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一種制備乙酰乙酰胺-n-磺酸(鹽)的方法

文檔序號:3594400閱讀:2147來源:國知局
專利名稱:一種制備乙酰乙酰胺-n-磺酸(鹽)的方法
6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物為具有下列結(jié)構(gòu)式的化合物
在其氮原子上的酸式氫與堿作用,結(jié)果此化合物可形成鹽。所形成的無毒性鹽,如Na、K和Ca鹽、因其具有甜味,又在某些情況下甜度尤其大,故在食品部門將其用作甜味劑,其K鹽("Acesulfamek"或簡稱"Acesulfame")尤為重要。
已知有許多不同的方法制備6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物及其無毒性鹽;參見Angewandte Chemie 85,Issue22(1973) PP.965-73,相當(dāng)國際版本12卷,11期(1973),869-876頁。實際上所有這些都是以氯-或氟磺酸?;惽杷?XSO NCO;X=Cl或F)作為原料。以氯-或氟磺?;惽杷崤c單甲基乙炔、丙酮、乙酰乙酸、叔丁基乙酰乙酸或芐基丙烯基醚反應(yīng)(通常為多步驟反應(yīng)),以得到乙酰乙酰胺-N-磺酰氯或氟,后在堿(如象甲醇的KOH溶液)的作用下被環(huán)化,并得到相應(yīng)6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的鹽。如需要時,可以通常的方法(用酸),由其鹽制得游離的噁噻嗪酮。
制備噁噻嗪中間產(chǎn)物乙酰乙酰胺-N-磺酰氟的另一種方法,是以氨磺酰氟H2NSO2F為原料,此化合物為氟磺?;惽杷岬牟糠炙猱a(chǎn)物(西德專利2,453,063號)。此氨磺酰之氟化物H2NSO2F,在一種惰性有機(jī)溶劑中,胺的存在下,大約-30至100℃之間,與差不多等摩爾量的乙酰乙酰化試劑雙烯酮反應(yīng),反應(yīng)按下列平衡式進(jìn)行(其中之胺為三乙胺)
乙酰乙酰胺-N-磺酰氟之后用通用方法,利用堿,例如甲醇之KOH溶液,將乙酰乙酰胺-N-磺酰氟環(huán)化成甜味劑
雖然某些已知的制備6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物及其無毒性的方法,可得到令人滿意的產(chǎn)率(基于從氨磺酰鹵化物開始,可達(dá)理論值的約85%),但尤其從工業(yè)生產(chǎn)之目的考慮,因為制備中所必須的氯-或氟磺酰基異氰酸,作為原料不容易得到,故迄今仍須進(jìn)一步提高產(chǎn)率。制備氯-或氟磺酰基異氰酸時,因其所用原料(HCN,Cl2,SO3和HF)中有的相當(dāng)不好處理,而必須特別小心地測定和注意安全設(shè)施。氯-和氟磺酰基異氰酸之制備系基于下列反應(yīng)式
在依據(jù)于上述西德4,453,063號專利的方法中,從顯然是更易得到的(例如由NH3+SO3)氨基磺酸H2NSO3H或其鹽代替胺磺酰氟,似乎很難令人樂觀,這是因為H2NSO3Na同雙烯酮在堿的)水溶液中反應(yīng),并不能得到任何能被分離純化的反應(yīng)產(chǎn)物。當(dāng)然,反應(yīng)可能得到1∶1的加成物,此加成物大概至少是部分地在這個反應(yīng)中形成的,且只是以同4-硝基苯偶氮氯化物形成之偶合產(chǎn)物的形式存在的一種淡黃色染料;參見Ber.83(1950),551-558頁,特別是555頁,敘述實驗前的最后一段
此外,據(jù)認(rèn)為乙酰乙酰胺-N-磺酸本身只是(或也是)在其水溶液中煮沸期間,6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物分解的一種中間產(chǎn)物;參見引言中列舉的文獻(xiàn),Angew.Chemie(1973)Loc.cit
因此,鑒于用于制備6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物及其無毒性鹽的工藝方法的現(xiàn)狀,特別是鑒于尚不能完全滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求,以及現(xiàn)有方法又必須使用并不太容易制得的原料等情況,目前有必要適當(dāng)改進(jìn)現(xiàn)有方法,或者建一種的方法。這一目的已基于本發(fā)明而達(dá)到,即改進(jìn)西德2453063號專利的技術(shù)(主要是以氨基磺酸的鹽代替通常方法中所用的胺磺酰氟),之后再用SO3將所得到的乙酰乙?;漠a(chǎn)物環(huán)化。
因此,本發(fā)明是涉及到以下述之方法制備6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物及其無毒性鹽的。
a)在惰性有機(jī)溶劑中,最好在胺或膦催化劑存在下,以氨基磺酸衍生物和至少近于等摩爾數(shù)的乙酰乙酰化試劑反應(yīng),得到乙酰乙酰胺衍生物;
b)將乙酰乙酰胺衍生物環(huán)閉合;該方法包括使用如步驟a)所用的胺磺酸鹽衍生物,此衍生物至少部分溶于所用的惰性有機(jī)溶劑中,由第一步驟中所形成的乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽或游離乙酰乙酰胺-N-磺酸,在步驟b)中的環(huán)閉合是經(jīng)至少為近似等摩爾量的SO3的作用,最好是在一種惰性無機(jī)或有機(jī)溶劑中進(jìn)行,以形成6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮-2,2-二氧化物的環(huán),之后在一附加的步驟c)中,用一種堿中和由這個反應(yīng)所得的酸式產(chǎn)物。
此方法所依據(jù)的反應(yīng)方程式如下(以雙烯酮作為乙酰乙?;噭?
