Способ получения мезо-арилзамещенных порфиринов Советский патент 1984 года по МПК C07D487/22 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения мезо-арилзамещенных порфиринов, которые могут быть, использованы для синтеза катализаторов различных химических процессов и моделей биокатализаторов.

Известен способ получения мезоарилзамепенннх порфиринов общей формулы

ЕЧВг

Кз Ч.Ж. 8JRl

. Кз Кг

где а) R, .Rj ,-Кз,К4

б) Кз-С1;Н,R ,R и , |3аключагат.ийся во взаимодействии эквимолярных количеств пиррола и бензальдегида или его соот етствукячего замещённого в среде пропионовой кислоты при температуре кипения последней. Смесь охлаждается, порфирин отфильтровывается И хроматографируется..

Выход порфиринов в зависимости от природы замещенного бензальдегида составляет 2013% 1.

Недостатком способа является низкий выход и сложность выделения целевых продуктов.

Цель изобретения - упрощение процесса, повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения мезо-арилэамещенных профиринов общей

г Кз

К

RZ

5« « Ki КгК

I . .

.где а) Rg. t а 4

б)R,-R,H;

в) ;R, ,,.. H;

г) R2-R5 K ;

Д) Rj И R OCli3;R2,R4 и R5 H; e).4 И R OCH3 ж) R И R C ;R2 ,R4 «RS H 3) R И H CHj;R,, ,R, и) R и ;R ,R4 ,R,.H K) , ;R, ,R4-R5 H, заключающемуся во взаимодействии эк10 вймолярных количеств пиррола с бензальдегидом или его заглещенными в органическом растворителе при температуре кипения реакционной смеси, процесс ведут в смеси ксилол - хлоруксусная кислота с концентрацией хлоруксусной кислоты 3-10% с последующей нейтрализацией или подкислением реакционной смеси концентрированной соляной кислотой.

Проведение процесса при других концентрациях хлоруксусной кислоты, как следует из примеров, не дает желаег ых результатов.

Пример 1. Синтез тетра ь-мё токсифенил )порфина(а ).

В трехгорлой колбе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 3,3 г 41%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь 35() фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окрас«ки раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают тетра(г)-метоксифенил) порфина, 40 промывают его метанолом и высушивают.. Выход 2,38 г (13%).

Продукт загрязнен смолообразншли . веществами,от которых можно, избавиться тол-ькр длительной промывкой ме45 танолом.

Пример 2. К нагретому до кипения раствору 9,3 г (3% хлоруксусной кислоты в 300 МП ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл

50 моль) пиррола и 8,7 мл

(0,072 моль) анисового альдегида в 50 МП ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильт

рат ней рализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тётра(и-метокс ифенил) порфина, промывают его мета нолом и высушивают. Выход

0 4,37 г (33%).

Пример 3. В трехгорлой колбе с волоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 16 г (5%

