RU2708590C1 - Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity - Google Patents

Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity Download PDF

Info

Publication number
RU2708590C1
RU2708590C1 RU2019132216A RU2019132216A RU2708590C1 RU 2708590 C1 RU2708590 C1 RU 2708590C1 RU 2019132216 A RU2019132216 A RU 2019132216A RU 2019132216 A RU2019132216 A RU 2019132216A RU 2708590 C1 RU2708590 C1 RU 2708590C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydantoin
glycoluril
purifying
acetonitrile
impurities
Prior art date
Application number
RU2019132216A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Андреевич Кургачев
Абдигали Абдиманапович Бакибаев
Дмитрий Владимирович Новиков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ)
Priority to RU2019132216A priority Critical patent/RU2708590C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708590C1 publication Critical patent/RU2708590C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/02Crystallisation from solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B63/00Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/08Bridged systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.
SUBSTANCE: invention relates to methods of purifying substances from related hardly-separable impurities by crystallization, specifically to a method of purifying glycoluril (2,4,6,8-tetraazabicyclo[3.3.0]octane-3,7-dione) from hard-separable impurities of hydantoin (2,4-imidazolidinedione), wherein hydantoin is formed as a by-product (product of condensation of urea and glyoxal at high temperature in acidic medium) and content thereof should not exceed 0.1 %. Method of purifying glycoluril from admixture of hydantoin to hydantoin level of less than 0.1 % involves applying a crystallization method by successively dissolving glycoluril with a hydantoin admixture in 85 % orthophosphoric acid while heating to 60 °C, cooling the obtained solution to room temperature and adding acetonitrile in ratio, pts. wt.: glycoluril with a hydantoin impurity of 1, 85 % orthophosphoric acid 5, acetonitrile 4, followed by washing the residue with acetonitrile, filtering and drying.
EFFECT: disclosed is a method of purifying glycoluril from hydantoin impurities.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам очистки веществ от родственных трудноотделимых примесей методом кристаллизации. Изобретение заключается в способе очистки гликолурила (2,4,6,8-тетраазабицикло[3.3.0]октан-3,7-диона) от трудноотделимой примеси гидантоина (2,4-имидазолидиндиона). Гидантоин образуется как побочный продукт в синтезе гликолурила (как продукт конденсации мочевины и глиоксаля при повышенной температуре в кислой среде). Анализ образцов гликолурила, полученных при синтезе из мочевины и глиоксаля, показывает, что они содержат 1–2 % примеси гидантоина. При этом в гликолуриле, предназначенном для синтеза супрамолекулярных соединений (кукурбитурилов и бамбусурилов), аффинных сорбентов и веществ особой чистоты, содержание гидантоина не должно превышать 0,1 %.The invention relates to methods for purifying substances from related hardly separated impurities by crystallization. The invention consists in a method for the purification of glycoluryl (2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-3,7-dione) from an intrinsic impurity of hydantoin (2,4-imidazolidinedione). Hydantoin is formed as a by-product in the synthesis of glycoluril (as a condensation product of urea and glyoxal at elevated temperatures in an acidic environment). The analysis of glycoluril samples obtained from urea and glyoxal synthesis shows that they contain 1–2% hydantoin impurities. Moreover, in glycoluril, intended for the synthesis of supramolecular compounds (cucurbituril and bambusuril), affinity sorbents and substances of high purity, the content of hydantoin should not exceed 0.1%.

Содержание примеси гидантоина в гликолуриле можете быть определено методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) по разработанной нами методике. Около 40 мг (точную навеску) гликолурила растворяют при нагревании на водяной бане в 30 мл воды, полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят объем колбы до метки водой. 20 мкл полученного испытуемого раствора хроматографируют с использованием жидкостного хроматографа UltiMate 3000 HPLC со спектрофотометрическим детектором, длина волны 195 нм, скорость потока 1,0 мл/мин, колонка ACE Excel 3 C18 250 × 4,6 мм, температура колонки 50°C. Затем хроматографируют 20 мкл раствора сравнения (0,1% водный раствор гидантоина). Содержание гидантоина вычисляют методом одноточечной градуировки.The content of hydantoin impurities in glycoluril can be determined by high performance liquid chromatography (HPLC) according to our developed method. About 40 mg (accurately weighed) of glycoluril is dissolved by heating in a water bath in 30 ml of water, the resulting solution is quantitatively transferred to a volumetric flask with a capacity of 50 ml, the volume of the flask is adjusted to the mark with water. 20 μl of the obtained test solution was chromatographed using an UltiMate 3000 HPLC liquid chromatograph with a spectrophotometric detector, wavelength 195 nm, flow rate 1.0 ml / min, ACE Excel 3 C column 18 250 × 4.6 mm, column temperature 50 ° C. Then chromatograph 20 μl of the comparison solution (0.1% aqueous hydantoin solution). The hydantoin content is calculated by a single point calibration method.

