Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ПРОИЗВОДНЫЕ 8,9-ДИГИДРОКСАНТЕНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ - Патент РФ 2106350
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРОИЗВОДНЫЕ 8,9-ДИГИДРОКСАНТЕНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
ПРОИЗВОДНЫЕ 8,9-ДИГИДРОКСАНТЕНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

ПРОИЗВОДНЫЕ 8,9-ДИГИДРОКСАНТЕНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Соединения общей формулы (I)
где R1 обозначает атом водорода; R2 обозначает низший алкил; R3 обозначает низший алкил; R4 обозначает атом водорода; R5 обозначает атом водорода, атом галогена, нитрогруппу, низшую алкоксигруппу; R6 обозначает атом водорода; R7 обозначает атом водорода, аллил; А обозначает группу 0, N+R8R9 * X-, где X- = C104; R8 обозначает низший алкил, незамещенный или замещенный гидроксигруппой,толил, бензоил, фенил, замещенный низшей алкоксигруппой или низшей алкоксикарбонильной группой; R9 обозначает атом водорода, низший алкил или R8 и R9 вместе образуют группу (СН)2О(СН)2; или А обозначает группу NR8, где R8 - незамещенный или замещенный низший алкоксигруппой или гидроксилом толил, фенил, незамещенный или замещенный галогеном; или А обозначает группу N+HR8·Br-, где R8 обозначает незамещенный фенил или замещенный галогеном, низшей алкоксигруппой, толил; обладают высокими спектральными характеристиками, высокой фотохимической стабильностью, устойчивы в полярных и неполярных растворителях и могут быть использованы как флуоресцентные красители для крашения различных текстильных и нетекстильных материалов, в производстве чернил, карандашей, косметических препаратов, сигнальных красок, как активные среды в жидкостных лазерах при различных способах возбуждения и др. Способ получения соединений (I) заключается в том, что соли 5,5-замещенного 1,3-диалкокси-1-замещенного-циклогексения подвергают взаимодействию с 2-гидроксиаральдегидом с последующей обработкой образовавшейся соли 7-алкокси-8,9-дигидроксантилия либо амином для получения соединений ообщей формулы (I), где A = N+HR8·C10-4, N+R8R9·C10-4, либо водой для получения соединений общей формулы (I), где А = О, и, в случае необходимости, для получения соединений общей формулы (I), где А = NR8,соединение общей формулы (I), где A = N+HR8·C10-4 обрабатывают основанием и, в случае необходимости, для получения соли 7-имино-8,9-дигидроксантена общей формулы (I), где А = N+HR6X- при X-, принимающих различные вышеприведенные значения, раствор соединений общей формулы (I), где А = NR8, обрабатывают кислотой, при этом во всех случаях R1 - R9 имеют вышеуказанные значения. Даны: N, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, A, Выход (%), Т.пл. (oС), УФ спектр (Lmax - E, нм): 1а, Н, СН3, СН3, Н, Н, Н, Н, О, 91, 0, 181 - 183; 1б, Н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, О, 94,5, 136 - 137; 1ж, Н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, N+(C2H5)2·C10-4 67,5, 271 - 273; 1и, Н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, N+HC6H5·C10-4 78,3, 208 - 209; 1с, н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, NC8H5, 91,0, 179 - 180; 1 ф, Н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, NC6H4Br-n, 88,7, 152 - 153; 1ш, Н, СН3, СН3, Н, СН3О, Н, Н, N+HC8H4CH3-n * Br-, 91,6, 208 - 210. 2 с.п.ф-лы, 5 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2106350
Класс(ы) патента: C07D311/80, C07D311/82, D06P3/00
Номер заявки: 96100932/04
Дата подачи заявки: 16.01.1996
Дата публикации: 10.03.1998
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт физической и органической химии Ростовского государственного университета
Автор(ы): Олехнович Е.П.; Борошко С.Л.; Коробка И.В.; Минкин В.И.; Олехнович Л.П.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт физической и органической химии Ростовского государственного университета
Описание изобретения: Изобретение относится к неописанным ранее производным 8,9-дигидроксантена общей формулы (I)
,
где
R1 обозначает атом водорода; R2 обозначает низший алкил; R3 обозначает низший алкил; R4 обозначает атом водорода; R5 обозначает атом водорода, атом галогена, нитрогруппу, низшую алкоксигруппу; R6 обозначает атом водорода; R7 обозначает атом водорода, аллил; A обозначает группу O, N+R8R9 · X-, где X- = ClO4; R8 обозначает низший алкил, незамещенный или замещенный гидроксигруппой, толил, бензоил, фенил, замещенный низшей алкоксигруппой или низшей алкоксикарбонильной группой; R9 обозначает атом водорода, низший алкил или R8 и R9 вместе образуют группу (CH)2O(CH)2; или A обозначает группу NR8, где R8 - незамещенный или замещенный низшей алкоксигруппой или гидроксилом толил, фенил, незамещенный или замещенный галогеном; или A обозначает группу N+HR8 · Br-, где R8 обозначает незамещенный фенил или замещенный галогеном, низшей алкоксигруппой, толил; которые проявляют флуоресцентные свойства, устойчивы в водно-спиртовых растворах и в кристаллическом состоянии и могут быть использованы как флуоресцентные красители для крашения текстильных и нетекстильных материалов, а также в производстве чернил, карандашей, косметических препаратов, сигнальных красок, как активные среды в жидкостных лазерах при различных способах возбуждения, и способу их получения.
