RU2642468C2 - Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl - Google Patents
Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642468C2 RU2642468C2 RU2015133273A RU2015133273A RU2642468C2 RU 2642468 C2 RU2642468 C2 RU 2642468C2 RU 2015133273 A RU2015133273 A RU 2015133273A RU 2015133273 A RU2015133273 A RU 2015133273A RU 2642468 C2 RU2642468 C2 RU 2642468C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- imidazole
- radical
- spiropentane
- dihydro
- bis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
- C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
- C07D403/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения растворимого в воде и устойчивого в водном растворе, в том числе при нагревании, нитронилнитроксильного радикала 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксила, характеризующегося тем, что на первой стадии получают 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол путем конденсации 1,1'-дигидроксиламино-бисциклопентила, получаемого нейтрализацией щелочным агентом соответствующей сернокислой соли 1,1'-дигидроксиламино-бисциклопентила, с 4-метилимидазол-5-карбальдегидом в водном растворе при нагревании, и последующим окислением полученного продукта с помощью периодата натрия.The invention relates to a method for producing a water-soluble and stable in aqueous solution, including when heated, nitronyl nitroxyl radical of 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4.5 -dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl, characterized in that in the first stage receive 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4, 5-dihydro-1H-imidazole by condensation of 1,1'-dihydroxylamino-biscyclopentyl, obtained by neutralization with an alkaline agent of the corresponding sulfate salt of 1,1'-dihydroxylamino-biscyclopentyl, from 4-methylimide ol-5-carbaldehyde in aqueous solution under heating, and the subsequent oxidation of the resulting product with sodium periodate.
Способ позволяет получить данное соединение с высокой степенью чистоты.The method allows to obtain this compound with a high degree of purity.
Технический результат - возможность получения кинетически устойчивого нитронилнитроксильного радикала, растворимого в воде и устойчивого в водном растворе, в том числе при нагревании, который можно использовать в качестве контрастного агента для магнитно-резонансной томографии.EFFECT: possibility of obtaining a kinetically stable nitronyl nitroxyl radical soluble in water and stable in an aqueous solution, including when heated, which can be used as a contrast agent for magnetic resonance imaging.
Изобретение относится к области органических магнитноактивных соединений и магнитно-резонансной томографии, а именно: нитронилнитроксильный радикал 2-имидазолинового ряда, 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксил, обладающий уникальным сочетанием полезных свойств - растворимостью в воде и кинетической устойчивостью в водном растворе, в том числе при нагревании до 80°С. Структурная формула соединения приведена ниже.The invention relates to the field of organic magnetic compounds and magnetic resonance imaging, namely: nitronyl nitroxyl radical of the 2-imidazoline series, 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4, 5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl, which has a unique combination of useful properties - solubility in water and kinetic stability in an aqueous solution, including when heated to 80 ° C. The structural formula of the compound is given below.
Данное соединение может найти применение в качестве эффективного и малотоксичного контрастного реагента для MP-томографии живых организмов, поскольку не содержит в своем составе переходных металлов. Оно может быть использовано при исследованиях in vivo, поскольку устойчиво при нагревании в водном растворе до 80°С, то есть может быть подвергнуто стерилизации перед введением в живой организм.This compound can be used as an effective and low-toxic contrast reagent for MP-tomography of living organisms, since it does not contain transition metals. It can be used in in vivo studies, since it is stable when heated in an aqueous solution to 80 ° C, that is, it can be sterilized before being introduced into a living organism.
Исследователи активно изучают разнообразные возможности применения нитроксильных радикалов в биологии биохимии и медицине (современные монографии и обзоры: Likhtenshtein, G.I.; Jun Yamauchi, J.; Nakatsuji, S.; Smirnov, A.I.; Tamura, R. Nitroxides: Applications in Chemistry, Biomedicine, and Materials Science, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2008; Kokorin, A.I., Ed. Nitroxides: Theory, Experiment and Applications; InTech: Croatia, 2012; Likhtenshtein, G.I. IRJPAC, 2015, 8(1), 1; Article no.IRJPAC.2015.069). Одна из важнейших задач в области создания контрастных средств для MP-томографии заключается в исключении из медицинской практики широко используемых в настоящее время контрастных средств, содержащих металлы первого переходного ряда или редкоземельные металлы, за счет создания кинетически устойчивого водорастворимого чисто органического парамагнетика, способного менять релаксивность протонов молекул воды и тем самым регулировать контраст МР-изображений.Researchers are actively exploring the diverse uses of nitroxyl radicals in biology biochemistry and medicine (modern monographs and reviews: Likhtenshtein, GI; Jun Yamauchi, J .; Nakatsuji, S .; Smirnov, AI; Tamura, R. Nitroxides: Applications in Chemistry, Biomedicine, and Materials Science, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2008; Kokorin, AI, Ed. Nitroxides: Theory, Experiment and Applications; InTech: Croatia, 2012; Likhtenshtein, GI IRJPAC, 2015, 8 (1), 1; Article no.IRJPAC.2015.069). One of the most important tasks in the field of creating contrast agents for MP tomography is to exclude from the medical practice the currently widely used contrast agents containing metals of the first transition series or rare-earth metals, by creating a kinetically stable water-soluble pure organic paramagnet capable of changing the proton relaxivity water molecules and thereby regulate the contrast of MR images.
