유도된 응집에 대한 다양한 유형의 치환기를 갖는 아다만탄 유도체의 영향 - 논문. 본질적으로 물질에 대하여: 아다만탄과 리만타딘 가교 위치에 따른 반응

이미 알고 있듯이, 우리 중 한 명은 3월부터 어린 시절 가장 좋아했던 잡지인 "화학과 생명"에 정기 칼럼을 쓰기 시작했습니다. 현재 텍스트는 저자의 화학적 "서명"이자 매우 일반적인 항바이러스제의 기초가 된 물질에 관한 것입니다. 그래서 이번 포스팅은 아다만탄의 역사와 리만타딘의 역사에 관한 것입니다.

우리 시대에는 소련 약어 FIO 대신 "성-이름-후의적 별명"이라는 FION의 확장 버전을 도입할 때가 된 것 같습니다. 인정해요, 나에게도 별명이 있어요. 인터넷상의 많은 사람들이 나를 adamanta(또는 더 친숙한 damantych)라는 별명으로 알고 있습니다. 이 단어는 제가 진짜 화학자였던 먼 옛날에 일어났습니다. 사실 저는 아다만탄이라는 별명을 붙이고 싶었어요.
아름다운 탄화수소와 그리스어 단어 "저항할 수 없음"이 손짓했지만 종이 형태에는 편지 상자가 8개 밖에 없었습니다... 나는 여전히 이 완벽한 분자를 별명으로 사용합니다. 한편으로는 그 구조가 단단하다는 점에서 독특합니다. 반면에 많은 고리형 분자의 특징인 가능한 모든 공간 장력이 없습니다.

1924년 9월 21~27일 인스브루크
자연주의자들의 주요 회의가 열렸습니다. 그중에서도 Decker라는 특정 화학자가 이에 대해 연설했습니다(권위 있는 저널 Angewante에 게재된 회의 보고서에서).
Chemie", 그는 "다이아몬드 합성 경로"에 대한 보고서와 함께 Jena의 H. Decker로만 나타납니다. 이 보고서에서 그는 다음과 유사한 구조를 가진 탄화수소를 합성할 수 있는 가능성을 고려했습니다.
다이아몬드의 원자 격자는 100-200개의 원자를 가진 분자를 예측했습니다.
탄소는 이미 다이아몬드와 매우 유사합니다. 그때 그는 분자에 대해 언급했습니다.
"decaterpen" C 10 H 16, 아직 합성되지 않았다는 사실에 다소 놀랐습니다.
이것이 가상의 탄화수소 아다만탄이 처음으로 화학자들의 관심을 끌게 된 방법입니다.

가장 흥미로운 점은 완전히 동일한 구조를 가진 물질이 아주 오랫동안 알려져 왔다는 것입니다. 비슷한 물질이 1859년에 알렉산더 부틀레로프(Alexander Butlerov)에 의해 암모니아와 포름알데히드의 상호작용에 의해 합성되었습니다. 유로트로핀 또는 헥사메틸렌테트라민이라고 합니다. 사실, 이 분자의 구조 단위에는 탄소 원자가 아니라 질소 원자가 포함되어 있습니다.

알렉산더 버틀레로프

유로트로핀

이 물질은 아직도 잘 알려져 있으며 일상생활에서 사용되고 있습니다. 대부분의 사람들은 이것을 건조 연료로 알고 있지만 의사들은 이를 방부제로 사용하며 "메테나민"이라고 부릅니다. 그건 그렇고, 이것은 현재 사용되는 합성 의약품이 100년 이상의 사용 역사를 가지고 있는 몇 안 되는 사례 중 하나입니다.

하지만 우리의 아다만타네스로 돌아가자. 같은 1924년에 독일의 유명한 화학자 Hans Meerwein(그의 이름을 딴 유명한 시약인 트리에틸옥소늄 테트라플루오로보레이트의 저자)이 마침내 "데카테르펜" 합성을 시도했습니다. 그는 피페리딘이 있는 상태에서 포름알데히드를 말로닉 에테르와 반응시켰습니다. 그러나 아다만탄이 아닌 것으로 밝혀진 물질이 얻어졌는데, 이를 "미어바인 에테르"라고 불렀습니다.

한스 미어바인

미어바인의 에테르

1933년에는 순수한 물질이 자연, 즉 석유에서 발견되었기 때문에 아다만탄에 대한 관심이 더욱 높아졌습니다. 체코의 석유화학자인 Landa와 Machacek은 이를 Hodonin 매장지의 생성물로부터 분리했습니다. 합성을 위한 시도는 계속되었지만 이후 8년 동안 아무런 효과가 없었습니다. 실패한 시도의 예는 플로로글루시놀과 사이클로헥사논의 합성입니다.

