8-арил-3,5-ді[(е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7-тетрагідродициклопентано[b,e]піридини як флуоресцентні барвники та спосіб їх отримання

1 8-арил-3,5-ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентан[Ь,е]піридини загальної формули (І) R (I) де R феніл, заміщений ді(С-і-С4)алкіламшогрупою, 4,7,10,13-тетраокса-1азациклопентадеканілом в положенні 4, одним, двома або трьома радикалами, незалежно вибраними з гідрокси, Сі-С4-алкокси, С1-С4алкілкарбонілокси, або R - фурил, бензофурил, піридил, за виключенням сполук, де R - 2 метоксифеніл або 4-метоксифеніл, як флуоресцентні барвники 2 Спосіб отримання 8-арил-3,5-ді[(Е)арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентан[Ь,е]піридинів загальної формули (І) R J V R (І) заміщений ді(С-і-С4)де R феніл, 4,7,10,13-тетраокса-1алкіламшогрупою, азациклопентадеканілом в положенні 4, одним, двома або трьома радикалами, незалежно вибраними з гідрокси, Сі-С4-алкокси, С1-С4алкілкарбонілокси, або R - фурил, бензофурил, піридил, за виключенням сполук, де R - 2метоксифеніл або 4-метоксифеніл, який відрізняється тим, що включає взаємодію сполуки формули RCHO, де R - визначений вище, з циклопентаноном та ацетатом амонію в органічному розчиннику або без нього при температурі 50 100°С R О 1 со Ю Даний винахід стосується нових сполук з класу 1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано[Ь,е]піридинів, а саме нових 8-арил-3,5-ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано[Ь,е]піридинів загальної формули (І) (І) що мають ЦІННІ спектрально-флуоресцентні властивості і є корисними для використання їх в якості флуоресцентних барвників Також даний винахід стосується способу отримання 8-арил-3,5 53770 ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано-[Ь,е]піридинів В статті Perreault D М, Cabell LA, Anslyn E V , Bioorg Med Chem, EN, 5, 6, 1997, с 1209- 1220 описується сполука загальної формули (І), де R 2-метоксифеніл, її синтез та фармакологічні властивості В статті Bahah J , Indian J Chem Sect В, 15, 1977, с 798 описується сполука загальної формули (І), де R - 4-метоксифеніл, та її ХІМІЧНИЙ синтез В статті Ganapathy J , Indian J Chem Sect B, 17, 1979, с 389, 390 описуються сполуки загальної формули (І), де R - феніл та 4-метилфеніл, та їх ХІМІЧНИЙ синтез В статті Kneeland D М , Апда К, Lynch V М , Huang С - Y , Anslyn E V , J Amer Chem Soc , EN, 115, 22, 1993, с 10042 - 10055 описується сполука загальної формули (І), де R - феніл, та и ХІМІЧНИЙ синтез В жодному з вищезгаданих джерел нема згадки про флуоресцентні властивості даних сполук З української заявки №2000074047 від 10 07 2000 відомо, що 8-арил-3,5-ді[(Е)арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано-[Ь,е]піридини мають ЦІННІ спектрально-флуоресцентні властивості, а саме високі квантові виходи та великий Стоксів зсув, та можуть бути застосовані як флуоресцентні барвники Задачею винаходу є створення нових сполук з класу 8-арил-3,5-ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано-[Ь,е]піридинів, що