высокомеченный тритием диметоморфолин и способ его получения

Формула изобретения

1. Высокомеченный тритием диметоморфолин формулы I:



2. Способ получения высокомеченного тритием диметоморфолина формулы I, отличающийся тем, что на диметоформолин в течение 10 - 15 мин воздействуют газообразным тритием в присутствии треххлористого родия при температуре 120 - 190^oС, давлении 400 - 450 гПа и соотношении диметоморфолина и треххлористого родия, равном (1 - 4) : 1.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в реакционную смесь дополнительно вводят гетерогенный палладиевый катализатор в количестве до 25 мг на 1 мг треххлористого родия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к органической химии и может найти применение в биохимии и медицине.

Известен диметоморфолин или морфолин 2-n-хлорфенил-2-веротрилакрилат формулы:



(The Merc Index an encyclopedia of chemicals, drugs and biologicals. Eleventtn Edition and 12th. 1989-1996. N.J. USA)

Данное производное морфолина обладает физиологической активностью.

При биологических и медикобиологических исследованиях биологически активные соединения широко используются в виде меченых соединений. Однако высокомеченный тритием диметиломорфолин не описан.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является получение нового высокомеченного физиологически активного соединения и рекомендация условий для его получения.

Данная задача решается за счет того, что синтезирован высокомеченный тритием диметоморфолин.

Указанная задача решается также за счет того, что в способе получения высокомеченного тритием диметоморфолина отличительной особенностью является то, что на диметоморфолин в течение 10-15 мин воздействуют газообразным тритием в присутствии треххлористого родия при температуре 120-190^o, давлении 400-450 гПа и соотношении диметоморфолина и треххлористого родия, равном (1-4):1.

Допускается дополнительное введение в реакционную смесь гетерогенного палладиевого катализатора.

Для получения тритиймеченных ненасыщенных соединений обычно используют приемы жидкофазного введения метки или изотопный обмен с тритиевой водой.

Описанные до настоящего времени попытки получить высокомеченные тритием ненасыщенные органические соединения путем твердофазного изотопного обмена были безуспешными и завершались полным гидрированием двойных связей.

Собственные исследования показали, что приемами жидкофазного введения метки или изотопным обменом с тритиевой водой невозможно получить меченный тритием диметоморфолин с молярной радиоактивностью выше 0,1 Ки/ммоль. На уровне 0,05-0,2 Ки/ммоль была молярная радиоактивность меченного тритием диметоморфолина и при попытке его получения путем твердофазного изотопного обмена в условиях, позволяющих сохранять C=C связь. А такая низкая молярная радиоактивность недостаточна для приведения большинства биологических и медико-биологических экспериментов.

В настоящем изобретении впервые удалось использовать приемы твердофазного изотопного обмена для успешного введения метки в ненасыщенное соединение, что является уникальным явлением.

По-видимому, при проведении реакции в заявленных условиях на первой стадии образуется родиевый комплекс, когда атом родия встраивается между ароматическими кольцами молекулы диметоморфолина.

Во второй стадии происходит восстановление родия при повышенной температуре (в присутствии газообразного трития), что способствует увеличению подвижности протонов в ароматическом кольце за счет смещения электронов бензольных колец к атому родия. На третьей стадии под воздействием активных частиц трития происходит интенсивный изотопный обмен родия на тритий в ароматическом кольце (молярная радиоактивность - 5,2 Ки/ммоль). По-видимому, роль образующегося родиевого комплекса заключается не только в повышении степени изотопного обмена, но дополнительно экранирует двойную связь, защищая препарат от разрушения.

В пользу этой схемы свидетельствуют следующие экспериментальные данные. Включение метки, хотя и с меньшей эффективностью из-за стерических факторов, происходит и при использовании в качестве катализатора тристрифенилфосфинродий хлорида. Молярная активность получаемого при этом меченного тритием диметоморфолина достигает 0,7 Ки/ммоль.

Дополнительное введение в реакционную смесь гетерогенных палладиевых катализаторов (5% Pd/BaSO₄ или 5% Pd/CaCO₃), которые способствуют более активному восстановлению RhCl₃, повышает степень изотопного обмена (молярная радиоактивность целевого продукта в случае использования 5% Pd/BaSO₄ - 5,8 Ки/ммоль, в случае использования 5% Pd/CaCO₃ - 6,4 Ки/ммоль. Более высокая молярная радиоактивность в случае использования 5% Pd/CaCO₃, по-видимому, объясняется тем, что CaCO₃ нейтрализует хлористый водород, выделяющийся при восстановлении треххлористого родия. При отсутствии в реакционной смеси треххлористого родия на гетерогенных палладиевых катализаторах (например, 5% Pd/BaSO₄ или 5% Pd/CaCO₃), происходит полное восстановление двойной связи диметоморфолина.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Аналитическую хроматографию проводили на колонке Separon 7 мкм, C₁₈, 4х150 мм, v - 0,8 мл/мин: в системе 70%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой время удерживания - 4,96 мин; в системе 65%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой время удерживания - 7,88 мин; в системе 60%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой, время удерживания - 10,63 мин. Препаративную хроматографию проводили на колонках Separon SGX, C₁₈, 10х250 мм, v - 2,0 мл/мин; в системе 65%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой время удерживания - 18,58 мин; Silasorb 13 мкм, 10х250 мм, v - 2,0 мл/мин; в системе 65%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой, время удерживания - 25,37 мин; в системе 70%-ного водного метанола с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой время удерживания - 17,61 мин.

