Synthesis of Adamantane Derivatives

Abstract

Undirected functionalization of adamantane by electrophilic oxidation proceeds mainly at the tertiary positions, owing to the higher reactivity of its C-H bonds and stability of electron deficient species, relative to the secondary positions. Ring contraction and expansion methods have been shown as a powerful tool to prepare such derivatives avoiding the reactivity constraints of undirected electrophilic oxidation reactions. Previous ring contraction methods proceeded under harsh conditions limiting their scope to simple alkyl substituents. In this work a new ring contraction method for the preparation of noradamantane derivatives from adamantane under mild conditions has been developed, enabling the presence of additional functional groups during the process. The new method utilizes the commercially available Burgess reagent for mild dehydration conditions of the starting material leading to 1,3- and 3,7-disubstituted (3-noradamantyl)methylene aldehydes, that were previously hard to obtain, if not unobtainable, and post functionalized to their corresponding protected amino-alcohols and diols. The method was also applied for the synthesis of protoadaman-4-one that is mainly synthesized through the deamination of 2-aminoadamantan-1-ol. The deamination method was also optimized for the preparation...

Substituce adamantanu neřízenou elektrofilní oxidací probíhá především na terciárních polohách v důsledku vyšší reaktivity jejich C-H vazeb a stabilitě elektronově chudých intermediátů, relativně vůči jeho sekundárním polohám. Metody založené na kontrakci a expanzi adamantanového skeletu se ukázaly jako silný nástroj, který obchází omezení kladené neřízenou elektrofilní substitucí a umožňuje tak přístup k poly-substituovaným derivátům v méně reaktivních polohách. Předchozí metody pro kontrakci adamantanového skeletu probíhaly za náročných podmínek, které omezily jejich aplikaci na substráty s jednoduchými alkylovými substituenty. V této práci byla vyvinuta jednoduchá metoda pro syntézu derivátů noradamantanu s využitím komerčně dostupného Burgessova činidla, která probíhá za jemných podmínek. Umožňuje tak přítomnost dalších funkčních skupin vedoucí tak k přípravě 1,3- a 3,7-disubstituovaných (3-noradamantyl)methylen aldehydů, které byly v minulosti obtížně připravitelné, ne-li nedostupné. Připravené deriváty byly dále modifikovány na jejich příslušné ochráněné amino-alkoholy nebo dioly. Nová metoda byla také aplikována pro přípravu protoadamantane-4-onu, který je syntetizován především deaminací 2-aminoadamantan-1-olu. Deaminační metoda byla optimalizována také pro přípravu (3-noradamantyl)methylen...