsó reakcióban 96%.

A kiindulási vegyületek hozzáférhetősége (a szénkokszolás folyékony termékeiből a megfelelő aromás szénhidrogének könnyen izolálhatók jelentős mennyiségben) és a végső izomerizációs termékek magas hozama iparilag vonzóvá teszi ezt a módszert.

A folyadékfázisú katalitikus izomerizálás ismertetett módszerei katalizátorokat (AlCl 3, SbF 5) alkalmaznak, amelyeknek számos jelentős hátránya van: fokozott korróziós aktivitás, instabilitás, a regeneráció lehetetlensége, valamint a reakció során jelentős mennyiségű gyanta képződése. Ez indokolta a policikloalkánok izomer átalakulását fém-oxidok bázisán nyert stabil heterogén savtípusú katalizátorok felhasználásával. Alumínium-oxid alapú katalizátorokat javasoltak, amelyek lehetővé teszik alkil-adamantánok előállítását akár 70%-os kitermeléssel.

A policikloalkánok izomerizálására szolgáló katalitikus eljárások hatékony módszerek az adamantán-sorozatú szénhidrogének előállítására, ezek közül sok preparatív értékkel rendelkezik, és ipari méretekben valósítják meg az adamantán előállítását a hidrogénezett ciklopentadién-dimer izomerizálásával.

Azonban a molekulatömeg növekedésével és a ciklusok számának növekedésével a kiindulási szénhidrogénben az adamantanoid szénhidrogénekké való átrendeződés sebessége lelassul. Egyes esetekben az izomerizációs módszerek nem adják meg a kívánt eredményt. Így segítségükkel nem lehet 2-szubsztituált alkil- és aril-adamantánokat előállítani, ráadásul a reakciótermékek általában több izomer keverékéből állnak, és ezeket szét kell választani, ezért szintetikus módszerek a termeléshez; az adamantán sorozat szénhidrogénjei, funkcionális adamantán származékok kiindulási anyagként történő felhasználásán, valamint ciklizációs eljárásokon - az adamantán szerkezetének megalkotása alifás mono- és biciklusos vegyületeken. A funkcionális származékokon alapuló szintéziseket széles körben alkalmazzák egyedi alkil-, cikloalkil- és aril-adamantánok előállítására. A ciklizálási módszereket általában többfunkciós adamantán-származékok, adamantán-szénhidrogének és származékaik szintézisében alkalmazzák.

Az 1-metil-adamantán egyik első sikeres szintézise egy 1-bróm-adamantánon alapuló többlépcsős szintézis volt (az adamantil-gyököt általában Adnak jelölik a reakciósémákban):

Később az 1-metiladamantán szintézisének más, hatékonyabb módjait is találták.

Az alábbiakban ismertetett módszer a csomópontokban többszörösen szubsztituált alkil-adamantánok szintézisének általános módszere. Lehetővé teszi a szénhidrogénlánc fokozatos növelésével különböző hosszúságú, normál szerkezetű alkilcsoportokat tartalmazó alkil-adamantanok előállítását.

Az áthidaló pozíciókban szubsztituált adamantán származékok közvetlen szintézise az adamantán mag áthidaló szénatomjainak alacsony reaktivitása miatt nehézkes. Az adamantán 2-alkil-származékainak szintéziséhez Grignard-reagensek vagy alkil-lítium-származékok és könnyen hozzáférhető adamantanon kölcsönhatását használják. Így a 2-metiladamantán a következő séma szerint állítható elő:

Ami az adamantán szerkezetek előállítására szolgáló egyéb módszereket illeti, a legelterjedtebbek a biciklononán-származékok ciklizálásával történő szintézis módszerei. Bár ezek a módszerek többlépésesek, lehetővé teszik olyan adamantán-származékok előállítását, amelyek szubsztituensei másként nehezen szintetizálhatók:

Az adamanatán mag csomópontjainak funkcionalizálása.