5 хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 ил (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в 50 ил ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и филь рат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеле ной на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетра(г1 -метоксифенил)порфина, промывают его мета нолом и высуишвают. Выход 5,0 (38%) нм); Е :651(6000); 595 (4600); 556 (11000)} 518 (14500)i 488(4100); 424 (450000) (пиридин). сА(м.д.): 8,79 (с, 8Н,/з-протоны 8.06(g, 8Н, о-протоны); 7,26 (g, 8Е, н-протоны); 4,03 (с, 12Н, . n-ClUO-протоны); 2,79 (с, 2Н, Nn-np TOHF-f) CDCl (ВН.СТ.ГМДС) . Вычислено, %: С 78,5; Н 5,2; N 7,6. C49l jeN404 Найдено, %: С 77,5;. Н 5,0; N 7,1 Rf 0,33 (хлороформ, силуфол). Припер 4 (получение f} В колбе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к кипящему раствору 16 г (5%) хлоруксусно кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по капляг1 раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 7,3 мл (0,072 моль) бензальдегида в 50 пл ксилола, затем смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски рас вора с зеленой на красно-коричневую затем отфильтровывают осадок тетрафенилпорфина, промывают его метанолом и высуыивают. Выход составляет 4,75 г (43%) . Яп,о.х(м), ; 646(5100); 591(510 549(9050),- 515(18600), 484(3800); 420(541000) (пиридин), i сА.м.д.): 8,70 (с, 8Н, р-протоны)/ 8.07(м, 8Н, о-протоны);7,60 (т, 12Н,м 1-протоны) j -2,81 (с, 2H,NH-np тоны) CDClj (вн.ст.ГМДС). Вычислено, %: С 86,0; Н 4,9; N 9,l. ,oN4 Найдено, %: С 85,4; Н 5,2; N 9,7 Rf 0,15 (толуол-гексан, 1:1,силуфол ) . Пример 5.-К нагретому до к пения раствору 26 г (8%) хлоруксурной кислоты в 300 мл ксилола прибав ляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл ,(0,072 моль) анисового альдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором до перехода окраски раствора с зеле ной на красно-коричневую, затем QTфильтрвовывают осадок тетраСп-метоксифенил)порфина и высушивают. Выход 4,23 г (32%). Пример 6. К нагретому до кипения раствору 33 г (10%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прйбавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 мл (0,072 моль) анисового альдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором а лмиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок .тетра(п-метоксифенил) порфина, пpo 1ывaют его метанолом и высушивают. Выход 3,7 г .(28%). Пример 7. К нагретому до кипения раствору 53 г (15%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола .прибавляют по каплям растор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 8,7 ш (0,072 моль)анисового альдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую, затем отфильтровывают осадок тетра(и-метоксифенил)порфина, промывают его метанолом и высушивают. Выход 2,0 г (15%) Продукт загрязнен трудноотделимыми слоями. Пример 8. Синтез тетра(м-метоксифенил)порфина (в). В трехгорлой колбе с водоотделителем, капельной воронкой и подводом воздуха к нагретому до кипения раствору 16 г (5%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл (0,072 моль)пиррола и 9,8 г (0,072 моль) м-метоксибензальдегида в 50 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь фильтруют и фильтрат нейтрализуют раствором аммиака до перехода окраски pacTBOpa с зеленой на красно-коричневую-, затем-повторно фильтруют и раствор хроматографируют на окиси алюминия, элюируя бензолом. Осадок экстрагируют бензолом и экстракт хроматографируют. Объединенный раствор тетра(м-метоксифенил )порфина упаривают и осаждают порфирин метанолом. Выход 3,4 г (26%). , (нм), t : 649(5400); 591(5500); 549(7300);.515(19100); 484(3700), 422(543000) (пиридин). .(м.я.) :8,85 (с, 8Н, /i-протоны); 7,71 (g, 8Н, о-протоны); 7,53 (т, 4Н, м-протрны); 7,23 (g, 4Н, п-про: тоны)/3,92 (с, 12Н, м-ОСНз-прртоны) ,-2,85 (с, 2Н, КН-протоны).CDClj (вн. ст. ГМДС). Вычислено, %: С 78,5; Н 5,2/ N 7,6. . - Найдено, %: С 76,2; Н 5,3/ N 7,8 Rf 0,45 (хлороформ; силуфол), Анёшогично получают: тетра(о-метоксифенил):порфин (г), выход 2,1 г (16,0%).. Дтаи(нм)/ 6 :648(3400)590(5400 546(6100) 513(18700)j482(3400)/ 420ji415000) (пиридин).. «А(М.Д.): 8,65 (с, 8Н,-протоны 7,96 (м, 4Н, o-npOTOHH)j 7,67 (т. 4Н, п-протоны); 7,28 (т. 8Н, м-протоны) J 3,48 (т. 12Н, о-оснг-протоны)) -2,67 (с, 2Н, NH-протоны) CttCl (вн.ст., ГМДС). Вычислено, %: С 78,5; Н, 5,2, N 7,6., С 48 Н,. N4 . Найдено, %: С 76,8, Н 5,2; N 7,2 Rf 0,28 (хлороформ; силуфол). Тетра 13,4-диметоксифенил порфин Сд)} выход г (29%). . . . Ятс(х(нм), 6 : 653(6300){595(520 558(11300); 520(16600); 493(4700); 428,( 382000) (пиридин). сл(м.