此方法由易于獲得的、低的成本的原料開始,而且很容易進(jìn)行。在步驟a)中,產(chǎn)率大約為理論值的90至100%(以反應(yīng)開始的氨基磺酸鹽計);步驟b)中,約為理論值的70%至95%(以乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽計);步驟c)中,約為理論值的100%(以酸式噻嗪計),故整個過程的產(chǎn)率為大約65至95%。同現(xiàn)有工藝方法比較,本發(fā)明具有明顯的進(jìn)步。
令人極為驚異的是通過步驟a),磺酸鹽和乙酰乙?;噭┲g的反應(yīng)進(jìn)引得很順利,有很好的產(chǎn)率,和1∶1的反應(yīng)產(chǎn)物,而所得反應(yīng)產(chǎn)物也很容易被純化分離,而這對于氨基磺酸或其鹽與乙酰乙酰化試劑間的反應(yīng)來說,是很難想象的。反之,按照參考文獻(xiàn)Ber.83(1950)Loc.cit中所述,氨基磺酸鈉與雙烯酮在堿性水溶液中進(jìn)行反應(yīng),顯然地是很有問題的。
同樣令人驚異的是本方法之步驟b)中用SO3使乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽或游離的氨基磺酸環(huán)化,其反應(yīng)也能很好地進(jìn)行,這是因為該步驟中隨環(huán)閉合反應(yīng)并不伴有脫水和除堿(MOH),而倘若用其它脫水或堿的試劑,如P2O5、醋酸酐、三氟醋酸酐及磺酰氟等,則實際均不能產(chǎn)生環(huán)閉合反應(yīng)。
依據(jù)于本發(fā)明的方法,詳述如下步驟a)可用于乙酰乙?;囊阴R阴;噭┯幸阴R阴B群碗p烯酮等,尤雙烯酮為優(yōu)選。所使用的乙酰乙?;噭┑牧浚辽僖畈欢嗯c反應(yīng)物氨基磺酸鹽等摩爾數(shù)。以過量不到大約30摩爾%為宜,特別是以過量不多于約10摩爾%為更佳。過量多于30摩爾%亦可,但并無優(yōu)點。
適宜的惰性有機(jī)溶劑是所有不與原料和終產(chǎn)物發(fā)生不需要的反應(yīng)的有機(jī)溶劑,當(dāng)反應(yīng)中有適宜的催化劑時,其也應(yīng)能至少是部分地溶解氨基磺酸的鹽類。據(jù)此,下面所提到的有機(jī)溶劑是適用的和較好的;
經(jīng)鹵化的脂族烴、以具有不多于4個碳原子為好,二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯氟乙烯等;
脂族酮,以具有了至6個碳原子為佳,如丙酮、甲基·乙基酮等;
脂族醚,以具有4或5個碳原子的環(huán)脂醚為好,如四氫呋喃、二噁烷等;
低碳脂族羧酸,以具有2至6個碳原子為佳,例如乙酸、丙酸等;
脂族腈以乙腈為佳;
碳酸和低碳脂族羧酸的N-烷基取代的酰胺,以具有不多于5個碳原子的酰胺為佳,如四甲基尿、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯酮等;
脂族亞砜,以二甲基亞砜為佳,以及脂族砜,以四氫噻吩砜為佳
上面所列的溶劑中更好的是二氯甲烷,1,2-二氯乙烷、丙酮、冰醋酸及二甲基甲酰胺,特別是二氯甲烷。
這些溶劑可單獨使用,或可混合使用。
反應(yīng)原料對溶劑的用量比可有很大的可變范圍;一般其重量比為1∶(2-10)但也可用其它的比例。
原則上催化雙烯酮加成反應(yīng)所用的胺和膦催化劑是所有已知可以作為催化劑的胺和膦,其主要是具有親核性質(zhì)的叔胺和膦。
在本方法中,較佳的叔胺和膦是每個N和P原子上有不多于20個(尤其是不多于10個)碳原子的。這類叔胺例如有三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三異丙胺、三正丁胺、三異丁胺、三環(huán)己胺、乙二異丙胺、乙二環(huán)己胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、芐基二甲胺、吡啶、經(jīng)取代的吡啶,如甲基吡啶、二甲基吡啶、三甲基吡啶、或甲基乙基吡啶、N-甲基六氫吡啶、N-乙基六氫吡啶、N-甲基嗎啉、N,N-二甲基六氫吡嗪1,5-二氮雜環(huán)[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮雜環(huán)[5.4.0]十一-7-烯、以及四甲基亞己基二胺、四甲基亞乙基二胺、四甲基亞丙基二胺、四甲基亞丁基二胺、及1,2-二嗎啉基乙烷、五甲基二亞乙基三胺、五乙基二亞乙基三胺、五甲基二亞丙基三胺、四甲基二氨基甲烷、四丙基二氨基甲烷、六甲基三亞乙基四胺、六甲基三亞丙基四胺、二異亞丁基三胺或三異亞丙基四胺。
特別優(yōu)選的胺是三乙胺。
叔膦的實例是甲基二苯膦、三苯膦、三丁膦等。
催化劑用量一般每摩爾氨基磺酸不超過大約0.1摩爾,較多的量亦可,但幾乎沒有任何好處。原則上,本發(fā)明的方法也可在沒有催化劑條件下進(jìn)行,但催化劑可加速反應(yīng)進(jìn)程,故有其優(yōu)點。
