PL100405B1 - Sposob wytwarzania nowych chlorkow tetrakis-/trojalkiloamino/alkoksy/silanow i chlorowodorkow tetrakis-/dwualkiloamino/alkoksy/silanow - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 28.02.1979 100405 CZTifctNIA 1* ?du Po*e»te*ego Int. Cl.2 C07F 7/02 C07F 7/X8 Twórcy wynalazku: Andrzej Mazur, Ireneusz Janczarski, Pawel Rosci- szewski Uprawniony z patentu: Akademia Medyczna, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania nowych chlorków tetrakis-/trójalkiloamino/alkoksy/silanów i chlorowodorków tetrakis-/dwualkiloamino/alkoksy/ silanów Dziedzina techniki. Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania czwartorzedowych chlorków i trze¬ ciorzedowych chlorowodorków tetrakis-/alkiloami- no/alkoksy/silanów o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym n=2 lub 3, Y oznacza CL- lub HCL-, R oznacza rodnik alkilowy, korzystnie metylowy, etylowy lub propylowy o wzorze ogól¬ nym CkH2k+i gdzie k oznacza liczbe calkowita od 1 do 3 a X oznacza lancuch alifatyczny prosty zawierajacy 2 do 5 atomów wegla. Dynamiczny postep jaki zaznaczyl sie w ostatnim dziesieciole¬ ciu w zakresie zwiazków krzemoorganicznych, skierowal takze uwage badaczy na mozliwosc za¬ stosowania niektórych z nich w medycynie, jako preparatów przyswajalnych uzupelniajacych niedo¬ bór krzemu w organizmie. Krzem jest niezbednym mikroelementem dla czlowieka i wyzszych zwie¬ rzat.

Znane sa fakty wydalania znacznych ilosci tego pierwiastka z moczem przy róznych schorzeniach jak gruzlica czy choroby zakazne, a takze stop¬ niowego obnizania zawartosci krzemu w tkankach w miare starzenia. Znane sa pomyslne wyniki le¬ czenia syntetycznymi preparatami krzemoorganicz- nymi niektórych schorzen serca, nowotworów pluc, kosci i gruczolu krokowego a takze pewnych cho¬ rób wirusowych. Stwierdzone zpstalo hamujace dzialanie pewnego syntetycznego preparatu krze- moorganicznego na doswiadczalnie wywolywana chorobe wrzodowa przewodu pokarmowego u szczu¬ lo rów. Obserwowano korzystny wplyw róznych przy¬ swajalnych zwiazków krzemoorganicznych na wzrost runa owiec, na wyglad wlosów zwierzat futerkowych jak równiez odrastanie wlosów u osób lysiejacych.

Zasadnicza przeszkoda w stosowaniu zwiazków krzemoorganicznych w lecznictwie jest ich slaba rozpuszczalnosc w wodzie i latwosc z jaka nie¬ liczne znane dotychczas zwiazki krzemoorganiczne rozpuszczalne w wodzie ulegaja hydrolizie i poli- kondensacji w roztworach wodnych z utworzeniem produktów nieprzyswajalnych, wydalanych z ustro¬ ju. Najnowsze badania wskazuja, ze czynne bio¬ logicznie zwiazki krzemoorganiczne wystepujace w organizmach wyzszych ssaków i czlowieka sa glównie labilnymi polaczeniami o charakterze or- toestrów kwasu krzemowego. Synteza ich odbywa sie prawdopodobnie w watrobie, a komponentami sa najczesciej aminoalkohole i ich pochodne takie jak cholina i jej biologiczne prekursory i analogi.

Jedynym wyizolowanym dotychczas naturalnym zwiazkiem krzemoorganicznym tego typu jest ester cholesterolu i kwasu ortokrzemowego. Zwiazki w których wystepuja bezposrednie polaczenia atomów wegla i krzemu sa w organizmach zywych nie¬ spotykane, natomiast efekty farmakologiczne uzy¬ skiwane na materiale zwierzecym z preparatami syntetycznymi tego typu, nalezy przypisywac pro¬ duktom jakie organizm wytwarza z nicli w trakcie procesów metabolicznych. 100 405100 405 3 Stan techniki. Znany jest sposób otrzymywania ortoestrów róznych dwualkiloaminoalkoholi, któ¬ re mozna nazwac tetrakis /alkiloamino/alkoksy/- -silanami w legajacy na tym, ze tna ortoester metylowy lub 5 etylowy kwasu krzemowego dziala sie w obecnos¬ ci {katalizatora zalkilpwanym aminoalkoholem i ogrzewa kilka godzili Wydzielajacy sie alkohol oddestylowuje sie, przy czym wydajnosc reakcji siega powyzej90%. io Glówna przyczyna dla której zwiazki te nie znalazly zastosowania w terapii jest ich sklon¬ nosc do hydrolizy w roztworze wodnym. Reakcja hydrolizy katalizowana jest zasadowym odczynem roztworu, a wytwarzajace sie wyjsciowe aminoal- 15 kohole i produkty kondensacji w skrajnym przy¬ padku krzemionka sa bezuzyteczne dla organizmu.

