Способ получения меченных тритием dl-аминокислот

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННЫХ ТРИТИЕМ DL-АМИНОКИСЛОТ каталитическим восстановлением оксиминокислот газообразным тритием, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повьшения удельной активности целевого продукта, восста-.новление проводят в твердой фазе, пу- •тем обработки газообразным тритием оксиминокислот, предварительно нане-- сенных на катализатор гидрирования.2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют палладий, осажденный на сульфате бария.3.Способ поп. 1и2, отличающийся тем, что оксиминокислоты наносят на катализатор путем лиофильной сушки суспензий катализатора в растворах оксиминокислот.4.Способ п. 1,2 или 3, о т - личающийс я тем, что оксиминокислоты, нанесенные на катализатор,- обрабатьшают тритием, или его смесями с водородом при давлении ниже атмосферно'го при 20-120 С.(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

611412 А1 (191 (11) (59 4 С 07 С 101/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 2416484/23-04 (22) 01,11.76 ,(46) 15.09.89. Бюл. и 34 (72) В.С.Козик, О.В.Лавров, Н.С.Марченков, К,С.Михайлов, Н.ФМясоедов и В.Л.Чичикина (53) 547.466.07(088.8) (56) Sato I. Meshi Т. ТаЕа11азИ Т,, Sugimoto N.-Jap J. Pharmacy and Chem, 32, 317 (1960).

Sato I. Takahashi Т. "Radioisotopes" (Tokyo). (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННЫХ ТРИТИЕМ DL-АМИНОКИСЛОТ каталитическим восстановлением оксиминокислот газообразным тритием, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и повьппения удельной активности целевого продукта, восстаИзобретение относится к усовершенствованному способу получения меченных тритием DL-аминокислот, находящих широкое применение в биологических исследованиях и экспериментальной медицине.

Описан способ получения меченного тритием DL-аланина восстановлением

Q-оксиминопропионовой кислоты тритием над скелетными никелевым катализатором в среде водного диоксана. .Недостатком этого способа является использование скалетного никелевого катализатора, который насьпцен водородом, разбавляющим тритий и резко сни-: жающим достигаемые удельные активности °

2 новление проводят в твердой фазе, путем обработки газообразным тритием оксиминокислот, предварительно нанесенных на катализатор гидрирования.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве катализатора используют палладий, осажденный на сульфате бария.

3. Способ по п. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что оксиминокислоты наносят на катализатор путем лиофильной сушки суспенэий катализатора в растворах оксиминокислот °

4. Способ п. 1, 2 или 3, о т— л и ч а ю шийся тем, что оксиминокислоты, нанесенные на катализатор, а - обрабатывают тритием, или его смесями, 9 с водородом при давлении ниже атмосо ферного при 20-120 С.

Описан также способ получения меченного тритием 1И.-фенилаланина и

DL-изолейцина (выход 67Х, удельная активность 0,166 Кюри/ммоль) путем восстановления газообразным тритием оксимов соответствующих о(,-кетокислот над платиновым катализатором в среде безводного диоксана. Такая модификация процесса обеспечила существенное повышение удельной активности продуктов, однако этот способ не позволяет все же достигнуть высоких удельных активностей и обеспечить простоту радиохимической очистки меченных тритием аминокислот, Оба отмеченных недостатка определя-, ются именно особенностями жидкофаэ61!412 ного процесса (наличием большого количества постороннего органического вещества — растворителя, и сложностью реакций радиолиза в растворах).

Цель изобретения — упрощение процесса, одновременно приводящее к резкому повышению удельной активности меченных тритием аминокислот и облегчению их радиохимической очистки.

Для достижения указанной цели каталитическое восстановление оксиминокислот газообразным тритием осуществляют в твердофазных условиях — исходное вещество предварительно наносят на катализатор, и газообразным тритием обрабатывают сухую смесь вещества с катализатором.

В описываемом способе исключаются паразитные реакции изотопного обмена ,растворителя с тритием, приводящие к разбавлению последнего. Единственным (принципиально неустранимым) донором водорода в реакционной системе является само исходное вещество, количе: ство которого относительно мало. В результате резко снижается разбавление трития и, соответственно, повьппается удельная активность целевого продукта. Процесс восстановления оксиминокислот в твердой фазе протекает существенно быстрее, чем в растворах, ;и это снижает степень радиолиза. В отсутствие посторонних органических соединений исключаются сложные реакции совместного радиолиза многокомпонентной смеси, ll> зедение реакции в твердой фазе (и на твердой подложке) также способствует снижению роли межмолекулярных реакций радиолиза.

В результате действия всех этих факторов количество радиоактивных побочных продуктов уменьшается, а состав самой реакционной смеси упрощается. Поэтому оказывается возможной весьма эффективная радиохимическая очистка меченных тритием аминокислот с использованием простейших известных способов или их комбинаций, В твердофазном процессе весьма эф . фективны очень стабильные катализа. - торы, а именно палладий на сульфате бария, Оказалось, что адсорбция исходного вещества на катализаторе не требуется — достаточно обеспечить их равномерное смешение, что легко достигается лиофильной сушкой замороженной суспензии катализатора в растворе исходного вещества, . Реакция протекает при давлении трития ниже атмосферного. Это существенно упрощает технику работы и используемую аппаратуру. Не требуется перемешивание реакционной смеси или ее замораживание жидким азотом при введении и откачке трития.

Также особенности твердофазного способа резко снижают радиационную опасность при работе с большими количествами радиоактивного газа.

Описываемый способ осуществляют следующим образом.

