5-(4 -аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин в качестве красящего вещества оптических фильтров

Изобретение относится к области органической химии, в частности к новым тетрапиррольным макрогетероциклам - дифенилоктаалкилпорфинам, которые могут быть использованы в качестве красящего вещества оптических фильтров. Описывается 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин в качестве красящего вещества оптических фильтров. Указанное соединение обладает максимумом поглощения в области 648 нм и пригодно для получения цветных полимеров, используемых в качестве оптического фильтра.

 

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к тетрапиррольным макрогетероциклам - тетрафенилпорфинам, т.е. порфинам, замещенным по мезо-положениям фенильными кольцами, содержащим в одном из фенильных колец аллилоксидный заместитель, конкретно к новому химическому соединению 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфину, который может быть использован в качестве красящего вещества оптических фильтров.

Уровень техники

Тетрапиррольные макрогетероциклы играют важную роль в живой природе и технике, входя в структуру дыхательных пигментов, ферментов, витаминов, катализаторов, сенсоров и т.д. и, обладая узкой, интенсивной полосой поглощения в видимой области, могут быть использованы в качестве красящего вещества оптических фильтров.

Представляют интерес тетрафенилпорфины, имеющие максимум поглощения света в области 630-650 нм в целях использования их для фотодинамической терапии и создания оптических фильтров.

Оптические фильтры чаще всего представляют собой окрашенные органические стекла и могут быть получены из так называемых "цветных полимеров", т.е. полимеров, имеющих в составе макромолекул элементарные звенья, содержащие хромофоры. Такие полимеры получают сополимеризацией виниловых мономеров, например производных метакриловой кислоты с красителями, содержащими винильную группу.

Известен 5-(4'-оксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин (Little R.G., Anton J.A., Loach P.A., Ibers J.A. J. Heterocycl. Chem. 1975, Vol.12, p.343), имеющий максимум поглощения в органических растворителях в области 650 нм и являющийся структурным аналогом заявляемого соединения.

Однако его невозможно использовать в качестве красящего вещества оптических фильтров на основе "цветных полимеров", т.к. он не содержит необходимых функциональных групп.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск нового соединения, пригодного для получения "цветного полимера" с целью использования последнего в качестве оптического фильтра.

Поставленная задача решена 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфином.

Индивидуальность и структура заявляемого соединения установлена по аналогии спектральных характеристик в видимой области спектра его раствора в хлороформе с таковым их ближайшего структурного аналога, ¹Н ЯМР- и ИК-спектрам.

Электронные спектры поглощения растворов заявляемого соединения и его структурного аналога в хлороформе регистрировали на спектрофотометре Perkin Elmer Lambda 20 в кварцевых прямоугольных кюветах толщиной 10 мм, концентрация растворов ˜10^-5 М. Положения длинноволновых полос поглощения этих спектров приведены ниже.

5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин	648 нм, 591 нм, 551 нм, 516 нм, 419 нм
5-(4'-оксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин	649 нм, 592 нм, 552 нм, 516 нм, 419 нм

Высокая аналогия видимых частей электронных спектров поглощения убедительно свидетельствует о том, что заявляемое соединение относится к классу тетрафенилпорфинов, а именно является замещенным тетрафенилпорфином.

В качестве заместителя выступает аллилокси-группа. Количество, положение и природа заместителя со всей очевидностью вытекает из строения используемого для его получения синтона: 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина и полос поглощения в ИК-спектрах заявляемого соединения в области 1245 см^-1 и 1018 см^-1, относящихся к асимметричным и симметричным валентным колебаниям С-О-С группы, соответственно, и в области 799 см^-1, относящейся к деформационным колебаниям NH-групп порфирина.

¹Н ЯМР-спектр заявляемого соединения регистрировался на ЯМР-спектрометре Bruker AS-200, растворитель CDCl₃, внутренний эталон ТМС.

Параметры спектра заявляемого соединения (в м.д.) с отнесением сигналов, приведенные ниже, полностью подтверждают приписываемую ему структуру:

5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-	8,08d (o-H Ph); 7,23d (m-H Ph);
трифенилпорфин	6,23m (CH); 5,54m (CH2)
	4,79d (OCH2); 8,18m (o-H Ph);
	7,74m (m, n-H); 8,83s (β-H);
	-2,79s (NH)

Таким образом, совокупность спектральных данных однозначно определяет структуру заявляемого соединения, как 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина.

5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин представляет собой коричневато-фиолетовое кристаллическое вещество с металлическим блеском, не плавкое до 400°С, растворимое в хлороформе, пиридине, диметилформамиде и диметилсульфоксиде с образованием интенсивно окрашенных растворов и может быть использован для получения "цветных полимеров" с целью применения последних в качестве оптических фильтров.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для получения заявленного соединения используют следующие вещества:

-5-(4'-оксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин, который получали методом смешанных адьдегидов (Little R.G., Anton J.A., Loach P.A., Ibers J.A. J. Heterocycl. Chem. 1975, Vol.12, p.343);

- бромистый аллил - ТУ 6-09-456-75;

- углекислый калий - ГОСТ 4221;

- диметилформамид - ГОСТ 20289-74;

- оксид алюминия для хроматографии III степени активности по Брокману - ТУ 6-09-3916 (ГОСТ 8136);

- метилен хлористый - ГОСТ 9968-86;

- этанол - ГОСТ 5962-67.

Заявляемое соединение может быть получено, например, следующим образом.

87,3 мг (0,142 ммоль) 5-(4'-оксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина, 0,25 мл (2,89 ммоль) бромистого аллила, 0,4 г (2,89 ммоль) углекислого калия и 20 мл диметилформамида перемешивают на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение суток. Затем раствор выливают в 200 мл воды и выдерживают 3 часа. Выпавший осадок отделяют фильтрованием, промывают водой и высушивают при 80°С. Для очистки осадок растворяют в 30 мл хлористого метилена и хроматографируют на колонке с оксидом алюминия III степени активности по Брокману, элюируя хлористым метиленом. Элюат упаривают до 3-5 мл и продукт высаждают добавлением 50 мл этанола.

Получают 79 мг (0,121 ммоль) 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина. Выход ˜85% от теории.

Для определения возможности использования 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина в качестве красящего вещества оптических фильтров получали образцы цветного органического стекла. Для этого готовили растворы этого соединения в метилметакрилате с концентрацией ˜10^-5 М, заливали их в разборные стеклянные формы и подвергали термополимеризации при 140°С в течение 24 часов. Затем полученные образцы цветного органического стекла извлекали из форм и определяли длину волны длинноволнового максимума поглощения. Для оптического фильтра на основе 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина она составляет 648 нм. Достигаемая оптическая плотность зависит и от количества 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфина, вошедшего в состав сополимера, и от толщины фильтра.

Таким образом, обладая максимумом поглощения в области 648 нм, предлагаемый 5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин может быть использован в качестве красящего вещества для создания оптических фильтров.

5-(4'-аллилоксифенил)-10,15,20-трифенилпорфин формулы

в качестве красящего вещества оптических фильтров.