Способ получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина

Изобретение относится к улучшенному способу получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина, который осуществляют нагреванием 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила 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 мин. Способ позволяет одновременно существенно упростить и удешевить способ получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина и повысить его выход в 2,15 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.

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 окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина (Cuellar Е.А., Marks Т.J. Inorg. Chem. 1981, Vol.20, №11, Р.3768), состоящий в том, что смесь 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила нагревают в растворе натрия в безводном амиловом спирте, продукт фильтруют горячим, промывают этанолом и проводят кислотную деметаллизацию образовавшегося продукта обработкой минеральными кислотами. Затем промывают водой и 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 трудоемкостью и длительностью абсолютирования амилового спирта и растворения в нем металлического натрия, необходимостью использования специальных мер предосторожности при работе с абсолютным амиловым спиртом и металлическим натрием. Выход целевого продукта не превышает ˜38%.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является поиск способа получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина нагреванием 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила 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 окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина нагреванием 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила 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 мин.

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 мин.

Эти отличительные признаки для получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина не известны.

Изобретение позволяет одновременно существенно упростить и удешевить способ получения фталоцианина и повысить выход целевого продукта.

Упрощение способа достигается за счет устранения трудоемких и длительных операций абсолютирования амилового спирта и растворения в нем металлического натрия и устранения безводных сред и реагентов (абсолютный амиловый спирт и металлический натрий), требующих специальных мер предосторожности при работе.

Удешевление способа достигается заменой дорогих рагентов: амилового спирта и металлического натрия на дешевую гидроокись натрия.

Выход целевого продукта повышается до 82%.

Кроме того, способ позволяет резко повысить воспроизводимость результатов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для осуществления изобретения используют следующие вещества: 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрил, полученный из о-ди-н-бутилбензола (Tomao K., Sumitani K., Kumada М.J. Am. Chem. Soc., 1972, Vol.94, Р.4374) последовательным бромированием до 1,2-ди-н-бутил-4,5-ди-бромбензола и заменой галогенов на цианогруппы (Cuellar Е.А., Marks Т.J. Inorg. Chem. 1981, Vol.20, №11, Р.3767-3768), и гидроокись натрия марки "хч" ГОСТ 4328-77.

Пример 1

Для получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина смешивают 1 г (4,2 ммоль) 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила с 1 г сухой гидроокиси натрия, нагревают до температуры 200÷220°С и выдерживают образовавшийся расплав при этой температуре в течение 10÷15 мин. 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 кислотой и снова водой до нейтральной реакции фильтрата, или переосаждением из концентрированной серной, фосфорной или трифторуксусной кислот.

Получают окта-(4,5-н-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 его 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	78
210	10	79
220	15	82
220	15	80

Способ получения окта-(4,5-н-бутил)фталоцианина нагреванием 4,5-ди-(н-бутил)фталонитрила 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.