Пример 1. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (1,4 мг) в 180 мкл метанола, прибавляли 35 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упаривали. Затем в ампулу вносили 7 мг 5% Pd/BaSO₄, 0,1 мл метанола и взвесь катализатора с метанольным раствором родиевого комплекса тщательно упаривали.

Соотношение исходящего диметоморфина и треххлористого родия составило 2: 1. На 1 мг треххлористого родия было взято 5 мг гетерогенного родия палладиевого катализатора. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 400 гПа и реакцию вели при 120^oC в течение 15 мин. Избыточный тритий удаляли вакуумированием, содержимое ампулы растворяли в 2 мл метанола, катализатор отфильтровывали, лабильный тритий удаляли упариванием с метанолом (3х2 мл). Искомый продукт выделяли хроматографическими методами. Выход меченого метоморфолина составил 34%, молярная радиоактивность - 0,4 Ки/ммоль.

Пример 2. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (1,5 мг) в 200 мкл метанола, прибавляли 75 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упаривали. Затем в ампулу вносили 15 мг 5% Pd/BaSO₄, 0,2 мл метанола и взвесь катализатора с метанольным раствором родиевого комплекса тщательно упаривали. Соотношение исходного диметоморфина и треххлористого родия составило 1:1. На 1 мг треххлористого родия взято 10 мг гетерогенного палладиевого катализатора. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 400 гПа и реакцию вели при 160^oC в течение 15 мин. Далее обработку вели как описано в примере 1. Выход меченого диметоморфолина составил 24%, молярная радиоактивность - 5,6 Ки/ммоль.

Пример 3. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (1,5 мг) в 200 мкл метанола, прибавляли 75 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упаривали. Соотношение исходного диметоморфолина и треххлористого родия составило 1:1. Гетерогенный палладиевый катализатор в реакционную смесь не вводили. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 450 гПа и реакцию вели при 160^oC в течение 15 мин. Далее обработку вели как описано в примере 1. Выход меченого диметоморфолина составил 38%, молярная радиоактивность - 5,2 Ки/ммоль.

Пример 4. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (1,4 мг) в 200 мкл метанола, прибавили 70 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упарили. Затем в ампулу внесли 14 мг 5% Pd/CaCO₃, 0,2 мл метанола и взвесь катализатора с метанольным раствором родиевого комплекса тщательно упарили. Соотношение исходного диметоморфолина и треххлористого родия составило 1: 1. На 1 мг треххлористого родия взято в реакцию 10 мг гетерогенного палладиевого катализатора. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 450 гПа и реакцию вели при 160^oC в течение 15 мин. Далее вели обработку как описано в примере 1. Выход меченого диметоморфолина составил 36%, молярная радиоактивность - 6,4 Ки/ммоль.

Пример 5. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (3,0 мг) в 250 мкл метанола, прибавляли 100 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упаривали. Затем в ампулу вносили 30 мг 5% Pd/CaCO₃, 0,2 мл метанола и взвесь катализатора с метанольным раствором родиевого комплекса тщательно упаривали. Соотношение исходного диметоморфолина и треххлористого родия составило 1,5: 1. На 1 мг треххлористого родия взято в реакцию 10 мг гетерогенного палладиевого катализатора. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 400 гПа и реакцию вели при 180^oC в течение 10 мин. Далее вели обработку как описано в примере 1. Выход меченого диметоморфолина составил 12%, молярная радиоактивность - 6,6 Ки/ммоль.

Пример 6. В реакционную ампулу помещали раствор диметоморфолина (5,0 мг) в 500 мкл метанола, прибавляли 100 мкл водного раствора RhCl₃ (20 мг/мл) и тщательно упаривали. Затем в ампулу вносили 50 мг 5% Pd/CaCO₃, 0,5 мл метанола и взвесь катализатора с метанольным раствором родиевого комплекса тщательно упаривали.

Соотношение исходного диметоморфолина и треххлористого родия составило 4: 1. На 1 мг треххлористого родия взято в реакцию 24 мг гетерогенного палладиевого катализатора. Ампулу вакуумировали, напускали газообразный тритий до давления 400 гПа и реакцию вели при 190^oC в течение 10 мин. Далее вели обработку как описано в примере 1. Выход меченого диметоморфолина составил 4%, молярная радиоактивность - 6,8 Ки/ммоль.

Пример 7. Провели реакцию изотопного обмена в заявленных условиях, но в отсутствие RhCl₃ (см. таблицу 1).

Молярная радиоактивность целевого продукта низкая.

Пример 8. Провели сравнительный эксперимент по замене треххлористого родия трис-трифенилофосфинродийхлоридом без использования гетерогенного палладиевого катализатора. Выход меченого продукта - 41%. Молярная радиоактивность - 0,7 Ки/ммоль.

Пример 9. Использовали известные приемы введения метки (изотопный обмен с тритиевой водой и жидкофазный изотопный обмен) в диметоморфолин. Результаты представлены в таблицах 2 и 3 и свидетельствуют о низкой молярной радиоактивности целевого продукта.

Таким образом, способом согласно изобретению решена задача получения нового высокомеченного тритием физиологически активного соединения - диметоморфолина.