Наиболее близкими по структуре являются ксантеновые красители общей формулы (Vа, б)
,
где
R1 = 0 (Vа); R1 = N+HRX-, N+(R)X- (при R = атом водорода, низший алкил, арил; X = атом галогена или сульфогруппа (Vб); R2 = атом водорода или гидроксил, N(R)2 (где R имеет вышеприведенные значения); R3 = атом водорода или арил; используемые в качестве флуоресцентных красителей (флуоресцеины и родамины) в производстве различных флуоресцеирующих препаратов (Красовицкий Б. М. и Болотин Б.М. Органические люминофоры. - Л.: Химия, 1976, с. 132 - 137).
Способ получения соединений (Vа) (при R1 = 0 - флуоресцеины) заключается в конденсации резорцина (VI) с фталевым ангидридом (VII) в присутствии хлористого цинка при 175 - 195oC и дальнейшей обработке образующегося флуоресцеина (Vа-1) содой или водным раствором едкого натра (для получения хорошо растворимой в воде двунатриевой соли - уранина (Vа-2) (Коган И.М. Химия красителей. - М.: Госхимиздат, 1956, с. 298).
.
Способ получения соединений (Vб) (при R1 = N+(R)2X- - родамины) заключается в конденсации м-аминофенолов (VIII) с фталевым ангидридом (VII) в присутствии концентрированной серной кислоты (Иоффе И.С. и Оттен В.Ф. ЖОХ, 1962, т. 32, вып. 5, с. 1477 - 1480).
.
Однако данный способ трудоемок, длителен (наиболее высокие выходы соединений (Vб) достигаются, если реакцию вести при 180oC в течение 4 - 6 ч, и не позволяет получать производные 8,9-дигидроксантена общей формулы (I). Кроме того, родамины и флуоресцеины (производные ксантена) общей формулы (Vа, б) обладают низкой устойчивостью к действию света (Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. - М., 1984, с. 188 - 196), в связи с чем используются для крашения только нетекстильных материалов, например косметических средств.
Техническим результатом изобретения являются новые производные ряда ксантена, а именно производные 8,9-дигидроксантена общей формулы (I), проявляющие флуоресцентные свойства, а также способ их получения.
Технический результат достигается соединениями формулы (I) и способом их получения.
Способ получения соединений общей формулы (I) заключается в том, что на соли 7-алкокси-8,9-дигидроксантилия общей формулы (IV), образующиеся в результате одностадийной циклизации описанных ранее солей 5,5-R2, R3 - 1,3-диалкокси-1-R4-циклогексения (II) (Олехнович Е.П. и Коробка И.В. ЖОрХ, 1990, т. 26, с. 213 - 214) и о-гидроксиаральдегидов (III), где R1 - R7 имеют вышеприведенные значения, а X- = ClO4, галоген, в присутствии триалкилортоформиатов действуют различными нуклеофильными реагентами, такими как вода, первичные амины (алкиламины, ариламины, гетариламины) либо вторичные амины. Так, для получения производных 8,9-дигидроксантен-7-онов (I, где A = 0; 1.1) на соединения (IV) действуют водным раствором основания, а для получения солей 7-имино-8,9-дигидроксантена (I, где 1.2) соединения (IV) вводят в реакцию с аминами в среде уксусной кислоты. При необходимости для получения 7-имино-8,9-дигидроксантенов (I, где A = NR; 1.3) на соединения (1.2, где действуют основаниями. При обработке растворов иминов (1.3) в этилацетате либо эфире концентрированными кислотами (HBr, HCl, H2SO4, HNO3) образуются различные соли иминов общей формулы (I, где A = N+HR8X-; 1.4).
