Способ получения мезо-арилзамещенных порфиринов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗО-АРИЛЗАМЕЩЕНННХ .ПОРФИРИНОВ общей формулы КчБг ..Кз где а)Кз-ОСНз; ,R и б)R -Rj-H; в)Rj-OCH ; R,R -R -Н; г)R -OClIji Р, j-Rj-H; Д)RJ И Rj-OCHj ;R ,R И Rj-H; ° И Rj-OClI, iR.-Py-H; ж)R, и R -CHj;Rj R и Ry-H;з )R И R.-OHj ;R ,R И R,-H; и) Rj и Rj-CH ;R, ,R и R,,-H; K) Bj-NOj ; R, ,Rj-R -H, Взаимодействием пиррола с бензальдегидом или. его замещенными в органическом растворителе при температуре кипения реакционной смеси, о т лич аюп и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, повышения выхода и расширения ассортимента целевых продуктов , процесс ведут в сглеси ксилол - хлоруксусная кислота /Л с концентрацией хлоруксусной кислоты с последующей нейтрализацией или .подкислением реакционной сглеси концентрированной соляной кис- g лотой. 00 да 4 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5Р С 67 Р 487/22.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДВУВВВНВНУ В ВНВВУВВЬВТВУ

Н

МВ

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 3378113/23-04 (22) 06.01.82 (46) 15.10.84. Бюл. М 38 (72) А.С.Семейкин, O.H.Kîéôìàí и Б.Д.Березин (71) Ивановский ордена Трудового

Красного Знамени .химико-технологический институт (53) 547.979.733.07 (088.8) (56) 1. Adler А.D. eC а1.-J.Amer.

Chem. Бос., 1967, vol, 32, р. 476. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗО-АРИЛЗАИЕЩЕННИХ ПОРФИРИНОВ обцей формулы

Ею 2

„.Я0„„42 А

a) R> 0CR3 R,,R2 Rà a R> б) R -R 6-Н; в) Н ОСН В Rq TRg Н НВ д) Н и Н -ОСН,;я,R и R -Н; вэаимодействйем йиррола с бензальдегидом или.его замешенными в органическом растворителе при температуре кипения реакционной смеси, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрошения процесса, повышения выхода и расширения ассортимента целевых-продуктов, процесс ведут в смеси ксилол — хлоруксусная кислота с концентрацией хлоруксусной кислоты 3-10% с последующей нейтралиэа" цией или подкислением реакционной смеси концентрированной соляной кислотой.

1118642

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения мезо-арилзамещенных порфиринов, которые могут быть, использованы для синтеза катализаторов различных химическик процессов и моделей биокатализаторов.

Известен способ получения мезоарилзамешенннх порфиринов общей формулы

Bq 32

By . где а) Н,,Н2,Н,,Н и Н =Н;

)заключающийся во взаймодействии зквимолярных количеств пиррола и бензальдегида или его соответствующего замещенного в среде пропионовой кйслоты при температуре кипения последней. Смесь охлаждается, порфирин от-. фильтровывается и хроматографируется.

Выход порфиринов в зависимости от природы замещенного бенэальдегида составляет 2013% (1j.

Недостатком способа является низкий выход и сложность выделения целевых продуктов °

Цель изобретения - упрощение процесса, повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения мезо-арилэамещенных профиринов общей формулы

З

Зз г Rg

1 .ГДЕ a) Нз ОСН,;R,R,R И Н =Н;

6) Rg -Н5 в) R,-ОСН;Н Н Н -Н г) R =ОСН;Б -Ну =Н;

Д) R и В=ОСИ;Н,R H R =H; заключающемуся во взаймодействии зк10 вимолярных количеств пиррола с бензальдегидом или его замещенными в органическом растворителе при температуре кипения реакционной смеси, процесс ведут в смеси ксилол — хлоруксусная кислота с концентрацией хлоруксусной кислоты 3-10% с последующей нейтрализацией или подкислением реакционной сиеси концентрированной соляной кислотой.

Проведение процесса при других концентрациях хлоруксусной кислоты, как следует из примеров, не дает желаемых результатов.

