CS226925B1

CS226925B1 - 2-Deuterio-l-aminoantrachinony a způsob jejich přípravy

Info

Publication number: CS226925B1
Application number: CS415482A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Horyna; Dobroslav Dr Ing Csc Snobl; Antonin Ing Csc Lycka
Original assignee: Horyna Jaroslav; Dobroslav Dr Ing Csc Snobl; Antonin Ing Csc Lycka
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká 1-aminoantrachinonů a jejich derivátů jednoznačně deuteriovaných v poloze 2 a způsobu jejich přípravy z 1-aminoantrachinon-2-sulfonových kyselin či jejich solí působením těžké vody a cukrů.

Deuiteriované sloučeniny nacházejí uplatnění v analytické chemii a při studiu reakčliích mechanismů. Jednoznačně deuteriůvané látky jsou ve většině případě obtížně dostupné a proto relativně i drahé.

Předmětem tohoto vynálezu jsou nové, dosud v literatuře nepopsané, 2-deuterio-l-aminoanitrachinony obecného vzorce I,

stejné nebo rozdílné, Z je vodík, halogen, hydroxyl, alkoxyl s alkylem obsahujícím 1 až

X atomy uhlíku, N kde X má výše uveU děný význam a U je vodík, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, cykloalkyl s 6 až 10 atomy uhlíku, aryl s 6 až 14 atomy uhlíku, příp. se substituenty, jejichž hodnoty substitučních konstant σ jsou v rozmezí —0,37 až +0,80, a způsob jejich přípravy, spočívající v tom, že se na sloučeniny obecného vzorce II,

kde X, Y značí vodík nebo alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž X a Y mohou být

22892S kde X, Y, Z mají výše uvedený význam a Me značí vodík nebo kationt, působí cukry v prostředí těžké vody při pH 6,5 až 14 a teplotě 50 °C až teplotě varu reakční směsi.

Pro deuteriaci podle tohoto vynálezu jsou vhodné jako sloučeniny konatitučně jednodušší, tak složitější, např.

l-aminoantralchinon-2-sulfonová kyselina, l-amino-4-chlorantrachinon-2-su]ifonová kyselina, l-amino-4-bromantraⁱchinon-2-sulfokyselina, l-amino-4-hydroxyanitirachinon-2-sulfokyselina, l,4-diaminoan)trachinon-2-9ulfokyselina, 1-alkylamino a l-dialkylaminoantrachinon-2-sulfokyseliny včetně jejich derivátů v poloze 4, tak i sloučenin složitějších jako např.

l-amino-4- (fenylamino ] antrachinon-2-sulf okyselina, l-amino-4- (cyklohexylamino) antrachinon-2-sulfokyselina, l-amino-4- (4‘-acetylaminof enylenamino J antrachinon-2-sulfokyselinia nebo kondenzáty kyseliny bromaminové s aromatickými aminy jako např. kyselinou sulfanilovou, metanilovou, p-fenylendiaminsulfonovou, m-fenylendiaminsulfonovou, 2,4-diamino-l,3,5-rtrimeitylbenzen-6-sul^!fonovou a podobnými aminy či polyaminy. Deuteriace probíhá úspěšně i v případech l-amino-4-arylantrachinon-2-sulfonových kyselin a u zdvojené kyseliny bromaminové proběhla z 88 Vedle volných sulfokyselin jsou pro deuteriaci stejně vhodné jejich soli.

Vlastní záměna sulfoskupiny za deuterium se provádí např. tak, že se příslušná antrachinosulfokyselina či její sůl smísí s těžkou vodou, alkálií a zvoleným cukrem, načež se směs zahřeje na teplotu nad 50 °C. Lze postupovat i tak, že se cukr přidá až po zahřátí ostatních složek na žádanou teplotu, buď najednou, nebo postupně — po částech — např. během 1/2 až 1 h. V případech, kdy výchozí sloučeniny obecného vzorce II obsahují jen jednu sulfoskupnu v molekule — na antrachinonovém jádře —- potom se vznikající deuíteiriovaný produkt vylučuje v průběhu reakce jako pevný podíl; který lze snadno, niapř. filtrací, separovat. Jinak se produkty vysolují nebo zachycují na iontoměničích nebo izolují jiným známým postupem. Deuterium je v antrachinonové molekule vázáno poměrně pevně, takže lze při zpracování reakčních směsí použít H₂O bez nebezpečí výměny deuteria·. Pro snadnost vstupu deuteria je rozhodující rozložení substituentů, a to polohy 1-amino a 2-sulfo, zatímco zanedbatelně se uplatňuje charakter ostatních substituentů — tedy Z, X a U. K charakterizaci substituentů umísítěných případně na U bylo použito Hammeittových substitučních konstant σ (L. P. Hammett: Physical Organic Chemistry, 2. vyd., McGraw-Hill Book Co., N. Y. 1970), přičemž subsitituen-ty mohou nabýt hodnot σ —0,37 až +0,80.

K určení polohy deuteria v anitrachinonovém skeletu sloužily interpretace záznamů protových spekter NMR jednak připravených sloučenin obecného vzorce I, jednak modelových látek vzorce III, získaných obdobnou desulfonací, ale v H₂O.

Po deuteriaci v poloze 2 mizí AB-kvaintet H(2) a H(3) a zůstává pouze singlet H(3).

Odštěpení sulfoskupiny bylo prokázáno chromatografickým porovnáváním s modelovými sloučeninami bez sulfoskupin. Mimo to bylo ověřeno, že u sloučenin obecného vzorce II, kde Z představuje např.

I se sulíoskupina na benzenickém jádře neodstupuje, zatímco v případě desulfonační deuteriace sloučeniny

lze postupně odštěpit obě sulfoskupiny a nahradili deuteriem.

