AT137000B

AT137000B - Verfahren zur Darstellung von starkbasischen Porphinen.

Info

Publication number: AT137000B
Authority: AT
Original assignee: Chem Fab Vormals Sandoz
Priority date: 1931-12-22
Filing date: 1932-12-13
Publication date: 1934-03-26

Description

Verfahren zur Darstellung von starkbasischen Porphinen.

Unter den Begriff"Porphin"werden in der Literatur diejenigen Glieder, Derivate und Homologe des Blut-und des Blattfarbstoffes zusammengefasst, die den für diese Körperklasse charakteristischen heterocyclischen Ring aus 12 Kohlenstoff-und 4 Stickstoffatomen enthalten und die am einfachsten und deutlichsten durch ihre Absorptionsspektren charakterisiert sind. In den Porphinen können die ss-Substituenten der Pyrrolkerne sowie die Substituenten der Methinbrücken Wasserstoffatome oder beliebige andere Reste sein, ferner können substituierende Gruppen an mehreren Stellen des Moleküls gleichzeitig eingreifen. Weiterhin kann der Hydrierungsgrad des Gesamtsystems verschieden sein. Die Porphine können auch Metall komplex gebunden enthalten.

Das vorliegende Verfahren bezweckt die Darstellung von Porphinen, deren Basizität gegenüber den bisher bekannten Vertretern dieser Körperklasse so weit gesteigert ist, dass auch deren Salze mit starken Säuren in Wasser mit neutraler Reaktion löslich sind.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass schon die Einführung einer Seitenkette von der allgemeinen Formel :
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bzw.
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[worin HO-ein primäres, sekundäres oder tertiäres alkoholisches oder enolisches Hydroxyl, (CHy) x einen beliebigen, auch beliebig verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit mindestens einem C-Atom, Ri, Rz und R3 Wasserstoffatome bzw. beliebige, durch Wasserstoff ersetzbare einwertige Substituenten, wie Alkyl-, Alkoxyl-, Dialkylamin-, Halogenalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Aminogruppen usw., oder Bestandteile heterocyclischer Ringe bedeuten genügt, um die hochmolekularen Verbindungen als Salze wasserlöslich zu machen.

Es ist von untergeordneter Bedeutung, ob schliesslich ein Aminoester oder ein Aminosäureamid vorliegt, da die gewünschte Steigerung der Basizität lediglich durch die neu eingeführten Aminogruppen bedingt wird. Weiterhin ist es für die Umsetzung im gewünschten Sinne unwesentlich, in welcher Form das Porphin oder die andern Komponenten angewendet werden. Ersteres kann z. B. auch in hydrierter oder oxydierter Form oder als Metallverbindung, letztere können als Alkoholate, Basen oder deren Salze in Anwendung gebracht werden.

Die Umsetzungen können nach bekannten Methoden, insbesondere bei beliebigen Temperaturen, beliebiger Reaktion, mit oder ohne Zusatz von Lösungsmitteln oder andern indifferenten, reagierenden oder katalysierenden Stoffen erfolgen.

Durch die Darstellung von Aminoderivaten der Porphinreihe wird eine neue Körperklasse erschlossen, die neben den bekannten Eigenschaften der Porphine Basennatur aufweist. Ausser der äusserst charakteristischen Löslichkeit der Salze mit starken Säuren in wässerigem Medium mit neutraler Reaktion zeigen fast alle bisher bekannten Vertreter der neuen Körperklasse in Form der Salze in wässerigem Medium das typische"Porphin-Neutralspektrum", das bisher nie beobachtet ist.

Die neuen Porphinamine sollen technische, färberische und pharmazeutische Verwendung finden.
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nach weiteren 5 Minuten das Erhitzen unterbrochen. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 200 em3 Wasser unter fortgesetztem Rühren abgeschreckt, wobei sich nicht umgesetztes

Phäophytin-Kupfersalz körnig abscheidet. Nach der Filtration wird das Filtrat mit der Hälfte seines Volumens an gesättigter Kochsalzlösung unter Zusatz von wenig 2n-Salzsäure gefällt. Man filtriert, wäscht kurz mit kaltem Wasser aus und erhält so ein amorphes Produkt, das in warmem Wasser mit
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durch starkes Konzentrieren der Lösung und Versetzen derselben mit wenig Petroläther kristallinisch abgeschieden werden. Es ist spektroskopisch vom Ausgangsmaterial stark verschieden.

Ausbeute etwa 20%.