П р и и е р 1. Синтез тетра(ь-ме токсифенил ) порфина (а ) .

В трехгорлой колбе с водоотделителек, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 3,3 r (1%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль! пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в 50 мп ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь

35)) фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окрас ки раствора с зеленой на красно-ко ричневую, затем отфильтровывают оса° док тетра(-иетоксифенил) орфина, 40 проиывают его иетанолои и высушивают..Выход 2,38 г. (18%) .

Продукт загрязнен смолообразными . веществами,от которых можно. избавиться только длительной промывкой ие45 танолои.

П р и и е р 2, К нагретому до кипения раствору 9,3 r (3%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по капляи раствор 5 мл

50 (0,072 моль I пиррола и 8,7 мл (0,072 иоль) анисового альдегида в

50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильт

Рат нейтрализуют Раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затеи отфильтровывают осадок тетра(ь-метоксифенил)порфина, промывают его метанолом и высушивают. Выход

60 4,37 г (33%).

Пример 3. В трехгорлой кол« бе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору- 16 г (5a)

65 хлоруксусной кислоты в 300 мл кси1118642 невую; затем. повторно фильтруют и раствор хроматографируют на окиси .алюминия, элюируя бенэолом. Осадок экстрагируют бензолом и экстракт хроматографируют. Объединенный раствор тетра(м-метоксифенил )порфина упаривают и осаждают порфирин метанолом.

55. Выход 3,4 г (26Ъ).

) ;„„„(нм), Е.: 649(5400), 591(5500), 549(7300);.515(19100), 484(3700), 422(543000) (пиридин). бО "(м.д.j:8,85 (c, 8Н, р -протоны), 7,71 (g, SH, о-протоны), 7,53 (т, 4Я, и-протоны); 7,23 (g, 4Й, и-про:тоны), 3,92 (с, 128, м-оСН -протоны), .

-2,85 (с, 2Н, NH-протоны).СЭС3 (вн. б5 ст. ГМДС). лола прибавляют по каплям раствор

5 глл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 глоль) анисового альдегида в

50 ил ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильт. рат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетра(п -метоксифенил)порфина, промывают его метанолом и высушивают. Выход 5,0 (38Ъ), h„„,„(нм), Е :651(6000); 595 (4600); 556 (11000); 518 {14500)1

488(4100); 424 (450000) (пиридин). (м.д.): 8,79 (с, BН, р -протоны)!

8,06 (g BН, о-протоны); 7,26 (g,.BE, и-протоны); 4,03 (с, 12Н, . и-СН80-протоны); 2,79 (с, 2Н, Nn-протоны CDC1 {вн.ст.ГМДС).

Вычислейо, Ъ: С 78,5; Н 5,2;

N 7,6. Г8 38 4 Л

Найдено, Ъ: С 77,5; H 5,0; N 7,1,, Rf = 0,33 (хлороформ, силуфол).

П р и и е р 4 (получение д ) . В колбе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к кипящему раствору 16 г (5Ъ) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль } пиррола и 7,3 ил (0,072 моль) бензальдегида в 50 мл ксилола, затеи смесь кипятят 1 ч при пропускании. воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетрафенилпорфина, промывают его метанолом и высушивают. Выход составляет

4,75 г (43Ъ).

)l„, „(нгл), g ; 646(5100), 591(5100), 549(9050) i 515(18600), 484(3800);

420(541000) (пиридин) ° ог(м.д.): 8,70 (с, BН, в-протоны);

8,07 (и, BН, о-протоны);7,60 (т, 12Н,мп-протоны); -2,81 (с, 2Н,NH-протоны) CDC1 (вн.ст.ГИДС).

ВычислейО, Ъ: С 86,0; Н 4,9; N 9,1.

Cqg Н8P N4 . Найдено, Ъ: С 85,4 Н 5,2; N 9,7..

Rf = 0,15 (толуол-гексан, 1:1,силуфол).

Пример 5. К нагретому до кипения раствору 26 г (BЪ) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в

50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетра(п-меток5

45 сифенил)порфина и высушивают. Выход

4,23 г (32Ъ) .