.
Соединения (I), а также способ их получения обладают изобретательским уровнем, так как наличие высоких флуоресцентных характеристик у соединений (I), их новизна, а также возможность их получения из солей 7-алкокси-8,9-дигидроксантилия (IV) и нуклеофильных реагентов в столь мягких условиях является неочевидной.
Ранее не было изучено действие нуклеофильных реагентов на соли 7-алкокси-8,9-дигидроксантилия (IV) и не были известны простые и легкодоступные синтоны, позволяющие получать разнообразные красители ряда 8,9-дигидроксантена реакцией солей 8,9-дигидроксантилия с нуклеофильными реагентами.
Известные ранее ксантеновые красители делятся на окси(гидрокси)ксантеновые (Vа) (флуоресцеин, его галоген- и другие производные) и аминоксантеновые (Vб) (родамины). Все препаративные способы их получения основываются на реакциях конденсации м-гидрокси(амино)фенолов и фталевых ангидридов. Недостатком этого способа получения является ограниченная возможность введения различных заместителей в бензольные кольца родаминов, что затрудняет поиск наиболее эффективных соединений этого ряда. Кроме того, низкая устойчивость этих соединений к действию света существенно ограничивает сферу их применения.
Неизвестен способ получения 7-окси- и 7-имино-8,9-дигидроксантена общей формулы (I), проявляющих флуоресцентные свойства, обладающих высокой фотохимической стабильностью, устойчивых в водно-спиртовых растворах и перспективных для использования в качестве флуоресцентных красителей и люминофоров.
Изучен гидролиз перхлората 2,6-диалкил-4-этоксипирилия (IX) с образованием 4-пинона (X) (Salvadori G., Williams A. J. Amer. Chem Soc. 93, 2727, 1971).
.
Гидролиз 8,9-дигидроксантилиевых солей (IV) неизучен.
Известно, что при действии на перхлораты 2,6-диалкил-4-метоксипирилия (XI) пиперидина (XII) в среде уксусной кислоты происходит замещение метоксигруппы с образованием 4-(N-пиперидино)-производного (XIII) (Van Allan J.A. , Reynold G.A., Petropoulos C.C. J. Heterocycl. Chem., 9, 783, 1972).
.
Также известно, что при действии первичных и вторичных аминов (XV) на 2,4-диалкоксипирилиевые соли (XIV) последовательно образуются сначала моно- (XVI) и затем диаминопирилиевые соли (XVII) (Beak P. Tetrahedron Lett., 1963, P. 863).

Действие первичных и вторичных аминов на 8,9-дигидроксантилиевые соли (IV) неизвестно.
Таким образом ранее не было известно действие нуклеофильных реагентов на соли 8,9-дигидроксантилия (IV), приводящие одностадийно и с высоким выходом к производным 8,9-дигидроксантена (I), обладающим высокими флуоресцентными характеристиками.
Ниже приведены примеры получения соединений (I), их константы (R1 - R9, выходы, температуры плавления, элементный анализ и спектральные характеристики) приведены в табл. 1 - 4.
Пример 1. Получение перхлората 2-метокси-7-этокси-9,9-диметил-8,9-дигидроксантилия (IVб).
2,96 г (0,01 моль) перхлората 5,5-диметил-1,3-диэтокси-1- циклогексения (II) и 1,5 г (0,01 моль) п-метоксисалицилового альдегида (III) в 20 мл триэтилортоформиата нагревают до начала кипения (70 - 80oC) и кипятят 5 мин. Охлаждают, выделившиеся кристаллы отфильтровывают, промывают этилацетатом, эфиром и перекристаллизовывают из уксусной кислоты. Выход: 2,7 г (69,5%), Т. пл. 194 - 195oC.
ИК спектр ( ν , см): 1100, 1166, 1220, 1246, 1566, 1633.
Спектр ПМР ( δ , м.д.): 1,50 т (9H), 2,78с(2H), 3,92с(3H), 4,40к(2H), 6,41с(1H), 7,38д(1H), 7,58с(1H), 7,70д(1H), 8,72с(1H)
C18H21ClO7
Найдено, %: C 56,11; H 5,43; Cl 9,30
Вычислено, %: C 56,18; H 5,50; Cl 9,21.