д.): 8,85 (с, 8Н, /}-протоны 7,68i(g, 8Н, р-протоны); 7,05 (g, 4Н, м-протоны)/ 4,01 (с, 12Н, п-СНа протоны); 3,90 (с, 12Н, M-CHjO-npoтоны); -2,74 (с, 2Н, NH-протоны). CDClj (вн.ст. ГМДС). Вычислено, %: С 73,1; Н 5/4; N6,6. til ObНайдено, %: С 72,5; Н 5,2; N 6,0 Rf О,19 (хлороформ, силуфол). Тетра(2,3-диметилоксифенил)порфин (е), внход 2,2 г (14,5%). ,(нм), е :. 653(баОО);590(5900 513( 21300) ) 483( 3800) ; 420( 471000) (пиридин). «Км. д.): 8,76 (с, 8Н, р-протоны 7,59 (м, 4Н, о-протоны); 7,25 (т, 8 м, п-протоны); 3,99 (с, 12Н, c-CHj0 протоны); 3,15 (6, 12Н, о-сНзО-протоны); -2,70 (с, 2Н, кн-протоны) .CDC1, (вн.ст.ГМДС). Вычислено, %: с 73,1; н 5,4 ; N 6,6. Cs2H«N4De . Найдено, %: С 72,1; н 5,3;Н . Rf 0,08 (хлороформ, силуфол).. Пример 9. Синтез тетра 1,2,5 диметилфёнил)порфина { ж). В трехгорлой колбе с.водоотделйтелем, капеЛЬмой воронкой и подво дом воздуха к нагретому до кипения раствору 16 г (5%) хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола: прибавляют lio каплям раствор 5 мл (0,072 моль) пиррола и 9,4 г ( моль 2,5-ди метилбенэальдегида в 0 мл ксилола. Полученную смесь кипятят 1 ч при пропускании воздуха и охлаждают. Смесь нейтргшизуют раствором аммиака до перехода окраски раствора с зеленой на красно-коричневую и хроматографируют на силикагеле, элюируя бензолом. Элюат упаривают и осаждают порЛирин метанолом. Выход 2,2 г (17%). Ятс. (нм), f :653{5700),594(5900) 548(7000); 515(18700)) 483(3700), 420(454000) (пиридин). . сл(м.д.): 8,60 (с, 8Н, -протоны); 7,75 (м, 4Н, о-протоны)} 7,40 (g, 8Н, м,п-протоны); 2,47 (с, 12Н, мСН5-протоны); 1,94 (т, 12Н, o-CHjпротоны); -2,70 (с, 2Н, NH-протоны) CDClj (вн.ст.ГМДС). Вычислено, %: С 85,9} Н 6,4,N 7,7. .5г 1Ь 4Найдено, %: С 84,9; Н 6,0/ N 7,4. Rf 0,75 (толуол-гексан, 1:1; силуфол ). Аналогично, получают тетра(2,4-диметклфенил)пррфин (з), выход 2,6 г (20%). Л„«,(.нм), :651(5400);594(6100); 548(7500),- 515(19100); 483()/ .420(447000) (пиридин). сЛ(м.д.): 8,60 (с, 8Н,р-протоны); 7,81 (м, 4Н, о-протоны); 7,26 (т, 8Н-м-протоны); 2,55 (с, 12Н, n-CHjпротоны) , 1,95 (т, 12Н, о-СНз-протоны),- -2,68 (с, 2Н, NH-протоны) CDC1, (вн.ст.ГМДС). Вычислено, %; с 85,9; И 6,4,N 7,7. CjH4.N4. Найдено, %: С 84,5; Н,5,9/ N 7,3. Rf 0,72 (толуол-гексан, 1:1; силуфол) .. Тетра(3,4-диметилфенил)порфин (и), выход 2,2 г (17%). Л„«,(нм), :651(3,80)}595(3,82) 555(4,06); ,30); 486(3,79); 424(5,76) (пиридин). (А(м.д,): 8,80 (с, 8Н,|&-протоны); 7,90 (g, 8Н, о-протоны),40 (g, 4Н, м-протоны); 2,49 (с. 12Н, п-СНj-протоны)} 2,44 (с, 12Н, мгСН,протоны); -2,79 (с, 2Н, NH-протоны) CDClj (вн.ст. ГМДС). Вычислено, %s с 85,9; Н 6,4,N 7,7. Cs2H4«N4.. Найдено, %: С 85,5 Н 6,2/ N 7,2. Rf 0,55 (толуол-гексан, 1:1/ силуфол). Пример 10. Синтез тетра(мнитроОюнил)порфина (к|. В трехгорлой колбе с водоотделителем и капельной воронкой к нагретому раствору 16 г (5%хлоруксусной кислоты в 300 мл ксилола прибавляют по каплям раствор 5 мл .(0,072 моль) пиррола и г ..(0,072 моль) м-нитробензальдегида в 50 мл ксилола. Поученную смесь кипятят 1 ч и охлаждают. Смесь фильтруют и к фильтрату прибавляют 25 мл концентрированной соляной кислоты, затеи отфильтровывают осадок гидрохлорида порфирина и промывают его ксилолом. Осадок кипятят с раствором гидроокиси натрия до изменения его цвета с зеленого на фиолетовый, затем отфильтровывгиот, высушивают и промывают метанолом. Выход 4,0 г (28%). (нм),Е : 650( 2500 ) ;592( 5100), 550(5200); 516(17600), 485(3200); 425(345000) (пиридин). Вычислено, %: С 66,5; Н 3,3; N 14,1. « ЪНайдено, %: С 64,9, Н 3,9,- N 13,4. Rf 0,25 (хлороформ, силуфол). Таким образом, проведение процесса в смеси ксилол - хлоруксусная кислота, а также нейтрализация или подкисление реакционной смеси позволяют упростить способ, повысить выход и расширить ассортимент целевых продуктов .

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗО-АРИЛЗАМЕЩЕНННХ .ПОРФИРИНОВ общей формулы КчБг ..Кз где а)Кз-ОСНз; ,R и б)R -Rj-H; в)Rj-OCH ; R,R -R -Н; г)R -OClIji Р, j-Rj-H; Д)RJ И Rj-OCHj ;R ,R И Rj-H; ° И Rj-OClI, iR.-Py-H; ж)R, и R -CHj;Rj R и Ry-H;з)R И R.-OHj ;R ,R И R,-H; и) Rj и Rj-CH ;R, ,R и R,,-H; K) Bj-NOj ; R, ,Rj-R -H, Взаимодействием пиррола с бензальдегидом или. его замещенными в органическом растворителе при температуре кипения реакционной смеси, о т лич аюп и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, повышения выхода и расширения ассортимента целевых продуктов , процесс ведут в сглеси ксилол - хлоруксусная кислота /Л с концентрацией хлоруксусной кислоты с последующей нейтрализацией или .подкислением реакционной сглеси концентрированной соляной кис- g лотой. 00 да 4 ю