D,l-или l-n-метакрилоилтриптофан в качестве мономера для получения полимеров с ковалентно присоединенными триптофановыми группами

D,l-или l-n-метакрилоилтриптофан в качестве мономера для получения полимеров с ковалентно присоединенными триптофановыми группами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00I2

Сава Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.05.79 (21) 2768402. 23-04 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

51) М К ч С 07 D 209 20

С 07 С 103/33

С 08 F 26/06

3осударственный комитет по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 23.01.82. Бюллетень ¹ 3 (53) УДК 547.757 (088,8) (45) Дата опубликования описания 23.01.82 (72) Авторы изобретения

В. Б. Лущик, М. Г. Краковяк и С. С. Скороходов (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт высокомолекулярных соединений АН СССР (54) d,l- ИЛИ 1-N-МЕТАКРИЛОИЛТРИПТОФАН

В КАЧЕСТВЕ МОНОМЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛИМЕРОВ С КОВАЛЕНТНО ПРИСОЕДИНЕННЫМИ

ТРИПТОФАНОВЫМИ ГРУППАМИ

1 2

Изобретение относится к соединениям метакрилового ряда, N-производным аминокислот, а именно, d,1- или 1-N-метакрилоилтриптофанам общей формулы

СН, СООН

Д !

СН Е Со NH — С Н вЂ” СН2

2 1

КК которые используются .в качестве мономера для получения полимеров с ковалентно при- 10 соединенными триптофановыми группами, являющихся модельными соединениями для исследования белко в люминесценпными методами.

Известен N-акрилоилтриптофан, кото- 15 рый является на иболее близким ло структуре с новыми соединениям и, использующийся в качестве мономера (Ц.

Однако .в,качестве модельных,соединений полимеры акрилового ряда по сравне- 2о ,нию с полимерами метакрилового ряда ооладают рядом существенных недостатков.

Активные макрорадикалы, возникающие при свободно-радикальной полимернзацпн акрилатов, способны (в отличие от метакрилатов) вступать в гомолитические реакци и с полимерной це1пью .и ароматическими соединениям и. Это приводит к нарушению линейной структуры полимеров, так как сопровождается раз1ветвлением и:сшивками. При этом изменяются оптические свойства люминесцирующей группы.

Кроме того, полимеры на основе, мономеров акрилового ряда, например лолиметилакрплат, обладают очень высокой внутримолекуляр ной подвижностью, что,затрудняет использование их в качестве,модельных соединений для метода поляризованной ляминесценции (ПЛ).

Целью изобретения являются новые

d,1- или 1- ч-метакрилоилтриптофаны, являющиеся мономерами для получения линейных полимеров с ковалентно присоединенными триптофановыми группамн, являющ ихся модельными соединениями с улучшенными свойствами для исследования белкоB;Iþìèнесцентными методами.

Данные соединения используются для синтеза триптофансодержащих сополимеров на основе метилметакрилата (ММА) или метакриловой кислоты (МАК) путем радикальной .сополимеризации. Данные сополимеры, содержащие лимннесцирующие трипгофановые группы (в количестве 0,01

0,5 мол. %), применяют .в качестве модельных систем для изучения параметров люм инесцентного свечения триптофа новой группы, ковалентно присоединенной к макромолекулам, .релакса ционное поведение кото.рых хорошо изучено методом ПЛ с приме770012

1 Г

1-Ч-метакр илоилнением люминесцирующей «метки» (МЛ) другой структуры (на пример, антрацвнсодержащей), Данные такого изучения необхо 1имы для ññëåäîâàíèÿ белков весьма персспективным и широко развивающимся в настоящее время методом ПЛ.

Этот мономер получают:путем, в;,аимодействия метакрилоилхлори да с d,l- или

1-Х-тр иптофаном в водно-щелочной среде при рН=9 — 10 и температуре 0 С. Полученный продукт выделяют,в виде дициклогексилам мониевой соли с дальнейшим выделеиием из соли с помощью ионообменной смолы.

Структура полученных d,1- или 1-М-,метакр илоилтриптофанов подтверждена элементным анализом, ИК- и УФ-спектроскопией, измерением удельного вращения.