П р и и е р 6. К нагретому до кипения раствору 33 г (10Ъ! хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в

50 глл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеле- ной на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок .тетра(п-метоксифенил)порфина, проглывают.его метанолом и высушивают. Выход 3,7 г (28Ъ ) .

Пример 7. К нагретому до кипения раствору 53 г (15Ъ) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола,прибавляют по каплям растор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль)анисового альдегида в

50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетра(и.-метоксифенил)порфина, промывают его метанолом и высушивают. Выход 2,0 г (15Ъ)

Продукт загрязнен трудноотделииыми слоями.

Пример 8. Синтез тетра(м-метоксифенил)порфина (в }.

В трехгорлой колбе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 16 г (5Ъ) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль)пиррола и 9,8 r (0,072 моль) м-метоксибенэальдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропуска» нии воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раство- ром аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-корич1118642

Вычислено, %: С 78,5, Н 5,2, М 7,6.

С „НтМ,О„.

Найдено, %г С 76,2; Н 5,3, М 7,8..

Rf = 0,45 (хлороформ; силуфол).

Аналогично получают: тетра{о-метоксифенилтпорфин (r I, выход 2,1 r (16.0%).

„(нм), E. :648(3400);590(5400);

546(6100)," 513(18700);482(3400)

420(415000) (пиридин), 10

d"(ì.д.): 8,65 (с, 8Н,/3-протоны)

7,96 (и, 4Н, о-протоны) 7,67 (т.

4Й, п-протоны), 7,28 (т. SH, м-протоны), 3,48 (т. 12Н, о-0СН -протоны)) -2,67 (с, 2Н, NH-протоны) СЭС1 15 (вн.ст., ГМДС).

Вычислено, %: С 78,5; Н, 5,2,:

N 7,6, С „Н „М,О4.

Найдено, %: С 76,8, Н 5,2; N 7,2. 20

Rf = 0 28 (хлороформ, силуфол).

Тетра (3,4-диметоксифенил> порфин . (д)) выход 4;4 r (29%). л„„,„(ни), E з:. 653(6300), 595(5200);

558(11300), 520(16600); 493(4700); 25

428(382000) (пиридин). "(м. д.): 8,85 (с, 8Н, в -протоны), 7,68((g, 8Н, о-протоны); 7,05 (g, 4Н, м-протоны) 4,01 (с, 12Н, п-CH 0протоны), 3,90 (с, 12Н, м-Сн О-протоны); -2,74 (с, 2Н, NH-протоны).

CDC1 (вн.ст. ГМДС)

Вйчислено, %: С .73,1; H 5,4;

М 6 ° 6.

С вгН 4юМл Ов. 35 .Найдено, %: С 72,5, Н5,2,, N 6,0.

Rf = 0,19 (хлороформ, силуфол).

Тетра(2,3-диметилоксифенил)порфин (е), втлход 2,2 г (14,5%). „„(>:м), F :.653(6000);590(5900), 513(21300)j 483(3800);. 420(471000) 40 .(пиридин). сг(м.д.): 8,76 (с, 8Н, а-протоны)5

7,59 (м, 4Н, о-протойы); 7,25 (т, 8Н, м, п-протоны), 3,99 (с, 12Н, с-СН 0протоны), .3,15 (с, 12н, î-сН О-про- 45 тоны); -2,70 (с, 2Н, NH-протоны) .CDCl (вн.ст.ГМДС).

Вйчислено, %: С 73,1; Н 5,4;

N 6,6.

С S@Hws М,04, 50

Найдено, %: С 72 1," Н 5,3 N 6,1.:

Rp = .0,08 (õëîðîÔîðì, силуфол)..

Пример 9. Сйнтеэ тетра(2,5диметилфенил )порфина (ж ) .

В трехгорлой колбе с;водоотде- 55 лителем, капеЛЬной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 16 r (5%l хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют

bio каплям раствор 5 мл (0,072 моль) 60 пиррола и 9, 4 г (О, О 7 2 моль } 2, 5-диметилбензаЛьдегида в 50 ил ксилола.

Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают.

