8-метокси-5-хинолинсульфохлорид как аналитический флуорогенный реагент для хроматографического определения аминов,аминокислот,пептидов и способ его получения

 

1. 8-Метокси-5-хинолинсульфохлоС1 РИД формулы как аналитический флуорогенный реагент для хроматрграфического определения аминов, аминокислот, пептидов. 2. Способ получения соединения SOaCl формулы . , о т л и N тем, что 8-метоксичающий хинолин подвергают взаимодействию с (Л хлорсульфоновой кислотой при 0-15 С и мольном соотношении хлорсульфоновая кислота:5-метоксихинолин, равном 10:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) цШ С 07 Р 215/36 G N 21/76;

С 01 N 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, >

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ отлиформулы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3404186/23-04 (22) 01.03.82 (46) 23.02.84. Бюл.9 7 (72) А.И.Точилкин, Г.A.Äàâûäoâà, И.Н.Грачева, И.P.Êîâåëüìàí и С.И.Ки ° риллова (71) Институт биологической и медицинской химии AMH СССР (53) 547.831(088.8) (56) 1. Ghosh T.N. and A.C.Roy, Quinoline derivatives IX, I.Indian

Chem.Soc,, 1945, 22, 39-40.

2, Uarga I,М., Richards F.F, Quantitative aminoacid composition

at the picomole level using fluores.cence scanning, Anal. Bioch.,1973, 53, 397-406 ° (54) 8-МЕТОКСИ-5-ХИНОЛИНСУЛЬФОХЛОРИД

КАК АНАЛИТИЧЕСКИИ ФЛУОРОГЕННЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМИНОВ, АМИНОКИСЛОТ, ПЕПТИДОВ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. (57) 1. 8-Метокси-5-хинолинсульфохлорид формулы

Г

СН,0 как аналитический флуорогенный реагент для хроматографического опредепения аминов, аминокислот, пептидов.

2. Способ получения соединения

SOzC1 ч а ю шийся тем, что 8-метокси-(9

Щ

Я хинолин подвергают взаимодействию с хлорсульфоновой кислотой при 0-15 С о и мольном соотношении хлорсульфоновая кислота:5-метоксихинолин, равном

10: 1.

Изобретение относится к новым ngQизводным хинолина, а именно к 8-метокси-5-хинолинсульфохлориду Формулы оф1 (1)

СЦ и к новому способу его получения.

8-Иетокси-5 -хинолинсульфохлорид ; 1Î является Флуорогеиным веществом и может быть использован в органическом анализе, например нри хроматографическом разделении, как реагент для получения соединений, обладающих Флу-15 оресцентными свойствами, например, сульфонамидных производйых аминов, аминокислот, пептидов и т.п.

8-Метокси-5-хинолинсульфохлорид и способы его получения в научной и па-20 тентйой литературе не описаны.

Известен способ получения 8-зтокси-5-хинолинсульфохлорид, который заключается во взаимодействии 8-этоксихинолина с хлорсульфоновой кислотой при 65-70 С и мольном соотношении хлорсульфоновая кислота:8-зтоксихинолин, равном 6,5:1 (1) .

Целевой продукт получается с невысоким выходом.

Известен также 5-диметиламино-1- 30 нафталинсульфохлорид (дансилхлорид), широко используемый для получения флуоресцентных производных в химии аминокислот, пептидов, белков f2) .

Однако дансильные производные ами"35 нов, аминокислот и пептидов неустойчивы на пластинках с силикагелем и в кислой среде полностью теряют флуоресценцию даже при высоких концентрациях . 40

Преимуществами 8-метокси-5-хинолинсульфохлорида, по сравнению с дансилхлоридом, являются устойчивость к свету получаемых из него производных, а также отсутствие гашения флуоресценции кислотами, что может быть полезно при хроматографическом анализе.

Цель изобретения — новый способ получения флуорогенных веществ, обладающих повышенной устойчивостью к свету и способных сохранять флуоресценцию в кислых средах.