Ismeretes, hogy a telített szénhidrogéneket, beleértve az adamantánt is, alacsonyabb reakciókészség jellemzi a telítetlen és aromás szénhidrogénekhez képest. Ennek oka az sp 3 -hibridizált szénatomok által alkotott összes C-C kötés korlátozó jellege. A vázszerkezetű telített szénhidrogének is csak s-kötéseket tartalmaznak, azonban szerkezetük olyan sajátosságai, mint a metilénhidakkal váltakozó tercier szénatomok jelenléte és a ketrec terjedelmes szerkezete növelik e vegyületek reakciókészségét, különösen ionos reakciókban. . Az adamantán viszonylag nagy reaktivitása az ionos reakciókban annak a tulajdonságának köszönhető, hogy meglehetősen stabil karbokationt képez. Az adamantil-karbokation képződését különösen az antimon-pentafluorid 1-fluor-adamantánra gyakorolt ​​hatása során rögzítették:

Az adamantil-kation 1-klór-, oxiadamantánokból is keletkezik szupersavakban (SbF 5) vagy „varázssavban” (SbF 5 HSO 3 F-ben) SO 2 és SO 2 ClF környezetben.

A leggyakoribb ionos reakciók, amelyek az adamantán mag csomópontjaiban fordulnak elő:

Az adamantánt és származékait általában molekuláris brómmal brómozzák folyékony fázisban, ez egy Lewis-sav által katalizált ionos folyamat, amely érzéketlen a gyökös iniciátorokra. A Friedel–Crafts katalizátorok használata lehetővé teszi az adamantán atommag csomópontjainál mind a négy hidrogénatom brómmal való helyettesítését:

Ionos halogénezés körülményei között a folyamat szelektíven megy végbe az adamantán mag központi szénatomjain.

Az ionos halogénezéssel ellentétben magának az adamantánnak és származékainak szabad gyökös halogénezése 1- és 2-szubsztituált származékokból álló termékek keverékéhez vezet.

Az adamantán-fluor-származékok előállításához 1-adamantanolt használnak:

A halogénezett adamantánokat széles körben használják más, funkcionálisan szubsztituált adamantánok szintézisére. Az adamantán-halogénszármazékok reakcióképessége nagyobb, mint a többi telített szénhidrogéné. Az adamantán kénsavval történő oxidációja fontos preparatív módszer, mivel lehetővé teszi az adamantán nagy hozamú előállítását:

Ugyanakkor az adamantán és a tömény kénsav kölcsönhatása trifluor-ecetsavanhidrid közegben lehetővé teszi 1- és 2-adamantanolok keverékének előállítását, amelyek közül az első domináns tartalma:

Az adamantán sorozat karbonsavainak szintetizálására leggyakrabban a karboxilezési reakciót alkalmazzák. Koch és Haaf volt az első, aki 1960-ban végezte el az 1-adamantán-karbonsav közvetlen szintézisét ilyen módon. A reakciót tömény kénsavban vagy óleumban hajtjuk végre, ami biztosítja az adamantil-kationok képződését.

Az adamantán szokatlan szerkezete ellenére a reakciók, amelyekbe belép, meglehetősen hagyományosak a szerves kémiában. Az adamantán sajátossága vagy az adamantil-gyök nagy méretével kapcsolatos sztérikus hatások, vagy egy viszonylag stabil adamantil-kation képződésének lehetősége miatt nyilvánul meg.

Alkalmazás.

Az adamantán-származékok felhasználási lehetőségeit egy sor specifikus tulajdonság határozza meg: az adamantil gyök viszonylag nagy mérete (átmérője 5Å), magas lipofilitás (nem poláros oldószerekben való oldhatóság) és konformációs merevség. Az utolsó két tulajdonság különösen fontos új gyógyszerek létrehozásakor. Az adamantil gyök bejuttatása általában növeli az anyag termikus stabilitását, valamint oxidációval és sugárzással szembeni ellenállását, ami különösen fontos speciális tulajdonságokkal rendelkező polimerek előállítása során.

Mindez új gyógyszerek, polimer anyagok, üzemanyag- és olajadalékok, robbanóanyagok, folyékony rakéta-üzemanyagok, valamint az adamantán-származékokon alapuló gáz-folyadék kromatográfiához szükséges állófázisok nagyszabású kutatását ösztönözte.

Magát az adamantánt jelenleg nem használják, de számos származékát széles körben használják.

Az adamantán származékokat leginkább a gyógyszerészeti gyakorlatban használják.

Így a rimantadin (1-(1-adamantil)etil-amin-hidroklorid) és az adapromin (a-propil-1-adamantil-etil-amin-hidroklorid) gyógyszerként használatos a vírusfertőzések hatékony megelőzésére, valamint az amantadin (1-amino-adamantán-hidroklorid) és a glutantán (1-aminoadamantán-glükuronid) hatékony a különböző okok által okozott parkinsonizmus, különösen a neuroleptikus és poszttraumás szindróma ellen.