Смесь нейтрализУют раствором амина- 65 ка до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую и хроиатографируют на силикагеле, элюируя бенэолои. Элюат упаривают и осаждают порфирии метанолом. Выход 2,2 г (17%).

Л,,(ни), f в:653(5700) 594(5900)

548(7000), 515(18700)} 483(3700), 420(454000) (пиридин), dã(и.д.)з 8,60 (с, 8Н, р -протоны),"

7,75 (м, 4Н, о-протоны), 7,40 (g, 8Н, м,п-протоны); 2,47 (с, 12Н, мСН -протоны), 1,94 (т, 12Н, о-СНЗпротоны); -2,70 (с, 2Й, NH-протоны)

CDC1 (вн.ст.ГМДС).

Вйчисяенс, %: С 85,9т H 6,4;

N 7,7, С sqН, М4.

Найдено, %: С 849, H 60 N 74.

R f О, 75 (толуол-гексан, 1: 1, снлуфол).

Аналогично. получают тетра(2,4-диметилфенилтпорфин (э), выход 2,6 r (20%).

A„(HM)g K з651(5400);594(6100), 548(7500)i 515(19100), 483(3 00), 420(447000) (пиридин) ° в"(тл.д.): 8,60 (с, 8Н,р-протоны), 7,81 (м, 4Н, о-протоны), 7,26 (т, 8Н-и-протоны); 2,55 (с, 12Н, п-СН протоны); 1,95 (т, 12Н, о-СНЗ-протоны); -2,68 (с, 2Н, NH-протоны) CDC1> (вн.ст.ГИДС).

Вычислено, %: С 85,9; Н 6,4;

N 7,7.

Cgg НмМ4

Найдено, %: С 84,5, Н.5,9, М 7,3.

R f = О, 72 (толуол-гексан, 1:1; силуфол) .

Тетра (3,4-диметилфенил) порфин (и), выход 2,2 r (17%).

Ф

Л„, „(нм), 6%6 в651(3,80) i595(3,82);

555(4,06), 518 (4,30), 486(3,79), 424(5,76) (пиридин). ,т (тл.д. ):8,80 (с,,8Н, е -протоны), 7,90 (g 8Н, о-протоны); 7,40 (g, 4Н, и-протоны), 2,49 (с. 12Н, п-СН -протоны), 2,44 (с, 12Н, м-.СН протоны); -2,79 (с, 2Н, NH-протоны

CDC13 (вн.ст ° ГИДС)В

Вычислено, % ° С 85,9, Н 6,4;

N 787.

С Н44 М4 ° .

Найдено,.%с С 85,5т Н 6,2, N 7,2.

Rf = 0,55 (толуол-гексан, 1:1, силуфол).

Пример 10. Синтез тетра(инитройенил) порфина (к I.

В трехгорлой колбе с водоотделителеи и капельной воронкой к нагретому раствору 16 г (5% хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 ил (0,072 моль) пиррола и 10,8 г.,(0,072 моль) м»нитробензальдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч и охлажда1118642

Вычислено, Ъ: С 66,5; Н 3,3; и 14,1.

С Н2 Я О g.

Составитель И.Бочарова

Редактор Н.Киютулинец Техред И.Асталоп Корректор И.Нусха Заказ 7367/18 Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ют. Смесь фильтруют и к фильтрату прибавляют 25 мл концентрированной соляной кислоты, затем отфильтровывают осадок гидрохлорида порфирина л промывают его ксилолом, Осадок кипятят с раствором гидроокиси натрия до изменения его цвета с зеленого на фиолетовый, затем отфильтровывают, высушивают и промывают метанолом.

Выход 4,0 r (28Ъ).

Л,„,„„(нм), Е:650(25001, 592(5100), 550(5200)у 516(17600), 485(3200), 425(345000) (пиридин).

Найдено, Ъ: С 64,9, H 3,9; N 13,4.

Rf = 0,25 (хлороформ, силуфол).

Таким образом, проведение процесса в смеси ксилол — хлоруксусная кислота, а также нейтрализация или подкнсление реакционной смеси позволяI0 ют упростить способ, повысить выход и расширить ассортимент целевых продуктов.