способ получения трихлороамминплатината (ii) калия или аммония из тетрахлороплатината (ii) калия

Формула изобретения

Способ получения трихлороамминплатината(II) калия или аммония, включающий взаимодействие в растворе тетрахлороплатината(II) калия с ацетатом аммония и добавление [Pt(NH₃ )₄]Cl₂·H ₂O с выделением соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂, взаимодействие данной соли с тетрахлороплатинатом(II) калия, выделение соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtCl₄] с последующей кристаллизацией конечных продуктов, отличающийся тем, что используют ацетат аммония с концентрацией 2 моль/л, его взаимодействие с тетрахлороплатинатом (II) калия ведут при pH 5,4 в течение 20 мин, затем добавляют соляную кислоту до ее концентрации 6 моль/л и нагревают полученный раствор не более 3 ч, после чего отфильтровывают выделившуюся соль транс-[Pt(NH₃)₂ Cl₂], а к раствору добавляют [Pt(NH ₃)₄]Cl₂·H ₂O, осаждая [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂, с последующей сушкой и добавлением тетрахлорплатината(II) калия или аммония, растворенного в 1 М раствора соляной кислоты, нагреванием в течение 30 мин, после чего отфильтровывают соль [Pt(NH₃) ₄]·[PtCl₄], а кристаллизацию конечных продуктов М[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O, где M=NH ₄ ⁺, K⁺, ведут из фильтрата, который сначала насыщают соляной кислотой до ее концентрации 6,5-10,6 моль/л при комнатной температуре.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения трихлороамминплатината(II) калия или аммония, используемых в качестве исходных продуктов при синтезе смешанных лигандных комплексов платины(II), субстанций противоопухолевых лекарственных средств II и III поколения, обладающих биологической активностью.

Описано несколько способов получения трихлороамминплатината(II) калия или аммония из тетрахлороплатината(II) калия [1, 2]. Они основаны на взаимодействии соли K ₂[PtCl₄] с NH₄ OH [1] или с CH₃COONH₄ [2] при нагревании и получении конечных продуктов по схеме

где М=NH₄ ⁺, K⁺

Наиболее близким к заявляемому способу получения трихлороамминплатината(II) калия или аммония является способ [2]. Он включает в себя следующее:

к раствору 2 г тетрахлороплатината(II) калия в 20 мл Н₂ О прибавляют 2 г KCl и 4 мл 20% раствора ацетата аммония и кипятят смесь, время от времени добавляя в реакционную смесь горячую воду, по мере ее испарения. В случае, если из раствора падает металлическая платина, ее следует быстро отфильтровать, а фильтрат продолжать нагревать. Через 1,5 часа, когда окраска раствора резко посветлеет, раствор охлаждают и отделяют небольшое количество выделившейся соли Пейроне цис-[Pt(NH₃) ₂Cl₂]. Фильтрат испытывают на присутствие непрореагированного тетрахлороплатината(II) калия при помощи нескольких капель раствора [Pt(NH₃) ₄]Cl₂. Если выделяющийся при этом золотистого цвета тетрааммин соли Косса [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ не содержит примеси зеленых игл соли Магнуса [Pt(NH₃ )₄]·[PtCl₄], то реакцию можно считать законченной, а если содержит, то реакционную смесь кипятят еще 15-20 мин и повторяют пробу. Когда реакция закончилась, раствор охлаждают, отфильтровывают от соли Пейроне и соль Косса осаждают избытком тетраммина. Осадок [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ отделяют и хорошо промывают холодной водой. Выход 0,9-1 г.

Высушенную соль (1 г) растворяют в ступке с рассчитанным количеством K ₂[PtCl₄] (0,46 г) в течение 1-1,5 час до появления зеленоватого оттенка. Соль Косса извлекают небольшим количеством воды, отделяют раствор от зеленой соли Магнуса и упаривают до начала кристаллизации К[PtNH₃ Cl₃]·Н₂O. Выход 50%.

Недостатком указанного способа [2] является сравнительно низкий выход, 46% по [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ и 23% по конечному продукту К[PtNH ₃Cl₃]·Н₂ O и необходимость контроля на присутствие в растворе непрореагированного K₂[PtCl₄] и образовавшегося в процессе реакции .

Целью изобретения является повышение выхода и чистоты трихлороамминплатината(II) калия или аммония.