Поставленная цель достигается предлагаемым новым соединением формулы

ez,о

60 обладающим Флуорогенными свойствами, а также новым способом его получения, заключающимся во взаимодействии хлорсульфоновой кислоты с 8-метоксихинолином при О-15 C и мольном соотношении хлорсульфоновая кислота: 8-метоксихинолин, равном 10:1.

Проведение реакции при температуре

0-15ОС и мольном соотношении 10:1 позволяет получить целевой продукт с высоким выходом. Повышение температуры и уменьшение мольного соотношения ведет к снижению выхода целевого продукта.

Пример 1, 8-Метокси-5-хинолинсульфохлорид (1). К 23,3 r (0,2 моль) хлорсульфоновой кислоты при (-5)-5 С в течение 15 мин добавляют 3„2 г (0,02 моль) 8-метоксихинолина. Смесь перемешивают 1 ч при

0-15 С, осторожно выливают в смесь

О

120 г,измельченного льда и 65 г

NaHC0, осадок отделяют, еще влажным экстрагируют этилацетатом, этилацетатный раствор быстро сушат безводным углекислым натрием и упаривают в вакууме. Выход сульйохлорида 14,12 г (80%),т.пл.121-122 С (из смеси гексанбензол 1:1)..

Найдено, Ъ : С 47,80, Н 3,,18, .S 12,74,N 5,57, С„НВС1ИОЗ В

Вычислено,Ъ: С 47,42; Н 3,01, $ 12,61, N 5 50.

П р И м е р 2. 8-Метокси-5-хинолинсульфохлорид (1). К 11,7 r (0,1 моль) хлорсульфоновой кислоты при (-5) -5 С в течение 15 мин добавляют 3,2 г (0,02 моль) 8-метоксихинолина. Смесь перемешивают 1 ч при

0-15 С, обрабатывают, как описано в примере 1, и получают 1,23 r (24%) сульфохлорида (1) .

Пример 3. 8-Метокси-5-хинолинсульфохлорид (I). К 15,2 г (0,13 моль) хлорсульфочовой кислоты ,при 8-12 С за 10 мин добавляют 3,2 r

О (0,02 моль) 8-метоксихинолина. Смесь нагревают при 65-70 Ñ в течение 3 ч охлаждают, обрабатываю, как описано в примере 1, и получают 3,4 r (66%) сульфохлорида (1).

II р и м е р 4. 8-Метокси-5 -хиносульфохлорид (1). К 15,2 r (0,13 моль) хлорсульфоновой кислоты ,о при (-5) -5 С в течение 15 мин добавляют 3,2 r (0,02 моль) 8-метоксихиыолина. Смесь перемешивают 1 ч при 0-15 С, осторожно выливают в о смесь 120 г измельченного льда и 65 r NaHCO, осадок отделяют, зкстрагируют этилацетатом, органический слой быстро сушат безводной содой, упаривают в вакууме. Выход 1,22 г

:(23%), т.пл.121-122 С (из смеси гексан-бензол 1:1).

Пример 5. 8-Метокси-5-хинолинсульфонамид (П а). К раствору

260 мг (1 ммоль) 8-метокси-5-хинолинсульфохлорида в 1 мл метанола добав-. ляют 3 мл ?5%-ного водного раствора

NH4OH, через 2 ч при 20 С отделяют

150 мг (63%) производного П а. Спектр

1074869 флуоресценции (c=10"» М): в метаноле" g320 нм,% gcn 385 нм, в 0,5 н.

Н 80 » . % <> ь 380 нм, A qn 480 нм.

Пример б. 8-Метокси-N-метил4-хинолинсульфонамид (И б). К раствору 50 мг (0,2 ммоль) 8-метокси-5хинолинсульфохлорида в 0,5 мл метанола дрбавляют 1 мл 20%-ного раство.ра метиламинав метаноле. Через 15 мин отделяют производное Ild . Выход

56 мг (94%). 10

Пример 7. 8-Метокси-N,N-диметиламино-5-хинолинсульфонамид (Ив).

