SE467738B - Nya 9-antrylalkylfoereningar, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning daerav - Google Patents

Description

467 10 15 20 25 30 35 768 2 reagens för separationsändamål av ovan angivet slag är till stora delar desamma för icke-kirala och kirala sådana.

Reagensen skall, förutom att de i sig givetvis skall kunna framställas på ett tillfredsställande sätt, kunna bilda stabila derivat av de föreningar som skall bestämmas och/eller separeras, i första hand medå föreningar innehål- lande aminogrupper och helst då både primära och sekundära sådana, men givetvis även med så många olika typer av föreningar som möjligt för ökad universalitet i användning.

Detekteringskänsligheten skall vara så hög som möjligt och det är synnerligen önskvärt att mer än ett detekteringsför- farande kan utnyttjas. De framställda derivaten skall kunna separeras genom konventionell kolonnseparation. För kirala derivatiseringsreagens är det även ytterst väsentligt att de går att framställa optiskt rena och att derivatiseringen kan genomföras under milda betingelser för att undvika risk för racemisering.

Uppfinningen Föreliggande uppfinning hänför sig till nya 9-antryl- alkylföreningar, vilka är användbara som derivatiserings- som uppfyller de krav som ställes för sådana.

Speciellt fördelaktiga är föreningarna genom att de medger detektering medelst UV vid mycket låga koncentrationer (låg fmol). Den i föreningarna ingående antracenkromoforen har härvid den fördelen att man kan utnyttja dess absorptions- maxima (t.ex. 256, 366 och 386 nm) för identifieringsän- damål. De nya föreningarna enligt uppfinningen utgöres av 9-antrylalkylföreningar och karakteriseras med den allmänna formeln / ÛÛÛ Bl CHR (CHR)n O - C - X Il 0 där R är väte eller en alkylgrupp, varvid dock högst en av reagens och 10 156 20 25 30 35 4-67 38 3 grupperna R är en alkylgrupp; R1 är väte, lågalkyl, halogen eller nitro belägen på godtyckligt ställe i antra- cenringen; n är ett tal av 1 till 7, varvid dock det totala antalet kolatomer i gruppen och X är en halogen, en QIUPP- Föreningarna enligt och är -CHR-(CHR)n- ej överstiger 8: azidgrupp eller en succinimidyl- således de senare en asymmetrisk kolatom, dvs R i ovan angivna formel är en alkylgrupp. Föreningar där det totala antalet kolatomer i gruppen -QHR-(CHR)n- ej överstiger 4 föredrages då dessa ger de stabilaste uppfinningen utgöres såväl av icke-kirala som kirala innehåller sådana, där således substanserna med den bästa separeringsförmågan. Speciellt föredrages att gruppen ej har fler än 3 kolatomer. Vidare föredrages för de kirala föreningarna att dessa utgöres I räknat från antrylkärnan, är av sådana där ß-kolatomen, asymmetrisk. Gruppen X skall vara en gruPP, Som lätt avspjälkas vid reaktion med aktuel- la föreningar, varvid X kan utgöras av halogener såsom klor och brom samt ovan angivna azid- och succinimidylgrupper, vilka visat sig vara goda sådana grupper. Speciellt före- drages att X är klor, dvs att föreningarna utgöres av 9-antrylalkylkloroformiat och härvid särskilt då att de utgöres av den icke-kirala föreningen 2-(9-antryl)etyl- kloroformiat (AEOC) respektive av den kirala föreningen (-)-l(9-antryl)-2-propylkloroformiat.

Uppfinningen avser vidare framställning 'av de nya föreningarna enligt de i patentkraven angivna särdragen.

Föreningarna kan framställas utgående från den 9-antrylal- kanol, som ger önskad grupp -CHR-(CHR)n-, varvid alkanolen reageras med en förening som tillför gruppen X. 9-Antrylal- kanol kan som sådan framställas t ex från 9-bromantracen via 9-antryllitium genom Org. Chem., 1986, 51, kloroformiat genomföres reaktion med alkylenoxid, se J. 2956-2961. För framställning av reaktionen lämpligen genom omsätt- ning av den aktuella 9-antrylalkanolen med fosgen. För erhållande av föreningar där X är brom omsättes 9-antrylal- För erhållande en azidgrupp- respektive en succinimidyl- kanolen lämpligen med Br-fosgen. av före- ningar där X är 467 10 15 20 25 30 35 738 grupp omsättes respektive kloroformiat lämpligen med respektive med N-hydroxisuccinimid-dicyklohex- ylammoniumsalt. Reaktionen mellan antrylalkanol och det som tillför gruppen X genomföras normalt i ett inert lösningsmedel såsom toluen och vid temperaturer av från 0°C till l10°C. Stökiometriska mängder av antrylalka- nol och reagens kan utnyttjas. från 0,5 till 3 timmar.

Vid framställning av kloroformiater omsättes antryl- alkanolen lämpligen med fosgen i lösningsmedel såsom metylenklorid eller toluen, varvid reaktionen genomföres vid temperaturer från 0°C till rumstemperatur.

Uppfinningen avser även användning av föreningarna enligt uppfinningen. Nämnda föreningar är speciellt lämp- liga för användning som derivatiseringsreagens för separa- tionsändamål. De reagerar med primära, sekundära och/eller tertiära aminogrupper i vattenhaltiga och icke-vattenhal- tiga lösningar vid rumstemperatur. Reaktionen sker snabbt och ger stabila karbamater. På motsvarande sätt som deriva- tiseringsreagensen enligt uppfinningen reagerar med amino- grupper, och således med föreningar som aminer och aminosy- ror, reagerar de även med alkoholer till bildning av stabila karbonater. Även kolhydrater kan derivatiseras till bildning av karbonater och detekteras med dessa reagens.

För fullständig derivatisering är det lämpligt att utnyttja ett relativt stort överskott av reagenset, åtminstone ett överskott av upp till 10 gånger. Reaktionen är selektiv och överskott av reagens kan lätt extraheras med t ex pentan.

Derivatiseringen sker snabbt och med höga utbyten vid rumstemperatur. För aminer genomföras reaktionen lämpligen i buffrade vattenhaltiga alkaliska lösningar.

De derivatiserade produkterna kan, som regel efter föregående separation, detekteras i mycket låga koncentra- tioner med såväl UV-detektering som fluorescensdetektering.

Jämförelse med motsvarande derivat av FMOC har visat en väsentlig förbättring, natriumazid reagens Normala reaktionstider är dvs en sänkning, av såväl UV- som fluorescensdetekteringsgränserna genom derivatisering med föreliggande föreningar. Själva separationen kan genomföras »Qåfl 10 15 20 25 30 35 467 758 5 separationsmetoder, typer av vätskekromatografi, och genomföres med fördel medelst HPLC, vilket är det effektivaste systemet för analys av små mängder substans och för preparativ separa- tion. medelst konventionella såsom olika De kirala föreningarna enligt föreliggande uppfinning medger förutom ovan beskrivna ningsmöjligheter och bestäm- separera separations- även möjligheten att aminer, optiska och alkoholer. De kirala föreningarna ger samma goda detekteringsegenskaper som de icke-kirala. De kirala föreningarna är vidare för- delaktiga genom att de, vid användning av exempelvis (- - antrylpropylkloroformiat, tillsammans med aminosyror bildar två diastereomera par, där D-formen av aminosyran separeras före L-formen, som är den dominerande de flesta isomerer av t ex aminosyror formen i prov.

Uppfinningen avser även en mellanprodukt för fram- ställning av de ovan definierade nya föreningarna, där något R väte, varvid mellanprodukten har den ÛÛÛ H1 CHR I (CHR)n I OH där R är väte eller en alkylgrupp, varvid dock högst en av grupperna R är en alkylgrupp; Rl är väte, lågalkyl, halogen eller nitro och är belägen på godtyckligt ställe i antra- av 1 till 7, varvid dock det gruppen -CHR-(CHR)n- inte är allmänna formeln cenringen; och n är ett tal totala antalet kolatomer i ej över- stiger 8.

Mellanprodukten kan framställas exempelvis genom att en 9-antrylalkylaldehyd får undergà en Grignard-reaktion med CH3MgI. En annan metod är omsättning mellan 9-antryl- litium och en epoxialkan.

Exempel l 467 758 6 Framställning av 1-(9-antryl)-2-propanol a) Från 9-antryllitium och 1,2-epoxipropan.

En lösning av 1,2-epoxipropan (0,65 ml) i eter (20 ml) tillsattes till en iskyld lösning av 9-antryllitium, 5 vilken är framställd från 9-bromantracen (1,54 g; 6 mmol) och n-butyllitium (3,75 ml av en 1,6 M lösning) i eter (50 ml). Upparbetning efter 35 min innefattade tillsats av vattenhaltig ammoniumklorid, extraktion av det vattenhal- tiga skiktet med diklormetan och flashkromatografi på 10 silikagel/diklormetan. Den sålunda erhållna kristallina produkten omkristalliserades från diklormetanlösning genom tillsats av hexan. Tre identiska experiment gav 2,4 g (56%) av blekgula nålformade kristaller, smp 105-107°C. b) Från 9-antrylacetaldehyd genom Grignard-reaktion. 15 9-Antrylacetaldehyd (1,1 g; 5 mmol) Soxhlet-extra- herades under en period om 6 tim i en eterlösning (100 ml) av metylmagnesiumjodid (30 mmol; framställd från 0,72 g magnesium). Upparbetning såsom beskrivits ovan gav 1,05 g (89%) 1-(9-antryl)-2-propanol såsom blekgula nålformade 20 kristaller, smp 105-107°C.

Analys: Beräknat för Cl7Hl5O: C: 86,40; H:6,82.

Funnet: C: 86,16; H: 6,74.

Exempel 2 Resolvering av 1-(9-antryl)-2-propanol 25 1-(9-Antryl)-2-propanol (500 mg; 2,07 mmol) satsades i torr pyridin (25 ml), varefter tillsattes (-)-kamfersul- fonsyraklorid (2,28 mmol; 493 mg; 10%-igt överskott).

Lösningen fick stå under omrörning vid rumstemperatur i 1 tim. Pyridinlösningen extraherades med CH2Cl2 + HCl 30 (10%-ig; 3 ggr) och NaC03 (5%-ig; 2 ggr). CH2Cl2-fasen in- dunstades till torrhet, vilket medförde kristallbildning.

Kristallerna utfälldes i MeOH (90 ml), vilket gav vita kristaller (700 mQ); Smp 169-170°C. Teoretiskt utbyte: 874 mg- 6 35 Diastereomererna bereddes på en HPLC-kolonn (5x30 cm), 300 mg åt gången, och eluerades med hexanolzetylace- tat=93:7; flöde: 80 ml/min. Första isomeren erhölls med 90% optisk renhet. Andra isomeren erhölls med 97% optisk »q lO 15 20 25 30 35 467 738 7 renhet. Isomererna omkristalliserades var för sig i minsta möjliga mängd MeOH. 320 mg av första isomeren (0,76 mmol) löstes i THF (10 ml), varefter LiAlH4 (2 x 0,76 mmol; 58 mg) tillsattes. Lösningen fick stå under omrörning i 15 min. Upparbetning på sätt med indunstning av eterfasen gav 170 mg. Omkristallisering i petroleumeter_gav 125 mg; smp 122-123°C. 320 mg av den sätt som sedvanligt andra isomeren behandlades på samma samma analysresultat erhölls. In- dunstning av eterfasen till torrhet gav 170 mg. Omkristal- lisering i petroleumeter gav 116 m92 smp 122-123°C. Racema- tet har smp 103°C. å Exempel 3 Framställning av 1-(9-antryl)-2-propylkloroformiat Varje isomer för sig (95% optisk renhet; 125 resp 116 mg) löstes i torr toluen (50 ml). Lösningarna iskyldes, varefter Et3N (46 mg; 0,45 mmol) och fosgen (122 mg; 1,23 mmol) tillsattes. Lösningarna fick stå under omrörning i 1 tim och filtrerades därefter. Toluenfasen indunstades till torrhet och petroleumeter tillsattes till den erhållna gulaktiga oljan. Petroleumetern filtrerades och indunsta- des, varefter NMR-spektra visar optiskt helt rena förening- ar med nedan angivna rotationsvärden.

Isomer I: /a/D25 = +44,0° Isomer II: /a/D25 = -44,5° ovan, varvid Exempel 4 Framställning av 9-antryletylkloroformiat En lösning i metylenklorid (20 ml) av 2-(9-antryl)- etanol (3,5 g; 15,7 mmol), vilken erhållits genom reaktion mellan bromantracen och n-butyllitium och efterföljande tillsattes långsamt till en iskyld lösning av fosgen (20 ml; 38,4 mmol; omsättning med etylenoxid, 20% i toluen).

Reaktionsblandningen hölls i 3 tim i isbad och fick sedan stå över natten vid rumstemperatur. Upparbetning genom vakuumindunstning av lösningsmedel gav en kristallin återstod, vilken omkristalliserades från metylenkloridlös- ning genom utfällning med hexan till att ge 3,36 g (75%) av '67 lO 15 20 25 30 35 \ (ß OC 8 AEOC såsom praktiskt taget färglösa kristaller, 87°C. 270 MHz lH-NMR i cnc13; 4,10 (t, J=8 Hz, 2 H); 4,66 (t, J=8 Hz, 2 H); 7,46-7,61 (m, 4 H); 8,03 (Ö, J=8 Hz, 2 H); 8,27 (d, J=8,6 Hz, 2 H); 8,43 (S, l H, H-10).

Exempel 5 Framställning av 9-antrylpropylkloroformiat Framställning av 9-antrylpropanol innefattade reduk- tiv omvandling av 9-antrylpropionsyra. smp 85- Denna erhålles antingen från 9-antrylaldehyd medelst en Wittig-reaktion och ett efterföljande katalytiskt,hydreringssteg i enlighet med känd teknik, eller från antron och akrylnitril med efterföljande reduktion till syra. Reduktion av den er- hållna 9-antrylpropionsyran med LiAlH4 gav 9-antrylpropanol i ett utbyte av 89%. Kloroformiatet av 9-antrylpropanol ("APOC“) erhölls på samma sätt som beskrivits ovan för "AEOC". Det bildar färglösa kristaller, smp 103-l06°C.

Exempel 6 Derivatisering av aminosyror med användning av (-)-l-(9- antryl)-2-propylkloroformiat En boratbuffert bereddes från en 1 M borsyralösning, som justerats till pH 7,84 med natriumhydroxid. En 10 mM AEOC-lösning i aceton och 1-propanol (volymförhållande 1:2) bereddes dagligen med användning av en 30 mM förrådslösning av AEOC i torkad destillerad aceton. Ett prov (400 ul) för derivatisering, vilket utväljes från aminosyra-standardlös- ningar från Sigma (St Louis, M0, USA), blandades med boratbuffert (100 ul; pH 7,84), vilket gav ett önskat pH av 8,55. En blandning av 500 ul av 10 mM reagenslösning och 500 ul av buffrat prov fick reagera under 4 min, åtföljt av två extraktioner av hydrolysprodukten med 2 ml pentan för avlägsnande av överskottet av reagens. Derivatiseringen genomfördes i silanbehandlade reaktionsvialer om 3 ml.

Separeringen genomfördes med en kromatograferingsko- lonn (Spherisorb ODS2) modell 5000), varefter aminosyraderivaten detekterades med en UV-absorbansdetektor och en fluorescensdetektor. Fas- och en vätskekromatograf (Varian separationen av aminosyraprovet genomfördes med ett trekom- , 4 rt h 10 15 20 25 30 40/ /OÖ 9 (A,B,C) genom gradienteluering. Den mobila fasen bestod av tetrahydrofuran (A), 50 mM vatten- haltig ättiksyralösning (B) och 50 mM natriumacetatlösning i en vatten-metanol-blandning om 9:1 (C) ponentlösningsmedel . Använda kromato- graferingsbetingelser var: flöde 1,2 ml/min; rumstempera- tur.

Sammanfattning De nya derivatiseringsreagensen 2-(9-antryl)etylklo- roformiat (AEOC) och 1-(9-antryl)-2-propylkloroformiat kan användas för kvantitativ bestämning av främst aminosyror och deras optiska isomerer genom_reversed-phase LC (omvänd fas vätskekromatografi). Reagensen reagerar med amino- grupper i vattenhaltig lösning under några minuter vid rumstemperatur till bildning av tionen är stabila karbamater. Reak- selektiv och reagensöverskott extraheras med pentan. Detekteringen av derivatiserade produkter gynnas av de elektronspektrala 'egenskaperna hos antracenkromoforen, ljusabsorptionsvärde 6 =l90.000 M'l°cm"l kring 256 nm. En jämförelse med 9-fluorenylmetylkloroformiatderivat (FMOC), É =20.000 M'l.cm'l, av aminosyror visar att föreningarna enligt uppfinningen uppvisar en ca tio gånger så hög UV-känslighet. De olika absorptionsbanden för antracen (256, 366 och 386 nm) kan användas för att öka selektiviteten vid vid detekteringen. Den stora skillnaden mellan exciteringsvåglängd ljusabsorptionsvärde och emitteringsvåglängd hos föreningar enligt uppfinningen förbättrar dessutom detek- teringen av med dessa föreningar derivatiserade aminosyror.

Derivat av aminosyror med de nya föreningarna kan separeras inom 30 min på en konventionell omvänd fas vätskekromaato- grafikolonn med gradienteluering.

Claims (8)

m w 10 15 20 25 30 35 O! OO 10 Patentkrav

1. Nya 9-antrylalkylföreningar, k ä n n e t e c k- n a d e därav, att de har den allmäna formeln ÛÛÛ H1 CHR I (CHPJn I O -'E - X O. där R är väte eller en alkylgrupp, varvid dock högst en av grupperna R är en alkylgrupp; R1 är väte, lågalkyl, halogen eller nitro; n är ett tal till 7, varvid dock det totala antalet kolatomer i gruppen -CHR-(CHR)n- ej över- stiger 8; och X är en halogen.

2. Föreningar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k- n a d e därav, att det totala antalet kolatomer i gruppen -CHR-(CHR)n- ej överstiger 4.

3. Föreningar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k- n a d e därav, att när R är en alkylgrupp befinner sig denna på ß-kolatomen, räknat från antrylkärnan.

4. Föreningar enligt något av kraven 1-3, k ä n n e- t e c k n a d e därav, att det totala gruppen -CHR-(CHR)n- ej överstiger 3.

5. Föreningar enligt något av kraven 1-4, k ä n n e- t e c k n a d e därav, att X är klor.

6. Förfarande för av 1 antalet kolatomer i framställning av 9-antrylalkyl- föreningar definierade i enlighet med kravet 1, k ä n n e- t e c k n a t därav, att en 9-antrylalkohol innehållande gruppen -CHR-(CHR)n-OH reageras med en förening X-CO-X.

7. Användning av 9-antrylalkylföreningar definierade i enlighet med kravet 1 separations- som derivatiseringsreagens för k ä n n e t e c k- n a t därav, att nämnda föreningar omsättes med föreningar och detekteringsändamål, innehållande primära och/eller sekundära och/eller tertiära aminogrupper till bildning av detekterbara karbamater, 10 15 20 a dock det totala antalet kolatomer i 4E>/ /¿)ö ll eller med alkoholer till bildning av detekterbara kar- bonater.

8. Mellanprodukt för definierade enligt kravet 1, framställning av föreningar där något R inte är väte, k ä n n e t e c k n a d e därav, att de har den allmäna formeln i I CHR I (CHFUp V OH alkylgrupp, varvid högst en av grupperna R måste vara en alkylgrupp; R1 är väte, lågalkyl, halogen eller nitro; och n är ett tal av 1 till 7, varvid gruppen -CHR-(CHR)n3 där R är väte eller en ej överstiger 8.