Поставленная цель достигается

- использованием высокочистого комплексного соединения тетрахлороплатината(II) калия, синтезированного по нашему способу [3], а также свободной от хлора и кислорода концентрированной соляной кислоты;

- повышением выхода и чистоты соли [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ за счет создания оптимального соотношения концентраций комплекса в растворе и соляной кислоты;

- опримизацией условий кристаллизации трихлороамминплатинатов(II) калия или аммония из растворов соляной кислоты.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. Соль тетрахлороплатината(II) калия растворяют в растворе ацетата аммония при рН 5,4, достигающем этого значения при добавлении уксусной кислоты. Раствор нагревают в течение 20 мин на плитке с обратным холодильником, затем к нему добавляют концентрированную соляную кислоту, свободную от кислорода и хлора, создавая концентрацию 6 моль/л, и продолжают нагревать в течение 3-х часов. По окончании реакции раствор охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают выделившуюся соль транс-[Pt(NH₃) ₂Cl₂]. К охлажденному раствору добавляют соль Рейзе [Pt(NH₃)₄ ]Cl₂·Н₂O, осаждая двойную соль [Pt(NH₃)₄ ]·[PtNH₃Cl₃] ₂. К высушенной соли добавляют тетрахлороплатинат(II) калия или аммония M₂[PtCl₄ ], где М=NH₄ ⁺, K ⁺, растворенный в 1 М растворе HCl, нагревают в течение 30 мин и охлаждают. Образовавшуюся соль Магнуса [Pt(NH ₃)₄]·[PtCl₄ ] отфильтровывают, а раствор соли М[PtNH₃ Cl₃], где М=NH₄ ⁺, K⁺, насыщают соляной кислотой [3]. Полученный осадок М[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O, М=NH ₄ ⁺, K⁺, отделяют, промывают спиртом и сушат.

В основу предлагаемого способа получения трихлороамминплатината(II) калия или аммония положены следующие новые научные данные:

- результаты изучения взаимодействия комплексов платины(II) с карбоксилатами (в частности, ацетатом) [4];

- найденные условия максимального образования моно и диамминных комплексов платины(II) в растворах ацетата аммония в зависимости от времени и температуры;

- использовано понижение растворимости двойной соли [Pt(NH₃ )₄]·[PtNH₃Cl ₃]₂ в зависимости от концентрации соляной кислоты;

- найденные условия выделения в зависимости от времени и концентрации комплекса NH₄ [PtNH₃Cl₃] в растворе и концентрации HCl;

- использовано уменьшение растворимости солей М[PtNH₃Cl₃], где М=NH₄ ⁺, K ⁺, в зависимости от концентрации соляной кислоты;

- найдены условия повышения чистоты и, соответственно, выхода данных солей [5].

Из сравнения с прототипом предлагаемый способ имеет следующие отличия:

- концентрация хлорида калия в начале реакции равна нулю;

- процесс взаимодействия тетрахлороплатината(II) калия с ацетатом аммония ведут при рН 5,4, при концентрации ацетата аммония 2 моль/л в течении 20 мин;

- процесс получения в растворе соли трихлороамминплатината(II) калия ведут в 6 моль/л соляной кислоты в течение 3 часов;

- выделение двойной соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ осуществляется из этого раствора;

- растворение двойной соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ проводят в горячем растворе соли M ₂[PtCl₄], где М=NH ₄ ⁺, K⁺ в одномолярном растворе соляной кислоты;

- кристаллизацию M[PtNH ₃Cl₃]·H₂ O, М=NH₄ ⁺, K ⁺ ведут в растворе концентрированной соляной кислоты;

- в результате имеем повышение выхода и чистоты получаемых продуктов M[PtNH₃Cl₃ ]·H₂O, М=NH₄ ⁺, K⁺ до 77% и 82% соответственно.

Пример 1. 9,3 г (2,2·10 ^-2 моля) K₂PtCl₄ растворяют в 60 мл Н₂О, добавляя 12,33 г. (1,6·10^-2 моля) СН ₃COONH₄. Затем к полученному раствору добавляют уксусную кислоту до достижения рН 5,4. Раствор нагревают в колбе с обратным холодильником на плитке в течение 20 мин. По истечении данного времени, если нужно раствор профильтровывают, к фильтрату добавляют 80 мл концентрированной соляной кислоты, свободной от кислорода и хлора, и продолжают нагревать на плитке в течение 3 часов. По окончании реакции раствор охлаждают до комнатной температуры и отфильтровывают выделившуюся соль 0,4 г (1,3·10^-3 моля) транс-дихлородиамминплатины(II). К фильтрату добавляют 3,94 г (1,0·10^-2 моля) [Pt(NH₃)₄]Cl ₂·H₂O, из раствора осаждается двойная соль [Pt(NH₃)₄ ]·[PtNH₃Cl₃] ₂. Осадок отфильтровывают, промывают водой, высушивают. Выход двойной соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ составляет 9,07 г или 90% от теоретического.