мають покращенні флуоресцентні властивості, а саме більш високі квантові виходи та Стоксів зсув Таким чином, даний винахід стосується 8арил-3,5-ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано-[Ь,е]піридинів загальної формули (І) R (І) де R - феніл, заміщений ді(Сі-С4)алкіламшогрупою, 4,7,10,13-тетраокса-1азациклопентадеканілом в положенні 4, одним, двома або трьома радикалами, незалежно вибраними з гідрокси, Сі-Скалко кс и, С1-С4алкілкарбонілокси, або R-фурил, бензофурил, піридил, крім сполук, де R - 2-метоксифеніл або 4метоксифеніл 8-арил-3,5-ді[(Е)-арилметиліден]-1,2,3,5,6,7тетрапдродициклопентано-[Ь,е]піридини отримують конденсацією ВІДПОВІДНОГО арилальдепду, циклопентанону і ацетату амонію при підвищених температурах в середовищі органічного розчинника, наприклад, нижчого спирту, або без нього Цей спосіб є новим і складає частину винаходу Синтезовані сполуки являють собою кристалічні речовини Для доказу складу і будови зазначених сполук були використані ВІДОМІ фізико-хімічні методи, такі як УФ-, мас- та ЯМР-спектроскопія Одержані результати свідчать про ВІДПОВІДНІСТЬ синтезованих сполук заявленим Хімічна чистота синтезованих сполук досліджувалась методом тонкошарової хроматографії на пластинках "Silufol" без індикатора з нанесеним флуоресцентним індикатором на збудження при 256 та ЗбОнм, розміром 5 х 15см При цьому використовувались системи елюентів хлороформметанол 99 1, 98 2, 95 5, 9 1 або чистий хлороформ Додаткові дослідження чистоти синтезованих сполук та зняття мас-спектрів проводили на системі "Waters Integrity System" (США), яка є комбінацією послідовно підключених рідинного хроматографа (насос - Waters 616 Pump), дюдноматричного фотометричного (PDA - Photodiode Array Detector Waters 996) та масспектрометричного (TMD - Thermabeam Mass Detector) детекторів Система має "particle beam" інтерфейс, вона розроблена для проведення ідентифікації нелетких сполук, ідентифікація яких на традиційних газових хромато-мас-системах проблематична або неможлива Температури плавлення виміряні на приладі РНМК фірми "VEB Analytik", Dresden Спектри ПМР записані на спектрометрі фірми "Vanan" робочою частотою 300МГц в дейтерохлорофомі з використанням ТМС як внутрішнього стандарту Оптичні спектри поглинання та емісії зареєстровані для розчинів сполук у диметилформаміді концентрації ~ 5 х 10 5 М (поглинання ) а б о - 10 6 М (квантовий вихід флуоресценції) при кімнатній температурі Спектри поглинання реєструвались на спектрометрі Hitachi U-3210 при температурі 20°С Флуориметричні дослідження проводили паралельно спектрофотометричним на спектрофлуоріметрі HITACHI F4010 при температурі 20°С в стандартних 1см кварцових кюветах Квантові виходи флуоресценції були розраховані відносно бісульфату хініну в 0 5 М водному розчині сірчаної кислоти (ф = 0 546) Приклади, що подані нижче, ілюструють отримання та флуоресцентні властивості сполук загальної формули (І) Загальна методика синтезу Розчин Зммоль