Příklad 1

0,3 g l-aminoantrachtnon-2-sulfonanu sodného se smísí s 10 ml D₂O, 0,3 g bezvodého uhličitanu sodného a 0,3 g d-glukózy (s jednou krystalickou vodou v molekule), načež se směs zahřívá 2 h na teplotu 100 °C; z roztoku se postupně vylučuje krystalický pevný podíl. Potom se při 70 °C odfiltruje sraženina a promyje 10 ml H₂O. Pasta se suší 24 h při 30 °C. Získá se 0,21 g cihlově červeného produktu, který se chromatograficky chová jako 1-aminoantrachinon. Stupeň deuteriace byl stanoven ze záznamu NMR spektra; produkt obsahoval 85 % 1-amino-2-deuterioantrachinonu a 15 % 1-aminoantrachinonu.

Příklad 2

Postupem popsaným v příkladu 1 se připraví l-amino-2-deuterioanitrachinon s tím rozdílem, že se na místo 0,3 g uhličitanu sodného použije 0,3 g NaOH. Výtěžek i stupeň deuteriace jsou prakticky shodné s hodnotami příkladu 1.

Příklad 3

0,3 g l-amino-4-chloran|trachinon-2-sulfonanu draselného se smísí s 10 ml D₂O, 0,3 gramu bezvodého uhličitanu sodného a 0,3 g d-glukózy (e jednou krystalickou vodou v molekule) a zahřívá se 1 h na 100 °C. Stejným zpracováním jako v příkladu 1 se získá

0,23 g světle červeného produktu, který se chromatograficky chová jako l-amino-4-chlorantiraehinon, ale podle interpretace NMR spektra obsahuje 80 % l-amíno-2-deuterio-4-ichlorantrachinonu.

Příklad 4

Smísí se 0,3 g l-amino-4-bromantrachinon-2-sulfonové kyseliny, 0,4 g NaHCO₃, 0,3 gramu krystalické d-glukózy a 10 ml D₂O, načeiž se směs zahřívá 1 h na 100 °C. Po filtraci a promytí H₂O se získá 0,24 g tmavě hnědého produktu, který obsahuje 42 % 1-amino-2-deuteriO'4-bromantrachinonu a zbytek tvoří další hydrolytické produkty kyseliny bromaminové napr. 4-hydroxyderivát a mezi tím patrně i l-amino-4-deuterio-anfrachinon-2-sulfonan sodný.

Příklad 5

0,3 g l-amino-4-(cyklohexylamino)antrachinon-2-sulfonanu sodného se smísí s 10 nrlilitry D₂O, 0,3 g K₂CO₃ a 0,3 g krystalické d-glukózy, načež se směs zahřívá 1,5 h na 80 °C. Po odfiltrování sraženiny, promytí H₂O a usušení se získá 0,23 g tmavého produktu. Podle NMR spektra se jedná o deuteriovaný produkt l-amino-2-deuterio-4-(cyklohexylamino) antrachinon.

Příklad 6

0,3 g l-amino-4-(4‘-aminoantrachinoyl)antrachinon-2,3‘-disulfonanu sodného se smísí s 10 ml D₂O, 0,3 g Na2CO₃ a 0,3 g d-glukózy a směs se zahřívá 1,5 h na 100 °C. Vzniklá suspenze se ochladí na 20 °C, sraženina se odfiltruje, promyje směsí připravenou ze 3 mililitrů etanolu a 3 ml H₂O a usuší při 30 stupních Celsia. Získá se 0,26 g modročerného produktu, který se při chromatografií chová jako parciálně desulfonovaný; interpretací NMR spektra zjištěno, že se< jedná o směs 88 % l-amino-4-(4‘-iaminO-3‘-deute'rioantrachinoyljantrachinon-Ž-sulfonanu sodného a 12 % l-amino-4-(4‘-aminoantrachinoyl]antrachinon-2-sulfonanu sodného. Přítomnost jedné sulfoskupiny byla navíc prokázána i porovnávací chromatografií v bazických elučních soustavách.

Postupem popsaným v příkladu 5 lze deuteriovat i řadu sloučenin připravených kondenzací kyseliny bromaminové s aromatickými aminy. V následující tabelární úpravě je uvedeno několik dalších příkladů.

Příklad.

Výchozí sloučenina

Hlavní složka v konečném produktu

NH*

NH

SO^H 'OT

22892S nh₂

SO^H

V případech, kde se z výchozích reagencií odstraní H₂O přítomná např. jako krystalická voda nebo jako okludovaná vlhkost i aktivní vodíky (—OH, —NH₂ atd.) odpařením s deuiteriumoxidem a teprve potom se složky použijí k desulfonační deuteriaci, lze zvýšit podíl deuterioderivátů téměř na

Claims

předmEt

1. 2-Deuterio-l-aminoantrachinony obecného vzorce I, kde X, Y značí vodík nebo alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž X a Y mohou být stejné nebo rozdílné, Z je vodík, halogen, hydroxyl, alkoxyl s alkylem obsahujícím 1 až

X /

4 atomy uhlíku, N kde X má výše uve\

U íynAlezu děný význam, U je vodík, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, cykloalkyl s 6 až 10 atomy uhlíku, aryl s 6 a'ž 14 atomy uhlíku, příp. se substituenty, jejichž hodnoty substitučních konstant σ jsou v rozmezí —0,37 až +0,80.
2. Způsob přípravy sloučenin podle bodu 1, vyznačený tím, že se na sloučeniny obecného vzorce II, kde X, Y a Z mají výše uvedený význam a Me značí vodík nebo kationt, působí cukry v prostředí těžké vody při pH 6,5 až 14 a teplotě 50 °C až teplotě varu reakční směsi.