Способ получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина

Изобретение относится к улучшенному способу получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина нагреванием 4-трет.-бутилфталонитрила с соединением щелочного металла и последующей деметаллизацией образовавшегося продукта, в котором в качестве соединения щелочного металла используют сухую гидроокись натрия, нагрев проводят до температуры 200÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 10÷15 минут. Способ позволяет одновременно существенно упростить и удешевить способ получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина и повысить выход целевого продукта в 1,75 раза. 1 табл.

 

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения тетрапиррольных макрогетероциклов - тетрааренопорфиразинов, т.е. порфиразинов, линейно аннелированных ароматическими или гетероароматическими циклами, содержащими различные заместители, конкретно к способу получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина.

Уровень техники

Тетрапиррольные макрогетероциклические соединения играют важную роль в живой природе и технике, входя в структуру дыхательных пигментов, ферментов, витаминов, катализаторов, сенсоров, полупроводников и т.д.

Получение не содержащего металла тетрааренопорфиразина, как правило, включает в себя темплатный синтез его лабильных металлокомплексов с магнием или его натриевых, калиевых или литиевых солей из ароматического о-динитрила, с последующей их деметаллизацией, и всегда представляет определенные трудности. К их числу относятся нестабильность лигандов в условиях деметаллизации лабильных комплексов и плохая воспроизводимость, а также низкие выходы при получении натриевых, калиевых или литиевых солей.

Известен единственный способ получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина, (Михаленко С.А., Барканова С.В., Лебедев О.Л., Лукьянец Е.А. ЖОХ, 1971, Т.41, вып.12, С.2738), состоящий в том, что смесь 4-трет.-бутилфталонитрила и каталитических количеств молибдата аммония кипятят 5 часов в растворе изоамилата натрия в безводном изоамиловом спирте. Смесь упаривают до 1/5 объема и проводят деметаллизацию образовавшегося продукта путем разбавления в 7,5 раз метанолом и перемешивания в течение нескольких часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают метанолом, высушивают. Для очистки продукт растворяют в хлороформе и хроматографируют на окиси алюминия.

Недостатками этого способа являются сложность, дороговизна используемых реагентов и низкий выход целевого продукта. Сложность обусловлена: многостадийностью - 7 технологических операций с учетом приготовления изоамилата натрия и абсолютирования изоамилового спирта; трудоемкостью таких операций как приготовление изоамилата натрия, абсолютирование изоамилового спирта, упаривание реакционной смеси; длительностью абсолютирования спирта и упаривания реакционной смеси; использованием специальных предосторожностей при работе с безводными средами и реагентами (абсолютный изоамиловый спирт и металлический натрий). Выход целевого продукта составляет 56%.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина нагреванием 4-трет.-бутилфталонитрила с соединением щелочного металла и последующей деметаллизацией образовавшегося продукта, который отличался бы одновременно простотой, использованием дешевых реагентов и более высоким выходом целевого продукта.

Поставленная задача решена способом получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина нагреванием 4-трет.-бутилфталонитрила с соединением щелочного металла и последующей деметаллизацией образовавшегося продукта, в котором в качестве соединения щелочного металла используют сухую гидроокись натрия, нагрев проводят до температуры 200÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 10÷15 минут.

Отличительными признаками способа являются использование в качестве соединения щелочного металла сухой гидроокиси натрия, нагрев до температуры 200÷220°С и выдерживание образовавшегося расплава перед деметаллизацией при этой температуре в течение 10÷15 минут.

Эти отличительные признаки для получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина не известны.

Изобретение позволяет одновременно существенно упростить и удешевить способ получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина и повысить выход целевого продукта.

Упрощение способа достигается за счет: уменьшения числа технологических операций с 7 до 6; устранения таких трудоемких и наиболее длительных операций, как абсолютирование изоамилового спирта и упаривание реакционной смеси; устранения безводных сред и реагентов (абсолютный изоамиловый спирт и металлический натрий), требующих использования специальных предосторожностей при работе.

Удешевление способа достигается заменой дорогих реагентов: изоамилового спирта, натрия и метанола на дешевую гидроокись натрия.

Выход целевого продукта повышается до 98%.

Кроме того, способ позволяет резко повысить воспроизводимость результатов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для осуществления изобретения используют следующие вещества: 4-трет.-бутилфталонитрил, полученный по способу (Михаленко С.А., Барканова С.В., Лебедев О.Л., Лукьянец Е.А. ЖОХ, 1971, Т.41, вып.12, С.2738), и гидроокись натрия марки "хч" ГОСТ 4328-77.

Для получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина смешивают 1 г (5,5 ммоль) 4-трет.-бутилфталонитрила с 1 г сухой гидроокиси натрия, нагревают до температуры 200÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 10÷15 минут. Затем реакционную смесь охлаждают, размывают дистиллированной водой и осадок отфильтровывают. Образовавшийся продукт подвергают деметаллизации, например, путем последовательной промывки на фильтре дистиллированной водой до нейтральной реакции фильтрата, затем медленно 50 мл 10÷35%-ной соляной кислоты и снова водой до нейтральной реакции фильтрата, или переосаждением из концентрированной серной, фосфорной или трифторуксусной кислот, или продолжительной промывкой метанолом.

Получили тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианин в виде ярко-синего мелкокристаллического вещества.

Целевой продукт может быть очищен известными способами, например хроматографией на силикагеле 0,040÷0,063 мм фирмы "Merk".

Продукт идентифицировали по элементному составу и электронному спектру поглощения раствора в бензоле.

Выход целевого продукта при осуществлении способа с использованием различных температур и времени выдержки приведен в таблице.

Таблица Выход целевого продукта
Температура выдержки, °С	Время выдержки, мин	Выход продукта, %
200	10	96
210	10	96
220	15	96
220	15	98

Способ получения тетра-(4-трет.-бутил)-фталоцианина нагреванием 4-трет.-бутилфталонитрила с соединением щелочного металла и последующей деметаллизацией образовавшегося продукта, отличающийся тем, что в качестве соединения щелочного металла используют сухую гидроокись натрия, нагрев проводят до температуры 200÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 10÷15 мин.