Способ получения простых краун-эфиров
Патент 1331429
Авторы
Способ получения простых краун-эфиров
Иллюстрации
Реферат
Изобретение касается кислородсодержащих гетероциклических соединений , в частности простых краун-эфиров (КРЭ) общей формулы l H-CtO)-0-CHi-Z-CH.,-0-C(0)--NH где Y-H или Z - простая связь, -CHj-O-CH - или -CHj-S-CH -, которые способны к образованию катионных комплексов , и могут использоваться в качестве активных ингредиентов ионоселективных электродов, применяемых, например, в медицине. Цель - создание новых краун-эфиров с комплексообразунлцими свойствами. Синтез КРЭ ведут из соответствующего краун-изоцианаH .,-0-C(0)--NH та с гликолем или тиогликолем при молярном соотношении 2:1 в среде апротонного растворителя при комнатной температуре, причем при необходимости в присутстаии 0,5 мол.% триэтиламина. Выход КРЭ 65-80%. Новые КРЭ по фактору селективности превосходят валиномицин при использовании их для получения ионоселективных мембран для измерения катионов. 2 табл. ел со со 4 ю ;о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„13 142 зсгсов;. д
13,",д
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К IlATEHTY о т о, О с о1 O-qH,- -о -о-cg -qH o
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
<21) 3570153/23-04 (86) РСТ/HU 82/00034 (09.07.82) (22) 04.03.83 (31) 1999/81 (32) 09.07.81 (33) HU (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (7I) Мадьяр Тудоманьош Академиа (Н1. ) (72) Ласло Токе, Бела Агаи, Иштван Биттер, Ерне Пунгор,,Клара Сепешвари, Ерне Линднер, Мариа Хорват и Йене Хават (HU) (53) 547.841.07(088.8) где Y-Н или NO, 2 — простая связь, -СН -О-СН вЂ” или -СН -S-СН вЂ” которые
2 2 -2 Чспособны к образованию катионных комплексов,и могут использоваться в качестве активных ингредиентов ионоселективных электродов, применяемых, например, в медицине. Цель — создание новых краун-эфиров с комплексообраэующими свойствами. Синтез КРЭ ведут из соответствующего краун-изоциана(51)4 С 07 D 323/00//С 08 К 5/15 (56) Патент Швейцарии № 479870, кл. С 01 N 27/40, опублик.1969.
Патент США № 3873569, кл. 260-340.3, опублик.1975.
Неницеску К.Д. Органическая химия.
-М.: ИЛ, 1962, т.1, с.801. (54) СПОСОБ ПОЛУ 1ЕНИЯ ПРОСТЫХ КРАУНЭФИРОВ (57) Изобретение касается кислородсодержащих гетероциклических соединений, в частности простых краун-эфиров (КРЭ) общей формулы та с гликОлем или тиогликолем при молярном соотношении 2:1 в среде апротонного растворителя при комнатной температуре, причем при необходимости в присутствии 0,5 мол.7. триэтиламина. Выход КРЭ 65-807. Новые КРЭ по фактору селективности превосходят валиномицин при использовании их для получения ионоселективных мембран для измерения катионов. 2 табл.
1 13314
Изобретение относится к способам получения новых соединений простых краун-эфиров, способных образовывать катионные комплексы, которые могут
I) быть использованы в качестве активных ингредиентов ионоселективных мембранных электродов, применяемых, например, в медицине.
Цель изобретения — получение новых 1О краун-эфиров, обладающих ценными ком- . плексообразующими свойствами.
Пример 1. Зтилен-1,2-бис-N(2-нитро-4,5 - (1", 4", 7", 10", 13"пентаоксациклооктадека-2" -ен) -фенил15 карбамат
К раствору 70,6 г (0,2 моль) 4
/ ! изоцианато-5 -нитробензо-(5-краун-5) в 500 мл абсолютного хлороформа добавляют 0,7 мл триэтиламина и 6,2 г 20 (0,1 моль) этиленгликоля при комнатной температуре. Смесь оставляют стоять 3 ч, после этого отгоняют под вакуумом растворитель, а остаток пепекристаллизовывают из этилацетата. 25
Выход 6, 4 г (80 .) .
Пример 2. Этилен-1,2-бис-N(3, 4 — (1", 4", 7 ", 10", 13", 16 — гексаоксациклооктадека-2"-ен)фенилкарбамат). 30
К раствору 70, 8 r (О, 2 моль) 4— иэоцианатобензо-!8-краун-Ь в 500 мл абсолютного хлороформа добавляют
0,7 мл триэтиламина и 6,2 г (О,lмоль) этиленгликоля. Далее процесс ведут аналогично примеру 1, Перекристаллизацию осуществляют иэ метилизобутилкетона.
Выход 53,9 г (70X).