Известен способ получения гликолурила путем конденсации глиоксаля и мочевины при температуре 80°C в присутствии п-толуолсульфокислоты [1]. Очистку продукта проводят путем охлаждения реакционной смеси, фильтрования выпавшего осадка на воронке Бюхнера, промыванием водой и сушкой. A known method of producing glycoluryl by condensation of glyoxal and urea at a temperature of 80 ° C in the presence of p-toluenesulfonic acid [1]. Purification of the product is carried out by cooling the reaction mixture, filtering the precipitate on a Buchner funnel, washing with water and drying.

Описан способ получения гликолурила путем взаимодействия мочевины с водным раствором глиоксаля при 85–90°C в среде соляной кислоты при pH = 1,5–2,0 [2]. Процесс очистки гликолурила в данном способе не приведен.A method for producing glycoluril by the interaction of urea with an aqueous solution of glyoxal at 85–90 ° C in hydrochloric acid at pH = 1.5–2.0 is described [2]. The purification process of glycoluril in this method is not shown.

Известен способ путем конденсации глиоксаля и мочевины при температуре 80°C в присутствии серной кислоты. После проведения реакции, смесь охлаждают до комнатной температуры, осадок отфильтровывают, промывают водой, сушат [3].A known method by condensation of glyoxal and urea at a temperature of 80 ° C in the presence of sulfuric acid. After the reaction, the mixture is cooled to room temperature, the precipitate is filtered off, washed with water, dried [3].

Недостатком всех вышеперечисленных способов является наличие в гликолуриле примеси гидантоина в концентрации 1–2 %. Задачей настоящего изобретения является разработка способа очистки гликолурила от примеси гидантоина.The disadvantage of all of the above methods is the presence in the glycoluril impurities of hydantoin in a concentration of 1-2%. The present invention is to develop a method for the purification of glycoluril from impurities of hydantoin.

Технический результат изобретения – уменьшение содержания примеси гидантоина в гликолуриле до уровня менее 0,1 %.The technical result of the invention is the reduction of the content of hydantoin impurities in glycoluril to a level of less than 0.1%.

Очистка гликолурила от гидантоина методом «классической» перекристаллизации из горячей воды характеризуется низкой эффективностью по причине близкой растворимости гликолурила и гидантоина. Гликолурил практически нерастворим в спиртах, алканах, эфирах, ацетоне, толуоле и хлороформе даже при нагревании, поэтому его перекристаллизация из этих растворителей невозможна.The purification of glycoluril from hydantoin by the method of “classical” recrystallization from hot water is characterized by low efficiency due to the close solubility of glycoluril and hydantoin. Glycoluryl is practically insoluble in alcohols, alkanes, ethers, acetone, toluene and chloroform even when heated, so its recrystallization from these solvents is impossible.

Поставленная задача решается путем кристаллизации гликолурила из раствора 85 % ортофосфорной кислоты при добавлении ацетонитрила. Нами установлено, что ортофосфорная кислота обладает высокой растворяющей способностью в отношении гликолурила – больше 150 г/л. Раствор гликолурила в ортофосфорной кислоте готовят в массовом соотношении 1:10 при температуре 60°C с целью ускорения процесса. Осаждение чистого гликолурила происходит при добавлении к охлажденному фосфорнокислому раствору гликолурила небольшого объемного избытка апротонного растворителя – ацетонитрила, при этом растворимость гликолурила значительно снижается, а гидантоин остается в растворе. Гликолурил осаждается в виде игольчатых кристаллов. Полученный осадок очищенного гликолурила отделяют от раствора путем фильтрования, промывают ацетонитрилом и сушат. Очищенный таким способом гликолурил содержит менее 0,05 % гидантоина.The problem is solved by crystallization of glycoluril from a solution of 85% phosphoric acid with the addition of acetonitrile. We found that orthophosphoric acid has a high solubility in relation to glycoluril - more than 150 g / l. A solution of glycoluryl in phosphoric acid is prepared in a mass ratio of 1:10 at a temperature of 60 ° C in order to accelerate the process. Precipitation of pure glycoluril occurs when a small volume excess of an aprotic solvent, acetonitrile, is added to the cooled glycoluril phosphoric acid solution, while the solubility of glycoluril is significantly reduced, and hydantoin remains in the solution. Glycoluryl precipitates in the form of needle crystals. The resulting precipitate of purified glycoluril is separated from the solution by filtration, washed with acetonitrile and dried. Glycoluryl purified in this way contains less than 0.05% hydantoin.