方法中所用的氨基磺酸鹽,必須至少部分的的地溶于惰性有機(jī)溶劑,為適應(yīng)這一要求,最好使用氨基磺酸的鋰、NH4和伯、仲、叔和季銨鹽而優(yōu)選的銨鹽為其銨離子應(yīng)是含不超過20個,尤其是不超過10個碳原子的。例如,氨基磺酸的銨鹽可具有下列的銨離子
<p>一種特別優(yōu)選的氨基磺酸鹽是三乙基銨鹽。
這類鹽通常是以已知的方法,用Li OH、NH3、適當(dāng)?shù)陌坊蚣句@氫氧化物的溶液中和,之后除去水而得到的。所用的堿按所加氨基磺酸量計算,超過的量最好不多于大約30摩爾%,特別是不多于15摩爾%。此外,銨離子中的有機(jī)部分最好是相同于胺催化劑中的有機(jī)部分(例如,用氨基磺酸三乙基銨作為氨基磺酸的鹽時,則以三乙胺作為催化劑)。在鹽類有NH3和伯和仲時,則使用化學(xué)計算量的胺成份為好,而所加之催化劑應(yīng)為弱堿性叔胺,如吡啶。
通常所選的反應(yīng)溫度為大約-30到+50℃,最好是大約0到25℃。
反應(yīng)通常在大氣壓下進(jìn)行,反應(yīng)時間可有較大變動范圍,約為0.5到12小時。反應(yīng)可先導(dǎo)入氨基磺酸鹽并量入雙烯酮,或者先導(dǎo)入雙烯酮并量入基磺酸鹽,或者先導(dǎo)入雙烯酮和氨基磺酸并量入堿,或者將兩種反應(yīng)同時量入反應(yīng)室內(nèi),惰性有機(jī)溶劑可先導(dǎo)入亦可與反應(yīng)物一起量入。
反應(yīng)完成后,用蒸餾法去除溶劑,分離反應(yīng)產(chǎn)物,并由適當(dāng)?shù)娜軇┤绫⒁宜峒柞セ蛞掖贾袑埓嫖?主要是乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽)重結(jié)晶出來。產(chǎn)率大約為理論值90到100%。
乙酰乙酰胺-N-磺酸鋰或銨鹽為新的化合物,其結(jié)構(gòu)式為
其中M
=Li
或N
R1R2R3R4其中R1、R2、R3和R4分別為H或有機(jī)基,最好是H或C1-C8烷基,C6-C10環(huán)烷基,芳香基和/或芳烷基。
銨鹽中銨離子的碳原子總數(shù)最好不多于大約20個,尤其最好不多于大約10個。
必要時,可由乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽,用一般習(xí)用方法制得游離的乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽。
步驟b)將步驟a)中得到的乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或其游離酸),在適當(dāng)?shù)亩栊詿o機(jī)或有機(jī)溶劑中,以至少近似等摩爾量的SO3使其環(huán)化。SO3的用量以乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或游離酸)計,一般高達(dá)大約20倍,以大約3至10倍為佳,最好約為4至7倍??梢怨腆w或液體形式,或者凝結(jié)成SO3蒸汽加于反應(yīng)混合物中,但通常是使用在濃硫酸中,液體SO或某種惰性有機(jī)溶劑中的SO3的溶液。也可使用去除SO3的化合物。
雖然原則上反應(yīng)可在沒有溶劑時進(jìn)行,但最好還是在一種惰性無機(jī)或有機(jī)溶劑中完成。適當(dāng)?shù)臒o機(jī)或有機(jī)溶劑是不能以一種不需要的方式同SO3或反應(yīng)的原料或終產(chǎn)物反應(yīng)的液體。因為SO3有特別強(qiáng)的反應(yīng)活性,所以只有較少數(shù)的溶劑能適于這一要求。較好的溶劑是無機(jī)溶劑液體SO2;
有機(jī)溶劑鹵化的脂族烴,最好是有不多于4個碳原子的,如二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯氟乙烯等。
有低碳脂族醇(最好是甲醇或乙醇)的碳酸的酯。
硝基烷類,最好是有不過4個碳原子的,特別是以硝基甲烷為好。
烷基取代的吡啶,最好是三甲基吡啶;以及脂族砜類,其中以四氫噻吩砜為好。
有機(jī)溶劑可單獨或混合使用。
特別優(yōu)選的溶劑是液體SO2和二氯甲烷。
惰性溶劑的用量并不嚴(yán)格。當(dāng)使用溶劑時,只需確保形成反應(yīng)的足夠溶液,溶劑用量的上限是由經(jīng)濟(jì)上的考慮來確定的。
本發(fā)明之方法的一個較佳的實施例是在步驟a)和b)中使用同樣的溶劑,最好是用鹵化的脂族烴,特別是二氯甲烷。這是因為在此情況下,不必由步驟a)中得到的溶液分離乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽,而直接將溶液用于步驟b)。為止。如想得到游離的化合物,須以通常所用的方法將其進(jìn)一步純化(最好用重結(jié)晶法)。以乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或其游離酸)計,其產(chǎn)率為大約70%到95%。