К 9,07 г (3,02·10^-2 моля) [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ добавляют 4,18 г (1,01·10^-2 моля) K ₂PtCl₄ в 55 мл одномолярной соляной кислоты. Смесь нагревают в течение 30 мин, охлаждают до комнатной температуры. Затем образовавшуюся соль Магнуса [Pt(NH ₃)₄]·[PtCl₄ ] отфильтровывают, а фильтрат насыщают HCl до плотности 1,12 г/см³, что соответствует 7,5 моль/л HCl. Из раствора выделяют соль К[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O, которую промывают спиртом и сушат. Выход соли К[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O 6,89 г, что составляет 91% от теоретического. Соль [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ охарактеризована:

- элементным анализом, рентгенофазовым анализом, УФ-спектроскопией; наличие примесей в ней соли Магнуса [Pt(NH₃) ₄]·[PtCl₄], KCl и комплексных солей платины(IV) не обнаружено.

- соли К[PtNH ₃Cl₃]·Н₂ O и NH₄[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O охарактеризованы элементным анализом, рентгенофазовым, дериватографическим, ИК и УФ-спектроскопией; наличие примесей K₂[PtCl ₄] (NH₄)₂ [PtCl ₄], NH₄Cl и KCl, а также комплексных солей платины(IV) не обнаружено.

- состав и строение соли транс-[Pt(NH₃)₂Cl ₂] установлены элементным анализом, рентгенофазовым анализом, ИК и УФ-спектроскопией.

Примеры 2-10 выполнены аналогично примеру 1, охарактеризованы теми же физико-химическими методами. Условия проведения процессов и полученные результаты приведены в табл.I и II.

Таблица I Условия получения двойной соли [Pt(NH3)4 ]·[Pt(NH3)Cl3 ]2
Пример №	K2PtCl 4, г	СН3COONH 4, г	Н2O, мл	рН	HCl конц., мл моль/л		[Pt(NH3 )4]·[Pt(NH3)Cl 3]2, г.	Выход, %
1	9,3	12,33	60	5,4	80	6,8	9,07	90
2	20,0	26,52	130	5,4	173	6,8	19,13	89
3	20,0	26,52	173	6,2	173	6,0	17,76	83
4	20,0	26,52	100	4,8	173	7,6	16,89	77
5	20,0	15,00	143	5,4	173	6,6	18,19	84
6	15,0	19,89	200	5,4	190	5,8	10,39	80
7	15,0	19,89	98	5,4	130	6,8	14,62	90
8	30,0	39,78	150	4,8	260	7,6	25,33	72
9	30,0	39,78	260	6,2	260	6,0	26,50	82
10	20,0	40,00	130	5,4	173	6,8	17,19	80

Таблица II Условия получения солей М[PtNH3Cl3]·Н 2O, где М=NH4 + , K+
Пример №	[Pt(NH 3)4]·[Pt(NH3 )Cl3]2, г	M2[PtCl4], где M=NH 4 +, K+		1 М HCl, мл	HCl, моль/л	М[PtNH 3Cl3]·Н2 O, где М=NH4 +, K +, г	Выход, %
		М	г.
1	9,07	K +	4,18	55	7,5	6,89	91
2	19,13	K+	8,78	120	10,6	14,22	89
3	17,76	K +	8,18	120	7,5	12,02	81
4	16,89	K+	7,78	120	7,5	10,86	77
5	18,19	K +	8,38	120	6,0	10,78	71
6	10,39	K+	4,79	120	7,5	6,77	78
7	14,62	NH 4 +	6,05	50	10,6	9,79	85
8	25,33	NH 4 +	10,49	86	10,6	16,57	83
9	26,50	NH 4 +	10,97	90	6,0	10,45	50
10	17,19	NH 4 +	7,12	67	6,5	11,56	73

