[发明专利]一种1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物及合成

说明书

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，涉及一种金刚烷化合物及其合成方法，尤其涉及一种1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物及合成方法。

背景技术

金刚烷是一种高度对称的饱和笼状烃，由10个碳原子和16个氢原子构成，在其分子量范围内，是已知分子中最接近球形的烃类分子。由于其具有刚性体系及对称性结构，所以决定了它具有以下独特的物理和化学性质：分子间相互作用力较弱，有良好润滑性；分子应变能低，热稳定性好，熔点高(是已知烃中最高熔点的一种有机物)；CH密度大，脂溶性好；无毒，无味，无臭，无色，易升华；具有亲油性，不溶于水，但微溶于苯；比苯的反应性低，但生成衍生物较易。

金刚烷分子中1,3,5,7四个叔碳原子上的氢原子具有较强的化学反应能力，可以生成一系列的取代衍生物，新生的化合物同时具有金刚烷和引进基团的双重性能。由于分子中氢原子可以同时或分别被取代，而且允许引进相同或不同的基团，故分子可设计性很强。金刚烷及其衍生物已在医药、功能高分子、润滑油、催化剂、表面活性剂、感光材料、农药等众多领域里得到广泛应用，被称为新一代精细化工原料。在医药领域，多金刚烷衍生物具有抗癌特性，金刚烷肉桂吡啶衍生物具有脑血管扩张功能，可用作脑血管扩张剂，与过去的肉桂吡啶相比，其毒性低，副作用少。金刚烷的骨架可作为脑中载体，如果在金刚烷骨架中加入已知药理效果的官能团，就可作为一种新药直接作用于大脑。金刚烷脂溶性好，可提高血中溶解度和改善吸收性能，有金刚烷骨架的头孢菌素的药理性远优于普通青霉素。目前金刚烷胺已经在临床治疗上用作抗病毒药物，可预防流感、治疗震颤性麻痹症等。在感光材料领域，将金刚烷骨架引入聚酯、聚氨酯、聚醚、聚砜、聚乙烯、环氧树脂等聚合物的主链或侧链， 能够显著提高聚合物的热稳定性、化学稳定性、光学稳定性、介电性能及力学性能，从而制成具有优良光学特性的化合物，可用作有机玻璃的涂料、光学纤维、感光材料、增感剂等。由于具有特殊的骨架结构，金刚烷及其衍生物具有密度大、热值高的特点，属于高能量、高密度物质，故金刚烷系化合物可能在军事及航天工业领域中显示出广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物。

本发明的另一是提供一种1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物的合成方法。

（一）1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物

本发明1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物，其结构如下：

由于该化合物是具有四个吡啶基和四个酯基的刚性配体，具有很好的配位能力，故可以和不同的金属盐合成出一系列功能性配合物。

（二）1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物的合成

本发明1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷化合物的合成方法，包括以下工艺步骤：

（1）1,3,5,7-四溴金刚烷的合成

以无水三氯化铝或无水溴化铝为催化剂，以金刚烷与液溴为原料，于70~100℃，反应5~24小时；反应产物先后用饱和硫酸钠水溶液、1~6M HCl处理以除去未反应的溴和催化剂，过滤，干燥；用CH₃CN或冰醋酸重结晶，得到棕黄色1,3,5,7-四溴金刚烷固体。

所述金刚烷与液溴的摩尔比为1:2~1:15；所述无水三氯化铝或无水三溴化铝的用量为金刚烷摩尔量的0.5~5倍。

在具体操作中，在无水三氯化铝或无水三溴化铝的作用下，先将金刚烷缓慢加入到液溴中，于-10～25℃下反应0.5～2小时，再升温至70~100℃，反应5~24小时。

（2）1,3,5,7-四羟基金刚烷的合成

以浓硫酸和硫酸银为催化剂，以1,3,5,7-四溴金刚烷为原料，于40~100℃反应5~24小时；过滤反应混合物，得到黑色粘稠状液体，用水稀释至浓度为40％~60％后，再用碱性溶液中和至Ph=7~8，蒸干溶液，干燥，然后将固体用无水乙醇抽提24~48小时，蒸干乙醇，用丙酮与乙醇或丙酮与甲醇的混合液重结晶，得到白色晶体。

所述1,3,5,7-四溴金刚烷与硫酸银的摩尔比为1:2~1:5，所述1,3,5,7-四溴金刚烷与浓硫酸的摩尔比为1:25~1:100。

所述的碱性溶液为质量浓度10~30％的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。

所述丙酮与乙醇或丙酮与甲醇的混合溶液中，丙酮与乙醇或甲醇的体积比为：10:1~30:1。

（3）1,3,5,7-四(4-吡啶基甲酰氧基)金刚烷的合成