Пример 3. Диэтиловый простой 40 эфир 2,2 -бис-N-(2 -нитро-4", 5 пентадека-2 " -ен) фенилкарбамат).
К раствору 70,6 r 0,2 моль 4иэоцианато-5-нитробензо-краун-5 в 45
300 мл абсолютного диоксана добавляют 10,7 г (0,1 моль) диэтиленгликоля.
Смесь оставляют стоять 6 ч и продукт выделяют отгонкой.
Выход 53 г (65% ).
Пример 4. Диэтиловый простой эфир 2,2 -бис-N- (3", 44, (1 4, 4, 7", 10, 13 -пентаоксациклопентадека-2
I(я И ен) -фенилкарбамат ).
К раствору 61,8 г (0,2 моль) 4изоцианатобензо-15 êðàóí-5 в 300 мл абсолютного хлороформа добавляют
10 6 r (0,1 моль) диэтиленгликоля.
Продукт) после отгонки растворителя перекристаллизовывают из метилэтилкетона.
Выход 51,8 г (71 .).
Пример 5. Диэтиловый простой эфир 2,2 -бис-М-(3 ", 4", (1 ", 4"
7"), 10 ", 13, 16 -гексациклооктадека-2 " -ен)фенилкарбамат7.
К раствору 70,8 r (0,2 моль ) 4 изоцианатобензо-18 -краун-6 в 500 мл хлороформа добавляют 10,6 (0,1 моль) .диэтиленгликоля и 0,7 мл триэтиламина. Далее процесс ведут аналогично 1 примеру 4.
Выход 48,7 r (60X).
Пример 6. Диэтилсульфид
2,2 -бис-N-(2"-нитро-4", 5"(! ", 7", 10 "l, 13 " -пентаоксациклопентадекаll
2 -ен)-фенилкарбамат).
К раствору 70,6 r (0,2 моль) 4— изоцианато-5 -нитробензо-15-краун-5 н 500 мл абсолютного диоксана добавляют 12,2 г (0,1 моль) тиодиэтиленгликоль. Смесь оставляют стоять 3 ч, затем растворитель отгоняют и продукт перекристаллиэовывают из этилацетата.
Выход 71 г (85X).
Пример 7. Диэтилсульфид
2,2 -бис — N-(3 ", 4"-(1 ", 4 ", 7 ", 10, 13 -пентаоксациклопентадекаill И(2 -ен)-фенилкарбамат).
К раствору 61,8 г (0,2 моль) 4 изоцианатобензо-.15-краун-5 в 500 мм абсолютного хлороформа добавляют
0,7 мл триэтиламина и 12,2 г (O,lìë) тиодиэтиленгликоль. Смесь оставляют стоять в течение ночи и затем растворитель отгоняют. Остаток перекристаллизовывают из метилиэобутилкетона. 1
Выход 54 r (73 ).
Пример 8. Диэтилсульфид
2,2!-бис-N- (3 ", 4" †(1 ", 4", 7
10 13, !6 -гексдексациклопен))) И тадека-2 " -ен) фенилкарбамат).
К раствору 70,8 г (0,2 моль) 4"— изоцианатобензо-18-краун-6 в 300 мл абсолютного хлороформа добавляют
0,7 мл триэтиламина и 12,2 r тиодиэтиленгликоля. Далее процесс ведут аналогично примеру 7.
Выход 54,8 г (66 ).
Пример 9. (1,2-Фенилендиокпентадека-2"" -ен)-фенилкарбамат
К раствору 61,8 г (0,2 моль) 4 — изоцианатобензо-15-краун-5 в 300 мп
3 .13314 абсолютного лиоксана добавляют 19,8 г (0,1 моль) бит †оксиэтилпирокахети и смесь оставляют стоять в течение
6 ч. Выделившийся продукт отфильтровывают и перекрнг галлизовывают из этанала.
Выход 57,1 г (707).
Пример 10. (1,2-Фенилендиокси)-диэтил-2,2 "-бис-N-(3 "
4 — (1 ", 4, 7, 1О"", 3"", 16 — 1О гексаоксациклооктадека-2 "" -ен)-фенилкарбамат
К раствору 70,8 г (0,2 моль) 4!в изоцианатобензо-18-краун-6 в 500 мл абсолютного диоксана добавляют 19,8 г !5 (0,1 моль) бисоксиэтилпирокахетина и после отгонки растворителя полученный продукт перекристаллизовывают из метилизобутилкетона.
Выход 70,5 г (787). 20
Пример 11. (1,2-Фенилендио(I(г аа окси)-диэтил-?,2 -бис-N-1 2 -нитро4 5 " (1" 4 " 7 " 1О 13""—
Ф S Э Э
fill пентаоксациклопентадека-2 -ен) †фенилкарбамат).