위대한 애국 전쟁이 시작된 해에 미래의 노벨상 수상자이자 크로아티아-스위스 화학자 (그는 아직 취리히로 이사하지 않았 음) Vladimir Prelog가 사업에 뛰어 들었습니다. 그는 Hans Meerwein의 실패에 눈을 돌리고 그의 합성 결과를 계속해서 "연상"했습니다. 그 결과, 4단계에 걸쳐 1% 미만의 수율로 세계 최초의 합성 아다만탄을 얻었습니다.

블라디미르 서문

프리로그 합성

아다만테인이 Prelog에 의해 합성되었다는 사실은 매우 상징적입니다. 결국, 광학 활성 물질의 화학적 명명법에 질서를 부여한 사람은 현대 입체 화학의 창시자가 된 사람이었습니다. Adamantane은 그 구조뿐만 아니라 분자 자체 외부에 키랄 중심을 가진 최초의 물질로 밝혀졌습니다. 결국 전체 아다만테인 분자는 하나의 탄소 원자와 유사합니다. 3차 탄소 원자에 4개의 서로 다른 치환체를 "걸면"(인용부호 없이?), 이들은 가상의 사면체의 꼭지점에 위치하게 되며 분자는 거울 이미지와 호환되지 않게 됩니다. 1969년에 이러한 화합물이 제조되어 광학 이성질체로 분리되었습니다. 그리고 그들은 1941년에서 1969년 사이에 발생한 Kahn-Ingold-Prelog 시스템에 따라 호출되기 시작했으며, 처음으로 아다만테인을 합성한 사람이 가장 적극적으로 참여했습니다.

Adamantane 유도체는 광학 이성질체를 가질 수 있습니다.

그러나 우리는 그러한 분자의 실질적인 이점에 대해서는 아직 아무 말도 하지 않았습니다. adamantane의 첫 번째 합성 이후 25년이 조금 넘는 시간이 지났고 그 간단한 파생물인aminoadamantane 또는 amantadine이 항바이러스제로 사용되기 시작했습니다.

아만타딘

이 소분자는 인플루엔자 바이러스에 매우 위험한 것으로 밝혀졌습니다. 조금 후에 아만타딘이 레보도파보다 빠르고 부작용을 최소화하면서 파킨슨증 증상을 아주 잘 완화한다는 것이 밝혀졌습니다. 아다만탄의 약리화학은 여전히 ​​이러한 방향으로 발전하고 있습니다. 가장 유명한 두 가지 아다만테인 제제가 이 영역에 속합니다.

첫 번째는 리만타딘입니다. 이것은 또한 CH3CHNH2 그룹이 부착된 일치환 아다만탄입니다. 아만타딘 이전에도 항바이러스제로 테스트되기 시작했습니다(첫 번째 제품이 1967년에 접수된 경우 리만타딘은 1963년에 접수됨). 인플루엔자 A 및 헤르페스에서 진드기 매개 뇌염에 이르기까지 다양한 바이러스에 대해 여전히 적극적으로 사용됩니다. 바이러스가 세포에 들어간 직후 초기 단계에서 바이러스의 번식을 억제합니다.

리만타딘

두 번째는 메만틴이다. 이름에서 알 수 있듯이 이 약은 기억력에 영향을 미칩니다. 알츠하이머병 환자의 경우 이를 개선하지만 메만틴을 다른 유형의 치매 치료에 적용하려고 노력하고 있습니다.

메만틴

그래서 우연히 나의 화학적 특징이 된 아다만탄은 형태가 흠잡을 데 없는 분자일 뿐만 아니라 생생한 전기를 지닌 흥미롭고 유용한 물질입니다.

막을 일곱 번 통과하는 수용체의 리간드 결합 영역의 독특한 구조는 Ca2+의 경우 32에서 당단백질의 경우 102kDa 이상까지 광범위한 범위의 다양한 성질과 분자량의 리간드의 결합을 허용합니다.

가장 일반적인 저분자량 호르몬(예: 에피네프린 및 아세틸콜린)은 소수성 코어(a) 내의 부위에 결합합니다. 펩타이드와 단백질 리간드는 수용체의 외부 표면에 부착됩니다(b, c). 일부 저분자량 리간드인 Ca2+ 및 아미노산(글루타메이트, GABA)은 N 말단의 긴 부분에 결합하여 긴 부분이 수용체와 상호작용하는 새로운 형태로의 전이를 유도합니다(d). 프로테아제(e)를 절단하여 활성화된 수용체의 경우, 새로운 N-말단이 자가리간드로 작용합니다. 절단된 펩타이드는 또 다른 수용체와 상호작용할 수도 있습니다.