但如要得到6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的無毒鹽,還須進(jìn)行步驟c)的中和反應(yīng)。
為此目的,可依一般方法,用適當(dāng)堿中和步驟b)中所得到的酸式的噁噻嗪酮化合物。為此,例如可將步驟b)中所得到的己集中,干燥和蒸發(fā)的有機(jī)相溶于如乙醇、丙酮、酯或醚等有機(jī)溶劑中,或者溶于水中,用適當(dāng)?shù)膲A,最好是鉀堿,如KOH、KHCO3、K2CO3、鉀的醇化物等中和之。另外,亦可用鉀堿水溶液,直接由純化的有機(jī)萃取相(步驟b)中和并萃取噁噻嗪酮化合物。經(jīng)蒸發(fā)溶液之后,以結(jié)晶的形式沉淀出噁噻嗪酮鹽。也可再結(jié)晶以純化之。
中和步驟的產(chǎn)率,實際上為100%。
包括步驟a)、b)和c)的本發(fā)明之整個方法,以及步驟a)和b)的個別方法均為新穎而且有顯著進(jìn)步的。
下列實施例用以進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在列舉了涉及步驟a)、b)和c)的本發(fā)明若干實施例之后,舉出一比較例,以顯示用SO3以外的其它脫水或脫堿試劑,如P2O5,便無法使乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽環(huán)化。
A)實施步驟a)的實施例例1
乙酰乙酰胺-N-磺酸三甲胺于12毫升溶于100毫升冰醋酸的三甲胺溶液(0.125摩爾)中,加入9.7克(0.1摩爾)氨基磺酸,攪拌該混合物,直到完全溶解。之后逐滴加入步驟b)中的反應(yīng)溫度一般是大約-70至+175℃,最好是大約-40至+10℃。
步驟b)相似于步驟a),通常也是在大氣壓條件下進(jìn)行的。
反應(yīng)時間可長達(dá)大約10小時。
反應(yīng)進(jìn)行的方式可以是先導(dǎo)入乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或游離酸)的適當(dāng)?shù)娜芤海倭咳肴芙庑问降腟O3,或?qū)煞N反應(yīng)物同時輸入反應(yīng)室中,或者先引入SO3再加入乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或游離酸)。
以先導(dǎo)入部分的溶液形式的SO3,之后再連續(xù)地或分次地量入乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或游離酸)和溶解形式的SO3這種方式為好。
操作是以慣用的方式實施的。在優(yōu)選的實施例中,是以二氯甲烷作為反應(yīng)介質(zhì),此時可按下列方式進(jìn)行操作向含有SO3的溶液中加入大約10倍摩爾量(按SO3的量計算)的冰或水。如此導(dǎo)致相分離已生成的6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物主要存在于有機(jī)相中,仍然存在于水相中的部分,可用二氯甲烷或有機(jī)酯等有機(jī)溶劑萃取而得到。
此外,在加入水后,用蒸硫餾方法將反應(yīng)溶劑除去,而仍殘存于酸中的6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物,則用更為適宜的溶劑萃取得到。適當(dāng)?shù)娜軇┦菍α蛩岱€(wěn)定,且有足夠的溶解能力的溶劑。另外,反應(yīng)產(chǎn)物在溶劑系統(tǒng)中,應(yīng)具有利于分離的分配系數(shù)。適當(dāng)?shù)娜軇┎粌H有鹵化烴,而且還有碳酸的酯,如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸亞乙酯,或有機(jī)單羧酸的酯,如甲酸異丙酯、甲酸異丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯和乙酸新戊酯,或二羧酸或與水互溶的胺的酯,和四丁基尿素。其中以乙酸異丙酯和乙酸異丁酯為最好。
可以Na2SO4干燥集中的有機(jī)相,并蒸發(fā)干燥之。萃取時所帶出來的少量硫酸,可因在有機(jī)相內(nèi)加入適當(dāng)?shù)膲A溶液而除去。為此目的,向有機(jī)相內(nèi)加入稀釋的堿溶液,直到水相的PH達(dá)到使純6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物在萃取試劑和水這兩個相體系中有相同的濃度為止。如想得到游離的化合物,須以通常所用的方法將其進(jìn)一步純化(最好用重結(jié)晶法)。以乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽(或其游離酸)計,其產(chǎn)率為大約70%到95%。
但如要得到6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的無毒鹽,還須進(jìn)行步驟c)的中和反應(yīng)。