Пример 1. Получеие d,I,Ч-метакрилоилтриптофана. 1,94 г (0,009 коль) d,l-триптофана,растворяют при перемешива1ии в

2 мл 20%-ного водного раствора NaOH IH добавляют 8 мл воды и 1,5 мг Си9С1;. При охлаждении льдом и интенсивном;перемешивании прикапывают 2,9 мл (0,03 поль) метакрилоилхлорида, в котором растворяют

2,5 мг бис-(нафтахинон ил)-и-фенилендиамина, рН раствора во:время реакции .поддерживают постоянным (pl- 9 — 10},:Ioбавляя 20%-иый водный раствор ."аС Н.

После добавления всего метакрилоl lë ëорида реакцию продолжают еще 30 мин пр "i охлаждении ".üäîì и 3 ч при комнатной температуре. Затем реакционную смесь нейтрализуют добавлением 20%-ного всднога раствора соляной кислоты. Выпавший осадок промывают водой и растворяют в хлороформе. Раствор сушат над Мд80,„и растворитель упаривают в вакууме. Получают

2,8 г вещества, Сырой продукт (2,8 г),ра створя:от в смеси 6 мл диокса на и 20 мл этилаг,етата и добавляют 5,6 т ди циклогексиламина.

Смесь нагревают на водя ной ба не при 60—

80 С 30,мин. Выпавший при осты вании осадок отфильтровывают, многократно .про мывают эфиро м, сушат в,вакууме. Выход дициклогексиламмониевой соли d,l- 1-метакрилоилтрилтофан 3,6 1 (72% от теории).

Т„, 187 — 190 С.

1,5 г Дициклотексиламмониевой соли

d,1-i×-метакрилоилтрлптофана кр}исталлизуют из 7 мл этанола. Выпадавшие крис-аллы отфильтровывают, промывают эфиром, сушат в вакууме. Получают 0,7 т продукта.

Т„, 191 — 192 С. Да нные элементно гс анализа дициклогексила}ммо ниевой соли d,1-Nметакрило илтри птофа на.

Вычислено, %: N 9,28; Н 8,66, С 71,48.

С27Н39031 3.

Найдено, %: С 70,81; 70,87; N 9,31; 9,31;

Н 8,86; 8,76.

Для,выделения d,1-N-метакрилоилтриптофана дициклогексиламмониевую соль

30 .3

65 (229 мг) растворяют в 12 мл 50%-ного этилового спирта и обрабатывают в течение

30 мин ионообменной смолой ДАУЭКС-50 в Н-форме в статическ:1х условиях. Ион-,обмеиную смолу отфильтровывают и промывают 2 мл 50%-ного этанола. Фильтрат упари вают в вакууме до легкого помутненсия и ведут кристаллизацию при охлаждении до — 10 С. Кристаллы отделя1от, промыва1от:во дой, сушат в,вакууме. Выход

59 мг (43% от теории). Т„,, 115 — 116 С.

Дапные элементного анализа d,1-N-мета кр илоилтри пто фа11а.

Вычислено, %: С 66,15; Н 5,92; Х 10,29.

Ci3HI3O3Nq.

Найдено, %: С 66,26; 66,31; Н 5,96; 6,19;

N 10,28; 10,31.

B ИК-спектре d,1-Х-мeтaкpилoи vтpиптофаиа содержатся полосы поглощения, см — :

3410 (ва IBHTHIIc колебания Х-Н ин дольного кольца), 3320 (валентные,колебания амидного Х-Н), 1780 (С =- О в СООН), 1643 и 1600 (С=С и;полоса амид 1), 1530 (амид

II), 1230 (валентные колебания С=О в

СООН), 760 (неплоские деформацион ные колебания бензольного кольца в индольной группировке).

Пример 2. Синтез тр и|пто:фана.

Синтез про:водят в усло.виях примера 1.

Из 1,94 г 1-триптофана (удельное вращение (а)о - " и метаноле — 30 С) получают 2,8 " сырого целевого продукта.

