Способ получения 3,5,3',5'-тетраметилбензидина

 

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам синтеза 3,5,3',5'-тетраметилбензидина (ТМБ), используемого для количественного определения крови и в качестве хромогенного субстрата в иммуноферментном анализе. Способ заключается в том, что 2,6-диметиланилин (2,6-ксилидин) окисляют перекисью водорода с получением промежуточного продукта - 2,6-диметилнитрозобензола, который восстанавливают цинковой пылью в присутствии хлористого аммония и обрабатывают затем серной кислотой.

Изобретение относится к органической химии, а именно, к способам получения 3,5,3',5'-тетраметилбензидина, применяемого в биологии и медицине для количественного определения крови или в качестве хромогенного субстрата в иммуноферментном анализе.

Известен способ получения 3,5,3',5'-тетраметилбензидина (ТМП) окислением 2,6-ксилидина (2,6-диметиланилина) двуокисью свинца, Pb₃O₄, тетраацетатом свинца или тетра(трифторацетатом) свинца в среде трифторуксусной кислоты с последующей обработкой соли целевого продукта водным раствором аммиака. Выход целевого продукта 72-75% [1] В примерах синтеза указываются малые количества синтезируемого вещества (до 1 г), что не дает основания считать возможными наработки больших количеств ТМБ. Также в способе используется дорогой и дефицитный реагент - трифторуксусная кислота.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения 3,5,3', 5'-тетраметилбензидина (ТМБ), заключающийся в том, что исходный 2,6-диметиланилин окисляют ферроцианидом калия в 2,6,2',6'-тетраметиазобензол, который затем восстанавливают цинковой пылью в присутствии хлористого аммония в 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензол, обрабатывают последний серной кислотой и получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин с выходом по исходному амину 14,4% [2] Из-за низкой селективности реакции окисления, используемой в данном способе, образуется большое количество побочных смолянистых продуктов, что сильно затрудняет выделение 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензола. Для выделения этого полупродукта требуется большое количество сорбента (силикагель), растворителя (эфир), процесс трудоемок. При этом достигается крайне низкий выход продукта: на стадии окисления 15% на стадии восстановления и перегруппировки 97% таким образом, общий выход продукта составляет 14,4% Задачей изобретения является разработка более простого способа получения тетраметилбензидина с хорошим выходом.

Цель достигается тем, что в способе получения ТМБ из 2,6-диметиланилина путем его окисления, восстановления промежуточного продукта цинковой пылью в присутствии хлористого аммония и последующей обработкой серной кислотой, 2,6-диметиланилин окисляют перекисью водорода, с образованием промежуточного продукта 2,6-диметилнитрозобензола.

Процесс происходит по следующей схеме: По сравнению с известным способом получения ТМБ предлагаемый значительно упрощает процедуру получения конечного продукта. Из процесса исключена стадия получения и выделения 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензола, являющаяся очень трудоемкой и лимитирующей в известном способе получения. В предлагаемом способе реакция окисления идет селективно с образованием 2,5-диметилнитрозобензола, который не требует дополнительной очистки перед использованием на следующей стадии. Выделение его крайне просто и заключается в отфильтровывании полупродукта, выпадающего в ходе реакции в осадок, и промывании последнего водой на фильтре. Стадия восстановления и бензидиновой перегруппировки также проста в исполнении. В результате удается повысить выход целевого продукта до 45,4% (считая на исходный 2,6-диметиланилин) против 14,4% в способе-прототипе.

Авторам не известны способы получения ТМБ из 2,6-диметиланилина через стадию окисления перекисью водорода.

Способ осуществляют следующим образом.

К смеси 49,4 мл (0,4 моль) 2,6-диметиланилина, 100 мл изо-пропилового спирта и 100 мл воды добавляют 135 мл 30%-ной перекиси водорода. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 53,3 г (98,5%) 2,6-диметинтирозобензола в виде белых или слегка желтоватых кристаллов с температурой плавления 127-128^oC. Найдено: C 69,38% H 6,89% N 10,15% мол. масса 135 (масс-спектрометрически). Вычислено для C₈H₈NO: C 71,09% H 6,71% N 10,36% мол. масса 135,16.

К суспензии 65 г цинковой пыли, 26,5 г хлористого аммония, 100 л воды, 30 мл спирта и 30 мл эфира добавляют 13,5 г (0,1 моль) 2,6-нитрозобензола. Органический слой отделяют и добавляют к 100 мл 3N раствора серной кислоты. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают водой, ацетоном и высушивают. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин сульфат полуторогидрат в виде белого мелкого порошка. Выход 8,3 г (45,4% считая на исходный амин).

Тетраметилбензидин основание: тетраметилбензидин сульфат один мольный эквивалент обрабатывают тремя мольными эквивалентами 10%-ного NaOH, экстрагируют хлороформом. Хлороформенный экстракт сушат над MgSO₄, упаривают досуха и перекристаллизовывают из спирта. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин с выходом 90-95% (считая на тетраметилбензидин - сульфат) виде белых кристаллов с температурой плавления 168-169^oC (литературная температура плавления 168^oC [2] ). Найдено: C 79,75% H 8,3% N 11,95% мол. масса 240 (масс-спектрометрически). Вычислено для C₁₆H₂₀N₂: C 79,95% H 8,39% N 11,66% мол. масса 240,34.

Тетраметилбензидин дигидрохлорид: тетраметилбензидин основание один мольный эквивалент растворяют в минимальном количестве изо-пропилового спирта и добавляют 3 эквивалента конц. HCl. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают изо-пропиловым спиртом, пентаном и высушивают. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин дихлоргидрат в виде белых игольчатых кристаллов с выходом 85-90% (считая на тетраметилбензидин основание).

Предлагаемый способ является простым и доступным в исполнении. В отличие от известных и широко используемых реагентов таких, как бензидин, о-толидин, анизидин, получаемый реагент не обладает канцерогенной активностью [R. Colin Carner, A.L. Walpole, F.L. Rose "Testing of some benzidine analogues for microsomal activation to bacterial mutagens", Cancer Letters, 1 (1975), pp. 39-42; V.R. Holland, B.C. Saunders, F.L Rose, A.L. Walpole "A safer substitute for benzidine in the detection of blood", Tetrahedron, vol.30, (1974) pp.3299-3302; H.H. Liem, F. Cardenas, M. Tavassoli, M.B. Pon-Fitzpatrick, U. Muller-Eberhard, "Quantitative Determination of hemoglobin and cytochemical staining for peroxidase using 3,5,3',5'-tetramethylbenzidine dihydrochloride, a safe substitute for benzidine", Analitical biochemistry", 98, (1979) pp. 388-393] что открывает широкие перспективы его использования в медицине и биологии. ТМБ не выпускается промышленностью нашей страны и предлагаемый способ позволяет наработать необходимое количество ТМБ в лабораторных условиях.

Формула изобретения

Способ получения 3,5,3', 5'-тетраметилбензидина из 2,6-диметиланилина путем его окисления, восстановления промежуточного продукта цинковой пылью в присутствии хлористого аммония и последующей обработкой серной кислотой, отличающийся тем, что 2,6-диметиланилин окисляют перекисью водорода с образованием промежуточного продукта 2,6-диметилнитрозобензола.