Способ получения 4-(или 5)-аминотетра-c1-c2-алкилродаминов
Владельцы патента RU 2747025:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТИВОВ И ОСОБО ЧИСТЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА "КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ" (НИЦ "Курчатовский институт - ИРЕА") (RU)
Изобретение относится к способу получения 4-(или 5)-аминотетра-С1-С2-алкилродаминов, которые могут найти применение в аналитической химии. Способ заключается в восстановлении соответствующих нитротетраалкилродаминов. В качестве исходных продуктов используется смесь изомеров 4-(или 5)-нитротетра-C1-С2-алкилродаминов, получаемая взаимодействием нитрофталевого ангидрида с C1-С2-диалкиламинофенолом. В качестве восстановителя используется хлористое олово. Процесс включает следующие последовательные стадии: обработку исходной смеси изомеров 4-(или 5)-нитротетра-C1-С2-тетраалкилродамина соляной кислотой и нагревание реакционной массы при температуре 50-60°С до полного растворения исходного продукта, охлаждение полученного раствора до 25-30°С и затем прибавление к нему раствора хлористого олова в водном растворе соляной кислоты в количествах, взятых из расчета 0,3-0,4 моля хлористого олова на 0,025-0,04 моля нитротетраалкилродамина, и кипячение реакционной смеси в течение 1,0-1,5 часа, последующее охлаждение ее до комнатной температуры и выливание ее в разбавленный водный раствор едкого натра до полного выпадения осадка, который затем отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и экстракт упаривают досуха. После этого осуществляют разделение полученных изомеров аминотетраалкилродаминов на индивидуальные изомеры нанесением полученной смеси изомеров в виде ацетонового раствора на хроматографическую колонку, заполненную окисью алюминия, и смыванием с колонки ацетоном изомера 5-аминотетра-C1-С2-алкилродамина и последующим смыванием этиловым спиртом изомера 4-аминотетра-C1-С2-алкилродамина и выделением целевых продуктов упариванием элюантов. Технический результат: повышенная эффективность процесса, низкая энергозатратность и улучшенное качество получаемого аминопроизводного. 2 пр.
Предлагаемое изобретение относится к органической химии, к классу флуорановых красителей, и непосредственно касается алкиламинородаминов, широко применяемых в аналитической химии, а также в других областях науки и техники, например в биотехнологии, медицине.
Как известно, аминородамины применяются для получения таких важных в медицине препаратов как тетраметилродамин-изотиоцианат (ТМРИТЦ), тетраэтилродаминизотиоцианат (РИТЦ), которые являются оранжево-красного свечения флуоресцентными метчиками белка, применяемыми для получения люминесцирующих антител [Петров С.В., Райхлин Н.Т., Руководство по иммуногистохимической диагностики опухолей человека.-Казань,2004 г., 456 с; Coons A.N., Creech H.I. Jones R.N., Immunological properties of an antibody containing a fluorescent group//Proc.Soc.Exp.Biol.Med. 1941-Vol. 47-P. 200-202].
Исходными продуктами для синтеза тетраметилнитрородаминов могут служить 3,6-бис(диалкиламино)тетрафлуораны, которые в виде смеси изомеров используются и для синтеза тетраалкилродаминизотиоцианатов, которые затем разделяются на индивидуальные изомеры хроматографией на колонке, заполненной целлюлозой в системе MeOH-H2O-1:1 [Feton L.C., Anal.Biochem.,vol. 2, p. 178, 1961]. Сами 3,6-бис(диалкиламино)тетрафлуораны получают конденсацией м-диалкиламинофенола с ангидридом 4-нитрофталевой кислоты при кипячении в ксилоле или нагревании при 180-190 С без растворителя (DE 11555551, C07D, 1964). Поскольку объектом настоящего изобретения являются аминотетраалкилродамины, то в качестве ближайшего аналога заявляемого способа может служить способ получения аминотетраалкилродаминов (5-аминотетраметилродамина, 4-аминотетраметилродамина, 4-аминотетраэтилродамина и 5-аминотетраэтилродамина), описанный в авторском свидетельстве СССР (SU 927797, C07D 311/82, 1982). В качестве исходных продуктов для получения аминотетраалкилродаминов в данном способе используются соответствующие нитротетраалкилродамины, при этом 5-нитротетраалкилродамин получают из 3,6-дихлор-61-нитрофлуорана, а 4-нитротетраалкилродамин - из 3,6-дихлор-5-нитрофлуорана. Например, получение 5-аминотетраметилродамина цитируемым способом осуществляется взаимодействием 5-нитротетраметилродамина (0,01 м) в виде этанольного раствора со смесью дисульфида натрия (0,02 м), девятиводного сернистого натрия (0,02 м) и серы (0,02 м). Далее полученную смесь растворяют при нагревании в воде, кипятят 2 часа, охлаждают и подкисляют уксусной кислотой, образовавшийся осадок отфильтровывают, добавляют к нему соляную кислоту и нагревают до кипения. Для выделения конечного продукта отфильтровывают осадок серы, фильтрат нейтрализуют 15% раствором гидроокиси натрия, и выпавший отфильтрованный осадок экстрагируют этиловым спиртом. Выход 5-аминотетраметилродамина составляет 42%, считая на взятый 5-нитротетраметилродамин. Аналогично получают 4-аминотетраметилродамин и тетраэтиламинородамины.