為此目的,可依一般方法,用適當(dāng)堿中和步驟b)中所得到的酸式的噁噻嗪酮化合物。為此,例如可將步驟b)中所得到的已集中,干燥和蒸發(fā)的有機(jī)相溶于如乙醇、丙酮、酯或醚等有機(jī)溶劑中,或者溶于水中,用適當(dāng)?shù)膲A,最好是鉀堿,如KOH、KHCO3、K2CO3、鉀的醇化物等中和之。另外,亦可用鉀堿水溶液,直接由純化的有機(jī)萃取相(步驟b)中和并萃取噁噻嗪酮化合物。經(jīng)蒸發(fā)溶液之后,以結(jié)晶的形式沉淀出噁噻嗪酮鹽。也可再結(jié)晶以純化之。
中和步驟的產(chǎn)率,實際上為100%。
包括步驟a)、b)和c)的本發(fā)明之整個方法,以及步驟a)和b)的個別方法均為新穎而且有顯著進(jìn)步的。
下列實施例用以進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在列舉了涉及步驟a)、b)和c)的本發(fā)明若干實施例之后,舉出一比較例,以顯示用SO3以外的其它脫水或脫堿試劑,如P2O5,便無法使乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽環(huán)化。
A)實施步驟a)的實施例例1
乙酰乙酰胺-N-磺酸三甲胺于12毫升溶于100毫升冰醋酸的三甲胺溶液(0.125摩爾)中,加入9.7克(0.1摩爾)氨基磺酸,攪拌該混合物,直到完全溶解。之后逐滴加入8毫升(0.104摩爾)雙烯酮,條件為25-30℃冷卻。16小時后,緩慢加入乙醚,使反應(yīng)產(chǎn)物沉淀,并抽氣過濾之。
22克(92%),熔點101℃核磁共振
紅外(KBr)1045,1240,1470,1660,1720厘米-1例2
乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙酰胺80克(1.096摩爾)二甲基乙酰胺冷卻,并逐滴加入懸浮于500毫升冰醋酸的80克(0.825摩爾)氨基磺酸中。完全溶解后,于25-35℃冷卻加入80毫升(1.038摩爾)雙烯酮。16小時后,將混合物蒸發(fā),殘存物中加丙酮攪拌,從而產(chǎn)生結(jié)晶。
110克(43%),熔點73-75℃殘存的反應(yīng)產(chǎn)物128克(50%),是作為漿液從母液得到的。
核磁共振
紅外(KBr)1050,1240,1475,1690,1730厘米-1例3
乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙基胺以9.7克(0.1摩爾)溶于100毫升二氯甲烷的氨基磺酸,與16毫升(0.12摩爾)三乙胺混溶。然后于0℃逐滴加入8毫升(0.104摩爾)雙烯酮于0℃連續(xù)攪拌2小時,再于室溫下攪拌2小時。之后加入己烷沉淀反應(yīng)產(chǎn)物,并用更多己烷洗滌殘存的漿狀物。于真空干燥后剩余27-28克(95.7
下列例4-7是以相似于例3的方法進(jìn)行的,結(jié)果例4
乙酰乙酰胺-N-磺酸三(正丙基)銨
紅外(CH2CL2)1040,1260,1420,1700,1740厘米-1例5
乙酰乙酰胺-N-磺酸三(正丁基)銨
紅外(CH2CL2)1040,1250,1420,1700,1740厘米-1例6
乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基芐基銨產(chǎn)率92-97%核磁共振
2.75(N ⊕-CH3)
紅外(CH2CL2)1040,1260,1270,1430,1470,1700,1740厘米-1例7
乙酰乙酰胺-N-磺酸二異丙基乙基銨產(chǎn)率91-95%核磁共振(CDCL3)δ1.3和1.4(-CH3),2.2(COCH3),3.5(CH2-CO)紅外(CH2CL2)1040,1210,1250,1420,1700,1740厘米-1
例8
乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙基銨將9.7克(0.1摩爾)氨基磺酸懸浮于100毫升丙酮中,并加入16毫升(0.12摩爾)三乙胺。差不多完全溶解時,于0℃逐滴加入8毫升(0.104摩爾量)雙烯酮。之后于室溫下攪拌,此期間所加各組分均被溶解,反應(yīng)濺趨完成。16小時后,用己烷將反應(yīng)產(chǎn)物呈漿狀物沉淀出來,并同己烷一起攪拌以進(jìn)一步純化之。真空干燥后,留有27-28克(95.7-99%)漿狀
紅外(純)1040,1230,1450,1670厘米-1例9
乙酰乙酰胺-N-磺酸四丁基銨將105毫升(0.16摩爾)40%氫氧化四丁基銨的濃水溶液加入15.5克(0.16摩爾)溶于10毫升甲醇和50毫升水的氨基磺酸溶液中。之后將此混合物蒸發(fā)干燥。所得殘存物溶于100毫升二氯甲烷中,并用三乙胺將PH調(diào)到9-10,然后逐滴加入10毫升雙烯酮。12小時后,再將PH調(diào)到9-10,并再重復(fù)加入雙烯酮。16小時后,將混合物蒸干,殘存物即結(jié)晶。抽氣過濾結(jié)晶漿料,并用乙酸乙酯和乙醚洗滌之。