Ze wzrostem lancucha alkilowego jak równiez reszt alkilowych przy atomie azotu zmniejsza sie takze rozpuszczalnosc ich w wodzie. Zwiazki te- 2o go typu ulegaja takze hydrolizie w roztworach kwasnych.

Celem wynalazku bylo usuniecie tych niedogod¬ nosci, a szczególnie synteza zwiazków krzemoor- ganicznych dobrze rozpuszczalnych *w wodzie i 25 trwalych w roztworze kwasnym o wartosciach pH zblizonych do pH soku zoladkowego, a zatem przy¬ swajalnych przez organizm. Warunki te spelniaja chlorki i chlorowodorki tetrakis alkiloaminoalko- ksysilanów. 30 Istota wynalazku. Zgodnie z wytyczonym zada¬ niem stwierdzono, ze chlorki tetrakis/trójalkilo- amino/alkoksy/silanów i chlorowodorki tetrakis /dwualkiloamino/alkoksy/silanów mozna wytwo¬ rzyc w bezposredniej reakcji chlorku lub chloro- 35 wodorku odpowiedniego trzecio- lub czwartorzedo¬ wego aminoalkoholu z czterochlorkiem krzemu.

Stwierdzono, ze reakcje najlepiej prowadzic w temperaturze nie przekraczajacej 10°C. Stwierdzono równiez, ze dla zapoczatkowania procesu estryfi- ^ kacji trudno reagujacych pochodnych niektórych aminoalkoholi, a w szczególnosci czwartorzedowych, chlorków- korzystne jest uprzednie wysycenie ich suchym chlorowodorem az do uzyskania konsy¬ stencji czesciowo lub calkowicie plynnej. Stwier- 45 dzono dalej, ze reakcje estryfikacji nalezy pro¬ wadzic w obecnosci rozpuszczalnika nie reaguja¬ cego z czterochlorkiem krzemu, ale rozpuszczaja¬ cego powstajaca sól odpowiedniego aminoalkoksy- silanu. Aby przesunac równowage reakcji w kie- 50 runku powstawania odpowiedniego produktu, nale¬ zy po przereagowaniu substratów usunac nadmiar wytworzonego chlorowodoru ze srodowiska reak¬ cji do chwili rozpoczecia krystalizacji soli.

W celu wyodrebnienia wlasciwego produktu z 55 mieszaniny reakcyjnej ekstrahuje sie go, utrzy¬ mujac mozliwie niska temperature, znacznym nad¬ miarem wody, która dobrze rozpuszcza wytworzo¬ ny zwiazek. Po oddzieleniu rozpuszczalnika orga¬ nicznego, jesli nie miesza sie z woda, roztwór za- qq teza sie pod zmniejszonym cisnieniem do uzyska¬ nia krystalicznego wodzianu odpowiedniego chlor¬ ku lub chlorowodoru tetrakis/alkiloamino/alkoksy/- /silanu. Uzyskane zwiazki charakteryzuja sie za¬ skakujacymi cechami polegajacymi na tym, ze a5 '4 przy doskonalej rozpuszczalnosci w wodzie, z któ¬ ra tworza trwaly roztwór kwasny o optymalnym pH soku zoladkowego, wykazuja odpornosc na hydrolize nawet podczas gotowania, jednakze w stezonym kwasie solnym a takze w wodzie przy wzroscie pH do wartosci ponad 5 hydrolizuja z wytworzeniem zelu.

Trwalosc roztworów wodnych zwiazków otrzy¬ manych sposobem wedlug wynalazku polega na tym, ze jako sole /chlorki lub chlorowodorki/ nie hydrolizuja w okreslonych wyzej granicach pH "na¬ wet w podwyzszonej temperaturze. Jako takie wy¬ trzymuja pH soku zoladkowego i przechodza barie¬ re zoladkowa w stanie niezmienionym chemicz¬ nie, co ma istotne znaczenie z fizjologicznego punktu widzenia. Po wymieszaniu z masami po¬ karmowymi hydrolizuja powoli w jelitach i sa zródlem przyswajalnego, niespolimeryzowanego kwasu krzemowego.

Zwiazki te rozpuszczaja sie dobrze w nizszych alkoholach, natomiast slabiej w glikolach i glice¬ rynie. Wydajnosc reakcji przekracza 95%. Prze¬ prowadzone badania farmakologiczne wykazaly, ze przy podawaniu per os zwiazki te praktycznie nie sa toksyczne i skutecznie hamuja powstawa¬ nie wywolywanych eksperymentalnie owrzodzen zoladka.

Sposób wytwarzania chlorków i chlorowodorków tetrakis/alkiloamino/alkoksy/silanów ilustruja przy¬ klady.

Przyklad I. 55,9 g /0,4 mola/ dokladnie wy¬ suszonego chlorku choliny nasyca sie suchym chlorowodorem do chwili uzyskania konsystencji cieklej, a nastepnie dodaje sie 100 ml suchego chlorku etylenu i chlodzi do temperatury 10°C.