ВІДПОВІДНОГО арилальдепду, 2ммоль циклопентанону і 2г ацетату амонію в 20мл ізопропанолу витримують при 80 - 90°С протягом 2год , після чого виливають в ЮОмл води Осад, що випав, відфільтровують і після висушування кілька разів перекристалізують із етилацетату Таким чином були отримані речовини, значення R та деякі фізико-хімічні константи для яких наведені утабл 1 53770 Таблиця 1. Речовина Фізико- хімічні константи Вихід - 25% М- 540,75 ПМР (DMSO) 7 45d, J-8(4H), 7 41s(2H), 7 32d, J=8(2H) 6 804 J=8(6H); 2 96m(26H) T™ 272-273 °С Вюзд-19% М-624,91 ПМР (DMSO) 7 41(1, J=8(4H), 7 36s(2H), 7 29d> J=8(2H), 6 72d, J«8(6H), 3 37q(12H), 3 0Im(4H), 2 97ш(4Н), 1 12t(18H) T™ 272-273 °С Вихід-12% M= 585,65 (Мас-спекір, M* 585) ПМР (CDCU) 7 67s(2H), 7 60d, J=9(4H), 7 38d, J=9(2H), 7 214 J=9(2H), 7 14d, J=9(4H), 3 85s(6H), 3 20-2 80m(8H), 2 31s(9H) T-228-229 °С Вюэд-10% M= 759,76 (Мас-спектр, М* 759,0) ПМР (.CDCfe) 7 7Js(2H) 7 42m (5Н), 7 224 J-9(4H) 3 20-2 90ш(8Ш, 2 30s(18H) T M 262-263 °С э^ Внад-17% 549,62 (Мас-спектр, М* 549) ПМР (pMSO) 9 20s(lH), 9 І8^2Н), 745s(2H), 727s(2H), 7 04m(4H)3 6 90s (ІН), 6 8 4 )=9(2Н), 3 84s(6H), 3 80s(3H), 3 09m(4H), 2 99jn(4H) T m 240-242 °С, 263-270 (decamp) Вішд-7% Ы= 681,8 (Мас-спеегр, М* 681) ПМР (DMSO) 9 20s(lH), 9 lSs(2H), 7 45s(2H), 7 27s(2H), 6 90s (ІН), б 84d, J=9(2H0,3 84s(6H), 3 80s(3H), 3 09m(4H), 2 99m(4H) T m 240-242 °С 263-270 (decomp) C2iHi9NO3 Вихід-20% M= 381,43 (Мас-cnefCTp, M* 3S1) ПМР (CDCfe) 7 61s (1H), 7 48s(2H), 7 44s (2H), 6 78s(lHX б 57s(lH), б 48s{2H), 6 43s(2H), 3 24яі(4Н), З 18m(4H) T-23W4O °С Вихщ-11% M= 531,61 (Мас-спектр, М* 531) ПМР (CDCk) 7 70d, J=K1H), 763s(2H), 7 58d, J=8(2H), 7 51d j=S(2f^, 740t, J=8(1H), 7 34-722m(4H), 6 81s(2H), 3 48m(4H), 3 45m(4H) T m 300-303 °С Вішд - 8% M= 414,5 ITMP (CDCb) 8 S6d, 3=2 (3H), 8 62dd, Jj=2, J2=5 (1H), 8 49dd, Ii=2, їз=5 (2H), 7 86m(3H), 746d< ^=5, 32=8 (1H), 7 32dd, Ij=5, J^=8 (2H), 3 2Gm(4H),3 02m(4H) T °С ВІШД-21% M= 1063,33 ПМР (CDd 3 ) 7 5Щ2Щ, 7 49d, J=8(4H), 7 25d, J=S(2H), 6 71m, (6H). 3 79m(12H), 3 65m(48H), 3 I2ra(4H), 3 02m(4H) T™ 133-134 CC 8 53770 Спектральні вимірювання Наважки сполук загальної формули (І) розчиняли у 20мл диметилформаміду, отримали промі5 жний розчин з концентрацією 5 1 10 моль/л З утвореного розчину брали аліквоти по 1мл та розбавляли до 50мл диметилформамідом Кінцева 6 концентрація в розчинах складала 1 10 моль/л Результати вимірювань наведені у таблиці 2 Таблиця 2. R -abs, CM"' (НМ) є, л/моль 1 см" (нм) Стоксів зсув, см" Квантовий вихід C M 23820 (420) 22240 (450) *-"' 19420 (515) 4400 0.345 23760 (421) м 32600 33400 19320 (518) 4440 0 52 27400 21680 (461) 3960 0.55 24500 21160(462) 3940 0.53 24180 (414) 25310 20500 (500) 4180 0.425 24160(414) 20700 20060 (499) 4040 0.288 32000 19300(518) 3800 0.458 17900 21880(457) 3900 0.412 22180(451) 25640 (390) 24200 (413) 25600 (391) 24080 (415) 22640 (442) 23100(433) 21840 (458) 25780 (488) 24360(411) ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24