Verfahren zur Herstellung von a-Oxy-@,ss-dimethyl-r-butyrolacton. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y-butyro- la.eton.
Erfindungsgemäss wird a-Oxy-ss,ss-di- methyl-y-butyrolacton auf billigem Wege in wirksamer und bequemer Weise aus a-Oxy- ss,ss-dimethyl-y-oxy-butyronitril erhalten.
Das<I>a</I> - Oxy <I>-</I> ss, <I>ss -</I> dimethyl-y-butyrolacton ist als Zwischenprodukt wertvoll, und zwar insbesondere deshalb, weil es mit ss-Alanin zur Pantothensäure, einer das Wachstum fördernden Substanz, umgesetzt werden kann.
Bis anhin wurde das a-Oxy-ss,ss-dimethyl- y-butyrolacton durch Hydrolysieren des sub stituierten Nitrils in Gegenwart von Cal ciumchlorid erhalten, indem auf diese Weise das Calciumsalz der a-Oxy-ss,f,
dimethyl-y- oxy-buttersäure gebildet wurde. Das Calcium wurde hernach durch Zugabe von Oxalsäure als Calciumoxalat entfernt. Oxals-äure ist in dessen teuer und giftig und für den wirt schaftlichen Gebrauch unerwünscht. Diese Methode ist ausserdem langwierig und um ständlich, was ebenfalls nicht für dieses Ver fahren spricht.
Gemäss vorliegender Erfindung wird nun das a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y-butyrolacton da durch erhalten, dass man a-Oxy-ss,ss-dimethyl- y-oxy-butyronitril in wässriger Lösung mit einem Alkalimetallcarbonat erhitzt, wobei das Alkalimetallsalz der a-Oxy-ss,ss-dimethyl- y-oxy-buttersäure entsteht, und dass man hierauf das Reaktionsgemisch zur Bildung des a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y-butyrolaetons an säuert.
Diese Umsetzungen lassen sich durch folgende Gleichungen darstellen:
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Die Erfindung sei durch die folgenden Beispiele erläutert, welche besonders zweck mässige Arbeitsweisen betreffen. <I>Beispiel<B>1.-</B></I> 1,54 Mol <I>a</I> - Oxy - ss,ss <I>-</I> dimethyl <I>- y</I> - oxy- butyronitril werden zu 1,16 Mol Natrium- carbonat in 25%iger Lösung bei 65 C zu gesetzt.
Das Gemisch wird während 2 Stun den auf dieser Temperatur gehalten, worauf die Reaktion zu 97% beendet ist, wie durch Silbernitrat-Titrierung festgestellt werden kann. Hierauf wird die Temperatur auf 75 C erhöht und langsam mit 2,78 Mol Schwefelsäure versetzt.
Man hält die Tempe- ratur während 4 Stunden auf 80 C. Hierauf wird das Reaktionsgemisch durch Zugabe von 180 cm@ einer 25%igen Natriumhydro- xydlösung auf einen PH-Wert von 3 bis 4 eingestellt und gekühlt, wobei Trennung er folgt.
Die obere Schicht, welche das Lacton enthält, wird im Vakuum destilliert, wodurch man das a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y-butyrolacton in einer Ausbeute von 85,4% erhält. Beispiel <I>2:</I> 1,54 Mol a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y-oxy- butyronitrü werden zu 0,85 Mol Natrium- carbonat in 25 %iger Lösung bei 65 C zu gesetzt.
Das Gemisch wird während 2 Stun den auf dieser Temperatur belassen, worauf die Umsetzung beendet ist. Nun wird die Temperatur auf 75 C erhöht und das Ge misch langsam mit 2,04 Mol Schwefelsäure versetzt. Die Temperatur wird hierauf wäh rend 4 Stunden auf 80 C gehalten.
Hernach wird das Gemisch durch Zugabe von 102 cm@ 25%iger Natriumhydroxyälösung auf einen p1,-Wert von 3 bis 4 gebracht, gekühlt und zur Trennung stehen gelassen. Die obere; das Lacton enthaltende Schicht wird im Vakuum destilliert, wobei 184g Lacton anfällt, was einer Ausbeute von<B>82,8%</B> entspricht.