На фиг. 1. Представлены хроматограммы образцов гликолурила: а – исходный образец; b – образец после очистки.In FIG. 1. The chromatograms of glycoluril samples are presented: a — initial sample; b - sample after cleaning.

Ниже приведен пример конкретного осуществления изобретения.The following is an example of a specific embodiment of the invention.

Пример – получение очищенного гликолурилаExample - obtaining purified glycoluryl

1 г исходного гликолурила, содержащего 1,6 % гидантоина (фиг. 1 a) при нагревании на водяной бане при 60°C растворили в 5 г ортофосфорной кислоты. После охлаждения, к полученному раствору прибавили 5 мл (около 4 г) ацетонитрила. Осадок отфильтровали, и высушили при нагревании в сушильном шкафу. Получено 0,6 г очищенного гликолурила. Содержание гидантоина в гликолуриле составило менее 0,05 % (фиг. 1 b).1 g of the starting glycoluryl containing 1.6% hydantoin (Fig. 1 a) was dissolved in 5 g of phosphoric acid when heated in a water bath at 60 ° C. After cooling, 5 ml (about 4 g) of acetonitrile was added to the resulting solution. The precipitate was filtered off and dried by heating in an oven. Received 0.6 g of purified glycoluryl. The content of hydantoin in glycoluril was less than 0.05% (Fig. 1 b).

ЛитератураLiterature

1. Пат.№2583110 РФ, МПК C07D 487/04. Способ получения гликолурила / Мальков В.С., Одышева Л.Е. Заявка 2014152624/04 от 25.12.2014, опубл. 10.05.2016 Бюл. № 13.1. Pat. No. 2583110 of the Russian Federation, IPC C07D 487/04. A method of producing glycoluril / Malkov V.S., Odysheva L.E. Application 2014152624/04 of 12.25.2014, publ. 05/10/2016 Bull. Number 13.

2. Slezak F.B., Hirsch A., Rosen I.J. Halogenation of glycoluril and diureidopentane // J. Org. Chem., 1960. – Vol. 25 (4). – pp. 660–661.2. Slezak F.B., Hirsch A., Rosen I.J. Halogenation of glycoluril and diureidopentane // J. Org. Chem., 1960. - Vol. 25 (4). - pp. 660–661.

3. Пат. №2439072 РФ, C07D 487/04. Способ получения 2,4,6,8-тетраазабицикло[3.3.0]октан-3,7-диона. Мальков В.С., Князев А.С., Волынец А.А. Заявка 2010123595/04 от 09.06.2010, опубл. 10.01.2012 Бюл. № 1.3. Pat. No. 2439072 of the Russian Federation, C07D 487/04. The method of obtaining 2,4,6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] octane-3,7-dione. Malkov V.S., Knyazev A.S., Volynets A.A. Application 2010123595/04 dated 06/09/2010, publ. 01/10/2012 Bull. Number 1.

Claims (3)

Способ очистки гликолурила от примеси гидантоина до уровня содержания гидантоина менее 0,1 %, заключающийся в применении метода кристаллизации путем последовательного растворения гликолурила с примесью гидантоина в 85% ортофосфорной кислоте при нагревании до 60°C, охлаждения полученного раствора до комнатной температуры и прибавления ацетонитрила в соотношении, масс. частей:The method of purification of glycoluril from hydantoin impurities to a hydantoin content of less than 0.1%, which consists in applying the crystallization method by sequentially dissolving glycoluril with hydantoin in 85% phosphoric acid while heating to 60 ° C, cooling the resulting solution to room temperature and adding acetonitrile to ratio, mass. parts: гликолурил с примесью гидантоинаhydantoin glycoluryl 1one 85% ортофосфорная кислота85% phosphoric acid 55 ацетонитрилacetonitrile 44
с последующим промыванием осадка ацетонитрилом, фильтрованием и сушкой. followed by washing the precipitate with acetonitrile, filtering and drying.
RU2019132216A 2019-10-11 2019-10-11 Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity RU2708590C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132216A RU2708590C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132216A RU2708590C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708590C1 true RU2708590C1 (en) 2019-12-09

Family

ID=68836411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132216A RU2708590C1 (en) 2019-10-11 2019-10-11 Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2708590C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4448915A (en) * 1981-10-19 1984-05-15 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Acetylene carbamide derivatives, processes for their production, and antioxidants for organic substances which comprise such derivatives as active ingredients
RU2439072C1 (en) * 2010-06-09 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Глиоксаль-Т" (ООО "Глиоксаль-Т") Method of producing 2,4,6,8-tetraazbicyclo[3,3,0]octane-3,7-dione
RU2583110C1 (en) * 2014-12-25 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Томлесдрев" Method of obtaining glycouril

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4448915A (en) * 1981-10-19 1984-05-15 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Acetylene carbamide derivatives, processes for their production, and antioxidants for organic substances which comprise such derivatives as active ingredients
RU2439072C1 (en) * 2010-06-09 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Глиоксаль-Т" (ООО "Глиоксаль-Т") Method of producing 2,4,6,8-tetraazbicyclo[3,3,0]octane-3,7-dione
RU2583110C1 (en) * 2014-12-25 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Томлесдрев" Method of obtaining glycouril

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Slezak F.B., Hirsch A., Rosen I.J. Halogenation of glycoluril and diureidopentane // J.Org.Chem., 1960. - Vol. 25 (4). - pp. 660-661. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9315523B2 (en) Cyclic dinucleosides
RU2066324C1 (en) Crystalline azithromycin dehydrate, and process for preparation thereof
Baker et al. Puromycin. Synthetic Studies. XV. 3'-Amino-3'-deoxyadenosine
US20080216562A1 (en) Pure darifenacin hydrobromide substantially free of oxidized darifenacin and salts thereof and processes for the preparation thereof
US20080171876A1 (en) Pure paliperidone and processes for preparing thereof
CN101903371A (en) Crystalline forms of n-(tert-butoxycarbonyl)-3-methyl-l-valyl-(4r)-4-((7-chloro-4-methoxy-1-isoquinolinyl)oxy)-n-((1r,2s)-1-((cyclopropylsulfonyl)carbamoyl)-2-vinylcyclopropyl)-l-prolinamide
KR101246392B1 (en) Sulfonamide compound, and crystal thereof
WO2008021346A2 (en) Pure paliperidone and processes for preparing thereof
CN108349975B (en) 4H-pyrazolo [1, 5-alpha ] benzimidazole compound crystal form and preparation method and intermediate thereof
RU2708590C1 (en) Method of purifying glycoluril from hydantoin impurity
Daunis et al. Heteroaromatic 10-. pi.-electron systems. New s-triazolo-as-triazines with a bridgehead nitrogen atom
CN115160186B (en) Phenyl carbamate crystal form and preparation method thereof
WO2023231254A1 (en) Avanafil phosphate compounds as well as preparation method therefor and use thereof
Klein et al. Nucleosides. LXVII. Chemistry of 4-methyl-2-pyrimidinone ribonucleosides
JPS5824569A (en) Purification of imidazole derivative
CN109836424B (en) Method for preparing caffeine by methylation of environment-friendly theophylline sodium salt
FI57589B (en) REFERENCE TO A FRAME TRACTOR 6-SUBSTITUTE 3-CARBETOXYHYDRAZINOPYRIDAZINER
KR20170032476A (en) 6-aryl amino pyridone formamide compound crystal and preparation method therefor
SU843751A3 (en) Method of preparing derivatives of benzimidazole
JP2022523035A (en) 1,2,3-Triazolo [1,5-a] Pyrazine derivative crystal form and method for preparing the crystal form
Zvilichovsky et al. Purine N-oxides. XLIV. Cyclization of 6-amino-5-nitrosouracil with formaldehyde. Preparation and properties of 7-hydroxyxanthine
Dvonch et al. Preparation of new amino acids and 2, 5-oxazolidinediones
US7964723B2 (en) And practical process for exclusively producing (S)-9-fluoro-3-methyl-10-(4-methyl-1-piperazinyl)-7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido-[1,2,3,de][1,4]benzoxazine-6-carboxylic acid hemihydrate
RU2787767C2 (en) Benzoxazole derivative crystal
CN113816943B (en) Resolution method of droxidopa key intermediate