紅外,(CH2CL2)890,1040,1255,1410厘米-1例10
乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙銨先于0℃導(dǎo)入19.4克(0.2摩爾)氨基磺酸和溶于200毫升二氯甲烷的15.4毫升(0.2摩爾)雙烯酮。于冷卻和攪拌同時,于45分鐘內(nèi)逐滴加入29毫升(0.21摩爾)三乙胺。之后將反應(yīng)混合物于0℃攪拌30分鐘,于室溫下靜置過夜。蒸掉溶劑并于真空干燥,得到漿狀產(chǎn)物。使其從丙酮中結(jié)晶出來。
紅外(純)1040,1230,1450,1670厘米-1例11
乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙銨先于0℃導(dǎo)入19.4克(0.2摩爾)氨基磺酸,15.4毫升(0.2摩爾)雙烯酮和1.14毫升(0.02摩爾)溶于100毫升二氯甲烷的冰醋酸溶液。在冷卻和攪拌的同時,于45分鐘之內(nèi)逐滴加入29毫升(0.21摩爾)的三乙胺。之后于0℃將此反應(yīng)混合物攪拌30分鐘,于室溫下靜置過夜。將溶劑蒸發(fā)掉后用乙醚洗殘存物并于真空中干燥,以丙酮結(jié)晶之。
紅外(純)1040,1230,1450,1670厘米-1例12
乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基苯基銨將15.1毫升(120毫摩爾)N,N-二甲基苯胺加入溶于100毫升冰醋酸的9.7克(100毫摩爾)氨基磺酸溶液中,攪拌此混合物,直到完全溶解。之后加入8毫升(104毫摩爾)雙烯酮。16小時后,再向溶液內(nèi)加入2毫升雙烯酮。當(dāng)雙烯酮消失后,將混合物蒸發(fā),加乙醚攪拌使產(chǎn)物沉淀。
紅外(CH2CL2)1040,1250,1430,1700,1740厘米-1例13
乙酰乙酰胺-N-磺酸銨劇烈攪拌下,向懸浮于100毫升冰醋酸的11.4克(100毫摩爾)磺酸銨懸浮液中,加入10毫升雙烯酮和1毫升吡啶。17小時后,抽氣過濾得到終產(chǎn)物。17克=86%,高于大約125℃時分解。
例14
乙酰乙酰胺-N-磺酸二異丙基銨用28毫升(0.2摩爾)二異丙胺中和19.4克(0.2摩爾)溶于200毫升CH2CL2的氨基磺酸溶液。加入0.81毫升(10毫摩爾)吡啶后,于0℃下逐滴加入15.4毫升(0.2摩爾)雙烯酮。于0℃將反應(yīng)混合物攪拌30分鐘,之后于室溫下靜置過夜。蒸掉溶劑并真空干燥后,得到漿狀反應(yīng)產(chǎn)物。
45-48克=80-85%紅外(純)1040,1280,1450,1670厘米-1例15
乙酰乙酰胺-N-磺酸叔丁基銨用21毫升(0.2摩爾)叔丁胺中和溶于100毫升DMF的19.4克(0.2摩爾)氨基磺酸溶液。加入0.81毫升(10毫摩爾)吡啶后,于15℃逐滴加入15.4毫升(0.2摩爾)雙烯酮。之后于室溫將此混合物攪拌3小時。用500毫升二乙醚使產(chǎn)物沉淀,加丙酮攪拌漿狀物以純化之。
產(chǎn)率42g=83%
紅外(純)1035,1230,1450,1670厘米-1B)進(jìn)行步驟b)和c)的實施例例1于-30℃,劇烈攪拌下,于60分鐘內(nèi)將溶于110毫升二氯甲烷的12.7克(50毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨溶液,逐滴加入溶于100毫升二氯甲烷的8毫升(200毫摩爾)液態(tài)SO3溶液中。30分鐘后,向溶液內(nèi)加入50毫升乙酸乙酯和50克冰。分離出有機(jī)相,并用乙酸乙酯提取水相兩次以上。用Na2SO4干燥集中的有機(jī)相,蒸發(fā)之,并將殘存物溶解于甲醇中。用甲醇的KOH溶液中和此溶液,沉淀出6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的鉀鹽。
7.3克=73%例2于-30℃,在60分鐘內(nèi)將溶于110毫升二氯甲烷的12.7克(50毫摩爾量)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨溶液,逐滴加入溶于50毫升SO2的8毫升(200毫摩爾)液態(tài)SO3液體中,并劇烈攪拌之。30分鐘后,蒸調(diào)SO2,向該溶液中加入50毫升乙酸乙酯和50克冰。分離出有機(jī)相,用乙酸乙酯提取水相兩次以上。用硫酸鈉干燥收集的有機(jī)相,蒸發(fā),并將殘存物溶于甲醇,以甲醇的KOH溶液中和該溶液,沉淀出6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的鉀鹽。