Исходные 1,2,3,4-R4-R7-7-этокси-6-R1-9,9-R2, R3-8,9 дигидроксантилиевые соли (IVа, в-д) получают аналогично соединению (IVб) (пример 1) из соответствующих перхлоратов циклогексения (II) и соответствующих салициловых альдегидов (III). В табл. 5 приведены константы исходных соединений (IVа-д).
Пример 2. Получение 2-метокси-9,9-диметил-8,9-дигидроксантен-7-она (Iб) (1.1).
К водно-ацетоновому раствору (15 мл воды и 15 мл ацетона) 3,84 г (0,01 моль) соединения (IVб) добавляют 5 г ацетата натрия и смесь нагревают при перемешивании на водяной бане, удаляя ацетон. После упаривания ацетона реакционную смесь охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и перекристаллизовывают из пропанола-2. Выход: 2,4 г (94,5 %), Т.пл. 136 - 137oC.
Соединения (Iа, в-д) получены при кратковременном нагревании растворов соединений (IVа, в-д) аналогично соединению (Iб) (пример 1). Константы полученных соединений (Iа-д) приведены в табл. 1. Растворы соединений (1.1) в полярных и неполярных растворителях обладают интенсивной желто-оранжевой флуоресценцией.
Пример 3. Получение гидроперхлората 2-метокси-7-(4- метилфенилимино)-9,9-диметил-8,9-дигидроксантена (Iк) (1.2).
3,84 г (0,01 моль) соединения (IV) и 1,06 г (0,01 моль) п-толуидина в 20 мл уксусной кислоты нагревают до начала кипения и кипятят 10 мин. Охлаждают, оранжевые кристаллы отфильтровывают, промывают этилацетатом (2 раза по 5 мл) и эфиром (2 раза по 5 мл). Перекристаллизовывают из уксусной кислоты. Выход: 3,4 г (76,2 %), Т.пл. 210 - 213oC.
Пример 4. Получение перхлората 2-метокси-7-(N-морфолино)-9,9- диметил-8,9-дигидроксантена (Iр) (1.2).
3,84 г (0,01 моль) соединения (IVб) и 0,9 г (0,01 моль) морфолина в 20 мл уксусной кислоты нагревают до начала кипения, кипятят 5 мин и охлаждают. Выделяют и очищают аналогично соединению (Iк) (пример 3). Оранжевые кристаллы. Выход: 2,5 г (58,5 %), Т.пл. 206 - 207oC.
Пример 5. Получение гидроперхлората 2-метокси-7-(4-карбэтоксифенилимино)-9,9-диметил-8,9-дигидроксантена (Iн) (1.2).
3,84 г (0,01 моль) соединения (IV) и 1,7 г (0,01 моль) этилового эфира п-аминобензойной кислоты нагревают до начала кипения и кипятят 20 мин. Охлаждают, разбавляют равным объемом эфира и светло-коричневые кристаллы отфильтровывают. Промывают этилацетатом и эфиром аналогично примеру 3. Очищают переосаждением из нитрометана (10 мл) эфиром (30 мл). Выход: 2,3 г (46,2 %), Т.пл. 230 - 232oC.
Соединения (Iе-и, л, м, о, п) получены при кратковременном нагревании (5 - 20 мин) эквимолекулярных количеств соединений (IVб) и соответствующих аминов в уксусной кислоте аналогично соединениям (Iк, р, н) (примеры 3 - 5). Константы полученных соединений приведены в табл. 2. Растворы соединений (1.2) в полярных и неполярных растворителях обладают интенсивной оранжево-красной флуоресценцией.
Пример 6. Получение 2-метокси-7-(4-метилфенилимино)-9,9-диметил-8,9-дигидроксантена (Iт) (1.3).
К водно-ацетоновому раствору (15 мл воды и 15 мл ацетона) 4,4 г (0,01 моль) соединения (Iк) (полученного по примеру 3) добавляют 5 г ацетата натрия и смесь нагревают при перемешивании на водяной бане, удаляя ацетон. После упаривания ацетона реакционную смесь охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой (2 раза по 30 мл) и перекристаллизовывают из метанола. Выход: 3,25 г (94,2 %), Т.пл. 153 - 154oC.
Соединения (Iс, у-х) получены при кратковременном (5 - 10 мин) нагревании растворов соединений (Iи, л, п) аналогично соединению (Iт) (пример 6). Константы полученных соединений приведены в табл. 3. Растворы соединений (1.3) в полярных и неполярных растворителях обладают оранжевой флуоресценцией.