Das Kupfersalz entsteht durch Einwirkung von in ss-Diäthylaminoäthylalkohol gelöstem Kupferacetat auf das Reaktionsprodukt unter Erwärmen. Es ist etwas schwächer basisch, so dass es aus der Lösung in 1% iger Salzsäure mit Äther ausgezogen werden kann.

Auf gleiche Weise wie Phytochlorin e kann auch Phytorhodin g zur Umsetzung gebracht werden ; auch in diesem Falle entsteht ein starkbasischer, vom Ausgangsmaterial spektroskopisch stark verschiedener Ester,
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0'35 g wieder abgeschiedenes Hämin. Das Filtrat wird mit Chloroform verdünnt und mit nj10-Natron- lauge kräftig geschüttelt. Die sich hiebei bildende Emulsion-wird zentrifugiert ; der im Chloroform gelöst verbliebene Ester lässt sich mit 3-5% niger Salzsäure ausziehen. Wieder in Chloroform gelöst, kann er aus dieser Lösung in einer Ausbeute von annähernd 10% mittels Petroläther abgeschieden werden.

Auf gleiche Weise kann aus Tetramethylhämatoporphyrin-Eisensalz (vgl. W. Küster, H. 86 [1913] 51) ein basischer Ester erhalten werden.

Beispiel 5 : 0'5 g Hämatoporphyrin (R. Willstätter und A. Stoll, Untersuchungen über Chlorophyll, 1913, S. 402) werden mit 2'5 g ss-Diäthylaminoäthylalkohol 4-5 Stunden lang im Heizbad auf 1500 erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Reaktionsgemisch in Äther gelöst und mit Salzsäure fraktioniert extrahiert. Zuerst wird der Lösung der überschüssige Aminoalkohol mit 0'5-0'05%iger Salz- säure und dann der basische Porphyrinester mit 0'025%piger Salzsäure entzogen. Unter Zusatz von etwa 100 cm3 0'025%iger Natronlauge wird er wieder in Äther gelöst, worin er spielend löslich ist, und mit Petroläther aus der konzentrierten ätherischen Lösung gefällt.

Die Ausbeute kann bei dieser Umsetzung bis zu 60% betragen.

Das in Wasser ebenfalls spielend lösliche Chlorhydrat obiger Verbindung kann durch Einengen einer Lösung derselben in 0'025CYoiger Salzsäure im Vakuum in Schüppchen erhalten werden ; ebenso die Salze anderer Säuren. Sie sind in Wasser sehr leicht löslich.

Auf gleiche Weise wird der Di-[ss-diäthylaminoäthyl]-ester des Hämatoporphyrindimethyläthers erhalten, dessen Chlorhydrat, nach Trocknung im Hochvakuum bei 250, einen N-Gehalt von 9'27% aufweist (berechnet für CHMOeNeCI, : N = 9-08%).

Die basischen Ester des Hämatoporphyrins sind dadurch ausgezeichnet, dass sie leicht durch Methylalkohol zum Methylester umgeestert werden und dass die Umsetzungen zum Kupfer-und Zinkkomplexsalz auch in der wässerigen Lösung der Chlorhydrate möglich ist.

Beispiel 6 : 0'5 g Phylloporphyrin (A. 466 [1928] 264) werden im Heizbad mit 2-5 g ss-Diäthylamino äthylalkohol 5-6 Stunden lang auf 1550 erhitzt. Gegen Ende der Erhitzungszeit wird eine Probe entnommen und auf vollkommene Veresterung dadurch geprüft, dass die Substanz, in nj10-Salzsäure gelöst, sich nach Zusatz eines Überschusses an 2n-Natronlauge quantitativ in überschichtetenÄther überführen lässt. Ist dies der Fall, so ist die Reaktion beendet ; aus dem erkaltenden Reaktionsgemisch kristalli- siert der basische Ester in grossen prismatischen Nadeln aus. Er kann weiterhin durch fraktionierte Extrak- tion mit Salzsäure oder auch durch Umkristallisation aus Chloroform-ss-DiäthylaminoäthylaIkohol gereinigt werden.

Die Ausbeute beträgt etwa 70% ; F = 210 (bei raschem Erhitzen).