1.3. 아다만탄 유도체의 생물학적 활성

아다만테인 유도체는 생리활성물질로서 20세기 70년대부터 널리 사용되어 왔습니다. Adamantane 자체(tricyclodecane, C10H16)는 브리지 유형의 삼환식 나프텐에 속합니다(그림 6).

쌀. 6. 아다만테인 분자의 구조.

그 분자는 의자 형태의 3개의 융합된 시클로헥산 고리로 구성됩니다. 아다만테인 분자의 공간 모델은 표면이 작고 결정 격자에서 분자간 상호 작용의 힘이 미미한 고도로 대칭적인 구조입니다. 모든 삼환식 탄화수소 중에서 아다만탄은 가장 안정적이며 이는 모든 탄소 원자 결합의 사면체 방향과 고정된 위치로 설명됩니다.

아다만탄 유도체의 생물학적 활성은 공간 구조의 대칭성과 부피, 아다만탄의 견고한 탄화수소 프레임의 중요한 친유성으로 인해 생물학적 막을 쉽게 침투할 수 있게 해줍니다. 따라서 아다만틸 라디칼을 사용한 유기 화합물의 변형은 생물학적 활성을 크게 변화시켜 종종 향상시킵니다. 스핀 라벨 방법을 사용하여 지질 이중층에 들어가는 아다만탄은 인지질 이중층의 특징인 메틸렌 그룹의 육각형 패킹을 파괴하고 인지질 알킬 사슬의 축 배열을 파괴하여 기능적 특성을 변형시킬 수 있음을 보여주었습니다. 세포막의. 막 관련 효소의 기능에 대한 요인으로서 생물학적 막의 지질의 메틸렌 그룹 배열 순서의 중요성을 고려하면 아다만탄이 그 활성에 미치는 간접적인 영향을 주목할 수 있습니다.

현재까지 1000개 이상의 새로운 아다만탄 유도체가 합성되었습니다. 약리학 연구에서는 뚜렷한 향정신성, 면역성, 항바이러스성, 큐라레 유사성, 항강직성, 항알레르기성 활성을 갖는 물질뿐만 아니라 간의 효소 시스템에 영향을 미치는 화합물이 존재함을 보여주었습니다. 아다만탄카르복실산 아미드는 항균 활성을 나타냅니다.

아다만탄 계열의 아미노산으로 엔케팔린 분자를 변형한 결과에 대한 데이터가 있습니다. 엔케팔린 분자의 5번 위치에 도입된 (S)-아다만틸라닌은 변형되지 않은 엔케팔린(키모트립신, 프로나제, 중성 프로테아제, 써모리신)을 쉽게 파괴하는 효소에 대한 오피오이드 펩타이드 저항성을 부여합니다.

질소 함유 유도체에는 생리 활성이 있는 것으로 나타났습니다. 1966년에 처음으로 의료 분야에 진출한 것은 1-아미노아다만탄 염산염으로, 브랜드 이름은 미단탄(midantan), 시메트렐(symmetrel), 아만타딘(amantadine)입니다. 이 약물은 바이러스가 세포 내로 침투하는 것을 차단하는 능력이 있기 때문에 호흡기 질환을 예방하는 데 사용됩니다. 이들 약물은 바이러스 증식의 초기 단계에서 작용하여 바이러스 특이적 RNA의 합성을 차단할 수 있는 것으로 추정됩니다. 아다만탄의 일부 아미노 유도체의 항바이러스 활성은 PKC를 억제하는 능력과 관련이 있습니다. 친유성 약염기인 Remantadine(polyrem, flumadine)은 엔도솜 내용물의 pH를 증가시키고 바이러스의 탈단백질화를 방지할 수 있습니다.

임상에서는 아시클로버(비롤렉스, 헤르페신, 조비락스, 리자비르, 수프라비란), 디다노신, 포스카넷(트리아프텐), 간시클로비르(사이메벤), 라미부딘, 리바비린(비라졸, 리바미딜), 스타부딘, 트리플루리딘 등의 약물도 치료에 사용된다. 바이러스성 질환의 경우, 비다라빈, 잘시타빈(hivid), 지도부딘(아지도티미딘, 레트로비르). 그러나 이들 약물의 대부분은 상대적으로 좁은 항바이러스 작용 스펙트럼을 가지고 있으며, 단점은 다양한 부작용이 존재하고 내성 바이러스 종의 출현 등이 있다는 것입니다.

