СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5,10,15,20-ТЕТРААЗА-2,3;7,8;12,13;17,18-ТЕТРАБЕНЗОПОРФИНА С ЦЕНТРАЛЬНО-КООРДИНИРОВАННЫМИ ИОНАМИ МЕТАЛЛОВ
METHOD FOR SYNTHESIS OF 5,10,15,20-TETRAAZA-2,3;7,8;12,13;17,18-TETRABENZOPORPHIN WITH CENTRALLY COORDINATED METAL IONS

Изобретение относится к области синтеза гетероциклических соединений, а именно к способу получения 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов. Настоящее изобретение определяет условия получения 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов. Реализация настоящего изобретения приводит к получению 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально координированными ионами металлов - соединений, которые могут быть использованы в химико-фармацевтической промышленности для создания на их основе фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии онкологических заболеваний.
В технической литературе описан способ получения 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов. (Pat. GB 711376 (06/1954) / GEN ANILINE & FILM CORP. Improved process for preparing metal phthalocyanines.)
По данному способу соединение предлагается получать путем циклоконденсации 2-цианобензамида в присутствии хлорида алюминия, мочевины, безводного сульфата натрия, молибденовокислого аммония в качестве катализатора. Смесь греют в течение часа в тетрахлорбензоле при температуре 200-205°С. Затем в реакционную массу добавляют мочевину, растворенную в трихлорбензоле, и греют еще 5 часов при температуре 200-205°С. Выход целевого продукта составляет до 85% от теоретического.
Недостатками данного способа являются:
- длительность протекания процесса;
- большая номенклатура реагентов.
Также в указанном патенте отсутствуют конкретные данные по выходу продукта.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ получения 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина, заключающийся в циклоконденсации 2-цианобензамида в присутствии металлов или их оксидов в среде нафталина (Byrne G.T., Linstead R.P., Lowe A.R. // J. Chem. Soc. - 1934. - Part II. - P.1017-1022). Температурный интервал проведения процесса - 240-250°С, продолжительность - 120 мин. Выход целевых продуктов составляет 44-48% от теоретического.
Основной недостаток данного способа - низкий выход целевого продукта.
Отличие предлагаемого решения от прототипа заключается в использовании при проведении процесса в качестве растворителя хинолина, что позволяет увеличить выход комплексов 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов до 69-73% и снизить время проведения реакции до 90 мин.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения комплексов 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов с увеличенным выходом и снижением временных характеристик процесса.
Для проведения экспериментальной проверки в настоящем исследовании использовалась типовая лабораторная установка, включающая реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником. Очистку конечного продукта проводили методом экстракции в аппарате Сокслетта.
Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в уменьшении продолжительности процесса до 90 минут и получении 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов с выходом не менее 69%.
Поставленная задача решается путем подбора оптимальных условий способа получения 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов.
В качестве особенности предлагаемого метода следует отметить использование растворителя хинолина, в котором 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфин с центрально-координированным ионом металла имеет низкую растворимость и выпадает из зоны реакции в осадок, что смещает динамическое равновесие в сторону образования конечного продукта. Вследствие чего:
- увеличивается выход целевого продукта до 69-73%;
- уменьшается продолжительность процесса до 90 минут.
Пример 1. Синтез 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина цинка.
В реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 10,95 г (0,075 моль) 2-цианобензамида, 7,0 мл хинолина, 1,62 г (0,02 моль) оксида цинка. Реакционную массу нагревают до 235°С и выдерживают в течение 2 часов. Затем реакционную массу охлаждают, выпавшие кристаллы фильтруют и промывают ацетоном в аппарате Сокслетта в течение 48 часов. Получают 7,58 г (выход 69% от теоретического) целевого 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина цинка в виде кристаллов темно-синего цвета. Данные элементного анализа и спектральные характеристики представлены в таблице 1.
Пример 2. Синтез 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина свинца.
Для синтеза берут 10,95 г (0,075 моль) 2-цианобензамида, 7,0 мл хинолина, 4,4 г (0,02 моль) оксида свинца. Получают 9,56 г (выход 70% от теоретического).
Синтез проводят по примеру 1. Данные элементного анализа и спектральные характеристики представлены в таблице 1.
Пример 3. Синтез 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина железа.
Для синтеза берут 10,95 г (0,075 моль) 2-цианобензамида, 7,0 мл хинолина, 1,1 г (0,02 моль) элементарного железа.
Синтез проводят по примеру 1. Получают 7,45 г (выход 69% от теоретического). Данные элементного анализа и спектральные характеристики представлены в таблице 1
Пример 4. Синтез 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина магния.
Для синтеза берут 10,95 г (0,075 моль) 2-цианобензамида, 7,0 мл хинолина, 0,80 г (0,02 моль) оксида магния.
Синтез проводят по примеру 1. Получают 7,12 г (выход 70% от теоретического). Данные элементного анализа и спектральные характеристики представлены в таблице 1.
Пример 5. Синтез 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина меди.
Для синтеза берут 10,95 г (0,075 моль) 2-цианобензамида, 7,0 мл хинолина, 1,6 г (0,02 моль) оксида меди.
Синтез проводят по примеру 1. Получают 7,77 г (выход 71% от теоретического). Данные элементного анализа и спектральные характеристики представлены в таблице 1.
Таким образом, использование при проведении процесса в качестве растворителя хинолина позволяет увеличить выход комплексов 5,10,15,20-тетрааза-2,3;7,8;12,13;17,18-тетрабензопорфина с центрально-координированными ионами металлов до 69-73% и снизить время проведения реакции до 90 минут.
Литература
1. Pat. GB 711376 (06/1954) / GEN ANILINE & FILM CORP. Improved process for preparing metal phthalocyanines.
2. Byrne G.T., Linstead R.P., Lowe A.R. // J. Chem. Soc. - 1934. - Part II. - P.1017-1022.