5-аминонафталин-1-замещенные (алкоксиэтил)сульфониламиды и способ получения 5-аминонафталин-1-замещенных (алкоксиэтил) сульфониламидов

5-аминонафталин-1-замещенные (алкоксиэтил)сульфониламиды и способ получения 5-аминонафталин-1-замещенных (алкоксиэтил) сульфониламидов

Реферат

 

Использование: в качестве детектируемых групп для хроматографического анализа. Сущность изобретения: продукт: 5-аминонафталин-1-замещенные(алкоксиэтил)сульфониламиды 5-NH₂-нафталинил-SO₂NHCH₂CH₂OR, где R - низший алкил, низший алкилоксиэтилен. Реагент 1: 5-замещенный нафталинсульфохлорид. Реагент 2: этиленимин. Условия реакции: в присутствии триэтиламина, в среде низшего спирта с получением 5-замещенного нафталин-1-диметиленсульфониламида и обработкой его соединением R - OH, где R имеет приведенные выше значения, при температуре 60 - 110^oС в присутствии ацетата BF₃. 2 с. п. ф-лы.

Изобретение относится к органической химии, в частности к химии аминонафталинсульфониламидов (АНСА), и может найти применение в химии красителей, а также при определении ферментов, обладающих аминопептидазной активностью.

Известен АНСА 5-(N-бензилоксикарбонил)-аминонафталин-(NN -3-оксапентаме- тилен)сульфониламид, применяемый в качестве полупродукта при синтезе одного из субстратов для определения ферментов, обладающих аминопептидазной активностью (Патент СССР N 1413103, кл. С 07 С 143/70, 1985).

Однако из данного известного АНСА можно получить лишь один вид субстрата для ферментов, обладающих аминопептидазной активностью, в то время как в природных материалах эти ферменты находятся в смесях и для дифференциации индивидуальных ферментов необходим широкий ассортимент субстратов и, следовательно, широкий ассортимент промежуточных соединений для их синтеза. После ферментативного гидролиза таких субстратов образуются АНСА, получившие название "детектируемые группы".

Среди известных АНСА не описаны соединения общей формулы I Известен способ получения АНСА 5-(N-бензилоксикарбонил)-аминонафталин-(N N -3-оксапентаметилен)сульфонилам ида путем проведения реакции взаимодействия соответствующего сульфонилхлорида с морфолином. Однако данным известным способом нельзя получить соединения общей формулы I.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение новых промежуточных соединений для синтеза ферментативных субстратов, соединений, одновременно являющихся и "детектируемыми группами" при анализе ферментов, а также разработка нового способа их синтеза, обеспечивающего расширение их ассортимента.

Достигается это тем, что в 5-аминонафталин-1-замещенных(алкоксиэтил)сульфо- ниламидах общей формулы I где R-Н, i-С₃Н₇-, i-С₄Н₉-, С₂Н₄-О-(С₁-С₂)алкил.

Технический результат достигается также тем, что в способе получения 5-аминонафталин-1-замещенных(алкоксиэтил)суль- фониламидах общей формулы I, где R низ-ший алкил или -С₂Н₄-О- низший алкил, проводят взаимодействие замещенного нафталинсульфонилхлорида формулы II где Х нитро-, бензилокси-, карбониламино- или фталимидогруппа, с этиленимином в среде низшего спирта в присутствии триэтилимина с выделением соответственно 5-замещенного нафталин-1-диметил- енсульфониламида, обработкой его соединением R-ОН, где R имеет приведенные выше значения, при температуре 60-110^оС в присутствии ацетата ВF₃ с последующим превращением заместителя в пятом положении в аминогруппу.

П р и м е р 1. Синтез 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(диметилен)-сульфониламида.

5,04 г (0,04 моль) 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-сульфонилхлорида при перемешивании на магнитной мешалке растворяют в 200 мл метанола, добавляют 3,7 мл (0,04 моль) триэтиламина и 1,72 мл (0,04 моль) азиридина (этиленимина). Через 30 мин начинается выпадение белого осадка. Перемешивание продолжают в течение 2 ч. Затем осадок отфильтровывают на вакуумном фильтре, промывают метанолом, сушат над КОН. Получают 5,01 г бесцветных кристаллов с т. пл. 107^оС, выход 92,2% При использовании в качестве растворителя зтанола время реакции 3 ч, выход 91% Продукт хорошо растворим в органических растворителях этилацетат, ацетонитрил (см. табл.1).