Однако данный способ трудоемок и экономически не выгоден из-за применения в качестве исходных дорогостоящих индивидуальных 4-(или 5)-нитротетраалкиламинородаминов. Известно, что в процессе синтеза данные соединения обычно получаются в виде смеси изомеров 4-(или 5)-нитротетраалкиламинородаминов, которые сложно разделять из-за близких значений Rf.
Так, например, у 4- и 5-нитротетраметилродаминов Rf соответственно, равны 0,17 и 0,3 в системе пиридин-хлороформ 1:1), что усложняет их разделение. Дополнительная очистка исходных нитротетрародаминов усложняет и удорожает процесс синтеза соответствующих аминотетрародаминов.
Для повышения эффективности и экономичности процесса получения индивидуальных изомеров 4-(или 5)-аминотетра-С1-С2-алкилродаминов, обладающих высокой чистотой, предлагается способ получения 4-(или 5)-аминотетра-С1-С2-алкилродаминов, осуществляемый восстановлением соответствующих нитротетраалкилородаминов при использовании в качестве исходных продуктов смеси изомеров 4-(или 5)-нитротетра-С1-С2-алкилродаминов, получаемых взаимодействием нитрофталевого ангидрида с С1-С2-диалкиламинофенолом, а в качестве восстановителя - хлористого олова при следующих последовательных стадиях процесса, влючающих: первоначальную обработку исходной смеси изомеров 4-(или 5)-нитротетра-С1-С2-алкилродамина соляной кислотой, нагревание реакционной массы при температуре 50-60° до полного растворения исходного продукта, охлаждение полученного раствора до 25-30°С и затем прибавление к нему раствора хлористого олова в водном растворе соляной кислоты, в количествах, взятых из расчета 0,3-0,4 моля хлористого олова на 0,025-0,04 молей тетраалкилнитрородамина, кипячение реакционной смеси в течение 1,0-1,5 часа, последующее охлаждение ее до комнатной температуры и выливание ее в разбавленный водный раствор едкого натра до полного выпадания осадка, который затем отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и экстракт упаривают досуха, после чего осуществляют разделение полученных изомеров аминотетраалкилродаминов на индивидуальные изомеры нанесением полученной смеси изомеров в виде ацетонового раствора на хроматографическую колонку, заполненную окисью алюминия и смыванием ацетоном с колонки сначала изомера 5-амино-С1-С2-тетраалкилродамина, а затем смыванием этиловым спиртом 4-С1-С2-аминотетраалкилродамина и выделением целевых продуктов упариванием элюантов.
Как и в прототипе в основе синтеза аминотетраалкилродаминов лежит реакция восстановления соответствующих нитротетраалкилродаминов. Однако исходными продуктами в заявляемом способе является смесь соответствующих изомеров 4-(или 5) нитротетра-С1-С2-алкилрод амина, которые предварительно получаются взаимодействием нитрофталевого ангидрида с С1-С2 диалкиламинофенолом. что повышает эффективность процесса и исключает проведение дополнительных стадий очистки исходных продуктов, что, в свою очередь, делает процесс экономически выгодным и промышленно применимым.
Отличие предлагаемого способа состоит и в использовании в качестве восстановителя хлористого олова, что повышает эффективность процесса и значительно улучшает качество получаемого аминопроизводного. Достоинством предлагаемого способа является и его низкая энергозатратность, поскольку он проводится при невысоких температурах и в течение непродолжительного времени. Существенным признаком способа являются условия разделения изомеров: хроматография на колонке, заполненной окисью алюминия второй степени активности и выбор в качестве элюентов ацетона - для 5-аминотетраалкилродамиов и этанола -для 4-аминотетраалкилродаминов. Эффективность способа подтверждается высоким выходом целевых продуктов и их высокой чистотой.
Выход аминотетраэтилародамина (смесь изомеров) составляет 90-91%. Коэффициент экстинции 10,4×104 при длине волны 555 нм.
Из этой смеси изомеров хроматографией на колонке, заполненной окисью алюминия, получают чистый изомер - 5-амино-тетраэтиламинородамин (аминородамин В) с коэффициентом экстинции 1,07×105 при длине волны 557±2 нм.
Выход аминотетраметилродамина (смесь изомеров) составляет 72-73% с коэффициентом экстинции 1,05×105 при длине волны 557±2 нм. Хроматографией на колонке получают чистый изомер - 4-аминотетраметилродамин с коэффициентом экстинции 1,05×105 при длине волны 556±2 нм.