알킬라다만탄 유도체는 또한 A2형 바이러스 계통에 대해 항바이러스 활성을 나타냅니다. 1-하이드록시-3,5디메틸-7-에틸아다만탄, 1-메톡시-3,5디메틸아다만탄은 미단탄과 달리 코뿔소 바이러스 및 단순 포진 계통에 대해 높은 항바이러스 활성을 나타냅니다. . 아다만탄 아미드의 다수의 하이드록시-, 할로겐- 및 메르캅토-유도체도 항바이러스 활성을 가지고 있습니다.

아만타딘은 배아 배양에서 육종 발병을 예방할 수 있는 것으로 나타났습니다. 다른 아다만탄 유도체는 최면제, 항말라리아제 및 살충제 역할을 할 수 있습니다. HIV에 감염된 인간 림프구 세포를 사용한 실험에서는 일부 아다만탄 유도체가 항 HIV 활성을 갖는 것으로 나타났습니다. 미단탄은 파킨슨병과 파킨슨증후군 치료를 위해 신경과 진료소에서 사용됩니다. 유사한 활성이 3,5,7-알킬 치환 1-아미노아다만탄의 산 염화물에서도 나타납니다. 이 중 일부는 도파민 길항 특성을 가지고 있습니다. 2-아다만틸 라디칼을 갖는 일부 4차 암모늄 염기는 말초적으로 작용하는 근육 이완제(큐라레 유사 활성)로 작용할 수 있습니다. 1-아미노아다만탄과 3,3-디아미노-1,1-디아다만틸의 유도체는 항강직 활성을 가지며, 아다만탄카르복실산과 아다만탄티올의 인산염 및 그 유도체는 정균 효과를 갖습니다. 아다만티오카르복실산의 디알킬아민 에스테르는 살균, 살균, 제초 활성을 나타냅니다. β-(1-adamantane)-프로피온산의 나트륨염은 choleretic 효과가 있습니다. 1-아다만틸암모늄-β-클로로에틸옥사미노에이트 및 1-AdCH2OCH2CH(OH)CH2NRR΄ 유형의 일부 기타 아다만탄 유도체는 마취 효과가 있습니다.

N-(니트로페닐)-아다만틸-카르복사미드 및 아다만틸 치환 N-(1-메틸피리디늄) 요오드에 의해 항균 약물인 5-니트로-8-히드록시퀴놀린과 비슷한 항균 효과가 발휘됩니다.

과불소화아다만탄은 인공혈액의 성분으로 사용됩니다. 혈소판 응집의 다양한 경로와 관련하여 아다만탄 유도체의 항응집 능력에 대한 증거가 있습니다.

기사의 내용

아다만탄– 분자가 3개의 시클로헥산 고리로 구성된 C 10 H 16 조성의 삼환식 가교 탄화수소; 아다만테인 분자의 탄소 원자의 공간 배열은 다이아몬드 결정 격자의 배열과 동일합니다. 체계적인 명명법에 따르면 아다만탄은 트리사이클로데칸이라고 불러야 합니다.

일반적으로 아다만테인은 다음 방법 중 하나로 표시됩니다.

유기화학에는 전 세계 화학자들의 엄청난 관심을 불러일으키는 소수의 물질이 있습니다. 그러한 화합물 중에는 벤젠, 페로센, 카르보란, 풀러렌 및 아다만탄의 구조가 있으며, 유기 화학자들의 관심을 불러일으키고 불러일으키는 다른 분자 구조도 있습니다. 이는 아마도 분자 자체의 특이한 구조, 특히 높은 대칭성 때문일 것입니다.

아다만테인의 구조.

아다만테인 분자의 탄소 골격은 다이아몬드의 구조 단위와 유사합니다.

이것이 바로 "adamantane"이라는 이름이 그리스어 "adamas"(다이아몬드)에서 유래한 이유입니다. 실험적으로 얻은 아다만테인의 구조적 특성:

유사한 구조가 거의 모든 아다만탄 유도체에서 유지되는데, 이는 아다만탄 골격의 높은 안정성 때문입니다. Adamantane은 다이아몬드와 같은 구조, diamantane, triamantane 등을 가진 탄화수소 계열의 동종 계열의 창시자입니다.

아다만테인의 화학을 바탕으로 현대 유기화학 분야 중 하나인 유기 다면체 화학이 생겨나고 발전했습니다.

Adamantane은 저분자량에도 불구하고 포화 탄화수소에 대해 비정상적으로 높은 융점(269°C)을 가지고 있습니다. 이 비정상적으로 높은 온도는 단단한 다이아몬드형 아다만탄 분자의 높은 대칭성 때문입니다. 동시에 결정 격자의 상대적으로 약한 분자간 상호 작용으로 인해 탄화수소는 실온에서도 부분적으로 쉽게 승화됩니다.