К раствору 260 мг (1 ммоль) сульфохлорида (1) в метаноле добавляют 2 мл

20%-ного раствора диметиламина в ме- 15 таноле, Через 15 мин отделяют производное Ив . Выход 190 мг (72%).

Пример 8. 8-Метоксн-н-пир.ролидино-5-хинолинсульфонамид (И г).

К раствору 285 мг (4 ммоль) пирролидина в 2 мл метанола добавляют

130 мг (0,5 ммоль) сульфохлорида (Х), через 15 мин отделяют осадок, промывают его метанолом, водой, метанолом и эфиром и получают 110 мг (75%) про-25 ! иэводного il r.

Пример 9. N N-Гексаметиленбис(8-метокси-5-хинолинсульфонамид) (Ид). К раствору 29 мг (0,25 ммоль) гексаметилендиамина в 2 мл хлороформа добавляют 130 мг (0,5 ммоль) суль- З0 фохлорида (Т) в 5 мп хлороформа, чеэе 24 ч при 20 С отделяют 25 мг (18%) производного Ид.

Пример 10. 8-Метокси-N-фенил-5-хинолинсульфонамид (Ilh), 8-мет-35 окси-1-бензил-5-хинолинсульфонамид (Иж), 8-метокси-N-(2-фенилзтил)-5хинолин-сульфонамид (Ид). К 1 ммоль соответствующего амина в 1 мл метанола добавляют 130 мг (0,5 ммоль) суль-40 фохлорида (1), смесь выдерживают

15 мин при 20 С, в случае соединения 0

Ие и 2 дня в случае соединений Пж и

Из. Производное Ие отделяют из раствора, производные Иж и Иэ после кон-45 центрирования раствора. Выход 80,36 и 82% соответственно.

Пример 11. 8-Метокси-N-(5 метокситриптаминил)-5-хинолинсульфонамид. (Ии). К раствору 113 мг (0,5 ммоль) гидрохлорида 5-метокситриптамина в смеси 3 мл 4%-ного раствора МаНСО» добавляют 130 мг (0,5 ммоль) сульфохлорида (1) в 1 мл метанола. Смесь выдерживают 2 дня при 20ОС, отделяют осадок, промывают его водой, метанолом и получают

50 мг (7?%) производного 11и, Пример 12. 8-Метокси-5-хинолинсульфонильные производные аминокислот(1ца-о, табл.5). Раствор 60 (1,5 ммоль аминокислоты в 1 мл 4%-ного раствора НаНСО обрабатывают раствором 190 мг (0,5 смоль) сульфохлорида 1 в 2,5 мл ацетона. Смесь выдерживают 24 ч при 20 С, обрабатыва- 65 ют ее 1 н. соляной кислотой до рН

6-7, отделяют соответствующие производные (IIla-о выходы, табл.5).

Пример 13. 8-Метокси-5-хинолинсульфонамидные производные пептидов (IIIn-с, табл.5). К раствору 0,5 ммоль дипептида в 1:m 4%-ного раствора иаНСО9 добавляют 130 мг ,(0,5 ммоль) сульфохлорида (I) в

2,5 мл ацетона. Смесь выдерживают

24 ч при 200С, обрабатывают ее 1 н. соляной кислотой до рН 6-7 и отделяют соответствуюцие пептидные производныеIIIc (выходы табл.5).

Пример 14. Гидролиэ 8-метокси-5-хинолинсульфонильных производных Ша-с.. Нагревают в запаянной ампуле в течение 24 ч при 105110 С (раствор 2-5 мг производного

П?à-с в 0,5 мл б н. соляной Кислоты. Смесь нейтрализуют 4%-ным раствором NaHC0> и хроматографией в системе A обнаруживают неизменные пятна соответствующих производных IIIa-o.