Описанные недавно водорастворимые органические парамагнетики на основе нитронилнитроксильных радикалов, перспективные для использования в качестве контрастных агентов, были синтезированы на основе вицинального тетраметилзамещенного бисгидроксиламина. Для них была продемонстрирована низкая токсичность и способность накапливаться в патологических очагах (ДАН, 2005, т. 404(2), с. 198-200; ДАН, 2007, т. 416(4), с. 493-495). Однако приведенные нитронилнитроксильные радикалы не обладали достаточной устойчивостью в водном растворе при нагревании и, следовательно, не могут быть подвергнуты необходимой процедуре термической стерилизации, и потому не могут быть использованы в качестве контрастных средств для MP-томографии живых организмов.The recently described water-soluble organic paramagnets based on nitronyl nitroxyl radicals, promising for use as contrast agents, were synthesized based on vicinal tetramethyl-substituted bishydroxylamine. Low toxicity and the ability to accumulate in pathological foci were demonstrated for them (DAN, 2005, v. 404 (2), pp. 198-200; DAN, 2007, v. 416 (4), p. 493-495). However, the nitronyl nitroxyl radicals shown did not possess sufficient stability in an aqueous solution upon heating and, therefore, cannot be subjected to the necessary thermal sterilization procedure, and therefore cannot be used as contrast agents for MP tomography of living organisms.
Представленный в данном патенте растворимый в воде и устойчивый в водном растворе, в том числе при нагревании до 80°С, органический парамагнетик 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксил решает задачу создания растворимого в воде парамагнетика органической природы, обладающего высокой кинетической устойчивостью в водных растворах, в том числе при нагревании.The water soluble and stable aqueous solution described in this patent, including when heated to 80 ° C., is an organic paramagnet 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) - 4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl solves the problem of creating a water-soluble organic paramagnet with high kinetic stability in aqueous solutions, including when heated.
Указанное полезное сочетание свойств, присущее нитронилнитроксильному радикалу 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксилу, обусловлено наличием в его молекуле спироциклических заместителей в положениях 4 и 5 имидазолинового цикла, находящихся в непосредственной близости от функциональных фрагментов, несущих неспаренный электрон. Данная модификация заместителей в 2-имидазолиновом цикле обеспечивает высокую кинетическую стабильность радикала, заключающуюся в том, что его можно выдерживать в водном растворе при температуре 40-80°С в течение 1 часа без разложения, а также кипятить без разложения в водном растворе при 100°С в течение 10 минут. Данные характеристики кинетической устойчивости соединения потенциально обеспечивают возможность термической стерилизации соединения перед введением его в живой организм.The indicated useful combination of properties inherent to the 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl nitronyl nitroxyl radical , due to the presence in its molecule of spirocyclic substituents at positions 4 and 5 of the imidazoline cycle, which are in close proximity to functional fragments carrying an unpaired electron. This modification of the substituents in the 2-imidazoline cycle provides high kinetic stability of the radical, which consists in the fact that it can be maintained in an aqueous solution at a temperature of 40-80 ° C for 1 hour without decomposition, and also boil without decomposition in an aqueous solution at 100 ° C for 10 minutes. These characteristics of the kinetic stability of the compound potentially provide the possibility of thermal sterilization of the compound before its introduction into a living organism.
Суть изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами экспериментальных данных.The essence of the invention is illustrated by the following examples of experimental data.