8.3克=83%例3于-30℃,劇烈攪拌下,在60分鐘內(nèi)將溶于110毫升二氯甲烷的12.7克(50毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨溶液,逐滴加入溶于100毫升二氯甲烷的12毫升(300毫摩爾)液態(tài)SO3溶液中。30分鐘后,向該溶液中加入50毫升乙酸乙酯和50克冰。分離出有機(jī)相,用乙酸乙酯提取水相兩次以上。用硫酸鈉干燥收集的有機(jī)相,蒸發(fā),并將殘存物溶于甲醇,以甲醇的KOH溶液中和該溶液,沉淀出6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮2,2-二氧化物的鉀鹽。
7.6克=76%例4于-30℃,劇烈攪拌下,在20分鐘內(nèi)將溶于35毫升二氯甲烷的4.24克(16.7毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨溶液,逐滴加入溶于100毫升二氯甲烷的4毫升(100毫摩爾)液態(tài)SO3之溶液中。向該溶液內(nèi)加入4毫升(100毫摩爾)SO3,再逐滴加入另一份溶于35毫升二氯甲烷的4.24克(16.7毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨之溶液。重復(fù)加入4毫升(100毫摩爾)的SO3。之后于-30℃,劇烈攪拌下,在20分鐘內(nèi)再逐滴加入溶于35毫升二氯甲烷的4.24克(16.6毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸二甲基乙基銨之溶液。20分鐘后,將此混合物按例1方法處理。
8.7克=87%例5于-25℃,劇烈攪拌下,在60分鐘內(nèi)將溶于110毫升二氯甲烷的12.7克(50毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-二甲基銨之溶液,逐滴加入溶于100毫升二氯甲烷的2.4毫升(60毫摩爾)SO3溶液中。分別于12、24、36和48分鐘后,各加入2.4毫升(60毫摩爾)SO3。20分鐘后,將此混合物按例1方法處理。
8.8克=88%例6按實施例5的方法進(jìn)行反應(yīng),但最初導(dǎo)入的為溶于50毫升SO2的2.4毫升(60毫摩爾)SO3之溶液。
8.8克=88%例712.8克(160毫摩爾)固態(tài)SO3溶于150毫升二氯甲烷中。將此溶液冷卻至-45--55℃后,于60分鐘內(nèi)逐滴加入25毫升含8.4克(26毫摩爾)乙酰乙酰氨-N-磺酸三丙氨的二氯甲烷溶液。于-45--55℃放置4小時后,例1方法操作之。2.8克=54%
實施例8-12中,直接使用由雙烯酮、氨基磺酸和三乙胺反應(yīng)所得到的反應(yīng)溶液。
例8于-30℃,將125毫升乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙氨溶液(0.1摩爾,二氯甲烷),在60分鐘內(nèi)逐滴加入溶于500毫升二氯甲烷的含20毫升液態(tài)SO的溶液中,同時劇烈攪拌。于-30℃放置60分鐘后,按例1方法進(jìn)行。
17.1克=85%例9于-30℃,先將125毫升乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙胺溶液(0.1摩爾,二氯甲烷)導(dǎo)入250毫升二氯甲烷中,于60分鐘內(nèi),加入溶于250毫升二氯甲烷的20毫升(500毫摩爾)液態(tài)SO3溶液。于-30℃放置60分鐘后,按例1進(jìn)行操作。14.9克=74%例10于-25℃,60分鐘內(nèi)將125毫升乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙氨溶液(0.1摩爾,二氯甲烷),逐滴加于含4.8毫升(120毫摩爾)液態(tài)SO3的500毫升二氯甲烷溶液中。每隔12分鐘加入4.8毫升(120毫摩爾)液態(tài)SO3,不少于5次。于-25℃放置60分鐘后,按例1方法進(jìn)行以下操作。18.3克=91%例11于-30℃,先導(dǎo)入50毫升二氯甲烷。于冷卻和充分?jǐn)嚢柰瑫r,于30分鐘內(nèi),同時并穩(wěn)定地逐滴加入溶于50毫升二氯甲烷的28.1克(0.1摩爾)乙酰乙酰氨-N-磺酸的溶液,及溶液50毫升二氯甲烷的24毫升液態(tài)SO3的溶液。于-25℃至-30℃,又30分鐘后,在同樣的溫度下小心地逐滴加入110毫升水。之后蒸餾以去除CH2CL2,用80毫升乙酸異丁酯提取反應(yīng)產(chǎn)物。再向有機(jī)相內(nèi)加入20毫升水,同時劇烈攪拌,用4N KOH將PH調(diào)到0.84-0.87(PH值,玻璃電極Ingold405-60-S7)。分離并用20毫升乙酸異丁酯提取水相后,向集中的乙酸異丁酯相中加入15毫升水,并于攪拌下用4N KOH將PH調(diào)到5-7,抽氣過濾部分沉淀的K鹽,之后,與濾出液的水相相結(jié)合。真空蒸發(fā)掉水份,得到18.1克=90%的甜味劑。
例12于-30℃,先導(dǎo)入50毫升CH2CL2,于強(qiáng)冷卻(異丙醇/干冰)下,同時并穩(wěn)定地加入含28.1克(0.1摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙氨的50毫升CH2CL2溶液和含24毫升液態(tài)SO3的50毫升CH2CL2的溶液。立即按例11方法處理(抽提液∶乙酸異丙酯),得到17.9克=89%的甜味劑。