아다만탄 자체와는 달리, 알킬 치환 화합물은 분자의 대칭성을 위반하고 분자의 증가로 인해 훨씬 ​​낮은 온도(1-메틸아다만탄 - 103°C, 1-에틸아다만탄 - -58°C)에서 녹습니다. 해당 장치의 진동 및 회전 이동성.

아다만탄(사면체의 꼭지점에 위치한 4개의 서로 다른 치환기에 결합된 탄소 원자)에 비대칭 탄소 원자가 없음에도 불구하고 노드 위치에 4개의 서로 다른 치환기를 포함하는 아다만탄 유도체는 광학적으로 활성입니다. 이러한 아다만탄 유도체의 분자 중심은 가상의 비대칭 탄소 원자 역할을 합니다.

이 경우 광학 활동은 특별한 유형의 비대칭, 즉 분자 사면체의 비대칭의 출현으로 인해 발생합니다. 이러한 연결의 광학 회전량은 작으며 1°를 초과하는 경우가 거의 없습니다.

광학적 외에도 치환된 아다만탄은 치환기가 중심 탄소 원자에 부착되어 있는지 아니면 가교 탄소 원자에 부착되어 있는지에 따라 구조적 이성질체를 특징으로 합니다. 예를 들어 각각 1- 및 2-프로필아다만탄이 가능합니다.

하나의 가교 치환기를 갖는 이치환된 아다만탄 유도체의 경우, 이 치환기의 공간적 방향은 축 방향일 수 있습니다( ㅏ) 또는 적도( 이자형), 두 치환기에 공통된 시클로헥산 고리 평면에 대한 치환기의 위치에 따라(그림에 굵은 글씨로 표시), 또는 시스- 및 트랜스-로 지정될 수 있습니다. 예를 들어, 1,3-dibromoadamantane의 경우 두 가지 이성질체가 가능합니다: 1,3 ㅏ -디브로마다만탄 및 1,3 이자형 -디브로마다만탄, 각각:

아다만탄 및 그 알킬 유도체의 제조

아다만탄과 그 동족체를 함유한 유일한 천연 제품은 오일입니다. Adamantane은 S. Landa와 V. Machacek이 1933년 Hodonin 유전(구 체코슬로바키아)에서 석유를 연구하는 동안 처음 얻었습니다. 그러나 오일 내 아다만탄의 함량이 낮기 때문에(보통 0.001중량%를 초과하지 않음) 이 원료로부터의 아다만탄 생산은 비실용적입니다. 다양한 유형의 오일에 들어 있는 아다만탄의 양은 오일의 화학적 성질에 따라 다릅니다. 아다만탄 함량이 가장 높은 것은 나프텐계 오일입니다. 대조적으로, 파라핀 오일은 훨씬 적은 양의 아다만탄을 함유하고 있습니다. 오일에는 또한 아다만탄의 알킬 유도체, 특히 1-메틸, 2-메틸아다만탄 및 1-에틸 아다만탄이 포함되어 있습니다.

오일에서 아다만탄을 분리하는 것은 함량이 낮기 때문에 복잡하기 때문에 이 물질의 화학적 합성 방법이 개발되었습니다.

처음으로 아다만탄은 1941년에 다음 계획에 따라 Swiss Prelog에 의해 합성적으로 얻어졌습니다.

그러나 아다만탄의 총 수율은 1.5%에 불과했다. 위 합성의 개선된 버전이 제안되었지만 합성이 복잡하고 치환된 아다만탄을 합성하는 것이 실제로 불가능하기 때문에 이 방법의 제조 가치가 제한됩니다.

쉽게 구할 수 있는 원료로부터 아다만탄을 합성하기 위한 산업적으로 적합한 방법이 1957년 Schleyer에 의해 제안되고 구현되었습니다. 이 방법은 삼환계 탄화수소(체계적인 명명법에 따라 - 트리사이클로데칸)를 아다만탄으로 촉매 이성질체화하는 것으로 구성됩니다.

사이클로펜타디엔은 완전히 접근 가능한 물질(부산물인 석유 유분의 분해에서 얻어짐)이고 쉽게 이량체화되기 때문에 이 방법은 실질적으로 흥미롭습니다. 사용된 촉매에 따라 아다만탄 수율은 광범위하게 다양합니다. AlCl3, SbF5와 같은 다양한 강한 루이스산을 촉매로 사용할 수 있습니다. 수익률은 15~40%입니다.

이 방법은 다양한 알킬 치환 아다만탄의 합성 제조에도 적합합니다.

알킬기의 존재가 최종 이성질화 생성물의 수율을 크게 증가시키는 것이 특징입니다.

높은 수율의 알킬아다만탄은 C12~C14 조성의 삼환식 과히드로방향족 탄화수소(퍼히드로아세나프텐, 과히드로플루오렌, 과히드로안트라센 및 기타 탄화수소)의 이성질체화(알루미늄 할로겐화물 또는 이를 기반으로 한 복합체)를 통해 얻습니다.

마지막 반응의 수율은 96%이다.

출발 화합물(해당 방향족 탄화수소는 석탄 코킹의 액체 생성물로부터 상당한 양으로 쉽게 분리됨)의 가용성과 최종 이성질체화 생성물의 높은 수율로 인해 이 방법이 산업적으로 매력적입니다.

설명된 액상 촉매 이성질체화 방법은 촉매(AlCl3, SbF5)를 사용하는데, 이는 부식 활성 증가, 불안정성, 재생 불가능, 반응 중 상당량의 수지 형성 등 여러 가지 중요한 단점이 있습니다. 이것이 금속 산화물을 기반으로 얻은 안정적인 이종 산형 촉매를 사용하여 폴리사이클로알칸의 이성질체 변환을 연구하는 이유였습니다. 최대 70%의 수율로 알킬아다만탄을 얻을 수 있는 산화알루미늄 기반 촉매가 제안되었습니다.

폴리사이클로알칸의 이성질화를 위한 촉매 방법은 아다만탄 계열의 탄화수소를 생산하는 효과적인 방법이며, 이들 중 대부분은 제조 가치가 있으며, 수소화된 사이클로펜타디엔 이량체의 이성질화를 통해 아다만탄을 얻는 공정은 산업적 규모로 구현됩니다.

그러나 분자량이 증가하고 모 탄화수소의 순환 수가 증가함에 따라 아다만타노이드 탄화수소로의 재배열 속도가 느려집니다. 어떤 경우에는 이성질체화 방법으로 원하는 결과를 얻을 수 없습니다. 따라서 이들의 도움으로 2-치환된 알킬 및 아릴아다만탄을 얻는 것이 불가능하며, 또한 반응 생성물은 일반적으로 여러 이성질체의 혼합물로 구성되며 분리가 필요하므로 합성 방법 기능성 아다만탄 유도체를 출발 물질로 사용하는 아다만탄 계열의 탄화수소와 고리화 방법 - 지방족 단환식 및 이환식 화합물을 기반으로 아다만탄의 구조를 구성합니다. 기능성 유도체를 기반으로 한 합성은 개별 알킬-, 시클로알킬- 및 아릴아다만탄을 얻기 위해 널리 사용됩니다. 고리화 방법은 일반적으로 다작용성 아다만탄 유도체, 아다만탄 탄화수소 및 그 유도체의 합성에 사용됩니다.

1-메틸아다만탄의 첫 번째 성공적인 합성 중 하나는 1-브로모아다만탄(아다만틸 라디칼은 일반적으로 반응식에서 Ad로 지정됨)을 기반으로 하는 다단계 합성이었습니다.

나중에 1-메틸아다만탄을 합성하는 더 효과적인 다른 방법이 발견되었습니다.

아래에 제시된 방법은 노드 위치에서 다치환된 알킬아다만탄의 합성을 위한 일반적인 방법으로 간주될 수 있습니다. 이는 탄화수소 사슬을 점진적으로 증가시킴으로써 정상 구조의 알킬기의 길이가 다른 알킬아다만탄을 얻을 수 있습니다.

아다만탄 코어의 가교 탄소 원자의 낮은 반응성으로 인해 가교 위치에 치환된 아다만탄 유도체의 직접적인 합성은 어렵습니다. 아다만탄의 2-알킬 유도체를 합성하기 위해 그리냐르 시약 또는 알킬 리튬 유도체와 쉽게 구할 수 있는 아다만타논의 상호작용이 사용됩니다. 따라서, 2-메틸아다만탄은 다음 도식에 따라 얻을 수 있습니다:

아다만탄 구조를 얻는 다른 방법 중 가장 일반적인 방법은 바이사이클로노난 유도체의 고리화에 의한 합성 방법입니다. 이러한 방법은 다단계이지만 다른 방법으로는 합성하기 어려운 치환기를 갖는 아다만탄 유도체를 제조할 수 있습니다.

adamanatane 코어의 노드 위치 기능화.

아다만탄을 포함한 포화 탄화수소는 불포화 및 방향족 탄화수소에 비해 반응성이 낮은 것이 특징인 것으로 알려져 있습니다. 이는 sp 3 -혼성화된 탄소 원자에 의해 형성된 모든 C-C 결합의 제한적인 특성 때문입니다. 프레임워크 구조를 가진 포화 탄화수소에는 s-결합만 포함되어 있지만 메틸렌 브릿지가 번갈아 나타나는 여러 개의 3차 탄소 원자가 존재하고 케이지의 부피가 큰 구조와 같은 구조의 특징은 특히 이온 반응에서 이러한 화합물의 반응성을 증가시킵니다. . 이온 반응에서 아다만탄의 상대적으로 높은 반응성은 상당히 안정적인 탄수화물을 형성하는 특성 때문입니다. 아다만틸 탄수화물의 형성은 특히 1-플루오로아다만탄에 대한 오불화안티몬의 작용 중에 기록되었습니다.

아다만틸 양이온은 또한 SO 2 및 SO 2 ClF 환경에서 초강산(SbF 5) 또는 "마법산"(HSO 3 F의 SbF 5)의 1-클로로-, 옥시아다만탄에서 생성됩니다.

아다만테인 핵의 노드 위치에서 발생하는 가장 일반적인 이온 반응은 다음과 같습니다.

아다만테인과 그 유도체는 일반적으로 액체 상태에서 분자 브롬에 의해 브롬화됩니다. 이 과정은 루이스산에 의해 촉매되고 라디칼 개시제에 둔감합니다. Friedel-Crafts 촉매를 사용하면 아다만탄 핵의 노드 위치에 있는 수소 원자 4개를 모두 브롬으로 대체할 수 있습니다.

이온 할로겐화 조건에서 이 과정은 아다만탄 핵의 중심 탄소 원자에서 선택적으로 발생합니다.

이온성 할로겐화와 달리, 아다만탄 자체와 그 유도체의 자유 라디칼 할로겐화는 1-치환 유도체와 2-치환 유도체로 구성된 생성물의 혼합물을 생성합니다.

아다만탄 불소 유도체를 얻기 위해 1-아다만탄올이 사용됩니다:

할로겐화 아다만탄은 기능적으로 치환된 다른 아다만탄의 합성에 널리 사용됩니다. 아다만탄 할로겐 유도체의 반응성은 다른 포화 탄화수소의 반응성보다 큽니다. 아다만탄을 황산으로 산화시키는 것은 아다만타논을 높은 수율로 얻을 수 있기 때문에 중요한 제조 방법입니다.

동시에, 트리플루오로아세트산 무수물 매질에서 아다만탄과 진한 황산의 상호작용을 통해 1- 및 2-아다만탄올의 혼합물을 얻을 수 있으며, 그 중 첫 번째 함량이 우세합니다.

아다만탄 계열의 카르복실산을 합성하기 위해 카르복실화 반응이 가장 자주 사용됩니다. Koch와 Haaf는 1960년에 이러한 방식으로 1-아다만탄카르복실산의 직접 합성을 처음으로 수행했습니다. 반응은 아다만틸 양이온의 형성을 보장하는 농축 황산 또는 발연황산에서 수행됩니다.

아다만테인의 특이한 구조에도 불구하고, 이것이 들어가는 반응은 유기화학에서 매우 전통적입니다. 아다만탄의 특이성은 아다만틸 라디칼의 큰 크기와 관련된 입체 효과 또는 상대적으로 안정적인 아다만틸 양이온을 형성할 가능성으로 인해 나타납니다.

애플리케이션.

아다만탄 유도체 사용에 대한 전망은 아다만틸 라디칼의 상대적으로 큰 크기(직경 5Å), 높은 친유성(비극성 용매에 대한 용해도) 및 구조적 강성 등 일련의 특정 특성에 의해 결정됩니다. 마지막 두 가지 속성은 신약을 만들 때 특히 중요합니다. 아다만틸 라디칼의 도입은 일반적으로 물질의 열 안정성과 산화 및 방사선 노출에 대한 저항성을 증가시키며, 이는 특히 특정 특성을 가진 폴리머를 생산할 때 중요합니다.

이 모든 것이 신약, 고분자 물질, 연료 및 오일 첨가제, 폭발물, 액체 로켓 연료, 아다만탄 유도체 기반 기체-액체 크로마토그래피용 고정상에 대한 대규모 검색을 자극했습니다.

Adamantane 자체는 현재 사용되지 않지만 여러 파생물이 널리 사용됩니다.

Adamantane 유도체는 주로 제약 실습에 사용됩니다.

