СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЧЕННЫХ ТРИТИЕМ АЛИФАТИЧЕСКИХ ГАЛОИДКИСЛОТ С ГАЛОИДНЫМ ЗАМЕСТИТЕЛЕМ ПРИ УГЛЕРОДЕ, НАЧИНАЯ ОТ C*003 Российский патент 1997 года по МПК C07C53/19 C07B59/00 

Изобретение относится к органической химии и может найти применение в исследованиях в области биохимии и медицины.

Известны способы получения меченных тритием органических соединений, в частности аминокислот.

Однако данным известным способом нельзя получить меченные тритием алифатические галоидкислоты, поскольку процесс сопровождается отщеплением галоида.

Меченые аналоги природных соединений широко применяются при биохимических исследованиях в области биологии и медицины.

Галоидзамещенные алифатические карбоновые кислоты входят в состав феромонов природных половых гормонов насекомых. Поэтому при биохимических исследованиях в области энтомологии необходимо располагать меченными, например, тритием алифатическими галоидкислотами.

Однако ни в технической, ни в патентной литературе на описаны меченные тритием алифатические карбоновые кислоты и соответственно отсутствуют сведения о способах их получения.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является получение меченных тритием алифатических галоидкислот с галоидным заместителем при атоме углерода, начиная от C₃.

Достигается это тем, что в способе получения меченных тритием алифатических галоидкислот с галоидным заместителем при атоме углерода, начиная от C₃, осуществляют реакцию изотопного обмена атомов водорода соответствующей алифатической хлоркислоты, имеющей галоидный заместитель при атоме углерода, начиная от C₃, с газообразным тритием в присутствии катализатора в виде 10% Pd/C при 135 165^oC в течение 15 25 мин и соотношении катализатор хлоркислота, равном (4,5 5,5) 1 нг/мг, с полученной меченной тритием хлоркислоте при необходимости производят замену хлора на иные галогены нагреванием ее с соответствующим галоидидом натрия в течение 25 35 мин при 70 80^oC в ацетоне при соотношении хлоркислота галоидид натрия ацетон, равном (2,0 2,5) (30 35) 500 мкмоль/мкмоль/мкл.

Условия, рекомендуемые новым способом, вызывают гидрогенолиз функциональных групп, расположенных в алифатической цепи при C₂, но они исключают гидрогенолиз функциональных групп при C₃. При этом предложенные условия обеспечивают возможность изотопного обмена на тритий протонов в C-H фрагментах исходной хлоркислоты.

Для получения меченных тритием йод-, фтор- или бромкислот новый способ рекомендует получать сначала соответствующие меченные тритием хлоркислоты, а затем заменить в них хлор на соответствующие галогены.

Пример 1. В реакционную ампулу объемом 10 мл помещали навеску катализатора, метанольный раствор 11-хлорундекановой кислоты и упаривали растворитель на вакуумном испарителе. Адсорбированное на катализаторе вещество лиофилизировали до остаточного давления 0,1 Па. Затем ампулу заполняли газообразным тритием до давления 400 гПа и нагревали. После охлаждения ампулу вакуумировали для удаления избыточного трития и экстрагировали продукты реакции метанолом (4х2 мл). Лабильный тритий удаляли многократным упариванием на вакуумном испарителе реакционной смеси с метанолом до постоянного значения суммарной радиоактивности. Меченые препараты анализировали методом газожидкостной хроматографии (ТЖХ) на приборе "Chrom 5" (Чехия), колонка 3х1200 мм, фаза "Chromosorb-AW" 100-120 Mesh или 10% Silar 10C; детектор-пламенно-ионизационный; газ-носитель азот, скорость 2 мл/мин, температура испарителя 250^oC. Для метилового эфира 11-хлорундекановой кислоты (температура колонки 140^oC) время удерживания 10,9 мин, для метилового эфира ундекановой кислоты (температура колонки 110^oC) время удерживания 3,05 мин. Очистку вещества проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ на хроматографе "Gilson" (Франция) на колонке 4,6х250 мм, Сервахром Октадецил Si 100 Полиол, 10 мкм (Серва, ФРГ) или Сепарон 5 C₁₈, 3,3х150 мм (Чехия) в системе растворителя метанол-вода-уксусная кислота (80 20 0,1).

В таблице приведены данные о влиянии условий проведения реакции изотопного обмена между атомами водорода 11-хлорундекановой кислоты с газообразным тритием на качество целевого продукта.

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что оптимальными условиями для введения метки в 11-хлорундекановую кислоту являются катализатор в виде 10% Pd/C, температура 135 165^oC.