Oddzielnie przygotowuje sie roztwór 17 g /0,1 mo¬ la/ swie*zo przedestylowanego czterochlorku krze¬ mu w 100 ml suchego chlorku etylenu, chlodzi do temperatury 0°C, a nastepnie wkrapla do roz¬ tworu chlorku choliny ciagle mieszajac.

Reakcje prowadzi sie pod chlodnica zwrotna za¬ bezpieczona przed dostepem wilgoci. Mieszanine reakcyjna ogrzewa sie nastepnie do wrzenia ciagle mieszajac w celu pozbycia sie nadmiaru chloro¬ wodoru tak dlugo, az zaczna wypadac krysztaly zwiazku. Nastepnie wlewa sie mieszanine reak¬ cyjna do 200 ml ochlodzonej wody z lodem i wstrzasa kilka minut w celu wyekstrahowania produktu. Po oddzieleniu roztworu wodnego od rozpuszczalnika, zateza sie go pod obnizonym cis¬ nieniem, najlepiej w laboratoryjnej wyparce obro¬ towej, prawie do sucha, rozpuszcza ponownie, za¬ teza pod zmniejszonym cisnieniem az do wytrace¬ nia krystalicznego wodzianu chlorku tetrakis/trój- metyloamino/etoksy/silanu. Otrzymany zwiazek rozpuszcza sie doskonale w wodzie i alkoholach nizszych, nie rozpuszcza sie natomiast w eterze, benzenie i acetonie, krystalizuje^ w postaci drob¬ nych igiel i istnieje w formie uwodnionego hy¬ dratu o konsystencji pólplynnej. Po wysuszeniu u- lega rozkladowi i polimeryzacji. Podczas oznacza¬ nia temperatury topnienia traci wode, a nastep¬ nie topi sie z rozkladem powyzej 200°C. Ogrze¬ wany bezposrednio sublimuje z rozkladem.

Przyklad II. 50,5 g /0,4 mola/ wysuszonego100 405 6 chlorowodorku dwumetyloaminoetanolu umieszcza sie w 100 ml suchego chloroformu. Oddzielnie przygotowuje sie roztwór 17 g /0,1 mola/ cztero¬ chlorku krzemu w 100 ml chloroformu i po o- chlodzeniu do temperatury ok. 0°C miesza sie 5 obydwa roztwory. Po calkowitym rozpuszczeniu mieszanine reakcyjna ogrzewa sie pod chlodnica zwrotna, zabezpieczona przed dostepem wilgoci ciagle mieszajac, tak dlugo az zaczna wypadac krysztaly. Nastepnie wlewa sie mieszanine reak- 10 cyjna do 200 ml ochlodzonej wody z lodem i wstrzasa sie kilka minut w celu wyekstrahowania produktu. Po oddzieleniu roztworu wodnego od rozpuszczalnika zateza sie go pod obnizonym cis¬ nieniem az do wytracenia krystalicznego wódzia- 15 nu chlorowodorku tetrakis/dwumetyloamino/etok- sy/silan. Otrzymany krystaliczny uwodniony hy¬ drat ma wlasnosci analogiczne jak w przykla¬ dzie I.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe *°

1. Sposób wytwarzania nowych chlorków tetra- kis/trójalkiloamino/alkoksy/silanów i chlorowodor¬ ków tetrakis/dwualkiloamino/alkoksy/silanów o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym 25 n=2 lub 3, Y oznacza CL- lub HCL-, R oznacza rodnik alkilowy, korzystnie metylowy, etylowy lub propylowy o wzorze ogólnym CkH2k+i, gdzie k oznacza liczbe calkowita od 1 do 3 a X oznacza lancuch alifatyczny prosty zawierajacy 2 do 5 ato¬ mów wegla, znamienny tym, ze chlorek trójalkilo- aminoalkoholu lub chlorowodorek dwualkiloamino- alkoholu poddaje sie bezposredniej reakcji z czte¬ rochlorkiem krzemu, korzystnie w temperaturze obnizonej, nie przekraczajacej 10°C, w obecnosci nie reagujacego z nim rozpuszczalnika usuwa sSie nadmiar chlorowodoru, po czym ekstrahuje sie produkt reakcji z woda i wyodrebnia w postaci krystalicznego wodzianu przez zatezenie pod zmniejszonym cisnieniem.

2. Sposób wedlug zastsz. 1, znamienny tym, ze dla zapoczatkowania reakcji estryfikacji cztero¬ chlorku krzemu z czwartorzedowymi chlorkami trójalkiloamino/alkoksy/silanów wysyca sie je su¬ chym chlorowodorem do momentu uzyskania kon¬ systencji pólplynnej.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nadmiar powstajacego w czasie estryfikacji chlo¬ rowodoru usuwa sie ze srodowiska reakcji do chwili zapoczatkowania krystalizacji.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do ekstrakcji produktu uzywa sie wode w ilosci przekraczajacej co najmniej dwukrotnie ilosc pow¬ stalego zwiazku. Si[-0-X-M(fi)n]A-4Y