П р и м е р 2. Синтез 5-фталимидонафталин-1-(диметилен)сульфониламида.

4,34 г (0,0115 моль) 5-фталимидонафталин-1-сульфонилхлорида при перемешивании на магнитной мешалке растворяют в 100 мл этанола, добавляют 1,08 мл (0,0115 моль) триэтиламина и 0,49 мл (0,0115 моль) азиридина (этиленимина). Через несколько минут начинается выпадение белого осадка. Спустя 2 ч осадок отфильтровывают на вакуумном фильтре, промывают этанолом, сушат над КОН. Получают 4,1 г бесцветных кристаллов с т.пл. 242^оС, выход 93% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрид) (см.табл. 1).

П р и м е р 3. Синтез 5-нитронафталин-1-(диметилен)сульфониламида.

5,43 г (0,02 моль) 5-нитронафталин-1-сульфонилхлорида при перемешивании на магнитной мешалке растворяют в 100 мл этанола, добавляют 1,83 мл (0,02 моль) триэтиламина и 1,04 мл (0,02 моль) азиридина (этиленимина). Через несколько минут начинается выпадение осадка. Спустя 2 ч осадок отфильтровывают на вакуумном фильтре, промывают этанолом, сушат над КОН. Получают 4,1 г бесцветных кристаллов, выход 77% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил) (см. табл.1).

П р и м е р 4. Синтез 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(метоксиэтил)суль- фониламида.

5 г 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(диметилен)сульфониламида и 1 мл (моль) ацетат ВF₃ в 150 мл абсолютного метанола кипятят в плоскодонной колбе с обратным холодильником. Через 1 ч охлаждают до комнатной температуры, добавляют несколько капель воды до появления белой суспензии и оставляют стоять на 12 ч при 10^оС. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре водой, сушат над КОН. Получают 5,01 г бесцветных кристаллов с т.пл. 144^оС, выход 92,2% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил) (см.табл. 2-3).

Аналогичным способом были получены аминонафталиналкоксиэтилсульфонилами- ды соответственно из этилового, n-пропилового, i-пропилового, i-бутилового спиртов (см, табл.2-3).

П р и м е р 5. Синтез 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(3,6-диоксагептил) сульфониламида.

4 г 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(диметилен)сульфонамида в 150 мл метилцеллозольва нагревают в плоскодонной колбе с обратным холодильником на кипящей водяной бане. 1 мл (моль) ацетата ВF₃ добавляют в разогретую смесь, через 20 мин смесь охлаждают, добавляют избыток воды до расслоения смеси. Верхнюю фазу сливают, масло растворяют в горячем метаноле, добавляют 2 г активированного угля, перемешивают, уголь фильтруют, метанол частично упаривают, добавляют несколько капель воды до появления белой суспензии и оставляют стоять при 10^оС. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат над КОН. Получают 4,22 г бесцветных кристаллов с т.пл. 64^оС, выход 88% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил) (см. табл. 2-3).

П р и м е р 6. Синтез 5-фталимидонафталин-1-(метоксиэтил)сульфониламида раскрытием азиридинового цикла.

2,21 г 5-фталимидонафталин-1-(диметилен)сульфониламида и 1 мл ацетата ВF₃ в 150 мл абсолютного метанола кипятят в плоскодонной колбе с обратным холодильником. Через 1,5 ч колбу охлаждают, добавляют воды до появления белой суспензии, оставляют стоять при 10^оС на 12 ч. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре водой, сушат над КОН. Получают 2,28 г бесцветных кристаллов, выход 97,8% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил) (см.табл.4).

П р и м е р 7. Синтез 5-нитронафталин-1-(метоксиэтил)сульфониламида.

3,97 г 5-нитронафталин-1-(диметилен)сульфониламида и 1 мл ацетата ВF₃ в 150 мл абсолютного метанола кипятят в плоскодонной колбе с обратным холодильником. Через 1,5 ч колбу охлаждают, добавляют воды до появления белой суспензии, оставляют стоять при 10^оС на 12 ч. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре водой, сушат над КОН. Получают 2,79 г бесцветных кристаллов с т.пл.106^оС, выход 62% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил) (см.табл.4).