Для получения дициклогексиламмониевой соли 1-N-,ìåòàêðèëîèëòðièïòîôàíà сырой продукт (2,8 r) распворяют,в 7 }мл диоксана. К фильтрату добавляют 9 мл этилацетата и 6 мл дициклогексилами на. Смесь нагревают на:водяной бане при 70 — 80 С

30 мин. Выпавший при охлаждении смеси кристаллический осадок о.пделяют, промывают эфиром, сушат в .вакууме. Получают

2,88 г соли (66% от теории). Т„, 183—

186 С. Соль кристаллизуют из 10 мл этанола. Получают 1,2 г ди}цикло гексиламмсниевой соли 1-N-метакрилоилтри птофана.

T„= 189 — -19Г С. Дан ные элементного а нализа дициклогексиламмониевой соли:

Вычислено, %: С 71,48; Н 8,66; N 9,28.

Сг Н39031Ч3.

Найдено, %: С 71,85; 71,92; Н 8,66; 8,89;

N 9,48; 9,36.

Для выделения 1-U-метакрилоилтриптофана 553 .мг дициклогексиламмониевой сол и 1-N-метакрилоилтриптофана распворяют в 20 мл 50%-ното этилового спирта

}и обрабатывают ионообменной,смолой

ДАУЭКС-50 в Н-форме в течение 30 мин.

Смолу отфильтровывают и аромывают

10 мл 50%-,ного эта иола. Промывную жидко сть объединяют с основным раствором и упаривают,в,вакууме до .помутнения. Кристаллизацию:ведут при — 10 С. Выпавшие кристаллы отделяют, промывают водой, су770012 шат и вакууме. Выход целевого продукта

159 мг (48%). Т„, = 121 — 122 С.

Данные элеме нпного анализа.

Вычислено, %: С 66,15; Н 5,92; N 10,29.

СыНиОз1 4.

Найдено, %: С 66,36; 66,11; Н 5,98; 6,07; 1 993 1003

Удельное вращение 1-М-.метакрилоилтриптофана определено в метаноле (- "= — 6,5ИК- и УФ-спектры l-N-метакрилоилтриптофана идентичны спектрам d-1-Nметакрилонлтриптофана.

При мер 3. Синтез сополимера ММА с метакрилоилтриптофа ном.

В ампулу помещают раствор 22,1 мг

1-N-метакрилоилтриптофана .в 1 мл диметил формамида и добавляют раствор 6,85 мг

ДИНИЗ в 4,25 мл свежеперетнан ного ММА.

Ампулу дегазируют, заполоняют аргонавт, за паивают. Полимер изацию ведут в термостате:при 60 С в течение 1,5 ч.

Выделенный осаждением в метанол полимер (1,1 r) очищают шестикратным переосажденпем,метанолом из раствора,в хлороформе. Содержа ние три птофановых групп в сополимере, определенное методом

УФ- спектроскопии, — 0,1 мол. %.

Пример 4. Сополимеризация МАК с d,l-N-.метакрилоилтри птофаном.

В ампулу помещают раствор 14,8 мг

d,l-N-метакрилоилтри птофаБа в 3 мл свежеперегна нной МАК и добавляют раствор

8,85 мг ДИНИЗ в 12 мл мет илэтилкетона.

Ампулу дегазируют, заполняют аргоном, за паивают. Полимеризацию ведут,в термостате при 60 С в течен ие 40 мин. Выпавший поли,мер отфильтровывают, промывают серным эфиром, сушат. Выход 1 г. Полимер очищают шестикратньв| переосаждением эфиром из расгвора в метаноле. Сополимер содержит 0,074 .мол. % триптофановых групп.

Использование метакрилоилтриптофана

1О для синтеза сополимеров ММА и МАК, содержащих «меточные» количества триптофановых групп (0,01 — 0,5 мол. %), позволят получить модельные .ли нейные полимеры с ,неискаженной триптофановой «меткой».

Формула изобретения

d,l- или 1-N-метакрилоилтриптофан, формулы

20 сн, сооп

СН вЂ” С- СО-11Н-СН вЂ” СП

m в качестве мономера для получения лоли25 меров с ковалентно присоединенными триптофановыми группами.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

Зо 1. Uernura, Takahiko et all, The synthesis

and asymmetric adsorption of optically active resins sbarting from varions а-aminoacids, Ырроп Kagaku Lasshi, 88(II), 1238-9, 1967.