Пример 1Example 1
Методика синтеза соединения. При комнатной температуре к раствору моногидрата сульфата 1,1'-дигидроксиламино-бисциклопентила (0.150 г, 0.5 ммоль) в 3 мл воды прибавляют 4-метилимидазол-5-карбальдегид (0.125 г, 1.1 ммоль), реакционную смесь перемешивают в течение 3 ч при температуре 50°С, затем нейтрализуют сухим кислым карбонатом натрия (NaHCO3) до прекращения выделения газа. К получившейся смеси приливают 3 мл хлористого метилена (CH2Cl2) и присыпают 30 мг периодата натрия (NaIO4), после чего органическую фазу отделяют, водную фазу трижды обрабатывают порциями CH2Cl2 по 10 мл. Объединенные органические экстракты упаривают, растворяют в этилацетате, фильтруют через слой SiO2 размером 1.5 (диаметр) × 10 (высота) см и упаривают. Сухой остаток очищают перекристаллизацией из метанола, выдерживая маточный раствор при 4°С в течение 1-2 суток. Выход 0.025 г (17%), призматические кристаллы темно-синего цвета. Вычислено для C15H21N4O2, %: С, 62.3; Н, 7.2; N, 19.4. Найдено (%): С, 62.0; Н, 6.8; N, 19.1. Молекулярная структура нитронилнитроксильного радикала 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксила подтверждена рентгеноструктурным анализом, выполненным для его монокристалла. Эффективный магнитный момент соединения равен 1.73±0.01 магнетона Бора при 298 K.Method for the synthesis of compounds. At room temperature, 4-methylimidazole-5-carbaldehyde (0.125 g, 1.1 mmol) was added to a solution of 1,1'-dihydroxylamino-biscyclopentyl sulfate monohydrate (0.150 g, 0.5 mmol) in water, the reaction mixture was stirred for 3 h at temperature of 50 ° C, then neutralized with dry acidic sodium carbonate (NaHCO 3 ) until gas evolution ceases. 3 ml of methylene chloride (CH 2 Cl 2 ) were added to the resulting mixture and 30 mg of sodium periodate (NaIO 4 ) were added and the organic phase was separated, the aqueous phase was treated with 10 ml of CH 2 Cl 2 three times. The combined organic extracts were evaporated, dissolved in ethyl acetate, filtered through a 1.5 (diameter) × 10 (height) cm SiO 2 layer and evaporated. The dry residue is purified by recrystallization from methanol, maintaining the mother liquor at 4 ° C for 1-2 days. Yield 0.025 g (17%), prismatic crystals of dark blue color. Calculated for C 15 H 21 N 4 O 2 ,%: C, 62.3; H, 7.2; N, 19.4. Found (%): C, 62.0; H, 6.8; N, 19.1. The molecular structure of the nitronyl nitroxyl radical of 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl is confirmed by X-ray diffraction analysis made for his single crystal. The effective magnetic moment of the compound is 1.73 ± 0.01 Bohr magneton at 298 K.
Пример 2Example 2
Данные по растворимости радикала в воде при 25°С: растворимость 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксила составляет 3.3±0.1 г/литр.Data on the solubility of the radical in water at 25 ° C: solubility of 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide -1-oxyl is 3.3 ± 0.1 g / liter.
Пример 3Example 3
Исследование устойчивости 2-(5-метил-1H-имидазол-4-ил)-4,5-бис(спиропентан)-4,5-дигидро-1H-имидазол-3-оксид-1-оксила в водном растворе в обычных условиях и при нагревании.Investigation of the stability of 2- (5-methyl-1H-imidazol-4-yl) -4,5-bis (spiropentane) -4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl in an aqueous solution under ordinary conditions and when heated.
а) Нитронилнитроксильный радикал не претерпевает изменений в водном растворе при хранении в обычных условиях в течение 3-х недель.a) The nitronyl nitroxyl radical does not undergo changes in the aqueous solution during storage under ordinary conditions for 3 weeks.
б) Для нитронилнитроксильного радикала не регистрируется следов разложения при термовыдержке в водном растворе при температуре 40-80°С в течение 1 часа.b) For the nitronyl nitroxyl radical, no traces of decomposition are detected upon thermal exposure in an aqueous solution at a temperature of 40-80 ° C for 1 hour.