Az adamantán polimer analógjait vírusellenes vegyületekként szabadalmaztatták, beleértve a HIV-vel kapcsolatban az adamantán polimer analógjait is.

A szubsztituált adamantán-karbonsavamidok altatóként szolgálhatnak. A 2-hidroxi-naftokinonba egy adamantil-maradék bevitele maláriaellenes gyógyszerek termeléséhez vezet. Az adamantil-amino-alkoholok és sóik kifejezett pszichostimuláló hatásúak és enyhén mérgezőek. Néhány N-(adamant-2-il)anilin neurotróp aktivitást mutat, és az N-(adamant-2-il)-hexametilénimin biológiai aktivitása a parkinson-szindrómával kapcsolatban nyilvánul meg.

Az adamantán alkilszármazékait, különösen az 1,3-dimetil-adamantánt munkafolyadékként használják egyes hidraulikus berendezésekben. Alkalmazásuk megvalósíthatóságát a dialkil-származékok nagy termikus stabilitása, alacsony toxicitása, valamint a kritikus hőmérséklet és a forráspont közötti nagy különbség magyarázza.

A nagy molekulatömegű vegyületek kémiájában az adamantil szubsztituens bevezetése sok esetben lehetővé tette a polimer anyagok teljesítményjellemzőinek javítását. Az adamantil-fragmenst tartalmazó polimerek jellemzően hőállóak, és a lágyuláspontjuk meglehetősen magas. Meglehetősen ellenállóak a hidrolízissel, oxidációval és fotolízissel szemben. Ezen tulajdonságok tekintetében az adamantán tartalmú polimer anyagok felülmúlják számos jól ismert ipari polimert, és a technológia különböző területein alkalmazhatók szerkezeti, elektromos szigetelő és egyéb anyagokként.

Vlagyimir Korolkov

A kámfor egy bicikloteptán származék. A természetes kámfort a kámforfából (Kína, Japán) nyerik vízgőz-desztillációval. A racém kámfor (3) a-pinénből (1) a formiáton keresztül szintetizálódik (2) Gerjeszti a központi idegrendszert (CNS), serkenti a légzést és az anyagcsere folyamatokat a szívizomban (kardiotonikus) Szívelégtelenség, gyógyszeres mérgezés esetén írják elő és altatók, valamint bedörzsölésre reuma esetén Az atom bemutatása

A bróm a ketoncsoporthoz képest drámai módon megváltoztatja a kámfor-származék farmakológiai képét. A brómkámfor (4) javítja a szívműködést, nyugtató tulajdonságokkal rendelkezik és megnyugtatja a központi idegrendszert. Neuraszténiára és szívneurózisokra használják:

A policiklusos adamantán rendszer származékait vírusellenes szerekként javasolták. Az 1-amino-adamantánt (8) (midantán, amantadin) az adamantán (5) réz jelenlétében történő brómozásával állítják elő 1-bróm-adamantánná (6), amelyet az 1-formil-amino-származékká (7) alakítanak át formamid hatása. Ez utóbbi hidrolízise HCl jelenlétében midantánhoz (az első szintetikus influenza elleni gyógyszerhez) vezet. Az aminoadamantán 1-klór-glükuronsavval bázis jelenlétében történő alkilezésével glükuronidját (9) kapják (a gludantán a parkinsonizmus és a vírusos szembetegségek - kötőhártya-gyulladás) kezelésére szolgáló gyógyszer:

(Egy másik fippózis elleni gyógyszert, a rimantadint (13) úgy állítják elő, hogy a (6) vegyületben a brómot karboxilcsoportra cserélik, az óleumban lévő hangyasavval (ez a rendszer termeli a szubsztitív hidroxikarbonilezéshez szükséges CO-t). Ezután a (10) sav tionil-klorid segítségével savkloriddá alakítják, amely

etoximagnézium-malion-diészterrel kezeljük és acil-származékká alakítjuk (11). Izolálás nélkül disavvá hidrolizálják, majd az utóbbit dekarboxilezik, így 4-acetil-adamantánt (12) kapnak. A (12) vegyületet ezután formamid/hangyasav rendszerben reduktív aminálásnak vetjük alá, aminek eredményeként a (13) rimantadin: