新型金刚烷药物中间体的合成

论文摘要

金刚烷又名三环[3.3.1.13.7]癸烷,是一种由10个碳原子和16个氢原子构成的具有独特物理和化学性质的笼状烃,其1,3,5,7位4个桥头氢原子更容易发生取代、氧化、烷基化等反应,其潜在的衍生物种类及数量远超过苯衍生物,由此,金刚烷分子的可设计性很强,这使得其在医药、功能高分子、润滑剂、表面活性剂、催化剂、照相材料等方面具有广泛的用途,被誉为“新一代精细化学品原料”。本文综述了金刚烷在医药合成领域的应用,通过分子设计合成了三种新型金刚烷药物中间体：3-氨基-1-金刚烷甲醇,多巴酰胺和1,3-金刚烷二甲醇,并优化了合成条件。主要研究内容及结果如下：在浓硝酸和浓硫酸中,金刚烷甲酸与乙腈发生里特反应生成3-乙酰胺基-1-金刚烷甲酸,确定了最佳反应温度为10℃,反应物金刚烷甲酸、乙腈、硝酸、浓硫酸的最优摩尔比为0.07：0.77：0.72：1.9,反应时间5小时,产率为84%；3-乙酰胺基-1-金刚烷甲酸再经水解反应合成了3-氨基-1-金刚烷甲酸盐酸盐,反应温度为90℃,反应时间60小时,此条件下的产率为89%；3-氨基-1-金刚烷甲酸盐酸盐中和反应生成3-氨基-1-金刚烷甲酸,加入等摩尔量的氢氧化钠加热数分钟抽滤即可,产率89%；3-氨基-1-金刚烷甲酸在NaBH4/I2体系中,以四氢呋喃为溶剂发生还原反应生成3-氨基-1-金刚烷甲醇。确定了反应最佳温度为70℃,3-氨基-1-金刚烷甲酸,碘,氢氧化钠,硼氢化钠最优摩尔比为0.01：0.05：0.31：0.11,将溶有碘的四氢呋喃溶又缓慢加入到反应液中反应18h,再加入过量甲醇至澄清,旋干后加入20%的氢氧化钠溶液反应18h,产率为85%；经实验研究,反应总收率达到56%,采用红外光谱、核磁共振氢谱等对产物进行了结构鉴定,并提出了可能的反应机理。通过金刚烷在甲酸和浓硫酸的共同存在下反应合成了1-金刚烷甲酸,最优反应条件为：金刚烷、浓硫酸、叔丁醇、甲酸最优摩尔比为1：48：4：12；20℃反应1小时后,产率为57%；1-金刚烷甲酸酰氯化反应得到1-金刚烷甲酰氯,反应物1-金刚烷甲酸、二氯亚砜的最优摩尔配比为1：2,70℃反应5小时,产率为77%；1-金刚烷甲酰氯经过酰胺化反应合成了多巴酰胺,确定了反应最佳温度为0℃,1-金刚烷甲酰氯,三乙胺,乙醚,胡椒乙胺最优摩尔比为1：2：4：1,反应时间为3h。产率为73%。经实验研究,反应总收率达到32%,采用红外光谱、核磁共振氢谱等对产物进行了结构鉴定。无需经卤素取代反应,以金刚烷甲酸为原料,浓硫酸和硝酸为氧化剂进行亲核取代,在甲酸作用下通过类似里特（Ritter）反应一步氧化合成1,3-金刚烷二甲酸,确定了反应最佳温度为0℃,金刚烷甲酸、浓硫酸、硝酸、甲酸最优摩尔比为1：25：2：12,5小时内滴加甲酸,反应时间为1h,此条件下的产率为72%；再通过酰氯化，酯化,还原反应合成1,3-金刚烷二甲醇,确定了反应最佳温度为80℃,1,3-金刚烷二甲酸,氢化铝锂,四氢呋喃的摩尔比为4：1：5,反应时间为40h。产率为72%。经实验研究,反应总收率达到52%,采用红外光谱、核磁共振氢谱等对产物进行了结构鉴定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 金刚烷概述
• 1.1.1 金刚烷结构及物理性质
• 1.1.2 金刚烷的化学性质
• 1.2 金刚烷及其衍生物的应用
• 1.2.1 金刚烷及其衍生物在医药上的应用
• 1.2.2 金刚烷及其衍生物在功能材料上的应用
• 1.2.3 金刚烷及其衍生物在精细化工领域的应用
• 1.3 金刚烷衍生物的合成
• 1.3.1 金刚烷胺的合成
• 1.3.2 金刚乙胺的合成
• 1.3.3 美金刚胺的合成
• 1.3.4 曲金刚胺的合成
• 1.3.6 索金刚胺的合成
• 1.3.7 其它金刚烷类物质的合成
• 1.4 研究课题来源
• 1.5 课题研究的主要内容
• 1.6 本文特色与创新点
• 第二章 3-氨基-1-金刚烷甲醇的合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂与仪器
• 2.1.2 3-氨基-1-金刚烷甲醇的合成路线
• 2.1.3 3-氨基-1-金刚烷甲醇的合成方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 产物结构与表征
• 2.2.2 合成工艺与讨论
• 2.2.3 反应中可能的机理
• 2.3 本章小结
• 第三章 多巴酰胺的合成
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.2 多巴酰胺的合成路线
• 3.1.3 多巴酰胺的合成方法
• 3.1.4 薄层色谱
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 产物结构表征分析
• 3.2.2 1-金刚烷甲酸的合成工艺与讨论
• 3.2.3 多巴酰胺的合成工艺与讨论
• 3.3 本章小结
• 第四章 1,3-金刚烷二甲醇的合成
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂与仪器
• 4.1.2 1,3-金刚烷二甲醇的合成路线
• 4.1.3 1,3-金刚烷二甲醇的合成方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 产物结构表征分析
• 4.2.2 1,3-金刚烷二甲酸的合成工艺与讨论
• 4.2.3 1,3-金刚烷二甲醇的合成工艺与讨论
• 4.3 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