в) Водный раствор радикала устойчив при кипячении при 100°С в течение 10 минут.c) An aqueous solution of the radical is stable when boiled at 100 ° C for 10 minutes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133273A RU2642468C2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133273A RU2642468C2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015133273A RU2015133273A (en) | 2017-02-09 |
RU2642468C2 true RU2642468C2 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=58453544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015133273A RU2642468C2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642468C2 (en) |
-
2015
- 2015-08-07 RU RU2015133273A patent/RU2642468C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
E.Fursova и др.: "Copper(II) complexes with imidazol-4-yl derivatives of 2-imidazoline nitroxides"; 22, 2003, стр.1957-1964. * |
E.Fursova и др.: "Copper(II) complexes with imidazol-4-yl derivatives of 2-imidazoline nitroxides"; 22, 2003, стр.1957-1964. Овчаренко В.И. и др.: "Имидазол-4-ильные 2-имидазолиновые нитроксильные радикалы - новый класс перспективных контрастных средств для магнитно-резонансной томографии", Доклады Академии Наук, 404(2), 2005, стр.198-200. * |
Овчаренко В.И. и др.: "Имидазол-4-ильные 2-имидазолиновые нитроксильные радикалы - новый класс перспективных контрастных средств для магнитно-резонансной томографии", Доклады Академии Наук, 404(2), 2005, стр.198-200. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015133273A (en) | 2017-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA109774C2 (en) | CRYSTAL FORMS OF SAXAGLIPTIN AND ITS PROCESS (OPTIONS) | |
RU2009141611A (en) | METHOD FOR PRODUCING AN AMIDE COMPOUND | |
WO2014111906A1 (en) | Bioluminescence imaging of small biomolecules | |
EA201001241A1 (en) | SPIROHETEROCYCLES CONTAINING THESE COMPOUNDS MEDICINES, THEIR APPLICATION AND METHOD OF THEIR PRODUCTION | |
AR076969A1 (en) | A PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF FEBUXOSTAT | |
RU2642468C2 (en) | Method of producing nitronylnitroxyl radical 2-(5-methyl-1n-imidazole-4-yl)-4,5-bis(spiropentane)-4,5-dihydro-1n-imidazol-3-oxid-1-oxyl | |
Xiao et al. | Convenient synthesis of multivalent zinc (II)–dipicolylamine complexes for molecular recognition | |
RU2017142996A (en) | SODIUM SALT URIC ACID TRANSPORTER INHIBITOR AND ITS CRYSTAL FORM | |
KR102068727B1 (en) | Novel compound, antiinflammatory drug comprising the compound and matrix metalloprotease-9 inhibitor comprising the compound | |
CN102634224B (en) | 4-N substituted anthracene pyridone fluorescent dye and preparation method and application thereof | |
CN109776379A (en) | It is a kind of to can be used for responding the near infrared fluorescent probe and preparation method thereof that in living cells and pH changes in chronic wounds development process | |
JP2021528482A (en) | Oxazine compounds and their use | |
CN106220580B (en) | The method of purification of gadoterlc acid meglumine saltlniection | |
KR101381767B1 (en) | two-photon fluorescent probes for nitric oxide, biological imaging methode of nitric oxide using the same and synthesis methode of the same | |
BR112016025287B1 (en) | INTERMEDIATE PROCESSES AND COMPOUNDS FOR THE PREPARATION OF A PDE10 INHIBITOR | |
RU2570202C1 (en) | Method of obtaining substituted 3-formylindole-5,6-dicarbonitriles | |
KR102640178B1 (en) | Compound, composition including the same, photosensitizer and composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic therapy using the composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors | |
CN102408375B (en) | Ozagrel sodium compound | |
ES2618800T3 (en) | Method for preparing phenyloxymethyl-nitroimidazole derivatives and use thereof | |
ES2593630T3 (en) | Process for the preparation of 5- (2-amino-pyrimidin-4-yl) -2-aryl-1h-pyrrole-3-carboxamides | |
CN101519387B (en) | Thiophenylamine derivative two-photon biological developing material | |
RU2487129C1 (en) | 5-hydroxy-6-methyl-1-(thietanyl-3)pyrimidine-2,4(1h,3h)-dione, inhibiting generation of active forms of oxygen | |
Gupta et al. | Visible and NIR light photoactivatable o-hydroxycinnamate system for efficient drug release with fluorescence monitoring | |
KR20240016676A (en) | Compound, composition including the same, composition for diagnosis or therapy of tumors including the composition, and photodynamic or sonodynamic therapy using the composition for mitochondria-targeted diagnosis or therapy of tumors | |
WO2007043202A1 (en) | Stable novel nitron compound and use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20170622 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171220 |