Пример 15. Гидролиз 8-метокси-5-хинолинсульфонильных производных Ып-с. В запаянной ампуле нагревают при 115-120 С в течение 64 ч смесь 10 мг QI n-с и 0,5 мл б н. соляной кислоты. Нейтрализуют 4%-ным раствором NaHCO и хроматографией в системе A обнаруживают соответствуюцие 8-метокси-S-хинолинсульфонильные производные N-концевыХ аминокислот, в системе Б — свободные аминокислоты, отвечающие С-концевому остатку исходного пептида.

Флуоресцентные характеристики

8-метокси-5-хинолинсульфонамидных производных и соответствуюцих им дансильных производных проиллюстрированы на примерах соединений Пб,IIIa, IIIn (8-метокси-5-хинолинсульфомидные производные, табл.4 и 5) и 5диметиламино-8-нафталинсульфонамида (lV) N-(5-диметиламино-1- нафталинl сульфонил) глицина (Ч), N-(5-диметиламино-1-нафталинсульфонил)глицилглицина (VI) (дансильные производные) (табл.1-3).

Хроматография, При помощи микро- . шприца на хроматографическую пластинку с Silufol наносили по 1 мкл исследуемых соединений в метаноле.

Хроматографирование проводили в системах: н-бутанол-уксусная кислотавода (4:1:5)(Б), хлороформ-ацетон (4:1)(A), дихлорэтан-спирт (1:1).

Сканирование. Хроматограмму после проявления подсушивали на воздухе и помецали на столик спектрофотометра Scan-201,1аусе Lieble, (Англия) .При полностью открытой диафрагме устанавливали сканируемое пятно под щель и пятно сканировали в направлении, свободном от соседних пятен.

Флуоресценцию возбуждали при 340 нм и регистрировали при 430 нм. Вели1074869 чину флуоресценции оценивали измерением площади под интегральными кривыми, которые пропорциональны содержанию вещества в пятне, рассчитывали по уравнению,S h. a>g,rpe h- высота кривой, ah)2 - ширина кривой на полувысоте. Проводили б параллельных измерений и брали среднее арифметическое значение.

В табл. 1 дано определение пределов обнаружения сульфонамидных про- 10 иэводных 11б, Жа,В1 в и соответствующих им дансильных производных й, V,VE ..

Определение светочувствительности сульфонамидных производных йб,lDa, Iv v . vz ° 15

После хроматографирования пятна исследуемых производных сканировали, затем облучали УФ-светом в течение

15 мин, после чего вновь регистрировали сигнал флуоренценции. 2О

Определение флуоресценции произво-, дили для Па, Ща, UI и, IV,V VI в кислой среде.

После хроматографии сканировали пятна исследуемых производных, затем хроматограмму помещали в камеру с

Содержание вещества в пятне, ммоль

Сигнал флуоресценции отн.ед

Пб I V 11!а IlE ï

1 ° 10 )

10 Io

1.10

2500

171

1562

116

3052

183

302

410

60

Та блица 3

Таблица 2.

Соединение

45 (содержа""е вещества в пятн До обработ- После обра1 ° 10 ммоля) ки НСХ ботки НС1 Соединение (содержан е в пятне 1 1б ммоль) 50 Пб

245

188

1425

1562

Пб

171

480

302

Ща

55 895

3052

П1 а

116

410

492

1780 60 V1

111 п

2500

VI

Сигнал флуоренпенции, отн.ед.

До облуче- После облуния . чения парами HCP и через 15 мин вновь измеряли сигнал флуоресценции.

Таким образом, пределы обнаружения производных соединения формулы

1 в 10 раз выше пределов обнаружения соответствующих дансильных производных.