Zur Analyse wurde der Ester mehrfach aus Chloroform-ss-Diäthylaminoäthylalkohol umkristallisiert und im Hochvakuum bei 250 bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, wobei nur eine kleine Gewichtsabnahme eintrat. Die Analyse ergab :
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Beispiel 7 : 0-5 g Pyrroporphyrin (A. 371 [1909] 33) werden, wie in Beispiel 6 beschrieben, mit ss-Diäthylaminoäthylalkohol umgesetzt. Der auf ganz gleiche Weise isolierte Ester wird ebenfalls mit einer Ausbeute von etwa 70% in schönen prismatischen Nadeln vom F = 1880 (korr.) erhalten, die auf gleiche Weise zur Analyse vorbereitet werden. Die Analyse ergab : C =74-36%, H = 7-84%, N = 11'87% (berechnetfürC37H4602Ns : C = 74-96%, H = 7-83%, N =11-82%.

Von den in den Beispielen 6 und 7 beschriebenen basischen Porphyrinestern können weiterhin auch die Eisen-, Kupfer-und Silberkomplexsalze in kristallisierter Form erhalten werden.

Beispiel 8 : 1'5 g Pyrroporphyrinmethylester werden zusammen mit 6-8 em3 asym. N. N-Diäthyl- äthylendiamin in der Silberhülse im Einschlussrohr 5 Stunden lang auf 1800 erhitzt. Der Rohrinhalt wird in Chloroform gelöst, die Lösung unter Zusatz von wenig Methylalkohol filtriert und bis zum Verschwinden des Chloroformgeruehes eingeengt. Beim Erkalten der konzentrierten Lösung scheidet sich das [ss-DiäthyIaminoäthyIen]-amid des Pyrroporphyrins in schönen prismatischen Nadeln ab. Aus der Mutterlauge kann meistens eine zweite Kristallisation erhalten werden. Die neue Base wird am besten aus Chloroform-N. N-Diäthylaminoäthylendiamin umkristallisiert. Die Ausbeute beträgt 80-90% ; F = 211 0 (korr.). Die Base zeichnet sich durch grosse Stabilität aus.

Auch ihr Eisen-, Kupfer-und Silberkomplexsalz kann schön kristallisiert erhalten werden.

Beispiel 9 : 1 g Phylloporphyrinmethylester wird, wie im Beispiel 8 beschrieben, mit 5 cm3 asym.

N. N-Diäthyläthylendiamin zur Umsetzung gebracht, welche durch fünfstündiges Erhitzen im Einschluss- rohr auf 200-210'fast quantitativ verläuft. Die Isolierung erfolgt ebenfalls auf gleiche Weise. Das hiebei in schönen prismatischen Nadeln in einer Ausbeute von 80 bis 90% erhaltene Produkt schmilzt unzersetzt bei 2350 (korr.). Auch in diesem Falle können das Eisen-, Kupfer-und Silberkomplexsalz schön kristallisiert erhalten werden.

Beispiel 10 : 0'5 g Rhodoporphyrindimethylester (A. 471 [1929] 146) werden analog den Beispielen 8 und 9 mit 3 cm3 asym. N. N-Diäthyläthylendiamin während 4 Stunden bei 1800 zur Reaktion gebracht. Das so erhältliche Diamin kristallisiert in schönen Prismen.

Beispiel 11 : 0'2 Protoporphyrindimethylester (C. 1926, II, 591) werden analog Beispiel 10 mit 1-5 cm3 asym. N. N-Diäthyläthylendiamin während 5 Stunden bei 2000 zur Reaktion gebracht. Auch hier tritt fast quantitative Umsetzung ein. Das neue Diamin zeichnet sich durch grosse Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln aus.

Beispiel 12 : 1 g Phäophytin wird mit 3 cm3 asym. N. N-Diäthyläthylendiamin 4 Stunden lang auf 1700 erhitzt. Nach dieser Zeit ist quantitative Umsetzung zu einem Produkt von grosser Basizität eingetreten. Dasselbe lässt sich aus einer Lösung in Äther unmittelbar mittels Petroläther abscheiden.

Es kann weiterhin in das Kupfer-und Zinksalz übergeführt werden.

Beispiel 13 : 0-1 g Pyrroporphyrinmethylester werden in der Silberhülse im Einschlussrohr mit 1 cm3 Äthylendiamin 3 Stunden lang auf 2200 erhitzt. Die Aufarbeitung nach Beispiel 8 ergibt ein Produkt, das, aus Chloroform-Äthylendiamin umkristallisiert, in reiner Form erhalten wird. Die Ausbeute ist ebenfalls gut und beträgt etwa 60%.

Claims

PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Darstellung von starkbasischen Porphinen, dadurch gekennzeichnet, dass man Porphine, die mindestens eine freie oder veresterte Carboxylgruppe enthalten, mit aliphatischen Diaminen oder eine tertiäre Aminogruppe enthaltenden aliphatischen Aminoalkoholen umsetzt.