Пример 7. Получение гидробромида 2-метокси-7-(4- метилфенилимино)-9,9-диметил-8,9-дигидроксантена (Iш) (1.4)
3,45 г (0,01 моль) соединения (Iт) (получено по примеру 6) растворяют в 20 мл этилацетата и при перемешивании прибавляют 1,5 мл (0,01 моль) концентрированной HBr. Выпавшие красные кристаллы отфильтровывают, промывают этилацетатом (2 раза по 10 мл), эфиром (2 раза по 10 мл) и перекристаллизовывают из уксусной кислоты. Выход: 3,9 г (91,6 %), Т.пл. 208 - 210oC.
Соединения (Iч, э, ю) получены при действии на растворы соединений (Iс, у, ф) в этилацетате либо эфире концентрированными кислотами аналогично соединению (Iш) (пример 7). Константы полученных соединений приведены в табл. 4. Растворы соединений (1.4) в полярных и неполярных растворителях обладают интенсивной красной флуоресценцией.
Все описанные соединения I) растворимы в водном спирте, спирте, хлороформе, нитрометане, ацетонитриле и других растворителях. Данные растворы фотохимически стабильны и обладают интенсивной флуоресценцией в вышеуказанных областях.
Таким образом, соединения (I) являются новыми производными в ряду 8,9-дигидроксантена, которые могут быть получены из доступных веществ предлагаемым способом. Соединения (I) обладают достаточно высокими флуоресцентными характеристиками, достаточными для возможности использования этих соединений в качестве флуоресцентных красителей и люминофоров. Эти соединения обладают достаточно высокой фотохимической стабильностью и могут быть использованы в качестве флуоресцентных красителей для пластмасс и синтетических волокон (поливинилхлорид, поливинилендихлорид, полиакрилонитрил и др.). Растворы предлагаемых люминофоров (соединений (I)) в ацетонитриле могут применяться как активные среды в жидкостных лазерах при различных способах возбуждения. Соединения (I), содержащие аллильный заместитель (R7) в положении C4, способны к фото- и электрополимеризации и сополимеризации, что делает возможным синтез на его основе полимерных люминофоров.
Формула изобретения: 1. Производные 8,9-дигидроксантена общей формулы (I)

где R1 обозначает атом водорода;
R2 обозначает низший алкил;
R3 обозначает низший алкил;
R4 обозначает атом водорода;
R5 обозначает атом водорода, атом галогена, нитрогруппу, низшую алкоксигруппу;
R6 обозначает атом водорода;
R7 обозначает атом водорода, аллил;
А обозначает группу 0, N+R8R9 * X-, где X- = ClO4;
R8 обозначает низший алкил, незамещенный или замещенный гидроксигруппой, толил, бензоил, фенил, замещенный низшей алкоксигруппой или низшей алкоксикарбонильной группой;
R9 обозначает атом водорода, низший алкил или R8 и R9 вместе образуют группу (CH)2O(CH)2, или А обозначает группу NR8, где R8 - незамещенный или замещенный низшей алкоксигруппой или гидроксилом толил, фенил, незамещенный или замещенный галогеном; или А обозначает группу N+HR8 * Br-,
где R8 обозначает незамещенный фенил или замещенный галогеном, низшей алкоксигруппой, толил.
2. Способ получения производных 8,9-дигидроксантена общей формулы (I) по п. 1, отличающийся тем, что соль 5,5-замещенного 1,3-диалкокси-1-замещенного - циклогексения общей формулы (II), где R1, R2, R3 имеют вышеуказанные значения, X- = ClO4, галоген, подвергают взаимодействию с 2-гидроксиаральдегидом общей формулы (III), где R4 - R7 имеют вышеуказанные значения, с последующей обработкой образовавшейся соли 7-алкокси-8, 9-дигидроксантилия общей формулы (IV), где R1 - R7 имеют вышеуказанные значения, а X- = ClO4, либо амином

для получения соединений общей формулы (I), где A = N+HR*8 ClO-4,N+R8R*9 ClO-4, либо водой для получения соединений общей формулы (I), где А = 0, и, в случае необходимости, для получения соединений общей формулы (I), где А = NR8, соединение общей формулы (I), где A = N+HR*8 ClO-4, обрабатывают основанием и, в случае необходимости, для получения соли 7-имино-8,9-дигидроксантена общей формулы (I), где А = N+NR8X- при X-, принимающих различные вышеприведенные значения, раствор соединений общей формулы (I), где A = NR8, обрабатывают кислотой, при этом во всех случаях R1 - R9 имеют вышеуказанные значения.