따라서 약물 리만타딘(1-(1-아다만틸)에틸아민 염산염)과 아다프로민(a-프로필-1-아다만틸-에틸아민 염산염)은 바이러스 감염을 효과적으로 예방하는 약물로 사용되며, 아만타딘(1-아미노아다만탄 염산염)은 및 글루탄탄(1-aminoadamantane glucuronide)은 다양한 원인으로 인한 파킨슨증, 특히 신경이완제 및 외상후 증후군에 효과적입니다.

아다만탄의 고분자 유사체는 HIV와 관련된 아다만탄의 고분자 유사체를 포함하여 항바이러스 화합물로 특허를 받았습니다.

치환된 아다만탄 카르복실산 아미드는 최면제 역할을 할 수 있습니다. 2-하이드록시나프토퀴논에 아다만틸 잔기를 도입하면 항말라리아 약물이 생성됩니다. 아다만틸 아미노 알코올과 그 염은 뚜렷한 정신 자극 효과가 있으며 약간 독성이 있습니다. 일부 N-(아다만트-2-일)아닐린은 신경성 활성을 나타내며, N-(아다만트-2-일)헥사메틸렌이민의 생물학적 활성은 파킨슨병 증후군과 관련하여 나타납니다.

아다만탄의 알킬 유도체, 특히 1,3-디메틸아다만탄은 일부 유압 설비에서 작동 유체로 사용됩니다. 사용 가능성은 디알킬 유도체의 높은 열 안정성, 낮은 독성 및 임계 온도와 끓는점 간의 큰 차이로 설명됩니다.

고분자 화합물의 화학에서는 아다만틸 치환체의 도입으로 고분자 재료의 성능 특성을 향상시키는 것이 많은 경우에 가능해졌습니다. 일반적으로 아다만틸 조각을 포함하는 폴리머는 내열성이 있고 연화점이 상당히 높습니다. 그들은 가수분해, 산화 및 광분해에 매우 강합니다. 이러한 특성 측면에서 아다만탄 함유 고분자 재료는 잘 알려진 많은 산업용 고분자보다 우수하며 구조, 전기 절연 및 기타 재료와 같은 다양한 기술 분야에 응용할 수 있습니다.

블라디미르 코롤코프

장뇌는 바이사이클로테인 유도체입니다. 천연 장뇌는 장뇌(중국, 일본)에서 증기 증류를 통해 얻습니다. 라세미 장뇌(3)는 a-pinene(1)에서 formate(2)를 거쳐 합성됩니다. 중추신경계(CNS)를 자극하고 심근의 호흡 및 대사 과정을 자극합니다(강심). 심부전, 약물 중독에 처방됩니다. 수면제, 류머티즘 마찰용 원자 도입

케톤 그룹의 위치에 있는 브롬은 장뇌 유도체의 약리학적 특성을 극적으로 변화시킵니다. 심장 활동을 개선하는 브롬캠퍼(4)는 진정 효과를 얻고 중추 신경계를 진정시킵니다. 신경쇠약증과 심장 신경증에 사용됩니다.

다환식 아다만탄 시스템의 유도체가 항바이러스제로 제안되었습니다. 1-아미노-아다만탄(8)(미단탄, 아만타딘)은 구리 존재 하에 아다만탄(5)을 브롬화하여 1-브로모아다만탄(6)으로 만들고, 이는 다음 과정에 의해 1-포르밀-아미노 유도체(7)로 전환됩니다. 포름아미드의 작용. HCl 존재 하에서 후자를 가수분해하면 미단탄(최초의 합성 항인플루엔자 약물)이 생성됩니다. 염기가 있는 상태에서 1-클로로글루쿠론산으로 아미노아다만탄을 알킬화하면 글루쿠로나이드(9)가 얻어집니다(글루단탄은 파킨슨증 및 바이러스성 안질환(결막염) 치료를 위한 의약 물질입니다).

(또 다른 항자극증제인 리만타딘(13)은 화합물(6)의 브롬을 카르복실기로 대체하여 올레움의 포름산과 작용하여 합성됩니다(이 시스템은 치환적 히드록시카르보닐화에 필요한 CO를 생성합니다). 다음으로 산(10)은 염화티오닐을 사용하여 산 염화물로 전환되었습니다.

에톡시마그네슘 말론산 디에스테르로 처리하고 아실 유도체로 전환합니다(11). 이는 분리되지 않고 이산으로 가수분해되고, 후자는 탈카르복실화되어 4-아세틸아다만탄(12)을 생성합니다. 이어서, 화합물(12)을 포름아미드/포름산 시스템에서 환원성 아민화시켜 리만타딘(13)을 생성합니다: