Диссертация (1091892), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Поэтому разработка эффективных методовсинтеза мезо-оксифенилпорфиринов остается весьма актуальной задачей.МПК по модифицированному методу Адлера.Сообщалось,чтовыходтетразамещенныхмодифицированному методу Адлера можетусовершенствоватьэтуметодикумезо-оксифенилпорфириновдостигать 35% [23].иполучитьНампоудалось5,10,15,20-тетракис(4-гидроксифенил)порфирин (ТГФП) 9 с выходом 43% [135]. Конденсацию пиррола с 4гидроксибензальдегидомпроводиливтечение2чвкипящейсмесинитробензол/пропионовая кислота/уксусная кислота (1:2:1), ТГФП осаждали гексаном споследующей хроматографической очисткой (Схема 3).Разработанная методика была положена нами в основу получения амфифильныхнесимметричных порфиринов 10 и 11 с высшими алкильными заместителями вфенильных фрагментах [135].
Смешанно-альдегидную конденсацию 2-х бензальдегидов спирроломпроводили,используясоотношения4-гидроксибензальдегидаи4-н-тетрадецилоксибензальдегида 3:1 и 1:3 (Схема 3). Соединение 10 осаждали гексаном, а 11– метанолом ввиду их различной растворимости. Выходы порфиринов 10 и 11 составил11.8 и 13 %, соответственно, что в 2 раза превышает выход, сообщенный Адлером длянесимметричных порфиринов [22]. Таким образом, нами была показана эффективностьметода МПК в смеси органических кислот и нитробензола для синтеза ТГФП и егонесимметрично замещенных амфифильных аналогов 10 и 11, отработана методикаполучения и подобраны условия выделения данных порфиринов.МПК в водно-мицеллярной среде.Альтернативнымподходомкполучениюамфифильныхмезо-оксифенилпорфиринов 9-11 является проведение МПК в водно-мицеллярной среде.Выбор этого синтетического подхода основан на том, что порфирины с длинноцепнымизаместителями могут быть легко встроены в липосомы и мицеллы из различныхдетергентов.
Синтез порфирина 9 осуществляли в водном растворе SDS в присутствии64соляной кислоты. Следует отметить, что строгий контроль за поддержанием рН среды впределах 4.5-5 позволил нам повысить выходы в данной реакции. Так, ТГФП 9 былполучен с выходом 40%, что выше указанного в оригинальной работе Bonar-Law R. P.[37].Схема 3.Реагенты и условия: i – C2H5COOH, CH3COOH, C6H5NO2; ii – H2O, SDS, HCl, DDQПолучение порфиринов 10-11, их выделение и очистка были проведены аналогичносинтезу ТГФП 9. Выходы соединений 10 и 11 составили 9 и 5 %, соответственно, чтониже выходов этих соединений в реакции МПК по методу Адлера в смеси растворителей[23].
Однако следует отметить, что метод МПК в мицеллярной среде является болеедешевым и экологичным. В результате, нами было впервые показано, что мицеллярныйспособ проведения МПК позволяет получать не только тетразамещенные порфирины сполярными группами, но и несимметричные амфифильные порфирины, имеющие вфенильных кольцах OH-группы и высшие алкильные заместители [135].Строение синтезированных порфиринов подтверждено УФ-, ИК-,1Н-ЯМР-спектроскопией и хромато-масс-спектрометрией. В качестве примера приведена ОФВЭЖХ соединения 10 с различными способами детектирования (Рис.4а – УФспектрофотометрическая детекция; Рис.4б – масс-спектрометрическая детекция в режимехимической ионизации при атмосферном давлении), которая подтверждает чистотуполученного порфирина.
Масс-спектр, представленный на Рис.4в состоит из группыпиков, принадлежащих протонированному молекулярному иону соединения 10: m/z = 875– (M+H)+; m/z = 876 – (M+2H) +; m/z = 877 – (M+3H) +. Исходя из этого, можно былосделать вывод о том, что пик соответствует соединению 10.65Рис.4а. Хроматограмма соединения 10, УФ-детекция.Рис.4б.
Хроматограмма соединения 10, масс-детекция.Рис. 4в. Масс-спектр соединения 10.Получение порфиринов с остатками полиэтиленгликоля (ПЭГ)Модификациягидроксипорфириновостаткамиполиэтиленгликоля(ПЭГ)существенно увеличивает их растворимость в водной среде и, следовательно, расширяетбиомедицинскую область применения тетрапирролов. Ранее ПЭГ-содержащие порфириныполучали алкилированием ТГФП мезилатами или тозилатами метоксиполиэтиленгликоля[48]. В данной работе для получения порфиринов 12-17, 18-20 был использован кактрадиционный способ алкилирования, так и альтернативный подход - впервыепредложена смешанно-альдегидная МПК в смеси органических растворителей и в водномицеллярной среде с использованием функционализированных бензальдегидов [136].66На первом этапе получали мезилаты ПЭГ и замещенные бензальдегиды.
Кохлажденному до 0°С раствору исходного монометилового эфира ПЭГ в смеси безводногохлористого метилена и триэтиламина при перемешивании в токе аргона медленнодобавляли мезилхлорид и перемешивали при комнатной температуре в течение 24 ч.Реакционную массу фильтровали и хроматографической очистки выход мезилатовсоставлял 75-80%.
Индивидуальность и структура полученных соединений былиподтверждены данными ТСХ, ИК-, 1Н,13С-ЯМР. Так, в ИК-спектре триэтиленгликолянаблюдается широкая полоса поглощения при 3446 см-1 (ассоциированная O-H связь),которая сильно уменьшается в ИК-спектре мезилата II. Также в ИК-спектре соединения IIпоявляются сигналы валентных колебаний сульфогруппы R-SO2-R при 1176-1125 см-1.Схема 4.Полученные мезилаты монометилового эфира ПЭГ I, II вводили в реакцию с 4гидроксибензальдегидом и 3,4-дигидроксибензальдегидом (только I). Реакцию получения4-{2-[2-(2-метокси-этокси)-этокси]-этокси}бензальдегидаIIIисоединенийIV,Vпроводили в кипящем ДМФА с использованием карбоната цезия в качестве основания.Индивидуальность и структура полученных соединений была подтверждена даннымиТСХ, 1Н,13С-ЯМР-спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии.
Выход замещенныхбензальдегидов составил от 70 до 80%. На Рис.5 и 6 приведены масс-спектры соединений67II и V, соответственно.Рис 5. Хромато-масс-спектр соединения IIРис 6. MALDI-TOF масс-спектр соединения (V)Алкилирование гидроксипорфиринов.Описанным в литературе подходом к получению олиго- и ПЭГ-замещенныхпорфиринов является алкилирование гидроксипорфиринов [49]. Гидроксипорфирин 11алкилировали 1-(4-метилсульфонил)-3,6,9-триоксодекана (I). Реакцию проводили при100°С в ДМФА, в присутствии избытка карбоната цезия. Продукт реакции экстрагировалихлористым метиленом и промывали подкисленной водой (Схема 5).
Для разделенияполученной смеси порфиринов использовали колоночную хроматографию на силикагеле вхлористомметиленесповышениемполярностидосистемыхлористыйметилен/этилацетат 4:1. Индивидуальность полученного соединения доказана методомТСХ. Выход составил 65%.Схема 5.68Реагенты и условия: i – ДМФА, Cs CO , CH (OCH CH ) OSO Cl2Альтернативнымиспользованием3способом322 3синтезафункционализированных2олиго-иПЭГ-порфириновбензальдегидовбылс12-20проведенпомодифицированному методу МПК Адлера и в водно-мицеллярной среде.
Строение ивыходы соединений по двум методам приведены в Табл.2.Табл.2. Строение и выходы целевых соединений 12-20.СоединениеOR2NHR1R2Выход1*%Выход2*%NOR2R1ONRHN12H(CH2CH2O)3CH3H13813H(CH2CH2O)13CH3H11714H(CH2CH2O)3CH3C14H2913515H(CH2CH2O)3CH3C16H3314.25.516O(CH2CH2O)3CH3(CH2CH2O)3CH3H10817HOHC12H2513618HC12H25H128.519H(CH2CH2O)3CH3(CH2CH2O)3CH3302120OHHH1053ROR21* – МПК по Адлеру в смеси органических растворителей, 2* - МПК в водно-мицеллярной среде.МПК в водно-мицеллярной среде.Полученные альдегиды III - V, п-гидроксибензальдегид и пиррол в соотношениях1:3:4 использовали для синтеза олиго-и ПЭГ-замещенных мезо-оксифенилпорфиринов вводно-мицеллярной среде.
В качестве катализатора использовали 3%-ную солянуюкислоту, окислитель - DDQ. Время реакции варьировали от 40 мин для соединения 12 до 2ч для соединения 13. Для выделения целевого продукта SDS переводили в нерастворимую69в органической среде калиевую соль, порфирин экстрагировали этилацетатом и очищалихроматографически на силикагеле, используя в качестве элюента смесь хлористыйметилен/этилацетат (2:1) для соединения 12, метилен/петролейный эфир в соотношении10:1 с постепенным увеличением полярности до соотношения метилен/метанол 30:1 длясоединения 16, метилен/этилацетат в соотношении 1:1 с увеличением полярности досистемы этилацетат/метанол 15:1 для соединения 13.
Индивидуальность и структураполученного соединения была подтверждена данными ТСХ, 1Н,13С-ЯМР-спектроскопиии хромато-масс-спектрометрии. На рис.7 показан хромато-масс-спектр соединения 12.Рис 7. Хромато-масс-спектр соединения 12Синтез симметричных порфиринов 19-20 в водно-мицеллярной среде былосуществлен подобным образом: оптимальный объем HCl составил 50 мкл, время реакции– 1 ч.
Хроматографическую очистку целевого продукта проводили на колонке ссиликагелем, используя в качестве элюента этилацетат с увеличением полярности досоотношения этилацетат/метанол (10:1).На основе полученных данных можно сделать вывод о влиянии строениябензальдегида на выход МПК в водно-мицеллярной среде: в целом, чем более гидрофиленальдегид (как в соединениях 12, 16, 18, 20), тем выше оказывался выход, однако, еслиальдегид (19) слишком хорошо растворим в воде или слишком гидрофобен (14, 15, 17) ,образование порфириногена, по-видимому, становится неблагоприятным, что сказываетсяна снижении выхода порфирина в данных условиях.МПК по модифицированному методу Адлера.Синтез соединений 12-20 был также осуществлен по модифицированному методуАдлера в смеси нитробензол/пропионовая кислота/уксусная кислота (1:2:1).
Так, синтез 5{4-2-[2-(2-метоксиэтокси)-этокси]оксифенил}-10,15,20-трис(470гексадецилоксифенил)порфирина 15 проводили с использованием смеси бензальдегидов4-2-[2-(2-метокси-этокси)этокси]оксибензальдегидаи(III)4-гексадецилоксибензальдегида в стехиометрическом соотношении 1 : 3 (Cхема 6).Схема 6.Реагенты и условия: i – C2H5COOH, CH3COOH, C6H5NO2Выход целевого продукта 15 составил 14%. В качестве побочных продуктов быливыделеныизомеры5,10-ди-{4-2-[2-(2-метокси-этокси)этокси]оксифенил}-15,20-ди-(4-гексадецилоксифенил)порфирини15а5,15-ди-{4-2-[2-(2-метокси-этокси)этокси]оксифенил}-10,20-ди-(4-гексадецилоксифенил)-порфирин 15b с выходами5.5 и 2%, соответственно.OC16H33O(CH2CH2O)3CH3NHNO(CH2CH2O)3CH3C16H33ONHNNHNOC16H33C16H33ONHNO(CH2CH2O)3CH315aO(CH2CH2O)3CH315bСтруктура соединений (15, 15а-b) доказана методами ТСХ, УФ- и 1Н ЯМРспектроскопии, хромато-масс-спектрометрии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