Предлагаемый способ исключает необходимость контроля на присутствие в растворе тетрахлороплатината(II) калия в процессе протекания реакции (стадия I). Наличие в растворе [Pt(NH₃) ₄]Cl₂, образовавшегося в ходе взаимодействия тетрахлороплатината(II) калия с ацетатом аммония, позволяет самостоятельно контролировать наличие его без отбора пробы (образуется соль Магнуса), а также на стадии добавления концентрированной соляной кислоты. Концентрация ацетата аммония в растворе должна быть 2 моль/л, рН 5,4, время проведения синтеза на стадии 1-20 мин, концентрация соляной кислоты 6 моль/л, и время проведения реакции после добавления HCl не более трех часов. При отклонении от этих условий увеличение или уменьшение концентрации ацетата аммония ведет к уменьшению выхода двойной соли [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ (пример 5 и 10, табл.I) и, соответственно, выходу конечных продуктов. При понижении рН ниже 5,4 удлиняется время синтеза на стадии I и происходит образование гидролизованных продуктов комплексов платины(II), что существенно снижает чистоту и выход двойной соли [Pt(NH ₃)₄]·[PtNH₃ Cl₃]₂ (пример 4 и 8, табл.I). При повышении рН выше 5,4 превалирует процесс более глубокого амминирования, время синтеза уменьшается и выход двойной соли понижается (пример 3, 9, табл.I). Уменьшение времени нагрева при добавлении концентрированной соляной кислоты к реакционной смеси (менее 3 часов) приводит к неполному протеканию реакции, образуется смесь солей [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ и цис-[Pt(NH₃) ₂Cl₂]. Концентрация соляной кислоты менее 6 моль/л способствует протеканию процессов гидролиза комплексного аниона [Pt(NH₃)Cl₃ ]^- согласно [3, 6], что приводит к уменьшению выхода двойной соли [Pt(NH₃) ₄]·[PtNH₃Cl₃ ]₂ (пример 6, табл.I). При концентрации соляной кислоты выше 6 моль/л согласно данным РФА выделяемая двойная соль содержит примесь соли Магнуса.

На стадии III используются соли M₂[PtCl ₄], где М=NH₄ ⁺ , K⁺, растворенные в 1 моль/л соляной кислоты для подавления процессов гидролиза, так как гидролизованные формы комплексных соединений платины(II) более склонны к окислению и может произойти загрязнение конечных продуктов солями платины(IV) [7]. Время нагрева 30 мин достаточно, чтобы прошла реакция по стадии III и в осадок выпала соль Магнуса [Pt(NH ₃)₄]·[PtCl₄ ], а в растворе осталась соль М[PtNH₃Cl ₃], где М=NH₄ ⁺ , K⁺. Согласно полученным диаграммам растворимости солей М[PtNH₃Cl₃], где М=NH₄ ⁺, K ⁺ в концентрированной соляной кислоте от 6,5 до 10,6 моль/л найдена область кристаллизации основных продуктов с наибольшим выходом и наибольшей чистотой [3, 5] (примеры 1-10, табл.II). По данным РФА выделенные соли М[PtNH₃Cl ₃]·Н₂O, где NH ₄ ⁺, K⁺ не содержат примеси K₂[PtCl ₄], (NH₄)₂[PtCl ₄], NH₄Cl и KCl, а также комплексных солей платины(IV).

Источники информации

1. Гельман А.Д., Карандашева Е.Ф. и Эссен Л.Н. Получение хлоробромопиридиноамминоплатины в трех изомерных формах. Изв. сектора Платины и др. благородных металлов АН СССР, вып 24, С.60-71, 1949.

2. Лебединский В.В. и Головня В.А. К методике получения некоторых аммиачных соединений двухвалентной платины. Изв. сектора Платины и др. благородных металлов АН СССР, вып 20, С.95-98, 1946.

3. Старков А.К., Казбанов В.И., Казбанова Т.К., Борисов В.В., Соколова И.П., Малиновская Л.М. Способ получения тетрахлороплатината(II) калия или аммония. А.с. №16497771, кл. C 01 G 55/00. 1991.

4. Steplunson T.A., Morehaus S.M., Powell A.R., Heffer J.D. and Wilkinson G.W. Carboylates of palladium, platinum, and rodium and their adducts. Journal of Chemical Sectery. June. 1965. P.3632-3641.

5. Старков А.К., Казбанов В.И., Кожуховская Г.А., Ващенко О.Ф. Кристаллизация хлороплатинатов(II) калия и аммония из водных растворов HCl. Журнал корд. химии Т.17, №6, С.855-859, 1991.

6. Tucker M.A., Coloin C.B., Martin D.S. Substitution Reactions of Trichlorodiammineplatinum(II) Ion and the trans Effect. J. Inorg. Chem. - V.3, №10, Р.1373-1383. 1964.

7. Bignozzi C.A., Bartocci C., Maldotti A., Carassiti V. Photochemistry of Dimetric and Trimetric Hydroxo-bridged Diammine Platinum(II) Complexes in Aqueous Solution. Inorganica Chimica Acta, 62, P.187-191., 1982.