К раствору 70,6 г (0,2 моль) 4 — изоцианато-5 -нитробензо-15-краун-5 в 300 мл абсолютного диоксана добавляют )9,8 г бисоксиэтилпирокахетина и 0,7 мл триэтиламина. Выделившийся 30 продукт отфильтровывают и перекристаллизовываютэиз этанола.
Выход 75,2 r (807).
Пример 12. 2,5-бис-(2 -ниттаоксациклопентадека-2" -ен)-фенилкарбамоилоксиметил)фуран.
Процесс ведут аналогично примеру
11, но вместо диоксана используют
12,8 г диоксиметилфурана. 40
Выход 58, 7 г (70K) .
Физические характеристики и данные элементного анализа полученных соединений приведены в табл.1.
Простые . краун-эфиры способны обеспечивать получение комплексов различных катионов. Увеличение комплексообразования константы стабильности комплекса при заданных катионах зависит не только от геометрических характеристик простого краун-эфира, таких как номер кольцевого элемента, номер гетероатома, но также и от типа используемого растворителя. Стехиометрия полученного комплекса обусловливается соотношением между диаметрами кольца простого краун-эфира
29 4 и катиона. Простые краун-эфиры используют в качестве активных ингредиентов ионоселективных мембранных электродов. В качестве ионоселективных электродов как для измерения различных анионов (галилы, псевдогалидь|, нитриды и т.д.) и для измерения различных катионов (ионы щелочных металлов, ионы щелочно-земельных металлов и ионы некоторых тяжелых металлов) используют различные субстанции, неорганические осадки, различные ионообменные соединения, электрически. заряженные или неимеющие электрического заряда комплексообразующие аген-. ты.
Электроды, имеющие различные активные ингредиенты, характеризуются различными механическими и динамическими свойствами и отличаются по факторам селективности.
Эти электроды особенно пригодны для ведения ионых процессов клеточного метаболизма в организме. При необхоцимости использования электродов в качестве датчиков, пригодных для измерения биологически важных ионов, наиболее целесообразно применять способные электроды, измерять катионы из группы, включающей натрий, калий, кальций и магний (измерение ионов калия особенно важно в процессах жизнедеятельности).
При применении электрода в биологических исследованиях наиболее важным свойством является его фактор селективности по отношению к ионам натрия (K „ ), который составляРД
Ма ет примерно 3 х 10 4 . Калиевый электрод, полученный на основе валиномицина, имеет более высокую селективФ ность, чем ион К, или равную ему (по отношению к ионам щелочного металла большего размера, например РЬ
Cs ), т.е. электрод обеспечивает измерение указанных ионов с лучшей или почти с той же селективностью, что и при измерении ионов калия. Так как ионы щелочных металлов в природе часто встречаются вместе, такое совпадение факторов селективности может оказаться нежелательным при применении калиевого электрода, предназначенного не для биохимических исследований.
Укаэанные недостатки могут быть исключены без значительного уменьшения селективности по отношению к дру5 133 1 4 гим ионам в тех случаях, когда бискраун, связанные алифатической цепью, используются как ионоселективные субстанции.
Соединения формулы (I) пригодны для использования в качестве электрода, селективных по отношению к ионам калия. Электроды, полученные иэ этих соединений, обладают одинаковой чувствительностью как по отношению к f0 концентрации ионов калия, так ипо отношению к концентрации калиевых электродов, приготовленных на основе валиномицина. Фактор селективности соединений (I) no отношению к ионам ще- 15 очного металла, имеющих большой объм, лучше (от 0,1 до 0,01), чем такой е параметр электродов, полученных а основе валиномицина (от 4,6 до
0Ä5), по отношению к ионам щелочно- 20 земельных металлов факторы селективности в обоих случаях равны (К
-4 ° I + Мн+
10 ). -о о т т )
NH Π— СН вЂ” 7. — СИ вЂ” О- -МН О )
Π— у О О О
НО-СН -Z-CH -ОН и 1 1 где Z имеют укаэанные значения, в среде апротонного органического растворителя при комнатной температуре при молярном соотношении соедине40 ний формулы (II) и (III) равном 2: 1> при необходимости в присутствии триэтиламина в количестве 0,5 мол.7, -о у
О м=.с=о
0 где у — водород или нитрогруппа;
Z — простая связь -СН -0-СН
2 2 или -СН -S-CH -группа, отличающийся тем, что краун-иэоцианат формулы II
29 6
Фактор селективности показывает, в какой массе определяется измеряемый потенциал электрода по первичному иону или измеряемому иону, или по так называемому вредному иону. Величина фактора селективности в отношении измеряемого иона т.е. в данном случае в отношении К-иона, составляет единицу. Величина фактора селективности практически используемого электрода в отношении различных ионов очень низка, так что обычно вместо фактора селективности используют его логарифм.