П р и м е р 8. Получение бромгидрата 5-аминонафталин-1-(метоксиэтил)-сульфо- ниламида (снятие бензилоксикарбонильной группы).

7,04 г (0,016 М) 5-(бензилоксикарбонил)аминонафталин-1-(метоксиэтил)сульфо- ниламида перемешивают на магнитной мешалке с 17 мл (0,051 моль НВr) 3-молярного раствора НВr в уксусной кислоте. Через 2 ч выпавший осадок трижды промывают эфиром на фильтре, сушат над КОН. Получают 6,05 г продукта, выход 98,6% Продукт хорошо растворим в органических растворителях (этилацетат, ацетонитрил).

Аналогичным образом снимают защиту у всех остальных бензилоксикарбонил-АНСА.

П р и м е р 9. Снятие фталимидной группы.

3,99 (0,01 моль) 5-фталимидонафталин-1-(метоксиэтил)сульфонамида заливают 50 мл метанола, прикапывают 0,5 мл (0,01 моль) гидразингидрата и кипятят 4,5 ч. Метанол отгоняют, остаток экстрагируют 2 раза по 20 мл кипящего хлороформа, экстракт упаривают и остаток перекристаллизовывают из метанола. Получают 2,74 г (выход 98%) хроматографически и аналитически чистого продукта с т.пл. 112^оС.

ПМР (ДМСО) 2,90 (СН₂), 3,01 (СН₃), 3,22 (СН₂).

Рf 0,34 (хлороформ:этилацетат).

Данные элементного анализа (найдено/вычислено): С Н N S 55,91 5,79 10,0 11,23 55,70 5,75 9,99 11,44 Аналогично проводили снятие фталимидной группы в других полученных соединениях.

П р и м е р 10. Восстановление NО₂-группы.

12,4 (0,04 моль) 5-нитронафталин-1-(метоксиэтил)сульфонамида растворяют в 400 мл метанола, добавляют никель Ренея и гидрируют водородом при Р=1; 20^оС. После поглощения рассчитанного количества водорода катализатор отфильтровывают, раствор упаривают досуха и получают 2,21 г (выход 81%) целевого продукта с т.пл. 112-114^оС.

ПМР (ДМСО) 2,91 (СН₂), 3,33 (СН₃), 3,25 (СН₂).

Рf 0,34 (хлороформ:этилацетат).

Данные элементного анализа (найдено/вычислено): С Н N S 55,82 5,74 10,06 11,33 55,70 5,75 9,99 11,44 Аналогично проводили восстановление нитрогруппы в других соединениях.

П р и м е р 11. Получение 5-аргиниламинонафталин-1-(метоксиэтил)-сульфонила- мида.

Навеску сухого бензилоксикарбонил-аргинина (z-аргинин) (40 ммоль) растворяют при осторожном нагревании в 50 мл безводного диметилформамида (ДМФА). В трехгорлой колбе с магнитной мешалкой, низкотемпературным термометром и хлоркальциевой трубкой охлаждают до -30^оС 30 мл ДМФА и при перемешивании приливают в один прием 4 мл тионилхлорида. Температура быстро поднимается до -15^оС. Убирают охлаждение и дают нагреться до комнатной температуры, снова охлаждают до -30^оС и вливают в один прием предварительно охлажденный ранее z-аргинин, перемешивают в течение 1 ч при 0^оС. Навеску бромгидрата 5-аминонафталин-1-(метоксиэтил)сульфониламида (20 ммоль) растворяют в ДМФА, добавляют 120 ммоль пиридина, полученный раствор вводят в реакционную смесь при охлаждении ниже -5^оС, продолжают перемешивание 2 ч при охлаждении и затем еще несколько часов при комнатной температуре. За ходом реакции наблюдают при помощи ТСХ. После исчезновения на хроматограмме пятна исходного АНСА при перемешивании добавляют 240 мл этилацетата, а затем 300 мл гексана, оставляют раствор стоять при 4^оС до тех пор, пока он не посветлеет. Раствор сливают, остаток промывают 3 раза смесью этилацетат-гексан, растворяют в 0,5 л воды и четырежды экстрагируют бутанолом (40-40-40-40 мл), водную фазу отбрасывают, бутанольный слой промывают водой, 4 раза по 10 мл 5% NaНСО₃, снова водой, упаривают в вакууме досуха, сушат в вакууме. К остатку добавляют 50 мл 3-молярного раствора НВr в уксусной кислоте, колбу закрывают хлоркальциевой трубкой и перемешивают, наблюдая за снятием защитной группы с помощью ТСХ. По завершении реакции в колбу при интенсивном перемешивании вливают 200 мл сухого эфира, дают осесть осадку, жидкость сливают, осадок промывают эфиром еще трижды, растворяют в 500 мл воды, экстрагируют этилацетатом, нейтрализуют NаОН до рН 8,4, затем четырежды экстрагируют бутанолом по 30 мл, упаривают на роторном испарителе, остаток растворяют в спирте 20 мл, добавляют по 3 г активированного угля и инфузорной земли, перемешивают, фильтруют и упаривают досуха.