Zur Hydrolyse des a-Oxy-ss,ss-dimethyl-y- oxy-butyronitrils verwendet man zweckmässig Natriumcarbonat, obzwar in gleicher Weise andere Alkalimetallcarbonate, wie beispiels weise galiumcarbonat, Lithinmcarbonat usw., zur Anwendung gelangen können. Das Al- kalicarbonat wird zweckmässig in Übersehuss angewendet.
Für die Durchführung der Hy drolyse sind Temperaturen zwischen 50 und 100' C geeignet; man arbeitet jedoch zweck mässig bei einer Temperatur zwischen 65 und 80 C. Ausser Schwefelsäure, welche zur Lactonbildung besonders geeignet ist, kann z. B. auch Salzsäure verwendet werden.
Process for the preparation of a-Oxy - @, ss-dimethyl-r-butyrolactone. The invention relates to a process for the production of a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-butyro- la.eton.
According to the invention, a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-butyrolactone is obtained inexpensively in an effective and convenient manner from a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-oxy-butyronitrile.
The <I> a </I> - Oxy <I> - </I> ss, <I> ss - </I> dimethyl-y-butyrolactone is valuable as an intermediate, especially because it is linked to ss- Alanine can be converted to pantothenic acid, a substance that promotes growth.
So far, the a-Oxy-ss, ss-dimethyl-y-butyrolactone was obtained by hydrolyzing the substituted nitrile in the presence of calcium chloride, in which the calcium salt of the a-Oxy-ss, f,
dimethyl-y-oxy-butyric acid was formed. The calcium was then removed as calcium oxalate by adding oxalic acid. Oxalic acid is expensive and toxic and undesirable for economic use. This method is also tedious and cumbersome, which also does not speak in favor of this method.
According to the present invention, the a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-butyrolactone is obtained by heating a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-oxy-butyronitrile in aqueous solution with an alkali metal carbonate, the The alkali metal salt of a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-oxy-butyric acid is formed, and the reaction mixture is then acidified to form the a-oxy-ss, ss-dimethyl-y-butyrolaetone.
These conversions can be represented by the following equations:
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The invention is illustrated by the following examples, which relate to particularly useful working methods. <I>Example<B>1.-</B> </I> 1.54 mol <I> a </I> - Oxy - ss, ss <I> - </I> dimethyl <I> - y - Oxy-butyronitrile are added to 1.16 mol of sodium carbonate in 25% solution at 65 ° C.
The mixture is kept at this temperature for 2 hours, after which the reaction is 97% complete, as can be determined by silver nitrate titration. The temperature is then increased to 75 ° C. and 2.78 mol of sulfuric acid are slowly added.
The temperature is kept at 80 ° C. for 4 hours. The reaction mixture is then adjusted to a pH value of 3 to 4 by adding 180 cm @ of a 25% strength sodium hydroxide solution and cooled, with separation.
The upper layer, which contains the lactone, is distilled in vacuo, giving the α-oxy-ss, ss-dimethyl-γ-butyrolactone in a yield of 85.4%. Example <I> 2: </I> 1.54 mol of a-oxy-ss, ss-dimethyl-γ-oxy-butyronitru are added to 0.85 mol of sodium carbonate in 25% solution at 65.degree.
The mixture is left at this temperature for 2 hours, after which the reaction has ended. The temperature is now increased to 75 ° C. and 2.04 mol of sulfuric acid are slowly added to the mixture. The temperature is then held at 80 ° C. for 4 hours.
The mixture is then brought to a p1, value of 3 to 4 by adding 102 cm @ 25% strength sodium hydroxide solution, cooled and left to stand for separation. The upper; the layer containing lactone is distilled in vacuo, 184 g of lactone being obtained, which corresponds to a yield of 82.8%.
Sodium carbonate is expediently used for hydrolysis of α-oxy-ss, ss-dimethyl-y-oxy-butyronitrile, although other alkali metal carbonates, such as, for example, galium carbonate, lithium carbonate, etc., can be used in the same way. The alkali carbonate is expediently used in excess.
Temperatures between 50 and 100 'C are suitable for carrying out the hydrolysis; However, one works expediently at a temperature between 65 and 80 C. Besides sulfuric acid, which is particularly suitable for lactone formation, z. B. hydrochloric acid can also be used.