Ниже приводятся примеры осуществления данного способа.
Пример 1.
в трехгорлую колбу емкостью 500 мл загружают 18,6 г (0,025 м) нитротетраэтилродамина (смесь изомеров) и 90 мл соляной кислоты, нагревают при 50-60°С до полного растворения, охлаждают до 25-30°С и прибавляют раствор 90 г (0,3 м) хлористого олова в 23 мл соляной кислоты и 90 мл воды, кипятят 1,5 часа, охлаждают до комнатной температуры и выливают в 24%-ный раствор едкого натра (108 г едкого натра в 342 мл воды.) Осадок отфильтровывают и экстрагируют 500 мл ацетона. Раствор упаривают досуха. Выход продукта - аминотетраэтилродамина (смесь изомеров) составляет 90-91%. Коэффициент экстинции 10,4×104 при длине волны 555 нм.
Далее 12 г аминотетраэтилродамина (смесь изомеров) растворяют в 240 мл ацетона и наносят на хроматографическую колонку длиной 80 см и диаметром 3 см, заполненную 600 г окиси алюминия второй степени активности, и смывают 500 мл ацетона с колонки фракцию чистого 5-аминотетраэтилродамина (аминородамина В) в количестве 3,8 г с коэффициентом экстинции 1,07×105 при длине волны 557±2 нм.
После этого с колонки этиловым спиртом в количестве 1 л смывают 4-аминотетраэтилродамин. Элюат упаривают досуха, получают 4.8 г чистого изомера 4-аминотетраэтилродамина с коэффициентом экстинции 1,05×105 при длине волны 557±2 нм.
Общий выход изомеров с колонки 72% от взятого количества смеси изомеров из них 5-аминотетраэтилродамина 32% и 4-аминотетраэтилродамина 40%.
Пример 2.
В трехгорлую колбу емкостью 500 мл загружают 12,9 г (0,04 м) нитротетраметилродамина (смесь изомеров) и 90 мл соляной кислоты, нагревают при 50-60°С до полного растворения, охлаждают до 25-30°С и прибавляют раствор 90 г (0,4 м) хлористого олова в 23 мл соляной кислоты и 90 мл воды, кипятят 1 час, охлаждают до комнатной температуры и выливают в 24%-ный раствор едкого натра (108 г едкого натра в 342 мл воды). Осадок отфильтровывают и экстрагируют 400 мл ацетона. Раствор упаривают досуха. Выход продукта аминотетраметилродамина (смесь изомеров) составляет 72-73%. Коэффициент экстинции 9,2×104 при длине волны 554 нм. 10 г Аминотетраметилродамина (смесь изомеров) растворяют в 200 мл ацетона и наносят на колонку длиной 80 см и диаметром 3 см, заполненную 600 г окиси алюминия второй степени активности, и смывают 400 мл ацетона с колонки фракцию чистого 5-аминотетраметилродамина в количестве 3,1 г с коэффициентом экстинции 9,37×104 при длине волны 555±2 нм.
4-аминотетраметилродамин смывают с колонки этиловым спиртом в количестве 800 мл. Элюат упаривают досуха, получают 3.8 г чистого изомера 4-тетраметиламинородамина с коэффициентом экстинции 1,05×105 при длине волны 556±2 нм.
Способ получения 4-(или 5)-аминотетра-С1-С2-алкилродаминов, осуществляемый восстановлением соответствующих нитротетраалкилродаминов, отличающийся тем, что в качестве исходных продуктов используется смесь изомеров 4-(или 5)-нитротетра-C1-С2-алкилродаминов, получаемая взаимодействием нитрофталевого ангидрида с C1-С2-диалкиламинофенолом, а в качестве восстановителя используется хлористое олово и процесс включает следующие последовательные стадии: обработку исходной смеси изомеров 4-(или 5)-нитротетра-C1-С2-тетраалкилродамина соляной кислотой и нагревание реакционной массы при температуре 50-60°С до полного растворения исходного продукта, охлаждение полученного раствора до 25-30°С и затем прибавление к нему раствора хлористого олова в водном растворе соляной кислоты в количествах, взятых из расчета 0,3-0,4 моля хлористого олова на 0,025-0,04 моля нитротетраалкилродамина, и кипячение реакционной смеси в течение 1,0-1,5 часа, последующее охлаждение ее до комнатной температуры и выливание ее в разбавленный водный раствор едкого натра до полного выпадения осадка, который затем отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и экстракт упаривают досуха, после чего осуществляют разделение полученных изомеров аминотетраалкилродаминов на индивидуальные изомеры нанесением полученной смеси изомеров в виде ацетонового раствора на хроматографическую колонку, заполненную окисью алюминия, и смыванием с колонки ацетоном изомера 5-аминотетра-C1-С2-алкилродамина и последующим смыванием этиловым спиртом изомера 4-аминотетра-C1-С2-алкилродамина и выделением целевых продуктов упариванием элюантов.