Пример 2. По методике примера 1 с использованием катализатора в виде 10% Pd/C получили меченные тритием алифатические хлоркислоты с длиной углеродной цепи C₁₄ C₁₈ C₅ хлормиристиновую, C₃ - хлорпальмитиновую и C₁₂ хлорстеариновую. Максимальный выход целевых продуктов (35 40%) и их максимальную молярную радиоактивность (135 350 /ммоль) получили при использовании катализатора и исходной хлоркислоты в соотношении (4,5 5,5) 1 нг/мг и при проведении реакции изотопного обмена при 135 165^oC в течение 15 25 мин.

Пример 3. Попытка ввести метку в Br-, F- или J кислоты по методике примера 1 показала, что процесс сопровождается частичным дегалоидированием исходной кислоты. Разделение целевых и дегалоидированных кислот представляет определенную трудность, а использование продуктов, содержащих примесь дегалоидированных кислот в биологически: экспериментах недопустимо, поскольку может привести к значительному искажению результатов, так как молярная радиоактивность дегалоидированных продуктов значительно выше молярной радиоактивности целевых галоидированных меченных тритием кислот.

Пример 4. Смесь меченной тритием 11-хлорундекановой кислоты, йодистого натрия и ацетона (соотношение вещество йодистый натрий ацетон составляет 2,0 30 500 мкмоль/мкмоль/мкл) нагревали 25 мин при 80^oC. Реакционную массу охладили, лиофилизировали. Остаток растворили в 0,2 мл системы растворителей, состоящей из 5 мм H₂SO₄ и 6 мм NH₄OH. Целевой продукт, меченную тритием 11-йодундекановую кислоту, выделили методом ВЭЖХ, как описано в примере 1. Анализ конечного продукта проводили методом ГЖХ, как описано в примере 1.

Пример 5. По методике примера 4 при использовании меченной тритием 11-хлорундекановой кислоты, бромистого натрия и ацетона в соотношении 2,5 35 500 мкмоль/мкмоль/мкл и нагревали смесь в течение 25 мин при 70^oC, получили меченную тритием 11-бромундекановую кислоту. Анализ конечного продукта проводили методом ГЖХ, как описано в примере 1.

Пример 6. По методике примера 4 при использовании меченной тритием 11-хлорундекановой кислоты, фтористого натрия и ацетона в соотношении 2,0 35 500 мкмоль/мкмоль/мкл и нагревании смеси в течение 25 мин при 70^oC получили меченную тритием 11-фторундекановую кислоту. Анализ конечного продукта проводили методом ГЖХ, как описано в примере 1.

Таким образом, по способу согласно изобретению можно получать меченные аналоги природных соединений алифатических галоидкислот, что позволит проводить биохимическое изучение феромонов насекомых.

Использование: в органической химии, биохимии, медицине. Сущность изобретения: для получения меченных тритием алифатических галоидкислот с галоидным заместителем при C₃ - C_n осуществляют реакцию изотропного обмена между атомами водорода соответствующей алифатической хлоркислоты с газообразным тритием в присутствии катализатора в виде 10% Pd/C при 135 - 165^oC в течение 15 - 25 мин и соотношении катализатор-вещество, равном (4,5 - 5,0) : 1 нг/мг. При необходимости в полученной меченной тритием хлоркислоте производят замену хлора на иные галогены. Для этого ее нагревают с соответствующим галоидидом натрия в течение 25 - 35 мин при 70 - 80^oC в ацетоне при соотношении хлоркислота : галоидид натрия : ацетон, равном (2,0 - 2,5) : (30 -35 : 500 мкмоль/мкмоль/мкл. 1 табл.

Способ получения меченных тритием алифатических галоидкислот с галоидным заместителем при атоме углерода, начиная от С₃, отличающийся тем, что осуществляют реакцию изотопного обмена атомов водорода соответствующей алифатической хлоркислоты, имеющей галоидный заместитель при атоме углерода, начиная от С₃, с газообразным тритием в присутствии катализатора в виде 10% Pd/C при температуре 135 165^oС в течение 15 25 мин и соотношении катализатора и хлоркислоты 4,5 5,5 1 нг/мг, а в полученной меченной тритием хлоркислоте при необходимости производят замену хлора на иные галогены нагреванием ее с соответствующим галоидидом натрия в течение 25 35 мин при 70 80^oС в ацетоне при соотношении хлоркислота галоидид натрия ацетон 2,0 2,5 30 35 500 мкмоль/мкмоль/мкл.