Мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринат цинка

Изобретение относится к новому соединению - мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринату цинка, который может быть использован в качестве жирорастворимого красителя зеленого цвета для крашения парафинов и полиэтилена в массе, материала для тонкопленочной микроэлектроники, а также в других областях науки и техники. 2 ил.

 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно, к новому соединению - мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринату цинка, который может быть использован в качестве жирорастворимого красителя зеленого цвета для крашения парафинов и полиэтилена в массе, материала для тонкопленочной микроэлектроники, а также в других областях науки и техники.

Уровень техники

Известен тетрабензопорфиринат цинка, являющийся структурным аналогом [Linstead R.P., Noble E.G. // J. Am. Chem. Soc. 1937. Part. II. P.933].

Однако он не может быть использован в качестве жирорастворимого красителя, так как плохо растворим в полярных органических растворителях и нерастворим в неполярных.

Наиболее близкими структурными аналогами заявляемого соединения являются цинковые комплексы мезо-тетраалкилтетрабензопорфиринов [В.Н.Копраненков, С.Н.Дашкевич, В.К.Шевцов, Е.А.Лукъянец. // ХГС. 1984. №1. С.61].

Однако эти соединения при использовании их в качестве жирорастворимых красителей не позволяют получить насыщенный зеленый цвет из-за плохой растворимости в неполярных органических растворителях.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске нового соединения, являющегося производным тетрабензопорфирината цинка, которое обладало бы повышенной растворимостью в неполярных органических растворителях, что дало бы возможность использовать его в качестве жирорастворимого красителя.

Поставленная задача решена мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринатом цинка формулы

Структура этого соединения доказана данными элементного анализа, электронной, колебательной и ЯМР ¹Н спектроскопии.

Так, в электронном спектре поглощения заявляемого мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка (фиг.1) имеются в видимой области две основных полосы поглощения в области 427 нм и 627 нм. В ИК-спектре мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка (фиг.2) имеется поглощение в области 3060 см^-1, соответствующее колебаниям связей С-Н в бензольных кольцах изоиндольных фрагментов, интенсивные полосы при 2923 и 2851 см^-1 характеризуют колебания связей С-Н в алкильных заместителях, колебаниям связей C-N соответствуют полоса при 1464 см^-1. В спектре ЯМР ¹Н мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка, измеренном в CDCl₃, отмечен резонанс двух мезо-протонов в виде синглета при 10.16 м.д., сигналы шестнадцати протонов изоиндольных фрагментов отмечены в виде мультиплета в области 7.77-7.41 м.д., триплет при 2.75 м.д. соответствует резонансу четырех протонов двух альфа-метиленовых групп алкильных заместителей, синглет при 1.33 м.д. характеризует резонанс 56 протонов остальных 28 метиленовых групп алкильных заместителей и триплет при 0.85 м.д. соответствует резонансу шести протонов концевых метальных групп алкильных заместителей.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Для реализации способа используются следующие вещества:

фталимид - ТУ 6-09-3635-75;

кислота стеариновая - ГОСТ 9419-78

ацетат цинка дигидрат - ГОСТ 5823-78

оксид цинка - ГОСТ 10262-73.

Способ реализуют в две стадии.

Стадия 1. Взаимодействие фталимида со стеариновой кислотой в присутствии оксида цинка по схеме

Смесь 1.47 г (0.01 моль) фталимида, 2.84 г (0.01 моль) стеариновой кислоты и 0.5 г оксида цинка нагревают при температуре 320°С в токе аргона в течение 1 ч, затем реакционную массу охлаждают, избыток карбоновой кислоты удаляют последовательной промывкой реакционной массы 10%-ным раствором гидроксида калия и водой. Остаток растворяют в 30 мл хлороформа и обрабатывают 20 мл 20%-ного раствора соляной кислоты. Органическую фазу отделяют, растворитель удаляют, остаток растворяют в четыреххлористом углероде и хроматографируют на колонке, заполненной оксидом алюминия II степени активности по Брокману (элюент - CCl₄), собирая основную темно-красную зону.

Получен 3,3^/-[1(1-оксо-1H-изоиндол-3-ил)гептадецилиден]2,3-дигидро-1Н-изоиндол-1 -он.

Выход 0.76 г (30%).

Воскообразное вещество пурпурного цвета, хорошо растворимо в бензоле, CCl₄, хлороформе.

Электронный спектр поглощения (CCl₄), λ_макс, нм (D/D_макс): 458 (0.84) 426 (1.00).

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃), δ, м.д.: 10.92 с (1Н), 7.83-7.25 м (8Н), 2.21 т (2Н), 1.24 с (28Н), 0.84 т (3Н).

Масс-спектр (ЭУ), m/z (%): 498 [M]⁺ (29), 368 (38), 331 (32), 160 (100).

Найдено, %: С 79.01; Н 8.55; N 6.14. С₃₃Н₄₂N₂O₂.

Вычислено, %: С 79.48; Н 8.49; N 6.25.

Стадия 2. Смесь 0.5 г (0.001 моль) 3,3^/-[1-(1-оксо-1H-изоиндол-3-ил)гептадецилиден]-2,3-дигидро-1Н-изоиндол-1-она и 1.5 г (0.007 моль) дигидрата ацетата цинка нагревают до 320°С и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, затем реакционную массу охлаждают, растворяют в CCl₄ и хроматографируют на колонке, заполненной оксидом алюминия II степени активности по Брокману (элюент смесь CCl₄ - диоксан, 2:1 по объему), собирая основную зеленую зону.

Получен мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринат цинка.

Выход 0.28 г (34%).

Воскообразное вещество темно-зеленого цвета, хорошо растворимо в бензоле, хлороформе, CCl₄, гексане, малорастворимо в ацетоне.

Электронный спектр поглощения (CCl₄), λ_макс, нм (lgε): 402 (4.59), 427 (5.02), 579 (4.03), 626 (4.50).

ИК-спектр (твердый слой), ν, см^-1: 3060 (С_Ar-Н), 2923, 2851 (С_Alk-Н), 1464 (C-N).

Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃), δ, м.д.: 11.12 с (2Н), 7.77-7.41 м (16Н), 2.75 т (4Н), 1.33 с (56Н), 0.85 т (6Н).

Найдено, %: С 80.22, Н 8.76, N 5.12. С₆₈H₈₄N₄Zn.

Вычислено, %: С 79.85, Н 8.28, N 5.48.

Пример 1. Использование мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка в качестве красителя для крашения полиэтилена в массе. Крашение осуществляют следующим образом: 2 г гранулированного полиэтилена высокого давления смешивают с 5 мг мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка и выдерживают при 190°С при перемешивании в течение 10 мин.

Образец прилагается.

Пример 2. Использование мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка в качестве красителя для крашения парафина. Крашение осуществляют следующим образом: 2 г парафина смешивают с 5 мг мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфирината цинка и выдерживают при 130°С при перемешивании в течение 10 мин.

Образец прилагается.

Мезо-транс-дигексадецилтетрабензопорфиринат цинка формулы