Продукт получают с выходом 12-22% из расчета на вступивший в реакцию АНСА. Полученный продукт хорошо растворяется в полярных растворителях (воде, спирте) и плохо в неполярных (этилацетате, гексане) (см. табл.7-8).

Аналогично были получены при использовании соответствующих аминонафталин(алкоксиэтил)сульфамидов: 5-аргиниламинонафталин-1-(этокси- этил)сульфониламид; 5-аргиниламинонафталин-1-(пропио- ксиэтил)сульфониламид; 5-аргиниламинонафталин-1-(изопропи- оксиэтил)сульфониламид; 5-аргиниламинонафталин-1-(изобуто- ксиэтил)сульфониламид; 5-аргиниламинонафталин-1-(диоксагеп- тил)сульфониламид; 5-аргиниламинонафталин-1-(диоксаок- тил)сульфониламид (см. табл.5-6).

П р и м е р 12. Определение фермента лейцинаминопептидазы (взаимодействие хромогенных субстратов, полученных с использованием в качестве промежуточного соединения замещенного нафталин(диметилен)-сульфониламида, с лейцинаминопептидазой).

Составляют эквимолярную смесь семи Аrg-АНСА-субстратов. В 1 мл раствора содержится по 2 о.е. (=300 нм) каждого из субстратов, 0,166 мл трис-НСl 0,2 М буфера, рН 7,2. В пробирку типа Еррendorf помещают 500 мкл смеси, добавляют 30 мкл раствора лейцинаминопептидазы, перемешивают, выдерживают до исчезновения голубой флюоресценции при 25^оС, добавляют 500 мл экстрагента этилацетат-гексан (в состоянии 2:1), перемешивают и разделяют фазы путем центрифугирования. Из верхней фазы отбирают 10 мкл, высушивают на воздухе. Остаток растворяют в 30 мкл ацетонитрила, отбирают аликвоту 20 мкл и детектируют продукты протеолиза с помощью ВЭЖХ. Колонка СGС Сепарон SGхС18, с детекцией по УФ-поглощению =254 нм (давление 83 Ваr элюент-35% ацетонитрил и 0,05 М ацетат аммония, скорость элюции 0,56 мл/мин). Все продукты протеолиза имели максимумы и минимумы поглощения, а также время удержания в колонке соответствующие данным, представленным в табл.8.

Таким образом хромогенные продукты протеолиза, полученные при воздействии лейцинаминопептидазы на смесь субстратов, представленных новыми соединениями, удается дифференцировать методами ВЭЖХ, а это означает, что новые соединения могут быть использованы при синтезе субстратов для определения ферментов, обладающих аминопептидазной активностью.

Формула изобретения

1. 5-Аминонафталин-1-замещенные (алкоксиэтил)сульфониламиды общей формулы I где R-н, i-C₃H₇, -C₂H₄-O-(C₁ - C₂)-алкил, - i - C₄H₉.

2. Способ получения 5-аминонафталин-1-замещенных(алкоксиэтил)сульфониламидов общей формулы II где R- низший алкил или низший алкил - О - С₂Н₄ -, отличающийся тем, что проводят взаимодействие 5-замещенного нафталинсульфохлорида формулы III где Х - нитро-, фталимидо-, бензилоксикарбониламиногрупа, с этиленимином в среде низшего спирта, в присутствии триэтиламина с выделением полученного соответственно 5-замещенного нафталин-1-диметиленсульфониламида, обработкой его соединением R-OH , где R имеет указанные значения, при 60 - 110^oС в присутствии ацетата BF₃ с последующим превращением заместителя в пятом положении в аминогруппу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7