Способ получения тетрапиразинопорфиразина

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения тетрапиррольных макрогетероциклических соединений. Способ получения тетрапиразино-порфиразина осуществляют нагреванием 2,3-дицианпиразина до температуры 210-220°С и выдерживанием образовавшегося расплава при этой температуре в течение 25-35 минут. Технический результат - одновременное упрощение и улучшение экономических показателей способа за счет сокращения числа технологических операций при повышении выхода целевого продукта в 1,14 раза. 1 табл.

 

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения тетрапиррольных макрогетероциклов - тетрааренопорфиразинов, т.е. порфиразинов, линейно аннелированных ароматическими или гетероароматическими циклами, содержащими различные заместители, конкретно к способу получения тетрапирази-нопорфиразина.

Уровень техники

Тетрапиррольные макрогетероциклические соединения играют важную роль в живой природе и технике, входя в структуру дыхательных пигментов, ферментов, витаминов, катализаторов, сенсоров и т.д.

Получение не содержащих металла тетрааренопорфиразинов, как правило, включает в себя темплатный синтез лабильного металлокомплекса тетрааренопорфиразина с магнием или его натриевых или литиевых солей из ароматического о-динитрила, с последующей деметаллизацией и всегда представляет определенные трудности. К их числу относятся нестабильность лигандов в условиях деметаллизации магниевых комплексов и плохая воспроизводимость, и низкие выхода при получении литиевых или натриевых солей.

Известны способы получения тетрапиразинопорфиразина, заключающиеся в синтезе магниевого комплекса тетрапиразинопорфиразина из 2,3-дицианпиразина и соли магния и последующей его деметаллизации или промывкой разбавленной кислотой (выход 72%) (Linstead, R.P.; Noble, E.G.; Wright, J.M. J. Chem. Soc. 1937, 921) или переосаждением из раствора в концентрированной серной кислоте выливанием на лед (выход 80%) (Березин Б.Д., Клюев В.Н., Корженевский А.Б. Изв. ВУЗ. Химия и хим. технол. 1977, Т.20, вып. 2, С.171).

Недостатком этих методов является длительность и многостадийность.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения тетрапиразинопорфиразина (Лукьянец Е.А. Докторская диссертация, Москва, 1977, С.251-252), состоящий в том, что к раствору амилата лития в абсолютном амиловом спирте добавляют небольшими порциями при перемешивании 2,3-дицианпиразин. Смесь кипятят 1 час и упаривают под вакуумом досуха. Затем проводят деметаллизацию образовавшегося продукта переосаждением из концентрированной серной кислоты выливанием на лед. Осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают.

Недостатками этого способа являются сложность, дороговизна используемых реагентов и недостаточно высокий выход целевого продукта. Сложность обусловлена: многостадийностью - 13 технологических операций с учетом приготовления амилата лития и абсолютирования амилового спирта; трудоемкостью приготовления амилата лития, абсолютирования амилового спирта, упаривания реакционной смеси под вакуумом, растворения образовавшегося продукта в концентрированной серной кислоте, фильтрации тонкодисперсной суспензии продукта, образующейся при переосаждении на лед; длительностью абсолютирования амилового спирта, растворения образовавшегося продукта в концентрированной серной кислоте, фильтрации тонкодисперсной суспензии продукта; использованием специальных предосторожностей при работе с безводными средами и реагентами (амилат лития, абсолютный амиловый спирт и серная кислота). Выход целевого продукта составляет 80%.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа получения тетрапиразинопорфиразина нагреванием 2,3-дицианпиразина, который отличался бы одновременно простотой, экономичностью и более высоким выходом целевого продукта.

Поставленная задача решена способом получения тетрапиразинопорфиразина нагреванием 2,3-дицианпиразина, в котором нагрев осуществляют до температуры 210÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 25÷35 минут.

Отличительными признаками способа являются нагрев до температуры 210÷220°С и выдерживание образовавшегося расплава при этой температуре в течение 25÷35 минут. Эти отличительные признаки для получения тетрапиразинопорфиразина не известны.

Изобретение позволяет одновременно существенно упростить и удешевить способ получения тетрапиразинопорфиразина и повысить выход целевого продукта.

Упрощениие способа достигается за счет: уменьшения многостадийности с 13 стадий, с учетом приготовления амилата лития и абсолютирования амилового спирта до 5; устранения таких трудоемких операций, как приготовление амилата лития, абсолютирование амилового спирта, упаривание реакционной смеси под вакуумом, растворение образовавшегося продукта в концентрированной серной кислоте, фильтрация тонкодисперсной суспензии продукта, образующейся при переосаждении на лед; устранение наиболее длительных операций - абсолютирование амилового спирта, растворение образовавшегося продукта в концентрированной серной кислоте, фильтрация тонкодисперсной суспензии продукта; устранение безводных сред и реагентов (амилат лития, абсолютный амиловый спирт и серная кислота), требующих специальных предосторожностей при работе.

Удешевление достигается за счет того, что используется только одно вещество. Выход целевого продукта повышается до 91%. Кроме того, способ позволяет резко повысить воспроизводимость результатов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для осуществления изобретения используют 2,3-дицианпиразин, получаемый дегидратацией диамида пиразин-2,3-дикарбоновой кислоты по способу (Гальперн Е.Г., Лукьянец Е.А. Ж. ВХО им. Д.И. Менделеева, 1967, Т.12, №4, С.474).

Для получения тетрапиразинопорфиразина 1 г (7,6 ммоль) 2,3-дицианпиразина нагревают до температуры 210÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 25÷35 минут. Затем реакционную смесь охлаждают, размывают дистиллированной водой и осадок отфильтровывают.

Получили тетрапиразинопорфиразин в виде ярко-синего мелкокристаллического вещества. Целевой продукт может быть очищен известными способами, например переосаждением из раствора в серной кислоте. Продукт идентифицировали по элементному составу и электронному спектру поглощения раствора в диметилсульфоксиде.

Выход целевого продукта при осуществлении способа с использованием различных температур и времени выдержки приведен в таблице.

Таблица Выход целевого продукта
Температура выдержки, °С	Время выдержки, мин	Выход продукта, %
210	25	89
210	30	91
220	30	91
220	35	90

Способ получения тетрапиразинопорфиразина нагреванием 2,3-дицианпиразина, отличающийся тем, что нагрев проводят до температуры 210-220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 25-35 мин.