В кислых средах (например, при обработке хроматограмм кислотами) флуоресценция сульфонамидных производных Иа-к,П1а-с увеличивается на

17-37%, в отличие от соответствующих дансильных производных, которые в кислой среде полностью теряют флуоресценцию даже при высоких концентрациях. Дансильные производные аминов, аминокислот и пептидов неустойчивы на пластинках с силикагелем, в отличие от них полученные сульфонамидные производные lla-к, IIIa-с обладают высокой светопрочностью, при облучении УФ-светом в течение 15 мин зти соединения практически не теряют флуоресценции. Аналогичные дансильные производные в этих условиях полностью утрачивают флуоресценцию.

Т а б л и ц а 1

Сигнал флуоресценции, отн.ед.

1074869

Вычислено, И (6

Ф

Шифр

Т.пл. С о

Брутто-формул

Найдено, %

ыход, N Я

11,8 13,3

10 !3 2 3 а ИН

11,1 12,8 с и N 0 Я

И !22 3 б янсн3 в и(сн ) 10,6 12,0

12 14 2 3 ! 1!

4 16 2 3 NMg Q<

9,4 10,9

10,2 11,3 д NH(cH ) ННЯо

С1бн3!!! 14 об ЯУ

8,0 11,3

9,4 11 0

8,0 9,6

NHC6 Н ж ННСН2061! в N< (C H 2 ) g Гб 1; g

1 .пл., С Выход 3

Шифр

Найдено, Ъ Брутто-формула

N S

9,5 10,4 с н н20 Я

12 И 2

8, 9 11, 0 с!бн!Зн2058

8 0 9 3 С Н N20 Я

8,0 9,2 с1бн2 Н2Ъ Я

1б 20 2 5Я а Н б СН в (сн ) сн

r (сн ) снсн

7,8

Д СН2СООН е СН2 СН СООН

9, 2 С!4Н!3!! 20 Я

7,6 7,8 С Н N О Я

15 15 2 ?

9,4 10,8 C H N 06F2

24 б

S0P K Н1 )4 К,

0®<3

1 8, 0 8, 3 . с, н !1N 0 б =

Н2 М С С Н2 С Н2

1!

МН

8,5 10,0 С Н 1! 0 Я

7,7 8, б с н!2Н2 0 Я

1 17 2 5

7,9 8,0 С9Н!8И20б Я

H CH H

K СН2C6H л CHZ Сб 840Н

8, 2 9,6 с1 н„,н,о Я и ®Щ} 100 80

0QH

М! б И 2 "3 !

7 "2 3 !

3 !

ВН!7"-2 03 Я

1! 2 3 4

Т а б л и ц а 4

11,8 13,5 216-218 63

11,2 12,7 108-110 94

10,5 12,0 170 72

9,6 11,0 194-196 15

10,0 11,5 260 18

8,9 10,2 252-253 80

9,6 11,0 134-136 36

8,2 9,4 132-134 82

10,2 7,8 177-176 72

Таблица5

9,5 10,8 )260 60

9,1 10,3 260 72

8,3 9,5 )260 52

8,0 9,1 >260 62

8,0 9,1 )260 58

8,0 9,6 )260 62

9,9 11,2 260 56

18,4 8,4 )260

8,6 9,8 194-196 52

7,3 8,3 )169-170 80

7,3 8,4 229-230 39

8,3 9,5 210-212 93

1074869

Продолжение табл. 5

Т.пл, С о

1---н иФР

Выход.Вычислено,%

Брутто-Формула

Найдено, %

6 8

N я

9,9 7,5 186-188 100

9,7 7,4 с„н „н 0 8

14,9 8,5 184-185 61

14, 3 8, 2 C@H(6N 05 S

Ю .

Н

%+ M

Производные пептидов п сн соннсн соон 11,5

Р СН CHCONHCH СН С00Н о СН СОННСН(СН )СООН 12,0

9 к 6 с15н 6Б 06 н

Составитель Н.Подхалюзина

Редактор Г.Волкова Техред М,Гергель Корректор C,Ы!екмар

Заказ 452/23 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

013 2

9 4 с 4 Н 4 Й 06 н

8,1

11,9 9,1 260 67

11,0 8,4 114-.116 65

12,5 9,5 183(разл) 58