例13于-25℃,先將12.4毫升的60%發(fā)煙硫酸(200毫摩爾SO3)導(dǎo)入200毫升CH2CL2中,于30分鐘內(nèi)逐滴加入62.5毫升乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙銨(50毫升摩爾,CH2CL2)溶液。于-25℃放置60分鐘后,按例1方法處理該混合物。4.7克=47%例14于-30℃,小心地將8毫升(200毫摩爾)液態(tài)SO3加入200毫升三甲基吡啶內(nèi)。然后加入16.2克(50毫摩爾)乙酰乙酰胺-N-磺酸三丙銨,將此反應(yīng)混合物加熱到100℃,維持2小時。之后真空蒸餾去除大部分三甲基吡啶,并用乙酸乙酯溶解殘存物。用硫酸酸化后,用乙酸乙酯徹底抽提水相。用Na2SO4干燥有機(jī)相,并真空蒸發(fā)之。抽氣過濾沉淀的甜味劑并干燥之。2.2克=22%比較例先將35.42克(250毫摩爾)P2O5導(dǎo)入250毫升CH2CL2中。于-25℃,在60分鐘內(nèi)逐滴加入62.5毫升乙酰乙酰胺-N-磺酸三乙銨的CH2CL2溶液(磺酸鹽的含量為0.05摩爾)。于-25℃放置60分鐘后,按例B-1方法處理該混合物。用薄層層析法,在反應(yīng)產(chǎn)物中沒有檢測到6-甲基-3,4-二氫-1,2,3-噁噻嗪-4-酮-2,2-二氧化物或其鉀鹽。
權(quán)利要求
1.一種制備乙酰乙酰胺-N-磺酸(鹽)的方法,方法中包括如下的反應(yīng)一種惰性有機(jī)溶劑,一種至少可部分地溶于這種溶劑中的氨基磺酸的鹽,在適當(dāng)?shù)陌坊蜢⒋呋瘎┐嬖谙?,與至少接近等摩爾數(shù)量的乙酰乙?;噭┓磻?yīng),必要時經(jīng)加入一種強(qiáng)酸,可由在這個反應(yīng)中所形成的乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽,產(chǎn)生乙酰乙酰-N-磺酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所用的乙酰乙?;噭殡p烯酮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法,其中所用的乙酰乙?;瘎┻^量不多于大約30摩爾%,最好不多于大約10摩爾%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所用的惰性有機(jī)溶劑為下列溶劑之一,單獨或混合使用。鹵化的脂族烴,最好是有不多于4個碳原子的,脂族酮,最好是有3至6個碳原子的,脂族醚,最好是有4至5個碳原子的環(huán)醚,低碳脂羧酸,最好是有2至6個碳原子的,低碳脂族腈,最好是乙腈,碳酸和低碳脂族羧酸的N-烷基取代的酰胺,最好是總數(shù)不多于5個碳原子的酰胺,脂族亞砜,最好是二甲基亞砜,以及脂族砜,最好是四氫噻吩砜。
5.根據(jù)權(quán)利要求11的方法,其中所用的惰性有機(jī)溶劑為二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,丙酮,冰醋酸及/或二甲基甲酰胺,特別是優(yōu)選二氯甲烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所用的胺或膦催化劑為親核的叔胺和膦-最好是只用胺-每個N或P原子具有不多于20個-最好不多于10個碳原子,特別是優(yōu)選三乙胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所用的,且至少是可部分地溶于惰性有機(jī)溶劑的氨基磺酸鹽,是氨基磺酸的鋰、銨或伯、仲、叔和/或季銨鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所用的反應(yīng)溫度為大約-30℃至+50℃,最好是0℃至+25℃。
全文摘要
一種制備乙酰乙酰胺-N-磺酸(鹽)的方法,方法中包括如下的反應(yīng)一種惰性有機(jī)溶劑,一種至少可部分地溶于這種溶劑中的氨基磺酸的鹽,在適當(dāng)?shù)那换蜢⒋呋瘎┐嬖谙拢c至少接近等摩爾數(shù)量的乙酰乙酰化試劑反應(yīng),必要時經(jīng)加入一種強(qiáng)酸,可由在這個反應(yīng)中形成的乙酰乙酰胺-N-磺酸鹽,產(chǎn)生乙酰乙酰-N-磺酸。
文檔編號C07D291/06GK1050017SQ9010802
公開日1991年3月20日 申請日期1985年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1985年6月5日
發(fā)明者卡爾·克勞布, 阿道夫·林基斯, 迪特爾·羅伊斯克林格 申請人:赫徹斯特股份公司
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