На катализаторе (6 палладия на сульфате бария) наносят исходную оксиминокислоту, для чего .катализа- тор суспендируют в растворе оксима, суспензию быстро замораживают и лиофильно высушивают. Затем сухую смесь обезгаживают и реакционный сосуд заполняют тритием (или его смесью с водородом) до давления 100600 мм рт.ст. (обычно 200 мм рт.ст., что технически удобно для работы). о

Восстановление проводят при 20-120 С в течение 30-120 мин, По окончании поглощения трития (с контролем по падению давления) его избыток откачивают, выпускают в реакционный сосуд воздух и смывают продукты реакции с катализатора водой (3-4 раза).

Лабильный тритий удаляют трехкратным изотопным уравновешиванием с водой (с отгонкой ее в вакууме), при этом одновременно удаляют и летучие продукты радиолиза.

Радиохимическую очистку меченых продуктов осуществляют простейшими известными способами. Обычно для очистки применяют групповое разделение на сильном катионите. Раствор меченой аминокислоты пропускают через колонку с сульфокатионитом (например Дауэкс-50) в Н -форме, При этом

+ кислые и нейтральные продукты проходят через колонку и .отмываются водой.

Аминокислоты и продукты радиолиза основного характера адсорбируются на смоле, и элюируются 2 н,раствором аммиака, Аммиачный элюат выпаривают в вакууме досуха, а остаток растворяют в воде и выпаривают еще 1-2 раза, При этом удаляют не только аммиак, но и летучие продукты радиолиза основного характера. В некоторых случаях такая методика непосредственно приводит к получению аминокислот с

95-98 . радиохимической чистотой, 5 6114

В случае необходимости проводят дополнительную очистку методом вод-, .ной элюции на слабом катионите. Для этого раствор меченой аминокислоты вводят в колонку высотой 500-600 мм и диаметром 10 — 15 мм с карбоксильным катионитом в Н -форме (например IRC+

50, 300-500 меш.,. Колонку промывают чистой водой и собирают фракции, содержащие целевой продукт. Посторонние аминокислоты (радиогенного происхождения) выходят в других фракциях, а продукты радиолиза основного характера остаются на колонке. !5

В некоторых случаях эффективная радиохимическая очистка достигается, однократным проведением препаративной бумажной хроматографии (например на бумаге Ватман № 17, в стандартной 20 системе бутанолуксусная кислота— вода), В результате получают меченые тритием DL-аминокислоты с удельной активностью 10-25 Кюри/ммоль и радиохими- 25 ческой частотой 95-98% (по данным тонкослойной хроматографии на "Силуфоле" в различных системах растворителей).

Пример 1. Получение глицина 30

4,0 мг (0,045 ммоль) оксиминоуксусной кислоты (оксима глюксалевой кислоты) наносят на 90 мг катализатора Pd/BaSOq.

Указанную смесь обрабатывают газообразным тритием (концентрация 99%) в количестве 25 Кюри, при начальном давлении 200 мм рт.ст. и температуре

22 С в течение 30 мин. В смыве с катализатора содержится глицин; химический выход 98% от теории.

После удаления лабильного трития получают в остатке 0,31 Кюри реакционного продукта с радиохимической чистотой 80%. Очистку проводят препаративйой бумажной хроматографией на бума-15 ге "Ватман ¹ !7" в объемной системе н-бутанол: уксусная кислота, вода =

=4:1:5.

После элюции продукта с бумагой водой получают 0,125 Кюри хроматогра- 50 фически однородного глицина с удельной активностью )3 Кюри/ммоль и радиохимической частотой 97%.

Пример 2. Получение DL-алани-.. на, 20,0 мг (0,)94 ммоль)oL-оксимино- . пропионовой кислоты (оксима пировиноградной кислоты) наносят на. 200 мг

12 6 катализатора Pd/BaS04. Высушенную смесь обрабатывают газообразным тритием (концентрация 50%) в количестве 14 Кюри, при начальном давлении

200 мм рт.ст. и 80-115 С в течение

75 мин. В смыве с катализатора содержится DL-алании, химический выход

98% от теоретического. После удаления лабильного трития получают в остатке 6 Кюри реакционного продук-: та с радиохимической чистотой 72%.

Реакционный продукт очищают Групповым разделением на колонке со смолой-,Дауэкс-50 в Н -форме. После экю

+ ции аммиаком и повторного выпаривания получают в остатке 4,7 Кюри хроматографически однородного DL-аланина с удельной активностью 24 Кюри/ммоль и радиохимической чистотой 98Х.

Пример 3. Получение ЭЬ-фенилаланина. 34,8 мг (0,194 ммоль) -ок- симино- -фенилпропиновой кислоты (оксима фенилпировиноградной кислоты) наносят на 200 мг катализатора

Pd/BaS0 Высушенную смесь обрабатывают газообразным тритием (концентрация 64%) в количестве 18 Кюри, при начальном давлении 200 мм рт,ст. и 115-117 С в течение 1.00 мин. В ,смыве с катализатора содержится OL фенилаланин, химический выход 96Х от теоретического. После удаления лабильного трития получают в остатке

3 Кюри реакционного продукта с радиохимической частотой 62%. .

Очисткой реакционного продукта групповым разделением на Дауэкс-50 в Н -форме получают продукт с радио+ химической чистотой 83Х. После дополнительной очистки водной элюцией на слабом катионите (амберлит IRC

=50) получают 1,5 Кюри хроматографически однородного DL-фенилаланина с удельной активностью 11. Кюри/ммоль и радиохимической чистотой >95% Использование предлагаемого способа получения DL-аминокислот, меченных тритием, позволяет достигать высоких удельных активностей целевых продуктов при одновременном упрощении их радиохимической очистки. Описываемый способ технологически проще, чем известные, осуществляется на более простом оборудовании и облегчает обеспечение радиационной безопасности процесса.