Логарифм фактора селективности характеризуемого единичным фактором селективности первичного иона равен нулю.
В табл.2 представлены данные по фактору селективности валиномицина и соединений формулы (I).
Формула и э о б р е т е н и я
Способ получения простых краунэфиров формулы I где у имеет указаннъ е значения, подвергают взаимодействию с соединением формулы III
1331429
y o I ч
° сО л м е о
Ф л и1
Р1
С» о
СЧ
M ф о Ф Ч
Ф«1 о ф
СЧ о ф
РЪ о л (Ч («\ о
СЧ
4« 1 Ф О
1 О, В ф
В
Ос т vl ф „, Ф"Ъ
1 л г °
«« ф
О м Л сЧ
О
«сО ф м
Ф
M 0 * мъ л (»
СЧ о
«
Г» (Ъ
О C» cV .Ф и
«
° л ф г
В О ф Ю
В Л Д <.1
Ф ф
О1 О ф и
Ф е
° л
Ch ф ф e)
« юЛ сЧ ф ф О О Ф Ъ
-э а
Оъ
« сО Н о л
О Х Х м о сЧ
Ф»
О
Г» ф О
f» сЧ.Ф
CO
СЧ ф
СЧ
Ф»
z м
Cl о
63 о ь
1 м
1 м х
1 х
6 б м
О
ФЧ о х м о о
+ х л 1»,д х * о
0 с» ь Ь„
t х
Ю х ф
Ф о
Ф х
МВ
О х х и о
° 4
_#_
Ю
+ х е
Ю
0 л о
7;" х
2i 0 Х
У) о
Ф х
4 х
Ф и
1331429 сч
CO
»
СЧ
CO! !
О Q о СЧ
С"Ъ о н
С 1
С»Ъ м! Ю
OC со о
ССС
С4
С»С
Ю
С л ь
CO
CV м
1 о л
C»I м!
00 о ссс
С1 л (7l
ССС О
» ф
СЧ ю иъ о о СЧ о
» С»С
* ф
Ф л и мс ф м! Сч и о л о л о
vD cn
Ф л о л
» ф с ъ
СЧ ф (5 с с
00 C»C ° мс ф ссс о и ю о сп
» О с»с ф а л
» о м и х z и х z
О
»\ о е х о а ф х» о
Р» о
I о о
С0 Х
lO о.
СС Z о к мс о !
CO ос
00
° » х
CA
СС!
% Ф х и
«СС
С х
С.!
1, о и
С»\ ссс л * и о мс
1 и
О
Ю
»Ф о л о
»
CO И
Ю
»С
М
\» х и о
СС Х
» о
»С
_#_
СЧ ф в ф х
Ю о
СЧ
С V CO
1
Ь
211 о л с л ф о сч Л
CO » СЧ м! л с! л
01 00 с 1 ф О Ch ЧР о — ° а
0O» ° СЧ мс о сс м1 м! и х z и х z
Ю
»С х
» С С
° 01 е 8 и о
Ь
Ь
CC
v л о о ос сч о
» л м1 о и х я
t о
О х л х °
Ф с 1
v ce
IC сч о к»ч о !»о
1331429 а
1 1 1 Г . 1 I с
1 I 1 1
rh сЧ CV Л а а а а
° Ф а Ф
1 1 1 1
Са! а аФ
I I 1 1 1 I
00 CO Ф Ф а а а а (Ъ е Ъ Ф Ъ
1 1 1 1! 1 1 1 1 1
1 I 1 1 1 I
1 I I I 1 !
О бЪ а а а аФ Ю 1Ч
1 1 I
I 1 1 !
Фа\
I 1 1 I
О а а *
CV Ф
Ф Ф СЧ
1 1 1 1
Р ОЪ СЧ е а а а (аЪ H
1 1 1 1 ва ФЧ
Ф Ф 1
Ф О О О Ф а а а в
1Ч
1 1 1 1 1 1 1
О О О Ю ! ! е
° Ф аЭ 4Ч <Ч а ° в °
<Ч СЧ а а а
ЕЧ М CV
1 1 I 1
1Ч а ееее саЪ С Ъ Ссс а а а а
° 1Ъ в е
О О О в а
Ъа) ФаЪ 3 Ъ
1 1 1 и
9 Рс а < Ъ Ф Ю
3
CV )с СЧ а а а
° Л 0Ъ Е
1 1 1
4 аЪ ЪаЪ в!
Т 9 9
Ч) ЧВ в в а
МЪ 1а) Ф
I 1 л а Ф! 1 I
О A Л св а в а в
1 Ъ 1а) 1П! ! I
С5 С Ъ
* (Ъ
1 I
00 00 а а
СаЪ РЪ
1 ) бЪ а
1 1
Ф CCC а а
1 Ъ
1 1